JP5572233B2 - 太陽電池用封止膜及びこれを用いた太陽電池 - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池に使用される太陽電池用封止膜に関し、特にガスの発生が低減された太陽電池用封止膜に関する。

近年、資源の有効利用や環境汚染の防止等の面から、太陽光を電気エネルギーに直接変換する太陽電池が広く使用され、更に、耐久性や発電効率等の点から開発が進められている。

太陽電池は、一般に、図１に示すように、ガラス基板等からなる受光面側透明保護部材１１、受光面側封止膜１３Ａ、シリコン結晶系セル等の発電素子１４、裏面側封止膜１３Ｂ、及び裏面側保護部材（バックカバー）１２をこの順で積層し、減圧で脱気した後、加熱加圧して受光面側封止膜１３Ａ及び裏面側封止膜１３Ｂ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。

太陽電池では、高い電気出力を得るために、複数の発電素子１４を接続タブ１５で接続して用いられている。従って、発電素子１４の絶縁性を確保するために、絶縁性のある封止膜１３Ａ、１３Ｂを用いて発電素子を封止している。

従来から、これらの太陽電池に用いられる封止膜としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体（以下、ＥＶＡともいう）、エチレン−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）等のエチレン−酢酸ビニル共重合体からなるフィルムが用いられている。特に、安価であり、高い透明性を有することからＥＶＡフィルムが好ましく用いられている。そして、封止膜用のＥＶＡフィルムは、ＥＶＡの他に有機過酸化物等の架橋剤を用いて架橋密度を向上させている。

例えば、特許文献１には、架橋剤として有機過酸化物を使用した太陽電池用封止膜が記載されており、各部材と接着一体化する際の加熱によって封止膜中のＥＶＡをゲル分率８０〜９５％まで架橋させて太陽電池の耐熱性を向上させている。

特開２０１１−０９４８４号公報

しかしながら、封止膜に有機過酸化物を添加すると、低分子量の化合物が生成して封止膜の内部や表面上にガスが発生する場合がある。ガスが発生すると太陽電池を構成する他の部材、特に密着性が比較的低い裏面側保護部材（通常はプラスチックシート）との間に気泡が滞留して剥離が生じる可能性がある。剥離が生じた場合には、封止性能が低下して発電効率が低下するだけでなく、外観不良を招く恐れがある。

したがって、本発明の目的は、ガスの発生が低減された太陽電池用封止膜を提供することにある。

また、本発明の目的は、この太陽電池用封止膜により発電素子を封止してなる太陽電池を提供することにある。

上記目的は、エチレン−酢酸ビニル共重合体とポリエチレンからなる樹脂混合物及び有機過酸化物を含み、前記樹脂混合物における前記エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）と前記ポリエチレン（ＰＥ）の質量比（ＥＶＡ：ＰＥ）が８：２〜３：７であり、前記有機過酸化物の含有量は前記樹脂混合物１００質量部に対して０．１〜１．０質量部であり、架橋後のゲル分率が２０〜７５質量％であり、前記ポリエチレンは、密度が０．９１０ｇ／ｃｍ^３以上０．９３０ｇ／ｃｍ^３未満の低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）又は密度が０．９１０〜０．９４０ｇ／ｃｍ^３の直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）であることを特徴とする太陽電池用封止膜により達成される。

この構成によれば、封止膜に配合する有機過酸化物を従来よりも少ない量で使用しているので、ガス発生の元となる低分子量化合物の発生を低減することが可能となる。一方、有機過酸化物を減量することにより架橋性はゲル分率２０〜７５質量％と低下するものの、ポリエチレンを上記質量比で含有させることで高温における粘弾性が向上し、高い耐熱性を確保することが可能となる。

