(57)【要約】【課題】裏面側封止材の回り込みを低減した太陽電池封止シート及びその製造方法、並びにこの封止シートを用いた太陽電池モジュール及びその製造方法を提供する。【解決手段】太陽電池モジュールの発電素子の裏面側に用いられる太陽電池封止シートであって、メルトフローレートが１０〜３５ｇ／１０分であるエチレン共重合体（Ａ）５０〜９０質量部と、メルトフローレートが１ｇ／１０分以上、１０ｇ／１０分未満であるエチレン共重合体（Ｂ）１〜５０質量部と［但しエチレン共重合体（Ａ）及び（Ｂ）の合計１００質量部］、着色剤（Ｃ）とを含む樹脂組成物からなる太陽電池封止シート及びその製造方法；並びにこの封止シートを用いた太陽電池モジュール及びその製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池モジュールの発電素子の裏面側に用いられる太陽電池封止シートであって、
メルトフローレートが１０〜３５ｇ／１０分であるエチレン共重合体（Ａ）５０〜９０質量部と、
メルトフローレートが１ｇ／１０分以上、１０ｇ／１０分未満であるエチレン共重合体（Ｂ）１〜５０質量部と［但しエチレン共重合体（Ａ）及び（Ｂ）の合計１００質量部］、
着色剤（Ｃ）と
を含む樹脂組成物からなる太陽電池封止シート。
【請求項２】
エチレン共重合体（Ａ）及び／又はエチレン共重合体（Ｂ）が、エチレン−酢酸ビニル共重合体である請求項１記載の太陽電池封止シート。
【請求項３】
着色剤（Ｃ）が、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛及び二酸化チタンからなる群より選ばれる白色着色剤である請求項１記載の太陽電池封止シート。
【請求項４】
着色剤（Ｃ）が、二酸化チタンである請求項３記載の太陽電池封止シート。
【請求項５】
受光側保護部材と、受光側封止シートと、発電素子と、請求項１記載の太陽電池封止シートと、裏面側保護部材とをこの順に積層してなる太陽電池モジュール。
【請求項６】
エチレン共重合体（Ａ）と、エチレン共重合体（Ｂ）と、エチレン共重合体（Ａ）及び着色剤（Ｃ）からなるマスターバッチとを含む樹脂組成物を溶融混錬し、押出成形する工程によって製造される請求項１記載の太陽電池封止シート。
【請求項７】
受光側保護部材と、受光側封止シートと、発電素子と、請求項１記載の太陽電池封止シートと、裏面側保護部材とをこの順に重ねて、加熱圧着して積層体を得る工程を有する太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項８】
請求項１記載の太陽電池封止シートを製造する為の方法であって、
エチレン共重合体（Ａ）と、エチレン共重合体（Ｂ）と、エチレン共重合体（Ａ）及び着色剤（Ｃ）からなるマスターバッチとを含む樹脂組成物を溶融混錬し、押出成形する工程を有する太陽電池封止シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池封止シート及びその製造方法、並びにこの封止シートを用いた太陽電池モジュール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、太陽電池の発電効率向上の為に、入射した光をできるだけ効率良く太陽電池用発電素子に集光することが求められている。したがって、表面側（受光面側）の封止材は、できるだけ高い透明性を有し、入射した光を吸収したり反射したりすること無く透過させるものが望ましい。
【０００３】
一方、裏面側（受光面の反対側）の封止材としては、二酸化チタン等の白色着色剤を配合し、裏面と表面との界面における光の反射や着色剤による光の乱反射によって、複数の太陽電池用素子の間に入射した光や太陽電池用素子を透過した光を反射させ、光の利用効率を高める封止材料が開発されている（例えば特許文献１〜３）。
【０００４】
一般に太陽電池モジュールは、表面側透明保護部材、表面側封止材、太陽電池用セル、裏面側封止材及び裏面側保護部材（バックシート）をこの順で積層した積層体を、減圧下で脱気し、加熱加圧して接着一体化することにより製造されている。この工程において、溶融した裏面側封止材が流動し、積層体の側面や太陽電池用セル間の隙間から表面側（受光面側）に回り込み、太陽電池用セルと表面側封止材との間に侵入する場合がある。特に裏面側封止材が着色した材料からなる場合は、この裏面側封止材の回り込みによって発電効率の低下や外観不良が起こる場合がある。
【０００５】
