JP6741038B2 - Encapsulant sheet for solar cell module - Google Patents
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Description
本発明は、太陽電池モジュール用の封止材シートに関する。 The present invention relates to a sealing material sheet for solar cell modules.
近年、環境問題に対する意識の高まりから、クリーンなエネルギー源としての太陽電池が注目されている。現在、種々の形態からなる太陽電池モジュールが開発され、提案されている。一般に太陽電池モジュールは、ガラス保護基板と太陽電池素子と裏面保護シートとが、太陽電池モジュール用の封止材シートを介して積層された構成である(図1参照)。 2. Description of the Related Art In recent years, solar cells as a clean energy source have been attracting attention due to increasing awareness of environmental issues. At present, various types of solar cell modules have been developed and proposed. Generally, a solar cell module has a structure in which a glass protective substrate, a solar cell element, and a back surface protective sheet are laminated via a sealing sheet for a solar cell module (see FIG. 1).
室外において、長期にわたって強い太陽光に晒されることを前提とする太陽電池モジュールに用の封止材シートには、極めて高い耐光性が求められる。この耐光性を備えるための添加剤として、ヒンダードアミン系耐光安定剤(以下「HALS」とも言う)を用いた封止材シートが提案されている。(特許文献1参照)。 An encapsulant sheet for a solar cell module, which is exposed outdoors to strong sunlight for a long period of time, is required to have extremely high light resistance. An encapsulant sheet using a hindered amine light stabilizer (hereinafter also referred to as “HALS”) has been proposed as an additive for providing this light resistance. (See Patent Document 1).
更に、ヒンダードアミン系耐光安定剤に耐光性向上という本来の効果を発現させつつ、一方でその過剰投与に起因するブリードアウトの発生による封止材シートの光学特性の低下を避けるためには、分子量が1200以上のヒンダードアミン系耐光安定剤を一定量の添加量範囲内で用いることが好ましいという知見が開示されている(特許文献2参照)。尚、本明細書において「分子量」とは、構造式・分子式が特定できる場合は、原子量を利用して算出した分子量のことを言うものとし、ユニット数が分からない高分子量タイプの場合は、重量平均分子量(Mw)のことを言うのものとする。 Furthermore, in order to prevent the deterioration of the optical characteristics of the encapsulant sheet due to the occurrence of bleed-out due to the excessive administration of the hindered amine light stabilizer, the molecular weight is It has been disclosed that it is preferable to use 1200 or more hindered amine light stabilizers within a fixed amount range (see Patent Document 2). In the present specification, "molecular weight" refers to a molecular weight calculated by utilizing atomic weight when the structural formula/molecular formula can be specified, and in the case of a high molecular weight type in which the number of units is unknown, the weight is The average molecular weight (Mw) is referred to.
しかしながら、近年においては、太陽電池モジュールに対して、砂漠や熱帯雨林を含む広範な環境条件下での使用を想定したより高水準の耐熱性や、より長期に亘っての耐久性等の従来品では想定されていなかった極めて高度な耐候性が要求されるようになっている。このような要求に対応するためには、先ずは、上述の高分子量タイプHALSの添加量を更に増量することが考えられる。ところが、一般的な高分子量タイプのHALSは、ブリードアウトはしにくい反面、樹脂に対する相溶性については、必ずしも十分ではなかった。特に、封止材シートに上記のような高度な耐候性を付与すべく、ベース樹脂に大量のHALSを添加しようとする場合には、この相溶性が不十分であるという問題が顕在化するようになる。しかしながら、これを補うために、単にその分を低分子量タイプのHALSで補おうとすると、上述の通りブリードアウト発生のリスクが高まることが問題となる。 However, in recent years, conventional products such as a higher level of heat resistance and longer-term durability have been used for solar cell modules assuming a wide range of environmental conditions including deserts and tropical rainforests. It is now required to have an extremely high degree of weather resistance, which was not expected in. In order to meet such a requirement, first, it is conceivable to further increase the addition amount of the above-mentioned high molecular weight type HALS. However, although a general high molecular weight type HALS is difficult to bleed out, the compatibility with a resin is not always sufficient. In particular, when a large amount of HALS is added to the base resin in order to impart the above-described high degree of weather resistance to the encapsulant sheet, the problem that this compatibility is insufficient appears. become. However, if the low molecular weight type HALS is simply supplemented to compensate for this, the risk of occurrence of bleed-out increases as described above.
本発明は、上記状況に鑑みてなされたものであり、十分な透明性を保持したまま、HALSの添加による高度な耐光性向上効果を十分に享受することができる太陽電池モジュール用の封止材シートを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a sealing material for a solar cell module that can sufficiently enjoy a high light resistance improvement effect by the addition of HALS while maintaining sufficient transparency. The purpose is to provide a sheet.
本発明者らは、ポリエチレン系樹脂をベース樹脂とする太陽電池モジュール用の封止材シートにおいて、「高分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤」と「低分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤」とを併用し、更に、それぞれのHALSのSP値に着目して、これらを最適化することにより、優れた透明性を有し、尚且つ、高度な耐光性を有する封止材シートを製造することができることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的に、本発明は以下のものを提供する。 In the encapsulant sheet for a solar cell module using a polyethylene resin as a base resin, the present inventors have prepared a “high molecular weight type hindered amine light stabilizer” and a “low molecular weight hindered amine light stabilizer”. It is possible to produce an encapsulant sheet having excellent transparency and high light resistance by using them together and further optimizing them by paying attention to the SP value of each HALS. The inventors have found that they can do so and have completed the present invention. Specifically, the present invention provides the following.
(1) 太陽電池モジュール用の封止材シートであって、ポリエチレン系樹脂をベース樹脂とし、分子量が1000以上である高分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤を、前記封止材シートの樹脂成分中に0.02質量%以上0.20質量%以下の割合で含有し、分子量が1000未満である低分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤を、前記封止材シートの樹脂成分中に0.02質量%以上0.20質量%以下の割合で含有し、前記高分子量タイプヒンダードアミン系耐光安定剤のSP値が、9.5(cal/cm3)1/2以上10.2(cal/cm3)1/2以下であり、前記低分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤のSP値が8.6(cal/cm3)1/2以上10.6(cal/cm3)1/2以下であり、前記ベース樹脂と、前記高分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤とのSP値の差の絶対値が、1.0(cal/cm3)1/2以上1.6(cal/cm3)1/2以下であり、前記ベース樹脂と、前記低分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤とのSP値の差の絶対値が、0.5(cal/cm3)1/2以上2.0(cal/cm3)1/2以下である、封止材シート。 (1) An encapsulant sheet for a solar cell module, which comprises a polyethylene resin as a base resin and a high molecular weight hindered amine light stabilizer having a molecular weight of 1000 or more in the resin component of the encapsulant sheet. In the resin component of the encapsulant sheet, a low molecular weight type hindered amine light stabilizer containing 0.02% by mass or more and 0.20% by mass or less and having a molecular weight of less than 1000 is contained in the resin component of the encapsulant sheet in an amount of 0.02% by mass. % To 0.20% by mass, and the SP value of the high molecular weight hindered amine light stabilizer is 9.5 (cal/cm 3 ) 1/2 or more 10.2 (cal/cm 3 ). 1/2 or less, and the SP value of the low molecular weight type hindered amine light stabilizer is 8.6 (cal/cm 3 ) 1/2 or more and 10.6 (cal/cm 3 ) 1/2 or less, The absolute value of the difference in SP value between the base resin and the high molecular weight type hindered amine light stabilizer is 1.0 (cal/cm 3 ) 1/2 or more and 1.6 (cal/cm 3 ) 1/ 2 or less, the absolute value of the difference in SP value between the base resin and the low molecular weight type hindered amine light stabilizer is 0.5 (cal/cm 3 ) 1/2 or more and 2.0 (cal/ cm 3 ) 1/2 or less, the encapsulant sheet.
(2) 前記高分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤が、N−CH3型のヒンダードアミン系耐光安定剤であって、低分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤が、N−OR型のヒンダードアミン系耐光安定剤である、(1)に記載の封止材シート。 (2) a hindered amine light stabilizer of the high molecular weight type, a N-CH 3 type hindered amine light stabilizer, hindered amine light stabilizer of low molecular weight type, N-OR type hindered amine light stabilizers of The encapsulant sheet according to (1), which is an agent.
(3) 更に、架橋剤、を含む、(1)又は(2)に記載の封止材シート。 (3) The encapsulant sheet according to (1) or (2), which further contains a crosslinking agent.
(4) 更に、シラン変性ポリエチレン樹脂を含む、(1)から(3)のいずれかに記載の封止材シート。 (4) The encapsulant sheet according to any one of (1) to (3), which further contains a silane-modified polyethylene resin.
(5) ガラス保護基板と、該ガラス保護基板に密着している受光面側封止材と、太陽電池素子と、を含んで構成されていて、前記受光面側封止材が、(1)から(4)のいずれかに記載の封止材シートである、太陽電池モジュール。 (5) A glass protective substrate, a light-receiving surface-side sealing material that is in close contact with the glass protective substrate, and a solar cell element, and the light-receiving-surface-side sealing material comprises (1) A solar cell module, which is the encapsulant sheet according to any one of (4) to (4).
十分な透明性を保持したまま、HALSの添加による高度な耐光性向上効果を十分に享受することができる太陽電池モジュール用の封止材シートを提供することができる。 It is possible to provide a sealing material sheet for a solar cell module, which can sufficiently enjoy a high degree of light resistance improvement effect by the addition of HALS while maintaining sufficient transparency.
<封止材シート>
本発明の封止材シート(以下、単に「封止材シート」とも言う)は、下記にその詳細を説明する通り、ポリエチレン系樹脂をベース樹脂とし、当該ベース樹脂とのSP値の差に着目してその配合を最適化した「高分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤」と「低分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤」の組合せである、2種のヒンダードアミン系耐光安定剤を少なくとも含有する封止材組成物を、従来公知の方法で成型加工してフィルム状又はシート状としたものである。尚、本明細書において「ベース樹脂」とは、当該ベース樹脂を含有してなる樹脂組成物において、当該樹脂組成物の樹脂成分中で含有量比の最も大きい樹脂及び当該樹脂と混合されて用いられている同種の樹脂のことを言うものとする。ベース樹脂として好ましく用いることができるポリエチレン系樹脂の詳細については、封止材組成物の説明として後述する。
<Sealing material sheet>
The encapsulant sheet of the present invention (hereinafter, also simply referred to as “encapsulant sheet”) has a polyethylene resin as a base resin and attention is paid to a difference in SP value from the base resin, as described in detail below. Which is a combination of a "high molecular weight type hindered amine light stabilizer" and a "low molecular weight hindered amine light stabilizer", the sealing of which contains at least two hindered amine light stabilizers. The material composition is molded into a film or sheet by a conventionally known method. In the present specification, the term "base resin" refers to a resin composition containing the base resin, which has the largest content ratio among the resin components of the resin composition, and is used as a mixture with the resin. The same kind of resin that is used. Details of the polyethylene-based resin that can be preferably used as the base resin will be described later as the description of the encapsulating material composition.
