CN105009305A - 太阳能电池密封材料用树脂组合物、太阳能电池密封材料用母料以及太阳能电池密封材料 - Google Patents

太阳能电池密封材料用树脂组合物、太阳能电池密封材料用母料以及太阳能电池密封材料 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于，提供一种太阳能电池密封材料用树脂组合物，其能够成型透明性良好、即使长期使用也能抑制与受光面一侧保护玻璃的密合性的降低、并且抗PID性能良好的太阳电池密封材料。本发明的太阳能电池密封材料用树脂组合物，含有乙烯共聚物以及无机离子捕集剂，并且，上述无机离子捕集剂含有从五价金属氧化物、六价金属氧化物、七价金属氧化物、磷酸金属盐所组成的组中选出的一种以上，并且相对于100重量份的上述乙烯共聚物，含有0.01～0.5重量份的上述无机离子捕集剂。

Description

太阳能电池密封材料用树脂组合物、太阳能电池密封材料用母料以及太阳能电池密封材料
技术领域
本发明涉及一种在太阳能电池密封材料的制造中使用的太阳能电池密封材料用树脂组合物以及太阳能电池密封材料用母料。另外，本发明涉及一种太阳能电池密封材料以及太阳能电池组件。
背景技术
从生态学的观点出发，太阳能发电***(下面，也称作太阳能电池)作为清洁能源而被广泛使用，并且以进一步提高太阳能电池效率、延长使用寿命等为目标的技术开发也正在推进。
太阳能电池是由多个太阳能电池组件组合而成，但是，组装在太阳能电池组件中的发电元件是通过使用硅等半导体以将太阳光能直接转换为电能从而进行发电。但是，若上述半导体直接与外部空气接触，则发电功能会降低，因此，使用太阳能电池密封材料(下面，也称作密封材料)包覆发电元件来进行保护。作为上述密封材料，目前，从低成本、透明性以及对发电元件的粘合性等观点出发，使用交联乙烯-醋酸乙烯树脂(下面，也称作EVA)。但是，由于EVA不具有高绝缘性，因此，发电时产生的漏电电流、各种离子会移动至上述半导体，从而引起对半导体造成不良影响的问题。
另外，近年来各地都在设置巨型太阳能发电站等大规模的太阳光发电***，但是，为减少发电电流的传导损失，将***电压提高至600～1000V左右再进行输送的高电压化技术正在推进。由于上述高电压化，导致太阳能电池组件内的框架和半导体间的电位差变大。另外，受光面一侧的保护玻璃与密封材料相比，其体积电阻率较低，因此，在发电元件与受光面一侧的保护玻璃之间，其电位差也变大，从而构建了易于向半导体元件方向传导电流的环境。除此之外，由于高电压化，玻璃中含有的Na成分作为Na+而发生解离。而且，上述Na+向玻璃内、玻璃/密封材料以及密封材料/半导体元件的方向移动，随着时间推移，Na+在发电元件表面累积，会产生妨碍半导体元件的电子移动的劣化现象。另外，Na+移动时会在各个界面析出，从而产生密封材料等保护部件表面剥离的劣化现象。将上述由于太阳能电池组件的高电压化而导致的太阳能电池组件以及半导体元件发生劣化、使转换效率降低的现象称作PID(潜在诱导降解：Potential Induced Degradation)现象。
虽然不将改善PID现象作为直接目的，但是增加密封材料的体积电阻率的研究正在进行。在专利文献1中公开了配合有与硅原子直接结合的官能团的碳原子数为4以下的硅烷偶联剂的密封材料。另外，在专利文献2及3中公开了使用乙烯-α烯烃共聚物等聚烯烃树脂来替代EVA的密封材料。另外，在专利文献4中公开了配合有煅烧高岭石而成的偏高岭土的密封材料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-54766号公报；
专利文献2：日本特开2006-210906号公报；
专利文献3：国际公开第2012/046456号；
专利文献4：日本特开2013-64115号公报。
发明内容
发明要解决的课题
但是，若使用聚烯烃树脂，虽然体积电阻率高，但由于制造时所配合的添加剂的作用，使抗PID性能变低，而且配合有偏高岭土的密封材料存在透明性不足的问题。因此，期待一种透明性优越，并且抗PID性能良好，进而密合性优越的密封材料。
本发明是鉴于上述背景而完成的，其目的在于，提供一种能够成型透明性良好、即使在长期使用的情况下也能抑制与受光面一侧保护玻璃的密合性的降低、而且抗PID性能良好的太阳能电池密封材料的太阳能电池密封材料用树脂组合物及太阳能电池密封材料用母料、以及太阳能电池密封材料。
解决课题的方法
本发明人等反复进行了精心研究，其结果发现，在如下方案中能够解决上述课题，从而完成了本发明。
[1]一种太阳能电池密封材料用树脂组合物，其中，
