(57)【要約】【課題】発生酢酸による経時劣化を生じにくい太陽電池封止材を得るための太陽電池封止材の評価方法を提供する。【解決手段】エチレン酢酸ビニル共重合体を主成分とする太陽電池封止材の評価方法である。太陽電池封止材に対し、温度１２１℃、相対湿度１００％ＲＨ、２気圧の環境条件で２４０時間のプレッシャークッカー試験を行い、試験後の酢酸発生量により、太陽電池封止材の耐久性を評価する。試験後の酢酸発生量が６０００ｐｐｍ以下である太陽電池封止材を良と評価することができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチレン酢酸ビニル共重合体を主成分とする太陽電池封止材の評価方法であって、太陽電池封止材に対し、温度１２１℃、相対湿度１００％ＲＨ、２気圧の環境条件で２４０時間のプレッシャークッカー試験を行い、試験後の酢酸発生量により、該太陽電池封止材の耐久性を評価することを特徴とする太陽電池封止材の評価方法。
【請求項２】
前記試験後の酢酸発生量が６０００ｐｐｍ以下である太陽電池封止材を良と評価する請求項１記載の太陽電池封止材の評価方法。
【請求項３】
前記試験後の酢酸発生量が７００ｐｐｍ以下である太陽電池封止材を良と評価する請求項２記載の太陽電池封止材の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽電池封止材の評価方法（以下、単に「封止材」および「評価方法」とも称する）に関し、詳しくは、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を主成分とし、太陽電池モジュールにおいて発電素子を封止するために用いられる太陽電池封止材の評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光を利用したクリーンなエネルギー資源として、太陽電池に対する関心が高まってきている。太陽電池の発電素子は、一般に、シリコン等の半導体からなり、水分や埃等の異物や外気の影響から保護するための容器や樹脂中に封入されて太陽電池モジュール（パネル）として使用される。
【０００３】
図１に、このような太陽電池モジュールの構造の一例を示す。図示する太陽電池モジュール１０は、ガラス基板１、封止膜２、シリコン等の発電素子３、封止膜４およびバックカバー５を順次積層してなる構造を有し、この場合、太陽電池素子３は、樹脂材料からなる封止膜２，４内に封入されて保護されている。封止材として用いられる樹脂としては、低コスト等の観点から、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が、現在一般に使用されている。
【０００４】
太陽電池封止材に係る改良技術としては、例えば、特許文献１に、酢酸ビニル含有率が３０重量％以下のＥＶＡからなるものとすることで、高い体積固有抵抗を実現した太陽電池封止材が記載されている。また、特許文献２には、酢酸ビニル含有率が１０〜３０重量％であって、体積固有抵抗率が５．０×１０14Ω以上であるＥＶＡからなる太陽電池封止材が記載されている。
【特許文献１】特開平１１−５４７６７号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】特開２０００−１８３３８５号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＥＶＡからなる封止材では、使用に伴い酢酸が発生するため、この発生酢酸が原因となって、太陽電池の発電性能の劣化が進行してしまうという問題があった。特に、太陽電池は数十年単位の長期使用が期待されるため、経時による劣化の問題については早急な解消が望まれていた。
【０００６】
そこで本発明の目的は、上記の問題に鑑みて、発生酢酸による経時劣化を生じにくい太陽電池封止材を得るための太陽電池封止材の評価方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は鋭意検討した結果、下記構成とすることにより、発電性能の劣化の少ない封止材が得られることを見出して、本発明の評価方法を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明の太陽電池封止材の評価方法は、エチレン酢酸ビニル共重合体を主成分とする太陽電池封止材の評価方法であって、太陽電池封止材に対し、温度１２１℃、相対湿度１００％ＲＨ、２気圧の環境条件で２４０時間のプレッシャークッカー試験を行い、試験後の酢酸発生量により、該太陽電池封止材の耐久性を評価することを特徴とするものである。
【０００９】
