JPH06322334A - 太陽電池用接着シート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐黄変性に優れ、経時的な光透過率の低下が
少ない架橋剤配合太陽電池用エチレン共重合体接着シー
ト、及びこれを用いた太陽電池の提供。 【構成】 架橋剤としてアルキル−３，３−ジ（ｔｅｒ
ｔ−ブチルパーオキシ）ブチレートを配合したエチレン
共重合体からなる太陽電池用接着シート、及び上記架橋
剤により架橋されたエチレン共重合体接着シート層を有
する太陽電池モジュール。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は太陽電池用接着シートに
関する。さらに詳しくは、耐久性のある太陽電池モジュ
ールを得ることが可能な耐黄変性に優れた太陽電池用接
着シートに関する。

【０００２】

【従来の技術】クリーンエネルギーとして期待されてい
る太陽電池は、発電コストを低減して電力用に利用する
検討が行われているが、未だ解決すべき課題がいくつか
ある。その一つとして、長期間屋外で使用しても安定し
た出力が得られるように、太陽電池モジュールの耐候性
を改善することがある。すなわち、現行の太陽電池モジ
ュールでは、表面ガラスとシリコン発電素子との接着の
ために用いているエチレン−酢酸ビニル共重合体の架橋
シートが経時的に黄色に着色して太陽光の透過率が低下
し、発電効率が低下するという問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】 そこで、本発明者ら
は黄変の要因を探究し、黄変防止処方を見出すべく鋭意
検討を行った。従来の接着シートに用いるエチレン−酢
酸ビニル共重合体には、架橋剤、紫外線吸収剤、酸化防
止剤等が配合使用されていたが、検討の結果、黄変の機
構は未だ明らかでないが架橋剤が黄変に深く関わってい
ることをつきとめた。従来このような接着シートの架橋
剤として通常有機過酸化物が使用され、多くのものが知
られているが（例えば特公平２−４０７０９号公報）、
太陽電池の製造に好都合な分解温度と架橋能を有し、か
つ、耐黄変性の優れたものは知られていなかった。本発
明者らは検討の結果、後記する過酸化物を用いれば、耐
黄変性が改善され、長期使用においても光線透過率の低
下が少なく、しかも所望性状の接着シートが得られるこ
とを知った。

【０００４】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明はアル
キル−３，３−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ブチ
レートを配合したエチレン共重合体からなる太陽電池用
接着シートに関する。また本発明は、このような接着シ
ートを用いて製造される太陽電池モジュールに関する。

【０００５】太陽電池モジュールは、一般には、光が照
射されると電流を生ずる機能のあるシリコン半導体素子
やセレン半導体素子のウエハーをインターコネクターを
用いて直列または並列に接続し、ガラス、ポリアクリレ
ート、ポリカーボネートなどの上部透明保護材とガラ
ス、ステンレス、アルミニウム、プラスチックなどの下
部基板保護材とで保護することによってパッケージ化し
たものであり、半導体素子とこれらの各保護材との間は
接着シートを用いて接合されている。本発明はこのよう
な接着シートに、アルキル−３，３−ジ（ｔｅｒｔ−ブ
チルパーオキシ）ブチレートを配合したエチレン共重合
体を用いるものである。

【０００６】ここにエチレン共重合体としては、光線透
過率が約８０％以上、好ましくは約９０％以上で、弾性
モデュラスが約１〜３０ＭＰａ、好ましくは約３〜１２
ＭＰａのものが、適当な共重合体として用いられる。具
体的には、例えばエチレンと酢酸ビニル、プロピオン酸
ビニルなどのビニルエステルとの共重合体、エチレンと
アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メ
チルなどの不飽和脂肪酸エステルとの共重合体、エチレ
ンとプロピレン、ブテン−１，４−メチルペンテン−１
などのα−オレフインとの共重合体、更にはエチレン−
ビニルエステル−不飽和脂肪酸３元共重合体、エチレン
−不飽和脂肪酸エステル−不飽和脂肪酸３元共重合体ま
たはそれらの金属塩などが用いられる。

【０００７】これらのエチレン共重合体の中で、好まし
いものは、エチレン−酢酸ビニル共重合体あるいはエチ
レン−不飽和脂肪酸エステル共重合体であり、共重合体
中のエチレン含量が６０〜８０重量％、とくに６０〜７
５重量％のものが、光線透過率が高く、柔軟性、押出成
形性等に優れるのでとくに好ましい。

【０００８】このようなエチレン共重合体を架橋するこ
とによって、耐熱性を向上させ、あるいはさらに接着性
を改善するために本発明においては、アルキル−３，３
−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ブチレートを配合
する。より具体的には、メチル−３，３−ジ（ｔｅｒｔ
−ブチルパーオキシ）ブチレート、エチル−３，３−ジ
（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ブチレート、ｎ−ブチ
ル−３，３−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ブチレ
ートなどである。後記実施例及び比較例に示すように、
このような過酸化物を使用することにより経時的な着色
傾向を顕著に低減させることができる。

