太陽電池用接着シート
【課題】 本発明は、有機過酸化物による架橋が不要で且つ加熱封止時における流動性に優れていると共に透明性に優れ、更に、太陽電池モジュールの製造時の加熱時において適度な凝集力を有し表裏保護材に対する接着性に優れた太陽電池用接着シートを提供する。
【解決手段】 本発明の太陽電池用接着シートは、基材層の一面に接着層が積層一体化されてなる太陽電池用接着シートであって、上記基材層がスチレン系エラストマーを含有していると共に、上記接着層がシラン変性オレフィン系樹脂を含有していることを特徴とする。
【解決手段】 本発明の太陽電池用接着シートは、基材層の一面に接着層が積層一体化されてなる太陽電池用接着シートであって、上記基材層がスチレン系エラストマーを含有していると共に、上記接着層がシラン変性オレフィン系樹脂を含有していることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールを作製する際に用いられる太陽電池用接着シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンやＣｄＴｅ、ＣＩＳなどの半導体を含む太陽電池モジュールは、太陽電池の表裏面にエチレン系共重合体などからなる表裏太陽電池用接着シートを積層し、更に、表裏太陽電池用接着シート上に表裏保護材を積層して積層シートを作製し、この積層シートを真空中で脱気すると共に加熱圧着することによって太陽電池を太陽電池用接着シートで封止すると共に、太陽電池用接着シートを介して太陽電池と表裏保護材とを接着一体化することによって製造されている。
【０００３】
そして、太陽電池用接着シートは、太陽電池への光の入射を確保するための透明性、屋外で用いられることによる耐候性、及び、太陽電池又は表裏保護材に対する接着性が要求され、このような太陽電池用接着シートとしてエチレン系共重合体と有機過酸化物とからなる接着シートが提案されている。
【０００４】
この太陽電池用接着シートは、加熱溶融されて太陽電池と表裏保護材とを接着一体化すると共に太陽電池を表裏から封止し、有機過酸化物の分解によって架橋され、その結果、耐熱性及び耐候性の高い太陽電池モジュールを得ることができる。
【０００５】
特許文献１には、例えば、ジアルキルパーオキサイド（Ａ）とアルキルパーオキシエステル及びパーオキシケタールからなる群より選ばれる少なくとも１種の過酸化物（Ｂ）の両者を併用配合し、その配合割合が（Ａ）／(Ｂ)の重量比で１０／９０〜９０／１０であるものを用いた、黄変や膨れ現象などのトラブルを生じない太陽電池用接着シートが提案されている。
【０００６】
しかしながら、上記太陽電池用接着シートは、加熱溶融時に有機過酸化物が分解することに起因してアセトンや炭酸ガスなどの低分子量化合物が発生し、この低分子量化合物が太陽電池用接着シートと裏側保護材との間に溜まるために膨れ現象の問題が発生することがある。
【０００７】
特に、太陽電池用接着シートの架橋時間を短縮して太陽電池モジュールの生産性を向上させるために、低温で分解する有機過酸化物を用いたり、太陽電池用接着シートを高温で過熱したり、有機過酸化物の含有量を高くするなどして、５〜１０分の短時間で太陽電池用接着シートの架橋を完了させようとすると、有機過酸化物の分解によって低分子量化合物が急激に発生し、この低分子量化合物が、太陽電池用接着シートと、表側保護材又は裏側保護材との間に気泡となって溜まる。その結果、太陽電池用接着シートと保護材との間に部分的に剥離が生じ、太陽電池モジュールを保護する機能が失われてしまうという大きな問題を生じる。
う問題点を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２６７９１号公報公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、有機過酸化物による架橋が不要で且つ加熱封止時における流動性に優れていると共に透明性に優れ、更に、太陽電池モジュールの製造時の加熱時において適度な凝集力を有し表裏保護材に対する接着性に優れた太陽電池用接着シートを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の太陽電池用接着シートＡは、基材層１の一面に接着層２が積層一体化されてなる太陽電池用接着シートであって、上記基材層１がスチレン系エラストマーを含有していると共に、上記接着層２がシラン変性オレフィン系樹脂を含有している。
【００１１】
太陽電池用接着シートＡの基材層１はスチレン系エラストマーを含有しており、太陽電池用接着シートＡに透明性を付与している。このスチレン系エラストマーとは、拘束相としてのハードセグメントと、ゴム相としてのソフトセグメントとからなり、ハードセグメントがスチレン又はその誘導体若しくは水添物の重合体ブロックであるブロック共重合体をいう。
【００１２】
スチレン系エラストマーにおけるハードセグメントは、スチレン若しくはその誘導体又はそれらの水添物の重合体ブロックであり、スチレンの単独重合体ブロックが好ましい。スチレンの誘導体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレンなどが挙げられる。
【００１３】
そして、スチレン系エラストマーにおけるソフトセグメントは、エチレン、ブテン、ブタジエン、イソプロピレンなどのオレフィン系モノマーの単独重合体ブロック又は共重合体ブロックであり、例えば、ブタジエンの単独重合体ブロック、イソプレンの単独重合体ブロック、エチレン−ブチレン共重合体ブロック、エチレン−プロピレン共重合体ブロック、エチレン−プロピレン共重合体ブロックとエチレンの単独重合体ブロックとがランダムに配列してなるブロックなどが挙げられる。更に、スチレン系エラストマーの耐候性を向上させるために、ソフトセグメントを構成する重合体ブロックは、飽和結合で形成されているか又は水素添加されていることが好ましい。
【００１４】
スチレン系エラストマーは、Ｂ−Ｃで示されるジブロック共重合体又はＢ−Ｃ−Ｂで示されるトリブロック共重合体の何れであってもよい。なお、Ｂは、拘束相としてのハードセグメントである、スチレン若しくはその誘導体又はそれらの水添物の重合体ブロックであり、Ｃは、ゴム相としてのソフトセグメントである、オレフィン系モノマーの単独重合体ブロック若しくは共重合体ブロック又はそれらの水添物である。
【００１５】
トリブロック共重合体であるスチレン系エラストマーとしては、例えば、スチレン−エチレン／ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）又はその部分水添物（部分水添ＳＢＳ）、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）又はその部分水添物（部分水添ＳＩＳ）、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン−エチレン／プロピレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）、スチレン−（エチレン−エチレン／プロピレン）−スチレンブロック共重合体（ＳＥＥＰＳ）などが挙げられる。なお、トリブロック共重合体であるスチレン系エラストマーは、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【００１６】
又、ジブロック共重合体であるスチレン系エラストマーとしては、例えば、スチレン−エチレン／ブタジエン共重合体、スチレン−ブタジエンブロック共重合体（ＳＢ）、スチレン−エチレン／ブチレンブロック共重合体（ＳＥＢ）などが挙げられる。なお、ジブロック共重合体であるスチレン系エラストマーは、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【００１７】
スチレン系エラストマーの重量平均分子量は、低いと、太陽電池用封止シートを用いて得られた太陽電池モジュールの耐熱性及び弾性変形時の回復性が低下することがあり、高いと、太陽電池用接着シートの製造時に、太陽電池用接着シートの流動性が低下して太陽電池の封止が不充分となり或いは太陽電池の封止に長時間を要することがあるので、６万〜３５万が好ましく、７万〜２５万がより好ましく、７万〜２０万が特に好ましい。なお、スチレン系エラストマーの重量平均分子量は、クロマトグラフィー法（ＧＰＣ法）によって測定された値をいう。
【００１８】
スチレン系エラストマーにおけるハードセグメントの占める割合は、低いと、ハードセグメントが凝集し難くなり、基材層の耐熱性及び弾性変形時の回復性が低下し、高いと、基材層の柔軟性及び弾力性が低下し、太陽電池用接着シートを用いて得られた太陽電池モジュールにおいて太陽電池に加わる外力を円滑に緩和できずに太陽電池が破損し易くなり、１５〜６５重量％が好ましく、１５〜４５重量％がより好ましく、２０〜３５重量％が特に好ましい。
【００１９】
太陽電池モジュールの製造時において、太陽電池モジュールの製造時における接着性及び流動性を向上させることができるので、スチレン系エラストマーとして、Ｂ−Ｃで示されるジブロック共重合体と、Ｂ−Ｃ−Ｂで示されるトリブロック共重合体とを併用することが好ましい。
【００２０】
スチレン系エラストマーとして、Ｂ−Ｃで示されるジブロック共重合体と、Ｂ−Ｃ−Ｂで示されるトリブロック共重合体とを併用する場合、ジブロック共重合体の含有量は、少ないと、太陽電池モジュールの製造時における加熱時において、太陽電池用封止シートの流動性が低下し、太陽電池用封止シートと表裏保護材との間に気泡が残存する結果、太陽電池の性能低下や外観不良を生じることがあり、多いと、太陽電池用封止シートを用いて得られた太陽電池モジュールの耐熱性及び弾性変形時の回復性が低下することがあるので、３０〜９０重量％が好ましく、５０〜８５重量％がより好ましい。
