JP2014204090A - 太陽電池封止材及びそれを用いて作製された太陽電池モジュール - Google Patents
太陽電池封止材及びそれを用いて作製された太陽電池モジュール Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014204090A JP2014204090A JP2013081681A JP2013081681A JP2014204090A JP 2014204090 A JP2014204090 A JP 2014204090A JP 2013081681 A JP2013081681 A JP 2013081681A JP 2013081681 A JP2013081681 A JP 2013081681A JP 2014204090 A JP2014204090 A JP 2014204090A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solar cell
- sealing material
- ethylene
- less
- measured
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Description
またEVAは、耐熱性等の観点から架橋して使用する必要がある。このため、架橋剤(有機過酸化物)や架橋助剤を混合したEVAシートを予め作製し、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工程が採用されている。そのため該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い温度(通常、80〜100℃程度)での成形が必要であり、押出成形の速度を上げ難いという問題があった。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〜十数分かけてエア抜きや仮接着を行う工程と、オーブン内において有機過酸化物が分解する高い温度(通常、130〜150℃程度)で十数分〜60分程度かけて本接着(架橋)する工程とからなる2段階の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工数と時間を要し、その製造コストを上昇させるという問題点があった。
[1]示差走査熱量測定における加熱速度10℃/分で測定される結晶融解ピーク温度が100℃未満のエチレン系重合体(A)と、示差走査熱量測定における加熱速度10℃/分で測定される結晶融解ピーク温度が100℃以上のオレフィン系重合体(B)とを含有する樹脂組成物からなる太陽電池封止材であって、該太陽電池封止材が下記(a)〜(c)の条件を満足することを特徴とする太陽電池封止材。
(a)示差走査熱量測定における加熱速度10℃/分で測定される100℃以上の結晶融解熱量が1.8J/g以上、10J/g以下
(b)JIS K7210に準拠して測定した温度190℃、荷重2.16kgにおけるMFRが1.0g/10min以上、4.0g/10min以下
(c)振動周波数10Hzで測定された−40℃におけるtanδが0.1以上
[2]クリープ試験(温度120℃、角度90°、荷重0.65g/cm2、放置時間20時間)におけるスライドガラスのずれた距離が、3mm未満であることを特徴とする前記[1]に記載の太陽電池封止材。
[3]前記ずれた距離が1mm未満であることを特徴とする前記[1]又は前記[2]に記載の太陽電池封止材。
[4]前記エチレン系重合体(A)の示差走査熱量測定における加熱速度10℃/分で測定される結晶融解ピーク温度が、50℃以上、100℃未満であることを特徴とする前記[1]〜[3]のいずれか1項に記載の太陽電池封止材。
[5]前記エチレン系重合体(A)が、エチレン−α−オレフィン共重合体であることを特徴とする前記[1]〜[4]のいずれか1項に記載の太陽電池封止材。
[6]前記オレフィン系重合体(B)の示差走査熱量測定における加熱速度10℃/分で測定される結晶融解ピーク温度が、110℃以上、160℃以下であることを特徴とする前記[1]〜[5]のいずれか1項に記載の太陽電池封止材。
[7]前記オレフィン系重合体(B)の示差走査熱量測定における加熱速度10℃/分で測定される100℃以上の結晶融解熱量が、2J/g以上、80J/g以下であることを特徴とする前記[1]〜[6]のいずれか1項に記載の太陽電池封止材。
[8]前記樹脂組成物中における前記エチレン系重合体(A)と前記オレフィン系重合体(B)との混合質量比が、60:40以上98:2以下であることを特徴とする前記[1]〜[7]のいずれか1項に記載の太陽電池封止材。
[9]前記樹脂組成物が、相容化剤を更に含むことを特徴とする前記[1]〜[8]のいずれか1項に記載の太陽電池封止材。
[10]前記[1]〜[9]のいずれか1項に記載の太陽電池封止材を用いて作製した太陽電池モジュール。
本発明の太陽電池封止材は、示差走査熱量測定における加熱速度10℃/分で測定される結晶融解ピーク温度が100℃未満のエチレン系重合体(A)と示差走査熱量測定における加熱速度10℃/分で測定される結晶融解ピーク温度が100℃以上のオレフィン系重合体(B)とを含有する樹脂組成物からなる太陽電池封止材であって、該太陽電池封止材が下記(a)〜(c)の条件を満足することを特徴とするものである。
(a)示差走査熱量測定における加熱速度10℃/分で測定される100℃以上の結晶融解熱量が1.8J/g以上、10J/g以下
(b)JIS K7210に準拠して測定した温度190℃、荷重2.16kgにおけるMFRが1.0g/10min以上、4.0g/10min以下
(c)振動周波数10Hzで測定された−40℃におけるtanδが0.1以上
本発明に用いられるエチレン系重合体(A)の種類として、結晶融解ピーク温度が100℃未満のものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、超低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン(エチレン−α−オレフィン共重合体)、中密度ポリエチレンまたは高密度ポリエチレンなどが挙げられる。結晶性が低く、光の透過率及び柔軟性に優れる観点からエチレン−α−オレフィン共重合体が好ましく、中でもエチレン−α−オレフィンランダム共重合体が更に好ましい。これらは1種のみを単独で用いてもよいが、本発明ではMFRの調整のしやすさの点から、2種類以上が混合されて使用されることがより好ましい。
本発明に用いられるオレフィン系重合体(B)の種類として、結晶融解ピーク温度が100℃以上のものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、下記プロピレン系重合体(B1)及びエチレン系共重合体(B2)に示されるオレフィン系重合体を挙げることができる。下記プロピレン系重合体(B1)及びエチレン系共重合体(B2)のうち1種のみで用いられてもよいが、耐熱性、透明性、コスト等を調整しやすい観点から、プロピレン系重合体(B1)及びエチレン系共重合体(B2)を併用することが、より好ましい。
プロピレン系重合体(B1)の種類として、結晶融解ピーク温度が100℃以上のものであれば、特に限定されるものではなく、プロピレンと該プロピレンと共重合可能な他の単量体との共重合体、又はプロピレンの単独重合体などを挙げることができる。但し、これらの共重合形式(ランダム、ブロックなど)、分岐、分岐度分布や立体構造には特に制限がなく、イソタクチック、アタクチック、シンジオタクチックあるいはこれらの混在した構造の重合体とすることができる。
プロピレンと共重合可能な他の単量体としては、エチレンや1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−ペンテン−1、1−オクテン等の炭素数4〜12のα−オレフィン及びジビニルベンゼン、1,4−シクロヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、シクロオクタジエン、エチリデンノルボルネン等のジエン類等が例示できる。
本発明においては、工業的な入手し易さや諸特性、経済性などの観点から、エチレンを共重合成分とするプロピレン−エチレン共重合体が好ましい。また、プロピレンと共重合する単量体は1種のみを単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明に用いられるエチレン系共重合体(B2)の種類としては、結晶融解ピーク温度が100℃以上のものであれば、特に限定されるものではないが、通常、エチレンと炭素数3〜20のα−オレフィンとのブロック共重合体(B2−1)、およびランダム共重合体(B2−2)が好適に用いられる。
ここでエチレンと共重合するα−オレフィンとしては、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−へキセン、1−へプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、3−メチル−ブテン−1、4−メチル−ペンテン−1等が例示される。本発明においては、工業的な入手し易さや諸特性、経済性などの観点からエチレンと共重合するα−オレフィンとしては、プロピレン、1−ブテン、1−へキセン、1−オクテンが好適に用いられる。エチレンと共重合するα−オレフィンは1種のみを単独でまたは2種以上を組み合わせて用いてもよい。
該マルチブロック構造を有するエチレン−α−オレフィンブロック共重合体(B2−1)は、本発明において好適に使用でき、α−オレフィンとして1−オクテンを共重合成分とするエチレン−オクテンマルチブロック共重合体が好ましい。該ブロック共重合体としては、エチレンに対してオクテン成分が多く(約15〜20モル%)共重合されたほぼ非晶性のソフトセグメントと、エチレンに対してオクテン成分が少なく(約2モル%未満)共重合された結晶融解ピーク温度が110〜145℃である高結晶性のハードセグメントが、各々2つ以上存在するマルチブロック共重合体が好ましい。これらのソフトセグメントとハードセグメントの連鎖長や比率を制御することにより、柔軟性と耐熱性の両立を達成することができる。
本発明に用いられるエチレン−α−オレフィンブロック共重合体(B2−1)の具体例としては、ダウ・ケミカル(株)製の商品名「インフューズ(Infuse)」が挙げられる。
本発明に用いられるエチレン−αオレフィンランダム共重合体(B2−2)は、結晶融解ピーク温度が100℃以上のものであれば、特に限定されるものではなく、エチレンと炭素数3〜20のα−オレフィンとのランダム共重合体が好適に用いられる。ここでエチレンと共重合するα−オレフィンとしては、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−へキセン、1−へプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、3−メチル−ブテン−1、4−メチル−ペンテン−1等が例示される。本発明においては、工業的な入手し易さや諸特性、経済性などの観点からエチレンと共重合するα−オレフィンとしては、1−ブテン、1−へキセン、1−オクテンが好適に用いられる。エチレンと共重合するα−オレフィンは1種のみを単独でまたは2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ここで、高すぎると、エチレン重合体(A)と混合する際の計量誤差により、作製した封止材のΔHm(≧100℃)が大きく変化する懸念があるため好ましくない。またΔHm(≧100℃)が低すぎると、後述する条件(a)を満たせなくなるため好ましくない。
上記の結晶融解ピーク温度の測定方法については前述の通りである。また、上記のΔHm(≧100℃)は、後述の通り、示差走査熱量計を用いて、JIS K7122に準じて加熱速度10℃/分で測定することができる。
本発明の太陽電池封止材を構成する樹脂組成物は、少なくとも上述したエチレン系重合体(A)とオレフィン系共重合体(B)とを含有する。また、樹脂組成物に含有されるエチレン系重合体(A)及びオレフィン系共重合体(B)の種類は、特に限定されるものではないが、各々1種のみを用いてもよく、複数種を組み合わせて用いてもよい。
樹脂組成物中に含まれるエチレン系重合体(A)及びオレフィン系共重合体(B)の合計含有量が樹脂組成物中、50質量%以上を占めるのが好ましく、70質量%以上を占めるのがより好ましく、90質量%以上を占めるのがさらに好ましい。上限については、特に制限されるものではないが、100質量%以下であることが好ましい。
また、エチレン系重合体(A):オレフィン系共重合体(B)の混合(含有)質量比(単位:質量%)は、好ましくは60:40以上98:2以下であり、より好ましくは70:30以上97:3以下である。ただし、エチレン系重合体(A)とオレフィン系共重合体(B)との合計を100質量部とする。ここで、混合(含有)質量比が上記範囲内であれば、耐熱性、透明性、柔軟性および生産性などのバランスに優れた封止材が得られやすいため好ましい。
なお、上述したエチレン系重合体(A)とオレフィン系共重合体(B)とを、後述する積層構成の封止材を構成する樹脂組成物に含有させる場合、エチレン系重合体(A)とオレフィン系共重合体(B)の合計含有量、及び混合(含有)質量比が上記範囲であれば、エチレン系重合体(A)とオレフィン系共重合体(B)とが同一の層内に含有されている必要はないが、好ましくは、同一層内に両重合体が含有されている。また、積層構成の封止材の各層を構成する樹脂組成物に、少なくともエチレン系重合体(A)が含有されているのが、より好ましい。
本発明の封止材は、後述する条件(a)〜(c)を確保できれば、諸物性(柔軟性、耐熱性、透明性、接着性等)や成形加工性または経済性等をさらに向上させる目的で、上述以外の樹脂を含むことができる。上述以外の樹脂として、例えば、相容化剤、変性ポリオレフィン系樹脂、粘着付与樹脂、各種エラストマー(スチレン系等)等が挙げられる。
エチレン重合体(A)と、プロピレン系重合体(B1)は、通常非相容であるため、混合した際の分散径を小さくするために相容化剤が更に添加されていることが好ましい。用いられる相容化剤としては、特に制限されるものではなく、例えば、CEBC(Crystalline−Ethylene−Butylene−Crystalline)、EPR(Ethylene−Propylene Rubber)、SEBS(Styrene−Ethylene−Butylene−Styrene)、SEBC(Styrene−Ethylene−Butylene−Crystalline Block Copolymer)、などを挙げることができる。工業的な入手し易さや諸特性、経済性などの観点から、CEBC又はEPRが好ましい。
これらの相容化剤は、それぞれ単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。その含有量は、特に限定されるものではないが、封止材を構成する樹脂組成物100質量%中、1〜30質量%であることが好ましく、3〜20質量%であることがよりに好ましい。相容化剤の含有量が少ないと、オレフィン系重合体(B)の分散径を小さくする効果が得られにくく、好ましくない。また含有量が多いと、コスト高や耐候性の低下を招くため、好ましくない。
変性ポリオレフィン系樹脂の種類は特に限定されるものではないが、例えば、シラン変性ポリオレフィン、酸変性ポリオレフィン、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)、エチレン−メチルメタアクリレート共重合体(E−MMA)、エチレン−エチルアクリレート共重合体(E−EAA)、エチレン−グリシジルメタアクリレート共重合体(E−GMA)、アイオノマー樹脂(イオン架橋性エチレン−メタクリル酸共重合体、イオン架橋性エチレン−アクリル酸共重合体)からなる群から選ばれる少なくとも一種の樹脂であることが好ましい。中でも、ガラスや太陽電池素子への接着性を向上させるために、シラン変性ポリオレフィンを添加することが好ましい。後述する積層構成の封止材の場合、シラン変性ポリオレフィンは、表裏層となる層に含有されることが好ましい。
粘着付与樹脂としては、例えば、石油樹脂、テルペン樹脂、クマロン−インデン樹脂、ロジン系樹脂、またはそれらの水素添加誘導体等が挙げられる。具体的には、石油樹脂としては、例えば、シクロペンタジエンまたはその二量体からの脂環式石油樹脂やC9成分からの芳香族石油樹脂が例示でき、テルペン樹脂としては、例えば、β−ピネンからのテルペン樹脂やテルペン−フェノール樹脂が例示でき、クマロン−インデン樹脂としては、例えば、クマロン−インデン共重合体、クマロン−インデン−スチレン共重合体が例示でき、また、ロジン系樹脂としては、例えば、ガムロジン、ウッドロジン等のロジン樹脂、グリセリンやペンタエリスリトール等で変性したエステル化ロジン樹脂等が例示できる。また、粘着付与樹脂は、主に分子量により種々の軟化温度を有するものが得られるが、上述のポリエチレン系樹脂と混合した場合の相溶性、経時的なブリード性、色調または熱安定性等の観点から、軟化温度が好ましくは100℃以上150℃以下、より好ましくは120℃以上140℃以下の脂環式石油樹脂の水素添加誘導体を用いることが特に好ましい。また、粘着付与樹脂の含有量は、封止材を構成する樹脂組成物100質量%中、20質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましい。
本発明の封止材は、後述する条件(a)〜(c)を確保できれば、必要に応じて、種々の添加剤を添加することができる。添加剤としては、例えば、シランカップリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、耐候安定剤、光拡散剤、造核剤、顔料(例えば白色顔料)、難燃剤、変色防止剤等が挙げられる。本発明においては、シランカップリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、耐候安定剤から選ばれる少なくとも一種の添加剤が添加されていることが後述する理由等から好ましい。
シランカップリング剤は、封止材の保護材(ガラス、樹脂製のフロントシート、バックシート等)や太陽電池素子等に対する接着性を向上させるのに有用であり、例えば、ビニル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基のような不飽和基、アミノ基、エポキシ基等とともに、アルコキシ基のような加水分解可能な基を有する化合物が挙げられる。シランカップリング剤の具体例としては、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、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等を例示することができる。本発明においては、接着性が良好であり、黄変等の変色が少ないこと等から、シランカップリング剤として、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランまたはγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが好適に用いられる。シランカップリング剤の添加量は、限定されるものではないが、押出成形時の樹脂圧の増加やゲル、フィッシュアイ等の異物の発生を抑制すると共に成形品からのブリードアウト等が発生することを抑制するため、シランカップリング剤の添加量は、封止材を構成する樹脂組成物100質量部に対し、5質量部以下であることが好ましく、3質量部以下であることがより好ましい。また、シランカップリング剤の添加量は、接着性を発現させるため、0.1質量部以上であることが好ましく、0.2質量部以上であることがより好ましい。また、シランカップリング剤と同様に、有機チタネート化合物等のカップリング剤も有効に活用できる。
