(57)【要約】【課題】ＰＩＤ現象を抑制でき、長期間にわたって電気特性が安定した太陽電池モジュールを得ることが可能な、エチレン・極性モノマー共重合体をベースとする太陽電池封止材用樹脂組成物を提供すること。【解決手段】本発明の太陽電池封止材用樹脂組成物は、エチレン・極性モノマー共重合体と、シランカップリング剤と、ヒンダードアミン系光安定剤と、を含む。そして、下記の測定方法に従って測定される前記ヒンダードアミン系光安定剤のｐＨが９．０以下である。（測定方法）  アセトン１０ｇ、水１ｇ、上記ヒンダードアミン系光安定剤０．０１ｇを含む溶液を試料として電位差測定装置を用いてｐＨを測る【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチレン・極性モノマー共重合体と、シランカップリング剤と、ヒンダードアミン系光安定剤と、を含み、
下記の測定方法に従って測定される前記ヒンダードアミン系光安定剤のｐＨが９．０以下である、太陽電池封止材用樹脂組成物。
（測定方法）
アセトン１０ｇ、水１ｇ、上記ヒンダードアミン系光安定剤０．０１ｇを含む溶液を試料として電位差測定装置を用いてｐＨを測る
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池封止材用樹脂組成物において、
前記ヒンダードアミン系光安定剤が下記の式（１）ないし式（４）で示される化合物からなる群から選択される一種または二種以上である、太陽電池封止材用樹脂組成物。
【化１】
2016012643.tif 000011
【化２】
2016012643.tif 000012
【化３】
2016012643.tif 000013
【化４】
2016012643.tif 000014
【請求項３】
請求項１または２に記載の太陽電池封止材用樹脂組成物において、
前記エチレン・極性モノマー共重合体がエチレン・酢酸ビニル共重合体を含む、太陽電池封止材用樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれか一項に記載の太陽電池封止材用樹脂組成物において、
当該太陽電池封止材用樹脂組成物中の前記ヒンダードアミン系光安定剤の含有量が、前記エチレン・極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．０１質量部以上１質量部以下である、太陽電池封止材用樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれか一項に記載の太陽電池封止材用樹脂組成物において、
当該太陽電池封止材用樹脂組成物中の前記シランカップリング剤の含有量が、前記エチレン・極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．０１質量部以上５質量部以下である、太陽電池封止材用樹脂組成物。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれか一項に記載の太陽電池封止材用樹脂組成物からなる太陽電池封止材。
【請求項７】
シート状である、請求項６に記載の太陽電池封止材。
【請求項８】
表面側透明保護部材と、
裏面側保護部材と、
太陽電池素子と、
請求項６または７に記載の太陽電池封止材を架橋させて形成された、前記太陽電池素子を前記表面側透明保護部材と前記裏面側保護部材との間に封止する封止層と、
を備えた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、太陽電池封止材用樹脂組成物、太陽電池封止材および太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
地球環境問題、エネルギーの問題等が深刻さを増す中、クリーンかつ枯渇の恐れの無いエネルギー生成手段として太陽電池が注目されている。太陽電池を建物の屋根部分等の屋外で使用する場合、太陽電池モジュールの形で使用することが一般的である。
【０００３】
太陽電池モジュールは、一般的に、以下の手順によって製造される。
まず、多結晶シリコン、単結晶形シリコン等により形成される結晶型太陽電池素子、あるいはアモルファスシリコンや結晶シリコン等をガラス等の基板の上に数μｍの非常に薄い膜を形成して得られる薄膜型太陽電池素子（以下、結晶型太陽電池素子および薄膜型太陽電池素子をまとめて、単に「太陽電池素子」あるいは「セル」と表記する場合がある。）を製造する。
次に、結晶型太陽電池モジュールを得るには、太陽電池モジュール用保護シート（表面側透明保護部材）／太陽電池封止材シート（以下、シート状の太陽電池封止材を太陽電池封止材シートとも呼ぶ。）／結晶型太陽電池素子／太陽電池封止材シート／太陽電池モジュール用保護シート（裏面側保護部材）の順に積層する。
一方、薄膜型太陽電池モジュールを得るには、薄膜型太陽電池素子／太陽電池封止材シート／太陽電池モジュール用保護シート（裏面側保護部材）の順に積層する。
その後、これらを真空吸引して加熱圧着するラミネーション法等を利用することにより、太陽電池モジュールが製造される。このようにして製造される太陽電池モジュールは、耐候性を有し、建物の屋根部分等の屋外での使用にも適したものとなっている。
【０００４】
太陽電池封止材シートとしては、従来からエチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）シートが、透明性、柔軟性、および接着性等に優れていることから、広く用いられてきた。例えば、特許文献１（特開２０１０−５３２９８号公報）には、架橋剤およびトリメリット酸エステルを含むＥＶＡ組成物からなる、接着性と製膜性の双方に優れた封止膜が開示されている。
【０００５】
