JP2001089616A - 重合体組成物及びその用途 - Google Patents
重合体組成物及びその用途Info
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- B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
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- Photovoltaic Devices (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 過酸化物やシランカップリング剤を使用
しなくても太陽電池モジュールの上部透明保護材、下部
基板保護材及び太陽電池素子に対して優れた接着性を示
し、かつ、透明性、耐熱性に優れた太陽電池素子封止材
料を提供すること、及びそれによる太陽電池モジュール
製造工程の改善。 【解決手段】 不飽和カルボン酸含量が４重量％以上で
あって、融点が８５℃以上のエチレン・不飽和カルボン
酸共重合体又はそのアイオノマー１００重量部に対し、
該共重合体又はアイオノマーとの屈折率の差異が０．１
５以下の範囲にある無機フィラー、例えばシリカ、タル
ク等の珪素化合物を１〜３０重量部配合してなる重合体
組成物、その太陽電池封止材料用途、及びそれを用いた
太陽電池モジュール。
しなくても太陽電池モジュールの上部透明保護材、下部
基板保護材及び太陽電池素子に対して優れた接着性を示
し、かつ、透明性、耐熱性に優れた太陽電池素子封止材
料を提供すること、及びそれによる太陽電池モジュール
製造工程の改善。 【解決手段】 不飽和カルボン酸含量が４重量％以上で
あって、融点が８５℃以上のエチレン・不飽和カルボン
酸共重合体又はそのアイオノマー１００重量部に対し、
該共重合体又はアイオノマーとの屈折率の差異が０．１
５以下の範囲にある無機フィラー、例えばシリカ、タル
ク等の珪素化合物を１〜３０重量部配合してなる重合体
組成物、その太陽電池封止材料用途、及びそれを用いた
太陽電池モジュール。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、透明性、接着性、
耐熱性等に優れた重合体組成物及びその用途に関する。
とりわけ太陽電池素子封止材料として好適な重合体組成
物及び太陽電池モジュールを生産性よく製造することが
可能な上記重合体組成物を用いた太陽電池素子封止材料
に関する。
耐熱性等に優れた重合体組成物及びその用途に関する。
とりわけ太陽電池素子封止材料として好適な重合体組成
物及び太陽電池モジュールを生産性よく製造することが
可能な上記重合体組成物を用いた太陽電池素子封止材料
に関する。
【０００２】
【従来の技術】クリーンなエネルギー源として注目され
ている太陽電池は、近年、一般住宅用に利用されるよう
になってきたが、未だ充分に普及するには至っていな
い。その理由として、太陽電池そのものの性能が充分優
れているとは言い難いためモジュールを大きくせざるを
得ないこと、モジュール製造における生産性が低いこ
と、その結果高価につくことなどが挙げられる。
ている太陽電池は、近年、一般住宅用に利用されるよう
になってきたが、未だ充分に普及するには至っていな
い。その理由として、太陽電池そのものの性能が充分優
れているとは言い難いためモジュールを大きくせざるを
得ないこと、モジュール製造における生産性が低いこ
と、その結果高価につくことなどが挙げられる。
【０００３】太陽電池モジュールは、一般にシリコン、
ガリウムー砒素、銅ーインジウムーセレンなどの太陽電
池素子を上部透明保護材と下部基板保護材とで保護し、
太陽電池素子と保護材とを封止材で固定し、パッケージ
化したものである。このため太陽電池素子封止材料とし
ては、透明性や上下の各保護材との接着性が良好である
ことが要求されている。
ガリウムー砒素、銅ーインジウムーセレンなどの太陽電
池素子を上部透明保護材と下部基板保護材とで保護し、
太陽電池素子と保護材とを封止材で固定し、パッケージ
化したものである。このため太陽電池素子封止材料とし
ては、透明性や上下の各保護材との接着性が良好である
ことが要求されている。
【０００４】例えば現在、太陽電池モジュールにおける
太陽電池素子の封止材料としては、柔軟性、透明性等の
観点から、酢酸ビニル含量の高いエチレン・酢酸ビニル
共重合体が使用されている。しかしながら、その耐熱
性、接着性が不足しているところから、有機過酸化物や
シランカップリング剤などを併用する必要があった。こ
の場合、これらの添加剤を配合したエチレン・酢酸ビニ
ル共重合体のシートを作成し、得られたシートを用いて
太陽電池素子を封止するという２段階の工程を採用する
必要があった。このシートの製造段階では、有機過酸化
物が分解しないような低温度での成形が必要であるた
め、押出成形速度を大きくすることができず、また太陽
電池素子の封止段階では、ラミネーターにおいて数分乃
至十数分かけての仮接着する工程と、オーブン内におい
て有機過酸化物が分解する高温度で数十分ないし１時間
かけて本接着する工程とからなる２段階の時間をかけて
の接着工程を経る必要があった。そのため太陽電池モジ
ュールの製造には手間と時間がかかり、その製造コスト
