太陽能電池密封材料用樹脂組合物、太陽能電池密封材料用母料以及太陽能電池密封材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種在太陽能電池密封材料的制造中使用的太陽能電池密封材料用 樹脂組合物以及太陽能電池密封材料用母料。另外，本發(fā)明涉及一種太陽能電池密封材料 以及太陽能電池組件。
【背景技術(shù)】
[0002] 從生態(tài)學(xué)的觀點出發(fā)，太陽能發(fā)電系統(tǒng)（下面，也稱作太陽能電池）作為清潔能源 而被廣泛使用，并且以進(jìn)一步提高太陽能電池效率、延長使用壽命等為目標(biāo)的技術(shù)開發(fā)也 正在推進(jìn)。
[0003] 太陽能電池是由多個太陽能電池組件組合而成，但是，組裝在太陽能電池組件中 的發(fā)電元件是通過使用硅等半導(dǎo)體以將太陽光能直接轉(zhuǎn)換為電能從而進(jìn)行發(fā)電。但是，若 上述半導(dǎo)體直接與外部空氣接觸，則發(fā)電功能會降低，因此，使用太陽能電池密封材料（下 面，也稱作密封材料）包覆發(fā)電元件來進(jìn)行保護(hù)。作為上述密封材料，目前，從低成本、透 明性以及對發(fā)電元件的粘合性等觀點出發(fā)，使用交聯(lián)乙烯-醋酸乙烯樹脂（下面，也稱作 EVA)。但是，由于EVA不具有高絕緣性，因此，發(fā)電時產(chǎn)生的漏電電流、各種離子會移動至上 述半導(dǎo)體，從而引起對半導(dǎo)體造成不良影響的問題。
[0004] 另外，近年來各地都在設(shè)置巨型太陽能發(fā)電站等大規(guī)模的太陽光發(fā)電系統(tǒng)，但是， 為減少發(fā)電電流的傳導(dǎo)損失，將系統(tǒng)電壓提高至600~1000V左右再進(jìn)行輸送的高電壓化 技術(shù)正在推進(jìn)。由于上述高電壓化，導(dǎo)致太陽能電池組件內(nèi)的框架和半導(dǎo)體間的電位差變 大。另外，受光面一側(cè)的保護(hù)玻璃與密封材料相比，其體積電阻率較低，因此，在發(fā)電元件與 受光面一側(cè)的保護(hù)玻璃之間，其電位差也變大，從而構(gòu)建了易于向半導(dǎo)體元件方向傳導(dǎo)電 流的環(huán)境。除此之外，由于高電壓化，玻璃中含有的Na成分作為Na+而發(fā)生解離。而且，上 述Na+向玻璃內(nèi)、玻璃/密封材料以及密封材料/半導(dǎo)體元件的方向移動，隨著時間推移， Na+在發(fā)電元件表面累積，會產(chǎn)生妨礙半導(dǎo)體元件的電子移動的劣化現(xiàn)象。另外，Na+移動時 會在各個界面析出，從而產(chǎn)生密封材料等保護(hù)部件表面剝離的劣化現(xiàn)象。將上述由于太陽 能電池組件的高電壓化而導(dǎo)致的太陽能電池組件以及半導(dǎo)體元件發(fā)生劣化、使轉(zhuǎn)換效率降 低的現(xiàn)象稱作PID(潛在誘導(dǎo)降解：PotentialInducedDegradation)現(xiàn)象。
[0005] 雖然不將改善PID現(xiàn)象作為直接目的，但是增加密封材料的體積電阻率的研究正 在進(jìn)行。在專利文獻(xiàn)1中公開了配合有與硅原子直接結(jié)合的官能團(tuán)的碳原子數(shù)為4以下的 硅烷偶聯(lián)劑的密封材料。另外，在專利文獻(xiàn)2及3中公開了使用乙烯-a烯烴共聚物等聚 烯烴樹脂來替代EVA的密封材料。另外，在專利文獻(xiàn)4中公開了配合有煅燒高嶺石而成的 偏高嶺土的密封材料。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開平11-54766號公報；
[0009] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2006-210906號公報；