尚、本明細書においては、ヒンダードアミン系耐光安定剤(HALS)のうち、分子量が1000以上であるものを「高分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤」と定義し、分子量が1000未満であるものを、「低分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤」と定義する。 In the present specification, among hindered amine light stabilizers (HALS), those having a molecular weight of 1000 or more are defined as “high molecular weight type hindered amine light stabilizers”, and those having a molecular weight of less than 1000 are defined. , "Low molecular weight type hindered amine light stabilizer".
又、封止材シートは、成形温度を90℃から110℃の低温域に限定し、未架橋のまま成形したものであることが好ましい。そして、成形後に架橋処理を別途行うか、或いは、後述の太陽電池モジュールの製造時点で高温加熱して架橋処理を行なうことが好ましい。 Further, it is preferable that the encapsulant sheet is formed in an uncrosslinked state by limiting the forming temperature to a low temperature range of 90°C to 110°C. Then, it is preferable to carry out the crosslinking treatment separately after the molding, or to carry out the crosslinking treatment by heating at a high temperature at the time of manufacturing the solar cell module described later.
そして、本発明の封止材シートは、そのベース樹脂が、SP値についても、上述の2種の添加HALSとの差の絶対値が所定範囲内に収まるように調整されていることを特徴とする。 The encapsulant sheet of the present invention is characterized in that the base resin is adjusted such that the absolute value of the difference between the SP value and the above-mentioned two types of added HALS is within a predetermined range. To do.
尚、この封止材シートは、製膜後、モジュール化前の段階においては、ゲル分率が0%以上10%以下であり、より好ましくは0%、即ち未架橋であることが好ましい。又、この未架橋の封止材シートは、所定量の架橋剤を含有し、太陽電池モジュールとしての一体化後までの間におけるいずれかのプロセスにおいて架橋が進行し、最終製品である太陽電池モジュールの完成品段階においては、ゲル分率が50%以上90%以下の架橋済の封止材シートとなっていることが好ましい。 In addition, the gel fraction of this encapsulating material sheet is 0% or more and 10% or less, more preferably 0%, that is, uncrosslinked, in a stage after film formation and before modularization. In addition, this uncrosslinked encapsulant sheet contains a predetermined amount of a crosslinking agent, and the crosslinking proceeds in any process until after integration as a solar cell module, and the final product is a solar cell module. In the finished product stage, it is preferred that the crosslinked encapsulant sheet has a gel fraction of 50% or more and 90% or less.
架橋剤、架橋助剤、及びその他の添加物の組成や添加量を好ましい範囲に調整することにより、ゲル分率が上記範囲となるように適度に架橋反応を制御することできる。それにより、良好な水蒸気バリアを有しつつ、且つ、低温領域での柔軟性を有し、高温での耐熱性も得ることができ、ポリエチレン系樹脂をベース樹脂とするものでありながら低温領域での成形性にも優れる封止材シートとすることができる。 By adjusting the composition and amount of the cross-linking agent, the cross-linking aid, and other additives within the preferable ranges, the cross-linking reaction can be appropriately controlled so that the gel fraction falls within the above range. As a result, while having a good water vapor barrier, it has flexibility in the low temperature range and can also obtain heat resistance at high temperatures. Even though it uses polyethylene resin as the base resin, it can be used in the low temperature range. The encapsulant sheet having excellent moldability can be obtained.
ここで、本明細書における「ゲル分率(%)」とは、封止材シート1.0gを樹脂メッシュに入れ、110℃キシレンにて12時間抽出したのち、樹脂メッシュごと取出し乾燥処理後秤量し、抽出前後の質量比較を行い残留不溶分の質量%を測定しこれをゲル分率としたものである。尚、ゲル分率0%とは、上記残留不溶分が実質的に0であり、封止材組成物或いは封止材シートの架橋反応が実質的に開始していない状態であることを言う。より具体的には、「ゲル分率0%」とは、上記残留不溶分が全く存在しない場合、及び、精密天秤によって測定した上記残留不溶分の質量%が0.05質量%未満である場合を言うものとする。尚、上記残留不溶分には、樹脂成分以外の顔料成分等は含まないものとする。これらの樹脂成分以外の混在物が、上記試験により残留不溶分に混在している場合には、例えば、予めこれらの混在物の樹脂成分中における含有量を別途測定しておくことで、これらの混在物を除く樹脂成分由来の残留不溶分について本来得られるべきゲル分率を算出することができる。 Here, the term "gel fraction (%)" in the present specification means that 1.0 g of the encapsulating material sheet is put into a resin mesh and extracted with 110° C. xylene for 12 hours, and then the resin mesh is taken out and weighed after the drying treatment. Then, the mass ratio before and after the extraction is compared to measure the mass% of the residual insoluble matter, and this is taken as the gel fraction. The gel fraction of 0% means that the residual insoluble content is substantially 0 and the crosslinking reaction of the encapsulant composition or the encapsulant sheet has not substantially started. More specifically, "gel fraction 0%" means that the residual insoluble matter does not exist at all, and the mass% of the residual insoluble matter measured by a precision balance is less than 0.05 mass%. Shall be said. The residual insoluble matter does not include pigment components other than resin components. When the inclusions other than these resin components are present in the residual insoluble matter by the above test, for example, by separately measuring the contents of these inclusions in the resin component beforehand, these It is possible to calculate the gel fraction that should be originally obtained for the residual insoluble matter derived from the resin component excluding the inclusions.
本発明の封止材シートは、単層フィルムであってもよいが、コア層と、コア層の両面に配置されるスキン層によって構成される多層フィルムであってもよい。尚、本明細書における多層フィルムとは、少なくともいずれかの最外層、好ましくは両最外層に成形されるスキン層と、スキン層以外の層であるコア層とを有する構造からなるフィルム又はシートのことを言う。 The encapsulant sheet of the present invention may be a single layer film, or may be a multilayer film composed of a core layer and skin layers arranged on both sides of the core layer. The multilayer film in the present specification refers to a film or sheet having a structure having at least one outermost layer, preferably a skin layer formed into both outermost layers, and a core layer that is a layer other than the skin layer. Say that.
封止材シートを多層フィルムとする場合、高分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤及び低分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤の樹脂成分中の含有量は、それぞれ、封止材シート全層の樹脂成分中における平均含有量比として、0.02質量%以上0.20質量%以下の範囲にあればよい。又、これらのヒンダードアミン系耐光安定剤は、当該多層フィルムの全層に全て同一の含有量比で均等に含まれていることは必須ではない。但し、いずれの層にも、少なくとも0.01質量%以上のヒンダードアミン系耐光安定剤が含まれる程度には、ヒンダードアミン系耐光安定剤が当該多層フィルムの全層に分散していることが好ましい。 When the encapsulant sheet is a multi-layer film, the content of the high molecular weight type hindered amine light stabilizer and the low molecular weight hindered amine light stabilizer in the resin component is respectively the resin component of all layers of the encapsulant sheet. The average content ratio therein should be in the range of 0.02 mass% or more and 0.20 mass% or less. Further, it is not essential that all of these hindered amine light stabilizers are uniformly contained in all layers of the multilayer film with the same content ratio. However, it is preferable that the hindered amine light stabilizer is dispersed in all layers of the multilayer film to the extent that at least 0.01% by mass or more of the hindered amine light stabilizer is contained in each layer.
又、封止材シートを多層フィルムとする場合、MFRがより高い層をスキン層として最外層側に配置することが好ましい。本発明の封止材シートは、単層の封止材シートである場合においても、十分に好ましい透明性と耐熱性、及び適度の柔軟性を備えるものではあるが、このように相対的にMFRの高い層を最外層に配置することにより、封止材シートとして上記の好ましい透明性や耐熱性を保持しつつ、更に密着性やモールディング特性を高めることができる。 When the encapsulant sheet is a multi-layer film, it is preferable that the layer having a higher MFR be used as the skin layer and disposed on the outermost layer side. Even when the encapsulant sheet of the present invention is a single-layer encapsulant sheet, the encapsulant sheet has sufficiently preferable transparency, heat resistance, and appropriate flexibility. By arranging the layer having a high temperature as the outermost layer, the adhesiveness and the molding property can be further enhanced while maintaining the above-mentioned preferable transparency and heat resistance as the encapsulating material sheet.
更に、封止材シートを多層フィルムとする場合、後述するシラン変性ポリエチレン、或いは、シランカップリング剤等の密着性向上成分を、コア層よりもスキン層により多く傾斜配分してもよい。これにより、封止材シートとして上記の好ましい透明性や耐熱性を保持しつつ、更に、太陽電池モジュールの一体化時に求められるガラスや金属に対する密着性を更に高めることができる。 Further, when the encapsulant sheet is a multi-layer film, a silane-modified polyethylene, which will be described later, or an adhesion-improving component such as a silane coupling agent may be distributed more obliquely in the skin layer than in the core layer. As a result, while maintaining the above-mentioned preferable transparency and heat resistance as the encapsulant sheet, it is possible to further enhance the adhesion to glass or metal required when the solar cell module is integrated.
例えば、3層以上の層からなる多層フィルムである封止材シートにおいては、最外層の厚さは、30μm以上120μm以下であり、且つ、最外層以外の全ての層からなる中間層と最外層の厚さの比は、最外層:中間層:最外層=1:3:1〜1:8:1の範囲であることが好ましい。このようにすることにより、封止材シートとしての好ましい耐熱性を保持しつつ、最外層における好ましいモールディング特性を備えることができる。 For example, in the encapsulant sheet which is a multilayer film composed of three or more layers, the outermost layer has a thickness of 30 μm or more and 120 μm or less, and an intermediate layer and an outermost layer composed of all layers other than the outermost layer. The thickness ratio is preferably in the range of outermost layer:intermediate layer:outermost layer=1:3:1 to 1:8:1. By doing so, it is possible to provide preferable molding properties in the outermost layer while maintaining preferable heat resistance as the encapsulant sheet.
<封止材組成物>
本発明の封止材シートの製造に用いる封止材組成物(以下、単に「封止材組成物」とも言う)は、低密度のポリエチレン系樹脂をベース樹脂とし、分子量とSP値に着目して特定される2種のヒンダードアミン系耐光安定剤(HALS)を含有する。又、この封止材組成物は、適量の架橋剤を含有する熱硬化系の樹脂組成物であることが好ましい。
<Sealing material composition>
The encapsulant composition used for producing the encapsulant sheet of the present invention (hereinafter, also simply referred to as “encapsulant composition”) uses a low-density polyethylene resin as a base resin and focuses on the molecular weight and SP value. 2 kinds of hindered amine light stabilizers (HALS) specified by Further, this encapsulant composition is preferably a thermosetting resin composition containing an appropriate amount of a crosslinking agent.
(ベース樹脂)
封止材組成物は、密度0.870g/cm3以上0.900g/cm3以下、好ましくは、密度0.875g/cm3以上0.895g/cm3以下、より好ましくは、密度0.880g/cm3以上0.890g/cm3以下のポリエチレン系樹脂をベース樹脂とする。このような低密度のポリエチレン系樹脂をベース樹脂とすることにより、封止材シートの透明性を向上させることができる。又、これによれば、ガラス保護基板等、太陽電池モジュールを構成する他の部材との密着性が高まり、又、ラミネート処理における各部材の圧着時におけるセル割れのリスクを低減させることもできる。封止材組成物の全樹脂成分に対する上記のベース樹脂の含有量は70質量%以上100質量%以下であり、好ましくは90質量%以上99質量%以下である。上記範囲内でこのベース樹脂を含むものである限りにおいて、封止材組成物中には、本発明の効果を阻害しない範囲で、他の樹脂が含まれていてもよい。
(Base resin)
Sealant composition, density 0.870 g / cm 3 or more 0.900 g / cm 3 or less, preferably, density 0.875 g / cm 3 or more 0.895 g / cm 3 or less, more preferably, density 0.880g /Cm 3 or more and 0.890 g/cm 3 or less of the polyethylene resin is used as the base resin. By using such a low-density polyethylene resin as the base resin, the transparency of the encapsulant sheet can be improved. Further, according to this, the adhesion with other members constituting the solar cell module, such as the glass protective substrate, is enhanced, and the risk of cell cracking at the time of pressure bonding of each member in the laminating process can be reduced. The content of the base resin is 70% by mass or more and 100% by mass or less, and preferably 90% by mass or more and 99% by mass or less, based on all resin components of the encapsulating material composition. As long as the base resin is contained within the above range, the encapsulating material composition may contain other resins within a range that does not impair the effects of the present invention.
封止材組成物のベース樹脂として用いるポリエチレンのメルトマスフローレート(MFR)は、JIS−K6922−2により測定した190℃、荷重2.16kgにおけるMFR(本明細書における「MFR」とは、この測定条件による測定値のことを言うものとする。)は、5g/10分以上30g/10分以下であることが好ましく、10g/10分以上25g/10分以下であることがより好ましい。MFRが上記の範囲であることにより、ガラス、金属等からなる太陽電池モジュールの他の部材との密着性に優れた封止材シートとすることができる。 The melt mass flow rate (MFR) of polyethylene used as the base resin of the encapsulant composition is MFR at 190° C. and a load of 2.16 kg measured by JIS-K6922-2 (“MFR” in this specification means this measurement. The measured value depending on the conditions) is preferably 5 g/10 minutes or more and 30 g/10 minutes or less, and more preferably 10 g/10 minutes or more and 25 g/10 minutes or less. When the MFR is in the above range, the encapsulant sheet can be excellent in adhesion to other members of the solar cell module made of glass, metal or the like.
封止材組成物のベース樹脂として用いるポリエチレンは、エチレンとα−オレフィンとの共重合体である直鎖低密度ポリエチレン(LLDPE)であることが好ましく、又、このベース樹脂は、メタロセン系直鎖低密度ポリエチレン(M−LLDPE)であることが更に好ましい。メタロセン系直鎖低密度ポリエチレンは、シングルサイト触媒であるメタロセン触媒を用いて合成されるものである。このようなポリエチレンは、側鎖の分岐が少なく、コモノマーの分布が均一である。このため、分子量分布が狭く、上記のような超低密度にすることが可能であり封止材シートに対して柔軟性を付与できる。封止材シートに柔軟性が付与される結果、封止材シートとガラス、金属等との密着性が高まる。 The polyethylene used as the base resin of the encapsulant composition is preferably linear low density polyethylene (LLDPE) which is a copolymer of ethylene and α-olefin, and the base resin is a metallocene linear chain. More preferably, it is low density polyethylene (M-LLDPE). The metallocene linear low density polyethylene is synthesized using a metallocene catalyst which is a single site catalyst. Such polyethylene has a small number of side chain branches and a uniform comonomer distribution. Therefore, the molecular weight distribution is narrow, the ultra-low density as described above can be achieved, and flexibility can be imparted to the encapsulant sheet. As a result of imparting flexibility to the encapsulant sheet, the adhesion between the encapsulant sheet and glass, metal or the like is enhanced.
又、直鎖低密度ポリエチレンは、結晶性分布が狭く、結晶サイズが揃っているので、結晶サイズの大きいものが存在しないばかりでなく、低密度であるために結晶性自体が低い。このため、封止材シートとしてシート状に加工した際の透明性に優れる。したがって、これをベース樹脂とする封止材組成物からなる封止材シートは、太陽電池モジュールにおいて、太陽電池素子の受光面側に配置された場合に、太陽電池素子への入射光の減衰による発電効率の低下を良く防ぐことができる。 In addition, since the linear low-density polyethylene has a narrow crystallinity distribution and uniform crystal sizes, not only do not have large crystal sizes, but the low density also results in low crystallinity itself. Therefore, it has excellent transparency when processed into a sheet shape as a sealing material sheet. Therefore, the encapsulant sheet made of the encapsulant composition having the base resin as the base resin, when arranged on the light-receiving surface side of the solar cell element in the solar cell module, is due to attenuation of incident light to the solar cell element. It is possible to prevent a decrease in power generation efficiency.
本明細書における「ポリエチレン系樹脂」には、エチレンを重合して得られる通常のポリエチレンのみならず、α−オレフィン等のようなエチレン性の不飽和結合を有する化合物を重合して得られた樹脂、エチレン性不飽和結合を有する複数の異なる化合物を共重合させた樹脂、及びこれらの樹脂に別の化学種をグラフトして得られる変性樹脂等が含まれる。 The "polyethylene resin" in the present specification includes not only ordinary polyethylene obtained by polymerizing ethylene but also a resin obtained by polymerizing a compound having an ethylenically unsaturated bond such as α-olefin. , Resins obtained by copolymerizing a plurality of different compounds having an ethylenically unsaturated bond, and modified resins obtained by grafting other chemical species to these resins.
なかでも、α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物とをコモノマーとして共重合してなるシラン共重合体を含有する樹脂(本明細書において「シラン変性ポリエチレン樹脂」とも言う)を、例えば、上記のメタロセン系直鎖低密度ポリエチエレン(M−LLDPE)等とともにベース樹脂の一部を構成するポリエチレン系樹脂として好ましく用いることができる。ベース樹脂に適量の「シラン変性ポリエチレン樹脂」を配合することにより、ガラス保護基板や太陽電池素子等といった他の積層部材と封止材シートとの間の接着性を更に向上させることができる。 Among them, a resin containing a silane copolymer obtained by copolymerizing an α-olefin and an ethylenically unsaturated silane compound as a comonomer (also referred to as “silane-modified polyethylene resin” in the present specification) is, for example, It can be preferably used as a polyethylene-based resin forming a part of the base resin together with a metallocene-based linear low-density polyethylene (M-LLDPE) and the like. By adding an appropriate amount of “silane-modified polyethylene resin” to the base resin, it is possible to further improve the adhesiveness between the encapsulant sheet and another laminated member such as a glass protective substrate or a solar cell element.
「シラン変性ポリエチレン樹脂」は、例えば、特開2003−46105号公報に記載されているものである。当該共重合体を太陽電池モジュールの封止材組成物の成分として使用することにより、強度、耐久性等に優れ、且つ、耐候性、耐熱性、耐水性、耐光性、耐風圧性、耐降雹性、その他の諸特性に優れ、更に、太陽電池モジュールを製造する加熱圧着等の製造条件に影響を受けることなく極めて優れた熱融着性を有し、安定的に、低コストで、種々の用途に適する太陽電池モジュールを製造し得る。 The "silane-modified polyethylene resin" is described in, for example, JP-A-2003-46105. By using the copolymer as a component of the encapsulant composition of a solar cell module, it has excellent strength, durability, etc., and weather resistance, heat resistance, water resistance, light resistance, wind pressure resistance, hail resistance. , Excellent in various other properties, and further has excellent heat-sealing property without being affected by manufacturing conditions such as thermocompression bonding for manufacturing a solar cell module, which is stable, low-cost, and has various applications. A solar cell module suitable for can be manufactured.
「シラン変性ポリエチレン樹脂」を構成するシラン共重合体としては、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体、及びグラフト共重合体のいずれであっても好ましく使用することができるが、グラフト共重合体であることがより好ましく、重合用ポリエチレンを主鎖とし、エチレン性不飽和シラン化合物が側鎖として重合したグラフト共重合体が更に好ましい。このようなグラフト共重合体は、接着力に寄与するシラノール基の自由度が高くなるため、太陽電池モジュールにおける他の部材への太陽電池モジュール用封止材の接着性を著しく向上させることができる。 As the silane copolymer that constitutes the “silane-modified polyethylene resin”, any of a random copolymer, an alternating copolymer, a block copolymer, and a graft copolymer can be preferably used, A graft copolymer is more preferable, and a graft copolymer obtained by polymerizing polyethylene for polymerization as a main chain and an ethylenically unsaturated silane compound as a side chain is further preferable. Since such a graft copolymer has a high degree of freedom of silanol groups that contribute to the adhesive force, the adhesiveness of the solar cell module encapsulant to other members in the solar cell module can be significantly improved. ..
α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物との共重合体を構成する際のエチレン性不飽和シラン化合物の含量としては、全共重合体質量に対して、例えば、0.001質量%以上15質量%以下、好ましくは、0.01質量%以上5質量%以下、特に好ましくは、0.05質量%以上2質量%以下が望ましい。本発明において、α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物との共重合体を構成するエチレン性不飽和シラン化合物の含量が多い場合には、機械的強度及び耐熱性等に優れるが、含量が過度になると、引っ張り伸び及び熱融着性等に劣る傾向にある。 The content of the ethylenically unsaturated silane compound when forming the copolymer of the α-olefin and the ethylenically unsaturated silane compound is, for example, 0.001% by mass or more and 15% by mass with respect to the total mass of the copolymer. % Or less, preferably 0.01% by mass or more and 5% by mass or less, and particularly preferably 0.05% by mass or more and 2% by mass or less. In the present invention, when the content of the ethylenically unsaturated silane compound constituting the copolymer of the α-olefin and the ethylenically unsaturated silane compound is large, the mechanical strength and heat resistance are excellent, but the content is excessive. If so, the tensile elongation and the heat fusion property tend to be poor.
