JP2014212318A - 太陽電池モジュール用封止材組成物、太陽電池モジュール用封止材シート、および、太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】高温多湿な環境下で長期間にわたって使用された場合であっても、ＰＩＤ現象の発生を抑制し得る、高い電気絶縁性を備えた太陽電池モジュール用封止材組成物を提供する。【解決手段】太陽電池モジュール用封止材組成物を、ポリオレフィン系高分子と、架橋剤と、安定化剤とから構成する。前記ポリオレフィン系高分子として、エチレン酢酸ビニル共重合体を、前記架橋剤として、有機過酸化物を使用するとともに、前記安定化剤として、特定化学式で表され、融点が５０℃〜１５０℃であり、かつ、分子量が２０００ｇ／ｍｏｌ〜１００００ｇ／ｍｏｌの範囲にあるオリゴマーを使用する。【選択図】なし

Description

本発明は、太陽電池モジュール用封止材組成物、この組成物をシート状に成型した太陽電池モジュール用封止材シート、および、この封止材シートを用いた太陽電池モジュールに関する。

従来、主エネルギ源として、化石エネルギや原子力エネルギなどが利用されている。しかしながら、化石エネルギの利用には、二酸化炭素などの温室効果ガスや各種の有害ガスの発生を伴うばかりでなく、その埋蔵量が有限であり、持続的な使用が不可能であるという問題がある。一方、原子力エネルギも、資源の枯渇という点では同様であり、また、核燃料や放射性廃棄物の保管や再生処理が困難であるという問題がある。

このような問題に対して、持続的に利用可能な代替エネルギ源、具体的には、風力、地熱、太陽エネルギ（太陽光エネルギ、太陽熱エネルギ）などに対するニーズが年々高まってきている。これらの中で、太陽エネルギは、その設備の設置位置の自由度が高く、安定した供給が可能であることから、有力な代替エネルギ源として注目を集めいている。また、世界各国において、太陽エネルギの利用に対する支援が盛んに行われており、太陽エネルギを利用した発電が急激に増加している。

太陽電池は、太陽の光エネルギを電気エネルギに変換する電気素子であり、シリコン系材料を用いた多結晶セルや単結晶セルのほか、無機物や有機物を用いた様々な形態が存在する。このような太陽電池は、一般的には、数枚から数十枚連結した太陽電池セルと、この太陽電池セルを保護する封止材と、表面保護ガラスと、バックシート（背面保護フィルム）とを積層した太陽電池モジュールにより構成される。

たとえば、シリコン系太陽電池では、表面保護ガラスの上に、前面封止材シートと、太陽電池セルと、背面封止材シートと、バックシートとをこの順序で積層し、高温下で封止材シートを完全に溶融させ、高分子の十分な移動が確保された状態で、上下方向から押圧および脱気するラミネーション工程により、モジュール化が行われる。このような太陽電池モジュールとして、たとえば、大韓民国特許公開公報第２００９−００３５９７１号には、表面保護ガラスと、エチレン酢酸ビニル（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｖｉｎｙｌ ａｃｅｔａｔｅ；ＥＶＡ）共重合体封止材と、太陽電池セルと、バックシートとを積層した構造を有するものが開示されている。

しかしながら、このような太陽電池モジュールには、外部において長時間用いられるため、種々の外的刺激によって性能低下などの問題が生じうる。特に、高出力を得るために、多数の太陽電池モジュールを連結した、１０００Ｖ以上のシステム電圧を得ることを目的とする大容量発電型モジュールアレイは、高温多湿な環境下で長期間にわたって使用されると、モジュール回路内に漏れ電流が発生し、発電効率が急激に低下するＰＩＤ現象が頻繁に見られるようになる。

これまで、ＰＩＤ現象を回避するための種々の方法が提案されている。主な方法としては、太陽電池セル表面の絶縁膜の改質や構造変更によって、太陽電池セルへの影響を最小限に抑制する方法や、封止材の体積抵抗を増加させることによって、漏れ電流を抑制する方法が挙げられる。このうち、封止材の体積抵抗を増加させる試みは、封止材としての機能を確保するための構成成分（使用原料および添加剤）およびその含有量による制約があるため、ＰＩＤ現象を回避することは非常に困難である。

たとえば、汎用性のあるＥＶＡ共重合体封止材では、その構成成分である酢酸ビニル（Ｖｉｎｙｌ ａｃｅｔａｔｅ；ＶＡ）が封止材の体積抵抗を減少させる作用を示すにもかかわらず、成型性や光学特性を確保する観点から、酢酸ビニルの含有量は２６質量％〜３３質量％の範囲に定められており、また、ＥＶＡ共重合体封止材に添加される他の添加剤も同様に、体積抵抗を減少させる作用を示すため、これらの含有量の調整によって、封止材に要求される特性を満足しつつ、その体積抵抗の増加を図ることは非常に困難である。これに対して、大韓民国特許公開公報第２０１３−０００７６８１号では、ＥＶＡ共重合体封止材に無機物粒子を添加することにより、電気絶縁性を向上させる方法を開示しているが、この封止材は、光学特性が低いため、ＰＩＤ現象が生じうる太陽電池セルの前面の封止材としては使用することができない。

大韓民国特許公開公報第２００９−００３５９７１号 大韓民国特許公開公報第２０１３−０００７６８１号

本発明は、上述した問題に鑑みに鑑みて、高温多湿な環境下で長期間にわたって使用された場合であっても、ＰＩＤ現象の発生を抑制し得る、高い電気絶縁性を備えた太陽電池モジュール用封止材組成物を提供することを目的とする。また、本発明は、この封止材組成物をシート状に成型した太陽電池モジュール封止材シート、および、この封止材シートを用いた太陽電池モジュールを提供することを目的とする。

本発明の太陽電池モジュール用封止材組成物は、ポリオレフィン系高分子と、架橋剤と、安定化剤とを含有する封止材組成物である。

特に、本発明の太陽電池モジュール用封止材組成物は、前記ポリオレフィン系高分子として、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）共重合体を、前記架橋剤として、有機過酸化物を、前記安定化剤として、下記化学式（化１）で表され、融点が５０℃〜１５０℃であり、かつ、分子量が２０００ｇ／ｍｏｌ〜１００００ｇ／ｍｏｌの範囲にあるオリゴマーを使用することを特徴とする。ただし、下記化学式（化１）において、Ｒ₁〜Ｒ₅は、水素または炭素数が１〜８のアルキル基を、Ｒ₆〜Ｒ₈は、水素または炭素数が１〜３のアルキル基を、ｎは整数をそれぞれ表す。

前記安定化剤の含有量は、前記ポリオレフィン系高分子１００質量部に対して、０．０１質量部〜５質量部であることが好ましい。

前記架橋剤の含有量は、前記ポリオレフィン系高分子１００質量部に対して、０．１質量部〜２質量部であることが好ましい。

なお、本発明の太陽電池モジュール用封止材組成物は、架橋助剤、接着補助剤、ＵＶ吸収剤、光安定化剤および酸化防止剤からなる群から選ばれる少なくとも１種の添加剤をさらに含有することができる。

前記添加剤として、光安定化剤を添加する場合には、該光安定化剤として、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケートを用いることが好ましい。

前記添加剤として、架橋助剤を添加する場合には、該架橋助剤の含有量を、前記ポリオレフィン系高分子１００質量部に対して、０．１質量部〜２質量部とすることが好ましい。

前記ＥＶＡ共重合体は、酢酸ビニルの含有量が１５質量％〜４０質量％であり、溶融指数が１ｇ／１０分〜５０ｇ／１０分であることが好ましい。

本発明の太陽電池モジュール用封止材シートは、前記太陽電池モジュール用封止材組成物からなり、厚さが０．２ｍｍ〜０．９ｍｍであることを特徴とする。

また、本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池セルの封止材として、前記太陽電池モジュール封止材シートが用いられていることを特徴とする。

本発明によれば、高温多湿な環境下で長期間にわたって使用された場合であっても、ＰＩＤ現象の発生を抑制し得る、高い電気絶縁性を備えた太陽電池モジュール用封止材組成物が提供される。また、本発明によれば、この封止材組成物をシート状に成型した太陽電池モジュール封止材シート、および、この封止材シートを用いた太陽電池モジュールが提供される。

本発明の太陽電池モジュールでは、太陽電池セルとモジュール部材との電気絶縁性を大幅に向上させることができるばかりでなく、水分の浸透を抑制し、モジュール回路内で発生する漏れ電流を効果的に遮断することができる。したがって、本発明の太陽電池モジュールは、ＰＩＤ現象の発生を抑制しつつ、長期間にわたって安定した使用が可能となる。このため、本発明の工業的意義はきわめて大きい。

図１は、本発明の太陽電池モジュール用封止材シートを用いた太陽電池モジュールの一例を説明するための概略図である。

本発明者らは、上述した問題について鋭意検討を重ねた結果、ＥＶＡ共重合体を主成分とする太陽電池モジュール用封止材組成物（以下、「封止材組成物」という）において、架橋剤として有機過酸化物を使用するとともに、特定の安定化剤を添加することで、封止材の電気絶縁性を大幅に向上させることができるとの知見を得た。そして、このような封止材をシート状に成型した太陽電池モジュール用封止材シート（以下、「封止材シート」という）を用いた太陽電池モジュールは、高温多湿の環境下で長期間にわたって使用された場合であっても、ＰＩＤ現象の発生を防止することができるとの知見を得た。本発明は、これらの知見に基づき完成されたものである。

以下、本発明は、「１．太陽電池モジュール用封止材組成物」と、「２．太陽電池モジュール封止材シート」と、「３．太陽電池モジュール」に分けて詳細に説明する。ただし、本発明の範囲は、この詳細な説明によって制限を受けるものではない。

１．太陽電池モジュール用封止材組成物
本発明の封止材組成物は、ポリオレフィン系高分子と、架橋剤と、安定化剤とを含有する。

特に、本発明の封止材組成物では、ポリオレフィン系高分子としてエチレン酢酸ビニル共重合体を、架橋剤として有機過酸化物を使用するとともに、安定化剤として、後述する特定のオリゴマーを使用していることを特徴とする。

このような封止材組成物により成型した封止材シートを用いた太陽電池モジュールは、太陽電池セルとモジュール部との電気絶縁性がきわめて大きく、かつ、水分の浸透を防止することができる。このため、この太陽電池モジュールが、高温多湿な環境下に設置され、大きな電圧が印加された場合であっても、ＰＩＤ現象の発生が効果的に抑制され、長期間にわたって安定した使用が可能となる。

（１）ポリオレフィン系高分子
封止材組成物を構成する樹脂成分としては、透明性や柔軟性を考慮して、変性ポリエチレンやエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）共重合体が使用されることが一般的である。本発明の封止材組成物では、これらのうち、透明性に優れるＥＶＡ共重合体が使用される。特に、酢酸ビニルの含有量が１５質量％〜４０質量％であるものが好ましく、２０質量％〜４０質量％であるものがより好ましい。

また、ＥＶＡ共重合体の溶融指数（Ｍｅｌｔ Ｆｌｏｗ Ｒａｔｅ）は、１ｇ／１０分〜５０ｇ／１０分であることが好ましい。なお、本発明において、ＥＶＡ共重合体封止材の溶融指数は、ＩＳＯ １１３３に従って、加熱温度を１９０℃、荷重を２１６０ｋｇとして測定することができる。

（２）架橋剤
本発明の封止材組成物では、架橋剤として有機過酸化物が用いられる。具体的には、２，２−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ブタン、ｔ−ブチル−ペルオキシイソプロピルベンゼン、１，１−ジ−（ｔ−アミルペルオキシ）シクロヘキサン、ｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキシルカーボネート、ｔ−アミル（２−エチルヘキシル）モノペルオキシカルボネート、ｔ−ブチルペルオキシアセテート、ｔ−アミルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサンおよびｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキサノエートからなる群から選ばれる１種または２種が用いられる。

なお、架橋剤の含有量は、ポリオレフィン系高分子１００質量部に対して、０．１質量部〜２質量部とすることが好ましい。

（３）安定化剤
本発明の封止材組成物において、安定化剤は、電気絶縁性を高めるための添加成分であり、下記化学式（化１）によって表されるオリゴマーからなる。なお、下記化学式（化１）において、Ｒ₁〜Ｒ₅は、水素または炭素数が１〜８のアルキル基を、Ｒ₆〜Ｒ₈は、水素または炭素数が１〜３のアルキル基を、ｎは整数を表す。

ただし、本発明では、このオリゴマーは、融点が５０℃〜１５０℃の範囲にあり、かつ、分子量が２０００ｇ／ｍｏｌ〜１００００ｇ／ｍｏｌの範囲にあることが必要である。

このような安定化剤は、ポリオレフィン系高分子との相溶性が高く、分散性に優れている。このため、この封止組成物をシート状に成型した封止材シートの撥水性を増大させ、光や熱によるポリオレフィン系高分子の劣化を抑制することができる。また、太陽電池モジュールの封止材として高い体積抵抗を発揮することができ、高温多湿な環境下で長期間にわたって使用された場合であっても、太陽電池モジュールの劣化およびＰＩＤ現象の発生を効果的に防止することができる。

なお、この安定化剤の分子量が２０００ｇ／ｍｏｌ未満では、この封止材組成物をシート状に成型することにより得られる封止材シートの体積抵抗を十分に向上させることができない。一方、１００００ｇ／ｍｏｌを超えると、ポリオレフィン系高分子との相溶性が減少し、均質な封止材シートを得ることができなくなる。

このような安定化剤の含有量は、ポリオレフィン系高分子１００質量部に対して、０．０１質量部〜５質量部であることが好ましい。

（４）添加剤
本発明の封止材組成物は、上述した成分に加えて、必要に応じて種々の添加剤を添加することができる。たとえば、シート状に成型する際の架橋反応を促進するための架橋助剤や、太陽電池モジュールを形成する際の接着性を確保するための接着助剤を添加することができる。また、紫外線による劣化を防止するための紫外線（ＵＶ）吸収剤、外部の熱や光衝撃からの劣化を防止するための光安定化剤であるヒンダードアミン光安定化剤（ＨＡＬＳ：ＨｉｎｄｅｒｅｄＡｍｉｎｅＬｉｇｈｔＳｔａｂｉｌｉｚｅｒ）、酸化防止剤などを添加することもできる。

（４−ａ）架橋助剤
架橋助剤は、架橋率を向上させ、かつ、架橋速度の調節のための添加剤である。このような架橋剤としては、たとえば、トリアリルイソシアヌレート（Ｔｒｉａｌｌｙｌｉｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅ）、トリメチロールプロパントリメタアクリレート（Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌｐｒｏｐａｎｅｔｒｉｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）が挙げられる。

なお、架橋剤の含有量は、ポリオレフィン系高分子１００質量部に対して、０．１質量部〜２質量部とすることが好ましい。

（４−ｂ）接着補助剤
本発明の封止材組成物では、接着補助剤として、シランカップリング剤を添加してもよい。このようなシランカップリング剤としては、ビニル基、アクリロキシ基、メタアクリロキシ基などの不飽和基、アミノ基、エポキシ基などとともに、アルコキシ基などの加水分解可能な官能基を有する化合物などを挙げることができる。より具体的には、ビニルトリエトキシシロキサン、ビニルトリメトキシシロキサン、γ−メタアクリロキシプロピルトリエトキシシランなどを挙げることができる。

このような接着補助剤の含有量は、ポリオレフィン系高分子１００質量部に対して、０．１質量部〜１．５質量部とすることが好ましい。

（４−ｃ）ＵＶ吸収剤
ＵＶ吸収剤は、紫外線による劣化を防止するための添加剤である。このようなＵＶ吸収剤は、特に制限されることはなく、公知のものを使用することができる。ただし、溶融状態のポリオレフィン系高分子に均一に混合可能であるもの、たとえば、ベンゾフェノン系ＵＶ吸収剤および／またはベンゾトリアゾール系ＵＶ吸収剤を使用することが好ましい。

具体的には、ベンゾフェノン系ＵＶ吸収剤としては、２−ヒドロキシ−４−Ｎ−オクチルオキシベンゾフェノン（２−ｈｙｄｒｏｘｙ−４−Ｎ−ｏｃｔｙｌｏｘｙｂｅｎｚｏｐｈｅｎｏｎｅ）、２−ヒドロキシ−４−メトキシ−ベンゾフェノン（２−ｈｙｄｒｏｘｙ−４−ｍｅｔｈｏｘｙ−ｂｅｎｚｏｐｈｅｎｏｎｅ）などを好適に使用することができる。また、ベンゾトリアゾール系のＵＶ吸収剤としては、２−（２Ｈ−ベンゾチアゾール−２−イル）−６−（ドデシル）−４−メチルフェノール（２−（２Ｈ−ｂｅｎｚｏｔｈｉａｚｏｌ−２−ｙｌ）−６−（ｄｏｄｅｃｙｌ）−４−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｏｌ）などを好適に使用することができる。

