太阳能电池组件及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能电池组件及其制造方法。更具体而言，涉及使用了晶体硅元件的、不易发生电势诱导衰减(Potential Induced Degradat1n，以下也简记为“PID”)的太阳能电池组件及其制造方法。
【背景技术】
[0002]太阳能发电作为清洁能源已受到关注，近年来，使用太阳能电池的Mega Solar(大规模太阳能发电站)等发电系统的大规模化得到发展。在大规模发电系统中，为了减少传输损耗，已使系统电压高电压化至600?1000V。而伴随高电压化，在使用了晶体硅太阳能电池的大规模发电系统中，存在可能会在长期使用期间发生PID的问题。
[0003]晶体硅太阳能电池组件通常为如下结构:如图1所示，晶体硅元件3以被以乙烯-乙酸乙烯酯共聚物为主成分的密封材料2埋设的状态粘接固定于表面透明玻璃1，且在相反侧叠层有由树脂片或玻璃构成的背面保护层4。PID是在高温多湿的环境中、以向太阳能电池组件内部电路(晶体硅元件)和经由表面透明玻璃接地的框架之间施加高电压的状态使用的情况下容易发生的现象，期待防止该现象的技术。
[0004]作为用以抑制PID发生的方法，已提出了下述方法:代替以乙烯-乙酸乙烯酯共聚物为主成分的密封材料而将乙烯-α -烯烃共聚物用于密封材料的方法(例如，专利文献I?3)、将乙烯-α -烯烃-非共轭多烯共聚物用于密封材料的方法(例如，专利文献4、5)等。
[0005]一直以来，作为太阳能电池密封材料，常规的且已被广泛使用的是乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，使用由乙烯-乙酸乙烯酯共聚物形成的密封材料的太阳能电池组件的制造技术、制造设备等也得到了普及。
[0006]因此，期待开发出无需使用新型的密封材料，使用利用了通用的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的密封材料即可防止PID发生的技术。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本特开2012-238857号公报
[0010]专利文献2:国际公开W02012/046456号
[0011]专利文献3:国际公开W02012/060086号
[0012]专利文献4:国际公开W02012/066783号
[0013]专利文献5:国际公开TO2012/070245号
【发明内容】
[0014]发明要解决的问题
[0015]本发明人等针对使用了晶体硅元件的太阳能电池组件，为了提供即使在使用利用了通用的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的密封材料的情况下也能够抑制PID发生的太阳能电池组件而进行了深入研究。结果发现，通过在透明玻璃和以乙烯-乙酸乙烯酯共聚物为主成分的密封材料之间形成粘接于玻璃的由透明树脂形成的层，可以防止PID发生，进而完成了本发明。
[0016]解决问题的方法
[0017]于是，根据本发明的第I方面，可提供一种太阳能电池组件，其自受光面侧起，至少叠层有表面透明玻璃、以乙酸乙烯酯含量为20?35重量％的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物为主成分的密封材料层、埋设于该密封材料中的晶体硅太阳能电池元件、以及包含树脂片或玻璃的背面保护层，其中，在上述表面透明玻璃与密封材料层之间，形成有粘接于表面透明玻璃的由透明树脂形成的层。
[0018]上述由透明树脂形成的层的厚度优选为5?200 μ m。
[0019]优选上述透明树脂在25°C下的体积电阻率为IX 114Ω.cm以上。
[0020]优选上述透明树脂为包含选自下述(I)?(7)中的至少一种的透明树脂。
[0021](I)聚烯烃；
[0022](2)下述嵌段共聚物的全部不饱和键的90%以上经过了氢化的嵌段共聚物氢化物，所述嵌段共聚物包含以源自芳香族乙烯基化合物的重复单元为主成分的至少2个聚合物嵌段[A]、和以源自链状共轭二烯化合物的重复单元为主成分的至少I个聚合物嵌段[B];
[0023](3)乙烯_(甲基)丙烯酸酯共聚物；
[0024](4)使乙烯-不饱和羧酸无规共聚物与金属化合物反应而得到的离子交联聚合物；
[0025](5)甲基丙烯酸酯(共)聚合物；
[0026](6)乙酸乙烯酯含量低于20重量％的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；
[0027](7)在选自(I)?(6)中的至少一种聚合物中导入烷氧基甲硅烷基而成的改性聚合物。
[0028]另外，根据本发明的第2方面，可提供上述太阳能电池组件的制造方法，该方法包括:依次叠层表面透明玻璃、由透明树脂形成的片、以乙烯-乙酸乙烯酯共聚物为主成分的密封材料片、晶体硅太阳能电池元件、以乙烯-乙酸乙烯酯共聚物为主成分的密封材料片、以及包含树脂片或玻璃的背面保护材料，边加热边加压，由此将该叠层物叠层固定为一体。
[0029]进一步，根据本发明的第3方面，可提供上述太阳能电池组件的制造方法，该方法包括:在表面透明玻璃上叠层固定由透明树脂形成的层，然后在叠层有透明树脂层的表面透明玻璃上依次叠层以乙烯-乙酸乙烯酯共聚物为主成分的密封材料片、晶体硅太阳能电池元件、以乙烯-乙酸乙烯酯共聚物为主成分的密封材料片、以及包含树脂片或玻璃的背面保护材料，边加热边加压，由此将该叠层物叠层固定为一体。
【附图说明】
[0030][图1]示出了太阳能电池组件的例子的模式图。