【００２１】
基材層１の厚みは、薄いと、太陽電池モージュル製造時における表裏保護材間の隙間の充填性が低下し又は太陽電池の保護性能が低下し、厚いと、太陽電池モジュールの製造時における加熱時間が長くなり、太陽電池モジュールの生産性の低下や、熱によって太陽電池が損傷することがあるので、１５０〜１２００μｍが好ましく、２５０〜７５０μｍがより好ましく、３００〜７５０μｍが特に好ましい。
【００２２】
上記基材層１には、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じ、酸化防止剤、紫外線吸収剤、造核剤、中和剤、滑剤、ブロッキング防止剤、分散剤、流動性改良剤、離型剤、難燃剤、着色剤、充填剤、溶剤，希釈剤、受酸剤、多孔質の吸着材などが含有されていてもよい。
【００２３】
又、基材層１は、単一の層から形成されていても、複数の層から形成されていてもよい。
【００２４】
図１及び図２に示したように、上記基材層１の一面又は両面には接着層２が積層一体化されている。上記接着層２はシラン変性オレフィン系樹脂を含んでいる。シラン変性オレフィン系樹脂としては、例えば、α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物との共重合体、ポリオレフィン系樹脂をエチレン性不飽和シラン化合物でグラフト変性してなる樹脂などが挙げられ、ポリオレフィン系樹脂をエチレン性不飽和シラン化合物でグラフト変性してなる樹脂が好ましい。なお、α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物との共重合体は変性されていてもよい。
【００２５】
上記α−オレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン、イソブテン、１−ペンテン、２−メチル−１−ブテン、３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン、１−ヘプタン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセンなどが挙げられる。なお、α−オレフィンは、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【００２６】
上記エチレン性不飽和シラン化合物としては、ラジカル重合性のエチレン性不飽和二重結合を有しておれば、特に限定されず、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリプロポキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、ビニルトリペンチロキシシラン、ビニルトリフェノキシシラン、ビニルトリベンジルオキシシラン、ビニルトリメチレンジオキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリカルボキシシランなどが挙げられる。なお、エチレン系共重合体は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【００２７】
α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物との共重合体には、その他のラジカル重合性のモノマー成分が含有されていてもよい。このようなモノマー成分としては、例えば、酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル酸、メチルアクリレ−ト、メチルメタクリレ−ト、エチルアクリレ−ト、ビニルアルコ−ルなどが挙げられる。ラジカル重合性のモノマー成分は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【００２８】
α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物との共重合体は、例えば、α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物とを必要に応じてその他のラジカル重合性のモノマーと共にラジカル重合開始剤の存在下にてラジカル重合させることによって製造することができる。なお、ラジカル重合時に連鎖移動剤を存在させてもよい。
【００２９】
ラジカル重合開始剤としては、例えば、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ラウロイルパ−オキシド、ジプロピオニルパ−オキシド、ベンゾイルパ−オキシド、ジ−ｔ−ブチルパ−オキシド、ｔ−ブチルヒドロパ−オキシド、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレ−トなどの有機過酸化物、分子状酸素、アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ化合物などが挙げられる。
【００３０】
連鎖移動剤としては、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタンなどのパラフィン系炭化水素、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ｎ−ブチルアルデヒドなどのアルデヒド、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン、芳香族炭化水素、塩素化炭化水素などが挙げられる。
【００３１】
α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物との共重合体を構成しているエチレン性不飽和シラン化合物成分の含有量は、少なくても多くても、太陽電池モジュールの製造時に、太陽電池用接着シートと保護材との接着性が低下することがあるので、０．００１〜１５重量％が好ましく、０．０１〜５重量％がより好ましく、０．０５〜２重量％が特に好ましい。
【００３２】
又、上記ポリオレフィン系樹脂としては、特に限定されず、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂などが挙げられ、ポリエチレン系樹脂が好ましい。
【００３３】
ポリエチレン系樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、直鎖状中密度ポリエチレン、直鎖状高密度ポリエチレン、エチレン成分を５０重量％以上含有するエチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体などが挙げられ、低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体が好ましい。なお、α−オレフィンとしては、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセンなどが挙げられる。
【００３４】
ポリプロピレン系樹脂としては、例えば、プロピレン単独重合体、プロピレン成分を５０重量％を超えて含有するプロピレン−α−オレフィン共重合体などが挙げられ、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。又、プロピレン−α−オレフィン共重合体は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、ランダムブロック共重合体の何れであってもよい。プロピレンと共重合されるα−オレフィンとしては、例えば、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセンなどが挙げられる。
【００３５】
そして、ポリオレフィン系樹脂を上記エチレン性不飽和シラン化合物でグラフト変性する方法としては、特に限定されず、例えば、ポリオレフィン系樹脂とエチレン性不飽和シラン化合物とを上記ラジカル重合開始剤の存在下にてグラフト共重合する方法が挙げられる。
【００３６】
ポリオレフィン系樹脂をエチレン性不飽和シラン化合物でグラフト変性してなる樹脂中におけるエチレン性不飽和シラン化合物の含有量は、少なくても多くても、太陽電池モジュールの製造時に、太陽電池用接着シートと保護材との接着性が低下することがあるので、０．００１〜１５重量％が好ましく、０．０１〜５重量％がより好ましく、０．０５〜２重量％が特に好ましい。
【００３７】
シラン変性オレフィン系樹脂の融点は、９０℃以上が好ましく、１００〜１５５℃がより好ましく、１１０〜１３０℃が特に好ましい。シラン変性オレフィン系樹脂の融点が高いと、太陽電池モジュールの製造時の加熱温度を高くするか或いは加熱時間を長くする必要があり、加熱温度を高くすると太陽電池が劣化する虞れがあり、又、加熱時間を長くすると、太陽電池モジュールの生産効率が低下する虞れがある。シラン変性オレフィン系樹脂の融点が低いと、太陽電池モジュールの製造時において、太陽電池用接着シートと保護材との接着性が低下する。
【００３８】
接着層２の厚みは、薄いと、太陽電池モジュールの製造時に、太陽電池用接着シートと保護材との接着性が低下し、１μｍ以上が好ましく、３μｍ以上がより好ましく、５μｍ以上が特に好ましい。接着層２の厚みは、厚いと、太陽電池用接着シートの透明性が低下し、又は、太陽電池モージュル製造時における表裏保護材間の隙間の充填性が低下するので、２００μｍ以下が好ましく、１２０μｍ以下がより好ましく、８０μｍ以下が特に好ましい。なお、接着層２が複数ある場合には、上記接着層２の厚みとは各接着層の厚みをいう。
