JP5869211B2 - 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、エチレン−極性モノマー共重合体を主成分とする太陽電池用封止膜に関し、特に、電気絶縁性が低下せず、反射率が向上した裏面側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、更に生産性や耐久性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、ガラス基板などからなる表面側透明保護部材１１、表面側封止膜１３Ａ、シリコン結晶系発電素子などの太陽電池用セル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、加熱加圧して表面側封止膜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。

このような太陽電池では、高い電気出力を得るために、複数の太陽電池用セル１４を接続して用いられている。したがって、太陽電池用セル１４の絶縁性を確保するために、絶縁性のある封止膜１３Ａ、１３Ｂを用いて太陽電池用セルを封止している。

また、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の開発も進められており、この場合は、ガラスやポリイミド基板等の透明基板の表面に化学気相蒸着法等により半導体層等の発電素子層が形成され、その上に封止膜等を積層し、接着一体化することで製造される。

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とも言う）、エチレンエチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）等のエチレン−極性モノマー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、膜強度や耐久性を向上させるために、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（特許文献１）。

太陽電池においては、発電効率をより向上させることが望まれている。そのため、太陽電池の裏面側に使用する太陽電池用封止膜に二酸化チタン等の着色剤を配合することにより、太陽電池モジュールに入射した太陽光を裏面側封止膜から反射させ、反射した太陽光を太陽電池セルに入射させることにより太陽電池の発電効率を高めた太陽電池用封止膜が知られている（特許文献２）。

特開２００９−２３９２７７号公報 特開平６−１７７４１２号公報

しかしながら、二酸化チタン等の着色剤を太陽電池用封止膜に配合すると電気絶縁性が低下し、リーク電流が生じることにより発電効率が低下するという問題があった。

従って、本発明の目的は、太陽電池の裏面側に使用する封止膜であって、電気絶縁性が低下せず、反射率が向上した太陽電池用封止膜を提供することにある。また、この太陽電池用封止膜を用いることにより、発電効率が向上した太陽電池を提供することにある。

本目的は、太陽電池の太陽電池用素子と裏面側保護部材との間に配置し、太陽電池素子を封止するための裏面側太陽電池用封止膜であって、エチレン−極性モノマー共重合体、架橋剤及びマイカ微粒子を含み、前記マイカ微粒子は、平均粒子径が１０〜４０μｍであり、且つ、アスペクト比が６０〜８０であり、前記マイカ微粒子は、前記エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、１０〜２０質量部含むことを特徴とする太陽電池用封止膜に配合することにより、封止膜の電気絶縁性を低下させず反射率を向上させることができる。

本発明の好ましい態様は以下の通りである。
（１）前記マイカ微粒子は、合成マイカ微粒子である。
（２）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である。

また、本目的は、上述の裏面側太陽電池用封止膜を用いたことを特徴とする太陽電池によっても達成される。

本発明によれば、電気絶縁性が低下せず、反射率が向上した裏面側太陽電池用封止膜を提供することができる。従って、本発明の太陽電池用封止膜を太陽電池に使用すれば、太陽電池の受光面側から入射した太陽光が、太陽電池セルの隙間等から本発明の裏面側封止膜に達した場合に、その太陽光を反射させて太陽電池セルに入射させることにより太陽光を有効利用することができ、しかもリーク電流が生じないので発電効率が向上した太陽電池を提供することができる。

一般的な太陽電池の概略断面図である。

上述したように、本発明の裏面側太陽電池用封止膜は、エチレン−極性モノマー共重合体、架橋剤及びマイカ微粒子を含むことを特徴とする。以下、本発明の太陽電池用封止膜をより詳細に説明する。

［マイカ微粒子］
本発明において、マイカ微粒子は、反射率をより確実に向上させることができる点から、アスペクト比は６０〜８０である。

アスペクト比が高すぎると加工性や成形性が低下する場合があり、アスペクト比が低いと絶縁性及び反射性の効果を得られない場合がある。アスペクト比が高くなるにつれて反射率が向上するのは、薄片状であるマイカが層状に重なる面積が広くなることによる。

本発明で使用するマイカは合成マイカでも天然マイカでもよい。但し、天然マイカは純物を含むので、不純物が少なく、粒子径の均一性が高い合成マイカを用いることが好ましい。