このようなＵＶ吸収剤の含有量は、ポリオレフィン系高分子１００質量部に対して、０．１質量部〜０．５質量部とすることが好ましい。

（４−ｄ）光安定化剤
光安定化剤は、外部の光衝撃からの劣化を防ぐための添加剤である。このような光安定化剤は、特に制限されることはなく、公知のものを使用することができる。ただし、溶融状態のポリオレフィン系高分子に均一に混合可能であるものを使用することが好ましい。

具体的には、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート（ｂｉｓ（２，２，６，６−ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ−４−ｐｉｐｅｒｉｄｙｌｓｅｂａｃａｔｅ）、ビス−（Ｎ−オクチルオキシ−テトラメチル）ピペリジニルセバケート（ｂｉｓ−（Ｎ−ｏｃｔｙｌｏｘｙｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ）ｐｉｐｅｒｉｄｉｎｙｌｓｅｂａｃａｔｅ）、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジルセバケート（ｂｉｓ（１，２，２，６，６−ｐｅｎｔａｍｅｔｈｙｌ−４−ｐｉｐｅｒｉｄｙｌ）ｓｅｂａｃａｔｅ）、メチル−１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジルセバケート（ｍｅｔｈｙｌ−１，２，２，６，６−ｐｅｎｔａｍｅｔｈｙｌ−４−ｐｉｐｅｒｉｄｙｌｓｅｂａｃａｔｅ）などを好適に使用することができる。

なお、このような光安定化剤の含有量は、ポリオレフィン系高分子１００質量部に対して、０．０５質量部〜０．５質量部とすることが好ましい。

（４−ｅ）酸化防止剤
酸化防止剤は、酸化を防止するための添加成分である。このような酸化防止剤は、特に制限されることはなく、公知のものを使用することができる。ただし、溶融状態のポリオレフィン系高分子に均一に混合可能であるもの、たとえば、フェノール系酸化防止剤、フォスファイト系酸化防止剤などから選択される少なくとも１種を用いることが好ましい。

具体的には、フェノール系酸化防止剤としては、ペンタエリスリトールテトラキス（３−３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート（Ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌｔｅｔｒａｋｉｓ（３−３，５−ｄｉ−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ−４−ｈｙｄｒｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ）およびオクタデシル３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート（Ｏｃｔａｄｅｃｙｌ３−３，５−ｄｉ−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ−４−ｈｙｄｒｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）ｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ）などを用いることができる。また、フォスファイト系酸化防止剤としては、トリス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）フォスファート（ｔｒｉｓ（２，４−ｄｉ−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌｐｈｅｎｙｌ）ｐｈｏｓｐｈｉｔｅ）およびトリス（ノニルフェニル）フォスファート（ｔｒｉｓ（ｎｏｎｙｌｐｈｅｎｙｌ）ｐｈｏｓｐｈｉｔｅ）などを用いることができる。

なお、酸化防止剤の含有量は、ポリオレフィン系高分子１００質量部に対して、０．０１質量部〜０．３質量部とすることが好ましい。

２．太陽電池モジュール用封止材シート
本発明の封止材シートは、上述した本発明の封止材組成物をシート状に成型することで得ることができる。具体的には、本発明の封止材組成物を十分に混練した後、２軸押出機に投入し、Ｔダイ法またはカレンダ法によってシート状に成型することができる。

このようにして得られる封止材シートは、厚さが０．２ｍｍ〜０．９ｍｍであることが好ましく、０．３ｍｍ〜０．９ｍｍであることがより好まし、０．３ｍｍ〜０．７ｍｍであることがさらに好ましい。

３．太陽電池モジュール
本発明の太陽電池モジュールは、従来の太陽電池モジュールと同様の構造を有し、封止材シートして、上述した本発明の封止材シートが用いられていることを特徴とする。