【００３９】
接着層２の総厚み、即ち、全ての接着層２の合計厚みは、薄いと、太陽電池モジュールの製造時に、太陽電池用接着シートと保護材との接着性が低下し、厚いと、太陽電池用接着シートの透明性が低下するので、太陽電池用接着シートの全体厚みの０．２〜３５％が好ましい。
【００４０】
太陽電池用接着シートにおける接着層には、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じ、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、造核剤、中和剤、滑剤、ブロッキング防止剤、分散剤、流動性改良剤、離型剤、難燃剤、着色剤、充填剤、溶剤，希釈剤などが含有されていてもよい。
【００４１】
次に、太陽電池用接着シートＡの製膜方法について説明する。太陽電池用接着シートＡは、２機以上の押出機が一のフィードブロックを介して一のＴダイに接続された多層押出装置などを用いて製膜することができる。
【００４２】
以下に一例として、図２に示したように、太陽電池用接着シートＡが、基材層１の両面に接着層２、２が積層一体化されてなる場合について説明する。この場合、３層分の押出機を有する多層押出装置を用意し、この多層押出装置の２機の押出機に両側の接着層２用のシラン変性オレフィン系樹脂及び必要に応じて添加される添加剤を含有する樹脂組成物を供給する一方、残り１機の押出機に基材層１用のスチレン系エラストマー及び必要に応じて加えられる添加剤を含有する樹脂組成物を供給して、それぞれの押出機中で樹脂組成物を溶融混練してフィードブロックに供給しフィードブロックの先端に接続されたＴダイから接着層２、基材層１及び接着層２がこの順序に積層一体化された状態となるようにシート状に押出製膜し、押出された溶融状態のシートを冷却ロールで冷却、固化することによって太陽電池用接着シートを製膜することができる。なお、両側の接着層２、２が同一の樹脂組成物からなる場合には、一の押出機で溶融混練を行い、押出機より押出された樹脂組成物を二つに分岐させた上でフィードブロックに供給して製膜してもよい。
【００４３】
又、太陽電池用接着シートＡは、上記製膜方法の他に、基材層１及び接着層２を構成するフィルムを押出ラミネートなどの汎用の方法を用いてそれぞれ別々に製造した後、基材層１を構成するフィルムの両面に、接着層２を構成するフィルムを積層一体化することによって製造してもよい。
【００４４】
なお、基材層１の一面にのみ接着層２が積層一体化されてなる太陽電池用接着シートＡの製膜方法としては、上記の製膜方法において、接着層用の樹脂組成物を供給する２機の押出機のうちの１機の押出機をフィードブロックに接続させなければよい。
【００４５】
更に、上記太陽電池用接着シートＡは、太陽電池モジュール製造時の加熱圧着工程における脱気性を向上させるために、表面にエンボス加工が施されるのが望ましい。なお、太陽電池用接着シートＡの表面にエンボス加工を施す方法としては、公知の方法が用いられ、例えば、Ｔダイから押出された直後の溶融状態の太陽電池用接着シートＡを、表面にエンボス模様が施されたエンボスロールと、このエンボスロールに対峙して配設されたゴムロールとの間に供給し、エンボスロールを溶融シートに押圧させて、太陽電池用接着シートＡの表面にエンボス加工を施す方法が挙げられる。なお、一旦製造された太陽電池用接着シートＡを再度、加熱して溶融状態とした上で上述の要領でエンボス加工を施してもよい。
【００４６】
本発明の太陽電池用接着シートＡを用いて太陽電池モジュールを製造する方法を説明する。本発明の太陽電池用接着シートを用いた太陽電池モジュールＢの製造方法としては、例えば、（１）太陽電池３の表面に表側太陽電池用接着シートＡを介してガラス板などの表側透明保護材４を、裏面に裏側太陽電池用接着シートＡを介して裏側保護材５を積層して積層体を製造し、この積層体を減圧下にて加熱した後に、大気圧によって加熱圧着することによって太陽電池３を表裏太陽電池用接着シートＡ、Ａによって表裏から封止すると共に太陽電池３の表裏面に表裏太陽電池用接着シートＡ、Ａを介して表裏保護材４、５を積層一体化させる太陽電池モジュールＢの製造方法、（２）基板61上に、光の照射によって電気を発生させる薄膜状の太陽電池素子62が形成されてなる太陽電池６を用意し、この太陽電池６の基板61における太陽電池素子の形成面上に太陽電池用接着シートＡを積層すると共に太陽電池用接着シートＡ上に裏側保護材５を積層して積層体を製造し、この積層体を減圧下にて加熱することによって太陽電池素子62を太陽電池用接着シートＡと基板61とによって表裏から封止すると共に太陽電池素子62上に太陽電池用接着シートＡを介して裏側保護材５を積層一体化させる太陽電池モジュールＢの製造方法が挙げられる。
【００４７】
そして、太陽電池用接着シートＡが基材層１の一面にのみ接着層２が積層一体化されてなる場合には、太陽電池用接着シートＡの接着層２が保護材に対向した状態となるように太陽電池上に積層する必要がある。
【００４８】
上記（２）にて用いられる太陽電池６における基板61としては、特に限定されず、例えば、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルフォンなどの耐熱性樹脂からなるシートが挙げられる。又、薄膜状の太陽電池素子は、単結晶シリコン、単結晶ゲルマニウム、多結晶シリコン、微結晶シリコンなどの結晶系半導体、アルモルファスシリコンなどのアモルファス系半導体、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、Ｃｕ2Ｓ、ＣｕＩｎＳｅ2、ＣｕＩｎＳ2などの化合物半導体、フタロシアニン、ポリアセチレンなどの有機半導体などから汎用の要領で形成される。
【００４９】
又、上記（１）で用いられる太陽電池３としては、例えば、光が照射されると電流を生じる機能を有するシリコン半導体素子やセレン半導体素子のウエハをインターコネクターを用いて直接又は並列に接続してなる太陽電池素子を備えた太陽電池などが挙げられる。
【００５０】
上記表側保護材４としては、汎用の保護材が用いられ、特に限定されず、例えば、ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、フッ素含有樹脂などから形成された板が挙げられる。又、上記裏側保護材５としては、汎用の保護材が用いられ、無機化合物からなるフィルム、熱可塑性樹脂フィルム又はこれらのフィルムを積層一体化させてなる積層フィルムなどが挙げられる。上記無機化合物としては、例えば、錫、アルミ、ステンレス、鋼などの金属、ガラスなどの無機材料などが挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂、フッ素含有樹脂、ポリオレフィン系樹脂などが挙げられる。
【００５１】
上述した太陽電池モジュールＢの製造工程において、本発明の太陽電池用接着シートＡは架橋工程を必要としないため、有機過酸化物の分解に伴う低分子量化合物が発生することはなく、低分子量化合物に起因した気泡の発生や、この気泡を原因とした太陽電池用接着シートと保護材との間の剥離が生じることはない。従って、太陽電池モジュールＢは、その太陽電池３、６上に太陽電池用接着シートＡを介して保護材が強固に積層一体化されている。
【００５２】
そして、本発明の太陽電池用接着シートＡは、その基材層にスチレン系エラストマーを含有しており、接着層に比して表裏保護材に対する接着性は劣るものの、透明性及び耐熱性に優れていると共に、太陽電池モジュールの製造時における流動性に優れている一方、接着層はシラン変性オレフィン系樹脂を含有しており、基材層に比して透明性及び耐熱性に劣るものの、太陽電池モジュールの製造時に適度な凝集力を有し保護材に対する接着性に優れていると共に、太陽電池モジュールの製造時における流動性に優れている。従って、本発明の太陽電池用接着シートＡは、基材層１及び接着層２が互いの不足している物性を補いながら全体として保護材に対する接着性に優れていると共に流動にも優れている。よって、得られた太陽電池モジュールにおいて、太陽電池用接着シートと保護材とは強固に接着一体化されていると共に、太陽電池も太陽電池用接着シートによって確実に封止されている。しかも、本発明の太陽電池用接着シートは優れた透明性及び耐熱性も有しているので、太陽電池への光の入射を妨げることはないと共に、屋外の過酷な条件下での使用にも充分に耐えることができ、得られる太陽電池モジュールは優れた光発電性能を長期間に亘って確実に維持することができる。
【発明の効果】
【００５３】
本発明の太陽電池用接着シートは、上述の如き構成を有しており、架橋を必要とせず、有機過酸化物を使用していないので、太陽電池モジュールの製造時に太陽電池用接着シートと保護材との間に気泡溜まりが発生することはなく、更に、太陽電池用接着シートの接着層は保護材に対して優れた接着性を有しているので、得られる太陽電池モジュールにおいて、保護材は太陽電池用接着シートを介して太陽電池上に確実に積層一体化され、太陽電池は保護材によって確実に保護されており、太陽電池は屋外などの過酷な条件下においても長期間に亘って安定的な発電性能を維持することができる。
【００５４】