また、近年の太陽光発電の普及に伴い、メガソーラー等発電システムの大規模化が進んでおり、伝送損失を下げる等の目的で、システム電圧の高電圧化の動きもある。システム電圧が上昇することにより、太陽電池モジュールにおいては、フレームとセルの間の電位差が大きくなることとなる。すなわち、太陽電池モジュールのフレームは一般に接地されており、太陽電池アレイのシステム電圧が６００Ｖ〜１０００Ｖとなると、最も電圧が高くなるモジュールにおいては、フレームとセル間の電位差がそのままシステム電圧の６００Ｖ〜１０００Ｖとなり、高電圧が印加された状態で日中の発電を維持することとなる。
また、ガラスは封止材に比較して電気抵抗が低く、フレームを介してガラスとセル間にも高電圧が発生することとなる。すなわち、日中発電している状況下において、直列接続されたモジュールはセルとモジュール間およびセルとガラス面との電位差が接地側から順次大きくなり、最も大きいところではほぼシステム電圧の高電圧の電位差が維持さることとなる。このような状態で用いられた太陽電池モジュールの中には、出力が大きく低下し、特性劣化が起こるＰＩＤ（Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎの略）現象が発生した、結晶系発電素子を用いたモジュールの例も報告されている。
そこで、この問題の解決するために、太陽電池素子に直接接している太陽電池封止材には、より高い体積固有抵抗が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−５３２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、本発明者らの検討によれば、特許文献１等に記載された従来の太陽電池封止材シートは、ＥＶＡが固有に有する性質を保ったままＰＩＤ現象を抑制できるほどには体積固有抵抗値を上げることができないことが確認された。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、上述したＰＩＤ現象を抑制でき、長期間にわたって電気特性が安定した太陽電池モジュールを得ることが可能な、エチレン・極性モノマー共重合体をベースとする太陽電池封止材用樹脂組成物および太陽電池封止材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、太陽電池封止材の一般的な材料として長い実績を持つ、透明性、接着性、耐熱性、柔軟性、外観、架橋特性、電気特性および押出成形性に優れるエチレン・酢酸ビニル共重合体（以下の説明では、ＥＶＡと略記する場合がある）等のエチレン・極性モノマー共重合体に、特定のヒンダードアミン系光安定剤とシランカップリング剤を含有させることにより、上記諸特性のバランスを維持しながらも、ＰＩＤの発生が抑制された太陽電池モジュールを得ることが可能な太陽電池封止材用樹脂組成物が得られることを見出して、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明によれば、以下に示す太陽電池封止材用樹脂組成物、太陽電池封止材および太陽電池モジュールが提供される。
【００１１】
［１］
エチレン・極性モノマー共重合体と、シランカップリング剤と、ヒンダードアミン系光安定剤と、を含み、
下記の測定方法に従って測定される上記ヒンダードアミン系光安定剤のｐＨが９．０以下である、太陽電池封止材用樹脂組成物。
（測定方法）
アセトン１０ｇ、水１ｇ、上記ヒンダードアミン系光安定剤０．０１ｇを含む溶液を試料として電位差測定装置を用いてｐＨを測る
［２］
上記［１］に記載の太陽電池封止材用樹脂組成物において、
上記ヒンダードアミン系光安定剤が下記の式（１）ないし式（４）で示される化合物からなる群から選択される一種または二種以上である、太陽電池封止材用樹脂組成物。
【化１】
2016012643.tif 000002
【化２】
2016012643.tif 000003
【化３】
2016012643.tif 000004
【化４】
2016012643.tif 000005
［３］
上記［１］または［２］に記載の太陽電池封止材用樹脂組成物において、
上記エチレン・極性モノマー共重合体がエチレン・酢酸ビニル共重合体を含む、太陽電池封止材用樹脂組成物。
［４］
上記［１］乃至［３］いずれか一つに記載の太陽電池封止材用樹脂組成物において、
当該太陽電池封止材用樹脂組成物中の上記ヒンダードアミン系光安定剤の含有量が、上記エチレン・極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．０１質量部以上１質量部以下である、太陽電池封止材用樹脂組成物。
［５］
上記［１］乃至［４］いずれか一つに記載の太陽電池封止材用樹脂組成物において、
当該太陽電池封止材用樹脂組成物中の上記シランカップリング剤の含有量が、上記エチレン・極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．０１質量部以上５質量部以下である、太陽電池封止材用樹脂組成物。
［６］
上記［１］乃至［５］いずれか一つに記載の太陽電池封止材用樹脂組成物からなる太陽電池封止材。
［７］
シート状である、上記［６］に記載の太陽電池封止材。
［８］
表面側透明保護部材と、
裏面側保護部材と、
太陽電池素子と、
上記［６］または［７］に記載の太陽電池封止材を架橋させて形成された、上記太陽電池素子を上記表面側透明保護部材と上記裏面側保護部材との間に封止する封止層と、
を備えた太陽電池モジュール。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ＰＩＤ現象を抑制でき、長期間にわたって電気特性が安定した太陽電池モジュールを得ることが可能な、エチレン・極性モノマー共重合体をベースとする太陽電池封止材用樹脂組成物および太陽電池封止材を提供することができる。