たとえば、本発明の封止材シートを用いたシリコン系太陽電池モジュール１は、図１に示すように、表面保護ガラス２上に、前面封止材シート３ａと、太陽電池セル４と、背面封止材シート３ｂと、バックシート５とが、この順序で積層した構造を有し、少なくとも前面封止材シート３ａに、本発明の封止材シートが用いられる。なお、背面封止材シートには、必ずしも本発明の封止材シートを使用する必要はなく、異種オレフィン系封止材シートを用いてもよい。

このような太陽電池モジュールの製造方法は、特に制限されることなく、公知の方法を用いることができる。たとえば、各層を積層した後、真空ラミネータを用いて、１００℃〜１８０℃に加熱し、１分間〜１０分間の脱気をする。次いで、この積層体を０．５分間〜４分間の加圧した後、５分間〜４０分間維持し、最後に、真空加熱および加圧することにより、太陽電池モジュールを得ることができる。

以下、本発明について実施例および比較例を用いて、より具体的に説明する。

（実施例１）
酢酸ビニル（三星トータル石油化学社製）を２８質量％含有し、溶融指数が１５ｇ／１０分であるＥＶＡ共重合体１００質量部に、架橋剤として、ターシャリ−ブチルフェロキシ−２−エチルヘキシルカーボネート（ドンソンハイケム社製、Ｃｈｅｍｅｘ ＥＣ）を０．５質量部と、上記化学式（化１）で表されるアルファ−アルケン（Ｃ２０−Ｃ２４）無水マレイン酸−４−アミノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジンオリゴマー（ＢＡＳＦ社製、Ｕｖｉｎｕｌ５０５０Ｈ）を０．０５質量部加えた。同時に、架橋助剤として、トリアリルイソシアヌレート（日本化成株式会社製、ＴＡＩＣ）を１．０質量部と、接着補助剤として、γ−メタアクリロキシプロピルトリエトキシシロキサン（信越化学工業株式会社製、ＫＢＭ−５０３）を０．１質量部と、ＵＶ吸収剤として、２−ヒドロキシ−４−オクチロキシベンゾフェノン（住友化学株式会社製、Ｓｕｍｉｓｏｒｂ１３０）を０．２質量部と、酸化防止剤として、ベンゼンプロパノイックアシド３、５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシ−オクタデシルエステル（ＢＡＳＦ社製、Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６）を０．２質量部加えた。これらの混合物を常温下で十分配合することにより、封止材組成物を作製した。

次に、この封止材組成物を、直径１０５ｍｍの同軸ツイン押出機を用いて、厚さ０．４５ｍｍのシート状に成型した。このとき、押出は、１２０℃未満の温度下で、５００ｋｇ／ｈの吐出量になるように調整した。

このようにして得られた封止材組成物に対して、体積抵抗と初期出力維持率を測定し、その評価を行った。

［体積抵抗］
表面保護ガラス上に、上述のようにして得られた封止材シートを前面封止材シートおよび背面封止材シートとして積層し、さらにその上にバックシートを積層した。この積層体を、真空ラミネータを用いて、１００℃〜１８０℃に加熱し４分間の脱気を行った。続いて、この積層体を、１分間加圧し、１０分間維持した後、真空加熱および加圧することにより、モジュール化した。このモジュールから表面保護ガラスとバックシートを取り除き、直径１０ｃｍの円形状に加工した。

このようにして得られたサンプルの体積抵抗を、ＪＩＳＫ−６９１１規格に基づき測定した。この結果を表２に示す。

［初期出力維持率］
上述のようにして得られた封止材シートを用いて、４４ｃｅｌｌ状のモジュールを作製した。はじめに、厚さ３．２ｍｍの表面保護ガラス上に、本発明の封止材シートと、太陽電池セルと、多層封止材シートと、ＰＥＴ系バックシート（東レフィルム加工株式会社製、ＬＴＷ−０９ＳＴ−２）をこの順序で積層した。この際、太陽電池セルとして、多結晶シリコンの６インチ、２バスバータイプ、１６．６％のセル効率を示すものを使用した。

この積層体を、真空ラミネータを用いて、１４５℃に加熱し４分間の脱気を行った。続いて、この積層体を、１分間加圧し、１０分間維持した後、真空加熱および加圧することにより、モジュール化した。