更に、本発明の太陽電池用接着シートは、優れた透明性を有していると共に、太陽電池モジュールの製造時の加熱下にて優れた流動性を示すので、太陽電池を確実に封止、保護すると共に、封止後においても太陽電池への光の入射を妨げることはなく、よって、本発明の太陽電池用接着シートを用いて得られる太陽電池モジュールは、長期間に亘って安定した発電性能を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の太陽電池用接着シートを示した縦断面図である。
【図２】本発明の太陽電池用接着シートの他の一例を示した縦断面図である。
【図３】本発明の太陽電池用接着シートを用いて得られた太陽電池モジューを示した縦断面図である。
【図４】本発明の太陽電池用接着シートを用いて得られた太陽電池モジューの他の一例を示した縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
以下、本発明の実施例について説明するが、下記の実施例に限定されるものではない。
【００５７】
（シラン変性オレフィン系樹脂Ｘの製造）
低密度ポリエチレン１００重量部、ビニルトリメトキシシラン１重量部及び１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン０．１重量部を押出機に供給することによって１５０℃にて溶融混練して押出すことによって、低密度ポリエチレンをビニルトリメトキシシランでグラフト共重合してなるシラン変性オレフィン系樹脂を得た。得られたシラン変性オレフィン系樹脂は、その融点が１２３℃であり、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に基づいて２３０℃にて測定されたメルトフローレイトは０．９g／１０分であった。
【００５８】
（シラン変性オレフィン系樹脂Ｙの製造）
エチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含有量：１５重量％、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に基づいて１９０℃にて測定されたメルトフローレイト：２．０ｇ／１０分）１００重量部、ビニルトリメトキシシラン１重量部及び１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン０．１重量部を押出機に供給することによって１５０℃にて溶融混練して押出すことによって、エチレン−酢酸ビニル共重合体をビニルトリメトキシシランでグラフト共重合してなるシラン変性オレフィン系樹脂を得た。
【００５９】
（実施例１）
３機の押出機が一のフィードブロックを介して一のＴダイに接続された３層共押出装置を用意し、これらの押出機のうち２機を両側の接着層２、２用とし、残りの１機を基材層１用として、両側の接着層２、２用の２機の押出機に、シラン変性オレフィン系樹脂Ｘを供給すると共に、基材層１用の押出機に、スチレン系エラストマー（クレイトン社製 商品名「Ｇ１７２６Ｍ」）、スチレン−エチレン／ブタジエン−スチレン共重合体：３０重量％、スチレン−エチレン／ブタジエン共重合体：７０重量％）を供給した。
【００６０】
次に、３機それぞれの押出機にて１５０℃で樹脂組成物を溶融混練し、溶融状態の樹脂組成物をフィードブロックに供給して、フィードブロックの先端に接続されたＴダイより、接着層2a、基材層１及び接着層2bをこの順に積層一体化させた状態に且つ各層の厚みが表１に示した厚みとなるように共押出して太陽電池用接着シートＡを製膜した。
【００６１】
そして、Ｔダイより共押出された直後の溶融状態の太陽電池用接着シートＡを、エンボスロールと、このエンボスロールに対峙して配設されたゴムロールとの間に供給し、エンボスロールを溶融状態の太陽電池用接着シートＡに押圧させて、太陽電池用接着シートＡの表面に深さ０．２ｍｍのエンボス加工を施した後、冷却ロールによって冷却しながら巻き取ることにより、厚みが０．６ｍｍの３層の太陽電池用接着シートＡを得た。
【００６２】
（実施例２）
スチレン系エラストマーとして、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）（クレイトン社製商品名 商品名「クレイトンＧ１６５７Ｍ」、スチレン成分：１３重量％）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、太陽電池用接着シート得た。
【００６３】
（比較例１）
シラン変性オレフィン系樹脂Ｘを押出機に供給して溶融混練し、押出機に接続したＴダイから押出して厚みが０．６ｍｍの太陽電池用接着シートを得た。
【００６４】
（比較例２）
シラン変性オレフィン系樹脂Ｙを押出機に供給して溶融混練し、押出機に接続したＴダイから押出して厚みが０．６ｍｍの太陽電池用接着シートを得た。
【００６５】
実施例及び比較例で得られた太陽電池用接着シートＡについて、透明性、接着性及び加熱封止時の流動性を下記の要領で測定し、その結果を表１に示した。
【００６６】
（透明性）
太陽電池用接着シートの両面に青板ガラスを積層して積層体を作製し、この積層体を真空ラミネーターに供給して１６０℃に加熱しながら真空状態に減圧して真空脱気した後、積層体を大気圧によって１５分間に亘って加圧することによって、太陽電池用接着シートの両面に青板ガラスを積層一体化させて試験体を作製した。
【００６７】
試験体のヘイズ値をＪＩＳ Ｋ−６７１４に準拠して測定機器（東京電色社製 商品名「積分式濁度計」）を用いて温度２３℃、相対湿度５０％にて測定した。測定を１０回行い、その測定値の相加平均値を試験体のヘイズ値とした。
【００６８】
○：ヘイズ値が２．０％未満であった。
△：ヘイズ値が２．０％以上で且つ５．０％未満であった。
×：ヘイズ値が５．０％以上であった。
【００６９】
（接着性）
幅２５ｍｍ×長さ１００ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの金属板を２枚用意して、これらの金属板同士をその長さ方向の端部のみが重なり合うように且つ金属板間に太陽電池用接着シートを介した状態に重ね合わせて積層体を作製した。なお、金属板同士が重なりあった長さ方向の寸法は２５ｍｍであった。
【００７０】
しかる後、上記積層体を真空ラミネーターに供給して１６０℃に加熱しながら真空状態に減圧して真空脱気した後、積層体を大気圧によって１５分間に亘って加圧することによって、金属板の長さ方向の端縁同士を太陽電池用接着シートを介して一体化して試験体を作製した。
【００７１】
次に、試験体を温風循環式乾燥機中に供給し、試験体をその金属板の長さ方向が垂直方向を向くように吊支した。なお、試験体は、その上側の金属板の上端部を把持することによって吊支されていた。
【００７２】
そして、試験体の下側の金属板の下端部に５００ｇの錘を取り付けた後、温風循環式乾燥機中の温度を２５℃から昇温速度４℃／分にて昇温し、二枚の金属板が分離した時の温風循環式乾燥機中の温度を測定した。
【００７３】
試験体を別に２つ上述と同様の要領で作製し、上述と同様の要領で二枚の金属板が分離した時の温風循環式乾燥機中の温度を測定し、３回の温度の相加平均値を接着性の評価の指標として下記基準に基づいて判断した。
【００７４】
○：９０℃以上であった。
△：８０℃以上で且つ９０℃未満であった。
×：８０℃未満であった。
【００７５】
（加熱封止時の流動性）
太陽電池の表面に太陽電池用接着シートを介してガラス板を、裏面に太陽電池用接着シートＡを介して裏側保護材を積層して積層体を製造し、この積層体をラミネーターに供給して減圧下にて１７０℃に５分間に亘って加熱した後、大気圧下にて１７０℃にて１５分間に亘って加熱圧着することによって太陽電池を表裏太陽電池用接着シートによって表裏から封止すると共に太陽電池の表裏面に表裏太陽電池用接着シートを介してガラス板及び表側保護材を積層一体化させて太陽電池モジュールを製造した。
【００７６】
得られた太陽電池モジュールにおいて、ガラス板と太陽電池用接着シートとの界面を目視観察し、下記基準に基づいて判断した。なお、目立った気泡がない場合には「加熱封止時における太陽電池用封止シートの流動性が良好であると判断できる。明らかな気泡が散見された場合には「加熱封止時における太陽電池用封止シートの流動性が不充分であると判断できる。
○：気泡は観察されなかった。
×：気泡が観察された。
【００７７】
【表１】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールを作製する際に用いられる太陽電池用接着シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンやＣｄＴｅ、ＣＩＳなどの半導体を含む太陽電池モジュールは、太陽電池の表裏面にエチレン系共重合体などからなる表裏太陽電池用接着シートを積層し、更に、表裏太陽電池用接着シート上に表裏保護材を積層して積層シートを作製し、この積層シートを真空中で脱気すると共に加熱圧着することによって太陽電池を太陽電池用接着シートで封止すると共に、太陽電池用接着シートを介して太陽電池と表裏保護材とを接着一体化することによって製造されている。
【０００３】
そして、太陽電池用接着シートは、太陽電池への光の入射を確保するための透明性、屋外で用いられることによる耐候性、及び、太陽電池又は表裏保護材に対する接着性が要求され、このような太陽電池用接着シートとしてエチレン系共重合体と有機過酸化物とからなる接着シートが提案されている。
【０００４】
この太陽電池用接着シートは、加熱溶融されて太陽電池と表裏保護材とを接着一体化すると共に太陽電池を表裏から封止し、有機過酸化物の分解によって架橋され、その結果、耐熱性及び耐候性の高い太陽電池モジュールを得ることができる。
