(57)【要約】【課題】本発明は、層状複合金属化合物の分散性をより向上させることで、受酸効果がより向上し、太陽電池セルの長寿命化、変換効率の低下抑制を可能とする太陽電池封止材用樹脂組成物、及び太陽電池封止材を提供することを目的とする。【解決手段】エチレン共重合体（Ａ）を含む太陽電池封止材用樹脂組成物であって、有機化合物で表面を被覆してなる、特定構造の層状複合金属化合物、およびその焼成物の少なくともいずれか１つを含有することを特徴とする太陽電池封止材用樹脂組成物。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチレン共重合体（Ａ）を含む太陽電池封止材用樹脂組成物であって、
有機化合物で表面を被覆してなる、
（ｉ）下記一般式（１）で表される層状複合金属化合物、
（ｉｉ）前記一般式（１）で表される層状複合金属化合物の焼成物、
（ｉｉｉ）下記一般式（２）で表される層状複合金属化合物、及び
（ｉｖ）前記一般式（２）で表される層状複合金属化合物の焼成物の少なくともいずれか１つを含有することを特徴とする太陽電池封止材用樹脂組成物。
一般式（１）      Ｍｇ1-a・Ａｌa（ＯＨ）2・Ａｎn-a/n・ｂＨ2Ｏ
（０．２≦ａ≦０．３５、０≦ｂ≦１、Ａｎ：ｎ価の陰イオン）
一般式（２）      （ＭcＭｇ1-c）1-d・Ａｌd（ＯＨ）2・Ｂｍm-d/m・ｅＨ2Ｏ  
（ＭはＮｉ、Ｚｎ、及びＣａより選ばれる金属を示し、ｃ、ｄ及びｅはそれぞれ式０．２≦ｃ≦１、０．２≦ｄ≦０．４、０≦ｅ≦４、Ｂｍ：ｍ価の陰イオン）
【請求項２】
有機化合物が、シラン化合物、アミン化合物、脂肪酸およびポリオールからなる群より選択される化合物であることを特徴とする請求項１記載の太陽電池封止材用樹脂組成物。
【請求項３】
有機化合物を層状複合金属化合物またはその焼成物１００重量部に対して、０．０５〜３重量部で処理してなることを特徴とする請求項２記載の太陽電池封止材用樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか記載の太陽電池封止材用樹脂組成物から成形してなる太陽電池封止材。
【請求項５】
少なくとも、請求項４記載の太陽電池封止材を備えた太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池封止材の製造に使用する太陽電池封止材用樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、脱原子力発電政策、原油高騰への対応、化石燃料の枯渇や地球環境保全への対応等の観点から、無尽蔵かつクリーンな太陽光発電システムの実用化と導入拡大が社会的に要請されている。現在導入されている主な太陽光発電システムは、結晶シリコンやアモルファスシリコン等のシリコン系太陽電池モジュールと周辺装置から構成されているが、太陽光発電システムの大量導入には、コストの低減が最大の課題である。ここ数年、コストは従来に比べて大幅に低減しているものの、現時点の発電コストは他のエネルギーと比較し依然割高である。そのため、太陽電池の高効率化、長寿命化などの技術開発が求められている。
【０００３】
一方、太陽電池モジュールの高効率化、長寿命化には、受光性、透明性、耐候性、耐水性、密着性、耐腐食性、耐熱性等の各種性能の向上が必要とされ、発電素子を環境から守る封止材にもこれらの性能が求められている（特許文献１、２、３、４参照）。
そのため、高い透明性、耐水性を備えるエチレン酢酸ビニル共重合体が、封止材として多く用いられている。しかしながら、エチレン酢酸ビニル共重合体は、熱・水等による劣化に伴う酸発生や、モジュール内に侵入した水蒸気により、透明性の悪化、電極配線の腐食、保護部材との密着性低下を誘発し、変換効率の低下を招くという問題があった。
特許文献５では、エチレン共重合体に層状複合金属化合物を含有することで酸を捕捉する事ができる封止剤が開示されている。しかし、市場からはより一層の受酸効果の向上が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−１４８７０８号公報
【特許文献２】特開２０００−１８３３８２号公報
【特許文献３】特開２００５−１２６７０８号公報
【特許文献４】特開２００８−５３３７９号公報
【特許文献５】特許第４７０２４９５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、層状複合金属化合物の分散性をより向上させることで、受酸効果がより向上し、太陽電池セルの長寿命化、変換効率の低下抑制を可能とする太陽電池封止材用樹脂組成物、及び太陽電池封止材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】
【０００６】
本発明は、エチレン共重合体（Ａ）を含む太陽電池封止材用樹脂組成物であって、
有機化合物で表面を被覆してなる、
（ｉ）下記一般式（１）で表される層状複合金属化合物、
（ｉｉ）前記一般式（１）で表される層状複合金属化合物の焼成物、
（ｉｉｉ）下記一般式（２）で表される層状複合金属化合物、及び
（ｉｖ）前記一般式（２）で表される層状複合金属化合物の焼成物の少なくともいずれか１つを含有することを構成とする太陽電池封止材用樹脂組成物である。
一般式（１）      Ｍｇ1-a・Ａｌa（ＯＨ）2・Ａｎn-a/n・ｂＨ2Ｏ
