樹脂組合物以及由其形成的成型體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種樹脂組合物，其為低吸濕性、非水解性，具有優(yōu)異的耐候性及透明 性，與玻璃、金屬具有強(qiáng)固的粘接性。更具體而言，本發(fā)明涉及作為下述材料而有用的樹脂 組合物：具有在真空層壓時不會導(dǎo)致結(jié)晶系太陽能電池單元發(fā)生破裂的柔軟性的、用于密 封太陽能電池組件中的太陽能電池元件的密封用材料；透明性、玻璃破裂時的飛散防止性、 操作的容易性、保存穩(wěn)定性等優(yōu)異，特別是在更低溫度下與玻璃的粘接性、耐熱性及耐光性 的平衡優(yōu)異的夾層玻璃用粘接劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，太陽能電池作為清潔能源而備受矚目，已開發(fā)并提出了具有各種形態(tài)的 太陽能電池組件。其中，使用單晶或多晶型的結(jié)晶性硅系元件的太陽能電池組件、或者使用 薄膜無定形硅系元件的太陽能電池組件等成為主流。作為這樣的使用硅系元件的太陽能電 池組件的構(gòu)成，代表性的為如圖1所示的，從太陽光入射面?zhèn)染哂杏刹ＡЩ宓葮?gòu)成的透 明前面基板1、太陽能電池元件2、密封太陽能電池元件的密封材料3、與太陽能電池元件連 接的極耳線4和背面保護(hù)片5的太陽能電池組件。
[0003]以往，作為密封太陽能電池元件的密封材料3,由于透明性及耐光性優(yōu)異，因而廣 泛使用的是將乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（以下的記載中，簡稱為"EVA"）使用有機(jī)過氧化物 等交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)固化而成的密封材料（EVA密封材料）。
[0004] 然而，EVA由于含有源自乙酸乙烯酯的結(jié)構(gòu)單元，因此具有因從外部透過的濕氣、 水的存在而經(jīng)時地水解因而容易產(chǎn)生乙酸的性質(zhì)。而且，存在這樣的乙酸與電池內(nèi)部的配 線、電極接觸而促進(jìn)腐蝕的發(fā)生的隱患。
[0005] 因此，為了防止因水分向太陽能電池內(nèi)部浸透而造成絕緣性降低、產(chǎn)生配線、電極 的腐蝕等不良情況，進(jìn)而提高太陽能電池的耐久性，采用了在背面保護(hù)片進(jìn)行作為阻隔層 的無機(jī)氧化物的蒸鍍層的多層化的方法（例如專利文獻(xiàn)1)、背面保護(hù)片使用透濕度低的環(huán) 狀烯烴類樹脂片的方法（例如專利文獻(xiàn)2~3)等對策。
[0006] 然而，即使通過上述方法使?jié)駳?、水的浸透降低，也難以完全消除濕氣、水的浸透。 因此，為了防止絕緣性降低和腐蝕、從而使耐久性顯著提高，要求吸濕性及透濕性低、不會 因水解而產(chǎn)生酸的密封材料。
[0007] 作為解決密封材料因水解而產(chǎn)生酸的問題，已提出了下述方法：代替EVA而使用 利用乙烯-a -烯烴共聚物及交聯(lián)劑的密封用樹脂組合物的方法（專利文獻(xiàn)4~5);使用 丙烯類聚合物及特定的丙烯類共聚物（專利文獻(xiàn)6)的方法等。就這樣的使用乙烯-a-烯 烴共聚物、丙烯類聚合物及特定的丙烯類共聚物等的方法而言，可以認(rèn)為，所使用的樹脂的 吸濕性及透濕性低，而且因產(chǎn)生酸而造成的影響也被降低。
[0008] 然而，這些方法由于使用的樹脂的耐熱性與柔軟性的平衡差，在非交聯(lián)時不會顯 示出良好的耐熱性，所以難以省略交聯(lián)工序而制造具有理想的物性的太陽能電池元件密封 片。
[0009] 另一方面，在專利文獻(xiàn)7中，提出了一種嵌段共聚物氫化物，其是在將下述嵌段共 聚物的全部不飽和鍵的90 %以上氫化而得到的嵌段共聚物氫化物中導(dǎo)入烷氧基甲硅烷基 而得到的，所述嵌段共聚物包含至少2個以源自芳香族乙烯基化合物的重復(fù)單元為主要成 分的聚合物嵌段[A]和至少1個以源自鏈狀共軛二烯化合物的重復(fù)單元為主要成分的聚 合物嵌段[B]，其中，在將聚合物嵌段[A]在嵌段共聚物整體中所占的重量分率設(shè)為wA、將 聚合物嵌段[B]在嵌段共聚物整體中所占的重量分率設(shè)為wB時，wA與wB之比（wA:wB)為 20:80~60:40。另外，在該文獻(xiàn)中記載了，該文獻(xiàn)所記載的嵌段共聚物氫化物具有低吸濕 性、非水解性、耐候性、透明性及柔軟性，且即使長時間暴露于高溫高濕環(huán)境，也能夠保持與 玻璃強(qiáng)固的粘接力，無需實施特別的隔水處理即能夠密封太陽能電池元件。