本発明の太陽電池用封止膜の好適態様は以下の通りである。

（１）８０℃における貯蔵弾性率（Ｇ’）が１．０×１０⁶Ｐａ・ｓ以上である。貯蔵弾性率がこの範囲であれば、高い耐熱性が確保された封止膜が得られる。
（２）前記樹脂混合物の融点（粘度が３００００Ｐａ・ｓであるときの温度）が６５〜１０５℃である。この範囲であれば、封止膜を作製する成形の際、溶融混合時の加熱により有機過酸化物が分解することが防止され、その後の接着一体化時の架橋反応が必要最低限の有機過酸化物にて十分に行われる。
（３）前記エチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含有率が２０〜３５質量％である。この範囲であれば、封止膜の接着性が十分に確保されて各部材との剥離が防止され、強固な一体化構造が形成された太陽電池を得ることができる。
（４）受光面側透明保護部材と、裏面側保護部材と、これらの間に設けられる発電素子とを有する太陽電池の前記発電素子と前記裏面側保護部材の間に配置される太陽電池用封止膜である。本発明の太陽電池用封止膜は、発泡による剥離が起こりやすい裏面側保護部材（一般にプラスチックシートが用いられる）と接する裏面側の太陽電池用封止膜として使用することが特に有利である。

また、上記目的は、この太陽電池用封止膜により発電素子を封止してなる太陽電池により達成される。

本発明によれば、太陽電池用封止膜におけるガスの発生が低減され、太陽電池を構成する他の部材との剥離を防止することができると共に、高い耐熱性を有する太陽電池を得ることができる。したがって、本発明の太陽電池は、設置後長期間に亘り高い発電効率で稼働させることが可能である。

一般的な太陽電池の構造を示す概略断面図である。

以下、本発明を詳細に説明する。上述したように、本発明の太陽電池用封止膜（以下、略して封止膜とも称する）は、エチレン−酢酸ビニル共重合体とポリエチレンからなる樹脂混合物及び有機過酸化物を含んでいる。そして、有機過酸化物の含有量は樹脂混合物１００質量部に対して０．１〜１．０質量部であり、封止膜は架橋後のゲル分率が２０〜７５質量％である。

樹脂混合物におけるエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）とポリエチレン（ＰＥ）の質量比（ＥＶＡ：ＰＥ）は８：２〜３：７であり、特に６：４〜３：７、更に５．５：４．５〜３：７であることが好ましい。この範囲の質量比であれば、高温での粘弾性に優れ、高い耐熱性を封止膜に付与することが可能となる。

ＥＶＡとＰＥからなる樹脂混合物の融点は６５〜１０５℃、特に７０〜９５℃であることが好ましい。この範囲であれば、封止膜を形成するための組成物を膜状に成形する際の加熱により有機過酸化物が分解することなく十分に溶融混練することができる。なお、本発明において融点とは、対象となる試料の粘度が３００００Ｐａ・ｓであるときの温度のことをいい、粘度計キャピログラフＩＤ（炉体径：φ９．５５ｍｍ、キャピラリー：φ１．０×１０ｍｍ、東洋精機製）を用い、試験速度１ｍｍ／ｍｉｎの条件にて、１℃刻みで粘度を計測して、粘度が３００００Ｐａ・ｓとなる温度を測定することにより決定することができる。

本発明の太陽電池用封止膜は、ＥＶＡ、ＰＥ及び有機過酸化物を含む封止膜形成用組成物を混練した後、シート状に成形することにより作製される。本発明では、太陽電池用封止膜は架橋後のゲル分率が２０〜７５質量％、好ましくは３０〜７５質量％である。

ゲル分率は、架橋後の太陽電池用封止膜を秤量し［Ａ（ｇ）］、これを１２０℃のキシレン中に２４時間浸漬して不溶解分を２００メッシュの金網で濾過し、金網上の残渣を真空乾燥して乾燥残渣の重量を測定し［Ｂ（ｇ）］、下記式により算出することにより得ることができる。
ゲル分率（質量％）＝（Ｂ／Ａ）×１００

また、本発明において、太陽電池用封止膜の８０℃における貯蔵弾性率（Ｇ’）は１．０×１０⁶Ｐａ・ｓ以上であることが好ましい。貯蔵弾性率（Ｇ’）は、粘弾性測定装置を（製品名：ＨＡＡＫＥ社製 レオストレスＲＳ３００）を用い、φ＝８ｍｍのパラレルプレート治具を使用して、測定厚さ１０ｍｍ、測定温度８０℃、周波数１Ｈｚにおいて測定することにより得られる。貯蔵弾性率（Ｇ’）の上限は特に限定されないが、例えば１．０×１０⁸Ｐａ・ｓである。