（０．２≦ａ≦０．３５、０≦ｂ≦１、Ａｎ：ｎ価の陰イオン）
一般式（２）      （ＭcＭｇ1-c）1-d・Ａｌd（ＯＨ）2・Ｂｍm-d/m・ｅＨ2Ｏ  
（ＭはＮｉ、Ｚｎ、及びＣａより選ばれる金属を示し、ｃ、ｄ及びｅはそれぞれ式０．２≦ｃ≦１、０．２≦ｄ≦０．４、０≦ｅ≦４、Ｂｍ：ｍ価の陰イオン）
【発明の効果】
【０００７】
上記構成の本発明によれば、層状複合金属化合物の表面を有機化合物で被覆することで、エチレン共重合体（Ａ）への層状複合金属化合物の分散性が向上する。この分散性の向上により、樹脂組成物を太陽電池封止材に成形したときに、封止材中に層状複合金属化合物が局在化せずより均一に分散できる。そのため当該封止材は、酸や水を効率的に捕捉できるため太陽電池セルの劣化を最小限に抑制できる。したがって、当該樹脂組成物を使用したことで太陽電池の長寿命化および変換効率の低下を抑制できる。
【０００８】
本発明よりは、層状複合金属化合物の分散性をより向上させることで、受酸効果がより向上し、太陽電池セルの長寿命化、変換効率の低下抑制を可能とする太陽電池封止材用樹脂組成物、及び太陽電池封止材を提供できた。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】太陽電池モジュール構成の一例の断面図を示す模式的説明図である。
【図２】耐久試験用サンプルの断面図を示す説明図である。
【図３】耐久試験用サンプルの断面図を示す説明図である。
【図４】耐久試験用サンプルの断面図を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明を詳細に説明する。なお、本明細書において、「任意の数Ａ以上、任意の数Ｂ以下」及び「任意の数Ａ〜任意の数Ｂ」の記載は、数Ａ及び数Ａより大きい範囲であって、数Ｂ及び数Ｂより小さい範囲を意味する。
【００１１】
本発明の太陽電池封止材用樹脂組成物は、エチレン共重合体（Ａ）を含み、さらに、有機化合物で表面を被覆した、下記（ｉ）〜（ｉｖ）の少なくともいずれかを含有する。
即ち、
（ｉ）下記一般式（１）で表される層状複合金属化合物、
（ｉｉ）前記一般式（１）で表される層状複合金属化合物の焼成物、
（ｉｉｉ）下記一般式（２）で表される層状複合金属化合物，及び
（ｉｖ）前記一般式（２）で表される層状複合金属化合物の焼成物の少なくともいずれか１つを含有することが好ましい。
一般式（１）      Ｍｇ1-a・Ａｌa（ＯＨ）2・Ａｎn-a/n・ｂＨ2Ｏ
（０．２≦ａ≦０．３５、０≦ｂ≦１、Ａｎ：ｎ価の陰イオン）
一般式（２）      （ＭcＭｇ1-c）1-d・Ａｌd（ＯＨ）2・Ｂｍm-d/m・ｅＨ2Ｏ  
（ＭはＮｉ、Ｚｎ、及びＣａより選ばれる金属を示し、ｃ、ｄ及びｅはそれぞれ式０．２≦ｃ≦１、０．２≦ｄ≦０．４、０≦ｅ≦４、Ｂｍ：ｍ価の陰イオン）
【００１２】
本発明では、特定の層状複合金属化合物、又はその焼成物の表面を有機化合物で被覆したことで樹脂に対する分散性が向上したことにより受酸効果をより向上できた。さらに驚くべきことに当該組成物から形成した封止材の透明性が向上し、太陽電池に使用されて長期間経過した後でも、太陽電池裏面保護シートとの密着性の低下が少なく、太陽電池自体の変換効率の低下をも抑制できる効果が得られた。
【００１３】
上記（ｉ）は、層状複合金属化合物であり、層間イオン交換性と、酸との中和反応性を有する層状の形態をした化合物である。上記（ｉｉｉ）も、層間イオン交換性と、酸との中和反応性を有する層状の形態をした化合物である。ここで層間イオン交換性とは、層状複合金属化合物の層間に存在している陰イオンが、他の陰イオンと置き換わる性質を言い、陰イオンの置き換わりの有無は、イオンの電荷密度に左右される。上記（ｉ）又は／及び（ｉｉｉ）を太陽電池モジュールに用いることにより、太陽電池封止材中に浸入した水や、エチレン共重合体の加水分解により発生した酸を層間へ取り込むことができる。さらに、層間に取り込まれた酸を中和することにより太陽電池封止材や発電素子の劣化を防止する効果を奏する（以下、酸・水捕捉効果ともいう）。
【００１４】
本発明において、焼成物である上記（ｉｉ）は、一般式（１）で表される層状複合金属化合物である上記（ｉ）を焼成することで製造できる。上記（ｉｉ）は、焼成前の一般式（１）で表される層状複合金属化合物より高い酸・水捕捉効果を発揮する。＊本発明において、焼成物である上記（ｉｖ）は、一般式（２）で表される層状複合金属化合物である上記（ｉｉｉ）を焼成することで製造できる。上記（ｉｖ）は、焼成前の一般式（２）で表される層状複合金属化合物より高い酸・水捕捉効果を発揮する。
【００１５】
上記（ｉｉ）は、上記（ｉ）である一般式（１）で示される層状複合金属化合物を、２００〜８００℃で１〜２４時間熱処理した焼成物であることが好ましい。そして２５０℃〜７００℃で熱処理することがより好ましい。熱処理時間は熱処理温度に応じて調整すればよく、また、熱処理時の雰囲気は酸化雰囲気、非酸化雰囲気いずれでも構わないが、水素のような強い還元作用を持つガスは使用しないほうが良い。上記（ｉｖ）も上記（ｉｉ）と同様の方法により上記（ｉｉｉ）から調整して得ることができる。
【００１６】
上記の特定の層状複合金属化合物は、有機化合物でその表面を被覆する（以下表面処理ともいう）ことが好ましい。
【００１７】
前記有機化合物は、シラン化合物、アミン化合物、脂肪酸またはその金属塩、ポリオール等が好ましく、これらの中でもアミン化合物及び脂肪酸がより好ましい。