【０００９】過酸化物の配合量は、エチレン共重合体を
所望程度に架橋可能な量とすればよく、一般には、エチ
レン共重合体１００重量部に対し、０．１〜５重量部、
とくに０．５〜３重量部とする。

【００１０】接着シートの耐候性向上のため、耐光安定
剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤などの添加剤を１種又は
それ以上使用することが好ましい。このような添加剤の
例として、ヒンダードアミン系の耐光安定剤、ヒンダー
ドフェノール系やホスファイト系の酸化防止剤、２−ヒ
ドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２，２−ジヒ
ドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキ
シ−４−メトキシ−２′−カルボキシベンゾフェノン、
２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノンな
どのベンゾフェノン系、２−（２′−ヒドロキシ−
３′，５′−ジ第３ブチルフェニル）ベンゾトリアゾー
ル、２−（２′−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）ベ
ンゾトリアゾール、２−（２′−ヒドロキシ−５−第３
オクチルフェニル）ベンゾトリアゾールなどのベンゾト
リアゾール系、フェニルサリチレート、ｐ−オクチルフ
ェニルサリチレートなどのサリチル酸エステル系のよう
な紫外線吸収剤を例示することができる。

【００１１】接着シートには、上部保護材や下部保護材
などとの接着強度を増大する目的で、接着助剤を添加す
ることもできる。このような接着助剤としてシランカッ
プリング、チタネートカップリングなどのカップリング
材、酸変性樹脂などを例示することができる。

【００１２】接着シートの厚みは、とくに規定されない
が通常は、０．１〜１ｍｍ程度である。

【００１３】太陽電池モジュールの製造は、例えば次の
ようにして行うことができる。太陽電池素子がシリコン
やセレンの半導体ウエハーからなる場合には、これらの
太陽電池素子を少くとも２枚の接着シートで挟み、更に
必要な場合にはその両側に予めプライマー処理された保
護材、即ち上部透明保護材と下部基板保護材とを重ね合
せ、真空にすることにより脱気操作した後またはこれと
同時に、加熱し、次いで加圧することにより接着させて
貼り合せる。この際、太陽電池素子を有機過酸化物を含
有するエチレン共重合体からなる少くとも２枚の充填材
シートで予めラミネート化し、上部透明保護材および下
部基板保護材と貼り合せてもよい。また、適宜プライマ
ー処理された下部基板保護材、充填材シート、太陽電池
素子、接着シートおよび上部透明保護材を順次重ね合せ
または配列して貼り合せてもよい。加熱は、最終的に接
着シート中に添加されている有機過酸化物がほぼ完全に
分解する迄行なうことが望ましい。この加熱処理によっ
て、接着シートは架橋され接着シートと各保護材とは強
固に接着され、太陽電池素子が２枚の接着シートでラミ
ネート化され、かつそれがその上部透明保護材と下部基
板保護材とに強固に貼り合された太陽電池モジュールが
そこに形成される。

【００１４】ここで行われる加熱処理は、２段階に分け
て行なうことが望ましい。即ち、有機過酸化物が完全に
分解しない温度でかつモジュールがゆるやかに接着する
条件、例えば分解温度が１４０℃の有機過酸化物では、
１４０℃の真空ラミネーター内で約０．１〜５分間仮接
着を行なう工程と、この過酸化物がほぼ完全に分解する
条件、例えば１４０℃、常温下で約６０〜２００分間加
熱する工程とを別々の工程でおこなうことが工業的には
有利である。

【００１５】また、太陽電池素子がガラス、プラスチッ
ク、セラミック、ステンレスなどの保護材上に形成され
ている場合には、必要に応じ予めプライマー処理された
接着シートを中間層とし、いずれか一方の保護材の内周
面（充填材シート接触面）上に太陽電池素子を形成させ
た上部透明保護材および下部基板保護材を前記中間層接
着シートの上下に重ね、具体的には下部基板保護材上面
に形成させた太陽電池素子の上に充填材シートおよび上
部透明保護材を、または上部透明保護材下面に形成させ
た太陽電池素子の下に接着シートおよび下部基板保護材
をそれぞれ順次重ね、これを前記の場合と同様に真空下
に２段階で加熱接着させると、太陽電池素子を形成させ
た一方の保護材、接着シートおよび他方の保護材が強固
に貼り合された太陽電池モジュールがそこに形成され
る。

