JPWO2016052070A1 - 封止シート、太陽電池モジュールおよび封止シートの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、太陽電池モジュール用保護シート(表面側透明保護部材)/封止層(封止シート)/太陽電池素子/封止層(封止シート)/太陽電池モジュール用保護シート(裏面側保護部材)の順に積層して積層体を形成する。
次いで、得られた積層体を加圧および加熱して一体化する。その後、封止シートを架橋硬化させることにより、太陽電池モジュールが製造される。
上記太陽電池素子は、生じた電力を取り出すための電極をさらに備えている。電極の抵抗増加や短絡は発電量の低下につながるため、電極には長期間の使用においても劣化しない耐久性が要求されている。
そのため、封止層を形成するための封止シートには、屋外の環境下で長時間電圧を印加しても、電極に含まれる金属の移動が生じにくい性能が求められる。
太陽電池素子を封止するために用いられる封止シートであって、
架橋性樹脂および銅元素を含む樹脂組成物からなり、
ICP発光分析により測定される、当該封止シート中の上記銅元素の含有量が、当該封止シート全体に対して、1.0ppb以下である封止シート。
[2]
上記[1]に記載の封止シートにおいて、
上記架橋性樹脂が、エチレン・α−オレフィン共重合体およびエチレン・酢酸ビニル共重合体から選択される少なくとも一種を含む封止シート。
[3]
上記[1]または[2]に記載の封止シートにおいて、
架橋助剤をさらに含み、
上記架橋助剤の含有量が、上記架橋性樹脂100質量部に対して、0.05質量部以上5質量部以下である封止シート。
[4]
上記[3]に記載の封止シートにおいて、
上記架橋助剤がトリアリルイソシアヌレートを含む封止シート。
[5]
上記[1]乃至[4]いずれか一つに記載の封止シートにおいて、
架橋剤をさらに含み、
上記架橋剤の含有量が、上記架橋性樹脂100質量部に対して、0.1質量部以上3質量部以下である封止シート。
[6]
上記[5]に記載の封止シートにおいて、
上記架橋剤が有機過酸化物を含む封止シート。
[7]
上記[1]乃至[6]いずれか一つに記載の封止シートにおいて、
当該封止シート中の上記架橋性樹脂の含有量は、当該封止シートに含まれる樹脂成分の全体を100質量%としたとき、80質量%以上である封止シート。
[8]
上記[1]乃至[7]いずれか一つに記載の封止シートにおいて、
シランカップリング剤をさらに含み、
上記シランカップリング剤の含有量が、上記架橋性樹脂100質量部に対して、0.1質量部以上2質量部以下である封止シート。
[9]
上記[1]乃至[8]いずれか一つに記載の封止シートにおいて、
紫外線吸収剤、光安定化剤、および耐熱安定剤からなる群より選択される一種または二種以上の添加剤をさらに含む封止シート。
[10]
表面側透明保護部材と、
裏面側保護部材と、
太陽電池素子と、
上記[1]乃至[9]いずれか一つに記載の封止シートを架橋させて形成された、上記太陽電池素子を上記表面側透明保護部材と上記裏面側保護部材との間に封止する封止層と、
を備える太陽電池モジュール。
[11]
上記[10]に記載の太陽電池モジュールにおいて、
上記太陽電池素子が銀電極を備える太陽電池モジュール。
[12]
上記[1]乃至[9]いずれか一つに記載の封止シートを製造するための製造方法であって、
架橋性樹脂と、シランカップリング剤、架橋剤、架橋助剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、および耐熱安定剤から選択される一種または二種以上の添加剤と、を準備する工程と、
上記架橋性樹脂および上記添加剤から選択される一種または二種以上に含まれる上記銅元素の含有量を低下させる工程と、
上記架橋性樹脂と、上記添加剤とを溶融混錬後、シート状に成形する工程と、
を含む封止シートの製造方法。
本実施形態における封止シートは太陽電池素子を封止するために用いられるものであり、架橋性樹脂および銅元素を含む樹脂組成物からなる。そして、ICP発光分析により測定される、当該封止シート中の上記銅元素の含有量が、当該封止シート全体に対して、1.0ppb以下であり、好ましくは0.8ppb以下であり、特に好ましくは0.5ppb以下である。
上記封止シート中の銅元素の含有量が上記上限値以下であると、長期間の使用においても電極金属のマイグレーションを抑制することができる。
封止シート中の銅元素の含有量は、例えば、封止シートを湿式分解した後、純水にて定容し、ICP発光分析装置によるICP発光分析によって測定できる。
封止シートにより形成される封止層は電極と接しており、一般に架橋性樹脂を含む樹脂組成物から成形されている。この樹脂組成物は、架橋性樹脂の合成触媒や各種添加剤に起因する金属元素、例えば、アルミニウム元素等を数ppm含んでいることがある。従来、こうした金属元素は、電極金属に対する作用が小さいものと考えられていた。
しかし、本発明者は、金属元素の中でも銅元素が微量でも電極金属のマイグレーションを起こす要因であることを見出した。
すなわち、本発明者らは、封止シート中の際に混入する銅元素が、電極金属のマイグレーションに影響を与えていることを初めて見出し、本発明に到達した。
本実施形態における封止シートに含まれる架橋性樹脂としては、例えば、エチレンおよび炭素数3〜20のα−オレフィンとを含むエチレン・α−オレフィン共重合体、高密度エチレン系樹脂、低密度エチレン系樹脂、中密度エチレン系樹脂、超低密度エチレン系樹脂、プロピレン(共)重合体、1−ブテン(共)重合体、4−メチルペンテン−1(共)重合体、エチレン・環状オレフィン共重合体、エチレン・α−オレフィン・環状オレフィン共重合体、エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体、エチレン・α−オレフィン・共役ポリエン共重合体、エチレン・芳香族ビニル共重合体、エチレン・α−オレフィン・芳香族ビニル共重合体等のオレフィン系樹脂;エチレン・不飽和無水カルボン酸共重合体、エチレン・α−オレフィン・不飽和無水カルボン酸共重合体等のエチレン・無水カルボン酸系共重合体;エチレン・エポキシ含有不飽和化合物共重合体、エチレン・α−オレフィン・エポキシ含有不飽和化合物共重合体等のエチレン・エポキシ系共重合体;エチレン・(メタ)アクリル酸エチル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸メチル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸プロピル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸ブチル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸ヘキシル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシプロピル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸グリシジル共重合体等のエチレン・(メタ)アクリル酸エステル共重合体;エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン・マレイン酸共重合体、エチレン・フマル酸共重合体、エチレン・クロトン酸共重合体等のエチレン・エチレン性不飽和酸共重合体;エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・プロピオン酸ビニル共重合体、エチレン・酪酸ビニル共重合体、エチレン・ステアリン酸ビニル共重合体等のエチレン・ビニルエステル共重合体;エチレン・スチレン共重合体等;(メタ)アクリル酸エステル(共)重合体等の不飽和カルボン酸エステル(共)重合体;エチレン・アクリル酸金属塩共重合体、エチレン・メタアクリル酸金属塩共重合体等のアイオノマー樹脂;ウレタン系樹脂;シリコーン系樹脂;アクリル酸系樹脂;メタアクリル酸系樹脂;環状オレフィン(共)重合体;α−オレフィン・芳香族ビニル化合物・芳香族ポリエン共重合体;エチレン・α−オレフィン・芳香族ビニル化合物;芳香族ポリエン共重合体;エチレン・芳香族ビニル化合物・芳香族ポリエン共重合体;スチレン系樹脂;アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体;スチレン・共役ジエン共重合体;アクリロニトリル・スチレン共重合体;アクリロニトリル・エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン・スチレン共重合体;アクリロニトリル・エチレン・α−オレフィン・共役ポリエン・スチレン共重合体;メタアクリル酸・スチレン共重合体;エチレンテレフタレート樹脂;フッ素樹脂;ポリエステルカーボネート;ポリ塩化ビニル;ポリ塩化ビニリデン;ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー;ポリスチレン系熱可塑性エラストマー;ポリウレタン系熱可塑性エラストマー;1,2−ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー;トランスポリイソプレン系熱可塑性エラストマー;塩素化ポリエチレン系熱可塑性エラストマー;液晶性ポリエステル;ポリ乳酸等から選択される一種または二種以上を用いることができる。