また、本発明によれば、この様な太陽電池封止材を用いることで、ＰＩＤ現象が抑制された太陽電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の太陽電池モジュールの代表的な実施形態を模式的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いながら説明する。なお、数値範囲の「Ａ〜Ｂ」はとくに断りがなければ、Ａ以上Ｂ以下を表す。
【００１５】
［太陽電池封止材用樹脂組成物］
本実施形態の太陽電池封止材用樹脂組成物は、エチレン・極性モノマー共重合体と、シランカップリング剤と、ヒンダードアミン系光安定剤と、を含有している。そして、後述の測定方法に従って測定される前記ヒンダードアミン系光安定剤のｐＨが９．０以下である。
【００１６】
本発明者らは、エチレン・極性モノマー共重合体と、シランカップリング剤と、ｐＨが９．０以下であるヒンダードアミン系光安定剤とを含む太陽電池封止材を用いることにより、ＰＩＤ現象が抑制され、長期間にわたって電気特性が安定した太陽電池モジュールを得ることができることを見出した。
このような効果が得られる機構としては、何ら本発明を限定するものではないが、本発明者らは以下のように推測している。まず、ヒンダードアミン系光安定剤とシランカップリング剤が共存する条件下では、ヒンダードアミン系光安定剤のｐＨが上記上限値を超えると、シランカップリング剤の加水分解が進行し、太陽電池封止材中にＳｉ−ＯＨ結合を有するシラノール体が生成する。このシラノール体は、電荷を掛けた際にイオンによる電荷の移動を引き起こし、太陽電池封止材の体積固有抵抗を低下させてしまうと考えられる。
これに対し、ヒンダードアミン系光安定剤のｐＨが上記上限値以下であると、シランカップリング剤の加水分解が抑制されるため、Ｓｉ−ＯＨ結合を有するシラノール体の生成が抑制される。そのため、得られる太陽電池封止材の体積固有抵抗の低下を抑制できると考えられる。そして、太陽電池封止材の体積固有抵抗の低下を抑制できるため、このような太陽電池封止材を用いることにより、ＰＩＤ現象が抑制され、長期間にわたって電気特性が安定した太陽電池モジュールを得ることができると考えられる。
【００１７】
＜エチレン・極性モノマー共重合体＞
本実施形態の太陽電池封止材用樹脂組成物は、エチレン・極性モノマー共重合体を含有している。
上記エチレン・極性モノマー共重合体としては、例えば、エチレン・（メタ）アクリル酸エチル共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸メチル共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸プロピル共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸ブチル共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸ヘキシル共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸−２−ヒドロキシエチル共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸−２−ヒドロキシプロピル共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸グリシジル共重合体等のエチレン・（メタ）アクリル酸エステル共重合体；エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン・マレイン酸共重合体、エチレン・フマル酸共重合体、エチレン・クロトン酸共重合体等のエチレン‐エチレン性不飽和酸共重合体；エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・プロピオン酸ビニル共重合体、エチレン・酪酸ビニル共重合体、エチレン・ステアリン酸ビニル共重合体等のエチレン・ビニルエステル共重合体：エチレン・スチレン共重合体等から選択される一種または二種以上を挙げることができる。
これらの中でも、上記エチレン・極性モノマー共重合体としては、その入手容易性と性能とのバランスからエチレン・ビニルエステル共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸エステル共重合体から選択される一種または二種以上を含むことが好ましく、特に、エチレン・酢酸ビニル共重合体を含むことが好ましい。
【００１８】
上記エチレン・酢酸ビニル共重合体は、エチレンと酢酸ビニルとの共重合体であり、通常はランダム共重合体である。
上記エチレン・酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含有量は、好ましくは１０質量％以上４７質量％以下、より好ましくは１３質量％以上３５質量％以下である。酢酸ビニルの含有量がこの範囲にあると、接着性、耐候性、透明性、機械的特性のバランスにより優れた太陽電池封止材シートを得ることができる。また、太陽電池封止材シートを成膜する際にも、成膜性が良好となる。
酢酸ビニル含有量は、ＪＩＳ  Ｋ７１９２：１９９９に準拠して測定可能である。具体的には、酢酸ビニル含有量は、試料をキシレン中に溶解し、水酸化カリウムのアルコール溶液で酢酸基を加水分解後、過剰の硫酸または塩酸を添加し、標準水酸化ナトリウム溶液にて滴下定量することによって測定可能である。
【００１９】
