太阳能电池用密封材料组合物及使用其的太阳能电池用密封材料层以及太阳能电池组件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及特别适合用于太阳能电池用途的密封材料组合物、及使用其的太阳能 电池用密封材料层、以及使用所述密封材料层的太阳能电池组件。
【背景技术】
[0002] 在太阳能电池组件中，发电单元被封入由树脂材料形成的密封片材内而受到保 护。在太阳能电池组件的层压工序中，一边通过加热使得密封片材溶解并进行加压，一边利 用通过已添加的有机过氧化物热分解而产生的自由基进行交联反应。为了缩短层压时间、 抑制气泡产生及抑制在室外使用时的黄变，针对与有机过氧化物、其他稳定剂有关的配合 进行了各种各样的研究。
[0003] 例如，在专利文献1中，以缩短层压时间及抑制气泡产生为目的，提出了具有过氧 化缩酮结构的有机过氧化物的方案。但是，由于产生该有机过氧化物的自由基的热分解温 度低，在达到IKTC左右的制膜工序中将产生自由基，因此存在发生凝胶化的问题。若想要 避免该凝胶化的问题，则必须以足够低的温度通过短时间的加热进行制膜，因此，作为密封 片材会对生产率产生较大影响。尤其是，根据本申请人的研究，明确了 1分钟半衰期温度高 于155°C是优选的，还明确了在以155°C以下的温度进行制膜时，制膜得到的密封片材的黄 色指数变高。
[0004] 此外，例如，专利文献2中提出了将具有二烷基过氧化醚（dialkyl peroxyether) 结构的化合物与具有过氧碳酸酯（peroxycarbonate)结构的化合物混合、进行15分钟左右 的加热压接的方案。但是，根据本申请人的研究，明确了在所提出的条件下进行加热压接 后，添加的有机过氧化物也仍残存在太阳能电池组件内，这些组件的光稳定性低，由于湿热 而变黄。为了消耗这些有机过氧化物，必须以足够的时间于高温下进行加热，层压工序的缩 短是困难的。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特开2011-252127公报
[0008] 专利文献2 :日本专利第4616388
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于，鉴于上述情况，提供能够缩短层压工序的时间、提高耐光性及 耐湿热性的太阳能电池用密封材料组合物。
[0010] 此外，本发明的目的在于，提供利用上述太阳能电池用密封材料组合物形成的太 阳能电池用密封材料层及使用其的太阳能电池组件。
[0011] 为了解决上述课题，本申请的发明人进行了锐意研究，结果发现利用以下所示的 太阳能电池用密封材料组合物、及使用其的太阳能电池用密封材料层、以及太阳能电池组 件，能够达成上述目的，从而完成了本发明。
[0012] 本发明的太阳能电池用密封材料组合物的特征在于，包含乙烯系共聚物和有机过 氧化物，所述有机过氧化物具有下述通式（1)或（2)表示的过氧化酯结构。
[0014] (式（1)和式（2)中，Rp R2、R3及1?4各自独立地表示任选具有取代基的碳原子数 1~18的烷基、或任选具有取代基的碳原子数5~18的芳基。）
[0015] 通过使用本发明的太阳能电池用密封材料组合物，能够获得较之以往缩短了层压 工序的时间、提高了耐光性及耐湿热性的太阳能电池用密封材料层。由于有机过氧化物通 常处于高氧化状态，所以具有使周围的有机物氧化劣化的倾向。因此，在太阳能电池组件 中，层压后残存的有机过氧化物成为黄变等缺陷的原因之一。本申请的发明人进行了锐意 研究，结果发现作为有机过氧化物，必须选择尽管为了作为乙烯系共聚物的交联剂发挥作 用而高效地热分解、但氧化能力十分低的有机过氧化物。另一方面，本申请的发明人发现， 为了防止制膜时的交联，1分钟半衰期温度优选为155°C以上，为了在层压工序中的加热压 接时充分消耗有机过氧化物，优选为170°C以下。此外，根据本申请的发明人的研究可知，其 中尤其是就具有烷基的过氧化酯结构的有机过氧化物而言，已确认其氧化能力低，通过使 用含有那些有机过氧化物的密封片材，黄变等特性优异。进而，通过基于上述烷基的结构进 行分子设计、控制，能够发现1分钟半衰期温度在期望的温度范围内的有机过氧化物。