【０００５】
特許文献１には、例えば、ジアルキルパーオキサイド（Ａ）とアルキルパーオキシエステル及びパーオキシケタールからなる群より選ばれる少なくとも１種の過酸化物（Ｂ）の両者を併用配合し、その配合割合が（Ａ）／(Ｂ)の重量比で１０／９０〜９０／１０であるものを用いた、黄変や膨れ現象などのトラブルを生じない太陽電池用接着シートが提案されている。
【０００６】
しかしながら、上記太陽電池用接着シートは、加熱溶融時に有機過酸化物が分解することに起因してアセトンや炭酸ガスなどの低分子量化合物が発生し、この低分子量化合物が太陽電池用接着シートと裏側保護材との間に溜まるために膨れ現象の問題が発生することがある。
【０００７】
特に、太陽電池用接着シートの架橋時間を短縮して太陽電池モジュールの生産性を向上させるために、低温で分解する有機過酸化物を用いたり、太陽電池用接着シートを高温で過熱したり、有機過酸化物の含有量を高くするなどして、５〜１０分の短時間で太陽電池用接着シートの架橋を完了させようとすると、有機過酸化物の分解によって低分子量化合物が急激に発生し、この低分子量化合物が、太陽電池用接着シートと、表側保護材又は裏側保護材との間に気泡となって溜まる。その結果、太陽電池用接着シートと保護材との間に部分的に剥離が生じ、太陽電池モジュールを保護する機能が失われてしまうという大きな問題を生じる。
う問題点を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２６７９１号公報公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、有機過酸化物による架橋が不要で且つ加熱封止時における流動性に優れていると共に透明性に優れ、更に、太陽電池モジュールの製造時の加熱時において適度な凝集力を有し表裏保護材に対する接着性に優れた太陽電池用接着シートを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の太陽電池用接着シートＡは、基材層１の一面に接着層２が積層一体化されてなる太陽電池用接着シートであって、上記基材層１がスチレン系エラストマーを含有していると共に、上記接着層２がシラン変性オレフィン系樹脂を含有している。
【００１１】
太陽電池用接着シートＡの基材層１はスチレン系エラストマーを含有しており、太陽電池用接着シートＡに透明性を付与している。このスチレン系エラストマーとは、拘束相としてのハードセグメントと、ゴム相としてのソフトセグメントとからなり、ハードセグメントがスチレン又はその誘導体若しくは水添物の重合体ブロックであるブロック共重合体をいう。
【００１２】
スチレン系エラストマーにおけるハードセグメントは、スチレン若しくはその誘導体又はそれらの水添物の重合体ブロックであり、スチレンの単独重合体ブロックが好ましい。スチレンの誘導体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレンなどが挙げられる。
【００１３】
そして、スチレン系エラストマーにおけるソフトセグメントは、エチレン、ブテン、ブタジエン、イソプロピレンなどのオレフィン系モノマーの単独重合体ブロック又は共重合体ブロックであり、例えば、ブタジエンの単独重合体ブロック、イソプレンの単独重合体ブロック、エチレン−ブチレン共重合体ブロック、エチレン−プロピレン共重合体ブロック、エチレン−プロピレン共重合体ブロックとエチレンの単独重合体ブロックとがランダムに配列してなるブロックなどが挙げられる。更に、スチレン系エラストマーの耐候性を向上させるために、ソフトセグメントを構成する重合体ブロックは、飽和結合で形成されているか又は水素添加されていることが好ましい。
【００１４】
スチレン系エラストマーは、Ｂ−Ｃで示されるジブロック共重合体又はＢ−Ｃ−Ｂで示されるトリブロック共重合体の何れであってもよい。なお、Ｂは、拘束相としてのハードセグメントである、スチレン若しくはその誘導体又はそれらの水添物の重合体ブロックであり、Ｃは、ゴム相としてのソフトセグメントである、オレフィン系モノマーの単独重合体ブロック若しくは共重合体ブロック又はそれらの水添物である。
【００１５】
トリブロック共重合体であるスチレン系エラストマーとしては、例えば、スチレン−エチレン／ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）又はその部分水添物（部分水添ＳＢＳ）、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）又はその部分水添物（部分水添ＳＩＳ）、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン−エチレン／プロピレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）、スチレン−（エチレン−エチレン／プロピレン）−スチレンブロック共重合体（ＳＥＥＰＳ）などが挙げられる。なお、トリブロック共重合体であるスチレン系エラストマーは、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【００１６】
又、ジブロック共重合体であるスチレン系エラストマーとしては、例えば、スチレン−エチレン／ブタジエン共重合体、スチレン−ブタジエンブロック共重合体（ＳＢ）、スチレン−エチレン／ブチレンブロック共重合体（ＳＥＢ）などが挙げられる。なお、ジブロック共重合体であるスチレン系エラストマーは、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【００１７】
スチレン系エラストマーの重量平均分子量は、低いと、太陽電池用封止シートを用いて得られた太陽電池モジュールの耐熱性及び弾性変形時の回復性が低下することがあり、高いと、太陽電池用接着シートの製造時に、太陽電池用接着シートの流動性が低下して太陽電池の封止が不充分となり或いは太陽電池の封止に長時間を要することがあるので、６万〜３５万が好ましく、７万〜２５万がより好ましく、７万〜２０万が特に好ましい。なお、スチレン系エラストマーの重量平均分子量は、クロマトグラフィー法（ＧＰＣ法）によって測定された値をいう。
【００１８】
スチレン系エラストマーにおけるハードセグメントの占める割合は、低いと、ハードセグメントが凝集し難くなり、基材層の耐熱性及び弾性変形時の回復性が低下し、高いと、基材層の柔軟性及び弾力性が低下し、太陽電池用接着シートを用いて得られた太陽電池モジュールにおいて太陽電池に加わる外力を円滑に緩和できずに太陽電池が破損し易くなり、１５〜６５重量％が好ましく、１５〜４５重量％がより好ましく、２０〜３５重量％が特に好ましい。
【００１９】
太陽電池モジュールの製造時において、太陽電池モジュールの製造時における接着性及び流動性を向上させることができるので、スチレン系エラストマーとして、Ｂ−Ｃで示されるジブロック共重合体と、Ｂ−Ｃ−Ｂで示されるトリブロック共重合体とを併用することが好ましい。
【００２０】
スチレン系エラストマーとして、Ｂ−Ｃで示されるジブロック共重合体と、Ｂ−Ｃ−Ｂで示されるトリブロック共重合体とを併用する場合、ジブロック共重合体の含有量は、少ないと、太陽電池モジュールの製造時における加熱時において、太陽電池用封止シートの流動性が低下し、太陽電池用封止シートと表裏保護材との間に気泡が残存する結果、太陽電池の性能低下や外観不良を生じることがあり、多いと、太陽電池用封止シートを用いて得られた太陽電池モジュールの耐熱性及び弾性変形時の回復性が低下することがあるので、３０〜９０重量％が好ましく、５０〜８５重量％がより好ましい。
【００２１】
基材層１の厚みは、薄いと、太陽電池モージュル製造時における表裏保護材間の隙間の充填性が低下し又は太陽電池の保護性能が低下し、厚いと、太陽電池モジュールの製造時における加熱時間が長くなり、太陽電池モジュールの生産性の低下や、熱によって太陽電池が損傷することがあるので、１５０〜１２００μｍが好ましく、２５０〜７５０μｍがより好ましく、３００〜７５０μｍが特に好ましい。
【００２２】
上記基材層１には、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じ、酸化防止剤、紫外線吸収剤、造核剤、中和剤、滑剤、ブロッキング防止剤、分散剤、流動性改良剤、離型剤、難燃剤、着色剤、充填剤、溶剤，希釈剤、受酸剤、多孔質の吸着材などが含有されていてもよい。
【００２３】
又、基材層１は、単一の層から形成されていても、複数の層から形成されていてもよい。
【００２４】
図１及び図２に示したように、上記基材層１の一面又は両面には接着層２が積層一体化されている。上記接着層２はシラン変性オレフィン系樹脂を含んでいる。シラン変性オレフィン系樹脂としては、例えば、α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物との共重合体、ポリオレフィン系樹脂をエチレン性不飽和シラン化合物でグラフト変性してなる樹脂などが挙げられ、ポリオレフィン系樹脂をエチレン性不飽和シラン化合物でグラフト変性してなる樹脂が好ましい。なお、α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物との共重合体は変性されていてもよい。
【００２５】