なお、エチレン・酢酸ビニル共重合体は、エチレンおよび酢酸ビニルのみからなる二元共重合体が好ましいが、エチレンおよび酢酸ビニルの他に、例えばギ酸ビニル、グリコール酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル系単量体；アクリル酸、メタクリル酸、或いはこれらの塩もしくはアルキルエステル等のアクリル系単重体；等から選択される一種または二種以上の共重合成分として含んでもよい。上記エチレンおよび酢酸ビニル以外の共重合成分を含む場合、エチレン・酢酸ビニル共重合体中の上記エチレンおよび酢酸ビニル以外の共重合成分の量を０．５質量％以上５質量％以下とすることが好ましい。
【００２０】
ＡＳＴＭ  Ｄ  １２３８による１９０℃、２１６０ｇ荷重でのエチレン・酢酸ビニル共重合体のメルトフローレートは、好ましくは５ｇ／１０分以上４５ｇ／１０分以下、より好ましくは５ｇ／１０分以上４０ｇ／１０分以下、更に好ましくは１０ｇ／１０分以上３０ｇ／１０分以下である。溶融混練をするために適した粘度であるからである。
【００２１】
上記エチレン・極性モノマー共重合体の含有量は、当該太陽電池封止材用樹脂組成物に含まれる樹脂成分の全体を１００質量％としたとき、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上、さらに好ましくは９５質量％以上、そして、好ましくは１００質量％である。これにより、透明性、接着性、耐熱性、柔軟性、外観、架橋特性、電気特性および押出成形性等の諸特性のバランスにより優れた太陽電池封止材を得ることができる。
【００２２】
（エチレン・極性モノマー共重合体の製造方法）
本実施形態の太陽電池封止材に用いられる上記エチレン・極性モノマー共重合体の製造方法は特に限定されず、公知の方法により製造することができる。例えば、ラジカル発生剤の存在下、５００〜４０００気圧、１００〜３００℃で溶媒や連鎖移動剤の存在下または不存在下で、エチレン、極性モノマー、必要に応じて他の共重合成分を共重合させることにより製造することができる。
【００２３】
＜シランカップリング剤＞
本実施形態の太陽電池封止材用樹脂組成物は、シランカップリング剤を含有している。このシランカップリング剤を含有することにより、得られる太陽電池封止材のＰＩＤ耐性と太陽電池封止材と他の部材との接着強度を優れたものにすることができる。
上記シランカップリング剤としては、アルコキシ基を有するケイ素化合物が好ましい。このようなケイ素化合物としては、例えば、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシシラン）、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−ア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。中でも３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシランが好ましい。
【００２４】
当該太陽電池封止材用樹脂組成物中の上記シランカップリング剤の含有量は、上記エチレン・極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．０１質量部以上５質量部以下が好ましく、０．１質量部以上２質量部以下がより好ましく、０．１質量部以上１質量部以下がさらに好ましく、０．１質量部以上０．５質量部以下が特に好ましい。
【００２５】
上記シランカップリング剤の含有量が上記下限値以上であると、太陽電池封止材と他の部材との接着強度をより良好なものとすることができる。
一方、上記シランカップリング剤の含有量が上記上限値以下であると、太陽電池モジュールのラミネート時にシランカップリング剤をエチレン・極性モノマー共重合体にグラフト反応させるために使用する有機過酸化物の添加量を抑制できる。このため、例えば、太陽電池封止材を押出機でシート状にして得る際のゲル化を抑制でき、その結果、押出機のトルクを抑制できるため、押出シートの成形が容易となる。また、押出機内でゲル物を発生しないためシートの表面に凹凸がなく、太陽電池封止材の外観がより良好である。
【００２６】
＜ヒンダードアミン系光安定剤＞
本実施形態の太陽電池封止材用樹脂組成物は、ヒンダードアミン系光安定剤を含有している。
下記の測定方法に従って測定される上記ヒンダードアミン系光安定剤のｐＨが９．０以下であり、好ましくは８．８以下であり、特に好ましくは８．７以下である。
ｐＨの下限は特に限定されないが、例えば、８．０以上、好ましくは８．１以上である。
（測定方法）
アセトン１０ｇ、水１ｇ、上記ヒンダードアミン系光安定剤０．０１ｇを含む溶液を試料として電位差測定装置を用いてｐＨを測る。
【００２７】
ｐＨが９．０以下である上記ヒンダードアミン系光安定剤としては２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル骨格を有し、窒素にアルキル基ないしアルコキシ基が置換した構造が好ましい。ｐＨが９．０以下である上記ヒンダードアミン系光安定剤としては、例えば、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート（下記の式（１）で示される化合物）、メタクリル酸１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル（下記の式（２）で示される化合物）、デカン二酸ビス（２，２，６，６−テトラメチル−１−(オクチルオキシ)−４−ピペリジニル）エステル（下記の式（３）で示される化合物）、１，６−ヘキサンジアミン，Ｎ，Ｎ'−ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）−，ポリマーウィズモルホリン−２，４，６−トリクロロ−１，３，５−トリアジン（下記の式（４）で示される化合物）、テトラキス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）ブタン−１，２，３，４−テトラカルボキシレート、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）［［３，５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシフェニル］メチル］ブチルマロネート、コハク酸ジメチルと４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジンエタノールの重合物等が挙げられる。