酸化防止剤としては、特に限定されるものではなく、種々の市販品が適用できる。酸化防止剤としては、モノフェノール系、ビスフェノール系、高分子型フェノール系等のフェノール系、硫黄系、ホスファイト系等の各種タイプのものを挙げることができる。
紫外線吸収剤としては、種々の市販品が適用でき、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、サリチル酸エステル系等各種タイプのものを挙げることができる。
上記の紫外線吸収剤以外に耐候性を付与する耐候安定剤としては、ヒンダードアミン系光安定化剤が好適に用いられる。ヒンダードアミン系光安定化剤は、紫外線吸収剤のようには紫外線を吸収しないが、紫外線吸収剤と併用することによって著しい相乗効果を有する。
本発明の太陽電池封止材(以下、封止材と略称することがある)は、上述した樹脂組成物を含むことを特徴とするものである。
耐熱性、透明性、低温柔軟性及びラミネート適性等に優れた封止材を得るために、封止材が下記条件(a)〜(c)を満たす必要がある。
(a)示差走査熱量測定における加熱速度10℃/分で測定される100℃以上の結晶融解熱量が1.8J/g以上、10J/g以下
(b)JIS K7210に準拠して測定した温度190℃、荷重2.16kgにおけるMFRが1.0g/10min以上、4.0g/10min以下
(c)振動周波数10Hzで測定された−40℃におけるtanδが0.1より大きい
ここで、条件(a)は、示差走査熱量測定における加熱速度10℃/分で測定されるΔHm(≧100℃)が1.8J/g以上、10J/g以下である。より好ましくは、ΔHm(≧100℃)が2J/g以上、6J/g以下である。ΔHm(≧100℃)が低すぎると封止材の耐熱性が確保できなくなるおそれがあり、また、ΔHm(≧100℃))が高すぎると、透明性、柔軟性が大きく低下するおそれがある。
また、本発明の太陽電池封止材は、示差走査熱量測定における加熱速度10℃/分で測定される115℃以上の結晶融解熱量(ΔHm(≧115℃))が1.5J/g以上10J/g以下であることが好ましく、1.8J/g以上4.5J/g以下であることがより好ましい。更には、120℃以上の結晶融解熱量(ΔHm(≧120℃))が0.6J/g以上10J/g以下であることが好ましく、0.8J/g以上2.5J/g以下であることがより好ましい。該範囲内であれば、透明性や柔軟性を維持しつつ、120℃程度の高温下でも十分な耐熱性が担保される。
図1には、ΔHm(≧X℃)の計算方法(図1(a):融解ピーク温度>X℃の場合;図1(b):融解ピーク温度=X℃の場合;図1(c):融解ピーク温度<X℃の場合)を示している。ΔHm(≧X℃)は、図1に示すサーモグラムにおける斜線の部分)から計算される。
当該ΔHm(≧X℃)は、封止材を構成する樹脂組成物に含まる樹脂の種類及び含有量により調整することができる。
条件(b)は、JIS K7210に準拠して測定した温度190℃、荷重2.16kgにおけるMFRが1.0g/10min以上、4.0g/10min以下である。封止材を成形する際の生産性や太陽電池素子(セル)を封止する時の接着性、耐熱性等の観点から、より好ましくは、1.2g/10min以上、3g/10min以下である。MFRが大きすぎると、耐熱性が劣る場合がある。また、MFRが小さすぎると、生産性やラミネート適性(気泡、セル割れ)など不具合を生じやすくなる。当該MFRは、封止材を構成する樹脂組成物に含まる樹脂のMFRおよび含有量により調整することができる。
条件(c)は、振動周波数10Hzで測定された−40℃におけるtanδ(以下、tanδ(−40℃)と呼ぶことがある)が、0.1より大きいことである。より好ましくは、0.2以上、更に好ましくは0.3以上である。tanδ(−40℃)の上限値は特に制限されるものではないが、通常2程度である。太陽電池モジュールは、寒冷地などで−20℃以下の低温になることが想定されるが、tanδが上記の範囲であれば封止材のガラス転移温度が−40℃付近となり、低温下でもある程度封止材の柔軟性を維持できるため好ましい。当該tanδは、樹脂組成物に含まる樹脂の種類及び含有量により調整することができる。
尚、tanδは、後述する実施例に記載の方法により測定できる。
(耐熱性)
本発明の太陽電池封止材の耐熱性は、後述する実施例に詳述するクリープ試験(温度120℃、角度90°、荷重0.65g/cm2、放置時間20時間)において、封止材サンプルからスライドガラスのずれた距離により、評価した。そのずれた距離は、好ましくは3mm未満であり、より好ましくは1mm未満であり、更に好ましくは、0.1mm未満である。
本発明の太陽電池封止材の全光線透過率は、太陽電池の光電変換効率を著しく低下させないために80%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましく、88%以上であることが更に好ましい。透明性は、後述する実施例に記載の方法により測定できる。
本発明の太陽電池封止材の常温における柔軟性は、特に制限されるものではない。適用される太陽電池の形状や厚み、設置場所などを考慮して適宜調整することができる。
例えば、封止材の動的粘弾性測定における振動周波数10Hz、温度20℃の貯蔵弾性率(E´)が1〜2000MPaであることが好ましい。太陽電池素子の保護や柔軟性を考慮すると、1〜100MPaであることが好ましく、5〜50MPaであることがより好ましく、5〜30MPaであることがさらに好ましい。なお、封止材が後述する積層構成の場合は、前記貯蔵弾性率(E´)は積層構成全体の封止材の貯蔵弾性率をいう。また、シート形状などで封止材を採取した場合のハンドリング性やシート表面同士のブロッキング防止、あるいは、太陽電池モジュールにおける軽量化(通常3mm程度に対して、薄膜ガラス(1.1mm程度)が適用可能、あるいはガラスレスの構成が適用可能)などを考慮すると、100〜800MPaであることが好ましく、200〜600MPaであることがより好ましい。該貯蔵弾性率(E´)は、粘弾性測定装置を用いて、振動周波数10Hzで所定温度範囲を測定し、温度20℃における値を求めることで得られる。
本発明の太陽電池封止材の耐ラミネート適性は、エチレン系重合体(A)の諸特性(結晶融解ピーク温度、結晶融解熱量、MFR、分子量など)およびオレフィン系重合体(B)の諸特性(結晶融解ピーク温度、結晶融解熱量、MFR、分子量など)により影響され、これらを適宜選択することで調整することができる。ラミネート適性は、後述する実施例に記載の方法により測定できる。
次に、本発明の封止材の製造方法について説明する。
封止材の形状は、限定されるものではなく、液状であっても、シート状であってもよいが、取り扱い性の観点からシート状であるのが好ましい。
シート状の封止材の厚みは特に限定されるものではないが、通常0.03mm以上、好ましくは0.05mm以上、より好ましくは0.1mm以上であり、かつ、通常1mm以下、好ましくは0.7mm以下、より好ましくは0.5mm以下である。
また、各種被着体への接着性を向上させる目的で表面にコロナ処理やプラズマ処理およびプライマー処理などの各種表面処理を行うことができる。ここで、表面処理量の目安としては、濡れ指数で50mN/m以上であることが好ましく、52mN/m以上であることがより好ましい。濡れ指数の上限値は一般的に70mN/m程度である。
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、具体的には、上部保護材(フロントシート)/本発明の封止材/太陽電池素子/本発明の封止材/下部保護材(バックシート)の構成のもの、下部保護材の内周面上に形成させた太陽電池素子上に本発明の封止材と上部保護材とを形成した構成のもの、上部保護材の内周面上に形成させた太陽電池素子、例えばフッ素樹脂系透明保護材上にアモルファス太陽電池素子をスパッタリング等で作製したものの下に、本発明の封止シ材と下部保護材とを形成した構成のもの等を挙げることができる。
本発明の太陽電池モジュールは、上部保護材、本発明の封止材、太陽電池素子、本発明の封止材、下部保護材を、常法に従って、真空ラミネーターで、好ましくは130〜180℃、より好ましくは130〜150℃の温度、脱気時間2〜15分、プレス圧力0.5〜1atm、好ましくは8〜45分、より好ましくは10〜40分のプレス時間で加熱加圧圧着することにより製造することができる。
(結晶融解ピーク温度(Tm))
示差走査熱量計((株)パーキンエルマー社製、商品名:Pyris1 DSC)を用いて、JIS K7121に準じて、試料約10mgを加熱速度10℃/分で−40℃から200℃まで昇温し、200℃で5分間保持した後、冷却速度10℃/分で−40℃まで降温し、再度、加熱速度10℃/分で200℃まで昇温した時に測定されたサーモグラムから結晶融解ピーク温度(Tm)(℃)を求めた。
示差走査熱量計((株)パーキンエルマー社製、商品名:Pyris1 DSC)を用いて、JIS K7122に準じて、試料約10mgを加熱速度10℃/分で−40℃から200℃まで昇温し、200℃で5分間保持した後、冷却速度10℃/分で−40℃まで降温し、再度、加熱速度10℃/分で200℃まで昇温した時に測定されたサーモグラムからΔHm(≧100℃))(J/g)を求めた。
エチレン系樹脂(例えば、エチレン系重合体(A)、エチレン系共重合体(B2)など)は、JISK7210に準じて、190℃、荷重21.18NにてMFR(g/10min)を測定した。(以下、MFR(190℃)と呼ぶことがある)
プロピレン系樹脂(例えば、プロピレン系重合体(B1))は、JISK7210に準じて、230℃、荷重21.18NにてMFR(g/10min)を測定した。(以下、MFR(230℃)と呼ぶことがある)
また、封止材は、JISK7210に準じて、190℃、荷重21.18NにてMFR(g/10min)を測定した。
アイティ計測(株)製の粘弾性測定装置、商品名「粘弾性スペクトロメーターDVA−200」を用いて、試料(縦方向4mm、横方向60mm)を振動周波数10Hz、ひずみ0.1%、昇温速度3℃/分、チャック間25mmでTD方向について−150℃から150℃まで測定し、得られたデータから−40℃におけるtanδ(tanδ(−40℃))の値を求めた。
上記において得られたtanδ(−40℃)の値より、封止材の低温柔軟性を下記の基準で評価した。
(○)tanδ(−40℃)≧0.1
(×)tanδ(−40℃)<0.1
厚み3mmの白板ガラス(SCHOTT社製、商品名:B270、サイズ:縦75mm、横25mm)2枚の間に厚み0.45mmのシート状の封止材を重ね、真空プレス機を用いて、設定温度150℃、真空時間5分、プレス時間30秒の条件で積層プレスした試料を作製し、JIS K7105に準じてヘーズメーター(日本電色工業(株)社製、商品名:NDH−5000)を用いて、全光線透過率を測定し、下記の基準で評価した。
(○)全光線透過率が88%以上
(△)全光線透過率が80%以上88%未満
(×)全光線透過率が80%未満
真空プレス機を用いて、150℃10分(内訳、真空引き:5分、プレス:5分)の条件で、熱板側から順に、上部保護材として厚み3mmの白板ガラス(サイズ;縦180mm、横180mm)、封止材、太陽電池素子(セル)(Qセルズジャパン(株)製、商品名Q6LTT3−G2−180、6インチ、3バスバータイプ)、封止材、下部保護材としてバックシート(Covime社製、商品名:dyMat PYE、総厚295μm、積層構成EVA/EVA(白;酸化チタン含有)/EVA/PET/PET(白;硫酸バリウム含有))の5層を積層プレスして、太陽電池モジュールを作製した。ラミネート後のモジュール外観より、ラミネート適性を以下のように評価した。
(○)気泡、セル割れ等無
(×)気泡、セル割れ等有
