太陽(yáng)能電池用密封材料組合物及其制造方法、及使用其的太陽(yáng)能電池用密封材料層和太 ...的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池用密封材料組合物及其制造方法、及使用該太陽(yáng)能電池用 密封材料組合物的太陽(yáng)能電池用密封材料層和太陽(yáng)能電池模組。
【背景技術(shù)】
[0002] 通常，太陽(yáng)能電池模組具有將玻璃基板、太陽(yáng)能電池密封材料、發(fā)電元件、太陽(yáng)能 電池密封材料及背板依次層合而成的結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，從低成本、高透過率等觀點(diǎn)考慮，對(duì) 上述太陽(yáng)能電池密封材料而言，使用以乙烯系共聚物為基體的樹脂片材。
[0003] 為了提高耐久性，上述乙烯系共聚物中含有有機(jī)過氧化物、交聯(lián)助劑等。此外，通 常，為了賦予耐候性而配合有紫外線吸收劑等在紫外光區(qū)域內(nèi)具有吸收區(qū)域的有機(jī)物，為 了確保玻璃、太陽(yáng)能電池元件的粘接性而配合有硅烷偶聯(lián)劑。
[0004] 片狀太陽(yáng)能電池密封材料的成型利用T模擠出成膜機(jī)、壓延成型機(jī)等來進(jìn)行。例 如，有如下方法：預(yù)先在乙烯系共聚物中干混上述添加劑后，從T模擠出機(jī)的進(jìn)料斗供給， 以有機(jī)過氧化物實(shí)質(zhì)上不分解的成型溫度將其擠出成型為片狀（例如，參見專利文獻(xiàn)1)。
[0005] 但是，因?yàn)樯鲜鎏砑觿┲腥埸c(diǎn)高于成型溫度的添加劑不熔融，所以存在難以在乙 烯系共聚物中均勻分散的問題。因此，需要以熔點(diǎn)以上的溫度使有機(jī)物暫時(shí)熔融。但是，當(dāng) 以有機(jī)過氧化物發(fā)生分解的溫度以上的溫度使高熔點(diǎn)的有機(jī)物熔融時(shí)，伴隨有機(jī)過氧化物 的分解的交聯(lián)反應(yīng)開始?進(jìn)行，有可能在片材表面產(chǎn)生麻點(diǎn)等缺陷，還可能對(duì)最終的物性造 成影響。此外，也有提高螺桿轉(zhuǎn)速?gòu)亩狗稚⑿蕴岣叩姆椒?，但由于剪切熱的影響而使得?脂溫度變高，結(jié)果可能導(dǎo)致過氧化物分解。因此，需要開發(fā)出在有機(jī)過氧化物不分解的溫度 以下使高熔點(diǎn)的有機(jī)物分散的方法。
[0006] 作為一種手段，可舉出如下方法：利用二軸擠出機(jī)等熔融混煉機(jī)，預(yù)先僅將高熔點(diǎn) 的有機(jī)物以其熔點(diǎn)以上的溫度摻入至乙烯系共聚物中，由此制作母料，將母料與乙烯系共 聚物和有機(jī)過氧化物一同在低溫下熔融混煉，進(jìn)行片材化。但是，即便是上述方法，也由于 母料的工序增加而存在下述問題：由材料的損耗而導(dǎo)致成本增加；由于熱歷程增加而導(dǎo)致 乙烯系共聚物自身發(fā)生劣化。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2006-186233號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 鑒于上述情況，本發(fā)明的目的在于提供下述太陽(yáng)能電池用組合物及其制造方法， 所述太陽(yáng)能電池用組合物中，以有機(jī)過氧化物實(shí)質(zhì)上不分解的成型溫度、將熔點(diǎn)高于成型 溫度的有機(jī)化合物添加劑均勻地分散在乙烯系共聚物中。
[0011] 此外，本發(fā)明的目的在于提供下述太陽(yáng)能電池用密封材料層、及使用該太陽(yáng)能電 池用密封材料層的太陽(yáng)能電池模組，所述太陽(yáng)能電池用密封材料層中，熔點(diǎn)高于成型溫度 的有機(jī)化合物添加劑被均勻地分散在乙烯系共聚物中。
[0012] 為了解決上述課題，本申請(qǐng)的發(fā)明人進(jìn)行了銳意研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過下文中所述 的太陽(yáng)能電池用密封材料組合物及其制造方法、及使用該太陽(yáng)能電池用密封材料組合物的 太陽(yáng)能電池用密封材料層和太陽(yáng)能電池模組，能夠達(dá)成上述目的，從而完成了本發(fā)明。
[0013] 本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用密封材料組合物的制造方法為制造包含乙烯系共聚物（A) 和有機(jī)化合物添加劑（B)的太陽(yáng)能電池用密封材料組合物的制造方法，其特征在于，包括 下述摻合工序：
[0014] 摻合工序：在上述乙烯系共聚物（A)的維卡軟化點(diǎn)以上、且比上述乙烯系共聚物 ㈧的熔點(diǎn)低10°c的溫度以下的溫度范圍內(nèi)，混合上述乙烯系共聚物㈧和上述有機(jī)化合 物添加劑（B)。
