集光型太陽能電池用硅橡膠組合物以及集光型太陽能電池用菲涅耳透鏡和棱鏡的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及能夠經過長時間維持優(yōu)異的紫外線屏蔽性、適用于集光型太陽能電池 中使用的菲涅耳透鏡和棱鏡用的硅橡膠組合物，以及由該硅橡膠組合物得到的集光型太陽 能電池用菲涅耳透鏡和棱鏡。
[0002] 特別地，本發(fā)明涉及由一次光學系統(tǒng)太陽光所集光的高能量太陽光照射太陽能電 池單元形式的集光型太陽光發(fā)電單元，特別涉及提高該集光型太陽光發(fā)電單元的耐久性和 發(fā)電穩(wěn)定化的技術等。
【背景技術】
[0003] 集光型太陽光發(fā)電單元由于使太陽光集光并照射太陽能電池單元，能夠減少成本 構成比中占大部分的太陽能電池單元，因此受到關注。該集光型太陽光發(fā)電單元中被指出， 就在一次光學系統(tǒng)中集光的集光光而言，存在其中心部分的強度變強、周圍部分的強度變 低等不均勻的情況，如果使一次光學系統(tǒng)中所集光的集光光直接照射太陽能電池單元，則 發(fā)電效率降低。因此，提出了包括柱狀光學部件的二次光學系統(tǒng)，通常其通過進行并同時重 復側面的反射來將在一次光學系統(tǒng)中集光的光混合。
[0004] 作為一次光學系統(tǒng)的菲涅耳透鏡、棱鏡等的太陽光集光部使用透明的指示基板和 樹脂制的菲涅耳透鏡、棱鏡的層疊物。作為透明基材，通?？膳e出光學玻璃、塑料。從抗劃 傷性方面考慮，優(yōu)選光學玻璃。通過使用光學玻璃，可得到與現有的透鏡完全同等的、不需 要擔心擦傷等的表面。另外，作為塑料的材質，可舉出光學透鏡中所用的聚甲基丙烯酸甲酯 (聚甲基丙烯酸甲基酯，PMMA)等丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯、高密度聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯 乙烯、聚丙烯腈-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯酸系共聚物等。作為菲涅耳透鏡、棱鏡等的 材料，通?？墒褂帽┧嵯禈渲?、聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、聚碳酸酯樹脂。但是，對于要求在 太陽光下超過20年的長期耐久性的集光型太陽能電池面板，期望紫外線耐性比這些通用 樹脂更高且具有柔軟性的硅橡膠。
[0005] 具備二次光學系統(tǒng)的集光型太陽光發(fā)電單元具備：用于對太陽光進行集光的一次 光學系統(tǒng)、太陽能電池單元、含鈉玻璃制的柱狀光學部件以及覆蓋該柱狀光學部件和與其 下端面對置的前述太陽能電池單元的封裝樹脂或粘合劑，該柱狀光學部件以下端面與該太 陽能電池單元對置的方式直立地設置在該太陽能電池單元的正上方位置，且用于將上述一 次光學系統(tǒng)所集光的太陽光導入該太陽能電池單元。
[0006] 作為覆蓋太陽能電池單元的封裝樹脂、粘合劑，會有太陽能電池單元因水分而易 于劣化的情況，使用能夠防止水分浸入、水蒸汽滲透率低的環(huán)氧樹脂、丙烯酸系樹脂。但是， 這些樹脂在350nm以下的紫外線下會發(fā)生劣化、變色，因此會導致作為太陽能電池的能力 降低。
[0007] 予以說明，作為與本發(fā)明相關的現有文獻，可列舉出下述文獻。
[0008] 現有技術文獻
[0009] 專利文獻
[0010] 專利文獻1 :日本特開平8 - 97457號公報
