JP2008159856A - 太陽電池用封止膜及びこの封止膜を用いた太陽電池 - Google Patents

Abstract

【課題】光や熱の影響による黄変が抑制されることにより、優れた耐光性および耐熱性に優れる太陽電池用封止膜を提供する。
【解決手段】エチレン−酢酸ビニル共重合体、有機過酸化物、紫外線吸収剤、およびヒンダードアミン系光安定化剤を含む太陽電池用封止膜であって、
前記有機過酸化物の含有量が、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、０．２〜１．８質量部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−酢酸ビニル共重合体を主成分とする太陽電池用封止膜及びこの封止膜を用いた太陽電池に関し、特に黄変防止性に優れた太陽電池用封止膜及び太陽電池に関する。

近年、資源の有効利用や環境汚染の防止等の面から、太陽光を直接電気エネルギーに変換する太陽電池が注目され、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、表面側透明保護部材としてのガラス基板１と裏面側保護部材（バックカバー）２との間にＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）フィルムの封止膜３Ａ、３Ｂにより、シリコン発電素子等の太陽電池用セル４を封止した構成とされている。なお、以下において、セルに対して受光面側に配置する封止膜を「表面側封止膜」と称し、セルの後方側に配置する封止膜を「裏面側封止膜」と称す。

このような太陽電池は、表面側透明保護部材１、表面側封止膜３Ａ、太陽電池用セル４、裏面側封止膜３Ｂ、および裏面側保護部材２をこの順で積層し、加熱加圧して、ＥＶＡ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。

上記太陽電池においては、太陽電池に入射した光をできるだけ効率よく太陽電池用セル内に取り込めるようにすることが発電効率の向上の点から強く望まれている。従って、封止用ＥＶＡフィルムは、できるだけ高い透明性を有し、入射した太陽光を吸収したり、反射したりすることが無く、太陽光のほとんどを透過させるものが望ましい。

しかしながら、太陽電池を長期に使用した場合に、光、熱の影響により、封止用ＥＶＡフィルムが黄変して、太陽光の透過率が低下する現象が見られること、及びその黄変による外観不良が問題となっている。

これらの問題のために、封止用ＥＶＡフィルムには、各種の有機過酸化物、紫外線吸収剤などの各種添加剤を併用する手段等が開示されている。例えば、特許文献１では、有機過酸化物（架橋剤）として、パーオキシエステル系の過酸化物である２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）へキサンを使用し、紫外線吸収剤としてモノヒドロキシアルコキシベンゾフェノン系の２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノンが使用されている。また、特許文献２には、有機過酸化物として、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を用い、紫外線吸収剤として上記と同じ２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノンが使用されている。

特開平０８−１３９３４７号公報 特開２０００−１８３３８１号公報

しかしながら、従来の封止用ＥＶＡフィルムを用いた太陽電池では、長期間に亘り使用していると依然として封止用ＥＶＡフィルムが黄変し、発電性能の低下を招く問題があった。

したがって、本発明は、光や熱の影響による黄変が防止されることにより、優れた耐光性および耐熱性を有する太陽電池用封止膜を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題に鑑み種々の検討を行った結果、エチレン−酢酸ビニル共重合体からなるフィルムにおいて、紫外線吸収剤の他、さらにヒンダードアミン系光安定化剤を併用することにより、双方の著しい相乗効果によって、耐光性および耐熱性を向上させることが可能なことを見出した。さらに、本発明では、前記フィルムにおいてさらに各成分の種類や含有量につき種々の検討を行った結果、架橋剤の含有量を最適化することにより、耐光性および耐熱性をより向上できることを見出した。

すなわち、本発明は、エチレン−酢酸ビニル共重合体、有機過酸化物、紫外線吸収剤、およびヒンダードアミン系光安定化剤を含む太陽電池用封止膜であって、
前記有機過酸化物の含有量が、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、０．２〜１．８質量部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の好ましい態様を以下に列記する。