合成マイカとしては、例えば、合成金雲母：ＫＭｇ_３（ＡｌＳｉ_３Ｏ_１０）（ＯＨ）_２、合成フッ素金雲母：ＫＭｇ_３（ＡｌＳｉ_３Ｏ_１０）Ｆ_２、カリウム四ケイ素雲母：ＫＭｇ_２．５（Ｓｉ_４Ｏ_１０）Ｆ_２、ナトリウム四ケイ素雲母：ＮａＭｇ_２．５（Ｓｉ_４Ｏ_１０）Ｆ_２、ナトリウムテニオライト：ＮａＭｇ_２Ｌｉ（Ｓｉ_４Ｏ_１０）Ｆ_２、リチウムテニオライト：ＬｉＭｇ_２Ｌｉ（Ｓｉ_４Ｏ_１０）Ｆ_２、ナトリウムヘクトライト：Ｎａ_１／３Ｍｇ_８／３Ｌｉ_１／３（Ｓｉ_４Ｏ_１０）Ｆ_２、リチウムヘクトライト：Ｌｉ_１／３Ｍｇ_８／３Ｌｉ_１／３（Ｓｉ_４Ｏ_１０）Ｆ_２等を用いることができる。この中でも、配合すると太陽電池用封止膜の外観が黒色となる合成金雲母を使用することが好ましい。これにより、通常黒色である太陽電池セルの色調と合わせることができ、太陽電池の意匠性を向上させることができる。

合成マイカは公知の方法で製造することができる。例えば、溶融合成法、水熱合成法、固相反応法等である。良好な結晶性が得られる点から溶融合成法が好ましい。天然マイカとしては、白雲母、金雲母、黒雲母、ソーダ雲母及び鱗雲母が挙げられる。

これらマイカは１種を単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。マイカの配合量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、１０〜２０質量部とする。この範囲より少ないと反射率及び電気絶縁性について効果を得られない場合があり、この範囲より多いと混練し難くなり、加工性が低下する場合がある。また、本発明で使用するマイカの平均粒子径は、太陽電池用封止膜の加工性の点から、１０〜４０μｍとする。

なお、本発明において、平均粒子径はレーザー回折式粒度分布測定装置（例えば、セイシン企業製、ＬＭＳ−３０）により測定した５０％メジアン径をいう。また、アスペクト比とは平板状の粒子や物体の形状を示す指標であり、マイカ微粒子の平均長径と平均厚さの比（平均長径／平均厚さ）をいう。平均長径及び平均厚さは走査型電子顕微鏡を用いて微粒子を１００個程度観察して測定し、その単純平均として算出することができる。

［エチレン−極性モノマー共重合体］
本発明においてエチレン−極性モノマー共重合体の極性モノマーは、不飽和カルボン酸、その塩、そのエステル、そのアミド、ビニルエステル、一酸化炭素等を例示することができる。より具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、イタコン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、無水マレイン酸、無水イタコン酸等の不飽和カルボン酸、これら不飽和カルボン酸のリチウム、ナトリウム、カリウムなどの１価金属の塩やマグネシウム、カルシウム、亜鉛などの多価金属の塩、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソオクチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソブチル、マレイン酸ジメチル等の不飽和カルボン酸エステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルのようなビニルエステル、一酸化炭素、二酸化硫黄などの一種又は二種以上などを例示することができる。

エチレン−極性モノマー共重合体として、より具体的には、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体のようなエチレン−不飽和カルボン酸共重合体、前記エチレン−不飽和カルボン酸共重合体のカルボキシル基の一部又は全部が上記金属で中和されたアイオノマー、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−アクリル酸イソブチル共重合体、エチレン−アクリル酸ｎ−ブチル共重合体のようなエチレン−不飽和カルボン酸エステル共重合体、エチレン−アクリル酸イソブチル−メタクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸ｎ−ブチル−メタクリル酸共重合体のようなエチレン−不飽和カルボン酸エステル−不飽和カルボン酸共重合体及びそのカルボキシル基の一部又は全部が上記金属で中和されたアイオノマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体のようなエチレン−ビニルエステル共重合体等を代表例として例示することができる。

エチレン−極性モノマー共重合体としては、ＪＩＳ Ｋ７２１０で規定されるメルトフローレートが、３５ｇ／１０分以下、特に３〜６ｇ／１０分のものを使用するのが好ましい。このようなメルトフローレート有するエチレン−極性モノマー共重合体を用いた太陽電池用封止膜によれば、太陽電池作製時の封止工程における加熱加圧の際に、封止膜が溶融や位置ズレを起こして基板の端部からはみ出でるのを抑制することができる。