そして、封止材組成物のベース樹脂とする上記のポリエチレン系樹脂は、上述の通り、封止材組成物に添加される2種のHALSとのSP値の差の絶対値が、本発明特有の所定範囲内に収まるように封止材組成物全体の組成が調整されている。具体的に、封止材組成物のベース樹脂とする上記のポリエチレン系樹脂のSP値は、「高分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤」とのSP値の差の絶対値が、1.0(cal/cm3)1/2以上1.6(cal/cm3)1/2以下となり、好ましくは、1.1(cal/cm3)1/2以上1.5(cal/cm3)1/2以下となるように封止材組成物の組成が調整されている。又、同樹脂と上述の「低分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤」とのSP値の差の絶対値が、0.5(cal/cm3)1/2以上2.0(cal/cm3)1/2以下となり、好ましくは、0.6(cal/cm3)1/2以上1.9(cal/cm3)1/2以下となるように封止材組成物の組成が調整されている。 As described above, the above-mentioned polyethylene-based resin as the base resin of the encapsulating material composition has the absolute value of the SP value difference between the two types of HALS added to the encapsulating material composition, which is peculiar to the present invention. The composition of the entire encapsulant composition is adjusted so that it falls within the predetermined range. Specifically, the absolute value of the SP value of the polyethylene resin as the base resin of the encapsulant composition is 1.0 (the difference between the SP value and the "high molecular weight hindered amine light stabilizer". cal/cm 3 ) 1/2 or more and 1.6 (cal/cm 3 ) 1/2 or less, and preferably 1.1 (cal/cm 3 ) 1/2 or more and 1.5 (cal/cm 3 ) 1 The composition of the encapsulating material composition is adjusted so as to be /2 or less. The absolute value of the difference in SP value between the resin and the above-mentioned "low molecular weight type hindered amine light stabilizer" is 0.5 (cal/cm 3 ) 1/2 or more and 2.0 (cal/cm 3 ). ) 1/2 or less, preferably 0.6 (cal/cm 3 ) 1/2 or more and 1.9 (cal/cm 3 ) 1/2 or less, the composition of the encapsulating material composition is adjusted. ing.
ここで、本明細書において、SP値とは、以下のFedorsの式(1)で表される値を示すものとする。
SP値(δ)=(EV/v)1/2=(ΣΔei/ΣΔvi)1/2 ・・・式(1)
EV:蒸発エネルギー
v:モル体積
Δei:各原子又は原子団の蒸発エネルギー
Δvi:各原子又は原子団のモル体積
Here, in the present specification, the SP value is a value represented by the following Fedors equation (1).
SP value (δ) = (E V / v) 1/2 = (ΣΔe i / ΣΔv i) 1/2 ··· formula (1)
E V: evaporation energy v: molar volume .DELTA.e i: evaporation energy Delta] v i of each atom or atomic group: molar volume of each atom or atomic group
上記の式(1)の計算に使用する各原子又は原子団の蒸発エネルギー、モル体積は「R.F.Fedors,Polym.Eng.Sci.,14,147(1974)」に拠る。又、本発明おいては、異なるm(mが2以上の整数)種類のモノマーを共重合させて得た樹脂を用いる場合、SP値は、下記式により計算する。
SP値(δ)=X1δ1+・・・+Xmδm
X1、・・・、Xmはそれぞれ使用するモノマーのモル%であり、且つ、X1+・・・Xm=100モル%である。
δ1、・・・、δmは、それぞれのモノマーのSP値であり、上記式(1)で求めた値である。
更に、本発明おいては、異なるn(nが2以上の整数)種類の樹脂を用いる場合、SP値は、下記式により計算する。
SP値(δ)=Y1δ1+・・・+Ynδn
Y1、・・・、Ynはそれぞれ使用する樹脂の質量%であり、且つ、Y1+・・・Yn=100質量%である。
δ1、・・・、δnはそれぞれの樹脂のSP値であり、上記式(1)で求めた値である。
The evaporation energy and molar volume of each atom or atomic group used in the calculation of the above formula (1) are based on “RF Fedors, Polym. Eng. Sci., 14, 147 (1974)”. Further, in the present invention, when a resin obtained by copolymerizing different m (m is an integer of 2 or more) kinds of monomers is used, the SP value is calculated by the following formula.
SP value (δ)=X 1 δ 1 +...+X m δ m
X 1 ,..., X m are each mol% of the monomer used, and X 1 +... X m =100 mol %.
δ 1 ,..., δ m are SP values of the respective monomers and are values obtained by the above formula (1).
Furthermore, in the present invention, when different n (n is an integer of 2 or more) types of resins are used, the SP value is calculated by the following formula.
SP value (δ)=Y 1 δ 1 +...+Y n δ n
Y 1 ,..., Y n are each a mass% of the resin to be used, and Y 1 +... Y n =100 mass %.
δ 1 ,..., δ n are SP values of the respective resins, and are values obtained by the above formula (1).
(ヒンダードアミン系耐光安定剤)
封止材組成物は、耐光安定剤として、分子量1000以上の高分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤(HALS)、及び、分子量1000未満の低分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤(HALS)を、含有する。これらの分子量の異なる2種のヒンダードアミン系耐光安定剤は、いずれも、封止材組成物の樹脂成分中に0.02質量%以上0.20質量%以下の割合で、封止材組成物に含まれる。又、これら2種のヒンダードアミン系耐光安定剤を合わせたヒンダードアミン系耐光安定剤の総含有量は、封止材組成物中の全樹脂成分に対して、0.1質量%以上0.4質量%以下であることが好ましい。
(Hindered amine light stabilizer)
The encapsulant composition contains, as a light resistance stabilizer, a high molecular weight type hindered amine light resistance stabilizer (HALS) having a molecular weight of 1,000 or more, and a low molecular weight hindered amine light resistance stabilizer (HALS) having a molecular weight of less than 1,000. To do. These two kinds of hindered amine light stabilizers having different molecular weights are contained in the encapsulating material composition at a ratio of 0.02 mass% or more and 0.20 mass% or less in the resin component of the encapsulating material composition. included. In addition, the total content of the hindered amine-based light stabilizer, which is a combination of these two kinds of hindered amine-based light stabilizers, is 0.1% by mass or more and 0.4% by mass or more based on all resin components in the encapsulant composition. The following is preferable.
又、封止材組成物に含まれる上記の2種のヒンダードアミン系耐光安定剤のうち、「高分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤」については、SP値が、9.5(cal/cm3)1/2以上10.2(cal/cm3)1/2以下であり、好ましくは、9.6(cal/cm3)1/2以上10.1(cal/cm3)1/2以下である。又、この「高分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤」のSP値は、上記SP値範囲内にあることに加えて、ベース樹脂との関係において、上述の通り、相互のSP値の差の絶対値が所定範囲内に収まるように封止材組成物全体の組成が最適化されている。具体的に、ベース樹脂と「高分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤」とのSP値の差の絶対値は、1.0(cal/cm3)1/2以上1.6(cal/cm3)1/2以下であり、好ましくは、1.1(cal/cm3)1/2以上1.5(cal/cm3)1/2以下である。 Further, of the above-mentioned two kinds of hindered amine light stabilizers contained in the encapsulant composition, the “high molecular weight hindered amine light stabilizer” has an SP value of 9.5 (cal/cm 3 ). 1/2 or more and 10.2 (cal/cm 3 ) 1/2 or less, preferably 9.6 (cal/cm 3 ) 1/2 or more and 10.1 (cal/cm 3 ) 1/2 or less is there. Further, the SP value of this “high molecular weight type hindered amine light stabilizer” is not only in the above SP value range, but also in the relationship with the base resin, as described above, the absolute difference between the SP values is absolute. The composition of the entire encapsulant composition is optimized so that the value falls within a predetermined range. Specifically, the absolute value of the difference in SP value between the base resin and the “high molecular weight hindered amine light stabilizer” is 1.0 (cal/cm 3 ) 1/2 or more and 1.6 (cal/cm 3 ). ) 1/2 or less, preferably 1.1 (cal/cm 3 ) 1/2 or more and 1.5 (cal/cm 3 ) 1/2 or less.
一方、封止材組成物に含まれる上記の2種のヒンダードアミン系耐光安定剤のうち、「低分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤」については、SP値が、8.6(cal/cm3)1/2以上10.6(cal/cm3)1/2以下であり、好ましくは、8.7(cal/cm3)1/2以上10.5(cal/cm3)1/2以下である。又、この「低分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤」のSP値は、上記SP値範囲内にあることに加えて、ベース樹脂との関係において、上述の通り、相互のSP値の差の絶対値が所定範囲内に収まるように封止材組成物全体の組成が最適化されている。具体的に、ベース樹脂と「低分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤」とのSP値の差の絶対値は、0.5(cal/cm3)1/2以上2.0(cal/cm3)1/2以下であり、好ましくは、0.6(cal/cm3)1/2以上1.9(cal/cm3)1/2以下である。 On the other hand, among the above two kinds of hindered amine light stabilizers contained in the encapsulant composition, the “low molecular weight type hindered amine light stabilizer” has an SP value of 8.6 (cal/cm 3 ). 1/2 or more and 10.6 (cal/cm 3 ) 1/2 or less, preferably 8.7 (cal/cm 3 ) 1/2 or more and 10.5 (cal/cm 3 ) 1/2 or less is there. Further, the SP value of this "low molecular weight type hindered amine light stabilizer" is not only within the above SP value range, but also in the relationship with the base resin, as described above, the absolute difference between the SP values is absolute. The composition of the entire encapsulant composition is optimized so that the value falls within a predetermined range. Specifically, the absolute value of the difference in SP value between the base resin and the “low molecular weight type hindered amine light stabilizer” is 0.5 (cal/cm 3 ) 1/2 or more and 2.0 (cal/cm 3 ). ) 1/2 or less, preferably 0.6 (cal/cm 3 ) 1/2 or more and 1.9 (cal/cm 3 ) 1/2 or less.
