(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シランカップリング剤を含む透明軟質樹脂組成物を成膜してなるシートで構成される太陽電池用封止膜において、該シランカップリング剤がポリシロキサン系化合物を含む太陽電池用封止膜であって、
該ポリシロキサン系化合物が下記一般式［１］で表される化合物であることを特徴とする太陽電池用封止膜。
【化１】
0004258870.tif 000005
（上記一般式［１］において、Ｍｅはメチル基を表し、Ｘはアルコキシ基を表し、Ｙはエポキシ基、カルボキシル基、カルビノール基、水酸基を表し、Ｚはポリエーテル基、アルキル基、アラルキル基を表す。）
【請求項２】
請求項１において、該シランカップリング剤が、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の分子内にＳｉ原子を１個のみ有するシランカップリング剤と、前記ポリシロキサン系化合物との混合物であることを特徴とする太陽電池用封止膜。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記透明軟質樹脂組成物の成膜シートの一方の面にフッ素フィルム、ポリエステルフィルム等が積層一体化されてなることを特徴とする太陽電池用封止膜。
【請求項４】
表面側透明保護部材と裏面側保護部材との間に封止膜を用いて太陽電池用セルを封止してなる太陽電池において、該封止膜が請求項１ないし３のいずれか１項に記載される太陽電池用封止膜であることを特徴とする太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシランカップリング剤を含むＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）樹脂組成物等の透明軟質樹脂組成物を成膜してなる太陽電池用封止膜及びこの封止膜を用いた太陽電池に係り、特に、シランカップリング剤の析出の問題がなく、接着性能の経時劣化の問題のない太陽電池用封止膜及びこの太陽電池用封止膜を用いた、耐候性、耐久性等に優れる太陽電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、資源の有効利用や環境汚染の防止等の面から、太陽光を直接電気エネルギーに変換する太陽電池が注目され、開発が進められている。
【０００３】
太陽電池は、一般に、図１に示す如く、表面側透明保護部材としてのガラス基板１と裏面側保護部材（バックカバー）２との間にＥＶＡフィルム３Ａ，３Ｂの封止膜により、シリコン発電素子４等の太陽電池用セルを封止した構成とされている。
【０００４】
このような太陽電池は、ガラス基板１、封止膜用ＥＶＡフィルム３Ａ、シリコン発電素子４、封止膜用ＥＶＡフィルム３Ｂ及びバックカバー２をこの順で積層し、加熱加圧して、ＥＶＡを架橋硬化させて接着一体化することにより製造される。
【０００５】
ところで、このような太陽電池にあっては、機械的な耐久性の確保の面からも、また、湿気ないし水の透過による内部の導線や電極の発錆を防止する面からも、封止膜用ＥＶＡフィルム３Ａ，３Ｂにより、高度な密着性及び接着強度で各部材が接着一体化されていることが極めて重要な要件となる。
【０００６】
従来、この封止膜用ＥＶＡフィルム３Ａ，３Ｂとしては、ＥＶＡ樹脂に架橋剤、シランカップリング剤、架橋助剤、その他、必要に応じて安定化剤、着色剤、紫外線吸収剤、老化防止剤、変色防止剤等を配合してなるＥＶＡ樹脂組成物をＴダイ法により成膜したものが用いられている。このＥＶＡ樹脂組成物において、架橋剤は樹脂に架橋構造を持たせて耐候性を向上させるために、シランカップリング剤は接着力を向上させるために、また、架橋助剤はＥＶＡ樹脂のゲル分率を高めて耐久性を向上させるために配合される。
【０００７】
ＥＶＡ樹脂への上記添加剤のうち、シランカップリング剤としては従来、下記構造式［２］で表されるγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランや、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といった、比較的低分子量のシラン化合物が用いられている。
【０００８】
【化２】
0004258870.tif 000002
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような比較的低分子量のシランカップリング剤を配合したＥＶＡ樹脂組成物を成膜してなる従来の封止膜では、貯蔵時に経時によりフィルム表面にシランカップリング剤が析出して変性するために、、接着性能が低下するという欠点があった。そして、この接着性能の低下のために、従来の封止膜を用いた太陽電池では、十分に満足し得る耐候性、耐久性が得られず、性能の経時劣化の問題があった。
【００１０】