本発明においては、前記試験後の酢酸発生量が６０００ｐｐｍ以下、特には７００ｐｐｍ以下である太陽電池封止材を良と評価することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、上記構成としたことにより、発生酢酸による経時劣化を生じにくい太陽電池封止材を得ることのできる太陽電池封止材の評価方法を実現することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
本発明の太陽電池封止材の評価方法は、ＥＶＡを主成分とする太陽電池封止材の評価方法であって、太陽電池封止材に対し、温度１２１℃、相対湿度１００％ＲＨ、２気圧の環境条件で２４０時間のプレッシャークッカー（ＰＣＴ）試験を行い、試験後の酢酸発生量により封止材の耐久性を評価するものである。
【００１２】
本発明においては、ＰＣＴ試験による耐久後の酢酸発生量に基づき封止材の耐久性を評価することで、発生酢酸による発電性能の劣化を生ずることがない耐久性に優れた太陽電池封止材を得ることができる。具体的な評価基準としては、試験後の酢酸発生量が６０００ｐｐｍ以下、特には７００ｐｐｍ以下である封止材を良と評価することができ、これは、酢酸ビニル（ＶＡ）含有率２５％以下、特には１５〜２２％のＥＶＡに相当する。実使用上は、ＶＡ含有率２３〜２５％程度のＥＶＡに相当する、試験後の酢酸発生量が６００ｐｐｍ以下程度の封止材であれば、要求される耐久性を満足することができる。
【００１３】
本発明の評価方法は、ＥＶＡを主成分とする封止材であれば、特に制限はなく、いかなるものにも適用可能である。かかる封止材は、例えば、ＥＶＡに、必要に応じてシランカップリング剤、有機過酸化物、光増感剤、架橋助剤、安定剤、着色剤、紫外線吸収剤、老化防止剤、変色防止剤等を添加し、これら各成分を混合することにより得ることができる。
【００１４】
シランカップリング剤は、ＥＶＡの封止材としての性能と、主として太陽電池下部基板乃至発電素子との接着力をさらに向上させる目的で添加するものであり、例えば、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニル−トリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エトキシシクロヘキシル）エチル−トリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等を用いることができる。これらのシランカップリング剤の配合量はＥＶＡ１００重量部に対して５重量部以下、好ましくは１重量部以下である。より好ましくは、ＥＶＡ１００重量部に対するシランカップリング剤の添加割合を０．０１〜１重量部とすることで、安定した接着力と、高い体積固有抵抗を得ることができる。封止材の体積固有抵抗の向上の観点からは、珪素原子に直接結合している、炭素原子数４以下の官能基を有するシランカップリング剤、特にはビニルトリメトキシシランをＥＶＡに添加することが有効である。
【００１５】
有機過酸化物は、あらかじめ加えて熱分解することでＥＶＡに架橋構造を持たせることができるものであり、１００℃以上でラジカルを発生するものであればいずれのものも使用可能であるが、配合時の安定性を考慮に入れれば、半減期１０時間、分解温度７０℃以上であることが好ましく、例えば、２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジハイドロパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン−３、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジクミルパーオキサイド、α，α′−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ブシルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシベンズエート、ベンゾイルパーオキサイド等を用いることができる。これらの有機過酸化物の配合量はＥＶＡ１００重量部に対して５重量部以下で充分である。
【００１６】
光増感剤は、あらかじめ加えて光照射により分解することでＥＶＡに架橋構造を持たせることができるものであり、光照射でラジカルを生じるものであればいかなるものでもよく、例えば、ベンゾイン、ベンゾメチルエーテル、ベンゾインイソエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ジベンゾイル、５−ニトリアセナフテン、ヘキサクロロシクロペンタジエン、パラニトロジフェニル、パラニトロアニリン、２，４，６−トリニトロアニリン、１，２−ベンズアントラキノン等を用いることができる。これらの光増感剤はＥＶＡ１００重量部に対して、通常１０重量部以下の量で用いられる。