エチレンおよび炭素数3〜20のα−オレフィンからなるエチレン・α−オレフィン共重合体、低密度エチレン系樹脂、超低密度エチレン系樹脂、エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体、エチレン・α−オレフィン・共役ポリエン共重合体、エチレン・不飽和無水カルボン酸共重合体、エチレン・α−オレフィン・不飽和無水カルボン酸共重合体、エチレン・エポキシ含有不飽和化合物共重合体、エチレン・α−オレフィン・エポキシ含有不飽和化合物共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・メタアクリル酸共重合体等のエチレン・不飽和カルボン酸共重合体から選択される一種または二種以上を用いることがより好ましい。
これらの中でも、エチレン・α−オレフィン共重合体およびエチレン・酢酸ビニル共重合体から選択される少なくとも一種が特に好ましく使用される。なお本実施形態においては上述した樹脂は、単独で用いてもよいし、ブレンドして用いてもよい。
本実施形態における架橋性樹脂として用いられる、エチレンおよび炭素数3〜20のα−オレフィンからなるエチレン・α−オレフィン共重合体のα−オレフィンとしては、通常、炭素数3〜20のα−オレフィンを1種類単独でまたは2種類以上を組み合わせて用いることができる。中でも好ましいのは、炭素数が10以下であるα−オレフィンであり、とくに好ましいのは炭素数が3〜8のα−オレフィンである。このようなα−オレフィンとしては、例えば、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、3−メチル−1−ブテン、3,3−ジメチル−1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン等を挙げることができる。これらの中でも、入手の容易さからプロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテンおよび1−オクテンが好ましい。なお、エチレン・α−オレフィン共重合体はランダム共重合体であっても、ブロック共重合体であってもよいが、柔軟性の観点からランダム共重合体が好ましい。
上記エチレン・α−オレフィン共重合体は、以下の要件a1およびa2を満たすことが好ましい。
エチレン・α−オレフィン共重合体の密度は、エチレン単位の含有割合とα−オレフィン単位の含有割合とのバランスにより調整することができる。すなわち、エチレン単位の含有割合を高くすると結晶性が高くなり、密度の高いエチレン・α−オレフィン共重合体を得ることができる。一方、エチレン単位の含有割合を低くすると結晶性が低くなり、密度の低いエチレン・α−オレフィン共重合体を得ることができる。
エチレン・α−オレフィン共重合体のMFRは、重合反応の際の重合温度、重合圧力、並びに重合系内のエチレンおよびα−オレフィンのモノマー濃度と水素濃度のモル比率等を調整することにより、調整することができる。
太陽電池モジュールのラミネート工程において樹脂組成物の架橋処理を行わない場合は、溶融押出工程において架橋剤の分解の影響が小さいため、MFRが0.1g/10分以上10g/10分未満、好ましくは0.5g/10分以上8.5g/10分未満の樹脂組成物を用い、押出成形によってシートを得ることもできる。樹脂組成物中の架橋剤の含有量が0.15質量部以下である場合には、MFRが0.1g/10分以上10g/10分未満の樹脂組成物を用い、シラン変性処理、または微架橋処理を行いつつ170〜250℃の成形温度で押出成形によってシートを製造することもできる。MFRがこの範囲にあると、シートを太陽電池素子にラミネートする際にはみ出した溶融樹脂によるラミネート装置の汚れを防止できる点で好ましい。
エチレン・α−オレフィン共重合体は、チーグラー化合物、バナジウム化合物、メタロセン化合物等を触媒として用いて製造することができる。中でも以下に示す種々のメタロセン化合物を触媒として用いて製造することが好ましい。メタロセン化合物としては、例えば、特開2006−077261号公報、特開2008−231265号公報、特開2005−314680号公報等に記載のメタロセン化合物を用いることができる。ただし、これらの特許文献に記載のメタロセン化合物とは異なる構造のメタロセン化合物を使用してもよいし、二種以上のメタロセン化合物を組み合わせて使用してもよい。