なお、本発明において、メルトフローレート（ＭＦＲ）の値は、ＪＩＳ Ｋ７２１０に従い、１９０℃、荷重２１．１８Ｎの条件に基づいて測定されたものである。

エチレン−極性モノマー共重合体としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡとも言う）が特に好ましい。これにより、安価であり、柔軟性に優れる太陽電池用封止膜を形成することができる。

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量は、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して２０〜３５質量部、さらに２２〜３０質量部、特に２４〜２８質量部とするのが好ましい。酢酸ビニルの含有量が、２０質量部未満であると、高温で架橋硬化させる場合に得られる封止膜の透明性が充分でない恐れがあり、３５質量部を超えると、カルボン酸、アルコール、アミン等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。

本発明の太陽電池用封止膜は、エチレン−極性モノマー共重合体に加えて、さらにポリビニルアセタール系樹脂（例えば、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ樹脂）、変性ＰＶＢ）、塩化ビニル樹脂を副次的に使用しても良い。その場合、特にＰＶＢが好ましい。

［架橋剤］
本発明において架橋剤は、エチレン−極性モノマー共重合体の架橋構造を形成することができるものである。架橋剤は、有機過酸化物又は光重合開始剤を用いることが好ましい。なかでも、接着力、耐湿性、耐貫通性の温度依存性が改善された封止膜が得られることから、有機過酸化物を用いるのが好ましい。

前記有機過酸化物としては、１００℃以上の温度で分解してラジカルを発生するものであれば、どのようなものでも使用することができる。有機過酸化物は、一般に、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。特に、半減期１０時間の分解温度が７０℃以上のものが好ましい。

前記有機過酸化物としては、樹脂の加工温度・貯蔵安定性の観点から例えば、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、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、７０℃以上の温度で分解してラジカルを発生するものであればいずれも使用可能であるが、半減期１０時間の分解温度が５０℃以上のものが好ましく、調製条件、成膜温度、硬化（貼り合わせ）温度、被着体の耐熱性、貯蔵安定性を考慮して適宜選択できる。使用可能な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、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ンが好ましい。これにより、優れた絶縁性を有する太陽電池用封止膜が得られる。

前記有機過酸化物の含有量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、好ましくは０．１〜２質量部、より好ましくは０．２〜１．５質量部であることが好ましい。前記有機過酸化物の含有量は、少ないと得られる封止膜の絶縁性が低下する恐れがあり、多くなると共重合体との相溶性が悪くなる恐れがある。

また、光重合開始剤としては、公知のどのような光重合開始剤でも使用することができるが、配合後の貯蔵安定性の良いものが望ましい。このような光重合開始剤としては、例えば、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルホリノプロパン−１などのアセトフェノン系、ベンジルジメチルケタ−ルなどのベンゾイン系、ベンゾフェノン、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系、イソプロピルチオキサントン、２−４−ジエチルチオキサントンなどのチオキサントン系、その他特殊なものとしては、メチルフェニルグリオキシレ−トなどが使用できる。特に好ましくは、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルホリノプロパン−１、ベンゾフェノン等が挙げられる。これら光重合開始剤は、必要に応じて、４−ジメチルアミノ安息香酸のごとき安息香酸系又は、第３級アミン系などの公知慣用の光重合促進剤の１種または２種以上を任意の割合で混合して使用することができる。また、光重合開始剤のみの１種単独または２種以上の混合で使用することができる。

前記光重合開始剤の含有量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．５〜５．０質量部であることが好ましい。

［架橋助剤］
本発明の太陽電池用封止膜は、必要に応じて、さらに架橋助剤を含んでいてもよい。前記架橋助剤は、エチレン−極性モノマー共重合体のゲル分率を向上させ、封止膜の接着性及び耐久性を向上させることができる。

前記架橋助剤の含有量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、一般に１０質量部以下、好ましくは０．１〜５質量部、更に好ましくは０．１〜２．５質量部で使用される。これにより、接着性に優れる封止膜が得られる。

前記架橋助剤（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およ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。

［接着向上剤］
本発明の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。前記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。