其含有乙烯共聚物以及无机离子捕集剂，并且所述无机离子捕集剂含有从由五价金属氧化物、六价金属氧化物、七价金属氧化物、磷酸金属盐所组成的组中选出的一种以上，
并且，其相对于100重量份的所述乙烯共聚物含有0.01～0.5重量份的所述无机离子捕集剂。
[2]如[1]中记载的太阳能电池密封材料用树脂组合物，其中，上述无机离子捕集剂的平均粒径是0.01～100μm。
[3]如[1]或[2]中记载的太阳能电池密封材料用树脂组合物，其中，上述五价金属是锑。
[4]如上述[1]～[3]中的任意1项中记载的太阳能电池密封材料用树脂组合物，其中，上述磷酸金属盐中使用的金属是从锆、铋、钛、锡以及钽中选出的至少一种。
[5]一种太阳能电池密封材料用母料，其用于对相对于100重量份的乙烯共聚物含有0.01～0.5重量份的无机离子捕集剂的太阳能电池密封材料进行成型，其中，
其含有乙烯共聚物以及无机离子捕集剂，并且所述无机离子捕集剂含有从由五价金属氧化物、六价金属氧化物、七价金属氧化物、磷酸金属盐所组成的组中选出的一种以上，
并且，其相对于100重量份的所述乙烯共聚物含有0.01～20重量份的所述无机离子捕集剂。
[6]如[5]中记载的太阳能电池密封材料用母料，其中，其形成为颗粒(pellet)状。
[7]一种太阳能电池密封材料，其是由含有[1]～[4]中记载的太阳能电池密封材料用树脂组合物或[5]或[6]中记载的太阳能电池密封材料用母料的混合物成型而成。
[8]本发明的太阳能电池组件具有[7]中记载的太阳能电池密封材料。
发明效果
本发明的无机离子捕集剂与乙烯共聚物分散性良好，因此，本发明的太阳能电池密封材料的透明性及密合性良好。另外，太阳能电池密封材料由于配合了无机离子捕集剂，可捕捉阳离子，从而固定阳离子的效果较大，因此，可提高太阳能电池密封材料的绝缘性并且得到良好的抗PID性能。
根据本发明，能够提供一种太阳能电池密封材料用树脂组合物及太阳能电池密封材料用母料，其能够成型透明性良好、即使在长期使用的情况下也能抑制与受光面一侧保护玻璃的密合性的降低、而且抗PID性能良好的太阳能电池密封材料。
附图说明
图1是表示太阳能电池组件的一个实例的截面的示意图。
图2是表示对剥离强度试验的试样进行说明的截面的示意图。
图3是表示抗PID性能试验中使用的试样的截面的示意图。
图4是说明用来表示抗PID性能试验的Isc值(短路电流的值)以及Pm值(最大输出)的I-V曲线图的一个实例的图。
具体实施方式
下面，详细说明本发明。此外，在本说明书中，“任意数A以上、任意数B以下”以及“任意数A～任意数B”的记载是指数A以及大于数A的范围且数B以及小于数B的范围。
本发明的太阳能电池密封材料用树脂组合物，含有乙烯共聚物以及无机离子捕集剂。太阳能电池密封材料用树脂组合物(下面，也称作树脂组合物)，优选成型成片状后作为太阳能电池密封材料来使用。进而，优选使用一对太阳能电池密封材料对发电元件进行夹持、密封(包覆)，由此，作为构成太阳能电池组件的太阳能电池密封材料来使用。
[乙烯共聚物]
在本发明中，乙烯共聚物是聚合两种以上的单体的混合物而成的共聚物。对于上述乙烯共聚物而言，只要用于聚合的单体中的至少一种为乙烯单体即可，也可使二烯单体、丙烯、α-烯烃等进行共聚合。具体而言，可举出乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯系多元共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯系多元共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯系多元共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯系多元共聚物、乙烯-甲基丙烯酸乙酯系多元共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-4-甲基-1-戊烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物、乙烯-1-辛烯共聚物、乙烯-丙烯-二环戊二烯共聚物、乙烯-丙烯-5-亚乙基-2-降冰片烯共聚物、乙烯-丙烯-1，6-己二烯共聚物等。在这些之中，从透明性、复合性(层叠性)方面出发，优选EVA，更优选使用了15～40重量％的醋酸乙烯酯的EVA，进一步优选使用了25～35重量％的醋酸乙烯酯的EVA。
对于上述乙烯共聚物而言，若从成型性、机械强度等方面考虑，优选熔体流动速率(依据JIS K7210)为0.1～60g/10分钟，更优选为0.5～45g/10分钟。此外，熔体流动速率也称作MFR。
[无机离子捕集剂]