上記エチレン・酢酸ビニル共重合体のメルトフローレ−ト(MFR)は5g/10分以上50g/10分以下であることが好ましく、より好ましくは5g/10分以上30g/10分以下、さらに好ましくは5g/10分以上25g/10分以下である。エチレン・酢酸ビニル共重合体のMFRが上記範囲であると、押出成形性が優れる。エチレン・酢酸ビニル共重合体のMFRは、重合反応の際の重合温度、重合圧力、並びに重合系内の極性モノマーのモノマー濃度と水素濃度のモル比率等を調整することにより、調整することができる。本実施形態において、エチレン・酢酸ビニル共重合体のMFRは、ASTM D1238に準拠し、190℃、2.16kg荷重の条件で測定されるものである。
本実施形態における封止シートは、シランカップリング剤を含有してもよい。封止シート中のシランカップリング剤の含有量は、架橋性樹脂100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上2質量部以下であり、より好ましくは0.1質量部以上1.8質量部以下であり、さらに好ましくは0.1質量部以上1.5質量部以下である。シランカップリング剤の含有量が上記範囲内であると、封止シートの接着性を向上させつつ、より確実に封止シート中に気泡が発生するのを抑制することができる。
これらの中でも、接着性向上の観点から、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランから選択される一種または二種以上を用いることが好ましい。
本実施形態における封止シートは、架橋剤を含有してもよい。本実施形態における封止シートに好ましく用いられる架橋剤は、押出シート成形での生産性と太陽電池モジュールのラミネート成形時の架橋速度のバランスから、1分間半減期温度が100〜170℃である有機過酸化物が好ましい。有機過酸化物の1分間半減期温度が100℃以上であると、シート成形を容易にし、かつ、シートの外観を良好にすることができる。また、絶縁破壊電圧の低下を防ぐことができ、透湿性の低下も防止でき、さらに接着性も向上する。有機過酸化物の1分間半減期温度が170℃以下であると、太陽電池モジュールのラミネート成形時の架橋速度の低下を抑制できるため、太陽電池モジュールの生産性の低下を防ぐことができる。また、封止シートの耐熱性、接着性の低下を防ぐこともできる。
これらの中でも、ジラウロイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシイソノナノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルカーボネート、t−ブチルパーオキシベンゾエートから選択される一種または二種以上を用いることが好ましい。
本実施形態における封止シートを構成する樹脂組成物には、紫外線吸収剤、光安定化剤、および耐熱安定剤からなる群より選択される一種または二種以上の添加剤が含有されることが好ましい。これらの添加剤の含有量は、架橋性樹脂100質量部に対して、0.005質量部以上5質量部以下であることが好ましい。この範囲とすることで、恒温恒湿への耐性、ヒートサイクルの耐性、耐候安定性、及び耐熱安定性を向上する効果を十分に確保し、かつ、封止シートの透明性や接着性の低下を防ぐことができる。さらに、上記三種から選ばれる少なくとも二種の添加剤を含有することが好ましく、とくに、上記三種の全てが含有されていることが好ましい。
本実施形態における封止シートは、架橋助剤を含むことが好ましい。封止シート中の架橋助剤の含有量は、架橋性樹脂100質量部に対して、0.05質量部以上5質量部以下であることが好ましく、0.1質量部以上3質量部以下であることがより好ましく、0.2質量部以上2質量部以下であることが特に好ましい。これにより、適度な架橋構造とすることができ、封止シートの耐熱性、機械物性、および接着性を向上できる。
これらの架橋助剤の中でも、ジアクリレート、ジメタクリレート、ジビニル芳香族化合物、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート等のトリアクリレート;トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート等のトリメタクリレート;ペンタエリスリトールテトラアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート等のテトラアクリレート;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シアヌレート、ジアリルフタレート等のジアリル化合物;トリアリル化合物;p−キノンジオキシム、p−p'−ジベンゾイルキノンジオキシム等のオキシム;フェニルマレイミド等のマレイミドから選択される一種または二種以上を用いることが好ましい。さらにこれらの中でも、封止シート中の気泡の発生をより抑制できるとともに、架橋特性に優れる点から、トリアリルイソシアヌレートが特に好ましい。