[0031][图2]示出了本发明涉及的太阳能电池组件的第I实施方式的例子的模式图。
[0032][图3]示出了本发明涉及的太阳能电池组件的第2实施方式的例子的模式图。
[0033]符号说明
[0034]I...表面透明玻璃
[0035]2..?以乙烯-乙酸乙烯酯共聚物为主成分的密封材料层
[0036]3...晶体娃太阳能电池元件
[0037]4..?背面保护层
[0038]5...透明树脂层
[0039]6...粘接剂层
【具体实施方式】
[0040](I)太阳能电池组件
[0041]本发明的太阳能电池组件自受光面侧起，至少叠层有表面透明玻璃、以乙酸乙烯酯含量为20?35重量％的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物为主成分的密封材料层、埋设于该密封材料中的晶体硅太阳能电池元件、以及包含树脂片或玻璃的背面保护层，其中，在上述表面透明玻璃与密封材料层之间形成有粘接于表面透明玻璃的由透明树脂形成的层。
[0042](透明树脂)
[0043]本发明中，为了在表面透明玻璃和密封材料之间形成层而使用的透明树脂是具有太阳能电池所要求的透明性、耐光性、耐热性，并且具有良好的电气绝缘性的树脂。透明树脂的总光线透过率优选为70%以上、更优选为80%以上。就透明树脂的电气绝缘性而言，作为其指标优选具有?ο14Ω.Cm以上、更优选为115Ω.cm以上的25°C下的体积电阻率。
[0044]作为透明树脂的具体例，可列举:聚乙烯、聚丙烯、聚-1-丁烯、聚-4-甲基戊烯等烯烃均聚物；乙烯-丙烯共聚物、乙烯-1- 丁烯共聚物、乙烯-4-甲基戊烯共聚物、乙烯-1-辛烯共聚物、乙烯-1- 丁烯-1-辛烯共聚物等乙烯-α -烯烃共聚物；乙烯-丙烯-双环戊二烯共聚物、乙烯-丙烯-5-乙叉-2-降冰片烯共聚物、乙烯-丙烯-5-乙烯基-2-降冰片烯共聚物、乙烯-1- 丁烯-双环戊二烯共聚物、乙烯-1- 丁烯-5-乙叉-2-降冰片烯共聚物、乙烯-1-丁烯-乙烯基降冰片烯共聚物等乙烯-α-烯烃-非共轭二烯共聚物；等等聚烯烃；乙烯-降冰片烯共聚物、乙烯-四环十二碳烯共聚物、降冰片烯衍生物的开环易位聚合物氢化物、环己二烯聚合物等环烯烃聚合物；芳香族乙烯基化合物-共轭二烯的无规共聚物或嵌段共聚物的源自二烯及芳香族的双键经过了氢化的芳香族乙烯基化合物-共轭二烯共聚物氢化物；乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物等乙烯_(甲基)丙烯酸酯共聚物；乙烯-不饱和羧酸无规共聚物以及使乙烯-不饱和羧酸无规共聚物与金属化合物反应而得到的离子交联聚合物；
[0045]聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯；聚碳酸酯；聚苯乙稀、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物等苯乙烯类聚合物；聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸三环癸酯共聚物等(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物；乙酸乙烯酯含量为20重量％以下的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物等卤素类聚合物；聚氨酯；环氧树脂；硅树脂；聚醚醚酮、聚砜、聚醚砜、聚酰亚胺、聚芳酯等芳香族聚合物；尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12、尼龙6Τ等聚酰胺；固化性聚异丁烯低聚物；以及利用不饱和羧酸、不饱和羧酸酐、烯属不饱和硅烷化合物等向这些聚合物中导入羧基、酸酐基、烷氧基甲硅烷基等而成的改性聚合物等。
[0046]其中，从透明性、耐光性的观点出发，优选:(1)聚烯经、(2)包含以源自芳香族乙烯基化合物的重复单元为主成分的至少2个聚合物嵌段[A]和以源自链状共轭二烯化合物的重复单元为主成分的至少I个聚合物嵌段[B]的嵌段共聚物的全部不饱和键的90%以上经过了氢化的嵌段共聚物氢化物(以下也称为“特定嵌段共聚物氢化物”)、(3)乙烯_(甲基)丙烯酸酯共聚物、(4)使乙烯-不饱和羧酸无规共聚物与金属化合物反应而得到的离子交联聚合物、(5)甲基丙烯酸酯(共)聚合物、(6)乙酸乙烯酯含量为20重量％以下的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、以及(7)在这些聚合物中导入烷氧基甲硅烷基而成的改性聚合物。
[0047]以下，针对在本发明中优选使用的透明树脂⑴?(7)进行更为详细的说明。
[0048](I)聚烯烃
[0049]本发明中优选使用的聚烯烃为具有源自乙烯的结构单元的乙烯类聚烯烃。其中，所具有的源自乙烯的结构单元相对于全部结构单元优选为30重量％以上、进一步优选为50重量％以上。
[0050]作为这样的聚烯烃，具体可列举乙烯的均聚物、乙烯-α -烯烃共聚物。
[0051]本发明中优选使用的乙烯的均聚物由利用乙烯而导入的结构单元构成，是线状或分支状的聚乙烯。从透明性的观点出发，优选低密度聚乙烯、直链状低密度聚乙烯。
[0052]本发明中优选使用的乙烯- α -烯烃共聚物是具有利用乙烯和碳原子数3以上的α-烯烃而导入的结构单元的共聚物。
[0053]α -烯烃没有特殊限制，可适宜使用能够与乙烯共聚的α -稀经。通常将I种或2种以上的碳原子数3?20的α-烯烃组合使用。其中，优选碳原子数为4以上的α-烯烃、更优选碳原子数为4?8的α -烯烃。
[0054]作为这样的α-烯烃的具体例，可列举: