JP2009256459A - 太陽電池用封止膜及びこれを用いた太陽電池 - Google Patents

Abstract

【課題】意匠性に優れる黒色度が付与されつつも、電気的絶縁性にも優れる太陽電池用封止膜を提供する。
【解決手段】エチレン−極性モノマー共重合体、架橋剤、及び黒色顔料を含む太陽電池用封止膜であって、
黒色度としてＬ^*ａ^*ｂ^*表色系のＬ^*値が０．１以下であり、且つ
架橋後の体積固有抵抗値が１．０×１０¹⁴〜１．０×１０¹⁵Ωｃｍであることを特徴とする太陽電池用封止膜。
【選択図】なし

Description

本発明は、エチレン−極性モノマー共重合体を主成分とする太陽電池用封止膜に関し、特に黒色に着色されていても電気的絶縁性に優れる太陽電池用封止膜に関する。

近年、資源の有効利用や環境汚染の防止等の面から、太陽光を電気エネルギーに直接、変換する太陽電池が広く使用され、さらなる開発が進められている。

太陽電池は、一般に、図１に示すように、ガラス基板などからなる表面側透明保護部材１１、表面側封止膜１３Ａ、シリコン発電素子などの太陽電池用セル１４、裏面側封止膜１３Ｂ、及び裏面側保護部材（バックカバー）１２をこの順で積層し、減圧で脱気した後、加熱加圧して表面側封止膜１３Ａ及び裏面側封止膜１３Ｂを架橋硬化させて接着一体化することにより製造される。従来の太陽電池では、高い電気出力を得るために、複数の太陽電池用セル１４を接続して用いられている。したがって、太陽電池用セル１４間の電気的絶縁性を確保するために、電気的絶縁性のある封止膜１３Ａ、１３Ｂを用いて太陽電池用セルを封止している。

太陽電池に用いられる封止膜としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）フィルム、エチレン−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）フィルムなどのエチレン−極性モノマー共重合体からなるフィルムが用いられている（特許文献１）。エチレン−極性モノマー共重合体からなるフィルムは、エチレン−極性モノマー共重合体および架橋剤などを含む組成物を、例えば、押出成形等により加熱圧延することにより成膜することで作製される。

一方、太陽電池では、太陽電池用セル同士の間に入射した光やセルを通過した光を乱反射させ、再度セルに入射させることができ、さらには意匠性を付与することができることから、白色、黒色、青色、赤色などに着色した裏面側保護部材（バックカバー）が用いられている。

このような着色された裏面側保護部材を用いた太陽電池において、裏面側封止膜として従来の透明のエチレン−極性モノマー共重合体フィルムを用いた場合、裏面側封止膜の存在により太陽電池用セルが裏面側保護部材から浮いているように見えて違和感を生じ、意匠性が低下する。太陽電池は、一般的には、建物の屋根上など屋外に取り付けられ、受光面から電池内部の構造を視認することができるため、このような意匠性の低下は望ましくない。

そこで、従来の太陽電池では、顔料などによって裏面側保護部材に合わせて着色された裏面側封止膜も用いられている。裏面側封止膜に用いられる顔料としては、一般的には、白色、黒色、青色、赤色、その他等の各種の無機系ないし有機系の顔料などが用いられている。例えば、酸化チタン、炭酸カルシウム等による白色系顔料；ウルトラマリン等による青色系顔料；カーボンブラック等による黒色系顔料；ガラスビーズ及び光拡散剤等による乳白色系顔料などが挙げられる。

特開平０６−１７７４１２号公報

黒色の裏面側保護部材は、太陽電池が引き締まって見えることから優れた意匠性が得られ、且つ入射光の反射性にも優れることから太陽電池に特に好ましく用いられる。しかしながら、黒色の裏面側保護部材に合わせて裏面側封止膜に黒色を付与すると、得られる太陽電池の発電性能が低下する場合があった。このように太陽電池に意匠性を付与するために発電性能が低下するのは望ましくない。

上記問題が生じる一因としては、封止膜における着色剤としてカーボンブラックなどの導電性材料が用いられることが挙げられる。すなわち、黒色の裏面側保護部材に合わせて十分な黒色度を付与するために単に黒色顔料を裏面側封止膜に添加した場合、カーボンブラックなど顔料の導電性によって封止膜の電気的絶縁性が低下して、結果として太陽電池の発電性能の低下を招くことが考えられる。

しかしながら、封止膜の電気的絶縁性を確保するために黒色顔料の添加量を少なくすると、十分な黒色度を付与することができない場合がある。したがって、黒色の裏面側保護部材を用いた太陽電池の発電性能の低下を抑制するためには、黒色度と電気的絶縁性の相反する特性が両立された太陽電池用封止膜を用いる必要がある。

そこで、本発明の目的は、意匠性に優れる黒色度が付与されつつも、電気的絶縁性にも優れる太陽電池用封止膜を提供することを目的とする。

本発明者は黒色顔料を含むことによって高い黒色度が付与された太陽電池封止膜の電気的絶縁性について種々の検討を行い、得られた結果から特定のパラメーターを満たせば黒色度及び電気的絶縁性の双方に優れる太陽電池用封止膜が得られることを見出した。

すなわち、本発明は、エチレン−極性モノマー共重合体、架橋剤、及び黒色顔料を含む太陽電池用封止膜であって、
Ｌ^*ａ^*ｂ^*表色系のＬ^*値が０．１以下であり、且つ
架橋後の体積固有抵抗値が１．０×１０¹⁴〜１．０×１０¹⁵Ωｃｍであることを特徴とする太陽電池用封止膜により上記課題を解決する。

本発明の太陽電池用封止膜は、特定の黒色度及び体積固有抵抗値を満たすことにより、黒色の裏面側保護部材に適した黒色度でありながら、電気的絶縁性にも優れる。したがって、前記太陽電池用封止膜によれば、黒色等の暗色色調が付与されることにより意匠性に優れ、且つ発電性能の低下のない太陽電池を提供することが可能となる、

本発明の太陽電池用封止膜は、上述した通り、基本成分として、エチレン−極性モノマー共重合体、架橋剤、及び黒色顔料を含む。このように黒色顔料を含む封止膜であっても、所定の黒色度と体積固有抵抗値を有することにより、黒色度と電気的絶縁性の相反する特性が両立された封止膜とすることができる。

前記封止膜の黒色度として具体的には、Ｌ^*ａ^*ｂ^*表色系の明度を表す指数であるＬ^*値（明るさ）を、０．１以下、特に０．０５以下とする。これにより、意匠性に優れる黒色封止膜とすることができる。このとき、前記封止膜に優れた黒色色調を付与するためには、Ｌ^*ａ^*ｂ^*表色系のａ^*値を−０．１〜０．１、ｂ^*値を−０．１〜０．１とするのがより好ましい。なお、前記封止膜のＬ^*ａ^*ｂ^*表色系のＬ^*値は、後述する実施例に記載の方法で測定することができる。

一方、前記封止膜の架橋後の体積固有抵抗値として具体的には、１．０×１０¹⁴〜１．０×１０¹⁵Ωｃｍ、好ましくは１．５×１０¹⁴〜５．０×１０¹⁴Ωｃｍ、特に好ましくは１．５×１０¹⁴〜３．５×１０¹⁴Ωｃｍとする。前記体積固有抵抗値が１．０×１０¹⁴Ωｃｍ未満では高い黒色度を付与することができるが十分な電気的絶縁性が得られない恐れがあり、前記体積固有抵抗値が１．０×１０¹⁵Ωｃｍを超えると高い電気的絶縁性を確保することはできるが十分な黒色度を付与できない恐れがある。

また、架橋後の封止膜とは、加熱硬化させることにより、ゲル分率を９０質量％以上とした封止膜とする。前記封止膜の架橋後の体積固有抵抗値及びゲル分率は、後述する実施例に記載の方法で測定することができる。

本発明の太陽電池用封止膜では、黒色顔料の添加によって太陽電池の発電性能が低下するのを高く抑制するために、全光線透過率を０．１％以下、特に０．０５％以下とするのが好ましい。これにより、太陽電池用セル同士の間に入射した光やセルを通過した光を乱反射させ、再度セルに入射させることができ、太陽電池の発電性能を向上させることができる。なお、前記封止膜の全光線透過率は、後述する実施例に記載の方法で測定することができる。

（黒色顔料）
本発明の太陽電池用封止膜は、黒色顔料を含むことにより高い黒色が付与されている。黒色顔料としては、従来公知のものを用いることができる。例えば、カーボンブラック、グラファイト化カーボンブラック、微粒子グラファイト、酸化クロム、ビリジアン、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、ジオキサジン系顔料、スレン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯体顔料などが挙げられる。

なかでも、黒色顔料としては、意匠性に優れる黒色色調を付与できることから、カーボンブラックを用いるのが好ましい。カーボンブラックとしては、アセチレンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラックなどが挙げられる。なかでも、ファーネスブラックが好ましい。

前記カーボンブラックの平均一次粒子径は、好ましくは２０〜８０ｎｍ、より好ましくは３０〜７５ｎｍ、特に好ましくは３５〜５０ｎｍであるのがよい。カーボンブラックの平均一次粒子径が２０ｎｍ未満では、一次粒子同士の凝集が発生しやすく、これにより黒色度の低下を招く恐れがある。また、カーボンブラックの平均一次粒子径が８０ｎｍを超えると、カーボンブラックの表面積が低下するため、十分な黒色度が得られない恐れがある。

前記カーボンブラックのＤＢＰ吸油量は、好ましくは３０〜２００ｃｍ³／１００ｇ、より好ましくは３０〜１５０ｃｍ³／１００ｇ、特に好ましくは３０〜１３０ｃｍ³／１００ｇとするのがよい。このようなＤＢＰ吸油量を有するカーボンブラックであれば、ストラクチャー（一次粒子が連なった鎖状構造）を形成し難く所望の体積固有抵抗を得ることができるだけでなく、カーボンブラックが高分散されることにより高い黒色度を有する封止膜が得られる。

前記カーボンブラックのＢＥＴ比表面積は、好ましくは１０〜２００ｍ²／ｇ、より好ましくは３０〜１５０ｍ²／ｇ、特に好ましくは５０〜１００ｍ²／ｇとするのがよい。これにより、カーボンブラックをストラクチャーの形成を抑制しつつ高分散させることができ、上述した黒色度及び体積固有抵抗を有する封止膜とすることが可能となる。

なお、カーボンブラックの平均一次粒子径、ＤＢＰ吸油量及びＢＥＴ比表面積は、後述する実施例に記載の方法により測定した値とする。

本発明の太陽電池用封止膜において黒色顔料の含有量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、好ましくは０．１５〜５．０質量部、より好ましくは０．４〜１．０質量部とするのがよい。これにより、カーボンブラックをストラクチャーの形成を抑制しつつ高分散させることができ、上述した黒色度及び体積固有抵抗を有する封止膜とすることが可能となる。

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

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

エチレン−極性モノマー共重合体として最も好ましくは、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が挙げられる。これにより透明性及び接着性に優れる封止膜が得られる。

前記エチレン−酢酸ビニル共重合体における酢酸ビニルの含有量は、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、２０〜３０質量部、特に２４〜２８質量部とするのが好ましい。酢酸ビニルの含有量が、２０質量部未満であると高温で架橋硬化させる場合に得られる封止膜の透明度が充分でない恐れがあり、３０質量部を超えると太陽電池において封止膜と保護部材との界面で発泡が生じやすくなる恐れがある。

（架橋剤）
本発明の封止膜に用いられる架橋剤としては、有機過酸化物又は光重合開始剤を用いることが好ましい。架橋剤により、エチレン−極性モノマー共重合体の架橋硬化膜を得ることができ、太陽電池の封止性を高めることができる。なかでも、接着力、透明性、耐湿性、耐貫通性の温度依存性が改善された封止膜が得られることから、有機過酸化物を用いるのが好ましい。

前記有機過酸化物としては、１００℃以上の温度で分解してラジカルを発生するものであれば、どのようなものでも使用することができる。有機過酸化物は、一般に、成膜温度、組成物の調整条件、硬化温度、被着体の耐熱性、貯蔵安定性を考慮して選択される。特に、半減期１０時間の分解温度が７０℃以上のものが好ましい。

前記有機過酸化物としては、樹脂の加工温度・貯蔵安定性の観点から例えば、２，５−ジメチルヘキサン；２，５−ジハイドロパーオキサイド；２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン；３−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド；ｔｅｒｔ−ジクミルパーオキサイド；２，５−ジメチル−２，５−ビス（２−エチルヘキサノイルパーオキシ）ヘキサン；２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン；２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン；ジクミルパーオキサイド；ｔｅｒｔ−ブチルクミルパーオキサイド；α，α’−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン；α,α’−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン；ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ブタン；２，２−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ブタン；１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン；１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン；１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン；ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシベンゾエート；ベンゾイルパーオキサイド、等が好ましく挙げられる。これらは、一種単独で用いられてもよく、二種以上を混合して用いられてもよい。

有機過酸化物として、特に好ましくは、２，５−ジメチル−２，５−ビス（２−エチルヘキサノイルパーオキシ）ヘキサン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンが挙げられる。この有機過酸化物であれば、アジリジン化合物の特性を低下させることなく、優れた封止性及び透明性を有する太陽電池用封止膜が得られる。

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

前記封止膜において、架橋剤の含有量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、好ましくは０．１〜５質量部、より好ましくは０．２〜１．５質量部である。前記架橋剤の含有量は、少ないと得られる封止膜の透明性が低下する恐れがあり、架橋剤の反応ガスにより発泡が生じやすくなる恐れがある。

（架橋助剤）
本発明の封止膜は、さらに架橋助剤を含んでいるのが好ましい。前記架橋助剤は、エチレン−極性モノマー共重合体のゲル分率を向上させ、封止膜の接着性及び耐久性を向上させることができる。

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

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

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

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

前記接着向上剤は、シランカップリング剤を用いることができる。これにより、優れた接着力を有する太陽電池用封止膜を形成することが可能となる。前記シランカップリング剤としては、γ−クロロプロピルメトキシシラン、ビニルエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシランを挙げることができる。これらシランカップリング剤は、単独で使用しても、又は２種以上組み合わせて使用しても良い。また前記接着向上剤の含有量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して５質量部以下であることが好ましい。

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

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

前記アクリロキシ基含有化合物、前記メタクリロキシ基含有化合物、または前記エポキシ基含有化合物は、それぞれエチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対してそれぞれ一般に０．５〜５．０質量部、特に１．０〜４．０質量部含まれていることが好ましい。

さらに、本発明の封止膜は、紫外線吸収剤、光安定剤、及び／又は老化防止剤を含んでいてもよい。

本発明の封止膜が紫外線吸収剤を含むことにより、照射された光などの影響によってエチレン−極性モノマー共重合体の劣化し、太陽電池用封止膜が黄変するのを抑制することができる。前記紫外線吸収剤としては、特に制限されないが、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−ドデシロキシベンゾフェノン、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２，２'−ジヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系紫外線吸収剤が好ましく挙げられる。なお、上記ベンゾフェノン系紫外線吸収剤の配合量は、エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して０．０１〜５質量部であることが好ましい。

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

前記老化防止剤としては、例えばＮ，Ｎ’−ヘキサン−１，６−ジイルビス〔３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオナミド〕等のヒンダードフェノール系酸化防止剤、リン系熱安定剤、ラクトン系熱安定剤、ビタミンＥ系熱安定剤、イオウ系熱安定剤等が挙げられる。

太陽電池用封止膜の厚さは、特に制限されないが、５０μｍ〜２ｍｍの範囲であればよい。

上述した本発明の太陽電池用封止膜を形成するには、公知の方法に準じて行えばよい。例えば、上述した各成分を含む組成物を、通常の押出成形、又はカレンダ成形（カレンダリング）等により成形してシート状物を得る方法により製造することができる。押出成形等を用いて加熱圧延することによって成膜する場合、加熱は一般に５０〜９０℃の範囲である。

このとき、黒色顔料の高い分散性が得られることから、予め高濃度の黒色顔料をエチレン−極性モノマー共重合体と混合してマスターバッチを作製し、このマスターバッチに上述した各種成分をさらに混合して前記組成物を得るのが好ましい。

また、前記組成物を溶剤に溶解させ、この溶液を適当な塗布機（コーター）で適当な支持体上に塗布、乾燥して塗膜を形成することによりシート状物を得ることもできる。

本発明による太陽電池用封止膜を用いた太陽電池の構造は、特に制限されないが、表面側透明保護部材と裏面側保護部材との間に、前記太陽電池用封止膜を介在させて架橋一体化させることにより太陽電池用セルを封止させた構造などが挙げられる。

前記太陽電池において、太陽電池用セルを十分に封止するには、図１に示すように表面側透明保護部材１１、表面側封止膜１３Ａ、太陽電池用セル１４、裏面側封止膜１３Ｂ及び裏面側保護部材１２を積層し、加熱加圧など常法に従って、封止膜を架橋硬化させればよい。

前記架橋硬化は、高い封止性を得るために、封止膜のゲル分率が９０質量％以上となるまで行うのが好ましい。このようなゲル分率に封止膜を架橋硬化させるには、例えば、前記積層体を、真空ラミネータで温度１３５〜１８０℃、さらに１４０〜１８０℃、特に１５５〜１８０℃、脱気時間０．１〜５分、プレス圧力０．１〜１．５ｋｇ／ｃｍ²、プレス時間５〜１５分で加熱圧着すればよい。これにより、表面側封止膜１３Ａおよび裏面側封止膜１３Ｂに含まれるエチレン−極性モノマー共重合体を架橋させることにより、表面側封止膜１３Ａおよび裏面側封止膜１３Ｂを介して、表面側透明保護部材１１、裏面側透明部材１２、および太陽電池用セル１４を一体化させて、太陽電池用セル１４を封止することができる。

本発明の太陽電池用封止膜は、黒色顔料を含むことから、太陽電池用セルと裏面側保護部材との間に配置される裏面側封止膜として用いられるのが特に好ましい。

なお、本発明において、太陽電池用セルに対して受光面側を「表面側」と称し、太陽電池セルの受光面とは反対面側を「裏面側」と称する。

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

本発明で使用される裏面側保護部材は、ＰＥＴなどのプラスチックフィルムであるが、耐熱性、耐湿熱性を考慮してフッ化ポリエチレンフィルム、特にフッ化ポリエチレンフィルム／Ａｌ／フッ化ポリエチレンフィルムをこの順で積層させたフィルムであってもよい。

前記裏面側保護部材は、カーボンブラックなどの黒色顔料によって、黒色などの暗色に着色されているのが好ましい。このような裏面側保護部材を有する太陽電池に、上述した本発明の封止膜を用いることにより、発電性能を低下させることなく黒色が付与された意匠性に優れる太陽電池とすることができる。

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

以下、本発明を実施例により説明する。本発明は、以下の実施例により制限されるものではない。

（実施例１）
エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ１００質量部に対して酢酸ビニルの含有量２５質量部）と、黒色顔料（カーボンブラック；平均一次粒子径４０ｎｍ、ＤＢＰ吸油量５０ｃｍ³／１００ｇ、ＢＥＴ比表面積７５ｍ²／ｇ）とをヘンシェルミキサーに入れ、３分間撹拌混合した。得られた混合物を、２軸押し出し機を使用して１５０℃で混練押し出し、ペレット化することによりマスターバッチ（平均粒子径５ｍｍ）を作製した。

上記の通りに作製したマスターバッチに、最終的に得られる封止膜が表１に示す配合を有するように各材料（ＥＶＡ、架橋剤及び架橋助剤）をさらに添加した後に、得られた混合物をロールミルに供給して７０℃で混練して組成物を得、これを７０℃でカレンダ成形し、放冷後、太陽電池用封止膜（厚さ０．６ｍｍ）を作製した。

（実施例２〜４、比較例１〜５）
黒色顔料の配合量をそれぞれ表１に示す通りにした以外は、実施例１と同様にして太陽電池用封止膜を作製した。

（測定方法）
なお、本発明における各物性値の測定は、下記方法を用いて行った。

１．封止膜の黒色度
封止膜の黒色度は、色彩色差計（ＳＭカラーコンピューター スガ試験機株式会社製など）を使用してＬ^*ａ^*ｂ^*表色系の値をＪＩＳ−Ｚ−８７２９（１９９４）に従って測定し、Ｌ^*値を黒色度の指標として評価した。

