(57)【要約】【課題】黄変し難い封止材層を形成できる封止材シート、および該封止材シートにより形成された封止材層を有する太陽電池モジュールの提供を目的とする。【解決手段】ＥＶＡ、および下式（１）で表される化合物（ただし、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立に水素原子、または炭素数１〜２０のアルキル基である。）を含有する封止材シート。また、封止材シートから形成された封止材層を有する太陽電池モジュール。【化１】2012019135.tif 000011【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、および下式（１）で表される化合物を含有することを特徴とする太陽電池モジュール用封止材シート。
【化１】
2012019135.tif 000008
（ただし、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立に水素原子、または炭素数１〜２０のアルキル基である。）
【請求項２】
前記式（１）で表される化合物が、下式（１−１）で表される化合物である請求項１に記載の太陽電池モジュール用封止材シート。
【化２】
2012019135.tif 000009
【請求項３】
前記式（１）で表される化合物が、下式（１−２）で表される化合物である請求項１に記載の太陽電池モジュール用封止材シート。
【化３】
2012019135.tif 000010
【請求項４】
太陽電池セルと、前記太陽電池セルを封止する封止材層と、前記封止材層の表面側を保護する表面保護部材と、前記封止材層の裏面側を保護する裏面保護部材と、を有し、
前記封止材層が、請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール用封止材シートにより形成されている太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュール用封止材シートおよび太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールは、一般に、太陽電池セルが封止材層内に包埋されて封止され、該封止材層の両面側が、表面保護部材（ガラス板等。）と裏面保護部材で保護された構造を有している。前記封止材層は、太陽電池モジュール用封止材シート（以下、「封止材シート」と記す。）により形成される。太陽電池モジュールの製造方法としては、表面保護部材上に、封止材シート、太陽電池セル、封止材シートおよび裏面保護部材をこの順に積層し、それらを加圧しながら加熱することで、溶融させた封止材シート中に太陽電池セルを包埋させつつ封止材樹脂を架橋硬化させ、ラミネートする方法が広く使用されている。
【０００３】
封止材シートとしては、主にエチレン／酢酸ビニル共重合体（以下、「ＥＶＡ」という。）を含有するシートが使用されている。ＥＶＡを含有する封止材シートは、熱接着できるためラミネート時に扱いやすく、また架橋反応を伴うため保持性および長期保存性に優れた封止材層を形成できる。
一方、太陽電池モジュールにおいては、発電効率の向上の点から、表面保護部材側から入射した太陽光をできるだけ効率良く太陽電池セルに取り込ませることが求められる。そのため、封止材層は、優れた透明性を有し、入射する太陽光の吸収および反射を抑制でき、太陽光の透過率が高いものが好ましい。また、太陽電池モジュールを長期間使用した場合でも、光や熱の影響による酸化によって封止材層が黄変することを抑制でき、太陽光の透過率が低下し難いものが好ましい。
【０００４】
黄変が抑制される封止材層を形成する封止材シートとしては、各種の紫外線吸収剤、光安定剤等を含有する封止材シートが示されている。例えば、特許文献１には、有機過酸化物（架橋剤）として、パーオキシエステル系の過酸化物である２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンを含有し、紫外線吸収剤として、モノヒドロキシアルコキシベンゾフェノン系の２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノンを含有する封止材シートが示されている。また、特許文献２には、有機過酸化物として、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサンを含有し、紫外線吸収剤として、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノンを含有する封止材シートが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１６９９８６号公報
【特許文献２】特開２０００−１８３３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１、２に記載されている封止材シートにより形成される封止材層は、黄変を抑制する効果がまだ充分とは言えず、さらなる耐久性、耐光性の向上が望まれている。
【０００７】
本発明は、耐久性、耐光性に優れ、黄変し難い封止材層を形成できる封止材シート、および該封止材シートにより形成された封止材層を有する太陽電池モジュールの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。