【００１８】
シラン化合物は、例えばジメチルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、ｎ−ブチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン等のアルキルシランカップリング剤、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、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、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノ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、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、アミノベンゼントリメトキシシラン、Ｎ−４，４'−メチレンビスベンゼンアミノ−シクロヘキサノールトリメトキシシラン、Ｎ−４，４'−メチレンビスベンゼンアミノ−２−ヒドロキシプロピルオキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−４，４'−メチレンビスベンゼンアミノプロピルトリメトキシシランハイドロクロライド、Ｎ−アミノベンゼンメチレン−ｐ−フェニレン−γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−４，４'−オキシビスベンゼンアミノ−２−ヒドロキシプロピルオキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−４，４'−オキシビスベンゼンアミノプロピルトリメトキシシランハイドロクロライド、Ｎ−アミノベンゼンオキシ−ｐ−フェニレン−γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−４，４'−スルホニルベンゼンアミノ−シクロヘキサノールエチルトリメトキシシラン、Ｎ−４，４'−オキシビスベンゼンアミノ−２−ヒドロキシプロピルオキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−４，４'−スルホニルベンゼンアミノプロピルトリメトシシシランハイドロクロライド、Ｎ−４，４'−オキシビスベンゼンアミノ−ｐ−フェニレン−γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−ｐ−フェニレンジアミノ−シクロヘキサノールエチルトリメトキシシラン、Ｎ−ｐ−フェニレンジアミノ−２−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−ｐ−フェニレンジアミノプロピルトリメトキシシランハイドロクロライド、Ｎ−ｐ−フェニレンジアミノ−γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン等のアミノ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、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等のメタクリロキシシランカップリング剤、ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン等のビニルシランカップリング剤、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、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等のエポキシシランカップリング剤、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、β−メルカプトエチルトリエトキシシラン等のメルカプトシランカップリング剤、その他アルケニル基、又はイソシアネ−ト基等を有するアルコキシシラン類、クロロシラン類およびポリアルコキシアル��ルシロキサン類等を挙げられる。これらの中でも分散の観点からデシルトリメトキシシランが好ましい。
【００１９】
アミン化合物は、例えばＮ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ−（β−アミノエチル）エタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ−エチルエタノールアミン、Ｎ−ノルマルブチルエタノールアミン、Ｎ−ノルマルブチルジエタノールアミン、Ｎ−ターシャリーブチルエタノールアミンＮ−ターシャリーブチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、およびモノエタノールアミン等が挙げられる。これらの中でもトリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミンがより好ましい。
【００２０】