２．架橋後の封止膜の体積固有抵抗
封止膜を、９０℃雰囲気下に１０分間設置することにより予備加熱した後、さらに１５５℃で４５分間加熱することにより架橋させた。この架橋させた封止膜（ゲル分率９５質量％）を、１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさに打ち抜いてリングタイプ電極（三菱化学社製 ＵＲ−１００プローブ）に設置し、２５℃雰囲気下、１０００Ｖの電圧を印加し、高抵抗計（三菱化学社製 ハイレスターＵＰＭＣＰ−ＨＴ４５０）にて１分後の抵抗値を測定し、その値をもとに体積固有抵抗を算出した。

３．架橋後の封止膜のゲル分率
上記で架橋させた封止膜を１ｇ秤量し、８０メッシュの金網袋に入れる。ソックスレー抽出器内に金網ごとサンプル投入し、キシレンを沸点下において還流させる。２４時間連続抽出したのち、金網ごとサンプルごと取出し乾燥処理後秤量し、抽出前後の重量比較を行い残留不溶分の質量％を測定し、これをゲル分率とする。

４．封止膜の全光線透過率
全自動直読ヘイズコンピューターＨＧＭ−２ＤＰ（スガ試験機株式会社製）を用いて、封止膜の厚さ方向の全光線透過率を測定した。

５．カーボンブラックの平均一次粒子径
封止膜を透過型電子顕微鏡により倍率１００万倍程度で観測し、少なくとも１００個のカーボンブラックの一次粒子の面積円相当径の数平均値を算出した。

６．カーボンブラックのＤＢＰ吸油量
ＪＩＳ Ｋ６２２１（１９８２） ６．１．２項のＡ法に従って測定した。

７．カーボンブラックのＢＥＴ比表面積
ＪＩＳ Ｋ６２１７（２００４）に従って、窒素吸着量からＳ−ＢＥＴ式で測定した。

一般的な太陽電池の断面図である。

符号の説明

１１、 表面側透明保護部材、
１２、 裏面側保護部材、
１３Ａ 表面側封止膜、
１３Ｂ 裏面側封止膜、
１４ 太陽電池セル。

Claims (12)

1. エチレン−極性モノマー共重合体、架橋剤、及び黒色顔料を含む太陽電池用封止膜であって、
   Ｌ^*ａ^*ｂ^*表色系のＬ^*値が０．１以下であり、且つ
   架橋後の体積固有抵抗値が１．０×１０¹⁴〜１．０×１０¹⁵Ωｃｍであることを特徴とする太陽電池用封止膜。
2. 全光線透過率が０．１％以下であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池用封止膜。
3. 前記黒色顔料が、カーボンブラックであることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池用封止膜。
4. 前記カーボンブラックの平均一次粒子径が、２０〜８０ｎｍであることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池用封止膜。
5. 前記カーボンブラックのＤＢＰ吸油量が３０〜２００ｃｍ³／１００ｇであることを特徴とする請求項３又は４に記載の太陽電池用封止膜。
6. 前記カーボンブラックのＢＥＴ比表面積が、１０〜２００ｍ²／ｇであることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の太陽電池用封止膜。
7. 前記黒色顔料を、前記エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、０．１５〜５．０質量部含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の太陽電池用封止膜。
8. 前記エチレン−極性モノマー共重合体が、エチレン−酢酸ビニル共重合体であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の太陽電池用封止膜。
9. 前記架橋剤を、前記エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、０．１〜５質量部含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の太陽電池用封止膜。
10. さらに架橋助剤を含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の太陽電池用封止膜。
11. 前記架橋助剤を、前記エチレン−極性モノマー共重合体１００質量部に対して、０．１〜５質量部含むことを特徴とする請求項１０に記載の太陽電池用封止膜。
12. 表面側透明保護部材と裏面側保護部材との間に封止膜を介在させ、架橋一体化させることにより太陽電池用セルを封止してなる太陽電池において、
    前記封止膜が、請求項１〜１１に記載の太陽電池用封止膜であることを特徴とする太陽電池。

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