上記α−オレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン、イソブテン、１−ペンテン、２−メチル−１−ブテン、３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン、１−ヘプタン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセンなどが挙げられる。なお、α−オレフィンは、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【００２６】
上記エチレン性不飽和シラン化合物としては、ラジカル重合性のエチレン性不飽和二重結合を有しておれば、特に限定されず、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリプロポキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、ビニルトリペンチロキシシラン、ビニルトリフェノキシシラン、ビニルトリベンジルオキシシラン、ビニルトリメチレンジオキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリカルボキシシランなどが挙げられる。なお、エチレン系共重合体は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【００２７】
α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物との共重合体には、その他のラジカル重合性のモノマー成分が含有されていてもよい。このようなモノマー成分としては、例えば、酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル酸、メチルアクリレ−ト、メチルメタクリレ−ト、エチルアクリレ−ト、ビニルアルコ−ルなどが挙げられる。ラジカル重合性のモノマー成分は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【００２８】
α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物との共重合体は、例えば、α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物とを必要に応じてその他のラジカル重合性のモノマーと共にラジカル重合開始剤の存在下にてラジカル重合させることによって製造することができる。なお、ラジカル重合時に連鎖移動剤を存在させてもよい。
【００２９】
ラジカル重合開始剤としては、例えば、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ラウロイルパ−オキシド、ジプロピオニルパ−オキシド、ベンゾイルパ−オキシド、ジ−ｔ−ブチルパ−オキシド、ｔ−ブチルヒドロパ−オキシド、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレ−トなどの有機過酸化物、分子状酸素、アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ化合物などが挙げられる。
【００３０】
連鎖移動剤としては、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタンなどのパラフィン系炭化水素、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ｎ−ブチルアルデヒドなどのアルデヒド、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン、芳香族炭化水素、塩素化炭化水素などが挙げられる。
【００３１】
α−オレフィンとエチレン性不飽和シラン化合物との共重合体を構成しているエチレン性不飽和シラン化合物成分の含有量は、少なくても多くても、太陽電池モジュールの製造時に、太陽電池用接着シートと保護材との接着性が低下することがあるので、０．００１〜１５重量％が好ましく、０．０１〜５重量％がより好ましく、０．０５〜２重量％が特に好ましい。
【００３２】
又、上記ポリオレフィン系樹脂としては、特に限定されず、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂などが挙げられ、ポリエチレン系樹脂が好ましい。
【００３３】
ポリエチレン系樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、直鎖状中密度ポリエチレン、直鎖状高密度ポリエチレン、エチレン成分を５０重量％以上含有するエチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体などが挙げられ、低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体が好ましい。なお、α−オレフィンとしては、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセンなどが挙げられる。
【００３４】
ポリプロピレン系樹脂としては、例えば、プロピレン単独重合体、プロピレン成分を５０重量％を超えて含有するプロピレン−α−オレフィン共重合体などが挙げられ、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。又、プロピレン−α−オレフィン共重合体は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、ランダムブロック共重合体の何れであってもよい。プロピレンと共重合されるα−オレフィンとしては、例えば、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセンなどが挙げられる。
【００３５】
そして、ポリオレフィン系樹脂を上記エチレン性不飽和シラン化合物でグラフト変性する方法としては、特に限定されず、例えば、ポリオレフィン系樹脂とエチレン性不飽和シラン化合物とを上記ラジカル重合開始剤の存在下にてグラフト共重合する方法が挙げられる。
【００３６】
ポリオレフィン系樹脂をエチレン性不飽和シラン化合物でグラフト変性してなる樹脂中におけるエチレン性不飽和シラン化合物の含有量は、少なくても多くても、太陽電池モジュールの製造時に、太陽電池用接着シートと保護材との接着性が低下することがあるので、０．００１〜１５重量％が好ましく、０．０１〜５重量％がより好ましく、０．０５〜２重量％が特に好ましい。
【００３７】
シラン変性オレフィン系樹脂の融点は、９０℃以上が好ましく、１００〜１５５℃がより好ましく、１１０〜１３０℃が特に好ましい。シラン変性オレフィン系樹脂の融点が高いと、太陽電池モジュールの製造時の加熱温度を高くするか或いは加熱時間を長くする必要があり、加熱温度を高くすると太陽電池が劣化する虞れがあり、又、加熱時間を長くすると、太陽電池モジュールの生産効率が低下する虞れがある。シラン変性オレフィン系樹脂の融点が低いと、太陽電池モジュールの製造時において、太陽電池用接着シートと保護材との接着性が低下する。
【００３８】
接着層２の厚みは、薄いと、太陽電池モジュールの製造時に、太陽電池用接着シートと保護材との接着性が低下し、１μｍ以上が好ましく、３μｍ以上がより好ましく、５μｍ以上が特に好ましい。接着層２の厚みは、厚いと、太陽電池用接着シートの透明性が低下し、又は、太陽電池モージュル製造時における表裏保護材間の隙間の充填性が低下するので、２００μｍ以下が好ましく、１２０μｍ以下がより好ましく、８０μｍ以下が特に好ましい。なお、接着層２が複数ある場合には、上記接着層２の厚みとは各接着層の厚みをいう。
【００３９】
接着層２の総厚み、即ち、全ての接着層２の合計厚みは、薄いと、太陽電池モジュールの製造時に、太陽電池用接着シートと保護材との接着性が低下し、厚いと、太陽電池用接着シートの透明性が低下するので、太陽電池用接着シートの全体厚みの０．２〜３５％が好ましい。
【００４０】
太陽電池用接着シートにおける接着層には、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じ、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、造核剤、中和剤、滑剤、ブロッキング防止剤、分散剤、流動性改良剤、離型剤、難燃剤、着色剤、充填剤、溶剤，希釈剤などが含有されていてもよい。
【００４１】
次に、太陽電池用接着シートＡの製膜方法について説明する。太陽電池用接着シートＡは、２機以上の押出機が一のフィードブロックを介して一のＴダイに接続された多層押出装置などを用いて製膜することができる。
【００４２】
以下に一例として、図２に示したように、太陽電池用接着シートＡが、基材層１の両面に接着層２、２が積層一体化されてなる場合について説明する。この場合、３層分の押出機を有する多層押出装置を用意し、この多層押出装置の２機の押出機に両側の接着層２用のシラン変性オレフィン系樹脂及び必要に応じて添加される添加剤を含有する樹脂組成物を供給する一方、残り１機の押出機に基材層１用のスチレン系エラストマー及び必要に応じて加えられる添加剤を含有する樹脂組成物を供給して、それぞれの押出機中で樹脂組成物を溶融混練してフィードブロックに供給しフィードブロックの先端に接続されたＴダイから接着層２、基材層１及び接着層２がこの順序に積層一体化された状態となるようにシート状に押出製膜し、押出された溶融状態のシートを冷却ロールで冷却、固化することによって太陽電池用接着シートを製膜することができる。なお、両側の接着層２、２が同一の樹脂組成物からなる場合には、一の押出機で溶融混練を行い、押出機より押出された樹脂組成物を二つに分岐させた上でフィードブロックに供給して製膜してもよい。