ここで、ヒンダードアミン系光安定剤は、ピペリジン骨格中の窒素原子の結合相手により、N−H型(窒素原子に水素が結合)、N−R型(窒素原子にアルキル基(R)が結合)、N−OR型(窒素原子にアルコキシ基(OR)が結合)、N−CH3型(窒素原子にメチル基(CH3)が結合)等のタイプに分類することができる。本発明の封止材組成物においては、「高分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤」として、上述のSP値にかかる要件を満たした上で、更に、その化学構造について、「N−CH3型」のヒンダードアミン系耐光安定剤を用いることがより好ましい。例えば、「高分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤」として、N−H型のHALSを用いた場合、N−CH3型のHALSと比較して、SP値が高く(PEとのSP値の差が大きく)なるため、分散性が悪化しやすい。そのため、光学特性が悪化したり、封止材シート表面へ移行が過剰となったりしやすく、ラジカル補足が適切に機能しにくい。これに対して、N−CH3型のHALSはN−H型と比較して、よりベース樹脂(ポリエチレン系樹脂)に相溶しやすく、光学特性が良好となる。更に、N−CH3型のHALSは、熱や光により、N−H型のHALSに変化して、封止材シートの表面へ移行する迄の時間が一定以上の長さとして確保される分、短期的ではなく、長期的な耐光性を発現しやすい。尚、N−OR型のHALSは、ラジカルトラップの反応速度がN−H型やN−CH3型のHALSと比較して早いが、これにより、封止材シートの架橋処理時に架橋反応を阻害する恐れがある。 Here, the hindered amine-based light stabilizer is an NH type (hydrogen is bonded to a nitrogen atom) or an NR type (an alkyl group (R) is bonded to a nitrogen atom) depending on the binding partner of the nitrogen atom in the piperidine skeleton. , N-OR type (alkoxy group (OR) is bonded to nitrogen atom), N-CH 3 type (methyl group (CH 3 ) is bonded to nitrogen atom) and the like. In the encapsulant composition of the present invention, the "high molecular weight hindered amine-based light stabilizer" satisfies the above SP value requirements, and further has a chemical structure of "N-CH 3 type". It is more preferable to use the hindered amine-based light stabilizer of "." For example, when the NH type HALS is used as the “high molecular weight type hindered amine light stabilizer”, the SP value is higher than that of the N—CH 3 type HALS (the difference in SP value from PE). , The dispersibility is likely to deteriorate. Therefore, the optical characteristics are likely to be deteriorated or the migration to the surface of the encapsulating material sheet is likely to be excessive, and radical scavenging is difficult to function properly. On the other hand, the N-CH 3 type HALS is more compatible with the base resin (polyethylene resin) than the N-H type HALS, and the optical characteristics are good. Further, the N-CH 3 type HALS is converted into the N-H type HALS by heat or light, and the time until it moves to the surface of the encapsulating material sheet is secured as a certain length or more. Easy to develop long-term light resistance, not short-term. In addition, N-OR type HALS has a faster radical trap reaction rate than NHS type and N-CH 3 type HALS, but this inhibits the crosslinking reaction during the crosslinking treatment of the encapsulant sheet. There is a risk of
又、本発明の封止材組成物では、「低分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤」については、上述のSP値にかかる要件を満たした上で、更に、その化学構造について、「N−OR型」のヒンダードアミン系耐光安定剤を用いることがより好ましい。N−OR型は、ラジカルを補足する速さがN−H型やN−CH3型よりも速い。さらに高分子HALSよりも速く表面へ移行したN−OR型の低分子HALSは、N−H型やN−CH3型のHALSよりも短期的にラジカルを補足し、封止シートの劣化を抑制する点おいて、好ましい。短期的な耐光性を発現するN−OR型の低分子HALSは、長期間、光が照射されると、ラジカル補足の機能は低下するが、長期的な耐光性を発現するN−CH3型の高分子HALSとを併用させることで、長い間封止シートの劣化を抑えることが可能となる。 In addition, in the encapsulant composition of the present invention, the "low molecular weight type hindered amine light stabilizer" satisfies the above SP value requirement, and further has a chemical structure of "N-OR". It is more preferable to use "type" hindered amine light stabilizers. The N-OR type has a faster radical capturing speed than the N-H type and the N-CH 3 type. Furthermore, the N-OR type low molecular weight HALS that migrates to the surface faster than the high molecular weight HALS traps radicals in a shorter period of time than the NH type and N-CH 3 type HALS, and suppresses deterioration of the sealing sheet. It is preferable in that N-OR type low-molecular-weight HALS that exhibits short-term light fastness has a function of radical scavenging that decreases when exposed to light for a long period of time, but N-CH 3 type that exhibits long-term light fastness is exhibited. It is possible to suppress deterioration of the encapsulating sheet for a long time by using the polymer HALS in combination with.
本発明に係る封止材組成物に好ましく用いることができる「高分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤」の具体例としては、
N,N’,4,7−テトラキス{4,6−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]−1,3,5−トリアジン−2−イル}−4,7−ジアザデカン−1,10−ジアミン(商品名:「Chimassorb119」(BASF社製))、1,2,3,4−Butanetetracarboxylic acid,tetramethyl ester,reaction products with 1,2,2,6,6−pentamethyl−4−piperidinol and β,β,β’,β’−tetramethyl−2,4,8,10−tetraoxaspiro[5.5]undecane−3,9−diethanol(商品名:「LA−63P」(ADEKA社製))、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)−,ポリマーズモルホリン−2,4,6−トリクロロ−1,3,5−トリアジン(商品名:「UV−3529」(サンケミカル社製))等、を挙げることができる。
Specific examples of the “high molecular weight type hindered amine light stabilizer” that can be preferably used in the encapsulant composition according to the present invention include:
N,N',4,7-Tetrakis{4,6-bis[N-butyl-N-(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)amino]-1,3,5-triazine -2-yl}-4,7-diazadecane-1,10-diamine (trade name: "Chimassorb 119" (manufactured by BASF)), 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid, tetramethyl ester, reaction products with 1, 2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinol and β,β,β',β'-tetramethyl-2,4,8,10-tetraxaspiro [5.5] undecane-3,9-diethanol (trade name) : "LA-63P" (made by ADEKA), 1,6-hexanediamine, N,N'-bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)-, Polymers morpholine-2, Examples thereof include 4,6-trichloro-1,3,5-triazine (trade name: "UV-3529" (manufactured by Sun Chemical Co.)).
「高分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤」として好ましく用いることができる上記の「Chimassorb119」は、分子量:2286、SP値:9.87(cal/cm3)1/2であり、下記の一般式(1)で表されるN−CH3型のHALSである。 The above-mentioned "Chimassorb 119" which can be preferably used as the "high molecular weight type hindered amine light-resistant stabilizer" has a molecular weight of 2286 and an SP value of 9.87 (cal/cm 3 ) 1/2 , and has the following general formula: It is N-CH 3 type HALS represented by (1).
同様に、「高分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤」として好ましく用いることができる上記の「LA−63P」は、分子量:約2000、SP値:10.09(cal/cm3)1/2であり、下記の一般式(2)で表されるN−CH3型のHALSである。 Similarly, the above-mentioned "LA-63P" which can be preferably used as the "high molecular weight type hindered amine light stabilizer" has a molecular weight of about 2000 and an SP value of 10.09 (cal/cm 3 ) 1/2 . And is an N—CH 3 type HALS represented by the following general formula (2).
本発明に係る封止材組成物に好ましく用いることができる「低高分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤」の具体例としては、
Bis(1−octyloxy−2,2,6,6−tetramethyl−4−piperidyl)sebacate(商品名:「Tinuvin PA 123」(BASF社製))、Bis(1−undecanoxy−2,2,6,6−tetramethylpiperidin−4−yl)carbonate(商品名:「LA−81」(ADEKA社製))、1−(2−Hydroxy−1,1−dimethyl−ethoxy)−2,2,6,6−tetramethyl−4−piperidinyl octadecanoate、等を挙げることができる。
Specific examples of the "low-molecular-weight hindered amine light stabilizers" that can be preferably used in the encapsulant composition according to the present invention include:
Bis (1-octyloxy-2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate (trade name: "Tinuvin PA 123" (manufactured by BASF)), Bis (1-undecanoxy-2,2,6,6) -Tetramethylpiperidin-4-yl)carbonate (trade name: "LA-81" (manufactured by ADEKA)), 1-(2-Hydroxy-1,1-dimethyl-ethoxy)-2,2,6,6-tetramethyl- 4-piperidinyl octadecanoate, etc. can be mentioned.
「低高分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤」として好ましく用いることができる上記の「Tinuvin PA 123」は、分子量:737、SP値:10.47(cal/cm3)1/2であり、下記の一般式(3)で表されるN−OR型のHALSである。 The above-mentioned "Tinuvin PA 123", which can be preferably used as the "low-molecular-weight hindered amine-based light stabilizer," has a molecular weight of 737 and an SP value of 10.47 (cal/cm 3 ) 1/2 , and is as follows. Is an N-OR type HALS represented by the general formula (3).
同様に、「低分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤」として好ましく用いることができる上記の「LA−81」は、分子量:約681、SP値:8.77(cal/cm3)1/2であり、下記の一般式(4)で表されるN−OR型のHALSである。 Similarly, the above can be preferably used as the "low molecular weight type hindered amine light stabilizer", "LA-81" is a molecular weight of about 681, SP value: 8.77 (cal / cm 3) 1/2 Yes, it is an N-OR type HALS represented by the following general formula (4).
[架橋剤]
封止材組成物に用いる架橋剤としては、活性酸素量が4.5%以上15.00%以下であることが好ましく、5.5%以上12.00%以下であることがより好ましい。活性酸素量が、4.5%以上15.00%以下の範囲内にある架橋剤を用いることによって、封止材シートにより優れた耐熱性と耐光性、及び透明性を備えさせることができる。
[Crosslinking agent]
The cross-linking agent used in the encapsulant composition has an active oxygen amount of preferably 4.5% or more and 15.00% or less, more preferably 5.5% or more and 12.00% or less. By using a cross-linking agent having an amount of active oxygen in the range of 4.5% or more and 15.00% or less, the encapsulating material sheet can be provided with superior heat resistance, light resistance, and transparency.
又、封止材組成物に用いる架橋剤の1時間半減期温度については、115℃以上150℃以下のものを用いることが好ましい。これにより、本発明の封止材組成物を、110℃以下での溶融押出し成形が可能な樹脂組成物とすることができる。 Regarding the one-hour half-life temperature of the crosslinking agent used in the encapsulant composition, it is preferable to use one having a temperature of 115° C. or higher and 150° C. or lower. As a result, the encapsulant composition of the present invention can be made into a resin composition that can be melt-extruded at 110°C or lower.
又、上記条件を満たす好ましい架橋剤の具体例として、n−ブチル4,4−ジ(t−ブチルパーオキシ)バレレート、エチル3,3−ジ(t−ブチルパーオキシ)ブチレート、2,2−ジ(t−ブチルパーオキシ)ブタン等のパーオキシケタール類、ジ‐t‐ブチルパーオキサイド、t‐ブチルクミルパーオキサイド、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)ヘキサン、2,5‐ジメチル‐2,5‐ジ(t‐パーオキシ)ヘキシン‐3等のジアルキルパーオキサイド類、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキシルカーボネート、t−アミルパーオキシ2−エチルヘキシルカーボネート等のパーオキシカーボネート類を、封止材組成物に添加する架橋剤として好ましく用いることができる。
Specific examples of preferable crosslinking agents satisfying the above conditions include n-butyl 4,4-di(t-butylperoxy)valerate,
封止材組成物における上記の架橋剤の含有量は、封止材組成物中のベース樹脂に対して0.2質量%以上0.6質量%以下であることが好ましく、より好ましくは0.3質量%以上0.5質量%以下の範囲である。この範囲の架橋剤を添加することにより、封止材シートに十分な耐久性を付与することができる。尚、本発明の封止材シートは、実質的な架橋を進行させずに成膜するものであり、成膜後のシート段階における封止材シート中の上記の架橋剤の含有量も0.2質量%以上0.6質量%以下の範囲となることが想定されている。 The content of the cross-linking agent in the encapsulating material composition is preferably 0.2% by mass or more and 0.6% by mass or less, more preferably 0.1% by mass or less with respect to the base resin in the encapsulating material composition. It is in the range of 3 mass% or more and 0.5 mass% or less. Sufficient durability can be imparted to the encapsulant sheet by adding the crosslinking agent in this range. The encapsulant sheet of the present invention is formed into a film without substantially proceeding crosslinking, and the content of the above-mentioned cross-linking agent in the encapsulant sheet in the sheet stage after the film formation is 0. It is assumed that the range is from 2% by mass to 0.6% by mass.