エチレン−酢酸ビニル共重合体における酢酸ビニルの含有率は、２０〜３５質量％、さらに２６〜３２質量％とするのが好ましい。酢酸ビニルの含有率が、２０質量％未満であると、封止膜としての接着性が十分に得られずに剥離が生じ易くなる場合があり、３５質量％を超えると酸が発生し封止膜と保護部材との界面で発泡が生じ易くなる恐れがある。

本発明において、ＥＶＡの酢酸ビニル含有率は、ＪＩＳ Ｋ６９２４−１に記載の方法により測定された値である。また、エチレン−酢酸ビニル共重合体単独での融点は６０〜９０℃、特に６６〜７６℃であることが好ましい。

樹脂混合物に含まれるポリエチレンは、ＪＩＳに規定される通り、エチレンを主体とする重合体であり、エチレンの単独重合体、エチレンと５ｍｏｌ％以下の炭素数３以上のα-オレフィン（例えばブテン−１、ヘキセン−１、４−メチルペンテン−１、オクテン−１等）との共重合体、およびエチレンと官能基に炭素、酸素、および水素原子だけを持つ１ｍｏｌ％以下の非オレフィン単量体との共重合体を含む（ＪＩＳ Ｋ６９２２−１：１９９７）。ＰＥは一般に、その密度によって分類され、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）等が挙げられる。

ＬＤＰＥは、一般に、１００〜３５０ＭＰａの高圧下で有機過酸化物等のラジカル発生剤の存在下でエチレンを重合して得られる長鎖分岐を有するもので、その密度（ＪＩＳ Ｋ７１１２に準ずる。以下同じ。）は、一般に、０．９１０ｇ／ｃｍ³以上０．９３０ｇ／ｃｍ³未満である。ＬＬＤＰＥは、一般に、チーグラー型触媒、フィリップス触媒、メタロセン型触媒等の遷移金属触媒の存在下にエチレンとα−オレフィンとを共重合して得られるもので、その密度は、一般に０．９１０〜０．９４０ｇ／ｃｍ³、好ましくは０．９１０〜０．９３０ｇ／ｃｍ³である。ＨＤＰＥは、その密度が一般に０．９４２〜０．９７０ｇ／ｃｍ³のポリエチレンである。

本発明において使用するポリエチレンは、加工性の点から低密度ポリエチレン又は直鎖状低密度ポリエチレンが好ましい。ポリエチレン単独での融点は９９〜１２１℃であることが好ましい。

上記エチレン−酢酸ビニル共重合体とポリエチレンのメルトフローレート（ＭＦＲ）は特に限定されず、適宜選択すればよい。

上述したように本発明の太陽電池用封止膜には有機過酸化物が含まれる。有機過酸化物の含有量は、樹脂混合物１００質量部に対して０．１〜１．０質量部であり、好ましくは０．３〜０．８量部である。有機過酸化物をこのような少ない量で使用することにより、有機過酸化物の分解に起因する低分子量化合物の生成が抑えられ、発泡及び剥離を抑制することが可能となる。

有機過酸化物としては、特に、１０時間半減期温度が９０〜１２０℃であるものが好ましい。有機過酸化物は、一般に、樹脂混合物の融点、成膜温度、組成物の調整条件、硬化温度、被着体の耐熱性、貯蔵安定性を考慮して選択される。

有機過酸化物としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド系硬化剤、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシピバレート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシピバレート、３，５，５−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ジ−ｎ−オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステア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、スクシニックアシドパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（２−エチルヘキサノイルパーオキシ）ヘキサン、１−シクロヘキシル−１−メチルエチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート、４−メチルベンゾイルパーオキサイド、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｍ−トルオイル＋ベンゾイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−２−メチルシクロヘキサネート、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサネート、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサネート、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−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（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、２，２−ビス（４，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）プロパン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）シクロドデカン、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシマレイックアシド、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシラウレート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（メチルベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシベンゾエート、２，５−ジ−メチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、等が挙げられる。