［１］ＥＶＡ、および下式（１）で表される化合物を含有することを特徴とする封止材シート。
【０００９】
【化１】
2012019135.tif 000002
【００１０】
（ただし、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立に水素原子、または炭素数１〜２０のアルキル基である。）
［２］前記式（１）で表される化合物が、下式（１−１）で表される化合物である前記［１］に記載の封止材シート。
【００１１】
【化２】
2012019135.tif 000003
【００１２】
前記式（１）で表される化合物が、下式（１−２）で表される化合物である前記［１］に記載の封止材シート。
【００１３】
【化３】
2012019135.tif 000004
【００１４】
太陽電池セルと、前記太陽電池セルを封止する封止材層と、前記封止材層の表面側を保護する表面保護部材と、前記封止材層の裏面側を保護する裏面保護部材と、を有し、
前記封止材層が、前記［１］〜［３］のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール用封止材シートにより形成されている太陽電池モジュール。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の太陽電池モジュール用封止材シートは、耐久性、耐光性に優れ、黄変し難い封止材層を形成できる。
また、本発明の太陽電池モジュールは、耐久性、耐光性に優れ、黄変し難い封止材層を有している。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の太陽電池モジュールの一例を示した断面図である。
【図２】図１の太陽電池モジュールの製造工程を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜封止材シート＞
本発明の封止材シートは、ＥＶＡを含有する。
ＥＶＡの全重合単位に対する酢酸ビニルに基づく重合単位の含有量は、押出加工の容易性の点から、１０〜５０質量％が好ましく、２０〜４０質量％がより好ましい。酢酸ビニルに基づく重合単位の含有量が１０質量％以上であれば、ＥＶＡが溶融しやすく、押出加工が容易になる。また、酢酸ビニルに基づく重合単位の含有量が５０質量％以下であれば、製膜時の樹脂が膜になりやすく、シート加工が容易になる。
ＥＶＡは、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１８】
また、本発明の封止材シートは、ＥＶＡに加えて、酸化防止剤として、ヒンダードアミン系の下式（１）で表される化合物（以下、「化合物（１）」という。）を含有する。
【００１９】
【化４】
2012019135.tif 000005
【００２０】
Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立に水素原子、または炭素数１〜２０のアルキル基である。
前記アルキル基の炭素数は、２〜１２が好ましく、８が特に好ましい。
【００２１】
化合物（１）としては、下式（１−１）で表される化合物（ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート）（以下、「化合物（１−１）」という。）、下式（１−２）で表される化合物（ビス（１−オクチロキシ−２，２，６，６テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート）（以下、「化合物（１−２）」という。）が好ましい。
【００２２】
【化５】
2012019135.tif 000006
【００２３】
化合物（１）は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
化合物（１）としては、化合物（１−１）の単独使用、化合物（１−２）の単独使用、または化合物（１−１）と化合物（１−２）の併用が好ましく、化合物（１−１）の単独使用、または化合物（１−２）の単独使用がより好ましい。
【００２４】
封止材シート中の化合物（１）の配合量は、ＥＶＡ１００質量部に対して、０．１〜１質量部が好ましく、０．２〜０．６質量部がより好ましい。化合物（１）の配合量が０．１質量部以上であれば、耐久性、耐光性が向上し、封止材層の黄変を抑制する効果が向上する。化合物（１）の配合量が１質量部以下であれば、コストを低減できる。
本発明の封止材シートは、酸化防止剤として、前記化合物（１）のみを含有することが好ましい。
【００２５】
本発明の封止材シートは、前記ＥＶＡおよび化合物（１）以外に、有機過酸化物、架橋助剤を配合、または含浸してもよい。また、本発明の封止材シートは、シランカップリング剤、紫外線吸収剤を配合してもよい。
有機過酸化物を配合、または含浸することにより、封止材シートの熱架橋が可能となる。有機過酸化物としては、１４０℃における半減期が１時間以内の有機過酸化物が好ましい。有機過酸化物の具体例としては、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン等が挙げられる。
有機過酸化物を使用する場合、その使用量は、ＥＶＡ１００質量部に対して、０．１〜５質量部が好ましい。
【００２６】
架橋助剤を配合、または含浸することで、ＥＶＡの架橋度をより大きくできる。架橋助剤としては、例えば、アリル基を有する化合物が挙げられる。アリル基を有する化合物としては、例えば、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアレート、ジアリルフタレート、ジアリルフマレート、ジアリルマレエート等が挙げられる。
架橋助剤を使用する場合、その使用量は、ＥＶＡ１００質量部に対して、０．１〜５質量部が好ましい。
【００２７】
シランカップリング剤を配合することで、ＥＶＡと他の物質材料（表面保護部材、裏面保護部材、太陽電池セル等。）との接着力が向上する。シランカップリング剤としては、例えば、γ−クロロプロピルメトキシシラン、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、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
シランカップリング剤を配合する場合、その配合量は、ＥＶＡ１００質量部に対して、０．１〜５質量部が好ましい。
【００２８】
紫外線吸収剤を配合することで、封止材層に紫外線吸収性能が付与され、黄変を抑制する効果がさらに高くなる。紫外線吸収剤としては、公知のものを使用でき、ベンゾフェノン系の紫外線吸収剤が好ましい。ベンゾフェノン系の紫外線吸収剤としては、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−５−スルホベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン等が挙げられる。
紫外線吸収剤を配合する場合、その配合量は、ＥＶＡ１００質量部に対して、０．０１〜１質量部が好ましい。
【００２９】
本発明の封止材シートの厚さは、１００〜６５０μｍが好ましい。
【００３０】
（製造方法）
本発明の封止材シートは、ＥＶＡ、化合物（１）、および必要に応じて配合する添加剤を含有する樹脂組成物を、押し出し法等により成膜する方法により、容易に製造できる。
成膜においては、ブロッキング防止のため、熱溶融した状態の樹脂シートの表面を、凹凸パターンが施されているロール（金属またはゴム製）に密着させることで、該樹脂シート片面もしくは両面に該ロールの凹凸パターンを転写させ、封止材シートにエンボス加工を施してもよい。
【００３１】
＜太陽電池モジュール＞
本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池セルと、前記太陽電池セルを封止する封止材層と、前記封止材層の表面側を保護する表面保護部材と、前記封止材層の裏面側を保護する裏面保護部材と、を有し、前記封止材層が、前述した本発明の封止材シートにより形成されているモジュールである。以下、本発明の太陽電池モジュールの実施形態の一例を示して詳細に説明する。
【００３２】
本実施形態の太陽電池モジュール１は、図１に示すように、太陽電池セル４、４と、太陽電池セル４、４を封止する封止材層３と、封止材層３の表面側を保護する表面保護部材２と、封止材層３の裏面側を保護する裏面保護部材５とを有する。
【００３３】
（太陽電池セル）
太陽電池セル４は、光電効果により受光面に入射した光を電気に変換する機能を有するセルである。太陽電池セル４は、太陽電池モジュール１内において複数個（図１では２つ）が電極（図示省略）によって接続されている。太陽電池セル４の数は特に限定されない。
太陽電池セル４の材料としては、例えば、結晶系シリコンが挙げられる。なかでも、製造の簡便さとコスト面から、多結晶シリコンが特に好ましい。
【００３４】
（封止材層）
封止材層３は、太陽電池セル４、４を包埋させて封止する層であり、本発明の封止材シートにより形成される。
封止材層３の厚さは、０．３〜０．６ｍｍが好ましい。
【００３５】
（表面保護部材）
表面保護材２としては、耐久性、耐候性、透明性に優れたものが好ましく、例えば、ガラス板、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂シート等が挙げられる。また、ポリカーボネート等の樹脂シートを用いてもよい。
表面保護部材２の厚さは、ガラス板であれば、３〜６ｍｍが好ましく、樹脂シート等であれば、０．１〜１ｍｍが好ましい。
【００３６】
（裏面保護部材）
裏面保護部材５としては、耐久性、耐候性に優れたものが好ましく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルフロライド（ＰＶＦ）、ＥＶＡ等の樹脂シート、及びそれらの積層体等が挙げられる。また、前記樹脂シートや積層体には、水蒸気バリア性、酸素バリア性を付与するバリア層を積層してもよい。
裏面保護部材５の厚さは、０．２〜０．４ｍｍが好ましい。
【００３７】
（製造方法）