脂肪酸は、例えばブチル酸、バレリアン酸、カプロン酸、ヘプチル酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、(9,12,15)-リノレン酸、(6,9,12)-リノレン酸、エレオステアリン酸、ツベルクロステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、ネルボン酸、セロチン酸、モンタン酸およびメリシン酸などが挙げられる。これらの中でも分散の観点からステアリン酸、ラウリン酸が好ましい。
【００２１】
脂肪酸金属塩、すなわち金属石鹸は、脂肪酸とリチウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛などの金属塩からなり、具体的には、カプリル酸リチウム、カプリル酸マグネシウム、カプリル酸カルシウム、カプリル酸バリウム、カプリル酸亜鉛、ペラルゴン酸リチウム、ペラルゴン酸マグネシウム、ペラルゴン酸カルシウム、ペラルゴン酸バリウム、ペラルゴン酸亜鉛、カプリン酸リチウム、カプリン酸マグネシウム、カプリン酸カルシウム、カプリン酸バリウム、カプリン酸亜鉛、ラウリン酸リチウム、ラウリン酸マグネシウム、ラウリン酸カルシウム、ラウリン酸バリウム、ラウリン酸亜鉛、ミリスチン酸リチウム、ミリスチン酸マグネシウム、ミリスチン酸カルシウム、ミリスチン酸バリウム、ミリスチン酸亜鉛、ペンタデシル酸リチウム、ペンタデシル酸マグネシウム、ペンタデシル酸カルシウム、ペンタデシル酸バリウム、ペンタデシル酸亜鉛、パルミチン酸リチウム、パルミチン酸マグネシウム、パルミチン酸カルシウム、パルミチン酸バリウム、パルミチン酸亜鉛、パルミトレイン酸リチウム、パルミトレイン酸マグネシウム、パルミトレイン酸カルシウム、パルミトレイン酸バリウム、パルミトレイン酸亜鉛、マルガリン酸リチウム、マルガリン酸マグネシウム、マルガリン酸カルシウム、マルガリン酸バリウム、マルガリン酸亜鉛、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸亜鉛、オレイン酸リチウム、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸カルシウム、オレイン酸バリウム、オレイン酸亜鉛、バクセン酸リチウム、バクセン酸リチウム、バクセン酸マグネシウム、バクセン酸カルシウム、バクセン酸バリウム、バクセン酸亜鉛、リノール酸リチウム、リノール酸マグネシウム、リノール酸カルシウム、リノール酸バリウムおよびリノール酸亜鉛などが挙げられる。これらの中でも分散の観点からステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛が好ましい。
【００２２】
ポリオールは、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、 ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，２ヘキサンジオール、１，５−ヘキサンジオール、２，５−ヘキサンジオール、１，７ヘプタンジオール、１，８−オクタンジオール、１，２−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、１，１０ーデカンジオール、１，２−デカンジオール、１，１２−ドデカンジオール、１，２−ドデカンジオール、１，１４−テトラデカンジオル、１，２−テトラデカンジオール、１，１６−ヘキサデカンジオール、１，２−ヘキサデカンジオール、ネオペンチルグリコール、２エチルヘキシルジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、２−メチル−２−プロピル−１，３−プロパンジオール、２，４−ジメチルペンタンジオール、２，２−ジエチル−１，３−プロパンジオール、２，２，４ートリメチルー１，３−ペンタンジオール、ジメチロールオクタン（三菱化学）、２−エチル−１，３ヘキサンジオール 、２，５−ジメチ−２，５−ヘキサンジオール、２−メチルー１，８−オクタンジオール、２−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール、２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール、２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール、キシレングリコール、シクロヘキサンジメチロール、ハイドロキノンビス（２−ヒドロキシエチル）エーテル、三価以上のアルコールとして（モノまたはジまたはトリ）グリセリン、（モノまたはジまたはトリ）トリメチロ−ルエタン、（モノまたはジまたはトリ）トリメチロ−ルプロパン、（モノまたはジまたはトリ）トリメチロ−ルアルカン、（モノまたはジまたはトリ）ペンタエリスリト−ル、ソルビトール等の脂肪族多価アルコール、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、イノシトール、セルロースなどが挙げられる。これらの中でも分散の観点からトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールが好ましい。
【００２３】
表面処理の方法は、ヘンシェルミキサーやスーパーミキサーなどの高速攪拌機を使用し、層状複合金属化物を高速攪拌しながらそこに表面処理剤、すなわち有機化合物を直接添加、またはアルコール等の揮発性液体との溶液作成後、滴下または噴霧することにより処理できる。当該処理方法において、凝集をする可能性がある場合はマイクロナイザーやジェットミルなどの粉砕機で表面処理剤を添加しながら、層状複合金属化物を粉砕することで、より均一な表面処理することも可能である。