真空プレス機を用いて、150℃10分(内訳、真空引き:5分、プレス:5分)の条件で、熱板側から順に厚み3mmの白板ガラス101(サイズ;縦150mm、横50mm)、カットした厚み0.45mmのシート状の封止材102(サイズ;縦75mm、横26mm)、厚み1.1mmのスライドガラス103(サイズ:縦75mm、横26mm、質量5.4g)を重ね、積層プレスした。その後スライドガラス上にステンレス板104(サイズ:縦75mm、横26mm、質量7.2g)を貼り合わせ、クリープ試験用サンプル(封止材にかかる荷重:0.65g/cm2)を作製した(図2(a)及び図2(b)参照)。このサンプルを120℃のオーブン中で、角度90°で20時間放置し、スライドガラス104のずれた距離から、耐熱性を以下のように判断した(図2(c)参照)。
(◎)ずれた距離が0.1mm未満
(○)ずれた距離が0.1mm以上、1mm未満
(△)ずれた距離が1mm以上、3mm未満
(×)ずれた距離が3mm以上
封止材を構成する原料を下記する。
(エチレン系重合体(A))
(A―1)エチレン−オクテンランダム共重合体(ダウ・ケミカル(株)製、商品名:アフィニティーEG8200G、密度:0.870g/cm3、オクテン含有量11モル%、ΔHm(≧100℃)):0J/g、MFR(190℃):5g/10min、Tm:59℃、)
(A−2)エチレン−オクテンランダム共重合体(ダウ・ケミカル(株)製、商品名:アフィニティーEG8100G、密度:0.870g/cm3、オクテン含有量11モル%、ΔHm(≧100℃)):0J/g、MFR(190℃):1g/10min、Tm:59℃)
(A−3)エチレン−オクテンランダム共重合体(三井化学(株)製、商品名:タフマーH0530S、密度0.870g/cm3、オクテン含有量11モル%、ΔHm(≧100℃)):0J/g、MFR(190℃):0.5g/10min、Tm:59℃)
(オレフィン系重合体(B))
(B−1)プロピレン−エチレン共重合体(プライムポリマー(株)製、商品名:プライムTPO T310E、ΔHm(≧100℃)):7.5J/g、ΔHm(≧115℃)):6J/g、ΔHm(≧120℃)):6J/g、MFR(230℃):1.5g/10min、Tm:157℃)
(B−2―1)エチレン−オクテンマルチブロック共重合体(ダウ・ケミカル(株)製、商品名:Infuse9000、ΔHm(≧100℃)):40J/g、ΔHm(≧115℃)):36J/g、ΔHm(≧120℃)):8J/g、MFR(190℃):0.5g/10min、Tm:120℃)
(B−2−2)エチレン−ブテンランダム共重合体(プライムポリマー製、商品名:NEOZEX0234N、ΔHm(≧100℃):70J/g、ΔHm(≧115℃)):30J/g、ΔHm(≧120℃)):14J/g、MFR(190℃):2g/10min、Tm:119℃)
(相容化剤)
(D−1)CEBC(JSR(株)製、商品名:ダイナロンCEBC、MFR(230℃):2.5g/10min)
(シラン変性樹脂)
(Q−1)シラン変性エチレン−オクテンランダム共重合体(三菱化学(株)製、商品名:リンクロンSL800N、密度:0.868g/cm3、ΔHm(≧100℃)):3J/g、MFR(190℃):1.7g/10min、Tm:54℃と116℃)
(A−1)50質量部、(A−2)35質量部、(B−1)10質量部、(B−2−1)5質量部の割合で混合した樹脂組成物を用いて、同方向二軸押出機を用いたTダイ法にて樹脂温180℃〜200℃で共押出成形した後、25℃のキャストエンボスロールで急冷製膜し、総厚み450μmのシート状の単層の封止材を得た。得られた封止材を用いて前述のとおり評価を行った。結果を表1に示す。
また、得られた封止材のΔHm(≧115℃))およびΔHm(≧120℃))はそれぞれ、1.9J/g、0.8J/gであった。
(I)層として、上記(A−1)20質量部、(A−3)50質量部、及び(Q−1)30質量部の割合で混合した樹脂組成物、また、(II)層として、(A−1)25質量部、(A−3)60質量部、(B−1)10質量部、(B−2−1)5質量部の割合で混合した樹脂組成物をそれぞれ用いて、(I)層/(II)層/(I)層の順に積層されてなるように、同方向二軸押出機を用いたTダイ法にて樹脂温180℃〜200℃で共押出成形した後、25℃のキャストエンボスロールで急冷製膜し、総厚み450μmのシート状の封止材((I)層/(II)層/(I)層=45μm/360μm/45μm)を得た。得られた封止材を用いて前述のとおり評価を行った。結果を表1に示す。
また、得られた封止材のΔHm(≧115℃))およびΔHm(≧120℃))はそれぞれ、1.9J/g、0.8J/gであった。
使用する樹脂組成物を表1に記載の配合に変更した以外は、実施例2と同様にして封止材を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
また、得られた封止材のΔHm(≧115℃))およびΔHm(≧120℃))はそれぞれ、1.9J/g、0.8J/gであった。
使用する樹脂組成物を表1に記載の配合に変更した以外は、実施例2と同様にして封止材を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
また、得られた封止材のΔHm(≧115℃))およびΔHm(≧120℃))はそれぞれ、2.9J/g、1.6J/gであった。
使用する樹脂組成物を表1に記載の配合に変更した以外は、実施例2と同様にして封止材を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
また、得られた封止材のΔHm(≧115℃))およびΔHm(≧120℃))はそれぞれ、0.5J/g、0.5J/gであった。
使用する樹脂組成物を表1に記載の配合に変更した以外は、実施例2と同様にして封止材を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
また、得られた封止材のΔHm(≧115℃))およびΔHm(≧120℃))はそれぞれ、1.9J/g、0.8J/gであった。
使用する樹脂組成物を表1に記載の配合に変更した以外は、実施例2と同様にして封止材を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
また、得られた封止材のΔHm(≧115℃))およびΔHm(≧120℃))はそれぞれ、1.9J/g、0.8J/gであった。