ベンゾイルパーオキサイド系硬化剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、２，５−ジメチルヘキシル−２，５−ビスパーオキシベンゾエート、ｐ−クロロベンゾイルパーオキサイド、ｍ−トルオイルパーオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート等が挙げられる。ベンゾイルパーオキサイド系硬化剤は１種でも２種以上を組み合わせて使用してもよい。

有機過酸化物として、特に、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネートが好ましい。これにより、発泡が効果的に抑制された太陽電池用封止膜が得られる。

また、架橋硬化前の太陽電池用封止膜は、架橋助剤を含んでいることが好ましい。架橋助剤は、架橋密度を向上させ、太陽電池用封止膜の接着性、耐熱性及び耐久性を向上させることができる。

架橋助剤は、樹脂混合物１００質量部に対して、好ましくは０．１〜３．０質量部、より好ましくは０．１〜２．５質量部で使用される。このような架橋助剤の含有量であれば、架橋助剤の添加によるガスの発生もなく、架橋密度を向上させることができる。

架橋助剤（官能基としてラジカル重合性基を有する化合物）としては、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等の３官能の架橋助剤の他、（メタ）アクリルエステル（例、ＮＫエステル等）の単官能又は２官能の架橋助剤等を挙げることができる。なかでも、トリアリルシアヌレート及びトリアリルイソシアヌレートが好ましく、特にトリアリルイソシアヌレートが好ましい。

また、太陽電池用封止膜は、太陽電池内部の封止性能を考慮すると、優れた接着力を有するのが好ましい。そのために、接着向上剤をさらに含んでいても良い。接着向上剤としては、シランカップリング剤を用いることができる。これにより、優れた接着力を有する太陽電池用封止膜を形成することが可能となる。シランカップリング剤としては、γ−クロロプロピルメトキシシラン、ビニルエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、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、ビニルトリクロロシラン、γ−メルカプト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−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシランを挙げることができる。これらシランカップリング剤は、単独で使用しても、又は２種以上組み合わせて使用しても良い。なかでも、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが特に好ましく挙げられる。

シランカップリング剤の含有量は樹脂混合物１００質量部に対して５質量部以下、好ましくは０．１〜２質量部であることが好ましい。

本発明の太陽電池用封止膜は、膜の種々の物性（機械的強度、透明性等の光学的特性、耐熱性、耐光性、架橋速度等）の改良あるいは調整、特に機械的強度の改良のため、必要に応じて、可塑剤、アクリロキシ基含有化合物、メタクリロキシ基含有化合物及び／又はエポキシ基含有化合物などの各種添加剤をさらに含んでいてもよい。

可塑剤としては、特に限定されるものではないが、一般に多塩基酸のエステル、多価アルコールのエステルが使用される。その例としては、ジオクチルフタレート、ジヘキシルアジペート、トリエチレングリコール−ジ−２−エチルブチレート、ブチルセバケート、テトラエチレングリコールジプタノエート、トリエチレングリコールジペラルゴネートを挙げることができる。可塑剤は一種用いてもよく、二種以上組み合わせて使用してもよい。可塑剤の含有量は上記樹脂混合物１００質量部に対して５質量部以下の範囲が好ましい。

アクリロキシ基含有化合物及びメタクリロキシ基含有化合物としては、一般にアクリル酸あるいはメタクリル酸誘導体であり、例えばアクリル酸あるいはメタクリル酸のエステルやアミドを挙げることができる。エステル残基の例としては、メチル、エチル、ドデシル、ステアリル、ラウリル等の直鎖状のアルキル基、シクロヘキシル基、テトラヒドロフルフリル基、アミノエチル基、２−ヒドロキシエチル基、３−ヒドロキシプロピル基、３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル基を挙げることができる。アミドの例としては、ジアセトンアクリルアミドを挙げることができる。また、エチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールとアクリル酸あるいはメタクリル酸のエステルも挙げることができる。

エポキシ含有化合物としては、トリグリシジルトリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、フェノール（エチレンオキシ）₅グリシジルエーテル、ｐ−ｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジルエステル、フタル酸ジグリシジルエステル、グリシジルメタクリレート、ブチルグリシジルエーテルを挙げることができる。