本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、本発明の封止材シートを使用する以外は、公知の製造方法を使用できる。以下、本発明の太陽電池モジュールの製造方法の一例として、前記太陽電池モジュール１の製造方法を説明する。ただし、本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、以下に示す方法には限定されない。
図２に示すように、表面保護部材２上に、封止材シート３Ａ、太陽電池セル４、４、封止材シート３Ｂ、裏面保護部材５をこの順に積層して積層体１Ａとする。次いで、積層体１Ａを真空状態で加熱加圧する真空ラミネートを行い、封止材シート３Ａ、３Ｂ内に太陽電池セル４、４を埋没させ、封止材シート３Ａ、３Ｂの樹脂基材（ＥＶＡ）を架橋硬化させて接着一体化することで封止材層３を形成させる。これにより、太陽電池モジュール１が得られる。
封止材シート３Ａと封止材シート３Ｂは本発明の封止材シートであり、同じ組成の封止材シートであってもよく、異なる組成の封止材シートであってもよいが、均一に架橋構造が形成されることで良好な品質のモジュールが得られやすい点から、同じ組成の封止材シートであることが好ましい。
【００３８】
以上説明した本発明の太陽電池モジュール用封止材シートにあっては、化合物（１）を含有していることで、耐久性、耐光性に優れ、黄変し難い封止材層を形成できる。そのため、本発明の太陽電池モジュールは、封止材層の耐久性、耐光性に優れ、黄変し難く、長期間安定して使用できる。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。
［原料］
以下、本実施例で使用した原料を示す。
（ＥＶＡ）
樹脂Ａ１：全重合単位における酢酸ビニルに基づく重合単位が３０質量％のＥＶＡ。
【００４０】
（有機過酸化物）
有機過酸化物Ｂ１：２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン。
【００４１】
（架橋助剤）
架橋助剤Ｃ１：トリアリルイソシアヌレート。
【００４２】
（シランカップリング剤）
シランカップリング剤Ｄ１：メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン。
【００４３】
（紫外線吸収剤）
紫外線吸収剤Ｅ１：２，２−ジヒドロキシ−４，４−ジメトキシベンゾフェノン。
【００４４】
（酸化防止剤）
酸化防止剤Ｆ１：化合物（１−１）（ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート）。
酸化防止剤Ｆ２：ペンタエリスリチル・テトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］（ヒンダードフェノール系）。
【００４５】
［実施例１］
表１に示す組成の樹脂組成物を、１１０℃で押出成形して、封止材シートを成膜した。得られた封止材シートの厚さは４５０μｍであった。
次いで、得られた封止材シートを、封止材シート３Ａおよび封止材シート３Ｂとして使用し、図２に示すように、表面保護部材２（厚さ３ｍｍの保護ガラス）上に、封止材シート３Ａ、太陽電池セル４、４（シリコン発電素子）、封止材シート３Ｂ、裏面保護部材５（厚さ２５μｍのＰＶＦシート）をこの順に積層して積層体１Ａとし、真空ラミネーターにより太陽電池モジュールを製造した。なお、真空ラミネーターによる封止は、温度１５０℃、脱気時間３分、プレス時間１５分間で加熱圧着し、ＥＶＡを架橋することにより行った。
【００４６】
［比較例１］
酸化防止剤として、酸化防止剤Ｆ１の代わりに酸化防止剤Ｆ２を使用した以外は、実施例１と同様にして太陽電池モジュールを製造した。
【００４７】
［評価方法］
得られた太陽電池モジュールについて、以下に示す耐久性試験、および耐光性試験を行った。
（１）耐久性試験
各例で得た太陽電池モジュールを、温度８５℃、湿度８５％の環境下に１０００時間保管し、保管前後のＹＩ値の差（△ＹＩ値）を求め、黄変の程度を調べた。△ＹＩ値は、ＪＩＳ−Ｋ−７１０５−６（１９８１年）に準拠して測定した。
【００４８】
（２）耐光性試験
各例で得た太陽電池モジュールに対し、ＪＩＳ  Ｋ７３５０−２に準拠して、１０８分間の光照射と、１８分間の光照射および水噴霧とからなるサイクルを、６５℃で５００時間繰り返した。光照射は、キセノンランプにより行った。前記曝露サイクルの前後のＹＩ値の差（△ＹＩ値）を求め、黄変の程度を調べた。△ＹＩ値は、ＪＩＳ−Ｋ−７１０５−６（１９８１年）に準拠して測定した。
耐久性および耐光性の評価結果を表１に示す。
【００４９】
【表１】
2012019135.tif 000007
【００５０】
表１に示すように、化合物（１）を含有する封止材シートを使用した実施例１では、優れた耐久性および耐光性を有しており、封止材層の黄変が抑制されていた。
一方、化合物（１）以外の酸化防止剤を含有する封止材シートを使用した比較例１では、実施例１に比べて耐久性および耐光性が劣っており、封止材層の黄変を抑制する効果が小さかった。
【符号の説明】
【００５１】
１  太陽電池モジュール
２  表面保護部材
３  封止材層
３Ａ、３Ｂ  太陽電池モジュール用封止材シート
４  太陽電池セル
５  裏面保護部材
【図１】
2012019135.tif 000012
【図２】
2012019135.tif 000013