本発明は上記従来の問題点を解決し、シランカップリング剤を配合したＥＶＡ樹脂組成物を成膜してなる封止膜における貯蔵時のシランカップリング剤の析出に起因する接着性能の低下を防止して、接着性能を長期に亘り維持し得る太陽電池用封止膜、及びこのような封止膜を用いることにより、耐候性、耐久性及び性能の長期持続性に優れた太陽電池を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の太陽電池用封止膜は、シランカップリング剤を含むＥＶＡ樹脂組成物等の透明軟質樹脂組成物を成膜してなるシートで構成される太陽電池用封止膜において、該シランカップリング剤がポリシロキサン系化合物を含む太陽電池用封止膜であって、該ポリシロキサン系化合物が下記一般式［１］で表される化合物であることを特徴とする。
【００１２】
高分子量のポリシロキサン系化合物であれば、フィルム表面への析出の問題が殆どなく、接着性能を長期に亘り維持することが可能となる。
【００１４】
【化３】
0004258870.tif 000003
【００１５】
（上記一般式［１］において、Ｍｅはメチル基を表し、Ｘはアルコキシ基を表し、Ｙはエポキシ基、カルボキシル基、カルビノール基、水酸基を表し、Ｚはポリエーテル基、アルキル基、アラルキル基を表す。）
本発明において、シランカップリング剤は、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の分子内にＳｉ原子を１個のみ有するシランカップリング剤と、上記ポリシロキサン系化合物との混合物であっても良い。
【００１６】
また、透明軟質樹脂組成物の成膜シートは、その一方の面にフッ素フィルム、ポリエステルフィルム等を積層一体化して、太陽電池用封止膜としても良い。
【００１７】
本発明の太陽電池は、表面側透明保護部材と裏面側保護部材との間に封止膜を用いて太陽電池用セルを封止してなる太陽電池において、該封止膜として上記本発明の太陽電池用封止膜を用いたことを特徴とするものであって、接着性、密着性の経時劣化の問題がないことから、耐候性、耐久性及び性能の長期持続性に優れる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１９】
まず、本発明の太陽電池用封止膜の成膜材料のＥＶＡ樹脂組成物等の透明軟質樹脂組成物に配合されるシランカップリング剤について説明する。
【００２０】
本発明で用いるシランカップリング剤は、前記一般式［１］で表されるポリシロキサン系化合物である。
【００２１】
なお、前記一般式［１］において、Ｘのアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、メトキシエトキシ基等が挙げられ、特にメトキシ基が好ましい。
【００２２】
本発明の太陽電池用封止膜の成膜原料のＥＶＡ樹脂組成物等の透明軟質樹脂組成物は、シランカップリング剤としてこのようなポリシロキサン系化合物を用いること以外は、通常の封止膜用樹脂組成物と同様にして調製することができる。
【００２３】
なお、ＥＶＡ樹脂組成物等の透明軟質樹脂組成物中の上記ポリシロキサン系化合物の配合割合は、ＥＶＡ樹脂等の樹脂１００重量部に対して５重量部以下、特に０．１〜１重量部とするのが好ましい。
【００２４】
以下に、本発明に好適なＥＶＡ樹脂について説明するに、このＥＶＡ樹脂は、メルトフローレートが０．７〜４０、特に１．５〜２０であることが好ましい。
【００２５】
本発明に係るＥＶＡ樹脂組成物には、耐候性の向上のために架橋剤を配合して架橋構造を持たせるが、この架橋剤としては、一般に、１００℃以上でラジカルを発生する有機過酸化物が用いられ、特に、配合時の安定性を考慮に入れれば、半減期１０時間の分解温度が７０℃以上であるものが好ましい。このような有機過酸化物としては、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）ヘキシン；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−ブチルパーオキシ）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ゾエート；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、一般にＥＶＡ樹脂１００重量部に対して５重量部以下、好ましくは１〜３重量部である。
【００２６】
本発明に係るＥＶＡ樹脂組成物には、ＥＶＡ樹脂のゲル分率を向上させ、耐久性を向上するためにＥＶＡ樹脂に架橋助剤を添加することができる。この目的に供さ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；トリアリルイソシアネート等の３官能の架橋助剤の他、ＮＫエステル等の単官能の架橋助剤等も挙げることができる。これらの架橋助剤の配合量は、一般にＥＶＡ樹脂１００重量部に対して１０重量部以下、好ましくは１〜５重量部である。
【００２７】
更に、ＥＶＡ樹脂の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などを添加することができ、これらの配合量は、一般にＥＶＡ樹脂１００重量部に対して５重量部以下である。
【００２８】