アクリロキシ基含有化合物、メタクリロキシ基含有化合物、またはエポキシ基含有化合物は、それぞれ上記樹脂混合物１００質量部に対してそれぞれ一般に０．５〜５．０質量部、特に１．０〜４．０質量部含まれていることが好ましい。

更に、本発明の太陽電池用封止膜は、老化防止剤を含んでいてもよい。老化防止剤としては、例えばＮ，Ｎ’−ヘキサン−１，６−ジイルビス〔３−（３，５−ジ−t−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオナミド〕等のヒンダードフェノール系酸化防止剤、リン系熱安定剤、ラクトン系熱安定剤、ビタミンＥ系熱安定剤、イオウ系熱安定剤等が挙げられる。

上述した本発明の太陽電池用封止膜を形成するには、公知の方法に準じて行えばよい。

例えば、上述した各成分を含む組成物を、通常の押出成形、又はカレンダ成形（カレンダリング）等により成形してシート状物を得る方法により製造することができる。また、前記組成物を溶剤に溶解させ、この溶液を適当な塗布機（コーター）で適当な支持体上に塗布、乾燥して塗膜を形成することによりシート状物を得ることもできる。尚、製膜時の加熱温度は、架橋剤が反応しない或いはほとんど反応しない温度とすることが好ましい。本発明の太陽電池用封止膜の厚さは特に制限されないが、０．０５〜２ｍｍである。

太陽電池において、発電素子を十分に封止するには、例えば、図１に示すように受光面側透明保護部材１１、本発明の太陽電池用封止膜（受光面側封止膜）１３Ａ、シリコン結晶系セル等の発電素子１４、本発明の太陽電池用封止膜（裏面側封止膜）１３Ｂ及び裏面側保護部材１２を積層し、加熱加圧など常法に従って、封止膜を架橋硬化させればよい。

加熱加圧するには、例えば、積層体を、真空ラミネータで温度１３５〜１８０℃、さらに１４０〜１８０℃、特に１５５〜１８０℃、脱気時間０．１〜５分、プレス圧力０．１〜１．５ｋｇ／ｃｍ²、プレス時間５〜１５分で加熱圧着すればよい。この加熱加圧時に、受光面側封止膜１３Ａおよび裏面側封止膜１３Ｂに含まれる樹脂混合物の樹脂を架橋させることにより、受光面側封止膜１３Ａおよび裏面側封止膜１３Ｂを介して、受光面側透明保護部材１１、裏面側透明部材１２、および発電素子１４を一体化させて、発電素子１４を封止することができる。

本発明の太陽電池に使用される受光面側透明保護部材１１は、通常珪酸塩ガラスなどのガラス基板であるのがよい。ガラス基板の厚さは、０．１〜１０ｍｍが一般的であり、０．３〜５ｍｍが好ましい。ガラス基板は、一般に、化学的に、或いは熱的に強化させたものであってもよい。

本発明で使用される裏面側保護部材１２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのプラスチックシートが好ましく用いられる。裏面側保護部材１２には、白色顔料が含まれていてもよい。これにより、透過する太陽光を反射させて発電素子に入射させることができ、発電効率が向上する。耐熱性、耐湿熱性を考慮してフッ化ポリエチレンフィルム、特にフッ化ポリエチレンフィルム／Ａｌ／フッ化ポリエチレンフィルムをこの順で積層させたフィルムでも良い。

本発明の太陽電池用封止膜は、受光面側透明保護部材と、裏面側保護部材と、これらの間に設けられる発電素子とを有する太陽電池のその発電素子と裏面側保護部材の間に配置される太陽電池用封止膜（裏面側封止膜）として使用することが特に好ましい。これにより、発泡による剥離が生じ易い裏面側保護部材（通常プラスチックシートが用いられる）との剥離を特に有効に防止することが可能である。

本発明において、太陽電池の構造は特に制限されない。例えば、受光面側透明保護部材と裏面側保護部材との間に、太陽電池用封止膜を介在させて一体化させることにより発電素子を封止した構造などが挙げられる。なお、本発明において、発電素子の光が照射される側を「受光面側」と称し、発電素子の受光面とは反対面側を「裏面側」と称する。