[0015] 通過采用本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用密封材料組合物的制造方法，能夠以有機(jī)過氧化 物實(shí)質(zhì)上不分解的成型溫度、將熔點(diǎn)高于成型溫度的有機(jī)化合物添加劑均勻地分散在乙烯 系共聚物中。此外，即使在包含液態(tài)添加劑的情況下，也能夠容易地得到下將含浸或分散于 樹脂內(nèi)部等而不會(huì)在樹脂表面殘留液體成分、并且不粘連的樹脂組合物。
[0016] 本發(fā)明中，通過在上述溫度范圍內(nèi)進(jìn)行攪拌混合，高熔點(diǎn)的有機(jī)化合物的分散狀 態(tài)變得良好。與之相對(duì)，如果在上述維卡軟化點(diǎn)以下進(jìn)行，則高熔點(diǎn)化合物（特別是在丸粒 狀的情況下）難以附著于樹脂，此外，在并非比上述熔點(diǎn)低10°c的溫度以下的情況下，樹脂 彼此之間粘連。更詳細(xì)而言，如果像以往的方法那樣，在上述摻合工序（預(yù)摻合）時(shí)，在不 進(jìn)行溫度控制的情況下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間摻合，則有因丸粒與旋轉(zhuǎn)羽的摩擦、丸粒彼此之間的摩 擦等導(dǎo)致內(nèi)部溫度上升，樹脂彼此之間發(fā)生粘連之虞。而通過在本申請(qǐng)發(fā)明中的上述溫度 范圍內(nèi)進(jìn)行預(yù)摻合，能夠有效地避免上述問題。
[0017] 在本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用密封材料組合物的制造方法中，上述乙烯系共聚物（A) 優(yōu)選為丸粒狀。通過采用上述制造方法，即使對(duì)于通常比粉狀更難于混合?分散添加劑的 丸粒狀的乙烯系共聚物而言，也能夠使添加劑均勻地分散在作為想要得到的太陽(yáng)能電池用 密封材料層的基體樹脂的乙烯系共聚物中。并且，使用丸粒成為可能，太陽(yáng)能電池用密封材 料組合物的生產(chǎn)加工性提高。
[0018] 需要說明的是，上述丸粒狀是指，主要為了提高加工性而例如制成直徑或長(zhǎng)度為 1~10mm左右的粒子狀的物質(zhì)，例如，可舉出類似圓柱狀、類似球狀、類似圓盤狀、類似三角 柱狀、類似四角柱狀、類似多面體狀、橢圓球狀等形態(tài)的粒狀物等。
[0019] 此外，對(duì)于本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用密封材料組合物的制造方法而言，優(yōu)選的是，上 述摻合工序中，還包含有機(jī)過氧化物（C)，并且上述有機(jī)化合物添加劑（B)的熔點(diǎn)為比上述 有機(jī)過氧化物（C)的一小時(shí)半衰期溫度低10°C的溫度以上。通過采用本發(fā)明的制造方法， 即使對(duì)于通常難以均勻分散的、熔點(diǎn)在上述有機(jī)過氧化物（C)的一小時(shí)半衰期溫度附近或 比有機(jī)過氧化物（C)的一小時(shí)半衰期溫度更高的上述有機(jī)化合物添加劑（B)而言，也能夠 在不使有機(jī)過氧化物實(shí)質(zhì)上分解的情況下，使上述有機(jī)化合物添加劑（B)均勻地分散在乙 烯系共聚物中。
[0020] 此外，對(duì)于本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用密封材料組合物的制造方法而言，上述摻合工 序中不使用溶劑是優(yōu)選的。上述制造方法中，能夠以除了液態(tài)添加劑等太陽(yáng)能電池用密封 材料組合物的構(gòu)成成分以外不另外使用溶劑的方式（干法工藝（dryprocess))，以有機(jī)過 氧化物實(shí)質(zhì)上不分解的成型溫度，將熔點(diǎn)高于成型溫度的有機(jī)化合物添加劑均勻地分散在 乙烯系共聚物中。
[0021 ] 此外，本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用密封材料組合物的制造方法中，在上述摻合工序中， 可以還包含液態(tài)添加劑。上述制造方法中，即使在包含硅烷偶聯(lián)劑、液態(tài)的交聯(lián)助劑等液態(tài) 添加劑的情況下，也能夠得到由于含浸或分散于樹脂內(nèi)部等而不會(huì)在樹脂表面殘留液體成 分、并且不粘連的樹脂組合物。并且還能夠簡(jiǎn)易地制作母料。需要說明的是，上述液態(tài)添加 劑是指在摻合工序時(shí)為液態(tài)的添加劑，熔點(diǎn)比摻合工序時(shí)的溫度低的化合物屬于液態(tài)添加 劑。
[0022] 此外，對(duì)于本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用密封材料組合物的制造方法而言，優(yōu)選的是，在 上述摻合工序之后，包括熔融混煉工序。通過先經(jīng)過上述摻合工序，在熔融混煉工序之后， 能夠容易地得到熔點(diǎn)高于成型溫度的有機(jī)化合物添加劑被均勻地分散在乙烯系共聚物中 的太陽(yáng)能電池用組合物。此外，通過先經(jīng)過上述摻合工序，即使是溫度比通常的溫度低的熔 融混煉工序，也能夠形成高熔點(diǎn)的有機(jī)化合物的分散性良好的片材。