[架橋助剤]
封止材組成物には、炭素−炭素二重結合及び/又はエポキシ基を有する多官能モノマー、より好ましくは多官能モノマーの官能基がアリル基、(メタ)アクリレート基、ビニル基である架橋助剤を含有させることが好ましい。これによって適度な架橋反応を促進させて封止材シートのガラスや金属に対する密着性を向上させることに加えて、この架橋助剤が、封止材シートを形成する直鎖低密度ポリエチレンの結晶性を低下させ透明性を維持する。これにより、上記の密着性の向上の効果に加えて、封止材シートの透明性と低温柔軟性をより優れたものとすることができる。
[Crosslinking aid]
The encapsulant composition contains a polyfunctional monomer having a carbon-carbon double bond and/or an epoxy group, and more preferably a cross-linking promoter in which the functional group of the polyfunctional monomer is an allyl group, a (meth)acrylate group, or a vinyl group. It is preferable to include an agent. This promotes an appropriate cross-linking reaction to improve the adhesion of the encapsulant sheet to glass and metal, and in addition to this, the cross-linking aid enhances the crystallinity of the linear low-density polyethylene forming the encapsulant sheet. To maintain transparency. Thereby, in addition to the above-mentioned effect of improving the adhesiveness, the transparency and the low temperature flexibility of the encapsulant sheet can be further improved.
封止材組成物に用いることができる架橋助剤としては、具体的には、トリアリルイソシアヌレート(TAIC)、トリアリルシアヌレート、ジアリルフタレート、ジアリルフマレート、ジアリルマレエート等のポリアリル化合物、トリメチロールプロパントリメタクリレート(TMPT)、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート等のポリ(メタ)アクリロキシ化合物、二重結合とエポキシ基を含むグリシジルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル及びエポキシ基を2つ以上含有する1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル等のエポキシ系化合物を挙げることができる。これらは単独でもよく、2種以上を組合せてもよい。又、上記架橋助剤の中でも、封止材シートのガラス密着性向上にも顕著に寄与し、直鎖低密度ポリエチレンに対する相溶性が良好で、架橋によって結晶性を低下させ透明性を維持し、低温での柔軟性を付与する観点からTAICを好ましく使用することができる。 Specific examples of the cross-linking aid that can be used in the encapsulating material composition include polyallyl compounds such as triallyl isocyanurate (TAIC), triallyl cyanurate, diallyl phthalate, diallyl fumarate, and diallyl maleate; Methylolpropane trimethacrylate (TMPT), trimethylolpropane triacrylate (TMPTA), ethylene glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,9-nonane Poly(meth)acryloxy compounds such as diol diacrylate, glycidyl methacrylate containing a double bond and an epoxy group, 4-hydroxybutyl acrylate glycidyl ether, and 1,6-hexanediol diglycidyl ether containing two or more epoxy groups, 1 Examples of such epoxy compounds include, for example, 4-butanediol diglycidyl ether, cyclohexanedimethanol diglycidyl ether, and trimethylolpropane polyglycidyl ether. These may be used alone or in combination of two or more. Further, among the above-mentioned crosslinking aids, it also contributes significantly to the glass adhesion improvement of the encapsulant sheet, has good compatibility with linear low-density polyethylene, and maintains transparency by reducing crystallinity by crosslinking, From the viewpoint of imparting flexibility at low temperature, TAIC can be preferably used.
封止材組成物における架橋助剤の含有量は、封止材組成物中のベース樹脂に対して、0.01質量%以上1.5質量%以下であることが好ましく、より好ましくは0.05質量%以1.0質量%以下である。この範囲内であれば適度な架橋反応を促進させて封止材シートの密着性を向上させることができる。 The content of the cross-linking aid in the encapsulant composition is preferably 0.01% by mass or more and 1.5% by mass or less, more preferably 0. It is from 05% by mass to 1.0% by mass. Within this range, an appropriate crosslinking reaction can be promoted to improve the adhesion of the encapsulant sheet.
(その他の添加物)
封止材組成物には、更にその他の成分を含有させることができる。例えば、紫外線吸収剤、熱安定剤、密着性向上剤、核剤、分散剤、レベリング剤、可塑剤、消泡剤、難燃剤、及びその他の各種フィラーを適宜添加することができる。これらの添加剤の含有量比は、その粒子形状、密度等により異なるものではあるが、それぞれ封止材組成物中に0.001質量%以上60質量%以下の範囲内であることが好ましい。これらの添加剤を含むことにより、封止材組成物に対して、長期に亘って安定した機械強度や、黄変やひび割れ等の防止効果等を付与することができる。
(Other additives)
The encapsulating material composition may further contain other components. For example, an ultraviolet absorber, a heat stabilizer, an adhesion improver, a nucleating agent, a dispersant, a leveling agent, a plasticizer, an antifoaming agent, a flame retardant, and other various fillers can be appropriately added. The content ratio of these additives varies depending on the particle shape, density, etc., but is preferably 0.001% by mass or more and 60% by mass or less in the encapsulating material composition. By including these additives, it is possible to impart stable mechanical strength to the encapsulating material composition for a long period of time, an effect of preventing yellowing, cracking, and the like.
<封止材シートの製造方法>
本発明の封止材シートの製造方法は、上記においてその詳細を説明した本発明の封止材組成物を用いる製造方法であって、ベース樹脂選定工程、耐光安定剤選定工程、材料混錬工程、シート化工程と、を含んでなるプロセスである。
<Method for manufacturing encapsulant sheet>
The method for producing the encapsulant sheet of the present invention is a production method using the encapsulant composition of the present invention described in detail above, and includes a base resin selection step, a light resistance stabilizer selection step, and a material kneading step. , A sheet forming step.
[ベース樹脂選定工程]
ベース樹脂選定工程においては、封止材組成物においてベース樹脂とするポリエチレン系樹脂を選定する。ベース樹脂の選定の基準は、当該ベース樹脂が、密度0.870g/cm3以上0.900g/cm3以下、好ましくは、密度0.875g/cm3以上0.895g/cm3以下、より好ましくは、密度0.880g/cm3以上0.890g/cm3以下のポリエチレン系樹脂であることである。又、ベース樹脂の選定にあたっては、これに添加する2種のヒンダードアミン系耐光安定剤とのSP値の差の絶対値を、上述の特定範囲内に収めることができる範囲のSP値を有する樹脂であることも考慮する。
[Base resin selection process]
In the base resin selection step, a polyethylene resin to be used as a base resin in the encapsulant composition is selected. Base reference of selection of resin, the base resin, the density 0.870 g / cm 3 or more 0.900 g / cm 3 or less, preferably, density 0.875 g / cm 3 or more 0.895 g / cm 3 or less, more preferably is that the density 0.880 g / cm 3 or more 0.890 g / cm 3 or less of the polyethylene resin. Further, in selecting the base resin, a resin having an SP value within a range in which the absolute value of the difference between the SP values of the two hindered amine light stabilizers added to the base resin can be set within the above-mentioned specific range. Also consider that.
[耐光安定剤選定工程]
耐光安定剤選定工程においては、封止材組成物においてベース樹脂とするポリエチレン系樹脂に添加する耐光安定剤として、上述の通り、分子量、SP値に係る本願特有の条件を満たす「高分子量タイプのHALS」と「高分子量タイプのHALS」とをそれぞれ選定する。
[Light Stabilizer Selection Process]
In the light resistance stabilizer selection step, as the light resistance stabilizer to be added to the polyethylene resin as the base resin in the encapsulating material composition, as described above, the “high molecular weight type HALS” and “high molecular weight type HALS” are selected respectively.
[材料混錬工程]
材料混錬工程においては、上記ベース樹脂に、架橋剤と、上記の2種のヒンダードアミン系耐光安定剤を添加して混錬することによって、封止材組成物を製造する。
[Material kneading process]
In the material kneading step, the encapsulant composition is produced by adding the cross-linking agent and the above two kinds of hindered amine light stabilizers to the above base resin and kneading them.
[シート化工程]
シート化工程においては、前工程において製造した封止材組成物を溶融成形して、封止材シートを製造する。封止材組成物の溶融成形は、公知の成形法、即ち、射出成形、押出成形、中空成形、圧縮成形、回転成形等の各種成形法により行うことができる。成形時の成形温度の下限は封止材組成物の融点を超える温度であればよい。成形温度の上限は使用する架橋剤の1分間半減期温度に応じて、製膜中に架橋が開始しない温度、即ち、封止材組成物のゲル分率を0%に維持できる温度であればよい。
[Sheet-making process]
In the sheet-forming step, the encapsulant composition produced in the previous step is melt-molded to produce an encapsulant sheet. The melt molding of the encapsulant composition can be carried out by a known molding method, that is, various molding methods such as injection molding, extrusion molding, hollow molding, compression molding, rotational molding and the like. The lower limit of the molding temperature during molding may be a temperature above the melting point of the encapsulant composition. The upper limit of the molding temperature is a temperature at which crosslinking does not start during film formation, that is, a temperature at which the gel fraction of the encapsulant composition can be maintained at 0%, depending on the one-minute half-life temperature of the crosslinking agent used. Good.
<太陽電池モジュール>
図1は、本発明の太陽電池モジュールについて、その層構成の一例を示す断面図である。本発明の太陽電池モジュール1は、入射光の受光面側から、ガラス保護基板2、前面封止材3、太陽電池素子4、背面封止材5、及び裏面保護シート6が順に積層されている。本発明に係る太陽電池モジュール1は、前面封止材3及び/又は背面封止材5として、本発明の封止材シートを好ましく用いることができる。特に太陽電池素子4の受光面側に配置される前面封止材3として、透明性に優れる本発明の封止材シートを配置することによって、発電効率の向上に効果的に寄与することができる。
<Solar cell module>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the layer structure of the solar cell module of the present invention. In the solar cell module 1 of the present invention, a glass
太陽電池モジュール1は、例えば、上記のガラス保護基板2、前面封止材3、太陽電池素子4、背面封止材5、及び裏面保護シート6からなる部材を順次積層してから真空吸引等により一体化し、その後、ラミネーション法等の成形法により、上記の部材を一体成形体として加熱圧着成形して製造することができる。そして、このとき、前面封止材3ガラス保護基板とガラス基板が積層されることで、ガラス基板と封止材シートとの密着性を向上できる。尚、上記の加熱圧着は、140℃以上170℃以下となるような加熱条件において行うことにより架橋処理を同時に行なうことができる。或いは、上記の加熱圧着を110℃以上で実施し、加熱圧着後に、キュア工程を実施するとポリエチレンの架橋反応を進めてもよい。この場合のキュア工程は、封止材シートの樹脂温度が140℃以上170℃以下となるような加熱条件において行う。上記いずれかの架橋処理により、封止材シートの架橋を適度に進行させて、太陽電池モジュールの耐熱性と耐光性を十分に高めることができる。
The solar cell module 1 is formed, for example, by sequentially stacking the above-mentioned glass
このようにして得られる、本発明の太陽電池モジュールは、耐熱性と耐光性に優れ、強い紫外線、熱線、風雨等といった過酷な環境に曝される場合であっても、長期間に亘って高度の耐候性を維持することができるものとなっている。又、透明性においても優れたものであることにより太陽電池モジュールの意匠性と発電効率の向上にも寄与することができる。 Thus obtained, the solar cell module of the present invention has excellent heat resistance and light resistance, and even when exposed to harsh environments such as strong ultraviolet rays, heat rays, wind and rain, etc. The weather resistance can be maintained. Further, the excellent transparency can also contribute to the improvement of the designability and power generation efficiency of the solar cell module.