（１）前記有機過酸化物は、優れた耐光性および耐熱性を有する太陽電池用封止膜が得られることから、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−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン、α，α’−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、および３−ジ−ｔ−ブチルパーオキサイドよりなる群から選択される少なくとも１種が用いられる。

（２）前記紫外線吸収剤の最大吸収波長が、３２０〜３５０ｎｍである。

（３）前記紫外線吸収剤が、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤である。これにより、エチレン−酢酸ビニル共重合体の光劣化を高く防止することができる。

（４）前記ベンゾフェノン系紫外線吸収剤が、一分子中にヒドロキシル基を２個以下含む。

（５）前記紫外線吸収剤の含有量が、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、０．１〜０．７質量部である。

（６）前記有機過酸化物（Ｐ）と前記紫外線吸収剤（Ｕ）との質量比（Ｐ：Ｕ）が、１：０．１〜１：３．５である。

（７）前記ヒンダードアミン系光安定化剤の含有量が、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、０．１〜２．５質量部である。

（８）前記有機過酸化物（Ｐ）と前記ヒンダードアミン系光安定化剤（Ｈ）との質量比（Ｐ：Ｈ）が、１：０．１〜１：１０である。

（９）前記エチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル単位は、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、１０〜３０質量部である。これにより、所望する加工性を有し、光や熱による劣化が高く防止された太陽電池用封止膜とすることができる。

本発明によれば、長期間に亘る使用においても、黄変などの発生が顕著に抑制され、優れた耐光性、耐熱性を有する太陽電池用封止膜を提供することが可能となる。さらに、前記太陽電池用封止膜は、高い紫外線吸収性を長期間に亘り維持することができ、太陽電池内部に含まれるセルなどの劣化を抑制することができる。したがって、このような太陽電池用封止膜を用いた太陽電池も、耐光性、耐熱性に優れる。

本発明の太陽電池用封止膜は、エチレン−酢酸ビニル共重合体、有機過酸化物、紫外線吸収剤、およびヒンダードアミン系光安定化剤を含み、かつ、前記有機過酸化物の含有量が、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、０．２〜１．８質量部であることを特徴とする。

一般的に、エチレン−酢酸ビニル共重合体を用いた封止膜の作製では、モノマーの架橋密度を向上させるために、有機過酸化物などの架橋剤が用いられる。しかしながら、有機過酸化物の使用は、架橋密度を向上させて耐光性などを向上できる一方で、封止膜中に反応残渣と未反応物を残留させることになる。このような残留物は、不安定なため、前記残留物を含む封止膜に紫外線を含む光が照射されたり、長期間に亘り加熱されたりすると、前記残留物は容易に分解し、ラジカルを発生し、一度、ラジカルが発生すると、新たなラジカルの生成が連鎖的に生じ、ポリマーの酸化劣化および共役二重結合の生成による黄変を招く。

そこで、本発明の太陽電池用封止膜では、紫外線吸収剤およびヒンダードアミン系光安定化剤を用いるとともに、さらに、エチレン−酢酸ビニル共重合体膜において架橋剤として用いられている有機過酸化物の含有量を、最適化することにより、封止膜における黄変の発生を顕著に抑制できることを見出した。

本発明の太陽電池用封止膜において、前記有機過酸化物の含有量は、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、０．２〜１．８質量部であるが、好ましくは０．２５〜１．７質量部、より好ましくは０．３〜１．５質量部である。これにより、封止膜中に有機化酸化物の反応残渣と未反応物が残留するのを抑制できる。また、有機化酸化物の含有量が０．２質量部未満であると、封止膜を架橋硬化させる時間が必要以上に長くなる恐れがある。

本発明の太陽電池用封止膜に用いられる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、エチレン−酢酸ビニル共重合体との相溶性の観点から、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−ｔ−ブチルパーオキサイド；ｔ−ジクミルパーオキサイド；２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−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；ｔ−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（ｔ−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（ｔ−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；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。

前記有機過酸化物のなかでも、優れた耐光性および耐熱性を有する太陽電池用封止膜が得られることから、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−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン、α，α’−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、および３−ジ−ｔ−ブチルパーオキサイドを用いるのが特に好ましい。