[0023] 此外，本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用密封材料組合物的制造方法中，上述熔融混煉工序 優(yōu)選通過單軸擠出機(jī)、二軸擠出機(jī)、班伯里密煉機(jī)、捏合機(jī)或混煉機(jī)來進(jìn)行。通過采用上述 構(gòu)成，能夠更有效地得到有機(jī)化合物添加劑被均勻地分散在乙烯系共聚物中的上述太陽(yáng)能 電池用組合物。此外，片材的成型（密封材料層的形成）優(yōu)選通過壓延成型、利用T模或吹 脹等的熔融擠出成型來進(jìn)行。
[0024] 此外，本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用密封材料組合物的制造方法中，上述有機(jī)化合物添 加劑（B)優(yōu)選為紫外線吸收劑、抗氧化劑、光穩(wěn)定劑、抗老化劑或固態(tài)的交聯(lián)助劑。通過使 用上述化合物，能夠使利用上述組合物形成的太陽(yáng)能電池用密封材料層更加多功能化。
[0025] 此外，本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用密封材料組合物中，上述乙烯系共聚物優(yōu)選以乙 烯-乙酸乙烯酯共聚物為主成分。通過使上述乙烯系共聚物以乙烯-乙酸乙烯酯共聚物為 主成分，能夠更可靠地得到透光性、耐久性優(yōu)異的太陽(yáng)能電池用密封材料層。
[0026] 需要說明的是，上述"為主成分"是指下述情形：當(dāng)上述太陽(yáng)能電池用密封材料組 合物的基體樹脂為多種樹脂的混合物時(shí)，以重量比計(jì)包含50重量％以上。上述重量比更優(yōu) 選為70重量％以上，進(jìn)一步優(yōu)選為90重量％以上。
[0027] 另一方面，本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用密封材料層的特征在于，使用上述太陽(yáng)能電池 用密封材料組合物形成。通過使用上述組合物形成，可成為：熔點(diǎn)高于成型溫度的有機(jī)化合 物添加劑被均勻地分散在乙烯系共聚物中的太陽(yáng)能電池用密封材料層。
[0028] 此外，本發(fā)明的太陽(yáng)能電池模組的特征在于，包含使用上述太陽(yáng)能電池用密封材 料組合物形成的太陽(yáng)能電池用密封材料層。上述太陽(yáng)能電池模組由于具有上述太陽(yáng)能電池 用密封材料層，所以成為熔點(diǎn)高于成型溫度的有機(jī)化合物添加劑被均勻地分散在乙烯系共 聚物中的太陽(yáng)能電池模組。
[0029] 此外，本發(fā)明的太陽(yáng)能電池模組中，上述太陽(yáng)能電池單元優(yōu)選為晶體硅太陽(yáng)能電 池、硫化鎘/碲化鎘太陽(yáng)能電池、銅銦鎵硒化物太陽(yáng)能電池、非晶硅太陽(yáng)能電池或微晶硅太 陽(yáng)能電池。對(duì)于上述太陽(yáng)能電池模組而言，通過使用層合上述太陽(yáng)能電池單元的太陽(yáng)能電 池模組，能夠更有效地進(jìn)一步提高光電轉(zhuǎn)換效率。
【附圖說明】
[0030] 圖1表示使用了本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用密封材料層的太陽(yáng)能電池模組的例子。
[0031] 圖2表示使用了本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用密封材料層的太陽(yáng)能電池模組的例子。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 以下，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0033] 本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用密封材料組合物的制造方法為制造包含乙烯系共聚物（A) 和有機(jī)化合物添加劑（B)的太陽(yáng)能電池用密封材料組合物的制造方法，其特征在于，包括 下述摻合工序：
[0034] 摻合工序：在上述乙烯系共聚物㈧的維卡軟化點(diǎn)以上、且比上述乙烯系共聚物㈧的熔點(diǎn)低10°c的溫度以下的溫度范圍內(nèi)，混合上述乙烯系共聚物㈧和上述有機(jī)化合 物添加劑（B)。
[0035] (太陽(yáng)能電池用密封材料組合物）
[0036] 本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用密封材料組合物的特征在于，至少包含乙烯系共聚物（A) 和有機(jī)化合物添加劑（B)。對(duì)于上述太陽(yáng)能電