[0010] 專利文獻(xiàn)3:國際公開第2012/046456號；
[0011] 專利文獻(xiàn)4 :日本特開2013-64115號公報。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 發(fā)明要解決的課題
[0013] 但是，若使用聚烯烴樹脂，雖然體積電阻率高，但由于制造時所配合的添加劑的作 用，使抗PID性能變低，而且配合有偏高嶺土的密封材料存在透明性不足的問題。因此，期 待一種透明性優(yōu)越，并且抗PID性能良好，進(jìn)而密合性優(yōu)越的密封材料。
[0014] 本發(fā)明是鑒于上述背景而完成的，其目的在于，提供一種能夠成型透明性良好、即 使在長期使用的情況下也能抑制與受光面一側(cè)保護(hù)玻璃的密合性的降低、而且抗PID性能 良好的太陽能電池密封材料的太陽能電池密封材料用樹脂組合物及太陽能電池密封材料 用母料、以及太陽能電池密封材料。
[0015] 解決課題的方法
[0016] 本發(fā)明人等反復(fù)進(jìn)行了精心研究，其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在如下方案中能夠解決上述課題， 從而完成了本發(fā)明。
[0017] [1]-種太陽能電池密封材料用樹脂組合物，其中，
[0018] 其含有乙烯共聚物以及無機(jī)離子捕集劑，并且所述無機(jī)離子捕集劑含有從由五價 金屬氧化物、六價金屬氧化物、七價金屬氧化物、磷酸金屬鹽所組成的組中選出的一種以 上，
[0019] 并且，其相對于100重量份的所述乙烯共聚物含有0. 01~0. 5重量份的所述無機(jī) 尚子捕集劑。
[0020] [2]如[1]中記載的太陽能電池密封材料用樹脂組合物，其中，上述無機(jī)離子捕集 劑的平均粒徑是〇. 01~100ym。
[0021] [3]如[1]或[2]中記載的太陽能電池密封材料用樹脂組合物，其中，上述五價金 屬是鋪。
[0022] [4]如上述[1]~[3]中的任意1項中記載的太陽能電池密封材料用樹脂組合物， 其中，上述磷酸金屬鹽中使用的金屬是從鋯、鉍、鈦、錫以及鉭中選出的至少一種。
[0023] [5]-種太陽能電池密封材料用母料，其用于對相對于100重量份的乙烯共聚物 含有0. 01~0. 5重量份的無機(jī)離子捕集劑的太陽能電池密封材料進(jìn)行成型，其中，
[0024] 其含有乙烯共聚物以及無機(jī)離子捕集劑，并且所述無機(jī)離子捕集劑含有從由五價 金屬氧化物、六價金屬氧化物、七價金屬氧化物、磷酸金屬鹽所組成的組中選出的一種以 上，
[0025] 并且，其相對于100重量份的所述乙烯共聚物含有0. 01~20重量份的所述無機(jī) 尚子捕集劑。
[0026] [6]如[5]中記載的太陽能電池密封材料用母料，其中，其形成為顆粒（pellet) 狀。
[0027] [7] -種太陽能電池密封材料，其是由含有[1]~[4]中記載的太陽能電池密封材 料用樹脂組合物或[5]或[6]中記載的太陽能電池密封材料用母料的混合物成型而成。
[0028] [8]本發(fā)明的太陽能電池組件具有[7]中記載的太陽能電池密封材料。
[0029] 發(fā)明效果
[0030] 本發(fā)明的無機(jī)離子捕集劑與乙烯共聚物分散性良好，因此，本發(fā)明的太陽能電池 密封材料的透明性及密合性良好。另外，太陽能電池密封材料由于配合了無機(jī)離子捕集劑， 可捕捉陽離子，從而固定陽離子的效果較大，因此，可提高太陽能電池密封材料的絕緣性并 且得到良好的抗PID性能。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種太陽能電池密封材料用樹脂組合物及太陽能電池密封 材料用母料，其能夠成型透明性良好、即使在長期使用的情況下也能抑制與受光面一側(cè)保 護(hù)玻璃的密合性的降低、而且抗PID性能良好的太陽能電池密封材料。