次に、本発明の太陽電池用封止膜に用いられる紫外線吸収剤は、照射光中の有害な紫外線を吸収して、分子内で無害な熱エネルギーへと変換し、高分子中の光劣化開始の活性種が励起されるのを防止するものである。

前記紫外線吸収剤としては、従来公知のものであれば、特に制限されずに用いることができる。例えば、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、サリチル酸系、シアノアクリレート系などを使用することができる。これらの１種を用いてもよいし、２種以上を組み合わせ使用してもよい。

ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、例えば、２，２'−ジヒドロキシ−４，４'−ジ（ヒドロキシメチル）ベンゾフェノン、２，２'−ジヒドロキシ−４，４'−ジ（２−ヒドロキシエチル）ベンゾフェノン、２，２'−ジヒドロキシ−３，３'−ジメトキシ−５，５'−ジ（ヒドロキシメチル）ベンゾフェノン、２，２'−ジヒドロキシ−３，３'−ジメトキシ−５，５'−ジ（２−ヒドロキシエチル）ベンゾフェノン、２，２'−ジヒドロキシ−３，３'−ジ（ヒドロキシメチル）−５，５'−ジメトキシベンゾフェノン、２，２'−ジヒドロキシ−３，３'−ジ（２−ヒドロキシエチル）−５，５'−ジメトキシベンゾフェノン、２，２−ジヒドロキシ−４，４−ジメトキシベンゾフェノン等が挙げられる。

ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば、２−〔２'−ヒドロキシ−５'−（ヒドロキシメチル）フェニル〕−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−〔２'−ヒドロキシ−５'−（２−ヒドロキシエチル）フェニル〕−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−〔２'−ヒドロキシ−５'−（３−ヒドロキシプロピル）フェニル〕−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−〔２'−ヒドロキシ−３'−メチル−５'−（ヒドロキシメチル）フェニル〕−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−〔２'−ヒドロキシ−３'−メチル−５'−（２−ヒドロキシエチル）フェニル〕−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−〔２'−ヒドロキシ−３'−メチル−５'−（３−ヒドロキシプロピル）フェニル〕−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−〔２'−ヒドロキシ−３'−ｔ−ブチル−５'−（ヒドロキシメチル）フェニル〕−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−〔２'−ヒドロキシ−３'−ｔ−ブチル−５'−（２−ヒドロキシエチル）フェニル〕−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−〔２'−ヒドロキシ−３'−ｔ−ブチル−５'−（２−ヒドロキシエチル）フェニル〕−５−クロロ−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−〔２'−ヒドロキシ−３'−ｔ−ブチル−５'−（３−ヒドロキシプロピル）フェニル〕−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−〔２'−ヒドロキシ−３'−ｔ−オクチル−５'−（ヒドロキシメチル）フェニル〕−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−〔２'−ヒドロキシ−３'−ｔ−オクチル−５'−（２−ヒドロキシエチル）フェニル〕−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−〔２'−ヒドロキシ−３'−ｔ−オクチル−５'−（３−ヒドロキシプロピル）フェニル〕−２Ｈ−ベンゾトリアゾール等、あるいは２，２'−メチレンビス〔６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾリ−２−イル）−４−（ヒドロキシメチル）フェノール〕、２，２'−メチレンビス〔６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾリ−２−イル）−４−（２−ヒドロキシエチル）フェノール〕、２，２'−メチレンビス〔６−（５−クロロ−２Ｈ−ベンゾトリアゾリ−２−イル）−４−（２−ヒドロキシエチル）フェノール〕、２，２'−メチレンビス〔６−（５−ブロモ−２Ｈ−ベンゾトリアゾリ−２−イル）−４−（２−ヒドロキシエチル）フェノール〕、２，２'−メチレンビス〔６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾリ−２−イル）−４−（３−ヒドロキシプロピル）フェノール〕、２，２'−メチレンビス〔６−（５−クロロ−２Ｈ−ベンゾトリアゾリ−２−イル）−４−（３−ヒドロキシプロピル）フェノール〕、２，２'−メチレンビス〔６−（５−ブロモ−２Ｈ−ベンゾトリアゾリ−２−イル）−４−（３−ヒドロキシプロピル）フェノール〕、２，２'−メチレンビス〔６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾリ−２−イル）−４−（４−ヒドロキシブチル）フェノール〕、２，２'−メチレンビス〔６−（５−クロロ−２Ｈ−ベンゾトリアゾリ−２−イル）−４−（４−ヒドロキシブチル）フェノール〕、２，２'−メチレンビス〔６−（５−ブロモ−２Ｈ−ベンゾトリアゾリ−２−イル）−４−（４−ヒドロキシブチル）フェノール〕、３，３−｛２，２'−ビス〔６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾリ−２−イル）−１−ヒドロキシ−４−（２−ヒドロキシエチル）フェニル〕｝プロパン、２，２−｛２，２'−ビス〔６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾリ−２−イル）−１−ヒドロキシ−４−（２−ヒドロキシエチル）フェニル〕｝ブタン、２，２'−オキシビス〔６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾリ−２−イル）−４−（２−ヒドロキシエチル）フェノール〕、２，２'−ビス〔６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾリ−２−イル）−４−（２−ヒドロキシエチル）フェノール〕スルフィド、２，２'−ビス〔６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾリ−２−イル）−４−（２−ヒドロキシエチル）フェノール〕スルホキシド、２，２'−ビス〔６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾリ−２−イル）−４−（２−ヒドロキシエチル）フェノール〕スルホン、２，２'−ビス〔６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾリ−２−イル）−４−（２−ヒドロキシエチル）フェノール〕アミン等が挙げられる。

トリアジン系紫外線吸収剤としては、例えば、２−（２−ヒドロキシ−４−ヒドロキシメチルフェニル）−４，６−ジフェニル−ｓ−トリアジン、２−（２−ヒドロキシ−４−ヒドロキシメチルフェニル）−４，６−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−ｓ−トリアジン、２−〔２−ヒドロキシ−４−（２−ヒドロキシエチル）フェニル〕−４，６−ジフェニル−ｓ−トリアジン、２−〔２−ヒドロキシ−４−（２−ヒドロキシエチル）フェニル〕−４，６−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−ｓ−トリアジン、２−〔２−ヒドロキシ−４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル〕−４，６−ジフェニル−ｓ−トリアジン、２−〔２−ヒドロキシ−４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル〕−４，６−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−ｓ−トリアジン、２−〔２−ヒドロキシ−４−（３−ヒドロキシプロピル）フェニル〕−４，６−ジフェニル−ｓ−トリアジン、２−〔２−ヒドロキシ−４−（３−ヒドロキシプロピル）フェニル〕−４，６−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−ｓ−トリアジン、２−〔２−ヒドロキシ−４−（３−ヒドロキシプロポキシ）フェニル〕−４，６−ジフェニル−ｓ−トリアジン、２−〔２−ヒドロキシ−４−（３−ヒドロキシプロポキシ）フェニル〕−４，６−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−ｓ−トリアジン、２−〔２−ヒドロキシ−４−（４−ヒドロキシブチル）フェニル〕−４，６−ジフェニル−ｓ−トリアジン、２−〔２−ヒドロキシ−４−（４−ヒドロキシブチル）フェニル〕−４，６−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−ｓ−トリアジン、２−〔２−ヒドロキシ−４−（４−ヒドロキシブトキシ）フェニル〕−４，６−ジフェニル−ｓ−トリアジン、２−〔２−ヒドロキシ−４−（４−ヒドロキシブトキシ）フェニル〕−４，６−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−ｓ−トリアジン、２−（２−ヒドロキシ−４−ヒドロキシメチルフェニル）−４，６−ビス（２−ヒドロキシ−４−メチルフェニル）−ｓ−トリアジン、２−〔２−ヒドロキシ−４−（２−ヒドロキシエチル）フェニル〕−４，６−ビス（２−ヒドロキシ−４−メチルフェニル）−ｓ−トリアジン、２−〔２−ヒドロキシ−４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル〕−４，６−ビス（２−ヒドロキシ−４−メチルフェニル）−ｓ−トリアジン、２−〔２−ヒドロキシ−４−（３−ヒドロキシプロピル）フェニル〕−４，６−ビス（２−ヒドロキシ−４−メチルフェニル）−ｓ−トリアジン、２−〔２−ヒドロキシ−４−（３−ヒドロキシプロポキシ）フェニル〕−４，６−ビス（２−ヒドロキシ−４−メチルフェニル）−ｓ−トリアジン、２−［４，６−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−１，３，５−トリアジン−２−イル］−５−（オクチロキシ）フェノール、２−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−５−［（ヘキシル）オキシ］−フェノール等が挙げられる。

サリチル酸系紫外線吸収剤としては、フェニルサリシレート、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルサリシレート、ｐ−オクチルフェニルサリシレート等が挙げられる。

シアノアクリレート系紫外線吸収剤としては、２−エチルヘキシル−２−シアノ−３，３'−ジフェニルアクリレート、エチル−２−シアノ−３，３'−ジフェニルアクリレート等が挙げられる。

また、紫外線吸収剤は、３２０〜３５０ｎｍ、特に３２５〜３４０ｎｍの範囲内に最大吸収波長を有するものが好ましく用いられる。このような紫外線吸収剤であれば、照射光に含まれる紫外線のうち、特にエチレン−酢酸ビニル共重合体の光劣化を招く恐れのある紫外線を高く吸収することができる。なお、紫外線吸収剤の最大吸収波長は、後述する実施例に記載の方法などを用いて測定することができる。

上記した紫外線吸収剤のうち、エチレン−酢酸ビニル共重合体の光劣化を高く防止することができることから、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤を用いるのが好ましく、一分子中にヒドロキシル基を２個以下含むベンゾフェノン系紫外線吸収剤を用いるのが特に好ましい。このような紫外線吸収剤としては、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、及び２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシ−ベンゾフェノンが挙げられる。これらは、３２０〜３５０ｎｍの範囲内に最大吸収波長を有し、チレン−酢酸ビニル共重合体の光劣化を高く防止することができる。

本発明の太陽電池用封止膜において、上述した紫外線吸収剤の含有量は、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して０．１〜０．７質量部、好ましくは０．１５〜０．６質量部、特に好ましくは０．２〜０．５質量部とするのがよい。これにより、封止膜において紫外線吸収剤が照射光に対してより安定に存在することができ、太陽電池用封止膜の黄変を高く抑制することが可能となる。さらに、優れた紫外線吸収性を長期に亘り維持することが可能となる。

また、本発明の太陽電池用封止膜において、前記有機過酸化物（Ｐ）と前記紫外線吸収剤（Ｕ）との質量比（Ｐ：Ｕ）を、１：０．１〜１：３．５、より好ましくは１：０．１〜１：２とするのがよい。これにより、太陽電池用封止膜の黄変を顕著に抑制することが可能となる。

次に、本発明の太陽電池用封止膜に用いられるヒンダードアミン系光安定化剤は、ポリマーに対して有害なラジカル種を補足し、新たなラジカルを発生しないようにするものである。ヒンダードアミン系光安定化剤は、従来公知のものであれば特に制限されずに用いることができる。

低分子量のヒンダードアミン系光安定化剤としては、デカン二酸ビス（２，２，６，６−テトラメチル−１（オクチルオキシ）−４−ピペリジニル）エステル、１，１−ジメチルエチルヒドロパーオキサイド及びオクタンの反応生成物（分子量７３７）７０重量％とポリプロピレン３０重量％からなるもの；ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）［［３，５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシフェニル］メチル］ブチルマロネート（分子量６８５）；ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート及びメチル−１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジルセバケート混合物（分子量５０９）；ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート（分子量４８１）；テトラキス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）−１，２，３，４−ブタンテトラカルボキシレート（分子量７９１）；テトラキス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）−１，２，３，４−ブタンテトラカルボキシレート（分子量８４７）；２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル−１，２，３，４−ブタンテトラカルボキシレートとトリデシル−１，２，３，４−ブタンテトラカルボキシレートの混合物（分子量９００）；１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル−１，２，３，４−ブタンテトラカルボキシレートとトリデシル−１，２，３，４−ブタンテトラカルボキシレートの混合物（分子量９００）などが挙げられる。