[0016] 此外，本发明的太阳能电池用密封材料组合物中，上述通式（1)和（2)中的RJPR3 优选为任选具有取代基的碳原子数1~18的烷基。通过使用上述有机过氧化物，能够更容 易地获得缩短了层压工序的时间、提高了耐光性及耐湿热性的太阳能电池用密封材料层。
[0017] 此外，本发明的太阳能电池用密封材料组合物中，上述通式（1)中的私优选为叔 丁基或叔己基。通过使用上述有机过氧化物，能够更容易地获得缩短了层压工序的时间、提 高了耐光性及耐湿热性的太阳能电池用密封材料层。
[0018] 此外，本发明的太阳能电池用密封材料组合物中，上述通式（2)中的&优选为任 选具有取代基的碳原子数1~18的烷基。通过使用上述有机过氧化物，能够获得缩短了层 压工序的时间、提高了耐光性及耐湿热性的太阳能电池用密封材料层。
[0019] 此外，本发明的太阳能电池用密封材料组合物中，优选相对于100重量份的乙烯 系共聚物包含0. 01~3重量份的上述有机过氧化物。通过形成上述构成，能够更可靠地获 得缩短了层压工序的时间、提高了耐光性及耐湿热性的太阳能电池用密封材料层。
[0020] 此外，本发明的太阳能电池用密封材料组合物中，优选相对于100重量份的乙烯 系共聚物包含0. 001~0. 5重量份的抗氧化剂。通过形成上述构成，能够更可靠地获得缩 短了层压工序的时间、提高了耐光性及耐湿热性的太阳能电池用密封材料层。
[0021] 此外，本发明的太阳能电池用密封材料组合物中，上述抗氧化剂优选具有任选具 有取代基的羟基甲苯骨架。通过形成上述构成，能够更有效地获得缩短了层压工序的时间、 提高了耐光性及耐湿热性的太阳能电池用密封材料层。
[0022] 此外，本发明的太阳能电池用密封材料组合物中，可以含有紫外线吸收化合物。通 过使用所述紫外线吸收化合物，能够对所述密封材料组合物赋予更进一步的紫外线劣化抑 制功能、波长转换功能等，能够使利用所述组合物形成的太阳能电池用密封材料层更多功 能化。
[0023] 另一方面，本发明的太阳能电池用密封材料层的特征在于，是使用上述密封材料 组合物形成的。通过使用上述密封材料组合物形成，能够成为较之以往缩短了层压工序的 时间、提高了耐光性及耐湿热性的太阳能电池用密封材料层。
[0024] 此外，本发明的太阳能电池组件的特征在于，包含使用上述太阳能电池用密封材 料组合物形成的太阳能电池用密封材料层。由于上述太阳能电池组件具有上述太阳能电池 用密封材料层，因此成为较之以往缩短了层压工序的时间、提高了耐光性及耐湿热性的太 阳能电池组件。
[0025] 此外，本发明的太阳能电池组件中，上述太阳能电池单元优选为晶体娃太阳能电 池、非晶硅太阳能电池、微晶硅太阳能电池、薄膜硅太阳能电池、异质结太阳能电池、多结太 阳能电池、硫化镉/碲化镉太阳能电池、CIS系薄膜太阳能电池、CIGS系薄膜太阳能电池、 CZTS系薄膜太阳能电池、III-V族太阳能电池、染料敏化型太阳能电池或有机半导体太阳 能电池。
【附图说明】
[0026] 图1表示使用本发明的太阳能电池用密封材料层的太阳能电池组件的例子。
[0027] 图2表示使用本发明的太阳能电池用密封材料层的太阳能电池组件的例子。
[0028] 图3表示使用本发明的太阳能电池用密封材料层的太阳能电池组件的例子。
[0029] 附图标iP,
[0030] 1太阳能电池组件
[0031] 10表面保护层
[0032] 20太阳能电池用密封材料层
[0033] 30太阳能电池单元
[0034] 40背面用密封材料层
[0035] 50 背板
【具体实施方式】
[0036] 以下，对本发明的实施方式进行说明。
[0037] 本发明的太阳能电池用密封材料组合物的特征在于，包含乙烯系共聚物和有机过 氧化物，所述有机过氧化物具有下述通式（1)或（2)表示的过氧化酯结构。
[0039](式（1)和式（2)中，Rp R2、R3及1?4各自独立地表示任选具有取代基的碳原子数 1~18的烷基、或任选具有取代基的碳原子数5~18的芳基。）
[0040] (太阳能电池用密封材料组合物）
[0041] 本发明的太阳能电池用密封材料组合物的特征在于，包含乙烯系共聚物和有机过 氧化物，所述有机过氧化物具有下述通式（1)或（2)表示的过氧化酯结构。
[0043] (式（1)和式（2)中，Rp R2、R3及1?4各自独立地表示任选具有取代基的碳原子数 1~18的烷基、或任选具有取代基的碳原子数5~18的芳基。）
[0044] 作为本发明中的乙烯系共聚物，可适宜地使用已知的乙烯系共聚物。需要说明的 是，本发明中所谓的乙烯系共聚物，是指包含具有乙烯结构（碳碳双键）的单体的聚合物， 包括仅由上述单体形成的聚合物、以上述单体为主要成分的共聚物等。此外，本发明中，上 述单体的均聚物也包括在上述乙烯系共聚物中。此外，上文所述的作为主要成分是指：在上 述共聚物中，所述主要成分的含量为以重量比计50重量％以上。
[0045] 通过共聚反应合成上述乙烯系共聚物时，可适宜地采用已知的高分子 合成的手段。例如，可举出将1种或多种单体无规共聚、接枝聚合、交叉聚合 (cross-polymerization)或嵌段共聚的方法等。此外，上述共聚反应中，可举出自由基聚 合（阳离子、阴离子、各活性自由基（living)等）、离子聚合、加成聚合（加聚）、缩合聚合 (缩聚）、环化聚合、开环聚合等。此外，在上述共聚反应中，可适宜地采用有机溶剂系、水溶 液系、乳化状态、悬浮状态等的合成手段。
[0046] 作为上述单体，例如可举出丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙 烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯 酸-2-乙基己酯等（甲基）丙烯酸烷基酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸苯酯、 甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、苯乙烯、α -甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、丙烯 酰胺、二丙酮丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯腈、马来酸酐、苯基马来酰亚胺、环己基马来酰亚 胺等。此外，可举出上述烷基被羟基、环氧基、卤素基团等取代的（甲基）丙烯酸烷基酯等。 此外，可举出乙酸乙烯酯、1-己烯、1-辛烯等α-烯烃单体等。此外，上述（甲基）丙烯酸 酯中，酯部位的烷基的碳原子数优选为1~18,更优选碳原子数为1~8。其中，包含上述 乙酸乙烯酯、α -烯烃单体作为单体成分的情况较多。这些化合物可以单独使用，也可以混 合两种以上进行使用。
[0047] 此外，在进行共聚反应时，也可以在上述乙烯系共聚物中共聚荧光染料化合物从 而对密封材料层赋予紫外线吸收作用、波长转换作用的功能。在该情况下，可以使荧光染 料化合物的共聚物组成为〇.〇1~20重量％，也可以使用0.02~15重量份，也可以使用 0.05~10重量份，也可以使用0.08~6重量份，还可以使用0. 1~4重量份。通过为上述 范围，能够使基于荧光染料化合物的波长转换功能与工序时间的缩短、成型、加工和成型后 的耐久性以良好的均衡性并存。
[0048] 此外，上述乙烯系共聚物中，可以使上述乙烯系共聚物的数均分子量（Mn)为 3 X IO3~3 XlO6,也可以为I X IO4~I XlO6,也可以为2 X IO4~5 XlO5,还可以为4X IO4~ 2X105。需要说明的是，上述数均分子量以通过GPC测定得到的分子量为基准（换算为聚 苯乙烯）。通过为上述范围，成型、加工容易进行，在成型后的耐久性方面也令人满意。
[0049] 此外，上述乙烯系共聚物中，可以使上述乙烯系共聚物的重均分子量为IX 104~ 9 X 106,也可以为2 X IO4~2 XlO 6,也可以为5 X IO4~IX 10 6,还可以为IX IO5~8 XlO 5。 需要说明的是，上述重均分子量以通过GPC测定得到的分子量为基准（换算为聚苯乙烯）。 通过为上述范围，成型、加工容易进行，在成型后的耐久性方面也令人满意。
[0050] 此外，上述乙烯系共聚物中，上述乙烯系共聚物的熔融温度（Tm)优选为50°C~ 130°C，也可以为55°C~120°C，也可以为60°C~110°C，还可以为65°C~100°C。需要说明 的是，上述