を上昇させる要因の一つとなっていた。
太陽電池素子の封止材料としては、柔軟性、透明性等の
観点から、酢酸ビニル含量の高いエチレン・酢酸ビニル
共重合体が使用されている。しかしながら、その耐熱
性、接着性が不足しているところから、有機過酸化物や
シランカップリング剤などを併用する必要があった。こ
の場合、これらの添加剤を配合したエチレン・酢酸ビニ
ル共重合体のシートを作成し、得られたシートを用いて
太陽電池素子を封止するという２段階の工程を採用する
必要があった。このシートの製造段階では、有機過酸化
物が分解しないような低温度での成形が必要であるた
め、押出成形速度を大きくすることができず、また太陽
電池素子の封止段階では、ラミネーターにおいて数分乃
至十数分かけての仮接着する工程と、オーブン内におい
て有機過酸化物が分解する高温度で数十分ないし１時間
かけて本接着する工程とからなる２段階の時間をかけて
の接着工程を経る必要があった。そのため太陽電池モジ
ュールの製造には手間と時間がかかり、その製造コスト
を上昇させる要因の一つとなっていた。
【０００５】このような問題に対し、本発明者らは特願
平１０−２９４３５４号において、有機過酸化物を使用
しなくてもガラスや金属等の保護材に対し優れた接着性
を示し、また透明性、耐熱性にも優れる代替材料とし
て、不飽和カルボン酸含量が４重量％以上であって、融
点が８５℃以上のエチレン・不飽和カルボン酸共重合体
もしくはそのアイオノマーを用いることを提案した。
平１０−２９４３５４号において、有機過酸化物を使用
しなくてもガラスや金属等の保護材に対し優れた接着性
を示し、また透明性、耐熱性にも優れる代替材料とし
て、不飽和カルボン酸含量が４重量％以上であって、融
点が８５℃以上のエチレン・不飽和カルボン酸共重合体
もしくはそのアイオノマーを用いることを提案した。
【０００６】しかしながら太陽電池使用時においては、
最高９０〜１００℃まで温度上昇することがあり、上記
提案の材料では貯蔵弾性率の低下により、封止材が流
動、変形する恐れがあった。
最高９０〜１００℃まで温度上昇することがあり、上記
提案の材料では貯蔵弾性率の低下により、封止材が流
動、変形する恐れがあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明者らは、
透明性や接着性を実質的に損なうことなく高温域での貯
蔵弾性率を向上させ、太陽電池モジュールの温度上昇時
においても流動や変形を起こし難い改良処方につき、鋭
意検討を行った。その結果、後記するような特定の無機
フィラーを適量配合することによって高温域での弾性率
が改善され、また透明性や接着性が実質的に損なわれな
いことを見出し、本発明に到達した。
透明性や接着性を実質的に損なうことなく高温域での貯
蔵弾性率を向上させ、太陽電池モジュールの温度上昇時
においても流動や変形を起こし難い改良処方につき、鋭
意検討を行った。その結果、後記するような特定の無機
フィラーを適量配合することによって高温域での弾性率
が改善され、また透明性や接着性が実質的に損なわれな
いことを見出し、本発明に到達した。
【０００８】したがって本発明の目的は、透明性、耐熱
性、接着性等に優れ、とくに太陽電池素子封止材料とし
て好適な重合体組成物を提供することにある。本発明の
他の目的は、このような重合体組成物を用いた太陽電池
素子封止材料を提供することにある。
性、接着性等に優れ、とくに太陽電池素子封止材料とし
て好適な重合体組成物を提供することにある。本発明の
他の目的は、このような重合体組成物を用いた太陽電池
素子封止材料を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、不飽和カルボ
ン酸含量が４重量％以上であって、融点が８５℃以上の
エチレン・不飽和カルボン酸共重合体又はそのアイオノ
マー１００重量部に対し、該共重合体又はそのアイオノ
マーとの屈折率の差異が０．１５以下の範囲にある無機
フィラーを１〜３０重量部配合してなる重合体組成物に
関する。本発明はまた、上記重合体組成物を用いた太陽
電池素子封止材料及びそれを用いた太陽電池モジュール
に関する。
ン酸含量が４重量％以上であって、融点が８５℃以上の
エチレン・不飽和カルボン酸共重合体又はそのアイオノ
マー１００重量部に対し、該共重合体又はそのアイオノ
マーとの屈折率の差異が０．１５以下の範囲にある無機
フィラーを１〜３０重量部配合してなる重合体組成物に
関する。本発明はまた、上記重合体組成物を用いた太陽
電池素子封止材料及びそれを用いた太陽電池モジュール
に関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明で用いられるエチレン・不
飽和カルボン酸共重合体又はそのアイオノマーは、不飽
和カルボン酸含量が４重量%以上、好ましくは５〜２０
重量％で、ＤＳＣによる融点が８５℃以上、好ましくは
９０〜１０５℃のものである。かかる共重合体又はその
アイオノマーは、エチレン・酢酸ビニル共重合体の場合
のように、コモノマー含量の高いエチレン共重合体を使
用しなくても優れた透明性を有しているという利点があ
る。
飽和カルボン酸共重合体又はそのアイオノマーは、不飽
和カルボン酸含量が４重量%以上、好ましくは５〜２０
重量％で、ＤＳＣによる融点が８５℃以上、好ましくは