高分子量のヒンダードアミン系光安定化剤としては、ポリ［｛６−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）アミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジイル｝｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝ヘキサメチレン｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝］（分子量２，０００〜３，１００）；コハク酸ジメチルと４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチル−１−ピペリジンエタノールの重合物（分子量３，１００〜４，０００）；Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”’−テトラキス−（４，６−ビス−（ブチル−（Ｎ−メチル−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−４−イル）アミノ）−トリアジン−２−イル）−４，７−ジアザデカン−１，１０−ジアミン（分子量２，２８６）と上記コハク酸ジメチルと４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチル−１−ピペリジンエタノールの重合物の混合物；ジブチルアミン・１，３，５−トリアジン・Ｎ，Ｎ'−ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル−１，６−ヘキサメチレンジアミンとＮ−（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）ブチルアミンの重縮合物（分子量２，６００〜３，４００）などが挙げられる。上述したヒンダードアミン系光安定化剤は、一種単独で用いられてもよく、二種以上を混合して用いてもよい。

これらの中でも、ヒンダードアミン系光安定化剤としては、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート及びメチル−１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジルセバケートの混合物、並びにメチル−４−ピペリジルセバケート、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のが好ましい。また、ヒンダードアミン系光安定化剤は、融点が、６０℃以上であるものを用いるのが好ましい。

本発明の太陽電池用封止膜において、ヒンダードアミン系光安定化剤の含有量は、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、０．１〜２．５質量部、より好ましくは０．１〜１．０質量部とするのがよい。前記含有量が、０．１質量部以上とすることにより安定化への効果が十分に得られ、２．５質量部以下とすることによりヒンダードアミン系光安定化剤の過剰な添加による封止膜の黄変を高く防止することができる。

また、本発明の太陽電池用封止膜において、前記有機過酸化物（Ｐ）と前記ヒンダードアミン系光安定化剤（Ｈ）との質量比（Ｐ：Ｈ）を、１：０．１〜１：１０、より好ましくは１：０．２〜１：６．５とするのがよい。これにより、太陽電池用封止膜の黄変を顕著に抑制することが可能となる。

本発明の太陽電池用封止膜には、有機樹脂として、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が使用される。さらに、ポリビニルアセタール系樹脂（例えば、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ樹脂）、変性ＰＶＢ）、塩化ビニル樹脂を副次的に使用することもできる。その場合、特にＰＶＢが好ましい。

上記エチレン−酢酸ビニル共重合体は、酢酸ビニル単位が、１０〜３０質量部、より好ましくは１０〜２８質量部、特に好ましくは２２〜２８質量部であるのがよい。この酢酸ビニル含有率が３０質量部を超えると、樹脂の粘性が低下し、封止時にガラス基板とバックカバーとの間から流れ出し易くなる恐れがある。さらに、光や熱による劣化を高く防止することができる。酢酸ビニル含有率が１０質量部未満になると、加工性が低下し、得られるフィルムが硬質になりすぎるため、脱気性が低下し、太陽電池作製時にセルに損傷を与えやすくなる恐れがある。

本発明の太陽電池用封止膜には、発電素子との接着力向上の目的で、シランカップリング剤をさらに含んでいてもよい。この目的に使用されるシランカップリング剤としては公知のもの、例えばγ−クロロプロピルトリメトキシシラン；ビニルトリクロロシラン；ビニルトリエトキシシラン；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；β−（３，４−エトキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン；γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン；ビニルトリアセトキシシラン；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メトキシシラン；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等を挙げることができる。これらのシランカップリング剤は、エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して５質量部以下、好ましくは０．１〜２質量部で使用される。