【附圖說明】
[0032] 圖1是表示太陽能電池組件的一個實例的截面的示意圖。
[0033] 圖2是表示對剝離強(qiáng)度試驗的試樣進(jìn)行說明的截面的示意圖。
[0034] 圖3是表示抗PID性能試驗中使用的試樣的截面的示意圖。
[0035] 圖4是說明用來表示抗PID性能試驗的Isc值（短路電流的值）以及Pm值（最 大輸出）的I-V曲線圖的一個實例的圖。
【具體實施方式】
[0036] 下面，詳細(xì)說明本發(fā)明。此外，在本說明書中，"任意數(shù)A以上、任意數(shù)B以下"以及 "任意數(shù)A~任意數(shù)B"的記載是指數(shù)A以及大于數(shù)A的范圍且數(shù)B以及小于數(shù)B的范圍。
[0037] 本發(fā)明的太陽能電池密封材料用樹脂組合物，含有乙烯共聚物以及無機(jī)離子捕集 劑。太陽能電池密封材料用樹脂組合物（下面，也稱作樹脂組合物），優(yōu)選成型成片狀后作 為太陽能電池密封材料來使用。進(jìn)而，優(yōu)選使用一對太陽能電池密封材料對發(fā)電元件進(jìn)行 夾持、密封（包覆），由此，作為構(gòu)成太陽能電池組件的太陽能電池密封材料來使用。
[0038][乙烯共聚物]
[0039] 在本發(fā)明中，乙烯共聚物是聚合兩種以上的單體的混合物而成的共聚物。對于上 述乙烯共聚物而言，只要用于聚合的單體中的至少一種為乙烯單體即可，也可使二烯單體、 丙烯、a-烯烴等進(jìn)行共聚合。具體而言，可舉出乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA)、乙烯-丙 烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、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-醋酸乙烯系多元共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯系多元共聚物、乙 烯-丙烯酸乙酯系多元共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯系多元共聚物、乙烯-甲基丙烯酸 乙酯系多元共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-1- 丁烯共聚物、乙烯-4-甲基-1-戊烯共聚 物、乙烯-1-己烯共聚物、乙烯-1-辛烯共聚物、乙烯-丙烯-二環(huán)戊二烯共聚物、乙烯-丙 烯-5-亞乙基-2-降冰片烯共聚物、乙烯-丙烯-1，6-己二烯共聚物等。在這些之中，從透 明性、復(fù)合性（層疊性）方面出發(fā)，優(yōu)選EVA，更優(yōu)選使用了 15~40重量％的醋酸乙烯酯的 EVA，進(jìn)一步優(yōu)選使用了 25~35重量％的醋酸乙烯酯的EVA。
[0040] 對于上述乙烯共聚物而言，若從成型性、機(jī)械強(qiáng)度等方面考慮，優(yōu)選熔體流動速率 (依據(jù)JISK7210)為0. 1~60g/10分鐘，更優(yōu)選為0.5~45g/10分鐘。此外，熔體流動速 率也稱作MFR。
[0041] [無機(jī)離子捕集劑]
[0042] 在本發(fā)明中，配合有無機(jī)離子捕集劑的密封材料，通過增加體積電阻率而提高絕 緣性能。進(jìn)而，由于上述無機(jī)離子捕集劑能夠捕捉到使絕緣性能以及抗PID性能降低的導(dǎo) 電性物質(zhì)（離子以及自由基等），因此，能獲得良好的抗PID性能。對于上述導(dǎo)電性物質(zhì)，可 舉出乙烯共聚中的水解物離子（H+)、由玻璃電解產(chǎn)生的Na+離子、來源于穩(wěn)定劑中的金屬離 子（例如，Ca2+、Zn2+、Mg2+)等陽離子。無機(jī)離子捕集劑，例如，捕捉到上述金屬離子，則可通 過離子交換反應(yīng)即可生成