９０〜１０５℃のものである。かかる共重合体又はその
アイオノマーは、エチレン・酢酸ビニル共重合体の場合
のように、コモノマー含量の高いエチレン共重合体を使
用しなくても優れた透明性を有しているという利点があ
る。
【００１１】ここに不飽和カルボン酸としては、アクリ
ル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸など
であり、とくにアクリル酸又はメタクリル酸が好まし
い。上記共重合体においては、柔軟性付与に効果的であ
るところから、ビニルエステルや（メタ）アクリル酸エ
ステルなどが共重合されたものを使用してもよいが、一
般的にはこれら共重合成分を含むものは融点が低くなる
ので、多量に含有するものは使用できない。
ル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸など
であり、とくにアクリル酸又はメタクリル酸が好まし
い。上記共重合体においては、柔軟性付与に効果的であ
るところから、ビニルエステルや（メタ）アクリル酸エ
ステルなどが共重合されたものを使用してもよいが、一
般的にはこれら共重合成分を含むものは融点が低くなる
ので、多量に含有するものは使用できない。
【００１２】不飽和カルボン酸含量が４重量％より少な
いような上記共重合体又はそのアイオノマーを使用した
場合には透明性が優れたものが得られず、また接着性に
ついても不充分なものとなる。また不飽和カルボン酸含
量が大きくなると、透明性に関してはより優れたものが
得られるが、融点が低くなったり、吸湿性が増すなどの
問題がでてくる。本発明においては融点が８５℃以上の
ものと規定しているため、その含量には自ずから限度が
ある。
いような上記共重合体又はそのアイオノマーを使用した
場合には透明性が優れたものが得られず、また接着性に
ついても不充分なものとなる。また不飽和カルボン酸含
量が大きくなると、透明性に関してはより優れたものが
得られるが、融点が低くなったり、吸湿性が増すなどの
問題がでてくる。本発明においては融点が８５℃以上の
ものと規定しているため、その含量には自ずから限度が
ある。
【００１３】本発明におけるエチレン・不飽和カルボン
酸共重合体のアイオノマーとしては、その金属種とし
て、リチウム、ナトリウムなどのアルカリ金属、カルシ
ウム、マグネシウム、亜鉛、アルミニウムなどの多価金
属などを例示することができる。このようなアイオノマ
ーを使用する利点は透明性が優れることであり、その中
和度としては、例えば８０％以下程度のものを使用する
ことが望ましいが、接着性等を勘案するとあまり中和度
の高いものを使用するのは得策ではなく、例えば中和度
が６０％以下、とくに３０％以下程度のものを使用する
のが好ましい。
酸共重合体のアイオノマーとしては、その金属種とし
て、リチウム、ナトリウムなどのアルカリ金属、カルシ
ウム、マグネシウム、亜鉛、アルミニウムなどの多価金
属などを例示することができる。このようなアイオノマ
ーを使用する利点は透明性が優れることであり、その中
和度としては、例えば８０％以下程度のものを使用する
ことが望ましいが、接着性等を勘案するとあまり中和度
の高いものを使用するのは得策ではなく、例えば中和度
が６０％以下、とくに３０％以下程度のものを使用する
のが好ましい。
【００１４】本発明においては、上記共重合体やアイオ
ノマーとして、融点が８５℃以上のものが使用される。
融点が上記範囲より低いものを使用した場合には、後述
する無機フィラーを配合しても耐熱性が充分でなく、太
陽電池素子封止材料に用いた場合、太陽電池使用時にお
ける温度上昇により変形の恐れがあり、また太陽電池モ
ジュールを加熱圧着法で製造するときに、これら封止材
料が必要以上に流れ出してバリを生じる恐れがあるので
好ましくない。
ノマーとして、融点が８５℃以上のものが使用される。
融点が上記範囲より低いものを使用した場合には、後述
する無機フィラーを配合しても耐熱性が充分でなく、太
陽電池素子封止材料に用いた場合、太陽電池使用時にお
ける温度上昇により変形の恐れがあり、また太陽電池モ
ジュールを加熱圧着法で製造するときに、これら封止材
料が必要以上に流れ出してバリを生じる恐れがあるので
好ましくない。
【００１５】上記共重合体又はそのアイオノマーとして
はまた、１９０℃、２１６０ｇ荷重におけるメルトフロ
ーレート（ＭＦＲ）が０．１〜５００ｇ／１０分、とく
に１〜２００ｇ／１０分のものを使用するのが好まし
い。ＭＦＲが低いものを使用した場合には、若干低めの
融点のものを使用しても上記のような封止材料の流れに
よるトラブルが生じ難いという利点はあるが、あまりＭ
ＦＲの低いものを使用すると加工性が悪くなる。一方、
あまりＭＦＲの高いものを使用すると、モジュール作成
時に端部からはみ出してラミネート内に付着する量が多
くなり、それを取り除く作業に手間がかかり、生産効率
が悪くなる。
はまた、１９０℃、２１６０ｇ荷重におけるメルトフロ
ーレート（ＭＦＲ）が０．１〜５００ｇ／１０分、とく
に１〜２００ｇ／１０分のものを使用するのが好まし
い。ＭＦＲが低いものを使用した場合には、若干低めの
融点のものを使用しても上記のような封止材料の流れに
よるトラブルが生じ難いという利点はあるが、あまりＭ
ＦＲの低いものを使用すると加工性が悪くなる。一方、