在本发明中，配合有无机离子捕集剂的密封材料，通过增加体积电阻率而提高绝缘性能。进而，由于上述无机离子捕集剂能够捕捉到使绝缘性能以及抗PID性能降低的导电性物质(离子以及自由基等)，因此，能获得良好的抗PID性能。对于上述导电性物质，可举出乙烯共聚中的水解物离子(H+)、由玻璃电解产生的Na+离子、来源于稳定剂中的金属离子(例如，Ca2+、Zn2+、Mg2+)等阳离子。无机离子捕集剂，例如，捕捉到上述金属离子，则可通过离子交换反应即可生成难溶于水的磷酸金属盐、含有金属的含氧阴离子盐，因此，能得到具有高体积电阻率以及良好的抗PID性能的密封材料。
上述无机离子捕集剂优选在水存在下表现出阳离子交换特性的不溶性无机化合物。具体而言，其是从五价金属氧化物、六价金属氧化物、七价金属氧化物、磷酸金属盐所组成的组中选出的一种以上的化合物。此外，五价金属氧化物、六价金属氧化物以及七价金属氧化物也包括水合氧化物。
对上述五价金属氧化物而言，例如，可举出五氧化钒、水合五氧化钒、钒酸钛、钒酸铝、钒酸锆、磷钒酸、钒钼酸、亚铁氰化钒、五氧化铌、水合五氧化铌、五氧化钽、水合五氧化钽、五氧化锑、水合氧化锑(V)。
对上述六价金属氧化物而言，例如，可举出锑钨酸、锑酸钛、锑酸锆、锑酸锡、锑酸铁、锑酸铝、锑酸铬、锑酸钽、锑酸锰、锑酸铋、磷锑酸、锑钼酸。
对上述七价金属氧化物而言，例如，可举出通过酸处理使碱金属离子或者碱土类金属离子溶出而得到的高锰酸钾、高锰酸钙、高锰酸铝等。
另外，上述无机离子捕集剂优选含有五价金属氧化物、六价金属氧化物或者七价金属氧化物的矿物。作为具体例，可举出将天然锑矿石以及锑华矿石等进行粉碎，形成粉末的方式。
对上述磷酸金属盐而言，例如，可举出磷酸锆、磷酸铋、磷酸钛、磷酸锡、磷酸钽等。作为磷酸金属盐的金属，优选是从锆、铋、钛、锡以及钽中选出的至少一种金属。
无机离子捕集剂能够单独使用1种或者结合2种以上进行使用。
上述无机离子捕集剂，不含有主要进行阴离子交换的化合物。作为进行阴离子交换的无机离子捕集剂，例如，可举出水滑石、铅羟基磷灰石、镉羟基磷灰石、水滑石、三氧化铋、五氧化铋、水合氧化铋(III)、水合氧化铋(V)以及水合氧化硝酸铋(III)等。但是，只要是在能够解决本发明的课题的范围内，不妨碍对上述化合物结合使用。
上述无机离子捕集剂的平均粒径优选为0.1～100μm，更优选为0.1～50μm，进一步优选为0.1～30μm。通过将平均粒径设在0.1～100μm的范围内，能够获得导电性物质的捕捉效率以及密合性更高的密封材料。此外，平均粒径是根据电子显微镜的放大照片(千倍～1万倍左右)对10～20个左右的粒径进行平均而得到的数值。
对于上述无机离子捕集剂而言，优选相对于100重量份的乙烯共聚物而配合0.01～5重量份的无机离子捕集剂，更优选配合0.01～1重量份的无机离子捕集剂，进一步优选配合0.1～0.5重量份的无机离子捕集剂。通过配合0.01～5重量份的无机离子捕集剂，更易于同时满足高水准的透明性和抗PID性能，使密合性更难降低。另外，通过将配合量设为1重量份以下，可进一步改善其透明性，进而，通过将配合量设为0.5重量份以下，能够实现特别优越的透明性。另外，树脂组合物也可以是高浓度地配合有无机离子捕集剂的太阳能电池密封材料用母料。在此情况下，优选相对于100重量份的乙烯共聚物而配合1～20重量份的无机离子捕集剂，更优选配合1～10重量份。将树脂组合物作为母料进行制造后，若用其制造密封材料，则能够将无机离子捕集剂更均匀地分散在密封材料中。最终，密封材料中的无机离子捕集剂优选相对于100重量份的乙烯共聚物为0.01～1重量份。
另外，上述无机离子捕集剂的BET比表面积优选为5～200m2/g，更优选10～100m2/g。通过将比表面积设在5～200m2/g的范围内，更能够捕捉导电性物质，因此，可进一步提高透明性，并且密合性更难以降低。
[太阳能电池密封材料用树脂组合物]
本发明的太阳能电池密封材料用树脂组合物，在含有乙烯共聚物以及无机离子捕集剂的基础上，作为任意成分，能够配合交联剂、交联助剂、硅烷偶联剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂、光扩散剂、波长转换剂、着色剂、分散剂、以及防燃剂等添加剂。另外，上述任意成分也能够在制造密封材料时另行配合。
上述交联剂是用来防止乙烯-醋酸乙烯共聚物在高温使用下发生热变形。交联剂优选有机过氧化物。具体而言，例如，可举出叔丁基过氧化异丙基碳酸酯、叔丁基过氧化2-乙基己基异丙基碳酸酯、叔丁基过氧化乙酸酯、叔丁基异丙苯基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷、二叔丁基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己炔-3、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷、1,1-二(叔己基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-二(叔丁基过氧)环己烷、1,1-二(叔己基过氧)环己烷、1,1-二(叔戊基过氧)环己烷、2,2-二(叔丁基过氧)丁烷、甲基乙基酮过氧化物，2,5-二甲基己基-2,5-二过氧化苯甲酸酯、叔丁基过氧化氢、对薄荷烷过氧化氢、过氧化二苯甲酰、对氯过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化异丁酸酯、正丁基-4,4-二(叔丁基过氧)戊酸酯、乙基-3,3-二(叔丁基过氧)丁酸酯、羟基庚基过氧化物、环己酮过氧化物(ジクロヘキサノンパーオキサイド)、1,1-二(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、正丁基-4,4-二(叔丁基过氧)戊酸酯、以及2,2-二(叔丁基过氧)丁烷等。
对交联剂而言，优选相对于100重量份的乙烯共聚物，配合0.05～3重量份。
上述交联助剂是为使交联剂的交联反应能有效进行而使用。交联助剂优选是如聚烯丙基化合物、聚丙烯酰氧基化合物的不饱和化合物。具体而言，例如，可举出三烯丙基三聚异氰酸酯、三烯丙基氰尿酸酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、富马酸二烯丙酯、马来酸二烯丙酯、乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯以及三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯等。
对交联助剂而言，优选相对于100重量份的乙烯共聚物配合0.05～3重量份。
上述硅烷偶联剂是用来使对受光面一侧的保护玻璃、发电元件等的密合性提高。硅烷偶联剂是具有乙烯基、丙烯酰氧基以及甲基丙烯酰基等的官能团、以及如烷氧基的水解性官能团的化合物。具体而言，例如，可举出乙烯基三氯硅烷、乙烯基三(β甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷，以及γ-氯丙基三甲氧基硅烷等。
对硅烷偶联剂而言，优选相对于乙烯共聚物和无机离子捕集剂的合计100重量份，配合0.05～3重量份。
上述紫外线吸收剂是为使耐候性能提高而使用。紫外线吸收剂优选二苯甲酮系化合物、苯并***系化合物、三嗪系化合物、水杨酸酯系化合物等。作为具体例，可举出2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-2'-羧基二苯甲酮、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正十二烷氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正十八烷氧基二苯甲酮、2-羟基-4-苄氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-5-磺基二苯甲酮、2-羟基-5-氯二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、2,2'-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮、2,2'，4,4'-四羟基二苯甲酮、2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并***、2-(2-羟基-5-叔丁基苯基)苯并***、2-(2-羟基-3,5-二甲基苯基)苯并***、2-(2-甲基-4-羟基苯基)苯并***、2-(2-羟基-3-甲基-5-叔丁基苯基)苯并***、2-(2-羟基-3,5-二-叔丁基苯基)苯并***、2-(2-羟基-3,5-二甲基苯基)-5-甲氧基-苯并***、2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并***、2-(2-羟基-5-叔丁基苯基)-5-氯苯并***、2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)苯酚、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-(己氧基)苯酚、水杨酸苯酯以及水杨酸对辛基苯基酯等。
对紫外线吸收剂而言，优选相对于100重量份的乙烯共聚物配合0.01～3重量份。
上述光稳定剂用来使耐候性能提高，而且若与紫外线吸收剂同时使用可进一步提高耐候性。光稳定剂优选受阻胺系化合物。作为具体例，可举出琥珀酸二甲酯-1-(2-羟乙基)-4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶缩聚物、聚[{6-(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基-1,3,5-三嗪-2,4-二基}{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}六亚甲基{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}]、N，N'-双(3-氨基丙基)乙二胺-2,4-双[N-丁基-N-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)氨基]-6-氯-1,3,5-三嗪缩合物、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(ビス(2，2，6，6-テ卜ラメチル-4-ピペリジル)セパレート)，以及2-(3,5-二-叔-4-羟基苄基)-2-正丁基丙二酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)等。
对光稳定剂而言，优选相对于100重量份的乙烯共聚物配合0.01～3重量份。
上述抗氧化剂用来使高温下的稳定性提高。抗氧化剂优选单酚系化合物、双酚系化合物、高分子型酚系化合物、硫系化合物、磷酸系化合物等。作为具体例，可举出2,6-二-叔丁基-对甲酚、丁基羟基苯甲醚、2,6-二-叔丁基-4-乙基苯酚、2,2'-亚甲基-双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2'-亚甲基-双-(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、4,4'-硫代双-(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4'-亚丁基-双-(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、3,9-双[{1,1-二甲基-2-{β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基}乙基}2,4,8,10-四氧杂螺]5,5-十一烷、1,1,3-三-(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)苯、四-{亚甲基-3-(3'，5'-二-叔丁基-4'-羟基苯基)丙酸酯}甲烷、双{(3,3'-双-4'-羟基-3'-叔丁基苯基)丁酸}甘醇酸酯、硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸二肉豆蔻基酯、硫代丙酸二硬脂基酯、亚磷酸三苯酯、亚磷酸二苯基异癸基酯、亚磷酸苯基二异癸基酯、4,4'-亚丁基-双-(3-甲基-6-叔丁基苯基-二-十三烷基)亚磷酸酯、环状新戊烷四基双(十八烷基亚磷酸酯)、三-二苯基亚磷酸酯，二异癸基季戊四醇二亚磷酸酯、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷酰杂菲-10-氧化物、10-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷酰杂菲-10-氧化物、10-癸氧基-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷酰杂菲、环状新戊烷四基双(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、环状新戊烷四基双(2,6-二-叔-甲基苯基)亚磷酸酯以及2,2-亚甲基双(4,6-叔丁基苯基)辛基亚磷酸酯等。
对抗氧化剂而言，优选相对于100重量份的乙烯共聚物配合0.05～3重量份。
本发明的太阳能电池密封材料用树脂组合物，能够通过将乙烯共聚物和无机离子捕集剂投入亨舍尔混合机或超级混合机等一般性的高剪切型混合机中进行混合后、使用二辊、三辊、加压式捏合机、班伯里混合机，单螺杆混炼挤出机或双螺杆混炼挤出机等进行熔融混炼、从而挤出成型成颗粒状而得到。另外，也能够在上述熔融混炼后加工成片状后，再成型为颗粒状。
本发明的太阳能电池密封材料，能够通过使用T型模挤出机、压延成型机等一般性成型机使上述太阳能电池密封材料用树脂组合物或太阳能电池密封材料用母料成型成片状而进行制造。上述成型时，也能够配合交联剂、交联助剂、硅烷偶联剂、紫外线吸收剂、光稳定剂以及抗氧化剂来进行成型。
上述密封材料的厚度优选是约0.1～2mm。
使用图1来说明本发明的太阳能电池组件的结构的一个实例。图1的太阳能电池组件，能够通过从太阳一侧按照受光面一侧保护玻璃11、太阳能电池密封材料12A、发电元件13、太阳能电池密封材料12B、背面保护部件14的顺序重叠，并进行加热、压接来制造。
至少在太阳能电池密封材料12A中使用本发明的太阳能电池密封材料。背面保护部件14优选是玻璃、或者由聚氟乙烯膜夹持着铝的构成的片材、或者是由抗水解性聚对苯二甲酸乙二醇酯膜夹持着铝的构成的片材等。另外，通常，可使用真空层压机进行加热、加压。此外，本发明的太阳能电池组件并不受图1的构成的限制。
上述发电元件，能够使用单晶硅、多晶硅、非晶硅等的硅系；镓-砷、铜-铟-硒、镉-碲等I-V族、II-VI族化合物半导体系、有机薄膜半导体系等的各种太阳能电池元件。
实施例
下面，示出本发明的实施例来进一步说明详细，但本发明并不受其限定。示例中，“份”是指“重量份”，“％”是指“重量％”。
实施例中使用的原料如下所示。
<乙烯共聚物>
(A-1)EVA(醋酸乙烯酯含量：28重量％、MFR：20g/10分钟)
(A-2)EVA(醋酸乙烯酯含量：33重量％、MFR：14g/10分钟)
<填充料>
(B-1)无机离子捕集剂(无机阳离子交换剂，IXE-100(磷酸锆盐)，东亚合成社制，平均粒径：1.0μm)
(B-2)无机离子捕集剂(无机阳离子交换剂，IXE-300(氧化锑和锑酸金属盐的混合物)，东亚合成社制，平均粒径：0.5μm)
(B-3)水合高岭土(白陶土，ASP-200，东新化成社制，平均粒径：0.4μm)
(B-4)水滑石(NAOX-91N，户田工业社制，平均粒径：0.15μm)
(B-5)离子交换剂(无机阴离子交换剂，IXE-700F，东亚合成社制，平均粒径：1.5μm)
(B-6)三氧化二铋(202827，日本西格玛奥德里奇(シグマアルドリッチジャパン)社制，平均粒径：7.0μm)
(实施例1)
[太阳能电池密封材料用母料的制造]
(A-1)将95份的EVA以及5份的(B-1)无机离子捕集剂放入超级混合机中(川田社(カワタ社)制)，在温度为25℃、时间为3分钟的条件下搅拌，从而得到混合物。接着，将上述混合物放入双螺杆挤出机(由普拉空公司(日本プラコン社)制造)中，进行挤出，并使用造粒机进行切割，由此，得到太阳能电池密封材料用母料。
另外，使用91.25份的(A-1)EVA、8.75份的光稳定剂，并通过与上述相同的方法得到稳定剂母料。
另外，使用85份的(A-1)EVA、5份的交联剂、5份的交联助剂、硅烷偶联剂，并通过与上述相同的方法得到交联剂母料。
[太阳能电池密封材料的制造]
使用得到的太阳能电池密封材料用母料、稳定剂母料、交联剂母料以及稀释用的(A-1)EVA进行配制以达到(A-1)EVA为99.9份、(B-1)无机离子捕集剂为0.1份的比率，从而得到混合物。接着，将上述混合物放入T型模挤出机后，在110℃温度挤出成型成片状，由此，制成厚度为0.5mm的太阳能电池密封材料。此外，太阳能电池密封材料所含的原料如下所述，对上述原料的配合量而言，相对于100重量份的EVA进行配合以达到如下的量。
(原料)
交联剂：2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷0.6份；
交联助剂：三烯丙基三聚异氰酸酯0.6份；
硅烷偶联剂：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.6份；
光稳定剂：N，N'-双(3-氨基丙基)乙二胺-2,4-双[N-丁基-N-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)氨基]-6-氯-1,3,5-三嗪缩合物0.4份。
[太阳能电池组件的制造]
使用得到的太阳能电池密封材料制备太阳能电池密封材料12A以及太阳能电池密封材料12B。接着，将太阳能电池密封材料12A、发电元件13、太阳能电池密封材料12B按顺序重叠，进而，如图1所示，使用厚度为3mm的受光面一侧保护玻璃11以及背面保护部件14进行层叠后，投入真空层压机中，在真空下、145℃、17分钟的条件下进行加热以及加压以使密封材料交联，由此，制成太阳能电池组件。此外，真空层压机使用LM-50×50-S(爱披西公司(エヌ·ピー·シー社)制)。
(实施例2～8、比较例1～5)
将实施例1中的乙烯共聚物以及填充料变更为表1以及表2中的原料和配合量，除此之外，在和实施例1相同的条件下进行，由此，得到实施例2～8以及比较例1～5的太阳能电池密封材料以及太阳电池组件。此外，表1以及表2中表示的配合量为重量份。
表1
表2
[外观评价]
在和上述相同的条件(145℃，17分钟)下，使用上述真空层压机对得到的太阳能电池密封材料进行加热加压以交联密封材料，由此，得到试样。对得到的试样，使用雾度计(BYK Gardner社制)测定其全光线透过率以及雾度，由此，进行外观评价。
[剥离强度]
通过测定剥离强度以进行密合性的评价。
首先，示出图2以对测定试样的制作方法进行说明。使用得到的太阳能电池密封材料制备太阳能电池密封材料22。如图2所示，将厚度为3mm的玻璃板21、太阳能电池密封材料22、剥离处理面朝向下面的剥离性片23、以及厚度为100μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜24依次重叠以得到叠层体20。使用上述真空层压机，在和上述同样的条件(145℃，17分钟)下对叠层体20进行加热加压，由此，交联密封材料。此外，剥离性片的长度是叠层体20的全长的一半，而且，对于叠层体20全长的60％的部分，聚对苯二甲酸乙二醇酯膜24不和太阳能电池密封材料22密接。
接着，将叠层体20切割成宽度为1cm的条状并作为试样。将上述试样在温度为23℃、相对湿度为50％的环境下静置24小时，然后，在剥离速度为100mm/分钟、剥离角为180°的条件下测定剥离强度。此外，将图2的上侧设为上面，下侧设为下面。剥离强度是根据JIS K6854-2进行测定。
[体积电阻率]
在和上述相同的条件(145℃，17分钟)下，使用上述真空层压机对得到的太阳能电池密封材料进行加热加压以交联密封材料，由此，得到试样。对上述试样，使用数字超高电阻/微电流计R8340(爱德万公司(アドバンテスト社)制)对体积电阻率进行测定。
[转换效率保持率]
对于太阳能电池组件而言，首先，测量I-V特性、并计算出初始转换效率后，将上述太阳能电池组件放入已设定为85℃温度、相对湿度(RH)为85％的恒温恒湿试验机中静置1000小时，然后使用上述方法计算得到转换效率。接着，将上述太阳能电池组件放入上述恒温恒湿试验机中再在相同条件下静置1000小时后，使用上述方法计算得到转换效率。此外，转换效率是通过由入射光能和I-V特性测定而计算得到的最大输出(Pm)和发电元件的面积来计算。评价时将初始转换效率设为100，并且将初始转换效率相对于太阳能电池组件的试验后的转换效率的比例设为转换效率保持率。在I-V特性的测定中，使用牛尾派库丝公司(ウシオスペックス社)制的太阳能电池用太阳模拟器MS-180AAA以及电研公司(DENKEN社)制的太阳能电池特性检查仪DKPVT-30。另外，由I-V特性测定得到的Isc(短路电流)表示图4所示的I-V特性曲线图中的电压为0V时的电流值。另外，Voc(开路电压)表示电流值为0A时的电压值、Pm(最大输出)表示电流值和电压值的乘积的最大值。
[抗PID性能]
使用如下方法进行PID试验，从而对抗PID性能进行评价。首先，制作图3所示的太阳能电池组件。具体而言，将厚度为3mm的受光面一侧保护玻璃31、太阳能电池密封材料32A、发电元件33、太阳能电池密封材料32B、背面保护部件34依次重叠后，在和上述相同的条件下，使用上述真空层压机进行加热压接，从而得到太阳能电池组件，进而将其固定在金属框架35上。接着，如图3所示，将发电元件作为负极、金属框架作为正极，对正输出端子以及负输出端子进行布线，由此，制作试样。然后，对于试验前的试样，测定其初始I-V特性(Isc以及Pm)以及漏电电流，由此，在全部的实施例以及比较例中确认了初始漏电电流为0A。
此外，I-V特性是使用太阳能电池用太阳模拟器MS-180AAA(牛尾派库丝公司(ウシオスペックス社)制)以及太阳能电池特性检查仪DKPVT-30(电研公司(DENKEN社)制)进行了测定。
另外，对于漏电电流而言，将发电元件设为负极、框架设为正极，依此设置输出端子，并施加1000V的电压，由此，测定从框架经过密封材料而流向发电元件的电流值。
接着，在下述条件下对上述试样进行PID试验，从而测定了试验后的I-V特性以及漏电电流。Pm保持率＝(初始Pm值/试验后的Pm值)×100
(抗PID试验条件)
在温度为60℃、相对湿度为85％的环境下，施加1000V电压，经过96小时。
此外，为使PID现象加强，上述测定是在用水覆盖受光面一侧保护玻璃、并且进一步提高发电元件和受光面一侧保护玻璃的电位差的基础上进行的。