使用する樹脂組成物を表1に記載の配合に変更した以外は、実施例2と同様にして封止材を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
また、得られた封止材のΔHm(≧115℃))およびΔHm(≧120℃))はそれぞれ、6.5J/g、3.3J/gであった。
使用する樹脂組成物を表1に記載の配合に変更した以外は、実施例2と同様にして封止材を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
また、得られた封止材のΔHm(≧115℃))およびΔHm(≧120℃))はそれぞれ、1.4J/g、0.3J/gであった。
使用する樹脂組成物を表1に記載の配合に変更した以外は、実施例2と同様にして封止材を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
また、得られた封止材のΔHm(≧115℃))およびΔHm(≧120℃))はそれぞれ、11.5J/g、2.6J/gであった。
使用する樹脂組成物を表1に記載の配合に変更した以外は、実施例2と同様にして封止材を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
また、得られた封止材のΔHm(≧115℃))およびΔHm(≧120℃))はそれぞれ、4.8J/g、4.8J/gであった。
102・・・封止材
103・・・スライドガラス
104・・・ステンレス板
Claims (10)
- 示差走査熱量測定における加熱速度10℃/分で測定される結晶融解ピーク温度が100℃未満のエチレン系重合体(A)と、示差走査熱量測定における加熱速度10℃/分で測定される結晶融解ピーク温度が100℃以上のオレフィン系重合体(B)とを含有する樹脂組成物からなる太陽電池封止材であって、該太陽電池封止材が下記(a)〜(c)の条件を満足することを特徴とする太陽電池封止材。
(a)示差走査熱量測定における加熱速度10℃/分で測定される100℃以上の結晶融解熱量が1.8J/g以上、10J/g以下
(b)JIS K7210に準拠して測定した温度190℃、荷重2.16kgにおけるMFRが1.0g/10min以上、4.0g/10min以下
(c)振動周波数10Hzで測定された−40℃におけるtanδが0.1以上 - クリープ試験(温度120℃、角度90°、荷重0.65g/cm2、放置時間20時間)におけるスライドガラスのずれた距離が、3mm未満であることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池封止材。
- 前記ずれた距離が1mm未満であることを特徴とする請求項2に記載の太陽電池封止材。
- 前記エチレン系重合体(A)の示差走査熱量測定における加熱速度10℃/分で測定される結晶融解ピーク温度が、50℃以上、100℃未満であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の太陽電池封止材。
- 前記エチレン系重合体(A)が、エチレン−α−オレフィン共重合体であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の太陽電池封止材。
- 前記オレフィン系重合体(B)の示差走査熱量測定における加熱速度10℃/分で測定される結晶融解ピーク温度が、110℃以上、160℃以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の太陽電池封止材。
- 前記オレフィン系重合体(B)の示差走査熱量測定における加熱速度10℃/分で測定される100℃以上の結晶融解熱量が、2J/g以上、80J/g以下である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封止材。
- 前記樹脂組成物中における前記エチレン系重合体(A)と前記オレフィン系重合体(B)との混合質量比が、60:40以上98:2以下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封止材。
- 前記樹脂組成物が、相容化剤を更に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封止材。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の太陽電池封止材を用いて作製した太陽電池モジュール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013081681A JP2014204090A (ja) | 2013-04-09 | 2013-04-09 | 太陽電池封止材及びそれを用いて作製された太陽電池モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013081681A JP2014204090A (ja) | 2013-04-09 | 2013-04-09 | 太陽電池封止材及びそれを用いて作製された太陽電池モジュール |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014204090A true JP2014204090A (ja) | 2014-10-27 |
Family
ID=52354232
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013081681A Ceased JP2014204090A (ja) | 2013-04-09 | 2013-04-09 | 太陽電池封止材及びそれを用いて作製された太陽電池モジュール |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014204090A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016099397A (ja) * | 2014-11-18 | 2016-05-30 | Jsr株式会社 | 位相差フィルム積層体、偏光板及び位相差フィルム積層体の製造方法 |
CN107210391A (zh) * | 2015-02-04 | 2017-09-26 | 凸版印刷株式会社 | 蓄电装置用封装材料 |