[0010] 但是，以往，作為夾層玻璃的中間層最常使用的是聚乙烯醇縮丁醛類樹脂，但是存 在如下問題：由于聚乙烯醇縮丁醛類樹脂的軟化溫度較低，所以在貼合后玻璃板會因熱而 錯位，產(chǎn)生氣泡，由于吸濕性高，所以如果在高濕度氣氛中長時間放置，則會從周邊部開始 逐漸發(fā)生白色化并且確認(rèn)到與玻璃的粘接力的降低，另外，作為貼合玻璃之前的狀態(tài)，為了 控制與玻璃的粘接力需要嚴(yán)格的含水率管理（例如非專利文獻(xiàn)1)。
[0011] 為了解決上述聚乙烯醇縮丁醛類樹脂的問題，提出了使在乙烯-乙酸乙烯酯共聚 物中配合有機(jī)過氧化物而得到的熱固性樹脂夾在玻璃板之間進(jìn)行一體化，并使熱固性樹脂 層熱固化而成的夾層玻璃（例如專利文獻(xiàn)8);由酸改性皂化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物貼合 而成的夾層玻璃（例如專利文獻(xiàn)9)等。然而，就乙烯-乙酸乙烯酯共聚物而言，由于耐沖擊 性、耐擊穿性仍存在不足，提出了使用下述熱固性樹脂而得到夾層玻璃的方案，所述熱固性 樹脂是在由芳香族乙烯基化合物的聚合物形成的兩端嵌段和由共軛二烯類聚合物形成的 中間嵌段所構(gòu)成的三元嵌段共聚物中配合有機(jī)過氧化物及硅烷偶聯(lián)劑而得到的樹脂（專 利文獻(xiàn)10等）。然而，配合了有機(jī)過氧化物的熱固性樹脂的長期保存穩(wěn)定性差，根據(jù)在貼合 玻璃前的熱交聯(lián)性樹脂的保存條件，存在在貼合玻璃時得不到充分的粘接力的問題。
[0012] 另外，在專利文獻(xiàn)11中公開了在由芳香族烯烴聚合物嵌段和二烯聚合物嵌段形 成的嵌段共聚物氫化物中配合脂肪族烴樹脂等來賦予粘結(jié)性的技術(shù)。但是，對于向玻璃等 賦予粘接性，并沒有記載。
[0013] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0014] 專利文獻(xiàn)
[0015] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2000-91610號公報
[0016] 專利文獻(xiàn)2:日本特開2000-106450號公報
[0017] 專利文獻(xiàn)3:日本特開2001-44481號公報
[0018] 專利文獻(xiàn)4:日本特開平6-299125號公報
[0019] 專利文獻(xiàn)5:日本特開2000-91611號公報
[0020] 專利文獻(xiàn) 6 :國際公開 TO2008/015984 號（US2010/0000600A1)
[0021] 專利文獻(xiàn)7 :國際公開W02012/043708號
[0022] 專利文獻(xiàn)8 :日本特開昭57-196747號公報
[0023] 專利文獻(xiàn)9:日本特開平4-198046號公報
[0024] 專利文獻(xiàn)10:日本特開平9-030847號公報
[0025]專利文獻(xiàn) 11:國際公開 TO1994/021694 號（US5352744)
[0026] 非專利文獻(xiàn)
[0027] 非專利文獻(xiàn)1:藤崎靖之、日化協(xié)月報、35(10)、28(1982)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0028] 發(fā)明要解決的問題
[0029] 作為密封太陽能電池元件的方法，通常采用將片狀的密封材料真空層壓于結(jié)晶系 太陽能電池單元的方法。就層壓時的密封溫度而言，在使用EVA密封材料的情況下，一般優(yōu) 選適用150°C以下，但為了提高生產(chǎn)效率，優(yōu)選密封溫度低者。
[0030] 本發(fā)明者們嘗試了將專利文獻(xiàn)7所提出的具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氫 化物用于太陽能電池元件密封材料。結(jié)果確認(rèn)到，為了確保在120°C的耐熱性、并使太陽能 電池單元不易發(fā)生破裂，需要將密封溫度設(shè)在160°C以上。
[0031]另外，對于作為夾層玻璃的粘接材料而通用的聚乙烯醇縮丁醛類樹脂的情況而 言，粘接溫度一般為120~140°C左右，在將具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氫化物用于 夾層玻璃的粘接的情況下，希望為該程度的粘接溫度。
[0032] 于是，本發(fā)明者們想要將專利文獻(xiàn)4所提出的具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物 氫化物用于夾層玻璃的貼合用的粘接材料，其結(jié)果，確認(rèn)到需要將貼合溫度設(shè)在150°C以 上。
[0033] 因此，本發(fā)明者們進(jìn)行了更為深入的研宄，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了以下2點(diǎn)，進(jìn)而完成了本發(fā) 明。
[0034] (1)在專利文獻(xiàn)7所提出的具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氫化物中配合特定 量的具有特定分子量的烴類聚合物而得到的樹脂組合物，其透明性優(yōu)異，而且通過使用由 該樹脂組合物形成的片，能夠保持耐熱性，并且即使在更低溫度下進(jìn)行密封，也能夠防止結(jié) 晶系太陽能電池單元的破裂。
[0035] (2)特別是在作為上述烴類聚合物而配合碘值為特定量以下的烯烴和/或共軛 二烯聚合物（共聚物）氫化物時，所得到的樹脂組合物的透明性優(yōu)異，通過使用由其形成 的片，能夠保持耐熱性，并且即使在更低溫度下也能夠?qū)⒉Ａд辰樱€能夠保持優(yōu)異的耐光 性，因此成為作為夾層玻璃用粘接劑合適的片。
[0036] 解決問題的方法
[0037] 于是，根據(jù)本發(fā)明，可提供下述（1)~（3)的樹脂組合物及（4)、（5)的成型體。
[0038] (1) 一種樹脂組合物，其是將具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氫化物[3]及數(shù) 均分子量300~5000的烴類聚合物[4]配合而成的樹脂組合物，且相對于100重量份的所 述具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氫化物[3]，所述數(shù)均分子量300~5000的烴類聚合 物[4]的配合量為1~50重量份，所述具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氫化物[3]是在 嵌段共聚物氫化物[2]中導(dǎo)入烷氧基甲硅烷基而成的，所述嵌段共聚物氫化物[2]是將嵌 段共聚物[1]的全部不飽和鍵的90%以上氫化而成的，所述嵌段共聚物[1]包含以源自芳 香族乙烯基化合物的重復(fù)單元為主要成分的至少2個聚合物嵌段[A]、和以源自鏈狀共軛 二烯化合物的重復(fù)單元為主要成分的至少1個聚合物嵌段[B]，在將全部聚合物嵌段[A]在 嵌段共聚物整體中所占的重量分率設(shè)為wA、將全部聚合物嵌段[B]在嵌段共聚物整體中所 占的重量分率設(shè)為￥8時，￥4與￥8之比&4^8)為30:70~65:35。
[0039] (2)根據(jù)（1)所述的樹脂組合物，其中，上述烴類聚合物[4]為選自聚異丁烯、聚丁 烯、聚-4-甲基戊稀、聚-1-辛稀、乙烯-a-烯烴共聚物及它們的氫化物、脂肪族系烴樹脂 及其氫化物、脂環(huán)族烴樹脂及其氫化物、以及聚異戊二烯及其氫化物中的至少一種。
[0040] (3)根據(jù)⑴所述的樹脂組合物，其中，上述烴類聚合物[4]為烯烴和/或共軛二 烯的聚合物（共聚物）氫化物，其碘值為2.0以下。
[0041] (4) 一種成型體，其是將上述（1)所述的樹脂組合物成型而成的。
[0042] (5)根據(jù)⑷所述的成型體，其為片狀物。
[0043] 發(fā)明的效果
[0044] 本發(fā)明的樹脂組合物具有優(yōu)異的透明性、耐熱性、耐光性、低吸濕性及低透濕性， 通過使該組合物加熱熔融并與玻璃、金屬粘接，能夠得到具有強(qiáng)固的粘接力的成型體。
[0045] 另外，由本發(fā)明的樹脂組合物形成的片狀的成型體為如下的片：在作為太陽能電 池元件的密封材料使用的情況下，能夠防止真空層壓時結(jié)晶系太陽能電池單元的破裂，即 使長時間暴露于高溫高濕環(huán)境后也能夠保持與玻璃、金屬的強(qiáng)固的粘接力，無需實施特別 的隔水處理即能夠?qū)⑻柲茈姵卦芊?。另外，就該片而言，由于即使不使用有機(jī)過氧化 物等交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)固化也具有充分的耐熱性，因此在太陽能電池的制造工序中可省略加 熱交聯(lián)工序。
[0046] 此外，本發(fā)明的樹脂組合物中，上述徑類聚合物[4]為烯烴和/或共軛二烯的聚合 物（共聚物）氫化物且碘值為2.0以下的組合物、以及由該組合物形成的片狀的成型體，其 透明性、玻璃破裂時的飛散防止性、操作的容易性、保存穩(wěn)定性等優(yōu)異，特別是具有在更低 溫度下與玻璃的粘接性、耐熱性及耐光性的平衡，因此，能夠提供耐久性優(yōu)異的夾層玻璃。 另外，這樣的樹脂組合物在與玻璃貼合前不需要進(jìn)行水分含量的調(diào)整等特別的處理，長時 間在常溫常濕的環(huán)境中保管后也能夠直接使用，保管、操作容易。
【附圖說明】
[0047] 圖1是示出結(jié)晶硅系太陽能電池組件的概要的概略剖視圖。
[0048] 符號說明
[0049] 1?