あまりＭＦＲの高いものを使用すると、モジュール作成
時に端部からはみ出してラミネート内に付着する量が多
くなり、それを取り除く作業に手間がかかり、生産効率
が悪くなる。
【００１６】本発明においては透明性をあまり犠牲にす
ることなく高温での貯蔵弾性率を向上させるために、上
記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体又はそのアイオ
ノマーに、該共重合体又はそのアイオノマーとの屈折率
の差異が０．１５以下、好ましくは０．１０以下の範囲
にある無機フィラーが配合される。すなわち適当な無機
フィラーは、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体又は
そのアイオノマーの透明性を大きく損なうものであって
はならず、これら共重合体又はそのアイオノマーの屈折
率と近似した屈折率を有するものを使用して、少なくと
も全光線透過率が９０％以上、好ましくは９１％以上を
維持するようにする。上記共重合体又はそのアイオノマ
ーの屈折率はその組成によっても異なるが、通常１．４
７〜１．５３の範囲にあるので、使用する上記共重合体
又はそのアイオノマーの種類に応じ、その屈折率と上下
０．１５以内の範囲にある屈折率を有する無機フィラー
が使用される。例えばシリカ、ガラスビーズ、ガラス繊
維のような珪素酸化物、タルクのような珪酸マグネシウ
ム、カオリン、モンモリロナイト、マイカのような層状
珪酸アルミニウム、長石、沸石、合成ゼオライトのよう
な網状珪酸アルミニウムなどの珪素化合物を好適例とし
て挙げることができる。屈折率の差異が上記範囲を越え
るような無機フィラーを使用すると大幅に透明性が損な
われるので好ましくない。
ることなく高温での貯蔵弾性率を向上させるために、上
記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体又はそのアイオ
ノマーに、該共重合体又はそのアイオノマーとの屈折率
の差異が０．１５以下、好ましくは０．１０以下の範囲
にある無機フィラーが配合される。すなわち適当な無機
フィラーは、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体又は
そのアイオノマーの透明性を大きく損なうものであって
はならず、これら共重合体又はそのアイオノマーの屈折
率と近似した屈折率を有するものを使用して、少なくと
も全光線透過率が９０％以上、好ましくは９１％以上を
維持するようにする。上記共重合体又はそのアイオノマ
ーの屈折率はその組成によっても異なるが、通常１．４
７〜１．５３の範囲にあるので、使用する上記共重合体
又はそのアイオノマーの種類に応じ、その屈折率と上下
０．１５以内の範囲にある屈折率を有する無機フィラー
が使用される。例えばシリカ、ガラスビーズ、ガラス繊
維のような珪素酸化物、タルクのような珪酸マグネシウ
ム、カオリン、モンモリロナイト、マイカのような層状
珪酸アルミニウム、長石、沸石、合成ゼオライトのよう
な網状珪酸アルミニウムなどの珪素化合物を好適例とし
て挙げることができる。屈折率の差異が上記範囲を越え
るような無機フィラーを使用すると大幅に透明性が損な
われるので好ましくない。
【００１７】より具体的には、シリカとしては、平均粒
径が１〜５０ｎｍ、好ましくは５〜３０ｎｍ、嵩比重が
３０〜１５０ｇ／Ｌ、好ましくは４０〜９０ｇ／Ｌ、比
表面積が３０〜４００ｍ2／ｇ、好ましくは５０〜３０
０ｍ2／ｇのものを使用するのが好ましい。このような
性状を有するシリカとして、好ましくはヒュームドシリ
カ（乾式シリカ）の中から選択することができる。シリ
カとしてはまた、高温での貯蔵弾性率の向上度合と透明
性のバランスを考慮すると、シラン化合物で表面処理さ
れたものを使用するのが好ましい。
径が１〜５０ｎｍ、好ましくは５〜３０ｎｍ、嵩比重が
３０〜１５０ｇ／Ｌ、好ましくは４０〜９０ｇ／Ｌ、比
表面積が３０〜４００ｍ2／ｇ、好ましくは５０〜３０
０ｍ2／ｇのものを使用するのが好ましい。このような
性状を有するシリカとして、好ましくはヒュームドシリ
カ（乾式シリカ）の中から選択することができる。シリ
カとしてはまた、高温での貯蔵弾性率の向上度合と透明
性のバランスを考慮すると、シラン化合物で表面処理さ
れたものを使用するのが好ましい。
【００１８】またガラスビーズとしては、平均粒径が１
〜１００μｍ、好ましくは５〜７０μｍ、嵩比重が０．
５〜５ｇ／ｍＬ、好ましくは１〜３ｇ／ｍＬのものを使
用するのが好ましく、またガラス繊維としては、平均繊
維長が１０〜１０００μｍ、好ましくは２０〜５００μ
ｍ、平均繊維径が１〜３０μｍ、好ましくは３〜２０μ
ｍのものを使用するのが好ましい。
〜１００μｍ、好ましくは５〜７０μｍ、嵩比重が０．
５〜５ｇ／ｍＬ、好ましくは１〜３ｇ／ｍＬのものを使
用するのが好ましく、またガラス繊維としては、平均繊
維長が１０〜１０００μｍ、好ましくは２０〜５００μ
ｍ、平均繊維径が１〜３０μｍ、好ましくは３〜２０μ
ｍのものを使用するのが好ましい。
【００１９】さらに上記タルクとしては、平均粒径が
０．５〜５０μｍ、とくに１〜３０μｍ、嵩比重が０．
０５〜３ｇ／ｍＬ、とくに０．１〜１ｇ／ｍＬ、比表面
積が０．５〜１０ｍ2／ｇ、とくに１〜５ｍ2／ｇのもの
を使用するのが好ましく、マイカの場合には、平均粒径
が１〜１００μｍ、とくに５〜６０μｍ、嵩比重が０．
０５〜１ｇ／ｍＬ、とくに０．１〜０．５ｇ／ｍＬ、比
表面積が０．５〜１０ｍ 2／ｇ、とくに１〜５ｍ2／ｇの
ものを使用するのが好ましい。
０．５〜５０μｍ、とくに１〜３０μｍ、嵩比重が０．
０５〜３ｇ／ｍＬ、とくに０．１〜１ｇ／ｍＬ、比表面
積が０．５〜１０ｍ2／ｇ、とくに１〜５ｍ2／ｇのもの
を使用するのが好ましく、マイカの場合には、平均粒径
が１〜１００μｍ、とくに５〜６０μｍ、嵩比重が０．
０５〜１ｇ／ｍＬ、とくに０．１〜０．５ｇ／ｍＬ、比
表面積が０．５〜１０ｍ 2／ｇ、とくに１〜５ｍ2／ｇの
ものを使用するのが好ましい。
【００２０】上記無機フィラ−の配合量は、エチレン・
不飽和カルボン酸共重合体又はそのアイオノマー１００
重量部当り、１〜３０重量部、好ましくは３〜１５重量
部の範囲である。シリカの配合量が上記範囲より少ない
場合は高温域での貯蔵弾性率の向上が不充分であり、ま
たその配合量が３０重量部を超えると透明性が著しく低
下するので好ましくない。
不飽和カルボン酸共重合体又はそのアイオノマー１００
重量部当り、１〜３０重量部、好ましくは３〜１５重量
部の範囲である。シリカの配合量が上記範囲より少ない
場合は高温域での貯蔵弾性率の向上が不充分であり、ま
たその配合量が３０重量部を超えると透明性が著しく低
下するので好ましくない。
【００２１】エチレン・不飽和カルボン酸共重合体又は
そのアイオノマーと無機フィラーからなる本発明の組成
物には、必要に応じ、種々の添加剤を配合することがで
きる。このような添加剤として、酸化防止剤、光安定
剤、紫外線吸収剤、着色剤、光拡散剤、難燃剤、変色防
止剤、シランカップリング剤などを例示することができ
る。このような添加剤は、透明性が要求される用途、例
えば太陽電池素子の受光側の封止材料用途では透明性を
損なうものは好ましくないが、それ以外の用途、例えば
太陽電池素子の受光側の反対面の封止材料用途ではその
ような制約を受けない。
そのアイオノマーと無機フィラーからなる本発明の組成
物には、必要に応じ、種々の添加剤を配合することがで
きる。このような添加剤として、酸化防止剤、光安定
剤、紫外線吸収剤、着色剤、光拡散剤、難燃剤、変色防
止剤、シランカップリング剤などを例示することができ
る。このような添加剤は、透明性が要求される用途、例
えば太陽電池素子の受光側の封止材料用途では透明性を
損なうものは好ましくないが、それ以外の用途、例えば
太陽電池素子の受光側の反対面の封止材料用途ではその
ような制約を受けない。
【００２２】本発明の組成物は、太陽電池素子と上部透
明保護材及び下部基板保護材とを封止して太陽電池モジ
ュールを形成するための封止材料として使用できる。こ
のような太陽電池モジュールとしては、種々のタイプの
ものを例示することができる。例えば透明保護材／封止
材／太陽電池素子／封止材／下部保護材のように太陽電
池素子の両側から封止材で挟む構成のもの、下部基板保
護材の内周面上に形成させた太陽電池素子上に封止材と
上部透明保護材を形成させるような構成のもの、上部透
明保護材の内周面上に形成させた太陽電池素子上に封止
材と下部保護材を形成させるような構成のものなどを挙
げることができる。
明保護材及び下部基板保護材とを封止して太陽電池モジ
ュールを形成するための封止材料として使用できる。こ
のような太陽電池モジュールとしては、種々のタイプの
ものを例示することができる。例えば透明保護材／封止
材／太陽電池素子／封止材／下部保護材のように太陽電
池素子の両側から封止材で挟む構成のもの、下部基板保
護材の内周面上に形成させた太陽電池素子上に封止材と
上部透明保護材を形成させるような構成のもの、上部透
明保護材の内周面上に形成させた太陽電池素子上に封止
材と下部保護材を形成させるような構成のものなどを挙
げることができる。
【００２３】太陽電池素子としては、単結晶シリコン、
多結晶シリコン、アモルファスシリコンなどのシリコン
系、ガリウムー砒素、銅ーインジウムーセレン、カドミ
ウムーテルルなどのIIIーＶ族やIIーＶＩ族化合物半導
体系等の各種太陽電池素子を用いることができ、本発明
の封止材料はこれらいずれの太陽電池素子の封止にも適
用することができる。
多結晶シリコン、アモルファスシリコンなどのシリコン
系、ガリウムー砒素、銅ーインジウムーセレン、カドミ
ウムーテルルなどのIIIーＶ族やIIーＶＩ族化合物半導
体系等の各種太陽電池素子を用いることができ、本発明
の封止材料はこれらいずれの太陽電池素子の封止にも適
用することができる。
【００２４】太陽電池モジュールを構成する上部保護材
としては、ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート、
ポリエステル、フッ素含有樹脂などを例示することがで
きる。また下部保護材としては、金属や各種熱可塑性樹
脂フイルムなどの単体もしくは多層のシートであり、例
えば、錫、アルミ、ステンレススチールなどの金属、ガ
ラス等の無機材料、ポリエステル、無機物蒸着ポリエス
テル、フッ素含有樹脂、ポリオレフィンなどの１層もし
くは多層のシートを例示することができる。本発明の封
止材料は、これらの上部又は下部保護材に対して良好な
接着性を示す。
としては、ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート、
ポリエステル、フッ素含有樹脂などを例示することがで
きる。また下部保護材としては、金属や各種熱可塑性樹
脂フイルムなどの単体もしくは多層のシートであり、例
えば、錫、アルミ、ステンレススチールなどの金属、ガ
ラス等の無機材料、ポリエステル、無機物蒸着ポリエス
テル、フッ素含有樹脂、ポリオレフィンなどの１層もし
くは多層のシートを例示することができる。本発明の封
止材料は、これらの上部又は下部保護材に対して良好な
接着性を示す。
【００２５】太陽電池モジュールの製造に当たっては、
本発明の封止材料のシートを予め作っておき、封止材料
が溶融する温度で圧着するという従来同様の方法によっ
て、すでに述べたような構成のモジュールを形成するこ
とができる。この場合、封止材料に有機過酸化物を含有
していないので、封止材料のシート成形を高温で生産性
よく行うことができるとともに、モジュールの形成にお
いても２段階の接着工程を経る必要はなく、高温度で短
時間に完結することができる。さらに本発明の封止材料
を押出コーティングすることによって太陽電池素子や上
部保護材あるいは下部保護材と積層する方法を採用すれ
ば、わざわざシート成形することなく一段階で太陽電池
モジュールを製造することが可能である。かくして本発
明の封止材料を使用すれば、モジュールの生産性を格段
に改良することができる。
本発明の封止材料のシートを予め作っておき、封止材料
が溶融する温度で圧着するという従来同様の方法によっ
て、すでに述べたような構成のモジュールを形成するこ
とができる。この場合、封止材料に有機過酸化物を含有
していないので、封止材料のシート成形を高温で生産性
よく行うことができるとともに、モジュールの形成にお
いても２段階の接着工程を経る必要はなく、高温度で短
時間に完結することができる。さらに本発明の封止材料
を押出コーティングすることによって太陽電池素子や上
部保護材あるいは下部保護材と積層する方法を採用すれ
ば、わざわざシート成形することなく一段階で太陽電池
モジュールを製造することが可能である。かくして本発
明の封止材料を使用すれば、モジュールの生産性を格段
に改良することができる。
【００２６】上記本発明の封止材料のシートを予め作る
場合においては、接着層を設けた多層構造とすることが
できる。すなわち本発明の封止材料は充分な接着性を有
しているものの、無機フィラーをブレンドすることによ
って若干の接着力の低下が懸念される場合がある。この
場合は、高温域での貯蔵弾性率に影響を与えないよう
に、５〜１００μｍ厚み程度の接着層を、上下のいずれ
か一方あるいは双方に設けて、接着力の低下を抑えるこ
とができる。この場合、接着層厚みが５μｍより薄いと
接着力の改善は充分でなく、また成形も難しくなる。ま
た接着層厚みを１００μｍを越えるほど厚くすると、高
温域での弾性率の低下を招く恐れがでてくる。このよう
な目的に使用される接着層としては、本発明で用いられ
るエチレン・不飽和カルボン酸共重合体又はそのアイオ
ノマーに限定されるものではなく、例えばオレフィン系
重合体のシラン変性体や無水マレイン酸変性体などの使
用も可能である。
場合においては、接着層を設けた多層構造とすることが
できる。すなわち本発明の封止材料は充分な接着性を有
しているものの、無機フィラーをブレンドすることによ
って若干の接着力の低下が懸念される場合がある。この
場合は、高温域での貯蔵弾性率に影響を与えないよう
に、５〜１００μｍ厚み程度の接着層を、上下のいずれ
か一方あるいは双方に設けて、接着力の低下を抑えるこ
とができる。この場合、接着層厚みが５μｍより薄いと
接着力の改善は充分でなく、また成形も難しくなる。ま
た接着層厚みを１００μｍを越えるほど厚くすると、高
温域での弾性率の低下を招く恐れがでてくる。このよう
な目的に使用される接着層としては、本発明で用いられ
るエチレン・不飽和カルボン酸共重合体又はそのアイオ
ノマーに限定されるものではなく、例えばオレフィン系
重合体のシラン変性体や無水マレイン酸変性体などの使
用も可能である。
【００２７】上記いずれの方法を採用するにしても封止
材料の厚みは任意であり、例えば０．１〜１ｍｍ程度の
厚みとすることができる。
材料の厚みは任意であり、例えば０．１〜１ｍｍ程度の
厚みとすることができる。
【００２８】
【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を具体
的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。尚、実施例及び比較例に用いた原料及び
物性の評価方法は以下の通りである。
的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。尚、実施例及び比較例に用いた原料及び
物性の評価方法は以下の通りである。
【００２９】１．原料 （１）エチレン・メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ） メタクリル酸含量１５重量％、ＭＦＲ２５ｇ／１０分、
屈折率１．５０ （２）シリカ（いずれも日本アエロジル社製ヒュームド
シリカ） シリカ１［銘柄「３００」（親水性）：粒径約７ｎｍ、
嵩比重約５０ｇ／Ｌ、比表面積３００±３０ｍ2／ｇ、
屈折率１．４６］ シリカ２［銘柄「ＲＸ３００」（疎水性）：粒径約７ｎ
ｍ、嵩比重約５０ｇ／Ｌ、比表面積２１０±２０ｍ2／
ｇ、屈折率１．４６］ （３）タルク［松村産業社製 銘柄「ハイフィラー＃５
０００ＰＪ」：平均粒径１．８μｍ、嵩比重０．１３ｇ
／ｍＬ、屈折率１．５４〜１．５９］ （４）マイカ［山口雲母工業社製 銘柄「ＡＢ−３
２」：平均粒径２２μｍ、嵩比重０．２３ｇ／ｍＬ、屈
折率１．５８］ （５）ガラス繊維［旭ファイバーグラス社製 銘柄「ミ
ルドファイバーＭＦ２０Ｈ−２−２０」：平均繊維長１
００〜３００μｍ、平均繊維径１３μｍ、屈折率１．５
４］ （６）ガラスビーズ［東芝バロティーニ社製 銘柄「Ｇ
Ｂ７３１Ａ」：粒度４５μｍ通過８７％、比重２．５ｇ
／ｍＬ、屈折率１．５１〜１．５２］ （７）ホウ酸アルミニウムウィスカー［平均繊維長１０
〜３０μｍ、嵩比重０．１２ｇ／ｍＬ、屈折率１．７
０］
屈折率１．５０ （２）シリカ（いずれも日本アエロジル社製ヒュームド
シリカ） シリカ１［銘柄「３００」（親水性）：粒径約７ｎｍ、
嵩比重約５０ｇ／Ｌ、比表面積３００±３０ｍ2／ｇ、
屈折率１．４６］ シリカ２［銘柄「ＲＸ３００」（疎水性）：粒径約７ｎ
ｍ、嵩比重約５０ｇ／Ｌ、比表面積２１０±２０ｍ2／
ｇ、屈折率１．４６］ （３）タルク［松村産業社製 銘柄「ハイフィラー＃５
０００ＰＪ」：平均粒径１．８μｍ、嵩比重０．１３ｇ
／ｍＬ、屈折率１．５４〜１．５９］ （４）マイカ［山口雲母工業社製 銘柄「ＡＢ−３
２」：平均粒径２２μｍ、嵩比重０．２３ｇ／ｍＬ、屈
折率１．５８］ （５）ガラス繊維［旭ファイバーグラス社製 銘柄「ミ
ルドファイバーＭＦ２０Ｈ−２−２０」：平均繊維長１
００〜３００μｍ、平均繊維径１３μｍ、屈折率１．５
４］ （６）ガラスビーズ［東芝バロティーニ社製 銘柄「Ｇ
Ｂ７３１Ａ」：粒度４５μｍ通過８７％、比重２．５ｇ
／ｍＬ、屈折率１．５１〜１．５２］ （７）ホウ酸アルミニウムウィスカー［平均繊維長１０
〜３０μｍ、嵩比重０．１２ｇ／ｍＬ、屈折率１．７
０］
【００３０】２．物性評価方法 （１）屈折率（樹脂） 試験機：アッベ屈折計 （株）アタゴ製 光線：ナトリウムスペクタルＤ線（波長５８９．３ｎ
ｍ）
ｍ）
【００３１】（２）貯蔵弾性率（Ｅ’） 貯蔵弾性率を下記の装置を用い、下記条件で測定した。 装置：レオロジー社製 ＤＶＥ−Ｖ４ ＦＴ−レオスペクトラー 条件：引張モード、周波数１０Ｈｚ、振幅２μｍ、正弦波、昇温速度３℃／分 測定温度１２０℃、１４０℃、１５０℃ プレスシートサンプル厚み２ｍｍ
【００３２】（３）全光線透過率 スガ試験機製ヘーズメーターを用いて、ＪＩＳ Ｋ７１
０５の方法で評価した。プレスシートサンプル厚み：
０．５ｍｍ
０５の方法で評価した。プレスシートサンプル厚み：
０．５ｍｍ
【００３３】（４）接着性評価 （Ａ）対ガラス 太陽電池用の上部透明保護材である透明ガラス板とＰＥ
Ｔフイルムとの間に、０．５ｍｍ厚みの後記する方法で
作成したプレスシートを挟んで真空ラミネーター内に仕
込み、１６０℃に温調したホットプレート上に載せて１
５分間加熱し、ガラス板／プレスシート／ＰＥＴフイル
ムの積層体を作成した。この積層体について、ガラスと
プレスシート間を手で剥がしてその剥がれ具合を観察
し、下記２段階で評価した。 ○：接着性良好 ×：接着性不良
Ｔフイルムとの間に、０．５ｍｍ厚みの後記する方法で
作成したプレスシートを挟んで真空ラミネーター内に仕
込み、１６０℃に温調したホットプレート上に載せて１
５分間加熱し、ガラス板／プレスシート／ＰＥＴフイル
ムの積層体を作成した。この積層体について、ガラスと
プレスシート間を手で剥がしてその剥がれ具合を観察
し、下記２段階で評価した。 ○：接着性良好 ×：接着性不良
【００３４】（Ｂ）対アルミ板 アルミ板とＰＥＴフイルムとの間に０．５ｍｍ厚みの後
記する方法で作成したプレスシートを挟んで真空ラミネ
ーター内に仕込み、１６０℃に温調したホットプレート
上に載せて１５分間加熱し、アルミ板／プレスシート／
ＰＥＴフイルムの積層体を作成した。この積層体につい
て、アルミ板とプレスシート間を手で剥がしてその剥が
れ具合を観察し、下記２段階で評価した。 ○：接着性良好 ×：接着性不良
記する方法で作成したプレスシートを挟んで真空ラミネ
ーター内に仕込み、１６０℃に温調したホットプレート
上に載せて１５分間加熱し、アルミ板／プレスシート／
ＰＥＴフイルムの積層体を作成した。この積層体につい
て、アルミ板とプレスシート間を手で剥がしてその剥が
れ具合を観察し、下記２段階で評価した。 ○：接着性良好 ×：接着性不良
【００３５】実施例１〜７ 各原料を表１に示す配合比で配合し、小型加圧ニーダー
で加熱混練した後、プレス成形（成形温度１６０℃）に
より、厚さ０．５ｍｍ及び２ｍｍのシートを作成した。
これらのシートを用いて（２）〜（４）の方法により、
貯蔵弾性率、全光線透過率、接着性を評価した。結果を
表１に示す。
で加熱混練した後、プレス成形（成形温度１６０℃）に
より、厚さ０．５ｍｍ及び２ｍｍのシートを作成した。
これらのシートを用いて（２）〜（４）の方法により、
貯蔵弾性率、全光線透過率、接着性を評価した。結果を
表１に示す。
【００３６】比較例１ 無機フィラーを配合しないエチレン・メタクリル酸共重