尚、本発明の太陽電池モジュール1において、封止材シート以外のガラス保護基板2、太陽電池素子4及び裏面保護シート6は、従来公知の材料を特に制限なく使用することができる。又、本発明の太陽電池モジュール1は、上記部材以外の部材を必要に応じて更に含むものであってもよい。
In the solar cell module 1 of the present invention, conventionally known materials can be used for the glass
以上、実施形態を示して本発明を具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲において、適宜変更を加えて実施することができる。 Although the present invention has been specifically described with reference to the exemplary embodiments, the present invention is not limited to the above-described exemplary embodiments and can be implemented with appropriate modifications within the scope of the present invention.
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
[封止材シートの製造]
下記のベース樹脂、ヒンダードアミン系耐光安定剤、架橋剤、架橋助剤を含んでなる封止材組成物を溶融し、実施例及び比較例の封止材シートを製造した。この封止材シートの製造は、常法Tダイ法により厚さ600μmとなるように成膜し、これにより、未架橋の単層の封止材シートとした。成膜温度は90℃〜100℃とした。尚、各封止材組成物中のそれぞれのヒンダードアミン系耐光安定剤の全樹脂成分に対する含有量(質量%)は、表1に記載の通りとした。又、それぞれのヒンダードアミン系耐光安定剤とベース樹脂との間におけるSP値の差の絶対値についても表1に一覧として記すようにした。
[Manufacture of encapsulant sheet]
An encapsulant composition containing the following base resin, hindered amine light stabilizer, cross-linking agent, and cross-linking aid was melted to produce encapsulant sheets of Examples and Comparative Examples. The encapsulant sheet was manufactured by a conventional T-die method so as to form a film having a thickness of 600 μm, thereby obtaining an uncrosslinked single-layer encapsulant sheet. The film forming temperature was 90°C to 100°C. The content (mass %) of each hindered amine light stabilizer in each sealing material composition with respect to all resin components was as shown in Table 1. Further, the absolute values of the difference in SP value between each hindered amine light stabilizer and the base resin are also listed in Table 1.
(ベース樹脂)
:密度0.880g/cm3、190℃でのMFRが20g/10分のメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン(M−LLDPE)85質量部と、下記のシラン変性ポリエチレン樹脂(密度0.884g/cm3)15質量部との混合樹脂を、全ての実施例、比較例の封止材シートの「ベース樹脂」とした。このベース樹脂の密度は、0.881g/cm3である。又、この「ベース樹脂」のSP値は、8.6である。
(シラン変性ポリエチレン樹脂)
:密度0.881g/cm3であり、190℃でのMFRが30g/10分であるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン(M−LLDPE)98質量部に対して、ビニルトリメトキシシラン2質量部と、ラジカル発生剤(反応触媒)としてのジクミルパーオキサイド0.1質量部とを混合し、200℃で溶融、混練して得たシラン変性ポリエチレン樹脂。このシラン変性ポリエチレン樹脂の密度は、0.884g/cm3、190℃でのMFRは18g/10分である。
(Base resin)
: 85 parts by mass of metallocene-based linear low-density polyethylene (M-LLDPE) having a density of 0.880 g/cm 3 and an MFR at 190° C. of 20 g/10 min, and the following silane-modified polyethylene resin (density 0.884 g/ cm 3 )15 parts by mass of the mixed resin was used as the “base resin” of the encapsulant sheets of all Examples and Comparative Examples. The density of this base resin is 0.881 g/cm 3 . The SP value of this "base resin" is 8.6.
(Silane-modified polyethylene resin)
2 parts by mass of vinyltrimethoxysilane with respect to 98 parts by mass of a metallocene-based linear low-density polyethylene (M-LLDPE) having a density of 0.881 g/cm 3 and an MFR at 190° C. of 30 g/10 min. A silane-modified polyethylene resin obtained by mixing 0.1 part by mass of dicumyl peroxide as a radical generator (reaction catalyst), melting and kneading at 200°C. The density of this silane-modified polyethylene resin is 0.884 g/cm 3 , and the MFR at 190° C. is 18 g/10 minutes.
(高分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤1(表1において「高分子HALS1」と記す))
上述の「Chimassorb119」を用いた。このHALSは、上記の一般式(1)で表されるN−CH3型のHALSであり、分子量は、2286、SP値は、9.87(cal/cm3)1/2である。
(High molecular weight type hindered amine light stabilizer 1 (referred to as "polymer HALS1" in Table 1))
The above-mentioned "Chimassorb 119" was used. This HALS is N-CH 3 type HALS represented by the above general formula (1), and has a molecular weight of 2286 and an SP value of 9.87 (cal/cm 3 ) 1/2 .
(高分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤2(表1において「高分子HALS2」と記す))
上述の「LA−63P」を用いた。このHALSは、上記の一般式(2)で表されるN−CH3型のHALSであり、の分子量は、約2000、SP値は、10.09(cal/cm3)1/2である。
(High molecular weight type hindered amine light stabilizer 2 (referred to as "polymer HALS2" in Table 1))
The above-mentioned "LA-63P" was used. This HALS is an N—CH 3 type HALS represented by the above general formula (2), and has a molecular weight of about 2000 and an SP value of 10.09 (cal/cm 3 ) 1/2 . ..
(高分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤3(表1において「高分子HALS3」と記す))
「XJ100H(日本ポリエチレン社製)」を用いた。このHALSは、下記の一般式(5)で表される環状アミノビニル化合物と、エチレンとの共重合体である耐光安定剤で、N−H型のHALSであり、分子量は、35000、SP値は、8.55(cal/cm3)1/2である。
(High molecular weight type hindered amine light stabilizer 3 (referred to as "polymer HALS3" in Table 1))
"XJ100H (manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd.)" was used. This HALS is a light-resistant stabilizer which is a copolymer of a cyclic aminovinyl compound represented by the following general formula (5) and ethylene, and is an NH type HALS, having a molecular weight of 35,000 and an SP value. Is 8.55 (cal/cm 3 ) 1/2 .
(式(5)中、R1及びR2は水素原子又はメチル基を示し、R3は水素原子を示す。)
(In the formula (5), R1 and R2 represent a hydrogen atom or a methyl group, and R3 represents a hydrogen atom.)
(高分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤4(表1において「高分子HALS4」と記す))
「LA−68(ADEKA社製)」を用いた。このHALSは、下記の一般式(6)で表されるN−H型のHALSであり、分子量は、約1900、SP値は、10.54(cal/cm3)1/2である。
(High molecular weight type hindered amine light stabilizer 4 (referred to as "polymer HALS4" in Table 1))
"LA-68 (made by ADEKA)" was used. This HALS is an NH type HALS represented by the following general formula (6), and has a molecular weight of about 1900 and an SP value of 10.54 (cal/cm 3 ) 1/2 .
(低分子量ヒンダードアミン系耐光安定剤1(表1において「低分子HALS1」と記す))
上述の「Tinuvin PA 123(BASF社製)」を用いた。このHALSは、上記の一般式(3)で表されるN−OR型のHALSであり、分子量は、737、SP値は、10.47(cal/cm3)1/2である。
(Low molecular weight hindered amine light-resistant stabilizer 1 (referred to as "low molecular weight HALS1" in Table 1))
The above-mentioned "Tinuvin PA 123 (manufactured by BASF)" was used. This HALS is an N-OR type HALS represented by the above general formula (3), and has a molecular weight of 737 and an SP value of 10.47 (cal/cm 3 ) 1/2 .
(低分子量ヒンダードアミン系耐光安定剤2(表1において「低高分子HALS2」と記す))
上述の「LA−81(ADEKA社製)」を用いた。このHALSは、上記の一般式(4)で表されるN−OR型のHALSであり、分子量は、681、SP値は、8.77(cal/cm3)1/2である。
(Low molecular weight hindered amine light stabilizer 2 (referred to as "low polymer HALS2" in Table 1))
The above-mentioned "LA-81 (made by ADEKA)" was used. This HALS is an N-OR type HALS represented by the above general formula (4), and has a molecular weight of 681 and an SP value of 8.77 (cal/cm 3 ) 1/2 .
(低分子量ヒンダードアミン系耐光安定剤3(表1において「低分子HALS3」と記す))
「Uvinal4050(BASF社製)」を用いた。このHALSは、下記の一般式(7)で表されるN−H型のHALSであり、分子量は、450、SP値は、12.15(cal/cm3)1/2である。
(Low molecular weight hindered amine light stabilizer 3 (referred to as "low molecular weight HALS3" in Table 1))
"Uvinal 4050 (manufactured by BASF)" was used. This HALS is an NH type HALS represented by the following general formula (7), and has a molecular weight of 450 and an SP value of 12.15 (cal/cm 3 ) 1/2 .
(架橋剤)
「ルペロックス101(アルケマ吉富株式会社製)」を、封止材組成物のベース樹脂に対する含有量(質量%)が、0.4質量%となるように添加量を調整した。
(Crosslinking agent)
The amount of "Luperox 101 (manufactured by Arkema Yoshitomi Co., Ltd.)" was adjusted so that the content (% by mass) of the encapsulating material composition with respect to the base resin was 0.4% by mass.
(架橋助剤)
「TAIC(日本化成社製)」を、封止材組成物のベース樹脂に対する含有量(質量%)が、0.6質量%となるように添加量を調整した。
(Crosslinking aid)
The amount of "TAIC (manufactured by Nippon Kasei)" was adjusted so that the content (% by mass) of the encapsulating material composition with respect to the base resin was 0.6% by mass.
[評価例1:透明性]
上記の通り製造した実施例及び比較例の未架橋の各封止材シートを、ETFEフィルムで挟み込んで、真空加熱ラミネーションによる一体化時に同時に架橋処理を行ったものを実施例及び比較例の透明性を評価する封止材シート評価用試料とした。真空加熱ラミネート条は下記の通りとした。
(真空加熱ラミネート条件) (a)真空引き:6分
(b)加圧:(0kPa〜50kPa):10秒
(c)圧力保持:(50kPa):11分
(d)温度:165℃
上記の各封止材シート評価用試料のETFEを剥がした後、透明性(HAZE)(JIS K7136、株式会社村上色彩研究所、ヘーズ・透過率系HM150により測定)を測定した。評価基準は以下の通りとした。評価結果は表1「透明性」の覧に記した。
(評価基準)
A:ヘーズ8.0%未満
B:ヘーズ8.0%超え10.0%以下
C:ヘーズ10.0%超え
[Evaluation Example 1: Transparency]
The uncrosslinked encapsulant sheets of Examples and Comparative Examples produced as described above were sandwiched by ETFE films and subjected to a crosslinking treatment at the same time when integrated by vacuum heating lamination. Was used as a sample for evaluating a sealing material sheet. The vacuum heating laminate strip was as follows.