本発明は、図１に示したような単結晶又は多結晶のシリコン結晶系セルの発電素子を用いた太陽電池だけでなく、薄膜シリコン系、薄膜アモルファスシリコン系太陽電池、セレン化銅インジウム（ＣＩＳ）系太陽電池等の薄膜太陽電池にも適用することもできる。この場合は、例えば、ガラス基板、ポリイミド基板、フッ素樹脂系透明基板等の受光面側透明保護部材の表面上に化学気相蒸着法等により形成された薄膜発電素子層上に、太陽電池用封止膜、裏面側保護部材を積層し、接着一体化させた構造、裏面側保護部材の表面上に形成された薄膜発電素子上に、太陽電池用封止膜、受光面側透明保護部材を積層し、接着一体化させた構造、又は受光面側透明保護部材、受光面側封止膜、薄膜発電素子、裏面側封止膜、及び裏面側保護部材をこの順で積層し、接着一体化させた構造等が挙げられる。

以下、本発明を実施例により説明する。

下記表に示す配合で各材料をロールミルに供給し、使用するＥＶＡまたはＰＥの融点（℃）のうち高い温度（つまり、ＰＥの融点）℃において混練して太陽電池用封止膜組成物を調製した。この太陽電池用封止膜組成物を、各配合における融点においてカレンダー成形し、放冷後、太陽電池用封止膜（０．５ｍｍ）を得た。

［評価方法］
１．ゲル分率
上記太陽電池用封止膜をオーブンに入れ、１５５℃で３０分間加熱して架橋硬化させた。この架橋後の太陽電池用封止膜を秤量し［Ａ（ｇ）］、これを１２０℃のキシレン中に２４時間浸漬して不溶解分を２００メッシュの金網で濾過し、金網上の残渣を真空乾燥して乾燥残渣の重量を測定し［Ｂ（ｇ）］、下記式によりゲル分率を算出した。
ゲル分率（質量％）＝（Ｂ／Ａ）×１００

２．貯蔵弾性率（Ｇ’）
上記太陽電池用封止膜について、粘弾性測定装置（製品名：レオストレスＲＳ３００、ＨＡＡＫＥ社製）を用いて貯蔵弾性率（Ｇ’）を測定した。その際、φ＝８ｍｍのパラレルプレート治具を用いて、測定厚さ１０ｍｍ、測定温度８０℃、周波数１Ｈｚにて測定した。得られた貯蔵弾性率が１．０×１０⁶Ｐａ・ｓ以上であるものを○とし、１．０×１０⁶Ｐａ・ｓ未満であるものを×とした。

３．発泡（膨れ）
ガラス／受光面側封止膜／発電素子（単結晶シリコンセル）／裏面側封止膜／ＰＥＴフィルムをこの順で積層した積層体を、真空ラミネータで１５０℃において１０分間加熱加圧して各部材が一体化された太陽電池を得た。裏面側封止膜には上記で作製した各太陽電池用封止膜を使用し、受光面側封止膜には以下の配合で作製した封止膜を使用した。

（受光面側封止膜の配合）
・エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部
・有機過酸化物（パーヘキサ２５Ｂ：２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン）２質量部
・架橋助剤（ＴＡＩＣ：トリアリルイソシアヌレート、日本化成製）１．５質量部
・シランカップリング剤（ＫＢＭ５０３：γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン）０．３質量部
この太陽電池について、温度８０℃の環境下で２０００時間放置し、放置後の裏面側封止膜とＰＥＴフィルムとの間の膨れの有無を目視で観察して評価した。膨れが認められなかったものを○とし、膨れが認められたものを×とした。

４．起電力
上記３と同様にして得られた太陽電池について、高温多湿条件下（８５℃、８５ＲＨ％）において初期の起電力及び２０００時間後の起電力を測定した。初期の起電力に対する２０００時間経過後の起電力の低下度を算出し、５％未満を○、５％以上を×とした。

結果を下記表に示す。表に示す融点はＥＶＡとＰＥからなる樹脂混合物の融点を示している。樹脂混合物の融点は、粘度計キャピログラフＩＤ（炉体径：φ９．５５ｍｍ、キャピラリー：φ１．０×１０ｍｍ、東洋精機製）を用い、試験速度１ｍｍ／ｍｉｎの条件にて、１℃刻みで樹脂混合物の粘度を計測して粘度が３００００Ｐａ・ｓとなる温度を測定し、この温度を融点とした。