これらの中でも下記の式（１）ないし式（４）で示される化合物からなる群から選択される一種または二種以上を含むことが好ましく、下記の式（１）および式（２）の少なくとも一方を含むことがより好ましく、下記の式（１）で示される化合物を含むことが特に好ましい。なお、ｐＨが９．０以下である上記ヒンダードアミン系光安定剤としては市販品を用いることができる。
【００２８】
【化５】
2016012643.tif 000006
【００２９】
【化６】
2016012643.tif 000007
【００３０】
【化７】
2016012643.tif 000008
【００３１】
【化８】
2016012643.tif 000009
ここで、式（４）中のｎは２以上１０以下の整数であることが好ましく、２以上５以下の整数であることがより好ましい。
【００３２】
ここで、上記の式（１）ないし式（４）で示される化合物の、上記測定方法に従って測定したｐＨ値を以下に示す。
式（１）：ｐＨ＝８．７
式（２）：ｐＨ＝８．３
式（３）：ｐＨ＝８．１
式（４）：ｐＨ＝８．７
なお、本発明の効果を損なわない範囲で、ｐＨが９．０を超えるヒンダードアミン系光安定剤を併用してもよい。ｐＨが９．０を超えるヒンダードアミン系光安定剤は、当該太陽電池封止材用樹脂組成物に含まれる全ヒンダードアミン系光安定剤１００質量％に対して好ましくは５０質量％以下、より好ましくは４５質量％以下の範囲で用いてもよい。
また、ｐＨが９．０以下のヒンダードアミン系光安定剤の含有量は、当該太陽電池封止材用樹脂組成物に含まれる全ヒンダードアミン系光安定剤１００質量％に対して、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは５５質量％以上、さらに好ましくは８０質量％以上である。
【００３３】
当該太陽電池封止材用樹脂組成物中のｐＨが９．０以下である上記ヒンダードアミン系光安定剤の含有量は、上記エチレン・極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．０１質量部以上１質量部以下が好ましく、０．０５質量部以上０．５質量部以下がより好ましく、０．０５質量部以上１質量部以下がさらに好ましく、０．０５質量部以上０．３質量部以下が特に好ましい。
ヒンダードアミン系光安定剤の含有量が上記下限値以上であると、得られる太陽電池封止材の耐候性および耐熱性のバランスをより良好なものとすることができる。ヒンダードアミン系光安定剤の含有量が上記上限値以下であると、有機過酸化物で発生したラジカルの消滅をより抑制でき、得られる太陽電池封止材の接着性、耐熱性、架橋特性のバランスをより良好なものとすることができる。
【００３４】
＜その他の添加剤＞
本実施形態の太陽電池封止材用樹脂組成物には、上述のエチレン・極性モノマー共重合体、シランカップリング剤、およびヒンダードアミン系光安定剤以外の各種成分を、本発明の目的を損なわない範囲において、適宜含有させることができる。
例えば、架橋剤（有機過酸化物）、架橋助剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、可塑剤、充填剤、顔料、染料、帯電防止剤、抗菌剤、防黴剤、難燃剤、及び分散剤等から選ばれる一種または二種以上の添加剤を適宜含有させることができる。
【００３５】
（有機過酸化物）
本実施形態の太陽電池封止材用樹脂組成物は、架橋剤（有機過酸化物）を含有してもよい。太陽電池封止材用樹脂組成物に有機過酸化物を含有させることによって、上記エチレン・極性モノマー共重合体にシランカップリング剤をグラフトすることができ、また上記エチレン・極性モノマー共重合体を架橋することができる。これにより、得られる太陽電池封止材の耐熱性および耐候性がより良好となる。
上記有機過酸化物は、太陽電池モジュールの生産性を考慮すると、有機過酸化物としては、半減期が１０時間以下であり、かつ分解温度が１０５℃以下であるものが好ましい。また安全性の面から、最高保存温度が１０℃以上であるものが好ましい。
また、上記有機過酸化物は、押出成形、カレンダー成形などのシート成形での生産性と太陽電池モジュールのラミネート成形時の架橋速度のバランスから、有機過酸化物の１分間半減期温度が１００℃以上１７０℃以下であるものが好ましい。有機過酸化物の１分間半減期温度が１００℃以上であると、シート成形を容易にし、かつ、太陽電池封止材シートの外観をより良好にすることができる。また、得られる太陽電池封止材シートの絶縁破壊電圧の低下を防ぐことができ、透湿性の低下も防止でき、更に接着性も向上する。有機過酸化物の１分間半減期温度が１７０℃以下であると、太陽電池モジュールのラミネート成形時の架橋速度の低下を抑制できるため、太陽電池モジュールの生産性の低下を防ぐことができる。また、太陽電池封止材シートの耐熱性、接着性の低下を防ぐこともできる。
【００３６】
上記有機過酸化物の例としては、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（ブチルパーオキシ）ブタン、ｎ−ブチル−４，４−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）プチレート、メチルエチルケトンパーオキサイド、エチル−３，３−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ブチレート、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、１，１，３，３−テトララメチルブチルハイドロパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド等が挙げられる。上記有機過酸化物は、一種単独で用いてもよく、二種以上を混合して用いてもよい。