(Vacuum heating laminating condition) (a) Vacuuming: 6 minutes
(B) Pressurization: (0 kPa to 50 kPa): 10 seconds
(C) Pressure retention: (50 kPa): 11 minutes
(D) Temperature: 165°C
After peeling off the ETFE of each of the above-mentioned sealing material sheet evaluation samples, the transparency (HAZE) (measured by JIS K7136, Murakami Color Research Laboratory, haze/transmittance system HM150) was measured. The evaluation criteria are as follows. The evaluation results are shown in Table 1 "Transparency".
(Evaluation criteria)
A: less than 8.0% haze B: more than 8.0% haze 10.0% or less C: more than 10.0% haze
[評価例2:ガラス密着耐光性]
上記の各封止材シート評価用試料について、ガラス密着耐光性に係る試験を行った。上記の通り製造した実施例及び比較例の未架橋の各封止材シートを、ガラス基板(白板半強化ガラス(JPT3.2 75mm×50mm×3.2mm))に、密着させて、下記の真空加熱ラミネート条件で、真空加熱ラミネート処理を行い、ラミネート後、封止材シートの部分が15mm幅の短冊状となるように、封止材シート表面側からガラス板に達する15mm間隔で平行な2本のスリットを入れ、それぞれの実施例、比較例についてガラス密着耐光性を評価するための試料を得た。そして、これらの各試料について、下記の耐光試験実施後の密着性を、下記の剥離試験方法により測定し、各封止材シートのガラス密着耐光性について評価した。
(真空加熱ラミネート条件) (a)真空引き:6分
(b)加圧:(0kPa〜50kPa):10秒
(c)圧力保持:(50kPa):11分
(d)温度:165℃
(耐光試験)
:各評価用試料について、「スガ試験機株式会社 スーパーキセノンウェザーメーターSX−75」を用い、放射照度180W/m2、ブラックパネル温度(BPT)65℃、湿度50%の条件で1333時間の照射試験を行った。
(剥離試験方法)
ガラス板上に密着している封止材シート(短冊状の各部分)を、剥離試験機(テンシロン万能試験機 RTF−1150−H)にて垂直剥離(50mm/min)試験を行い、ガラス密着強度を測定し、3回の測定の平均値を採用した。評価基準は以下の通りとした。評価結果は表1「ガラス密着性」の覧に記した。
(評価基準)
A:ガラス密着強度が、20N/15mm以上
B:ガラス密着強度が、10N/15mm以上20N/15mm未満
C:ガラス密着強度が、10N/15mm未満
[Evaluation Example 2: Light resistance to glass adhesion]
For each of the above-mentioned samples for evaluation of the encapsulant sheet, a test relating to glass adhesion light resistance was conducted. The uncrosslinked encapsulant sheets of Examples and Comparative Examples produced as described above were brought into close contact with a glass substrate (white plate semi-tempered glass (JPT 3.2 75 mm x 50 mm x 3.2 mm)), and the following vacuum was applied. Vacuum heating and laminating is performed under heating and laminating conditions, and after lamination, two parallel pieces are placed at 15 mm intervals from the surface side of the encapsulating material sheet to the glass plate so that the encapsulating material sheet portion becomes a strip shape with a width of 15 mm. Samples for evaluating the glass adhesion light resistance of each Example and Comparative Example were obtained. Then, with respect to each of these samples, the adhesion after the following light resistance test was carried out was measured by the following peel test method, and the glass adhesion light resistance of each encapsulant sheet was evaluated.
(Vacuum heating laminating condition) (a) Vacuuming: 6 minutes
(B) Pressurization: (0 kPa to 50 kPa): 10 seconds
(C) Pressure retention: (50 kPa): 11 minutes
(D) Temperature: 165°C
(Light resistance test)
: For each evaluation sample, "Suga Test Instruments Co., Ltd. Super Xenon Weather Meter SX-75" was used for irradiation for 1333 hours under the conditions of irradiance of 180 W/m 2 , black panel temperature (BPT) 65° C. and humidity of 50% The test was conducted.
(Peeling test method)
The sealant sheet (each strip-shaped portion) adhered to the glass plate is subjected to a vertical peeling (50 mm/min) test with a peeling tester (Tensilon universal testing machine RTF-1150-H), and the glass is adhered. The strength was measured and the average value of three measurements was adopted. The evaluation criteria are as follows. The evaluation results are shown in Table 1 "Glass adhesion".
(Evaluation criteria)
A: Glass adhesion strength is 20 N/15 mm or more B: Glass adhesion strength is 10 N/15 mm or more and less than 20 N/15 mm C: Glass adhesion strength is less than 10 N/15 mm
[評価例3:高温での耐光性]
上記評価例1で用いた透明性を評価する封止材シート評価用試料を、高温での耐光性を評価する資料としても用いた。これらの各試料について、東洋精機製作所 アトラス・ウエザオメータCi4000を用い、放射照度180W/m2、ブラックパネル温度(BPT)110℃、湿度50%の条件で1000時間の照射試験を行った。上記の評価例2で行った耐光試験を実施し、その後に、下記の引張り応力試験を行い、各封止材シートの高温での耐光性について評価した。
(引張り応力試験方法)
:封止材シートを50mm長さ、10mm幅にカットしたものを、剥離試験機(テンシロン万能試験機 RTF−1150−H)の上下10mmを治具で押さえ、チャック間距離30mm、引張り速度50mm/minの引張り試験を行い、封止材シートの引張り応力を測定した。評価基準は以下の通りとした。評価結果は表1「耐光性」の覧に記した。
(評価基準)
A:上記引張り応力が、3.0MPa以上
B:上記引張り応力が、1.0MPa以上3.0MPa未満
C:上記引張り応力が、1.0MPa未満
[Evaluation Example 3: Light resistance at high temperature]
The encapsulant sheet evaluation sample used for evaluation of transparency used in Evaluation Example 1 was also used as a material for evaluating light resistance at high temperature. Each of these samples was subjected to an irradiation test for 1000 hours under the conditions of an irradiance of 180 W/m 2 , a black panel temperature (BPT) of 110° C. and a humidity of 50%, using an Atlas Weatherometer Ci4000 manufactured by Toyo Seiki Seisakusho. The light resistance test conducted in Evaluation Example 2 above was carried out, and then the following tensile stress test was carried out to evaluate the light resistance of each encapsulant sheet at high temperatures.
(Tensile stress test method)
: A sheet of encapsulant cut into a length of 50 mm and a width of 10 mm was pressed with a jig at an upper and lower 10 mm of a peeling tester (Tensilon universal tester RTF-1150-H), a chuck distance of 30 mm, and a pulling speed of 50 mm/ A tensile test of min was performed to measure the tensile stress of the encapsulant sheet. The evaluation criteria are as follows. The evaluation results are shown in Table 1 "Light resistance".
(Evaluation criteria)
A: The tensile stress is 3.0 MPa or more B: The tensile stress is 1.0 MPa or more and less than 3.0 MPa C: The tensile stress is less than 1.0 MPa
表1より、本発明の封止材シートは、ポリエチレンをベース樹脂とし、透明性に優れ、尚且つ、極めて高度な耐光性を有する太陽電池モジュール用の封止材シートであることが分かる。 From Table 1, it can be seen that the encapsulant sheet of the present invention is a encapsulant sheet for a solar cell module, which has polyethylene as a base resin and has excellent transparency and extremely high light resistance.
1 太陽電池モジュール
2 ガラス保護基板
3 前面封止材
4 太陽電池素子
5 背面封止材
6 裏面保護シート
1
Claims (5)
ポリエチレン系樹脂をベース樹脂とし、
分子量1000以上の高分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤を、前記封止材シートの樹脂成分中に0.02質量%以上0.20質量%以下の割合で含有し、
分子量1000未満の低分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤を、前記封止材シートの樹脂成分中に0.02質量%以上0.20質量%以下の割合で含有し、
前記高分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤のSP値が9.5(cal/cm3)1/2以上10.2(cal/cm3)1/2以下であり、
低分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤のSP値が8.6(cal/cm3)1/2以上10.6(cal/cm3)1/2以下であり、
前記ベース樹脂と、前記高分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤とのSP値の差の絶対値が、1.0(cal/cm3)1/2以上1.6(cal/cm3)1/2以下であり、
前記ベース樹脂と、前記低分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤とのSP値の差の絶対値が、0.5(cal/cm3)1/2以上2.0(cal/cm3)1/2以下である、封止材シート。 A sealing material sheet for a solar cell module,
With polyethylene resin as the base resin,
A high molecular weight type hindered amine light stabilizer having a molecular weight of 1000 or more is contained in the resin component of the encapsulant sheet in a proportion of 0.02% by mass or more and 0.20% by mass or less,
A low molecular weight hindered amine light stabilizer having a molecular weight of less than 1000 is contained in the resin component of the encapsulant sheet in a proportion of 0.02% by mass or more and 0.20% by mass or less,
The high molecular weight hindered amine light stabilizer has an SP value of 9.5 (cal/cm 3 ) 1/2 or more and 10.2 (cal/cm 3 ) 1/2 or less,
The SP value of the low molecular weight hindered amine light stabilizer is 8.6 (cal/cm 3 ) 1/2 or more and 10.6 (cal/cm 3 ) 1/2 or less,
The absolute value of the difference in SP value between the base resin and the high molecular weight type hindered amine light stabilizer is 1.0 (cal/cm 3 ) 1/2 or more and 1.6 (cal/cm 3 ) 1/ 2 or less,
The absolute value of the difference in SP value between the base resin and the low molecular weight hindered amine light stabilizer is 0.5 (cal/cm 3 ) 1/2 or more and 2.0 (cal/cm 3 ) 1/ An encapsulant sheet of 2 or less.
低分子量タイプのヒンダードアミン系耐光安定剤が、N−OR型のヒンダードアミン系耐光安定剤である、請求項1に記載の封止材シート。 The high molecular weight type hindered amine light stabilizer is an N—CH 3 type hindered amine light stabilizer,
The encapsulant sheet according to claim 1, wherein the low molecular weight hindered amine light stabilizer is an N-OR type hindered amine light stabilizer.
前記受光面側封止材が、請求項1から4のいずれかに記載の封止材シートである、太陽電池モジュール。
A glass protective substrate, a light-receiving surface side sealing material that is in close contact with the glass protective substrate, and a solar cell element,
A solar cell module, wherein the light-receiving surface-side encapsulant is the encapsulant sheet according to any one of claims 1 to 4.
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