備考）
ＵＥ７５０： エチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含有率３２質量％、ＭＦＲ３０ｇ／１０分、融点６６℃）東ソー製
ＵＥ６３４： エチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含有率２６質量％、ＭＦＲ４．３ｇ／１０分、融点７６℃）東ソー製
０５４０Ｆ： 直鎖状低密度ポリエチレン（メタロセン触媒で生成、ＭＦＲ４ｇ／１０分、融点９９℃）宇部丸善ポリエチレン製
ペトロセン２０２： 低密度ポリエチレン（ＭＦＲ２４ｇ／１０分、融点１０６℃）東ソー製
ＵＦ２３０： 直鎖状低密度ポリエチレン（ＭＦＲ１ｇ／１０分、融点１２１℃）日本 ポリエチレン製
パーヘキサ２５Ｂ： ２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン（１０時間半減期温度１１８℃）日本油脂製
パーブチルE： ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート（１０時間半減期温度９９℃）日本油脂製
ＴＡＩＣ： トリアリルイソシアヌレート、日本化成製
ＫＢＭ５０３： γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、信越化学製

［評価結果］
上記表に示されているように、実施例に記載の配合で作製した封止膜は発泡及び起電力特性の点で良好であった。一方、比較例において、有機過酸化物の含有量が２質量部と多い場合は発泡による膨れが認められた。また、有機過酸化物の含有量が０．３質量部と少ない場合であっても、ＥＶＡ：ＰＥの質量比が８：２〜３：７の範囲にない場合（比較例６及び７）は、貯蔵弾性率や起電力特性の低下が認められた。有機過酸化物の量が少なすぎる場合（比較例１３）は起電力特性が低下していた（低ゲル分率に伴う耐熱性の低下によるものと考えられる）。

１１ 受光面側透明保護部材
１２ 裏面側保護部材
１３Ａ 受光面側封止膜
１３Ｂ 裏面側封止膜
１４ 発電素子
１５ 接続タブ

Claims (9)

1. エチレン−酢酸ビニル共重合体とポリエチレンからなる樹脂混合物及び有機過酸化物を含み、
   前記樹脂混合物における前記エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）と前記ポリエチレン（ＰＥ）の質量比（ＥＶＡ：ＰＥ）が８：２〜３：７であり、
   前記有機過酸化物の含有量は前記樹脂混合物１００質量部に対して０．１〜１．０質量部であり、
   架橋後のゲル分率が２０〜７５質量％であり、
   前記ポリエチレンは、密度が０．９１０ｇ／ｃｍ^３以上０．９３０ｇ／ｃｍ^３未満の低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）又は密度が０．９１０〜０．９４０ｇ／ｃｍ^３の直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）であることを特徴とする太陽電池用封止膜。
2. ８０℃における貯蔵弾性率（Ｇ’）が１．０×１０⁶Ｐａ・ｓ以上であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池用封止膜。
3. 前記樹脂混合物の融点（粘度が３００００Ｐａ・ｓであるときの温度）が６５〜１０５℃であることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池用封止膜。
4. 前記エチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含有率が２０〜３５質量％であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の太陽電池用封止膜。
5. 前記ポリエチレンは、エチレンの単独重合体又はエチレンと５ｍｏｌ％以下の炭素数３以上のα−オレフィンとの共重合体であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の太陽電池用封止膜。
6. 前記ポリエチレンは、密度が０．９１０ｇ／ｃｍ^３以上０．９３０ｇ／ｃｍ^３未満の低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の太陽電池用封止膜。
7. 前記エチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含有率が２６〜３２質量％であることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の太陽電池用封止膜。
8. 受光面側透明保護部材と、裏面側保護部材と、これらの間に設けられる発電素子とを有する太陽電池の前記発電素子と前記裏面側保護部材の間に配置される太陽電池用封止膜であることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の太陽電池用封止膜。
9. 請求項１〜８の何れか１項に記載の太陽電池用封止膜により発電素子を封止してなる太陽電池。

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