更に、必要に応じ、上記以外に着色剤、紫外線吸収剤、老化防止剤、変色防止剤等を添加することができる。着色剤の例としては、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、アヂ系、酸性又は塩基染料系レーキ等の有機顔料がある。紫外線吸収剤には、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−スルフォ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−ブチルフェニルサルシレート等のヒンダートアミン系がある。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；ヒンダートアミン系があり、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）セバケート等がある。
【００２９】
本発明の太陽電池用封止膜は、このようなＥＶＡ樹脂組成物等の透明軟質樹脂組成物を、常法に従ってＴダイ法、カレンダー法等により５０μｍ〜２ｍｍ程度の厚さに成膜することにより、容易に製造することができる。
【００３０】
本発明の太陽電池は、封止膜用ＥＶＡフィルム３Ａ，３Ｂとしてこの太陽電池用封止膜を用い、図１に示す如く、ガラス基板１、封止膜用ＥＶＡフィルム３Ａ、シリコン発電素子４、封止膜用ＥＶＡフィルム３Ｂ及びバックカバー２をこの順で積層し、積層体を常法に従って、真空ラミネーターで温度１２０〜１５０℃、脱気時間２〜１５分、プレス圧力０．５〜１ｋｇ／ｃｍ2、プレス時間８〜４５分で加熱加圧圧着することにより容易に製造することができる。
【００３１】
なお、ガラス基板１としては、一般に１〜１０ｍｍ程度の厚さのものが用いられる。また、バックカバー２としては金属板又はシート、更にはプラスチックフィルムであっても構わないが、その厚みが１００μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは３０〜１００μｍである。プラスチックフィルムとしては、ポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、塩化ビニルフィルム等が挙げられるが、特にフッ素樹脂フィルムが耐候性の観点から好ましい。フッ素樹脂の種類としては一フッ化ポリエチレン、二フッ化ポリエチレン、三フッ化ポリエチレン、四フッ化ポリエチレン等が挙げられるが、一フッ化物が好ましい。
【００３２】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。
【００３３】
実施例１
下記の成分を８０℃に加熱したロールミルにて混合することにより、下記配合のＥＶＡ樹脂組成物を調製し、このＥＶＡ樹脂組成物を９０℃に設定したプレスで０．６ｍｍ厚（１５０ｍｍ角）のシートとした。
【００３４】
［ＥＶＡ樹脂組成物配合：重量部］
ＥＶＡ樹脂（酢酸ビニル含有量２８重量％、メルトフローインデックス１８）
：１００
架橋剤（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）                                                ：２
ポリシロキサン系化合物（前記一般式［１］において、Ｘ＝アルコキシ基、Ｙ＝エポキシ基、Ｚ＝ポリエーテル基）                            ：０．５
紫外線吸収剤（２−ヒドロキシ−４−オクチルベンゾフェノン）  ：０．３
得られたシートについて、ポリシロキサン系化合物の経時による析出状況をＥＶＡフィルム表面に析出するシランカップリング剤をＸ線マイクロアナライザーによるＳｉ量の定量により調べ、結果を表１に示した。
【００３５】
実施例２
実施例１において、ポリシロキサン系化合物として、前記一般式［１］において、Ｘ＝アルコキシ基、Ｚ＝ポリエーテル基のものを用いたこと以外は、全く同様にしてシートを作成し、その経時によるシランカップリング剤の析出状況を調べ、結果を表１に示した。
【００３６】
比較例１
実施例１において、シランカップリング剤としてポリシロキサン系化合物の代りに、前記構造式［２］で表されるγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを用いたこと以外は全く同様にしてシートを作成し、その経時によるシランカップリング剤の析出状況を調べ、結果を表１に示した。
【００３７】
【表１】
0004258870.tif 000004
【００３８】
表１より、シランカップリング剤として本発明に係るポリシロキサン系化合物を用いることにより、シランカップリング剤の経時による析出を防止して、接着性を長期に亘り維持することができることがわかる。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の太陽電池用封止膜によれば、シランカップリング剤を配合したＥＶＡ樹脂組成物等の透明軟質樹脂組成物を成膜してなる封止膜における、シランカップリング剤の析出に起因する接着性能の低下を防止して、接着性能を長期に亘り維持することができる。また、本発明の太陽電池によれば、このような封止膜を用いることにより、耐候性、耐久性及び性能の長期持続性に優れた太陽電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な太陽電池を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ガラス基板
２  バックカバー
３Ａ，３Ｂ  ＥＶＡフィルム
４  シリコン発電素子
【図１】
0004258870.tif 000006