さらに、本発明の太陽電池用封止膜は、エチレン−酢酸ビニル共重合体のゲル分率を向上させて耐久性を向上するために、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）を含むのが好ましい。この目的に供される架橋助剤としては、公知のものとして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官能の架橋助剤等も挙げることができる。これらの架橋助剤は、ＥＶＡ１００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、より好ましくは０．５〜３．５質量部で使用される。

また、エチレン−酢酸ビニル共重合体の安定性を向上する目的でハイドロキノン；ハイドロキノンモノメチルエーテル；ｐ−ベンゾキノン；メチルハイドロキノンなどを添加することができ、これらは、エチレン−酢酸ビニル共重合体１００重量部に対して一般に５質量部以下で使用される。

本発明では、必要に応じ、さらに、着色剤、老化防止剤、変色防止剤等を添加することができる。着色剤の例としては、金属酸化物、金属粉等の無機顔料、アゾ系、フタロシアニン系、アヂ系、酸性又は塩基染料系レーキ等の有機顔料がある。老化防止剤としては、アミン系；フェノール系；ビスフェニル系を挙げることができる。

本発明の太陽電池用封止膜の厚さは、通常は、２０μｍ〜２ｍｍとすればよい。

本発明の太陽電池用封止膜は、上述した各種成分を含む組成物を、例えば、押出成形、カレンダー成形等により加熱圧延することにより成膜するなど、常法に従い製造することができる。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。尚、加熱温度は、一般的に、５０〜９０℃である。

上述した本発明によれば、黄変の発生が抑制され、耐光性、耐熱性、および耐候性に優れた太陽電池用封止膜を形成することができる。したがって、このような封止膜を太陽電池に用いることにより、光や熱の影響を受けやすい室外など過酷な環境下に長期間に亘って設置されても、入射光を効率よく太陽電池用セル内に取込むことができ、発電効率に優れる太陽電池を実現することが可能となる。

本発明の太陽電池用封止膜を用いて太陽電池を製造するには、図１に示すように表面側透明保護部材１、表面側封止膜３Ａ、太陽電池用セル４、裏面側封止膜３Ｂ及び裏面側保護部材２を積層するに当り、表面側封止膜および裏面側封止膜の少なくとも一方に本発明の封止膜を用いて積層し、積層体を常法に従って、真空ラミネータで温度１２０〜１５０℃、脱気時間２〜１５分、プレス圧力０．５〜１ｋｇ／ｃｍ²、プレス時間８〜４５分で加熱加圧圧着すれば良い。

この加熱加圧時に、表面側封止膜および裏面側封止膜に含まれるエチレン−酢酸ビニル共重合体を架橋させることにより、表面側封止膜および裏面側封止膜を介して、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を一体化させて、太陽電池用セルを封止することができる。

なお、本発明において、太陽電池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。

前記太陽電池において、本発明の封止膜は、表面側封止膜および裏面側封止膜のうち少なくとも一方に用いられるが、光や熱による劣化に基づく黄変が長期間に亘り高く抑制できることから、表面側封止膜として少なくとも用いられるのが好ましく、より好ましくは表面側封止膜および裏面側封止膜の双方に用いられる。

本発明で使用される表面側透明保護部材は、通常珪酸塩ガラスである。ガラス板厚は、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る。

本発明で使用される裏面側保護部材は、一般にプラスチックフィルム（例、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））であるが、耐熱性を考慮してフッ化ポリエチレンフィルムが好ましい。

なお、本発明の太陽電池は、上述した通り、表面側および／または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（酢酸ビニル含有量２６質量％） １００質量部、
有機過酸化物（２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン）
０．５質量部、
紫外線吸収剤１（２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、最大吸収波長３２７ｎｍ）
０．２５質量部、
光安定化剤（ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート及びメチル−１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジルセバケートの混合物）
０．２５質量部。