【００４３】
又、太陽電池用接着シートＡは、上記製膜方法の他に、基材層１及び接着層２を構成するフィルムを押出ラミネートなどの汎用の方法を用いてそれぞれ別々に製造した後、基材層１を構成するフィルムの両面に、接着層２を構成するフィルムを積層一体化することによって製造してもよい。
【００４４】
なお、基材層１の一面にのみ接着層２が積層一体化されてなる太陽電池用接着シートＡの製膜方法としては、上記の製膜方法において、接着層用の樹脂組成物を供給する２機の押出機のうちの１機の押出機をフィードブロックに接続させなければよい。
【００４５】
更に、上記太陽電池用接着シートＡは、太陽電池モジュール製造時の加熱圧着工程における脱気性を向上させるために、表面にエンボス加工が施されるのが望ましい。なお、太陽電池用接着シートＡの表面にエンボス加工を施す方法としては、公知の方法が用いられ、例えば、Ｔダイから押出された直後の溶融状態の太陽電池用接着シートＡを、表面にエンボス模様が施されたエンボスロールと、このエンボスロールに対峙して配設されたゴムロールとの間に供給し、エンボスロールを溶融シートに押圧させて、太陽電池用接着シートＡの表面にエンボス加工を施す方法が挙げられる。なお、一旦製造された太陽電池用接着シートＡを再度、加熱して溶融状態とした上で上述の要領でエンボス加工を施してもよい。
【００４６】
本発明の太陽電池用接着シートＡを用いて太陽電池モジュールを製造する方法を説明する。本発明の太陽電池用接着シートを用いた太陽電池モジュールＢの製造方法としては、例えば、（１）太陽電池３の表面に表側太陽電池用接着シートＡを介してガラス板などの表側透明保護材４を、裏面に裏側太陽電池用接着シートＡを介して裏側保護材５を積層して積層体を製造し、この積層体を減圧下にて加熱した後に、大気圧によって加熱圧着することによって太陽電池３を表裏太陽電池用接着シートＡ、Ａによって表裏から封止すると共に太陽電池３の表裏面に表裏太陽電池用接着シートＡ、Ａを介して表裏保護材４、５を積層一体化させる太陽電池モジュールＢの製造方法、（２）基板61上に、光の照射によって電気を発生させる薄膜状の太陽電池素子62が形成されてなる太陽電池６を用意し、この太陽電池６の基板61における太陽電池素子の形成面上に太陽電池用接着シートＡを積層すると共に太陽電池用接着シートＡ上に裏側保護材５を積層して積層体を製造し、この積層体を減圧下にて加熱することによって太陽電池素子62を太陽電池用接着シートＡと基板61とによって表裏から封止すると共に太陽電池素子62上に太陽電池用接着シートＡを介して裏側保護材５を積層一体化させる太陽電池モジュールＢの製造方法が挙げられる。
【００４７】
そして、太陽電池用接着シートＡが基材層１の一面にのみ接着層２が積層一体化されてなる場合には、太陽電池用接着シートＡの接着層２が保護材に対向した状態となるように太陽電池上に積層する必要がある。
【００４８】
上記（２）にて用いられる太陽電池６における基板61としては、特に限定されず、例えば、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルフォンなどの耐熱性樹脂からなるシートが挙げられる。又、薄膜状の太陽電池素子は、単結晶シリコン、単結晶ゲルマニウム、多結晶シリコン、微結晶シリコンなどの結晶系半導体、アルモルファスシリコンなどのアモルファス系半導体、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、Ｃｕ2Ｓ、ＣｕＩｎＳｅ2、ＣｕＩｎＳ2などの化合物半導体、フタロシアニン、ポリアセチレンなどの有機半導体などから汎用の要領で形成される。
【００４９】
又、上記（１）で用いられる太陽電池３としては、例えば、光が照射されると電流を生じる機能を有するシリコン半導体素子やセレン半導体素子のウエハをインターコネクターを用いて直接又は並列に接続してなる太陽電池素子を備えた太陽電池などが挙げられる。
【００５０】
上記表側保護材４としては、汎用の保護材が用いられ、特に限定されず、例えば、ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、フッ素含有樹脂などから形成された板が挙げられる。又、上記裏側保護材５としては、汎用の保護材が用いられ、無機化合物からなるフィルム、熱可塑性樹脂フィルム又はこれらのフィルムを積層一体化させてなる積層フィルムなどが挙げられる。上記無機化合物としては、例えば、錫、アルミ、ステンレス、鋼などの金属、ガラスなどの無機材料などが挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂、フッ素含有樹脂、ポリオレフィン系樹脂などが挙げられる。
【００５１】
上述した太陽電池モジュールＢの製造工程において、本発明の太陽電池用接着シートＡは架橋工程を必要としないため、有機過酸化物の分解に伴う低分子量化合物が発生することはなく、低分子量化合物に起因した気泡の発生や、この気泡を原因とした太陽電池用接着シートと保護材との間の剥離が生じることはない。従って、太陽電池モジュールＢは、その太陽電池３、６上に太陽電池用接着シートＡを介して保護材が強固に積層一体化されている。
【００５２】
そして、本発明の太陽電池用接着シートＡは、その基材層にスチレン系エラストマーを含有しており、接着層に比して表裏保護材に対する接着性は劣るものの、透明性及び耐熱性に優れていると共に、太陽電池モジュールの製造時における流動性に優れている一方、接着層はシラン変性オレフィン系樹脂を含有しており、基材層に比して透明性及び耐熱性に劣るものの、太陽電池モジュールの製造時に適度な凝集力を有し保護材に対する接着性に優れていると共に、太陽電池モジュールの製造時における流動性に優れている。従って、本発明の太陽電池用接着シートＡは、基材層１及び接着層２が互いの不足している物性を補いながら全体として保護材に対する接着性に優れていると共に流動にも優れている。よって、得られた太陽電池モジュールにおいて、太陽電池用接着シートと保護材とは強固に接着一体化されていると共に、太陽電池も太陽電池用接着シートによって確実に封止されている。しかも、本発明の太陽電池用接着シートは優れた透明性及び耐熱性も有しているので、太陽電池への光の入射を妨げることはないと共に、屋外の過酷な条件下での使用にも充分に耐えることができ、得られる太陽電池モジュールは優れた光発電性能を長期間に亘って確実に維持することができる。
【発明の効果】
【００５３】
本発明の太陽電池用接着シートは、上述の如き構成を有しており、架橋を必要とせず、有機過酸化物を使用していないので、太陽電池モジュールの製造時に太陽電池用接着シートと保護材との間に気泡溜まりが発生することはなく、更に、太陽電池用接着シートの接着層は保護材に対して優れた接着性を有しているので、得られる太陽電池モジュールにおいて、保護材は太陽電池用接着シートを介して太陽電池上に確実に積層一体化され、太陽電池は保護材によって確実に保護されており、太陽電池は屋外などの過酷な条件下においても長期間に亘って安定的な発電性能を維持することができる。
【００５４】
更に、本発明の太陽電池用接着シートは、優れた透明性を有していると共に、太陽電池モジュールの製造時の加熱下にて優れた流動性を示すので、太陽電池を確実に封止、保護すると共に、封止後においても太陽電池への光の入射を妨げることはなく、よって、本発明の太陽電池用接着シートを用いて得られる太陽電池モジュールは、長期間に亘って安定した発電性能を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の太陽電池用接着シートを示した縦断面図である。
【図２】本発明の太陽電池用接着シートの他の一例を示した縦断面図である。
【図３】本発明の太陽電池用接着シートを用いて得られた太陽電池モジューを示した縦断面図である。
【図４】本発明の太陽電池用接着シートを用いて得られた太陽電池モジューの他の一例を示した縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
以下、本発明の実施例について説明するが、下記の実施例に限定されるものではない。
【００５７】
（シラン変性オレフィン系樹脂Ｘの製造）
低密度ポリエチレン１００重量部、ビニルトリメトキシシラン１重量部及び１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン０．１重量部を押出機に供給することによって１５０℃にて溶融混練して押出すことによって、低密度ポリエチレンをビニルトリメトキシシランでグラフト共重合してなるシラン変性オレフィン系樹脂を得た。得られたシラン変性オレフィン系樹脂は、その融点が１２３℃であり、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に基づいて２３０℃にて測定されたメルトフローレイトは０．９g／１０分であった。
【００５８】
（シラン変性オレフィン系樹脂Ｙの製造）
エチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含有量：１５重量％、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に基づいて１９０℃にて測定されたメルトフローレイト：２．０ｇ／１０分）１００重量部、ビニルトリメトキシシラン１重量部及び１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン０．１重量部を押出機に供給することによって１５０℃にて溶融混練して押出すことによって、エチレン−酢酸ビニル共重合体をビニルトリメトキシシランでグラフト共重合してなるシラン変性オレフィン系樹脂を得た。