前記シランカップリング剤の含有量はエチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．１〜０．７質量部、特に０．３〜０．６５質量部であることが好ましい。

［その他］
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のため、必要に応じて、可塑剤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ヘプタノエート、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良い。可塑剤の含有量は、エチレン−極性モノマー共重合体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、テトラヒドルフルフリル基、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−ヒドロキシプオ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。

前記アクリロキシ基含有化合物、前記メタクリロキシ基含有化合物、または前記エポキシ基含有化合物は、それぞれエチレン−極性モノマー共重合体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、紫外線吸収剤、光安定剤および老化防止剤を含んでいてもよい。紫外線吸収剤を含むことにより、照射された光などの影響によってエチレン−極性モノマー共重合体が劣化し、太陽電池用封止膜が黄変するのを抑制することができる。紫外線吸収剤としては、特に制限されないが、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−ドデシロキシベンゾフェノン、２，４−ジヒドロ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−ｎ−オクト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が好ましく挙げられる。なお、上記ベンゾフェノン系紫外線吸収剤の配合量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．０１〜５質量部であることが好ましい。

また、光安定剤を含むことによっても、照射された光などの影響によってエチレン−極性モノマー共重合体の劣化し、太陽電池用封止膜が黄変するのを抑制することができる。光安定剤としてはヒンダードアミン系と呼ばれる光安定剤を用いることが好ましく、例えば、ＬＡ−５２、ＬＡ−５７、ＬＡ−６２、ＬＡ−６３ＬＡ−６３ｐ、ＬＡ−６７、ＬＡ−６８（いずれも（株）ＡＤＥＫＡ製）、Ｔｉｎｕｖｉｎ７４４、Ｔｉｎｕｖｉｎ ７７０、Ｔｉｎｕｖｉｎ ７６５、Ｔｉｎｕｖｉｎ１４４、Ｔｉｎｕｖｉｎ ６２２ＬＤ、ＣＨＩＭＡＳＳＯＲＢ ９４４ＬＤ（いずれもチバ・スペシャリティ・ケミカルズ（株）社製）、ＵＶ−３０３４（Ｂ．Ｆ．グッドリッチ社製）等を挙げることができる。なお、上記光安定剤は、単独で使用しても、２種以上組み合わせて用いてもよく、その配合量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．０１〜５質量部であることが好ましい。

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−ｔｅｒｔ−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、上記の各材料をスーパーミキサー（高速流動混合機）、ロールミル等を用いて公知の方法で混合した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。例えば、５０〜９０℃、特に４０〜８０℃とするのが好ましい。太陽電池用封止膜の厚さは、特に制限されないが、５０μｍ〜２ｍｍの範囲であればよい。

［太陽電池］
本発明の太陽電池の構造としては、本発明の太陽電池用封止膜を、裏面側封止膜（太陽電池用セルと裏面側保護部材との間の封止膜）として用いていれば、特に制限されない。例えば、表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架橋一体化させることにより太陽電池用セルを封止させた構造等が挙げられる。なお、本発明において、太陽電池セルの光が照射される側（受光面側）を「表面側」と称し、太陽電池セルの受光面とは反対面側を「裏面側」と称する。

本発明の太陽電池において、太陽電池用セルを十分に封止するには、図１に示すように表面側透明保護部材１１、表面側封止膜１３Ａ、太陽電池用セル１４、裏面側封止膜（本発明の太陽電池用封止膜）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。表面側封止膜（受光面側の封止膜）としては、マイカが配合されている本発明の太陽電池用封止膜は適していないため、マイカを配合していない公知の太陽電池用封止膜を使用する。例えば、透明性が高い、特許文献１に記載の太陽電池用封止膜を使用することができる。

本発明の太陽電池用封止膜を裏面側封止膜として用いた本発明の太陽電池は、反射光を有効利用することができ、更に電気絶縁性が低下しないので、発電効率が高い太陽電池である。

前記加熱加圧するには、例えば、前記積層体を、真空ラミネーターで温度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、表面側封止膜１３Ａおよび裏面側封止膜１３Ｂに含まれるエチレン−極性モノマー共重合体を架橋させることにより、表面側封止膜１３Ａおよび裏面側封止膜１３Ｂを介して、表面側透明保護部材１１、裏面側透明部材１２、および太陽電池用セル１４を一体化させて、太陽電池用セル１４を封止することができる。