【００１６】このようにして製造される太陽電池モジュ
ールの接着シート層においては、エチレン共重合体のゲ
ル化率（シート１ｇを１００ｍｌのキシレンに浸漬し、
１１０℃、２４時間加熱した後、金鋼で濾過し、不溶解
分を捕集、乾燥し秤量することにより測定）が７０〜９
８％、好ましくは８０〜９５％になっていることが望ま
しい。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、耐黄変性の優れた接着
シートが提供できるので、これを用いて製造される太陽
電池モジュールは経時的な光透過率の低下が少なく、し
たがって発電効率の低下を防止することができる。

【００１８】

【実施例】

「実施例１」エチレン−酢酸ビニル共重合体（三井・デ
ュポンポリケミカル（株）製”エバフレックス１５０
Ｐ”（酢酸ビニル含量３３重量％、ＭＦＲ３０ｄｇ／ｍ
ｉｎ）１００重量部に対してエチル−３，３−ジ（ｔ−
ブチルパーオキシ）ブチレート１．５重量部、γ−メタ
アクリロキシプロピルトリメトキシシラン１．０重量
部、２ヒドロキシ−４−ｎ−オクチルベンゾフェノン
０．３重量部、ビス（２，２、６，６−テトラメチル−
４−ピペリジル）セバケート０．１重量部、およびトリ
ス（ノニルフェニル）ホスファイト０．２重量部を配合
した混合物をＴ−ダイシートを用いて、樹脂温度１００
℃にて０．６ｍｍ厚みのシートに押出した。このシート
を用い、太陽電池で使用される構成の積層品にした状態
で、耐黄変性を下記試験法により評価した。耐候性試験
においても、また耐熱性試験においては１６時間後で
も、積層品中の共重合体シートの黄変は認められなかっ
た。結果を表１に示す。

【００１９】（１）耐候性（ウエザロメーター試験） 太陽電池用の上部透明保護材である透明ガラス板と下部
基板保護材であるポリフッ化ビニル（デュポン社製品）
シートとの間に上記押出シートを挟んで、真空ラミネー
ターを用いて加熱温度１１０℃で溶融貼合せ（仮接着）
を行った。この仮接着積層物を更に常圧下で１５０℃で
３０分間ホットプレート上で加熱することによって有機
過酸化物を分解させ、Ｔ−ダイシートを架橋させると共
に透明ガラス板およびポリフッ化ビニルシートに強固に
接着させた積層品を作成した。この積層品をブラックパ
ネル８３℃、スプレー１２分／６０分の条件のサンシャ
インウエザロメーターで透明ガラス面より紫外線を連続
１６００時間照射し、黄変の程度を目視にて観察し耐候
性を評価した。

【００２０】（２）耐熱性 また、前記貼合せ条件で作成した積層品について、１５
０℃のオーブン中で２時間及び１６時間加熱後の黄変の
程度を目視にて観察し、耐熱性を評価した。

【００２１】［比較例１］実施例１のエチル−３，３−
ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ブチレートに代えて、２−
５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）
ヘキサンを用いた以外は実施例１と同様にしてエチレン
−酢酸ビニル共重合体組成物押出シートを作成し、その
押出シートの耐黄変性を評価した。結果を表１に示し
た。

【００２２】［比較例２］実施例１のエチル−３，３−
ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ブチレートに代えて、ｎ−
ブチル４′４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）パレレー
トを用いた以外は実施例１と同様にして押出シートを作
成し、その押出シートの耐黄変性を評価した。結果を表
１に示した。

【００２３】［比較例３］実施例１のエチル−３，３−
ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ブチレートに代えて、１，
１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサンを用
いた以外は実施例１と同様にして押出シートを作成し、
その押出シートの耐黄変性を評価した。結果を表１に示
した。

【００２４】［比較例４］実施例１のエチル−３，３−
ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ブチレートに代えて、ジク
ミルパーオキサイドを用いた以外は実施例１と同様にし
て押出シートを作成し、その押出シートの耐黄変性を評
価した。結果を表１に示した。

【００２５】［実施例２］実施例１のエチレン−酢酸ビ
ニル共重合体に代えて、エチレン−アクリル酸エチル共
重合体（アクリル酸含量２５重量％、ＭＦＲ５ｄｇ／
分）を用いた以外は実施例１と同様にして押出シートを
作成し、エチレン−アクリル酸エチル共重合体組成物押
出シートの耐黄変性を評価した。結果を表１に示した。

【００２６】

【表１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 正寿 千葉県千葉市稲毛区稲丘町33の２

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルキル−３，３−ジ（ｔｅｒｔ−ブチ
   ルパーオキシ）ブチレートを配合したエチレン共重合体
   からなる太陽電池用接着シート。
2. 【請求項２】 アルキル−３，３−ジ（ｔｅｒｔ−ブチ
   ルパーオキシ）ブチレートにより架橋されたエチレン共
   重合体接着シート層を有する太陽電池モジュール。