合体を使用し、同様に行った。結果を表１に併記する。
合体を使用し、同様に行った。結果を表１に併記する。
【００３７】比較例２〜３ 各原料を表１に示す配合比で配合し、実施例１〜７と同
様に評価を行った。結果を表１に併記する。
様に評価を行った。結果を表１に併記する。
【００３８】
【表１】
【００３９】表１に示すように、エチレン・不飽和カル
ボン酸共重合体に無機フィラーを適量配合したものは未
配合のものに比べて、透明性、接着性を大きく損なうこ
となく高温域での貯蔵弾性率が優れている。
ボン酸共重合体に無機フィラーを適量配合したものは未
配合のものに比べて、透明性、接着性を大きく損なうこ
となく高温域での貯蔵弾性率が優れている。
【００４０】
【発明の効果】本発明の重合体組成物は、エチレン・不
飽和カルボン酸共重合体及びそのアイオノマーが有する
優れた透明性、接着性を実質的に損なうことなく、高温
域での貯蔵弾性率が改善されている。例えば、１５０℃
における貯蔵弾性率が１．０×１０3Ｐａ以上、好まし
くは５．０×１０3Ｐａ以上で、光線透過率が９０％以
上、好ましくは９１％以上の成形品を容易に得ることが
できる。したがって太陽電池素子封止材料として用いた
場合、太陽電池モジュールの温度が上昇してもその流動
や変形が見られず、その外観を損なうことが無い。また
過酸化物やシランカップリング剤を使用しなくても優れ
た接着性を有することから、このような添加剤の配合が
省略できると共に、太陽電池モジュール製造工程におけ
る生産性を著しく高めることが可能であるから、その製
造コストを大幅に低減させることが可能である。
飽和カルボン酸共重合体及びそのアイオノマーが有する
優れた透明性、接着性を実質的に損なうことなく、高温
域での貯蔵弾性率が改善されている。例えば、１５０℃
における貯蔵弾性率が１．０×１０3Ｐａ以上、好まし
くは５．０×１０3Ｐａ以上で、光線透過率が９０％以
上、好ましくは９１％以上の成形品を容易に得ることが
できる。したがって太陽電池素子封止材料として用いた
場合、太陽電池モジュールの温度が上昇してもその流動
や変形が見られず、その外観を損なうことが無い。また
過酸化物やシランカップリング剤を使用しなくても優れ
た接着性を有することから、このような添加剤の配合が
省略できると共に、太陽電池モジュール製造工程におけ
る生産性を著しく高めることが可能であるから、その製
造コストを大幅に低減させることが可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J002 BB081 BB091 BB231 BG011 BH021 DJ006 DJ036 DJ046 DJ056 DL006 FA086 FD016 GJ02 GQ00 5F051 AA14 BA18 JA04 5H032 AA00 CC00 EE04
Claims (5)
- 【請求項１】 不飽和カルボン酸含量が４重量％以上で
あって、融点が８５℃以上のエチレン・不飽和カルボン
酸共重合体又はそのアイオノマー１００重量部に対し、
該共重合体又はそのアイオノマーとの屈折率の差異が
０．１５以下の範囲にある無機フィラーを１〜３０重量
部配合してなる重合体組成物。 - 【請求項２】 無機フィラーが珪素化合物である請求項
１記載の重合体組成物。 - 【請求項３】 １５０℃における貯蔵弾性率が１０3Ｐ
ａ以上であって、全光線透過率が９０％以上である請求
項１記載の重合体組成物。 - 【請求項４】 請求項１〜３記載の重合体組成物からな
る太陽電池素子封止材料。 - 【請求項５】 請求項４記載の太陽電池素子封止材料を
用いた太陽電池モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29757099A JP4325965B2 (ja) | 1999-07-16 | 1999-10-20 | 太陽電池素子封止材料及び太陽電池モジュール |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-203750 | 1999-07-16 | ||
| JP20375099 | 1999-07-16 | ||
| JP29757099A JP4325965B2 (ja) | 1999-07-16 | 1999-10-20 | 太陽電池素子封止材料及び太陽電池モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001089616A true JP2001089616A (ja) | 2001-04-03 |
| JP4325965B2 JP4325965B2 (ja) | 2009-09-02 |
Family
ID=26514095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29757099A Expired - Lifetime JP4325965B2 (ja) | 1999-07-16 | 1999-10-20 | 太陽電池素子封止材料及び太陽電池モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4325965B2 (ja) |
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