【００１７】
また、ＥＶＡ封止材は長期にわたり使用され、風雨等に曝露されることが予測されるため、耐久性を向上させる目的で、架橋剤を添加してゲル分率を向上させることも可能である。この目的に用いられる架橋助剤としては、公知のものとしてトリアリルイソシアヌレートまたはトリアリルイソシアネート等の３官能性架橋助剤の他、単官能性の架橋助剤等を挙げることができる。これらの架橋助剤はＥＶＡ１００重量部に対して１０重量部以下の割合で用いられる。
【００１８】
着色剤としては、金属酸化物、金属粉等の無機顔料、アゾ系、フタロシアニン系、アチ系、酸性、または塩基染料系レーキ等の有機顔料がある。
【００１９】
紫外線吸収剤としては、例えば、２−ヒドロキシ−４−オクトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシ−５−スルホベンゾフェノン等のベンゾフェノン系、２−（２′−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系、フェニルサルシレート、ｐ−ｔ−ブチルフェニルサリシレート等のヒンダードアミン系が挙げられる。
【００２０】
老化防止剤としては、アミン系、フェノール系、ビスフェニル系、ヒンダードアミン系があり、具体的には例えば、ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ビス（２，２，６．６−テトラメチル−４−ピペラジル）セバケート等が挙げられる。
【００２１】
さらに、安定性を向上する目的でハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、Ｐ−ベンゾキノン、メチルハイドロキノン等をＥＶＡ１００重量部に対して５重量部以下で加えることができる。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
（サンプル作製）
下記表１中に示す配合に従い、実験例１〜３の３種の封止材組成物を調製し、図２に示すような、ガラス基板１１、ＥＶＡシート（封止材）１２およびバックカバー１３からなるモジュールサンプル２０を作製した。積層したモジュールサンプル２０は、温度１５０℃で３０分加熱して架橋させた。
【００２３】
（実験条件）
温度１２１℃、相対湿度１００％ＲＨ、２気圧の環境条件で２４０時間のプレッシャークッカー試験を行い、酢酸発生の反応速度を加速化させて、耐久後の酢酸発生量を測定した。具体的には、湿熱の耐久試験機内に上記モジュールサンプル２０を投入し、２４０時間経過後にモジュールサンプル２０のＥＶＡシート１２の部分のみを剥がして、酢酸定量用のサンプルとした。
【００２４】
（評価方法）
（１）アセトン抽出：０．５ｇのＥＶＡシート片を秤量し、アセトン２ｃｃに浸漬して密閉し、５０時間放置した。
（２）酢酸定量：溶液に対しガスクロマトグラフ分析を行った。
得られた結果を、下記の表１中に併せて示す。
【００２５】
【表１】
2007329404.tif 000002
＊１）ＥＶＡ（１）：ＶＡ含有率２６％
＊２）ＥＶＡ（２）：ＶＡ含有率２２％
＊３）ＥＶＡ（３）：ＶＡ含有率２０％
＊４）ＥＶＡ（４）：ＶＡ含有率１５％
＊５）有機過酸化物：１，1−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）トリメチルシクロヘキサン
＊６）架橋助剤：トリアリルイソシアヌレート
＊７）シランカップリング剤：γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン 
【００２６】
上記表１の結果より、ＶＡ含有率が小さいＥＶＡ樹脂を用いた封止材ほど、耐久後の酢酸発生量が少ないことが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】太陽電池モジュールの一構成例を示す概略断面図である。
【図２】実施例で使用したサンプルの構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１，１１  ガラス基板
２，４，１２  封止膜（ＥＶＡシート）
３  発電素子
５，１３バックカバー
１０  太陽電池モジュール
２０  モジュールサンプル
【図１】
2007329404.tif 000003
【図２】
2007329404.tif 000004