本実施形態における封止シートは、以上詳述した諸成分以外の各種成分を、本発明の目的を損なわない範囲において、適宜含有してもよい。例えば、上記架橋性樹脂以外の各種ポリオレフィン、スチレン系やエチレン系ブロック共重合体、プロピレン系重合体等が挙げられる。これらは、架橋性樹脂100質量部に対して、0.0001〜50質量部、好ましくは0.001〜40質量部含有されていてもよい。また、ポリオレフィン以外の各種樹脂、および/または各種ゴム、可塑剤、充填剤、顔料、染料、帯電防止剤、抗菌剤、防黴剤、難燃剤、架橋助剤、および分散剤等から選ばれる一種以上の添加剤を適宜含有することができる。
本実施形態における封止シートの製造方法は特に限定されないが、公知の各種の成形方法(キャスト成形、押出シート成形、インフレーション成形、射出成形、圧縮成形、カレンダー成形等)を採用することが可能である。とくに、押出シート成形とカレンダー成形が好ましい。
ここで、本実施形態における封止シートは、銅元素の含有量が1.0ppb以下である。
上記架橋性樹脂および上記添加剤から選択される一種または二種以上に含まれる銅元素の含有量を低下させる。好ましくは架橋助剤に含まれる銅元素の含有量を低下させる。より好ましくはトリアリルイソシアヌレートに含まれる銅元素の含有量を低下させる。これにより、本実施形態における封止シート中の銅元素の含有量を1.0ppb以下にすることができる。
トリアリルイソシアヌレート等の架橋助剤に含まれる銅元素の含有量を低減する方法としては、銅とキレート錯体を形成する配位子(EDTA等)により除去する方法、イオン交換樹脂で除去する方法等がある。
架橋性樹脂中の銅元素の含有量は、例えば、架橋性樹脂を湿式分解した後、純水にて定容し、ICP発光分析装置によるICP発光分析によって測定できる。各添加剤中の銅元素の含有量は、例えば、ICP発光分析装置によるICP発光分析によって測定できる。
また、各種添加剤は、その原料や製造プロセスに起因する金属元素を含むことがあり、封止シート中の銅元素の量を増大させる。そのため、各種添加剤は、例えば、酸またはアルカリによる脱灰操作や、貧溶媒による再沈殿操作等の精製をおこない、各種添加剤中の銅元素の含有量を低下させることが好ましい。
酸またはアルカリによる脱灰操作や、貧溶媒による再沈殿操作は、一般的に公知の方法に準じておこなうことができる。
また、架橋剤を含まないシートを上記方法により作製し、作製したシートに架橋剤を含浸法により添加してもよい。なお、架橋剤が二種以上含有されている場合には、最も低い架橋剤の一時間半減期温度よりも低い温度にて溶融混練すればよい。
本実施形態における封止シートは、太陽電池モジュールにおいて、太陽電池素子を封止するために用いられる。
太陽電池モジュールの構成としては、例えば表面側透明保護部材/受光面側封止シート(受光面側封止層)/太陽電池素子/裏面側封止シート(裏面側封止層)/裏面側保護部材(バックシート)をこの順に積層した構成が挙げられるが、特に限定されない。
本実施形態における封止シートは、上記受光面側封止シートおよび上記裏面側封止シートのいずれか一方、あるいは両方に用いられる。
太陽電池モジュール10は、複数の太陽電池素子13と、太陽電池素子13を挟んで封止する一対の受光面側封止シート11と裏面側封止シート12、および表面側透明保護部材14および裏面側保護部材(バックシート)15とを備える。
太陽電池素子13としては、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン等のシリコン系、ガリウム−砒素、銅−インジウム−セレン、カドミウム−テルル等のIII−V族やII−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る。
太陽電池モジュール10においては、複数の太陽電池素子13は、導線および半田接合部を備えたインターコネクタ16を介して電気的に直列に接続されている。
表面側透明保護部材14としては、例えば、ガラス板;アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、フッ素含有樹脂等により形成された樹脂板等が挙げられる。
裏面側保護部材(バックシート)15としては、例えば、金属や各種熱可塑性樹脂フィルム等の単体もしくは多層のシートが挙げられる。例えば、錫、アルミ、ステンレススチール等の金属;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、ポリオレフィン等により形成された各種熱可塑性樹脂フィルム等が挙げられる。
