[发明专利]太阳能电池用封装材料和夹层玻璃用中间膜

说明书

技术领域

本发明涉及在制作太阳能电池时适宜用于接合太阳能电池元件与保护材料的太阳能电池用封装材料以及使用其的太阳能电池组件。还涉及与玻璃的粘接性及承载特性优异的夹层玻璃用中间膜以及使用其的夹层玻璃。

背景技术

近年来，从资源的有效利用、环境污染的防止等方面出发，广泛使用将太阳光直接转换成电能的太阳能电池，并正在进行进一步的开发。

晶体类硅太阳能电池一般如图1所示，制成如下结构：在由玻璃基板等形成的表面侧透明保护构件11与背面侧保护构件（back cover，背衬）12之间，介由乙烯醋酸乙烯酯聚合物（EVA）薄膜等表面封装材料13A和背面封装材料13B对多个硅发电元件等太阳能电池单元14进行封装；其用框15加固来进行组装。

薄膜类硅、镉-碲太阳能电池一般如图2所示，制成如下结构：在制作在由玻璃基板等构成的表面侧透明保护构件11上的太阳能电池单元16与背面侧保护构件（背衬）12之间，介由可塑化聚乙烯醇缩丁醛以及乙烯醋酸乙烯酯聚合物（EVA）薄膜等封装材料13进行封装；其用框15加固来进行组装。

CIGS、CIS太阳能电池一般如图3所示，制成如下结构：在制作在由玻璃基板等构成的背面侧保护构件12上的太阳能电池单元16与由玻璃等构成的表面侧透明保护构件11之间，介由可塑化聚乙烯醇缩丁醛以及乙烯醋酸乙烯酯聚合物（EVA）薄膜等封装材料13进行封装；其用框15加固来进行组装。

现有的太阳能电池一般如上所述用框加固来进行组装，但期望太阳能电池进一步提高耐久性并降低成本。框的价格一般为封装材料的2~4倍左右，无框下的组装对于降低太阳能电池的成本是非常有用的。

因此，提出了无框太阳能电池的方案（例如《THE SOLAR STANDARD》第1期）。然而，为了在承载试验中合格，在背面大多需要加强结构，背面不需要加强结构时会使用昂贵的热增强玻璃，期望进一步降低成本。此时，虽广泛使用可塑化聚乙烯醇缩丁醛作为封装材料，但其在高温（50℃）附近会出现物性降低，从耐久性的角度来看也期望进行改善。由于太阳能电池在发电时会放热，因此即使使用环境为20℃，实际上也有升温至50℃以上的可能性，因而在高温下的承载特性非常重要。

此外，为了在太阳能电池组件的安全认证（IEC61730-2）的MST32冲击破坏试验中合格，耐冲击性也非常重要。

这种情况下，已知有使用具有高的体积电阻率的聚乙烯醇缩丁醛树脂作为太阳能电池用封装材料的方案（例如国际公开第2009/151952号）。然而，在实施例中，增塑剂用量较多而在50℃附近的物性不充分，此外在层压温度下的流动性不充分、容易产生气泡、密合不良等外观不良。

另一方面，聚乙烯醇缩丁醛树脂一直以来被成形为片状而广泛用作建筑物的窗户玻璃等的夹层玻璃用中间膜。然而，在玻璃上贴合之后，有时会由于热导致玻璃板偏移，会产生气泡，此外，存在玻璃容易碎裂等承载特性不充分的问题。这种情况下，作为承载特性优异的耐危险窗户设备用玻璃层叠体，提出了由离聚物树脂形成的片（例如日本特表2002-514533号公报）。然而，离聚物树脂的片的耐热性低，在50℃附近的物性不充分。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2009/151952号

专利文献2：日本特表2002-514533号公报

非专利文献

非专利文献1：《THE SOLAR STANDARD》第1期，[Online]，2008年5月，APPLIED MATERIALS，[2010年6月检索]，网址<URL:http://www.appliedmaterials.com/products/assets/newslette rs/solar_newsletter_may2008_japan.pdf>

发明内容

发明要解决的问题

对太阳能电池期望进一步提高耐久性并降低成本，虽然对无框组件进行了研究，但在背面需要加强结构，或者使用昂贵的热增强玻璃。因此，本发明的目的在于提供太阳能电池用封装材料，其可以改善承载特性，可以实现基于无框的组装、廉价的玻璃的使用、太阳能电池的轻量化。进而，其目的在于提供廉价且耐久性优异的太阳能电池组件。

本发明的目的还在于提供对玻璃的粘接性优异且能够提高夹层玻璃的承载特性的夹层玻璃用中间膜。此外，其目标在于使得廉价的玻璃的使用也成为可能，从而以更低成本提供夹层玻璃。