[发明专利]太阳能电池密封材料

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池模块(module)中的太阳能电池元件的密封材料及使用了该密封材料的太阳能电池模块。更具体涉及易构成太阳能电池模块、透明度、耐热性、柔软性、粘接性等优良的太阳能电池密封材料。

背景技术

谋求利用无限的自然能量减少二氧化碳的释放或改善其它环境问题的水力发电、风力发电及太阳能发电等正逐渐受到注目。所述太阳能发电可显著提高太阳能电池模块的发电效率等性能，且成本低廉，国家或自治体都在促进住宅用太阳能发电系统的使用，因此近年来其普及非常快。但是，要更大范围的普及就必须进一步低成本化，因此，进一步提高发电效率的研究正夜以继日地进行着。

太阳能电池模块一般用上部透明保护材料和下部基板保护材料来保护硅、镓-砷、铜-铟-硒等的太阳能电池元件，再用密封材料固定太阳能电池元件和保护材料，将其组装起来。因此，作为太阳能电池密封材料，在要求其与保护材料及太阳能电池元件的粘接性良好的同时，为了提高发电效率，还要求其透明度良好。此外，为了即使在太阳能电池模块使用时温度上升的情况下也能够避免出现密封材料流动或变形这样的故障，要求该材料具备耐热性。此外，近年来随着太阳能电池元件的薄型化，还进一步要求柔软性良好的密封材料。

另外，硅电池的价格最高，由于其半导体特性基本不会下降，所以在将来模块使用完毕后或构件发生故障进行替换时，人们往往只从模块中取出硅电池再加以利用。但是，目前的密封材料发生了交联，即使熔融加热也无法除去密封材料。此外，由于添加了硅烷偶联剂，所以存在与硅电池及金属部分的粘接性高、难剥离的问题。因此，要求密封材料具备促进硅电池的再利用的性能。

目前，从柔软性、透明度等角度考虑，作为太阳能电池模块中的太阳能电池元件的密封材料，使用乙酸乙烯酯含量高的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。但是，由于耐热性和粘接性不够，必须同时使用有机过氧化物或硅烷偶联剂。因此，必须采用预先制作掺入了这些添加剂的乙烯·乙酸乙烯酯共聚物的片材，再使用所得片材密封太阳能电池元件这2道工序。在所述片材的制作阶段，必须要实施不使有机过氧化物分解的低温下的成形，因此无法提高挤出成形速度，此外，在太阳能电池元件的密封阶段，必须经历2道费时的粘接工序，这2道工序是指层积过程中用数分钟甚至十几分钟来完成假粘接的工序，以及在炉内以分解有机过氧化物的高温用数十分钟甚至1小时来完成真粘接的工序。因此，太阳能电池模块的制造花费了人力物力和时间，这也是导致其制造成本上升的原因之一。另外，如上所述，该密封材料无法满足太阳能电池元件的再利用的要求。

专利文献1：日本专利特公昭2-40709号公报

发明的揭示

本发明人对无需使用上述有机过氧化物就可显著地改善太阳能电池模块的生产效率，且具备作为太阳能电池用密封材料的良好特性的替代材料进行了研究。此外，为了在即使使用有机过氧化物的情况下也可获得与太阳能电池元件的薄型化充分对应的高性能的太阳能电池用密封材料而进行了研究。其结果是，发现后述的层叠材料的透明度、柔软性、耐热性及粘接性良好，可作为替代材料使用，从而完成了本发明。

即，本发明涉及太阳能电池密封材料(太阳能电池元件密封材料)，该材料由粘接·耐热层(A)和缓冲层(B)层叠而成，粘接·耐热层(A)和缓冲层(B)的弯曲弹性模量的差值至少在30MPa以上。

本发明所提供的上述太阳能电池密封材料中，粘接·耐热层(A)由熔点(按照JIS K7121-1987，DSC法)在75℃以上、150℃的贮藏弹性模量在10³Pa以上的烯烃聚合物(a)构成。较好形态的太阳能电池密封材料是，烯烃聚合物(a)中掺入了硅烷偶联剂。

较好的是太阳能电池密封材料中，前述烯烃聚合物(a)为乙烯·极性单体共聚物(b)。更好的是太阳能电池密封材料中，该乙烯·极性单体共聚物(b)是不饱和羧酸单元含量在4重量％以上的乙烯·不饱和羧酸共聚物、其离子键聚合物。

从透明度的角度考虑，较好的是太阳能电池密封材料中，前述烯烃聚合物(a)是具有上述熔点及贮藏弹性模量的结晶性或低结晶性α-烯烃聚合物(c)。

较好的是太阳能电池密封材料中，前述结晶性或低结晶性α-烯烃聚合物(c)是碳数2～10的α-烯烃的聚合物或共聚物，X射线下的结晶度在5％以上。更好的是太阳能电池密封材料中，结晶性或低结晶性α-烯烃聚合物(c)是丙烯和其它的α-烯烃的无规共聚物。