【００２４】
有機化合物の使用量は、層状複合金属化合物またはその焼成物１００重量部に対して、０．０５〜３重量部で処理することが好ましく、０．０５〜２重量部がより好ましい。
【００２５】
エチレン共重合体（Ａ）は、二種類以上の単量体の重合体であり、そのうち少なくとも一種類がエチレン単量体であれば特に限定されることはなく、具体的には、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンアクリル酸メチル共重合体、エチレンアクリル酸エチル共重合体、エチレンメタクリル酸メチル共重合体、エチレンメタクリル酸エチル共重合体、エチレン酢酸ビニル系多元共重合体、エチレンアクリル酸メチル系多元共重合体、エチレンアクリル酸エチル系多元共重合体、エチレンメタクリル酸メチル系多元共重合体、などが挙げられる。これらの中でもラミネート工程におけるセルの損傷低減や、透明性、生産性向上の観点から、エチレン酢酸ビニル共重合体が好ましい。そしてエチレン酢酸ビニル共重合体は、酢酸ビニル含有量１５〜４０重量％が好ましく、２５〜３５重量％がより好ましい。
【００２６】
本発明の太陽電池封止材用樹脂組成物の製造は、エチレン共重合体（Ａ）と、上記（ｉ）〜（ｉｖ）の少なくともいずれかを含み、一般的な高速せん断型混合機である、例えばヘンシェルミキサー、またはスーパーミキサー等を用いて混合した後、例えば二本ロール、三本ロール、加圧ニーダー、バンバリーミキサー、単軸混練押出し機、または二軸混練押出し機等を用いて溶融混練後、ペレット状に押出し成形できる。または混練後、シート状に加工し、ペレット状に成形することによっても製造できる。
【００２７】
また、本発明の太陽電池封止材用樹脂組成物は、必要に応じて、例えば架橋剤、架橋助剤、シランカップリング剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、光拡散剤、波長変換剤、着色剤、または難燃剤等の添加剤を配合することも可能である。さらに、各種添加剤をエチレン共重合体、層状複合金属化合物と一緒に配合して製造することも、最終成形物を製造する際に、別に添加することも可能である。
【００２８】
本発明の太陽電池封止材は、太陽電池封止材用樹脂組成物を例えば、Ｔ−ダイ押出機またはカレンダー成形機などの装置を使用してシート状に押し出し成形することで得られる。そして、シート成形する際に、例えば架橋剤、架橋助剤、シランカップリング剤、紫外線吸収剤、光安定剤、または酸化防止剤を配合して成形することもできる。かかる場合、架橋剤が分解しない温度で製造することが好ましい。太陽電池封止材の厚みは、０．１〜１ｍｍ程度が好ましい。
【００２９】
図１に、太陽電池モジュールの一例を示す模式的説明図を示す。図１中の符号１１は透明基板、１２Ａが表面太陽電池封止材、１２Ｂが裏面太陽電池封止材、１３が発電素子、１４が保護部材である。発電素子１３は、表面太陽電池封止材１２Ａ及び裏面太陽電池封止材１２Ｂに挟持されている。そして、この積層体は、透明基板１１及び保護部材１４に挟持されている。太陽電池モジュールは、太陽電池素子の上下に太陽電池封止材を固定することにより作製することができる。一般的には、真空ラミネーターを用いて加熱圧着により製造される。このような太陽電池モジュールとしては、例えば、図１の例のように、透明基板／太陽電池封止材／太陽電池素子／太陽電池封止材／保護部材のように太陽電池素子の両側から太陽電池封止材で挟むスーパーストレート構造のものや、透明基板／太陽電池素子／太陽電池封止材／保護部材のように、基板の表面に形成させた太陽電池素子を太陽電池封止材と保護部材で積層されたものが挙げられる。透明基板には、熱強化白板ガラスや透明フィルムなどが利用され、封止材には耐湿性に優れたエチレン酢酸ビニル共重合体などが用いられる。また、防湿・絶縁性が要求される保護部材にはアルミニウムをフッ化ビニルフィルムで挟んだ構造のシートやアルミニウムを耐加水分解性ポリエチレンテレフタレートフィルムで挟んだものなどが用いられている。
【実施例】
【００３０】
以下に、実施例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明の実施態様の１例であり、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。部は重量部、％は重量％を意味する。
【００３１】
以下の使用する原料を示す。
【００３２】
（Ａ）エチレン共重合体
（Ａ−１）東ソー社製（ウルトラセン７５１、酢酸ビニル含有量：２８％）
（Ａ−２）東ソー社製（ウルトラセン６３７−１、酢酸ビニル含有量：２０％）
（Ａ−３）三井・デュポンポリケミカル社製（エバフレックスＶ５２３、酢酸ビニル含有量：３３％）
【００３３】
（Ｂ）層状複合金属化合物、その焼成物
（Ｂ−１）〜（Ｂ−５）の化学組成は、表１に示した。
（Ｂ−６）：層状複合金属化合物（Ｂ−１）を５５０℃で３時間熱処理した焼成物
（Ｂ−７）：層状複合金属化合物（Ｂ−３）を４００℃で４時間熱処理した焼成物
（Ｂ−８）：層状複合金属化合物（Ｂ−４）を６５０℃で２時間半熱処理した焼成物
（Ｂ−１０）：層状複合金属化合物（Ｂ−１１）を７５０℃で２時間半処理した焼成物