これらのうち好ましくは、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である。
【００３７】
当該太陽電池封止材用樹脂組成物中の上記有機過酸化物の含有量は、上記エチレン・極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．１質量部以上３質量部以下が好ましく、０．２質量部以上２質量部以下がより好ましい。
【００３８】
（架橋助剤）
本実施形態の太陽電池封止材用樹脂組成物は、架橋助剤を含有してもよい。
架橋助剤の例としては、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や多官能アクリレートが挙げられる。
当該太陽電池封止材用樹脂組成物中の上記架橋助剤の含有量は、上記エチレン・極性モノマー共重合体１００質量部に対して１０質量部以下が好ましく、０．１５質量部以上５質量部以下がより好ましい。これにより、適度な架橋構造を有する太陽電池封止材が得られ、太陽電池封止材の耐熱性、機械物性、接着性をより良好なものとすることができる。
【００３９】
（紫外線吸収剤）
本実施形態の太陽電池封止材用樹脂組成物は、紫外線吸収剤を含有してもよい。
紫外線吸収剤の例としては、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−ノルマル−オクチルオキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系紫外線吸収剤；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紫外線吸収剤；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紫外線吸収剤等が挙げられる。
当該太陽電池封止材用樹脂組成物中の上記紫外線吸収剤の含有量は、上記エチレン・極性モノマー共重合体１００質量部に対して、例えば、０．００５質量部以上３質量部以下である。
【００４０】
（酸化防止剤）
本実施形態の太陽電池封止材用樹脂組成物は、酸化防止剤を含有してもよい。
酸化防止剤の例としては、ヒンダ−ドフェノール系酸化防止剤、ホスファイト系酸化防止剤等が挙げられる。
当該太陽電池封止材用樹脂組成物中の上記酸化防止剤の含有量は、上記エチレン・極性モノマー共重合体１００質量部に対して、例えば、０．００５質量部以上１質量部以下である。
【００４１】
［太陽電池封止材］
本実施形態の太陽電池封止材は、上記太陽電池封止材用樹脂組成物を含むものであれば、その構成は特に制限はないが、その全体形状がシート状であることが好ましい。また、本実施形態の太陽電池封止材は上記太陽電池封止材用樹脂組成物からなるシートのみからなるものであっても上記太陽電池封止材用樹脂組成物からなる層と、他の層とを積層した２層以上からなる積層体であってもよいが、本実施形態の上記太陽電池封止材用樹脂組成物からなるシートのみが好ましい。
太陽電池封止材シートの厚みは特に限定されないが、通常０．２〜１．２ｍｍ程度である。厚みがこの範囲内であると、ラミネート工程における、表面側透明保護部材、太陽電池素子、薄膜電極等の破損が抑制でき、かつ、十分な光線透過率を確保することにより高い光発電量を得ることができる。さらには、低温での太陽電池モジュールのラミネート成形ができるので好ましい。
【００４２】
（体積固有抵抗）
本実施形態の太陽電池封止材は、ＪＩＳ  Ｋ６９１１に準拠し、温度２３℃、印加電圧１０００Ｖで測定される体積固有抵抗が１×１０１５Ω・ｃｍ以上であることが好ましく、２×１０１５Ω・ｃｍ以上であることがより好ましい。
太陽電池封止材の体積固有抵抗が上記下限値以上であると、得られる太陽電池モジュールのＰＩＤ現象の発生をより効果的に抑制することができる。
体積固有抵抗は、太陽電池封止材シートを１５０℃、２５０Ｐａで３分間加熱減圧し、次いで、１５０℃、１００ｋＰａで１２分間加熱加圧処理した後に測定される。また、モジュール積層体中のシートは、他の層を除去して測定する。
なお、体積固有抵抗の上限は特に限定されないが、例えば、１．０×１０１８Ω・ｃｍ以下である。体積固有抵抗が、１．０×１０１８Ω・ｃｍ超過であると、シートに静電気が帯びてしまいゴミを吸着しやすくなり、太陽電池モジュール内にゴミが混入し、発電効率や長期信頼性の低下を招く傾向にある。
【００４３】
＜太陽電池封止材シートの製造方法＞
本実施形態の太陽電池封止材シートの製造方法は特に限定されないが、例えば、以下の方法が挙げられる。まず、エチレン・極性モノマー共重合体と、シランカップリング剤と、ヒンダードアミン系光安定剤と、必要に応じて有機過酸化物やその他の添加剤と、をドライブレンドする。次いで、得られた混合物をホッパーから押出機に供給して必要に応じて有機過酸化物の一時間半減期温度よりも低い温度で溶融混練する。その後、押出機の先端からシート状に押出成形して太陽電池封止材シートを製造する。成形は、Ｔ−ダイ押出機、カレンダー成形機、インフレーション成形機等を使用する公知の方法によって行なうことができる。
また、有機過酸化物を含まない太陽電池封止材シートを上記方法により作製し、作製したシートに有機過酸化物を含浸法により添加してもよい。なお、有機過酸化物が二種以上含有されている場合には、最も低い有機過酸化物の一時間半減期温度よりも低い温度にて溶融混練すればよい。
【００４４】