表3
表4
根据表3可知，在本发明的实施例中，得到了体积电阻率为3.56×1015Ω·m以上的值，得到了1015数量级的高体积电阻率。另一方面，在没有添加本发明的无机离子捕集剂的比较例中，体积电阻率均为1014数量级，可知体积电阻率低了一个数量级。
另外，通过本实施例，全光线透过率达到87％以上，而且，得到了雾度值为5.21％以下的值，可知其透明性优越。即，可知得到全光线透过率超过85％且雾度值低于5.5％的良好结果。另一方面，在没有添加本发明的无机离子捕集剂的比较例中，虽然均得到87％以上的全光线透过率，但对于雾度值而言，在比较例2、3、5中，其结果均为5.5％以上。
另外，通过本实施例可知，剥离强度达到113.2N以上，得到了高于110N的剥离强度。另一方面，在没有添加本发明的无机离子捕集剂的比较例中，除了没有加入具有离子捕捉功能的添加剂的比较例1以外，均得到剥离强度为110N以下的结果。
进而，通过本实施例可知，2000小时后的转换效率保持率达到99.8％以上，得到了超过99％的结果。另一方面，在没有添加本发明的无机离子捕集剂的比较例中，虽然2000小时后的转换效率保持率均保持在90％上下，但与本实施例相比整体较低。
根据表4可知，本实施例具有优越的抗PID特性。特别是在PID试验后的Pm保持率以及漏电电流的评价中，与比较例相比，获得了优越的效果。具体而言，在本实施例中，PID试验后的Pm保持率达到99.0％以上，且得到超过95％的Pm保持率。与此相对，在比较例中，Pm保持率均低于90％(例如，比较例2的Pm保持率为65.6％，比较例5的Pm保持率为8.4％)。
另外，在本实施例中，PID试验后的漏电电流为0.26μA以下，得到了低于0.3μA的结果。与此相对，在比较例中，对于PID试验后的漏电电流而言，即使在值为最低的比较例4中也得到2.67μA，可知得到了高一个数量级的漏电电流。
在没有加入具有离子捕捉功能的添加剂的比较例1中，如表3所示，虽然透明性、剥离强度优越，但是PID试验后的评价中存在问题。另外，可知，在使用了不包含在本发明中的比较例2～5的无机离子捕集剂(具有阴离子捕捉功能的无机离子捕集剂)的情况下，雾度值降低，密合性也降低。另外，在PID试验后评价中，也得到了逊于本实施例的结果。
通过采用使用了本发明的无机离子捕集剂的太阳能电池密封材料用树脂组合物以及太阳能电池密封材料用母料，能够提供满足：1)透明性、2)密合性、3)体积电阻率、4)转换效率保持率、5)PID试验后评价的全部特性的太阳能电池用密封材料。
本申请主张以2014年1月20日提出的日本专利申请特愿2014-008045号为基础的优先权，其公开的全部并入此处。
附图标记的说明
11：受光面一侧保护玻璃；
12A：(受光面一侧)太阳能电池密封材料；
12B：(背面一侧)太阳能电池密封材料；
13：发电元件；
14：背面保护部件；
20：叠层体；
21：玻璃板；
22：太阳能电池密封材料；
23：剥离性片；
24：聚对苯二甲酸乙二醇酯片
31：受光面一侧保护玻璃；
32A：太阳能电池密封材料；
32B：太阳能电池密封材料；
33：发电元件；
34：背面保护部件；
35：金属框架；
41：Isc(短路电流)；
42：Voc(开路电压)；
43：Pm(最大输出)。

Claims (5)

1.一种太阳能电池密封材料用树脂组合物，其中，
其含有乙烯共聚物以及无机离子捕集剂，并且所述无机离子捕集剂含有从由五价金属氧化物、六价金属氧化物、七价金属氧化物、磷酸金属盐所组成的组中选出的一种以上，
并且，其相对于100重量份的所述乙烯共聚物含有0.01～0.5重量份的所述无机离子捕集剂。
2.如权利要求1所述的太阳能电池密封材料用树脂组合物，其中，所述无机离子捕集剂的平均粒径是0.01～100μm。
3.一种太阳能电池密封材料用母料，其用于对相对于100重量份的乙烯共聚物含有0.01～0.5重量份的无机离子捕集剂的太阳能电池密封材料进行成型，其中，
其含有乙烯共聚物以及无机离子捕集剂，并且所述无机离子捕集剂含有从由五价金属氧化物、六价金属氧化物、七价金属氧化物、磷酸金属盐所组成的组中选出的一种以上，
并且，其相对于100重量份的所述乙烯共聚物含有0.01～20重量份的所述无机离子捕集剂。
4.一种太阳能电池密封材料，其是对含有权利要求1或2所述的太阳能电池密封材料用树脂组合物或权利要求3所述的太阳能电池密封材料用母料的混合物进行成型而成。
5.一种太阳能电池组件，其具备权利要求4所述的太阳能电池密封材料。
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