上記配合の組成物を用いて、８０℃でカレンダー成形して、ＥＶＡフィルムを成膜した。フィルムの厚さは５００μｍであった。

（実施例２）
光安定化剤の配合量を０．１質量部とした以外は、実施例１と同様にして、ＥＶＡフィルムを成膜した。

（実施例３）
架橋剤の配合量を０．３質量部とした以外は、実施例１と同様にして、ＥＶＡフィルムを成膜した。

（実施例４）
架橋剤の配合量を１．５質量部とした以外は、実施例１と同様にして、ＥＶＡフィルムを成膜した。

（比較例１）
光安定化剤を用いなかった以外は、実施例１と同様にして、ＥＶＡフィルムを成膜した。

（比較例２）
架橋剤の配合量を２．０質量部とした以外は、実施例１と同様にして、ＥＶＡフィルムを成膜した。

（評価）
実施例および比較例で作製した各ＥＶＡフィルムの評価を、下記手順に従って行った。

１．紫外線吸収剤の最大吸収波長の測定
紫外線吸収剤をトルエンに溶解し、分光光度計ＵＶ−３１００ＰＣ（株式会社島津製作所製）を用いて、ＪＩＳ−Ｋ７３６１に準拠して測定した。

２．耐久性評価
ＥＶＡフィルム（大きさ５０×５０ｍｍ）を、フロートガラス（厚さ３ｍｍ、大きさ５０×５０ｍｍ）の間に挟み込み、１００℃の下で、５分間、脱気後、１０ｋＰａで１０分間、プレスすることにより予備成形を行い、次いで、１６０℃で加熱加圧して、黄変度測定用サンプルを作製した。この黄変度測定用サンプルを、６３℃、５０％ＲＨの環境下で、紫外線照射（１０００ｍＷ／ｃｍ²）を１００時間、行った。

（１）耐光性
紫外線照射前後の黄変度測定用サンプルの黄変度の差（ΔＹＩ）を、ＪＩＳ−Ｋ−７１０５−６（１９８１）に準拠して測定した。結果を表１にまとめて示す。

（２）光線透過率
紫外線照射後の黄変度測定用サンプルの波長３３０ｎｍの光線透過率を分光光度計（株式会社島津製作所製 ＭＰＣ３１００）を用いて測定した。結果を表１にまとめて示す。

一般的な太陽電池の概略説明図である。

符号の説明

１ 表面側透明保護部材、
２ 裏面側保護部材、
３Ａ 表面側封止膜、
３Ｂ 裏面側封止膜、
４ 太陽電池用セル。

Claims (11)

1. エチレン−酢酸ビニル共重合体、有機過酸化物、紫外線吸収剤、およびヒンダードアミン系光安定化剤を含む太陽電池用封止膜であって、
   前記有機過酸化物の含有量が、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、０．２〜１．８質量部であることを特徴とする太陽電池用封止膜。
2. 前記有機過酸化物が、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−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン、α，α’−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、および３−ジ−ｔ−ブチルパーオキサイドよりなる群から選択される少なくとも１種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. 前記紫外線吸収剤の最大吸収波長が、３２０〜３５０ｎｍであることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の太陽電池用封止膜。
4. 前記紫外線吸収剤が、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤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用封止膜。
5. 前記ベンゾフェノン系紫外線吸収剤が、一分子中にヒドロキシル基を２個以下含むことを特徴とする請求項４に記載の太陽電池用封止膜。
6. 前記紫外線吸収剤の含有量が、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、０．１〜０．７質量部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用封止膜。
7. 前記有機過酸化物（Ｐ）と前記紫外線吸収剤（Ｕ）との質量比（Ｐ：Ｕ）が、１：０．１〜１：３．５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用封止膜。
8. 前記ヒンダードアミン系光安定化剤の含有量が、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、０．１〜２．５質量部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. 前記有機過酸化物（Ｐ）と前記ヒンダードアミン系光安定化剤（Ｈ）との質量比（Ｐ：Ｈ）が、１：０．１〜１：１０である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. 前記エチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル単位が、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体１００質量部に対して、１０〜３０質量部である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. 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１〜１０のいずれか１項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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