［太陽電池モジュール］
本実施形態の太陽電池封止材は、太陽電池モジュールにおいて、太陽電池素子を封止するために用いられる。
太陽電池モジュールの構成としては、例えば表面側透明保護部材／受光面側太陽電池封止材シート／太陽電池素子／裏面側太陽電池封止材シート／裏面側保護部材（バックシート）をこの順に積層した構成が挙げられるが、特に限定されない。
本実施形態の太陽電池封止材は、上記受光面側太陽電池封止材シートおよび裏面側太陽電池封止材シートのいずれか一方、あるいは両方に用いられる。
【００４５】
図１に、本実施形態の太陽電池モジュールの断面図の一例を示す。
太陽電池モジュール１０は、複数の太陽電池素子１３と、太陽電池素子１３を挟んで封止する一対の受光面側太陽電池封止材シート１１と裏面側太陽電池封止材シート１２、および表面側透明保護部材１４および裏面側保護部材（バックシート）１５とを備える。
【００４６】
（太陽電池素子）
太陽電池素子１３としては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン等のシリコン系、ガリウム−砒素、銅−インジウム−セレン、カドミウム−テルル等のＩＩＩ−Ｖ族やＩＩ−ＶＩ族化合物半導体系等の各種太陽電池素子を用いることができる。
太陽電池モジュール１０においては、複数の太陽電池素子１３は、導線および半田接合部を備えたインターコネクタ１６を介して電気的に直列に接続されている。
【００４７】
（表面側透明保護部材）
表面側透明保護部材１４としては、ガラス板；アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、フッ素含有樹脂等により形成された樹脂板等が挙げられる。
本実施形態の太陽電池封止材シートは、表面側透明保護部材１４に対して良好な接着性を示す。
【００４８】
（裏面側保護部材）
裏面側保護部材（バックシート）１５としては、金属や各種熱可塑性樹脂フィルム等の単体もしくは多層のシートが挙げられる。例えば、錫、アルミ、ステンレススチール等の金属；ガラス等の無機材料；ポリエステル、無機物蒸着ポリエステル、フッ素含有樹脂、ポリオレフィン等により形成された各種熱可塑性樹脂フィルム等が挙げられる。
裏面側保護部材１５は、単層であってもよく、複層であってもよい。
本実施形態の太陽電池封止材シートは、裏面側保護部材１５に対して良好な接着性を示す。
【００４９】
＜太陽電池モジュールの製造方法＞
本実施形態の太陽電池モジュールの製造方法は特に限定されないが、例えば、以下の方法が挙げられる。
まず、インターコネクタ１６を用いて電気的に接続した複数の太陽電池素子１３を一対の受光面側太陽電池封止材シート１１と裏面側太陽電池封止材シート１２で挟み、さらにこれら受光面側太陽電池封止材シート１１と裏面側太陽電池封止材シート１２を表面側透明保護部材１４と裏面側保護部材１５とで挟んで積層体を作製する。次いで、積層体を加熱して、受光面側太陽電池封止材シート１１と裏面側太陽電池封止材シート１２、受光面側太陽電池封止材シート１１と表面側透明保護部材１４、裏面側太陽電池封止材シート１２と裏面側保護部材１５とを接着する。
なお、積層体を加熱する際の条件としては、真空ラミネーターを用いて、例えば、温度１２５〜１６０℃、真空圧３００Ｐａ以下の条件で３〜６分真空・加熱し、次いで、１００ＫＰａで加圧を１〜１５分行う。その後に、例えば、トンネル式の連続式架橋炉または棚段式のバッチ式架橋炉を用いて、１３０〜１５５℃で２０〜６０分程度で、受光面側太陽電池封止シートと裏面側太陽電池封止シートの架橋処理を行ってもよい。又は、真空ラミネーターにおける加熱温度を、例えば、１４５〜１７０℃とし、大気圧による加圧時間を６〜３０分として、真空ラミネーターで架橋処理を行うこともできる。さらに、この後に、上記と同様にして架橋処理を行っても良い。
【００５０】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【実施例】
【００５１】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５２】
［実施例1］
＜太陽電池封止材シートの作製＞
エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）（酢酸ビニル含有率２８質量％、ＭＦＲ：１５ｇ／１０ｍｉｎ）１００質量部に対して、架橋剤としてｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルカーボネート、架橋助剤としてトリアリルイソシアヌレート、シランカップリング剤として３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、紫外線吸収剤として２−ヒドロキシ−４−ノルマル−オクチルオキシベンゾフェノン、ヒンダードアミン系光安定剤として上記式（１）に示される化合物（ｐＨ８．７、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート）、酸化防止剤としてオクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネートを表１に示す処方で配合し、さらにドライブレンドすることによってブレンド体を得た。
次いで、得られたブレンド体を、池貝社製単軸押出機（スクリュー径３０ｍｍφ）で溶融混練した後、コートハンガー式Ｔ型ダイスからダイス温度１１０℃の条件下で押出成形し、ロール温度２５℃で冷却した後、巻き取り速度０．７ ｍ／ｍｉｎで成形した。シートの最大厚みｔｍａｘは４５０μｍであった。
このようにして得られた太陽電池封止材シートを、受光面側および裏面側太陽電池封止材シートとして用いて次の体積固有抵抗、ＰＩＤ評価を行った。
【００５３】
＜体積固有抵抗＞