なお、本発明の太陽電池用封止膜は、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の太陽電池セル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の封止膜にも使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表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太陽電池素子層上に、本発明の太陽電池用封止膜、裏面側保護部材を積層し、接着一体化させた構造、又は表面側透明保護部材、表面側封止膜、薄膜太陽電池素子、本発明の裏面側封止膜、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。

本発明の太陽電池に使用される表面側透明保護部材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フィルムであるが、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が好ましい。

なお、本発明の太陽電池は、上述した通り、裏面側封止膜に特徴を有する。したがって、表面側透明保護部材、裏面側保護部材、表面側封止膜及び太陽電池用セルなどの裏面側封止膜以外の部材については、従来公知の太陽電池と同様の構成を有していればよく、特に制限されない。

以下、本発明を実施例により説明する。

［実施例１〜３、比較例１〜４］
表に示す配合で各材料を７０℃のロールにて混練し、７０℃でカレンダー成形し、放冷後、太陽電池用封止膜（厚さ０．６ｍｍ）を作製した。

なお、本発明で使用したマイカの物性は以下の通りである。
マイカ１：合成金雲母、アスペクト比２０、平均粒子径１０μｍ、
マイカ２：合成金雲母、アスペクト比４０、平均粒子径１０μｍ、
マイカ３：合成金雲母、アスペクト比６０、平均粒子径１０μｍ、
マイカ４：合成金雲母、アスペクト比８０、平均粒子径４０μｍ。

［評価方法］
（１）反射率
上記太陽電池用封止膜について、５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさのサンプルを作製し、このサンプルの一方の面に黒色ビニールテープ（ＹＡＭＡＴＯ製）を貼付し、真空ラミネーターにて９０℃で５分間仮圧着した後、オーブンで１５５℃、２０分間加熱し、ゲル分率９０％以上まで架橋させた。

この積層体について、黒色ビニールテープを貼付した側の面の反射を抑制した状態で、本発明の太陽電池用封止膜の全反射率を測定した。全反射率の測定は、日立製作所製分光光度計（Ｕ−４１００）を用いて、波長領域３００〜１２００ｎｍにおける全反射率を、標準白色板（硫酸バリウム）の全反射率を１００％とした時の相対値として測定した。

（２）体積固有抵抗
上記太陽電池用封止膜について１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさのサンプルを作製し、二枚の離型ＰＥＴ（東レ製）を用いて、離型ＰＥＴ／太陽電池用封止膜／離型ＰＥＴの順となるように積層した。得られた積層体を、真空ラミネーターにて、９０℃で５分間仮圧着した後、オーブンで１５５℃、２０分間加熱し、ゲル分率９０％以上まで架橋させた。

作製したサンプルについて、高抵抗率（ハイレスタＵＰ（三菱化学社製））とプローブ（ＵＲ−１００（三菱化学社製））を用いて、６０℃環境下で体積固有抵抗（ＬｏｇΩ・ｃｍ）を測定した（印加電圧、１０００Ｖ×１分）。１３．０以上を合格とした。

［評価結果］
表１に示すように、実施例１及び２において、マイカを１０質量部配合した太陽電池用封止膜は、体積固有抵抗が低下せずに反射率が向上していた。特に、アスペクト比が高くなるにつれて反射率が向上することが明らかとなった。また、実施例３において、マイカの量を変更して作製した封止膜も同様に体積固有抵抗が低下せず反射率が向上していた。

以上の実施例より、マイカ微粒子を含む太陽電池用封止膜は、反射率が向上し、電気絶縁性が低下しないことが示された。

本発明によれば、電気絶縁性が低下することなく、反射光を有効利用することで発電効率が向上した太陽電池を提供することができる。

Claims (4)

1. 太陽電池の太陽電池用素子と裏面側保護部材との間に配置し、太陽電池素子を封止するための裏面側太陽電池用封止膜であって、
   エチレン−極性モノマー共重合体、架橋剤及びマイカ微粒子を含み、
   前記マイカ微粒子は、平均粒子径が１０〜４０μｍであり、且つ、アスペクト比が６０〜８０であり、
   前記マイカ微粒子は、前記エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、１０〜２０質量部含むことを特徴とする太陽電池用封止膜。
2. 前記マイカ微粒子は、合成マイカ微粒子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. 請求項１〜３の何れか１項に記載の太陽電池用封止膜を用いたことを特徴とする太陽電池。

Images