【００３４】
【表１】
2013207021.tif 000003
【００３５】
＜層状複合金属化物の表面処理＞
表１に示す（Ｂ−１）〜（Ｂ−１１）の層状複合金属化合物等を、それぞれスーパーミキサーに仕込み、高速で撹拌しながら５０℃以上まで昇温させ、表２の表面処理剤を噴霧し、２分間高速攪拌し温度を５１℃〜１００℃まで保持して表面処理を行い（Ｂ−１２）〜（Ｂ−２２）を得た。
【００３６】
【表２】
2013207021.tif 000004
【００３７】
（Ｃ）層状複合金属化合物、その焼成物
（Ｃ−１）〜（Ｃ−１１）の化学組成は、表２に示した。
（Ｃ−１２）：層状複合金属化合物（Ｃ−２）を４５０℃で２時間熱処理した焼成物
（Ｃ−１３）：層状複合金属化合物（Ｃ−３）を４００℃で２時間熱処理した焼成物
（Ｃ−１４）：層状複合金属化合物（Ｃ−８）を３５０℃で１時間熱処理した焼成物
（Ｃ−１５）：層状複合金属化合物（Ｃ−６）を６５０℃で３時間熱処理した焼成物
【００３８】
【表３】
2013207021.tif 000005
【００３９】
＜層状複合金属化物の表面処理＞
表３に示す（Ｃ−１）〜（Ｃ−１５）の層状複合金属化合物等を、それぞれスーパーミキサーに仕込み、高速で撹拌しながら５０℃以上まで昇温させ、表４の表面処理剤を噴霧し、２分間高速攪拌し温度を５１℃〜１００℃まで保持して表面処理を行い（Ｃ−１６）〜（Ｃ−３０）を得た。
【００４０】
【表４】
2013207021.tif 000006
【００４１】
＜実施例１＞
エチレン共重合体９０重量部と、表面処理した層状複合金属酸化物（Ｂ−１２）１０重量部をスーパーミキサー（三井鉱山社製）に投入し温度２０℃、時間３分の条件で撹拌した後、二軸押出し機（日本プラコン社製）により層状複合金属化合物マスターバッチを得た。また、エチレン共重合体に架橋剤、架橋助剤、シランカップリング剤を配合した架橋剤マスターバッチと、エチレン共重合体に紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤を配合した安定化剤マスターバッチを得た。
得られた層状複合金属化合物マスターバッチと、架橋剤マスターバッチと、安定化剤マスターバッチと、さらに表２の配合量となるようにエチレン共重合体とを用いて、これらを共にＴ−ダイ押出機で９０℃にて押出し成形し、太陽電池封止材１２Ａ、１２Ｂ、１６、１８、２１（厚さ１．０ｍｍ）を作製した。なお、太陽電池封止材中の架橋剤、架橋助剤、シランカップリング剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤の種類と添加量は、エチレン共重合体と層状複合金属化合物の合計１００重量部に対して下記の通りに用いている。
・架橋剤：２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン１．５重量部
・架橋助剤：トリアリルイソシアヌレート１．５重量部
・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１．５重量部
・紫外線吸収剤：２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン１．０重量部
・光安定剤：Ｎ，Ｎ’−ビス（３−アミノプロピル）エチレンジアミン−２，４−ビス［Ｎ−ブチル−Ｎ−（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）アミノ］−６−クロロ−１，３，５−トリアジン縮合物０．５重量部
・酸化防止剤：フェニルジイソデシルホスファイト０．５重量部
【００４２】
（実施例２〜１７及び比較例１〜１７）
表５および６に示す配合とした以外は、実施例１と同様にして太陽電池封止材用樹脂組成物を調整して太陽電池封止材１２Ａ、１２Ｂ、１６、１８、２１を作成した。
【００４３】
【表５】
2013207021.tif 000007
【００４４】
【表６】
2013207021.tif 000008
【００４５】
得られた太陽電池封止材を以下の項目で評価し、評価結果を表７に示した。
【００４６】
［酸捕捉効果］
図２に示すような耐久試験用サンプルを作製した。まず、実施例１〜１７で得られた太陽電池封止材１６を、透明基板（厚さ３ｍｍ）１５と耐加水分解ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚さ０．１ｍｍ）の保護部材１７とで挟んで積層体にした。その後、真空ラミネーターによる真空下で、１５０℃、３５分間加熱圧着し、封止材を架橋させ、耐久試験用サンプル（１）を作製した。また、図２に示す積層体を作製し、真空ラミネーターによる真空下で、１５０℃、１５分間加熱圧着し、その後、オーブン内で１５０℃、１５分間封止材を架橋させ、耐久試験用サンプル２を作製した。この耐久試験用サンプル（２）を耐久性試験により酸発生の速度を促進させた後、酸発生量を測定した。
【００４７】
［透明性］
図４に示すように、実施例１〜１７で得られた太陽電池封止材２１と、耐加水分解ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚さ０．１ｍｍ）の保護部材２２とを２層に積層した。その後、真空ラミネーターによる真空下で、１５０℃、３５分間加熱し、封止材を架橋させ、耐久試験用サンプル３を作製した。耐久試験前、試験後のヘーズ値をＢＹＫ  Ｇａｒｄｎｅｒ製ヘーズメーターにより測定した。