裏面側保護部材15は、単層であってもよく、複層であってもよい。
太陽電池モジュールに用いられる電極の構成および材料は、とくに限定されないが、具体的な例では、透明導電膜と金属膜の積層構造を有する。透明導電膜は、SnO2、ITO、ZnO等からなる。金属膜は、銀、金、銅、錫、アルミニウム、カドミウム、亜鉛、水銀、クロム、モリブデン、タングステン、ニッケル、バナジウム等の金属からなる。これらの金属膜は、単独で用いられてもよいし、複合化された合金として用いられてもよい。透明導電膜と金属膜とは、CVD、スパッタ、蒸着等の方法により形成される。
電極に含まれる金属が銀の場合、すなわち、電極が銀電極の場合、封止シート中を銀がマイグレーションする現象が特に起こりやすい。そのため、電極が銀電極の場合、本実施形態における封止シートの効果が特に効果的に得ることができる。
本実施形態における太陽電池モジュールの製造方法は特に限定されないが、例えば、以下の方法が挙げられる。
まず、インターコネクタ16を用いて電気的に接続した複数の太陽電池素子13を一対の受光面側封止シート11と裏面側封止シート12で挟み、さらにこれら受光面側封止シートシート11と裏面側封止シート12を表面側透明保護部材14と裏面側保護部材15とで挟んで積層体を作製する。次いで、積層体を加熱して、受光面側封止シート11と裏面側封止シート12、受光面側封止シート11と表面側透明保護部材14、裏面側封止シート12と裏面側保護部材15とを接着する。
太陽電池モジュールの製造に当たっては、封止シートを予め作っておき、封止シートが溶融する温度で圧着するという従来同様のラミネート方法によって、例えば、ラミネート温度が145〜170℃、真空圧10Torr以下で、0.5〜10分間真空下で加熱する。次いで、大気圧による加圧を2〜30分間程度行い、既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、封止シートは特定の架橋剤を含有することで優れた架橋特性を有しており、モジュールの形成において二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、モジュールの生産性を格段に改良することができる。また、オーブン等を用いた二段階の接着工程を経ることも可能であり、二段階の接着工程を経る場合は、例えば、120〜170℃の範囲で1〜120分加熱し、モジュールを生産することも可能である。
[銅元素の含有量]
各種添加剤中の銅元素の含有量は、ICP発光分析装置(島津製作所社製、ICPS−8100)により求めた。
[イオンマイグレーション評価]
厚さ0.5mmのセラミックス基板に、互い違いに対向する銀クシ歯電極を形成した。銀電極の厚さは10−15μm、電極幅/スペース=100μm/100μmであった。
次いで、銀クシ歯電極を形成した基板を、封止シート2枚の間にセットして上下をガラス板で挟んで試験片を作成した。試験片を85℃/85%RHの湿熱条件下において、100VDCの電圧を印加し、漏れ電流を計測することでイオンマイグレーションの発生を評価した。
具体的には500時間経過までの抵抗変化をモニターし、導通による抵抗値の変化が起きるか否かを観測した。実験はN=4で行った。
[実施例1]
架橋性樹脂であるエチレン・酢酸ビニル共重合体(酢酸ビニル含有率:28質量%、MFR:15g/10分)100質量部に対し、架橋剤としてt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルカーボネートを0.6質量部、シランカップリング剤として3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを0.3質量部、紫外線吸収剤として2−ヒドロキシ−4−ノルマル−オクチルオキシベンゾフェノンを0.2質量部、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質量部、耐熱安定剤としてオクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートを0.04質量部、および架橋助剤としてトリアリルイソシアヌレートを1.2質量部、をそれぞれ配合して樹脂組成物を調製し、以下の条件でシート状に成形した。
トリアリルイソシアヌレートの銅元素含有量は0.01ppm以下であった。その他添加剤の銅元素含有量も0.01ppm以下であった。
なお、トリアリルイソシアヌレートは使用前に精製し、銅元素の含有量を0.01ppm以下に低減させて使用した。
得られた封止シート中の銅元素の含有量は1.0ppb以下であった。