得られた太陽電池封止材シートを１０ｃｍ×１０ｃｍのサイズに裁断した。次いで、ラミネート装置（ＮＰＣ社製、ＬＭ−１１０×１６０Ｓ）を用いて、１５０℃、２５０Ｐａで３分間加熱減圧した後、１５０℃、１００ｋＰａで１２分間加熱加圧処理して測定用のシートを作製した。作製したシートの体積固有抵抗（Ω・ｃｍ）を、ＪＩＳ  Ｋ６９１１に準拠し、温度２３℃、印加電圧１０００Ｖで測定した。
【００５４】
＜ＰＩＤ評価＞
上記方法で得られた太陽電池封止材シートを、表面側透明保護部材と太陽電池素子との間、および太陽電池素子と裏面側保護部材の間にセットして、真空ラミネーターを用いて太陽電池モジュールを作製し、ＰＩＤ評価試験を実施した。評価用モジュールに用いた構成は、太陽電池素子として多結晶セルを用い、１セル小モジュールとした。表面側透明保護部材には、２４×２１ｃｍにカットした旭硝子ファブリテック社製の白板フロートガラス３．２ｍｍ厚みのエンボス付き熱処理ガラスを用いた。
太陽電池素子は、１５６ｍｍ×１５６ｍｍのセル（Ｇｉｎｔｅｃｈ社製）を用いた。裏面側保護部材としては、シリカ蒸着ＰＥＴを含むＰＥＴ系バックシートを用い、バックシートの一部にセルからの取り出し部位にカッタ−ナイフで約２ｃｍ切り込みを入れセルのプラス端子とマイナス端子を取り出し、真空ラミネーター（ＮＰＣ社製：ＬＭ−１１０×１６０−Ｓ）を用いて熱盤温度１５０℃、真空時間３分、加圧時間１２分にてラミネートした。その後、ガラスからはみ出した太陽電池封止材シート、バックシートをカットし、ガラスエッジには端面封止材を付与して、アルミフレームを取り付けた後、バックシートから取り出した端子部分の切れ込み部位はＲＴＶシリコーンを付与して硬化させた。このミニモジュールのプラス端子とマイナス端子を短絡し、電源の高圧側ケーブルを接続した。また電源の低圧側のケーブルはアルミフレームに接続し、アルミフレームは接地した。このモジュールを８５℃、８５％相対湿度の恒温恒湿槽内にセットし、温度上昇を待った後、−１０００Ｖを印加し、２４時間電圧を印加したまま保持した。高圧電源には、松定プレシジョン社製ＨＡＲｂ−３Ｒ１０−ＬＦを用い、恒温恒湿槽にはエタック社製ＦＳ−２１４Ｃ２を用いた。試験後、このモジュールをＡＭ（エアマス）１．５クラスＡの光強度分布を有するキセノン光源を用いＩＶ特性を評価した。ＩＶ評価には日清紡メカトロニクス社製のＰＶＳ−１１６ｉ−Ｓを用いた。
【００５５】
評価結果は、以下の通りに分類した。
試験後のＩＶ特性の最大出力電力Ｐｍａｘが初期値と比べて
出力電力の低下が１０％以下                ：○
出力電力の低下が１０％超過２０％以下      ：△
出力電力の低下が２０％超過                ：×
【００５６】
［実施例２］
ヒンダードアミン系光安定剤として上記式（１）に示される化合物に代えて、上記式（２）に示される化合物（ｐＨ８．３、メタクリル酸１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）を使用した以外は実施例１と同様にして太陽電池封止シートを作製し、上記評価を行った。
【００５７】
［実施例３］
ヒンダードアミン系光安定剤として上記式（１）に示される化合物に代えて、上記式（３）に示される化合物（ｐＨ８．１、デカン二酸ビス（２，２，６，６−テトラメチル−１−(オクチルオキシ)−４−ピペリジニル）エステル）を使用した以外は実施例１と同様にして太陽電池封止シートを作製し、上記評価を行った。
【００５８】
［実施例４］
ヒンダードアミン系光安定剤として上記式（１）に示される化合物に代えて、上記式（４）に示される化合物（ｐＨ８．７、１，６−ヘキサンジアミン，Ｎ，Ｎ'−ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）−，ポリマーウィズモルホリン−２，４，６−トリクロロ−１，３，５−トリアジン）を使用した以外は実施例１と同様にして太陽電池封止シートを作製し、上記評価を行った。
【００５９】
［実施例５］
紫外線吸収剤を用いなかった以外は実施例１と同様にして太陽電池封止材シートを作製し、上記評価をおこなった。
【００６０】
［実施例６］
酸化防止剤を用いなかった以外は実施例１と同様にして太陽電池封止材シートを作製し、上記評価をおこなった。
【００６１】
［実施例７］
架橋剤と架橋助剤の量を表１に示すように変更した以外実施例１と同様にして太陽電池封止材シートを作製し、上記評価をおこなった。
【００６２】
［比較例１〜４］
ヒンダードアミン系光安定剤として上記式（１）に示される化合物に代えてビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケートを使用し、その他の添加剤を表1に示す処方で配合した以外実施例１と同様にして太陽電池封止材シートを作製し、上記評価をおこなった。なお、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケートのｐＨは９．９であった。
【００６３】
【表１】
2016012643.tif 000010
【００６４】
表１から明らかなように実施例１〜７の太陽電池封止材シートは体積固有抵抗が高く、このような太陽電池封止材シートを用いた太陽電池モジュールはＰＩＤ特性に優れていた。
一方、比較例１〜４に記載の太陽電池封止材シートは体積固有抵抗が実施例１〜７の太陽電池封止材シートに比べて一桁程度低く、このような太陽電池封止材シートを用いた太陽電池モジュールはＰＩＤ特性に劣っていた。
【符号の説明】
【００６５】
１０    太陽電池モジュール
１１    受光面側太陽電池封止材シート
１２    裏面側太陽電池封止材シート
１３    太陽電池素子
１４    表面側透明保護部材
１５    裏面側保護部材
１６    インターコネクタ
【図１】
2016012643.tif 000015