【００４８】
［剥離強度］
図４に示すように、実施例１〜１７で得られた太陽電池封止材２１と耐加水分解ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚さ０．１ｍｍ）の保護部材２２とを２層に積層した。その後、真空ラミネーターによる真空下で、１５０℃、３５分間加熱し、封止材を架橋させ、耐久試験用サンプル４を作製した。耐久試験前、試験後の保護部材との密着性を剥離試験による剥離強度により測定した。
【００４９】
封止材と保護部材との剥離強度は、耐久試験用サンプルフィルムから幅２５ｍｍの短冊を切り取って試験片とし、引張り試験機により、引張条件５０ｍｍ／ｍｉｎにて１８０°剥離試験を行った。
【００５０】
［変換効率保持率］
実施例１〜１７で得られた太陽電池封止材１２Ａ、１２Ｂを用いて発電素子を挟み込み、図１に示すように透明基板（厚さ３ｍｍ）１１と耐加水分解ポリエチレンテレフタレート／アルミ／耐加水分解ポリエチレンテレフタレートの３層（厚さ１．０ｍｍ）の保護部材１４とで挟んで積層体にした後、真空ラミネーターによる真空下で、１５０℃で１５分間加熱圧着し、その後、オーブン内で１５０℃、１５分間封止材を架橋させ、サンプル２を作製した。試験は、プレッシャークッカー試験機により、サンプル２を温度１２１℃、湿度１００％ＲＨ、圧力２ｋｇ／ｃｍ2の環境下、７２時間静置の条件で行った。変換効率は、入光エネルギーと最適動作点での出力と、発電素子の面積から算出した。評価は、発電素子単体の変換効率を１００として、その変換効率に対するサンプル２の試験前の変換効率を初期変換効率保持率とした。そして、発電素子単体の変換効率に対するサンプル２の試験後の変換効率を経時変換効率保持率とした。
【００５１】
【表７】
2013207021.tif 000009
【００５２】
（実施例１８）
エチレン共重合体９０重量部と表面処理した層状複合金属化合物（Ｃ−１６）１０重量部とをスーパーミキサー（三井鉱山社製）に投入し温度２０℃、時間３分の条件で撹拌した後、二軸押出し機（日本プラコン社製）により層状複合金属化合物マスターバッチを得た。また、エチレン共重合体に架橋剤、架橋助剤、シランカップリング剤を配合した架橋剤マスターバッチと、エチレン共重合体に紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤を配合した安定化剤マスターバッチを得た。
得られた層状複合金属化合物マスターバッチと、架橋剤マスターバッチと、安定化剤マスターバッチと、さらに表２の配合量となるようにエチレン共重合体とを用いて、これらを共にＴ−ダイ押出機で９０℃にて押出し成形し、太陽電池封止材１２Ａ、１２Ｂ、１６、１８、２１（厚さ０．５ｍｍ）を作製した。
なお、太陽電池封止材中の架橋剤、架橋助剤、シランカップリング剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤の種類と添加量は、エチレン共重合体と層状複合金属化合物の合計１００重量部対して下記の通りに用いた。
・架橋剤：２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン０．５重量部
・架橋助剤：トリアリルイソシアヌレート０．５重量部
・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０．５重量部
・紫外線吸収剤：２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン０．２５質量部
・光安定剤：Ｎ，Ｎ'−ビス（３−アミノプロピル）エチレンジアミン−２，４−ビス［Ｎ−ブチル−Ｎ−（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）アミノ］−６−クロロ−１，３，５−トリアジン縮合物０．５質量部
・酸化防止剤：フェニルジイソデシルホスファイト０．２５質量部
【００５３】
（実施例１８〜３６及び比較例１８〜３６）
それぞれ表８および９に示す配合とした以外は、実施例１８と同様にして太陽電池封止材用樹脂組成物を調整して太陽電池封止材１２Ａ、１２Ｂ、１６、１８、２１を作成した。
【００５４】
【表８】
2013207021.tif 000010
【００５５】
【表９】
2013207021.tif 000011
【００５６】
得られた太陽電池封止材を以下の項目で評価し、評価結果を表１０に示した。
【００５７】
［酸捕捉効果］
図２に示すような耐久試験用サンプルを作製した。まず、実施例１８〜３６で得られた太陽電池封止材１６を、透明基板（厚さ３ｍｍ）１５と耐加水分解ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚さ０．１ｍｍ）の保護部材１７とで挟んで積層体とした。その後、真空ラミネーターによる真空下で、１５０℃、１５分間加熱圧着した。次いで、オーブン内で１５０℃、１５分間封止材を架橋させ、耐久試験用サンプルを作製し、太陽電池封止材５．０ｇを２５℃のアセトン５．０ｍｌに４８時間浸漬し、アセトン抽出液に含まれる酢酸量をガスクロマトグラフにより定量した（酸捕捉効果１）。また、同様の条件で耐久用試験サンプル２の加速試験を実施し、その後、太陽電池封止材１．５ｇを２５℃の精製水１０ｍｌに２４時間浸漬後、１０分間超音波洗浄機にかけ、水抽出液に含まれる酢酸量をイオンクロマトグラフィーにより定量した（酸捕捉効果２）。