架橋性樹脂であるエチレン・α−オレフィン共重合体(α−オレフィン:1−ブテン、密度:0.870g/cm3、MFR:20g/10分、エチレンに由来する構成単位の含有割合:86mol%、α−オレフィンに由来する構成単位の割合:14mol%、WO2012/046456の段落0178に記載の合成例1に準じて合成した。)100質量部に対し、架橋剤としてt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルカーボネートを0.7質量部、シランカップリング剤として3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを0.4質量部、紫外線吸収剤として2−ヒドロキシ−4−ノルマル−オクチルオキシベンゾフェノンを0.2質量部、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質量部、耐熱安定剤としてオクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートを0.1質量部とトリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイトを0.1重量部、および実施例1と同じ架橋助剤トリアリルイソシアヌレートを1.2質量部、をそれぞれ配合して樹脂組成物を調製し、実施例1と同様の条件でシート状に成形した。
得られた封止シート中の銅元素の含有量は1.0ppb以下であった。
架橋助剤としてトリアリルイソシアヌレート(銅元素の含有量0.63ppm、未精製品)を用いた以外は実施例1と同様にして封止シートを作製した。
得られた封止シート中の銅元素の含有量は7.6ppbであった。
抵抗低下が見られた電極の拡大写真を図2に示す。電極間にデンドライトと呼ばれる凝集が見られ、導通が起きていることが確認できた。
Claims (12)
- 太陽電池素子を封止するために用いられる封止シートであって、
架橋性樹脂および銅元素を含む樹脂組成物からなり、
ICP発光分析により測定される、当該封止シート中の前記銅元素の含有量が、当該封止シート全体に対して、1.0ppb以下である封止シート。 - 請求項1に記載の封止シートにおいて、
前記架橋性樹脂が、エチレン・α−オレフィン共重合体およびエチレン・酢酸ビニル共重合体から選択される少なくとも一種を含む封止シート。 - 請求項1または2に記載の封止シートにおいて、
架橋助剤をさらに含み、
前記架橋助剤の含有量が、前記架橋性樹脂100質量部に対して、0.05質量部以上5質量部以下である封止シート。 - 請求項3に記載の封止シートにおいて、
前記架橋助剤がトリアリルイソシアヌレートを含む封止シート。 - 請求項1または2に記載の封止シートにおいて、
架橋剤をさらに含み、
前記架橋剤の含有量が、前記架橋性樹脂100質量部に対して、0.1質量部以上3質量部以下である封止シート。 - 請求項5に記載の封止シートにおいて、
前記架橋剤が有機過酸化物を含む封止シート。 - 請求項1または2に記載の封止シートにおいて、
当該封止シート中の前記架橋性樹脂の含有量は、当該封止シートに含まれる樹脂成分の全体を100質量%としたとき、80質量%以上である封止シート。 - 請求項1または2に記載の封止シートにおいて、
シランカップリング剤をさらに含み、
前記シランカップリング剤の含有量が、前記架橋性樹脂100質量部に対して、0.1質量部以上2質量部以下である封止シート。 - 請求項1または2に記載の封止シートにおいて、
紫外線吸収剤、光安定化剤、および耐熱安定剤からなる群より選択される一種または二種以上の添加剤をさらに含む封止シート。 - 表面側透明保護部材と、
裏面側保護部材と、
太陽電池素子と、
請求項1乃至9いずれか一項に記載の封止シートを架橋させて形成された、前記太陽電池素子を前記表面側透明保護部材と前記裏面側保護部材との間に封止する封止層と、
を備える太陽電池モジュール。 - 請求項10に記載の太陽電池モジュールにおいて、
前記太陽電池素子が銀電極を備える太陽電池モジュール。 - 請求項1乃至9いずれか一項に記載の封止シートを製造するための製造方法であって、
架橋性樹脂と、シランカップリング剤、架橋剤、架橋助剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、および耐熱安定剤から選択される一種または二種以上の添加剤と、を準備する工程と、
前記架橋性樹脂および前記添加剤から選択される一種または二種以上に含まれる前記銅元素の含有量を低下させる工程と、
前記架橋性樹脂と、前記添加剤とを溶融混錬後、シート状に成形する工程と、
を含む封止シートの製造方法。
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