このようにして得られた太陽電池モジュールを恒温恒湿機に入れ、電圧を印加しながら、初期の出力変化を基準として劣化の度合いを確認する、ＰＩＤテストを行った。具体的には、恒温恒湿機内の温度を５０℃、湿度を５０％ＲＨに設定し、太陽電池モジュールの表面保護ガラス側にはアルミニウム箔を敷き、太陽電池セルの配線側には負極を、モジュールフレーム側には正極の配線を繋いだ後、１０００Ｖの直流電圧を印加した。この状態で４８時間放置した後、ＰＩＤテスト前後における太陽電池モジュールの出力値を比較して、その劣化の度合いから初期出力維持率を算出した。この結果を表２に示す。

（実施例２）
安定化剤の含有量を０．１質量％としたこと以外は、実施例１と同様にして、封止材組成物を得て、その評価を行った。この結果を表２に示す。

（実施例３）
安定化剤の含有量を０．２質量％としたこと以外は、実施例１と同様にして、封止材組成物を得て、その評価を行った。この結果を表３に示す。

（実施例４）
安定化剤の含有量を０．３質量％としたこと以外は、実施例１と同様にして、封止材組成物を得て、その評価を行った。この結果を表２に示す。

（実施例５）
光安定化剤として、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート（ＢＡＳＦ社製、Ｔｉｎｕｖｉｎ７７０）を０．１重量部さらに添加した以外は、実施例３と同様にして、封止材組成物を得て、その評価を行った。この結果を表２に示す。

（実施例６）
光安定化剤として、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケートを０．２重量部さらに添加した以外は、実施例３と同様にして、封止材組成物を得て、その評価を行った。この結果を表２に示す。

（比較例１）
安定化剤を添加しなかったこと以外は、実施例１と同様にして、封止材組成物を得て、その評価を行った。この結果を表２に示す。

（比較例２）
安定化剤を添加しなかったこと以外は、実施例５と同様にして、封止材組成物を得て、その評価を行った。この結果を表２に示す。

（比較例３）
安定化剤を添加しなかったこと以外は、実施例６と同様にして、封止材組成物を得て、その評価を行った。この結果を表２に示す。

（比較例４）
安定化剤として、アルファ−アルケン（Ｃ２０−Ｃ２４）無水マレイン酸−４−アミノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジンオリゴマーに替えて、下記化学式（化２）で表されるものを使用し、その含有量を０．１質量％としたこと以外は、実施例５と同様にして、封止材組成物を得て、その評価を行った。この結果を表２に示す。

（比較例５）
安定化剤として、アルファ−アルケン（Ｃ２０−Ｃ２４）無水マレイン酸−４−アミノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジンオリゴマーに替えて、上記化学式（化２）で表されるものを使用し、その含有量を０．２質量％としたこと以外は、実施例５と同様にして、封止材組成物を得て、その評価を行った。この結果を表２に示す。

（比較例６）
安定化剤として、アルファ−アルケン（Ｃ２０−Ｃ２４）無水マレイン酸−４−アミノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジンオリゴマーに替えて、上記化学式（化２）で表されるものを使用し、その含有量を０．３質量％としたこと以外は、実施例５と同様にして、封止材組成物を得て、その評価を行った。この結果を表２に示す。

（比較例７）
安定化剤として、アルファ−アルケン（Ｃ２０−Ｃ２４）無水マレイン酸−４−アミノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジンオリゴマーに替えて、下記化学式（化３）で表されるものを使用し、その含有量を０．１質量％としたこと以外は、実施例５と同様にして、封止材組成物を得て、その評価を行った。この結果を表２に示す。

（比較例８）
安定化剤として、アルファ−アルケン（Ｃ２０−Ｃ２４）無水マレイン酸−４−アミノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジンオリゴマーに替えて、上記化学式（化３）で表されるものを使用し、その含有量を０．２質量％としたこと以外は、実施例５と同様にして、封止材組成物を得て、その評価を行った。この結果を表２に示す。

（比較例９）
安定化剤として、アルファ−アルケン（Ｃ２０−Ｃ２４）無水マレイン酸−４−アミノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジンオリゴマーに替えて、上記化学式（化３）で表されるものを使用し、その含有量を０．３質量％としたこと以外は、実施例５と同様にして、封止材組成物を得て、その評価を行った。この結果を表２に示す。