により酸発生の速度を促進させた後、酸発生量を測定した。
【００５８】
耐久試験は、耐久試験用サンプルを温度８５℃、湿度８５％ＲＨの環境下、1000時間で静置し、その後、太陽電池封止材２ｇを２５℃の精製水１０ｍｌに２４時間浸漬し、水抽出液に含まれる酢酸量をイオンクロマトグラフィーにより定量した。
【００５９】
［透明性］
実施例１８〜３６で得られた太陽電池封止材１８を、透明基板（厚さ３ｍｍ）１９、２０で挟み込み、３層にした（図３参照）。その後、真空ラミネーターによる真空下で、１５０℃、１５分間加熱圧着した。次いで、オーブン内で１５０℃、１５分間封止材を架橋させ、耐久試験用サンプルを作製し、加速試験前、試験後のヘーズ値をＢＹＫ  Ｇａｒｄｎｅｒ製ヘーズメーターにより測定した。
【００６０】
［剥離強度保持率］
図４に示すように、実施例１８〜３６で得られた太陽電池封止材２１と耐加水分解ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚さ０．１ｍｍ）の保護部材２２とを２層に積層した。次いで、真空ラミネーターによる真空下で、１５０℃、１５分間加熱圧着し、その後、オーブン内で１５０℃１５分間保持し封止材を架橋させることで、耐久試験用サンプルを作製した。そして耐久試験後の太陽電池封止材と保護部材との密着性を剥離試験により測定した。
【００６１】
耐久試験は、耐久試験用サンプルを温度８５℃、湿度８５％ＲＨの環境下、1000時間で静置することにより行った。
【００６２】
太陽電池封止材と保護部材との剥離強度は、耐久試験用サンプルから幅２５ｍｍの短冊状に切り取り試験片とした。試験片を引張り試験機にて引張速度５０ｍｍ／ｍｉｎ、１８０°剥離試験を行った。剥離強度保持率は、層状複合金属化合物を配合していない比較例７の耐久試験前の耐久試験用サンプルの剥離強度を１００としたときの耐久試験後の剥離強度を示した。
【００６３】
［基準保持率］
実施例１８〜３６で得られた太陽電池封止材１２Ａ、１２Ｂを用いて発電素子を挟み込み、図１に示すように透明基板（厚さ３ｍｍ）１１と耐加水分解ポリエチレンテレフタレート／アルミ／耐加水分解ポリエチレンテレフタレートの３層（厚さ１．０ｍｍ）の保護部材１４とで挟んで積層体にした後、真空ラミネーターによる真空下で、１５０℃、１５分間加熱圧着し、その後、オーブン内で１５０℃１５分間保持し封止材を架橋させることで、太陽電池モジュールサンプルを作製した。試験はサンプルを、８５℃８５％ＲＨの環境下、１０００時間静置の条件で行った。
変換効率は、入光エネルギーと最適動作点での出力と、発電素子の面積から算出した。評価は、サンプルから層状複合金属化合物を除いて作成した基準サンプルの初期変換効率を１００とした。そして初期変換効率に対するサンプルの試験後の変換効率を基準保持率とした。
【００６４】
［変換効率保持率］
実施例１８〜３６で得られた太陽電池封止材１２Ａ、１２Ｂを用いて発電素子を挟み込み、図１に示すように透明基板（厚さ３ｍｍ）１１と耐加水分解ポリエチレンテレフタレート／アルミ／耐加水分解ポリエチレンテレフタレートの３層（厚さ１．０ｍｍ）の保護部材１４とで挟んで積層体にした後、真空ラミネーターによる真空下で、１５０℃で１５分間加熱圧着し、その後、オーブン内で１５０℃、１５分間封止材を架橋させ、太陽電池モジュールサンプルを作製した。試験は、サンプルを、８５℃８５％ＲＨの環境下、１０００時間静置の条件で行った。変換効率は、入光エネルギーと最適動作点での出力と、発電素子の面積から算出した。
評価は、発電素子単体の変換効率を１００として、その変換効率に対するサンプル２の試験前の変換効率を初期変換効率保持率とした。そして、発電素子単体の変換効率に対するサンプル２の試験後の変換効率を経時変換効率保持率とした。
【００６５】
【表１０】
2013207021.tif 000012
【００６６】
表７の結果より、実施例１〜１７は全ての評価項目において比較例１〜１７を上回る優れた物性が得られた。有機表面処理した場合、透明性、特に経時変換効率保持率が向上するという驚くべき結果が得られた。
【００６７】
表１０の結果より、実施例１８〜３６の本発明の太陽電池封止材用組成物を用いた太陽電池封止材は、比較例１８〜３６と比べて、モジュールにした際の初期変換効率が向上し、層状複合金属化合物の金属組成量、平均板面径を制御することで、透明性の維持と、フィラー活性低減、高い酸・水捕捉効果による経時における保護部材との密着性維持と変換効率の低下を抑制することができている。
【符号の説明】
【００６８】
１１        透明基板
１２Ａ      表面太陽電池封止材
１２Ｂ      裏面太陽電池封止材
１３        発電素子
１４        保護部材
１５        透明基板
１６        封止材
１７        保護部材
１８        封止材
１９        透明基板
２０        透明基板
２１        封止材
２２        保護部材
【図１】
2013207021.tif 000013
【図２】
2013207021.tif 000014
【図３】
2013207021.tif 000015
【図４】
2013207021.tif 000016