このような現象を防止する為に、特許文献１では、１４ｇ／１０ｍｉｎ以下のメルトフローレートを有する封止膜が提案されている。また特許文献２では、着色した裏面側封止膜のエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）の酢酸ビニル含有量よりも、透明な表面側封止膜のＥＶＡの酢酸ビニル含有量を高くした太陽電池が提案されている。また特許文献３では着色した裏面側封止膜のＥＶＡのメルトフローレートよりも、透明な表面側封止膜のＥＶＡのメルトフローレートを高くした太陽電池が提案されている。また特許文献４では、太陽電池用セルと着色した裏面側封止材との間に、さらに透明な封止材層を設ける事により着色した裏面側封止材の回り込みを防止している。
【０００６】
しかしながら、特許文献１〜３の方法では、製造工程における加熱加圧条件によっては、上記の現象を防止できない場合がある。また特許文献４の方法では、裏面側封止材として透明層と着色層の２層を設ける必要があり、製造負荷やコスト増を招いてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−１７７４１２号公報
【特許文献２】特開２００３−２５８２８３号公報
【特許文献３】特開２００５−０５０９２８号公報
【特許文献４】特開２０１１−２１６８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記の課題を鑑みてなされたものであって、裏面側封止材の回り込みを低減した太陽電池封止シート及びその製造方法、並びにこの封止シートを用いた太陽電池モジュール及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、太陽電池モジュールの発電素子の裏面側に用いられる太陽電池封止シートであって、メルトフローレートが１０〜３５ｇ／１０分であるエチレン共重合体（Ａ）５０〜９０質量部と、メルトフローレートが１ｇ／１０分以上、１０ｇ／１０分未満であるエチレン共重合体（Ｂ）１〜５０質量部と［但しエチレン共重合体（Ａ）及び（Ｂ）の合計１００質量部］、着色剤（Ｃ）と、を含む樹脂組成物からなる太陽電池封止シートである。
【００１０】
また本発明は、受光側保護部材と、受光側封止シートと、発電素子と、上記の太陽電池封止シートと、裏面側保護部材とをこの順に積層してなる太陽電池モジュールである。
【００１１】
また本発明は、受光側保護部材と、受光側封止シートと、発電素子と、上記の太陽電池封止シートと、裏面側保護部材とをこの順に重ねて、加熱圧着して積層体を得る工程を有する太陽電池モジュールの製造方法である。
【００１２】
また本発明は、上記の太陽電池封止シートを製造する為の方法であって、エチレン共重合体（Ａ）と、エチレン共重合体（Ｂ）と、エチレン共重合体（Ａ）及び着色剤（Ｃ）からなるマスターバッチとを含む樹脂組成物を溶融混錬し、押出成形する工程を有する太陽電池封止シートの製造方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の太陽電池封止シートを裏面側封止材として使用すれば、各構成要素を加熱圧着して積層体を得る工程において、裏面側封止材が積層体の側面やセル間の隙間から表面側（受光面側）に回り込む事を抑制でき、その結果、発電効率の低下や外観不良を防止できる。また、本発明の製造方法は、そのような優れた太陽電池封止シートを簡易且つ効率的に製造できる方法である。
【００１４】
本発明の太陽電池モジュールは、そのような発電効率の低下や外観不良が防止された太陽電池モジュールである。また、本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、そのような優れた太陽電池モジュールを簡易且つ効率的に製造できる方法である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［エチレン共重合体（Ａ）及び（Ｂ）］
本発明に用いるエチレン共重合体（Ａ）のメルトフローレート（以下「ＭＦＲ」と称す）は１０〜３５ｇ／１０分であり、好ましくは１０〜２５ｇ／１０分である。また、エチレン共重合体（Ｂ）のＭＦＲは１ｇ／１０分以上、１０ｇ／１０分未満であり、好ましくは５〜９ｇ／１０分である。このＭＦＲは、ＪＩＳ  Ｋ−７２１０に準拠し、１９０℃、２.１６ｋｇ荷重の条件で測定した値である。
【００１６】