（評価）
表１および表２より、安定化剤として、少量のアルファ−アルケン（Ｃ２０−Ｃ２４）無水マレイン酸−４−アミノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジンオリゴマーが添加された実施例１〜４の封止材シートは、体積抵抗が大幅に増加していることが確認される。また、この封止材シートを用いた太陽電池モジュールでは、初期出力維持率が優れたものとなっていることが確認される。

また、耐候性を向上させるための一般的な光安定化剤である、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケートをさらに添加した実施例５および６の封止材シートにおいても、体積抵抗の大幅な増加が確認され、これを用いた太陽電池モジュールの初期出力維持率も良好なものとなっていることが確認される。

これに対して、アルファ−アルケン（Ｃ２０−Ｃ２４）無水マレイン酸−４−アミノ−２、２，６，６−テトラメチルピペリジンオリゴマーが添加されなかった比較例１〜３の封止材シートでは、体積抵抗が低く、これを用いた太陽電池モジュールの初期出力維持率も低い値を示していることが確認される。これにより、本発明の封止材組成物において、アルファ−アルケン（Ｃ２０−Ｃ２４）無水マレイン酸−４−アミノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジンオリゴマーの添加が、電気絶縁性の向上に大幅に寄与していることが理解される。

また、アルファ−アルケン（Ｃ２０−Ｃ２４）無水マレイン酸−４−アミノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジンオリゴマーと類似する化学式（構造式）を有するが、分子量が４００未満である安定化剤を用いた、比較例４〜９の封止材シートおよび太陽電池モジュールは、体積抵抗値および初期出力維持率のいずれもが、比較例１〜３と同等の値を示していることが確認される。これより、本発明の封止材組成物において、化学式１で表される構造を有する安定化剤の添加が、電気絶縁性の強化に及ぼす影響が大きく、かつ、効果的であることが理解される。

１ 太陽電池モジュール
２ 表面保護ガラス
３ａ 前面封止材シート
３ｂ 背面封止材シート
４ 太陽電池セル
５ バックシート

Claims (9)

1. ポリオレフィン系高分子と、架橋剤と、安定化剤とを含有する太陽電池モジュール用封止材組成物であって、
   前記ポリオレフィン系高分子は、エチレン酢酸ビニル共重合体であり、
   前記架橋剤は、有機過酸化物であり、
   前記安定化剤は、下記化学式（化１）で表され、融点が５０℃〜１５０℃であり、かつ、分子量が２０００ｇ／ｍｏｌ〜１００００ｇ／ｍｏｌの範囲にあるオリゴマーである、
   太陽電池モジュール用封止材組成物。
   

   

   （ただし、Ｒ₁〜Ｒ₅は、水素または炭素数が１〜８のアルキル基を、Ｒ₆〜Ｒ₈は、水素または炭素数が１〜３のアルキル基を、ｎは整数を表す）
2. 前記安定化剤の含有量は、前記ポリオレフィン系高分子１００質量部に対して、０．０１質量部〜５質量部である、請求項１に記載の太陽電池モジュール用封止材組成物。
3. 前記架橋剤の含有量は、前記ポリオレフィン系高分子１００質量部に対して、０．１質量部〜２質量部である、請求項１または２に記載の太陽電池モジュール用封止材組成物。
4. 架橋助剤、接着補助剤、ＵＶ吸収剤、光安定化剤および酸化防止剤からなる群から選ばれる少なくとも１種の添加剤をさらに含有する、請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池モジュール用封止材用組成物。
5. 光安定化剤として、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケートをさらに含有する、請求項１〜３に記載の太陽電池モジュール封止材用組成物。
6. 前記ポリオレフィン系高分子１００質量部に対して、０．１質量部〜２質量部の架橋助剤をさらに含有する、請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池モジュール用封止材組成物。
7. 前記エチレン酢酸ビニル共重合体は、酢酸ビニルの含有量が１５質量％〜４０質量％であり、溶融指数が１ｇ／１０分〜５０ｇ／１０分である、請求項１に記載の太陽電池モジュール用封止材組成物。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の太陽電池モジュール用封止材組成物からなり、厚さが０．２ｍｍ〜０．９ｍｍである、太陽電池モジュール用封止材シート。
9. 太陽電池セルの封止材として、請求項８に記載の太陽電池モジュール封止材シートが用いられている、太陽電池モジュール。

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