【００５９】
（実施例１）
３機の押出機が一のフィードブロックを介して一のＴダイに接続された３層共押出装置を用意し、これらの押出機のうち２機を両側の接着層２、２用とし、残りの１機を基材層１用として、両側の接着層２、２用の２機の押出機に、シラン変性オレフィン系樹脂Ｘを供給すると共に、基材層１用の押出機に、スチレン系エラストマー（クレイトン社製 商品名「Ｇ１７２６Ｍ」）、スチレン−エチレン／ブタジエン−スチレン共重合体：３０重量％、スチレン−エチレン／ブタジエン共重合体：７０重量％）を供給した。
【００６０】
次に、３機それぞれの押出機にて１５０℃で樹脂組成物を溶融混練し、溶融状態の樹脂組成物をフィードブロックに供給して、フィードブロックの先端に接続されたＴダイより、接着層2a、基材層１及び接着層2bをこの順に積層一体化させた状態に且つ各層の厚みが表１に示した厚みとなるように共押出して太陽電池用接着シートＡを製膜した。
【００６１】
そして、Ｔダイより共押出された直後の溶融状態の太陽電池用接着シートＡを、エンボスロールと、このエンボスロールに対峙して配設されたゴムロールとの間に供給し、エンボスロールを溶融状態の太陽電池用接着シートＡに押圧させて、太陽電池用接着シートＡの表面に深さ０．２ｍｍのエンボス加工を施した後、冷却ロールによって冷却しながら巻き取ることにより、厚みが０．６ｍｍの３層の太陽電池用接着シートＡを得た。
【００６２】
（実施例２）
スチレン系エラストマーとして、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）（クレイトン社製商品名 商品名「クレイトンＧ１６５７Ｍ」、スチレン成分：１３重量％）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、太陽電池用接着シート得た。
【００６３】
（比較例１）
シラン変性オレフィン系樹脂Ｘを押出機に供給して溶融混練し、押出機に接続したＴダイから押出して厚みが０．６ｍｍの太陽電池用接着シートを得た。
【００６４】
（比較例２）
シラン変性オレフィン系樹脂Ｙを押出機に供給して溶融混練し、押出機に接続したＴダイから押出して厚みが０．６ｍｍの太陽電池用接着シートを得た。
【００６５】
実施例及び比較例で得られた太陽電池用接着シートＡについて、透明性、接着性及び加熱封止時の流動性を下記の要領で測定し、その結果を表１に示した。
【００６６】
（透明性）
太陽電池用接着シートの両面に青板ガラスを積層して積層体を作製し、この積層体を真空ラミネーターに供給して１６０℃に加熱しながら真空状態に減圧して真空脱気した後、積層体を大気圧によって１５分間に亘って加圧することによって、太陽電池用接着シートの両面に青板ガラスを積層一体化させて試験体を作製した。
【００６７】
試験体のヘイズ値をＪＩＳ Ｋ−６７１４に準拠して測定機器（東京電色社製 商品名「積分式濁度計」）を用いて温度２３℃、相対湿度５０％にて測定した。測定を１０回行い、その測定値の相加平均値を試験体のヘイズ値とした。
【００６８】
○：ヘイズ値が２．０％未満であった。
△：ヘイズ値が２．０％以上で且つ５．０％未満であった。
×：ヘイズ値が５．０％以上であった。
【００６９】
（接着性）
幅２５ｍｍ×長さ１００ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの金属板を２枚用意して、これらの金属板同士をその長さ方向の端部のみが重なり合うように且つ金属板間に太陽電池用接着シートを介した状態に重ね合わせて積層体を作製した。なお、金属板同士が重なりあった長さ方向の寸法は２５ｍｍであった。
【００７０】
しかる後、上記積層体を真空ラミネーターに供給して１６０℃に加熱しながら真空状態に減圧して真空脱気した後、積層体を大気圧によって１５分間に亘って加圧することによって、金属板の長さ方向の端縁同士を太陽電池用接着シートを介して一体化して試験体を作製した。
【００７１】
次に、試験体を温風循環式乾燥機中に供給し、試験体をその金属板の長さ方向が垂直方向を向くように吊支した。なお、試験体は、その上側の金属板の上端部を把持することによって吊支されていた。
【００７２】
そして、試験体の下側の金属板の下端部に５００ｇの錘を取り付けた後、温風循環式乾燥機中の温度を２５℃から昇温速度４℃／分にて昇温し、二枚の金属板が分離した時の温風循環式乾燥機中の温度を測定した。
【００７３】
試験体を別に２つ上述と同様の要領で作製し、上述と同様の要領で二枚の金属板が分離した時の温風循環式乾燥機中の温度を測定し、３回の温度の相加平均値を接着性の評価の指標として下記基準に基づいて判断した。
【００７４】
○：９０℃以上であった。
△：８０℃以上で且つ９０℃未満であった。
×：８０℃未満であった。
【００７５】
（加熱封止時の流動性）
太陽電池の表面に太陽電池用接着シートを介してガラス板を、裏面に太陽電池用接着シートＡを介して裏側保護材を積層して積層体を製造し、この積層体をラミネーターに供給して減圧下にて１７０℃に５分間に亘って加熱した後、大気圧下にて１７０℃にて１５分間に亘って加熱圧着することによって太陽電池を表裏太陽電池用接着シートによって表裏から封止すると共に太陽電池の表裏面に表裏太陽電池用接着シートを介してガラス板及び表側保護材を積層一体化させて太陽電池モジュールを製造した。
【００７６】
得られた太陽電池モジュールにおいて、ガラス板と太陽電池用接着シートとの界面を目視観察し、下記基準に基づいて判断した。なお、目立った気泡がない場合には「加熱封止時における太陽電池用封止シートの流動性が良好であると判断できる。明らかな気泡が散見された場合には「加熱封止時における太陽電池用封止シートの流動性が不充分であると判断できる。
○：気泡は観察されなかった。
×：気泡が観察された。
【００７７】
【表１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材層の一面に接着層が積層一体化されてなる太陽電池用接着シートであって、上記基材層がスチレン系エラストマーを含有していると共に、上記接着層がシラン変性オレフィン系樹脂を含有していることを特徴とする太陽電池用接着シート。
【請求項２】
基材層の両面に接着層が積層一体化されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池用接着シート。
【請求項３】
スチレン系エラストマーがハードセグメントとソフトセグメントとからなり、上記ソフトセグメントがエチレン−ブチレン共重合体ブロックから構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の太陽電池用接着シート。
【請求項４】
スチレン系エラストマーが、ジブロック共重合体とトリブロック共重合体とを含有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の太陽電池用接着シート。
【請求項５】
スチレン系エラストマーがジブロック共重合体を３０〜７５重量％含有していることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池用接着シート。
【請求項１】
基材層の一面に接着層が積層一体化されてなる太陽電池用接着シートであって、上記基材層がスチレン系エラストマーを含有していると共に、上記接着層がシラン変性オレフィン系樹脂を含有していることを特徴とする太陽電池用接着シート。
【請求項２】
基材層の両面に接着層が積層一体化されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池用接着シート。
【請求項３】
スチレン系エラストマーがハードセグメントとソフトセグメントとからなり、上記ソフトセグメントがエチレン−ブチレン共重合体ブロックから構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の太陽電池用接着シート。
【請求項４】
スチレン系エラストマーが、ジブロック共重合体とトリブロック共重合体とを含有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の太陽電池用接着シート。
【請求項５】
スチレン系エラストマーがジブロック共重合体を３０〜７５重量％含有していることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池用接着シート。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−２１６６５３（Ｐ２０１１−２１６６５３Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８３０４０（Ｐ２０１０−８３０４０）
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（５９６１１１２７６）積水フイルム株式会社 (133)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（５９６１１１２７６）積水フイルム株式会社 (133)
【Ｆターム（参考）】
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