エチレン共重合体（Ａ）及び（Ｂ）はエチレンと他のモノマーとの共重合体であり、エチレン−極性モノマー共重合体が好ましい。その具体例としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン系アイオノマーが挙げられる。中でも、エチレン−酢酸ビニル共重合体が特に好ましい。また、エチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含量は、エチレン及び酢酸ビニルの合計含量を１００質量％として、好ましくは１０〜４０質量％である。
【００１７】
［着色剤（Ｃ）］
本発明に用いる着色剤（Ｃ）は、無機又は有機微粒子であり、例えば白色、黒色ないし青や赤等に着色するため太陽電池封止シートに配合される。
【００１８】
着色剤（Ｃ）の例を示すと、炭酸カルシウム、二酸化チタン等の白色着色剤は、入射した光を反射させ、光の利用効率を高めるのに用いられる。同じ白色である水酸化マグネシウムは、難燃剤として配合することができる。またカーボンブラック等の黒色着色剤は、パネルの意匠性を高めるのに用いることができる。他にウルトラマリンブルー、ウルトラマリンレッド等も使用することができる。
【００１９】
本発明に用いる着色剤（Ｃ）は、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛及び二酸化チタンからなる群より選ばれる白色着色剤が好ましく、特に二酸化チタンが好ましい。
【００２０】
着色剤の配合量は、エチレン共重合体（Ａ）及び（Ｂ）１００質量部に対して、好ましくは０.１〜１０質量部、より好ましくは０.１〜５質量部である。
【００２１】
［樹脂組成物］
本発明に用いる樹脂組成物は、以上説明したエチレン共重合体（Ａ）５０〜９０質量部と、エチレン共重合体（Ｂ）１〜５０質量部と［但しエチレン共重合体（Ａ）及び（Ｂ）の合計１００質量部］、着色剤（Ｃ）とを含む。
【００２２】
エチレン共重合体（Ａ）及び（Ｂ）をこのような範囲で用いる事により、樹脂成分、すなわちエチレン共重合体（Ａ）及び（Ｂ）の混合物のＭＦＲを簡易且つ効率良く調整できる。エチレン共重合体（Ａ）及び（Ｂ）からなる混合物のＭＦＲは、好ましくは５〜１５ｇ／１０分、より好ましくは７〜１２ｇ／１０分である。
【００２３】
エチレン共重合体（Ａ）及び（Ｂ）としてエチレン−酢酸ビニル共重合体を用いる場合、樹脂組成物の酢酸ビニル含量は、エチレン及び酢酸ビニルの合計含量を１００質量％として、好ましくは２５〜３５質量％である。
【００２４】
この樹脂組成物を製造する為には、各成分（Ａ）〜（Ｃ）をそのまま混合しても良い。ただし着色剤（Ｃ）を均一に分散する点から、まずエチレン共重合体（Ａ）及び着色剤（Ｃ）からなるマスターバッチ（ＭＢ）を作製し、エチレン共重合体（Ａ）及び（Ｂ）からなる組成物に対してこのＭＢを配合する方法が好ましい。ＭＢ中の着色剤（Ｃ）の濃度及びＭＢの配合量は特に制限されず、得られる樹脂組成物中の各成分（Ａ）〜（Ｃ）の配合量が先に説明した比率になるように適宜決定すれば良い。通常、ＭＢ中の着色剤（Ｃ）の濃度は好ましくは２０〜６０質量％である。そして、例えばＭＢ中の着色剤（Ｃ）の濃度が５０質量％の場合、エチレン共重合体（Ａ）及び（Ｂ）からなる組成物に対するＭＢの配合量は、好ましくは５〜２０質量部である。この樹脂組成物を、後述するように押出成形やカレンダ成形、特に押出成形により加工して樹脂シートを得る事が出来る。
【００２５】
［架橋剤］
エチレン共重合体（Ａ）及び（Ｂ）としてエチレン−酢酸ビニル共重合体を用いる場合、封止シートの耐熱性や耐久性を高める為に過酸化物等の架橋剤を配合する事が好ましい。架橋剤の具体例としては、ジラウロイルパーオキサイド、１,１,３,３−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ジベンゾイルパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーフタレート、クメンヒドロパーオキシド、ｔ−ブチルヒドロパーオキシド、２,５−ジメチル−２,５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキセン、２,５−ジメチル−２,５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−アミルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、ｔ−ブチルパーオキシマレイン酸、１,１−ジ（ｔ−アミルパーオキシ）−３,３,５−トリメチルシクロヘキサン、１,１−ジ（ｔ−アミルパーオキシ）シクロヘキサン、ｔ−アミルパーオキシイソノナノエート、ｔ−アミルパーオキシノルマルオクトエート、１,１−ジ（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−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルカーボネート、２,５−ジメチル−２,５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−アミル−パーオキシベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔ−ブチルパーオキシイソノナノエート、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、２,２−ジ（ブチルパ−オキシ）ブタン、ｎ−ブチル−４,４−ジ（ｔ−ブチルパ−オキシ）プチレート、メチルエチルケトンパ−オキサイド、エチル３,３−ジ（ｔ−ブチルパ−オキシ）ブチレート、ジクミルパ−オキサイド、ｔ−ブチルクミルパ−オキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ−ｔ−ブチルパ−オキサイド、１,１,３,３−テトララメチルブチルハイドロパ−オキサイド、アセチルアセトンパ−オキサイド等の過酸化物が挙げられる。中でも、２,５−ジメチル−２,５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキセン、２,５−ジメチル−２,５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエートが好ましい。
【００２６】
架橋剤の配合量は、エチレン共重合体（Ａ）及び（Ｂ）１００質量部に対して、好ましくは０.１〜５.０質量部である。
【００２７】
［添加剤］
本発明の封止シートは、以上説明した各成分の他に、必要に応じて、架橋助剤、接着促進剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤等の添加剤が含まれていてもよい。
【００２８】
架橋助剤の具体例としては、トリアリルイソシアヌレート、トリメタリルイソシアヌレート等のアリル基含有化合物が挙げられる。架橋助剤の配合量は、エチレン共重合体（Ａ）及び（Ｂ）１００質量部に対して、好ましくは１０質量部以下である。
【００２９】
接着促進剤の具体例としては、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリス（β−メトキシ−エトキシ）シラン、β−（３,４−エポ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、γ−アミノプロピルトリエトキシシランが挙げられる。接着促進剤の配合量は、エチレン共重合体（Ａ）及び（Ｂ）１００質量部に対して、好ましくは５質量部以下である。
【００３０】
紫外線吸収剤の具体例としては、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２,２−ジヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシ−２−カルボキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物；２−（２−ヒドロキシ−３,５−ジ第３ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−５−第３オクチルフェニル）ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系化合物；フェニルサリチレート、ｐ−オクチルフェニルサリチレート等のサリチル酸エステル系化合物が挙げられる。光安定剤の具体例としては、ヒンダ−ドアミン系化合物が挙げられる。酸化防止剤の具体例としては、ヒンダ−ドフェノール系化合物やホスファイト系化合物が挙げられる。紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤は、本発明の目的及び効果を損なわない範囲の量で使用すればよい。
【００３１】
［太陽電池封止シート］
本発明の太陽電池封止シートは、太陽電池モジュールの発電素子の裏面側に用いられる封止シートである。発電素子の裏面側とは、発電素子に対して受光面側（表面側）とは反対側を意味する。封止シートの厚みは、好ましくは０.１〜２.０ｍｍである。
【００３２】
太陽電池封止シートの製造方法は、特に限定されない。例えば樹脂材料を、押出成形、カレンダ成形等によりシート状に加工して樹脂シートを得る事が出来る。なお、先に述べたようなマスターバッチを含む樹脂組成物を溶融混錬し、押出成形する方法が特に好ましい。
【００３３】
［太陽電池モジュール］
本発明の太陽電池モジュールは、受光側保護部材（表面側透明保護部材等）と、受光側封止シートと、発電素子と、裏面側封止シート（本発明の太陽電池封止シート）と、裏面側保護部材（バックシート）とをこの順に積層してなる。
【００３４】
一般に、受光側封止シートは必要に応じて設けられるものであるが、受光側封止シートを設けた方が保護性能が高められるので好ましい。受光側封止シートは、通常、裏面側封止シートと同じ樹脂材料で構成されるが、異なる樹脂材料であっても良い。受光側封止シートは、透明性が要求されるので着色剤は含有しない。
【００３５】
受光側保護部材としては、耐久性や透明性の点から、通常はガラス材が用いられる。裏面側保護部材としては、樹脂シートやガラス材が用いられるが、特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）系樹脂シートが好ましい。
【００３６】
太陽電池モジュールは、受光側保護部材（表面側透明保護部材等）と、受光側封止シートと、発電素子と、裏面側封止シート（本発明の太陽電池封止シート）と、裏面側保護部材（バックシート）とをこの順に重ね加熱圧着して積層体を得る工程により、製造できる。その具体的な製造条件は特に限定されず、公知の方法に従えばよい。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
【００３８】
＜実施例１及び２、比較例１＞
（太陽電池封止シートの作製）
（Ａ）成分としてエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＭＦＲ＝１５ｇ／１０分、酢酸ビニル（ＶＡ）含量＝２８質量％）、（Ｂ）成分としてエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＭＦＲ＝６ｇ／１０分、ＶＡ含量＝２８質量％）、（Ｃ）成分として二酸化チタンを用い、表１に示す組成比（質量部）の樹脂組成物を調製した。また（Ａ）成分と（Ｂ）成分の混合物のＭＦＲとＶＡ含量も併せて表１に示す。これらの樹脂組成物の調製には、（Ａ）成分及び着色剤（Ｃ）からなるマスターバッチ（着色剤（Ｃ）の濃度５０質量％）を６質量部使用した。
【００３９】
なおＭＦＲは、ＪＩＳ  Ｋ−７２１０に準拠し、１９０℃、２.１６ｋｇ荷重の条件で測定した。
【００４０】
次いで、各樹脂組成物を１０５℃で溶融混錬・押出成形して、厚さ０.４５ｍｍの裏面側封止シート１〜３（太陽電池封止シート）を得た。
【００４１】
【表１】
2013232498.tif 000002
【００４２】
（太陽電池モジュールの作製）
受光側保護部材（表面透明保護部材）として３.２ｍｍ厚のエンボスガラス、受光側封止シートとしてエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＭＦＲ＝１５ｇ／１０分、ＶＡ含量２８質量％）を押出成形してなるシート、太陽電池用発電素子として０.３ｍｍ厚のセル、裏面側封止シートとして先に作製したシート１〜３、裏面側保護部材（バックシート）としてＰＥＴ系樹脂シートをこの順で積層し、減圧下で脱気し、その後この積層体を加熱加圧することによって接着一体化し、太陽電池モジュールの各サンプルを得た。
【００４３】
（評価）
上記のように加熱加圧して各サンプルを作製した際に、溶融した裏面側封止シートが各サンプルのセルやバスバー電極に回り込んでいるかどうかを目視により確認し、回り込みに関して改善傾向が見られたものを「○」、回り込みが有ったものを「×」として評価を行った。評価結果を表２に示す。
【００４４】
【表２】
2013232498.tif 000003
【００４５】
表２に示す様に、ＭＦＲが１０〜３５ｇ／１０分であるエチレン共重合体（Ａ）のみを裏面側封止シートの樹脂成分として用いた比較例１よりも、ＭＦＲが１０〜３５ｇ／１０分であるエチレン共重合体（Ａ）とＭＦＲが１〜１０ｇ／１０分であるエチレン共重合体（Ｂ）を併用した実施例１及び２の方が、回り込みに関して改善傾向が見られた。