CN111261537A (zh) * | 2020-02-19 | 2020-06-09 | 浙江祥邦科技股份有限公司 | 垂直蠕变测试方法 |
US11192349B2 (en) | 2016-03-24 | 2021-12-07 | Borealis Ag | Laminated film comprising ethylene copolymer |
CN115380070A (zh) * | 2020-03-31 | 2022-11-22 | 普瑞曼聚合物株式会社 | 乙烯系树脂组合物和膜 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011007871A1 (ja) * | 2009-07-17 | 2011-01-20 | 三菱樹脂株式会社 | 太陽電池封止材及びそれを用いて作製された太陽電池モジュール |
WO2012014965A1 (ja) * | 2010-07-28 | 2012-02-02 | 三菱樹脂株式会社 | 太陽電池封止材及びそれを用いて作製された太陽電池モジュール |
-
2013
- 2013-04-09 JP JP2013081681A patent/JP2014204090A/ja not_active Ceased
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011007871A1 (ja) * | 2009-07-17 | 2011-01-20 | 三菱樹脂株式会社 | 太陽電池封止材及びそれを用いて作製された太陽電池モジュール |
WO2012014965A1 (ja) * | 2010-07-28 | 2012-02-02 | 三菱樹脂株式会社 | 太陽電池封止材及びそれを用いて作製された太陽電池モジュール |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016099397A (ja) * | 2014-11-18 | 2016-05-30 | Jsr株式会社 | 位相差フィルム積層体、偏光板及び位相差フィルム積層体の製造方法 |
CN107210391A (zh) * | 2015-02-04 | 2017-09-26 | 凸版印刷株式会社 | 蓄电装置用封装材料 |
US11192349B2 (en) | 2016-03-24 | 2021-12-07 | Borealis Ag | Laminated film comprising ethylene copolymer |
CN111261537A (zh) * | 2020-02-19 | 2020-06-09 | 浙江祥邦科技股份有限公司 | 垂直蠕变测试方法 |
CN115380070A (zh) * | 2020-03-31 | 2022-11-22 | 普瑞曼聚合物株式会社 | 乙烯系树脂组合物和膜 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5625060B2 (ja) | 太陽電池封止材及びそれを用いて作製された太陽電池モジュール | |
JP4634535B1 (ja) | 太陽電池封止材及びそれを用いて作製された太陽電池モジュール | |
JP6318619B2 (ja) | 太陽電池用封止シート | |
WO2012029464A1 (ja) | 太陽電池封止材及びそれを用いて作製された太陽電池モジュール | |
KR102136637B1 (ko) | 태양 전지 모듈 및 그의 제조 방법 | |
JP5654804B2 (ja) | 太陽電池封止材及びそれを用いて作製された太陽電池モジュール | |
TW201335262A (zh) | 外觀良好之太陽電池模組及其製造方法 | |
JP2013165263A (ja) | 外観が良好な太陽電池モジュール及びその製造方法 | |
JP6248700B2 (ja) | 太陽電池用封止材、これを用いて作製された太陽電池モジュール、及び該モジュールの分離方法 | |
JP2014204090A (ja) | 太陽電池封止材及びそれを用いて作製された太陽電池モジュール | |
JP5764481B2 (ja) | 太陽電池用多層体 | |
JP5759875B2 (ja) | 太陽電池封止材及びそれを用いて作製された太陽電池モジュール | |
JP6179243B2 (ja) | 太陽電池モジュール及びこれに用いられる太陽電池用封止材 | |
JP6155680B2 (ja) | 太陽電池モジュールの製造方法及び該製造方法によって製造された太陽電池モジュール | |
JP6314535B2 (ja) | 太陽電池モジュール | |
JP6277839B2 (ja) | 太陽電池封止材およびこれを用いた太陽電池モジュール | |
JP2014204091A (ja) | 太陽電池用封止材及びそれを用いた作製された太陽電池モジュール | |
JP2015093974A (ja) | 封止材及びそれを用いて作製された太陽電池モジュール | |
JP2016051772A (ja) | 太陽電池モジュール及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20160407 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160408 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20160408 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170127 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170207 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170410 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170725 |
|
A045 | Written measure of dismissal of application [lapsed due to lack of payment] |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A045 Effective date: 20171128 |