[0011] 專利文獻2 :日本特開2007 - 201109號公報
[0012] 專利文獻3 :日本特開2007 - 212771號公報
[0013] 專利文獻4 :日本特開2007 - 271857號公報
[0014] 專利文獻5 :日本特開2011 - 243927號公報
[0015] 專利文獻6 :日本特開2012 - 149234號公報
[0016] 專利文獻7 :國際公開第2012/160994號

【發(fā)明內容】

[0017] 發(fā)明所要解決的技術問題
[0018] 本發(fā)明的目的在于提供一種用于改善覆蓋集光型太陽能電池單元的柱狀光學 部件以及與其下端面對置的太陽能電池單元的封裝樹脂、粘合劑的耐久性，在保護免受 380nm以下波長的紫外線且作為賦予了紫外線吸收能的一次光學系統(tǒng)的菲涅耳透鏡、棱鏡 等的太陽光集光部中使用的硅橡膠組合物，以及集光型太陽能電池用菲涅耳透鏡和棱鏡。
[0019] 用于解決課題的手段
[0020] 硅橡膠在寬的波長范圍中的透光性優(yōu)異，廣泛應用于LED用的封裝材料、各種光 學透鏡。然而，該優(yōu)異的特性有缺陷，將硅橡膠用于集光型太陽能電池的菲涅耳透鏡、棱鏡 的情況下，向集光型太陽能電池單元的二次光學系中具備的玻璃制的柱狀光學部件直接入 射包含380nm以下的短波長范圍的紫外光，進而覆蓋其下側的太陽能電池單元的封裝樹脂 或粘合劑也會曝光于380nm以下的短波長范圍的紫外光。封裝樹脂或粘合劑中所使用的環(huán) 氧樹脂、丙烯酸系樹脂等有機樹脂若曝光于380nm以下的短波長范圍的紫外光，則在短時 間內會變色。
[0021] 根據該觀點，本發(fā)明人等進行了深入研究，結果發(fā)現，對于吸收380nm以下的短波 長范圍的光、防止380nm以下的紫外線向二次光學系統(tǒng)侵入從而改善覆蓋太陽能電池單元 的封裝樹脂或粘合劑的耐久性的目的，在硅橡膠中配合具有規(guī)定的紫外線吸收性能的化合 物是有效的。
[0022] 即，一般的紫外線吸收劑具有適于烴類有機樹脂的結構，適于硅橡膠的紫外線吸 收劑是未知的，特別是在硅橡膠組合物中的溶解性存在問題。對于此，本發(fā)明人確認了作為 適合380nm以下的UV吸收性能的化合物，苯并三唑類的紫外線吸收劑是合適的。進而發(fā) 現，作為在硅橡膠中的溶解性優(yōu)異、保存穩(wěn)定性優(yōu)異的紫外線吸收劑，優(yōu)選常溫下為液體的 苯并三唑類的紫外線吸收劑，同時確認到，具有苯并三唑基且常溫下為液體的有機硅化合 物的相容性以及固化后的耐久性也優(yōu)異。
[0023] 因此，本發(fā)明提供下述的發(fā)明。
[0024] 〔1〕
[0025] 1.集光型太陽能電池的菲涅耳透鏡或棱鏡形成用硅橡膠組合物，其特征在于，含 有：
[0026] (A) 1分子中平均具有0. 1個以上與硅原子鍵合的烯基的二有機聚硅氧烷：100質 量份，
[0027] ⑶由下述平均組成式⑵表示、組成中具有SiO2單元和R3Si0 1/2單元、每100g的 (B)成分中0. 01~Imol為烯基且23°C下的粘度為IOmPa · s以上的液態(tài)或固態(tài)的有機聚 硅氧烷：5~50質量份，
[0028] RpSiO(4 p)/2 ⑵
[0029] (式中，R為相同或不同種類的未取代或取代的1價烴基、烷氧基或羥基，p為滿足 I < P < 2的正數。）
[0030] (C) 1分子中具有2個以上與娃原子鍵合的氫原子的有機氫聚硅氧烷：其量使得相 對于Imol的（A)成分和（B)成分中的與硅原子鍵合的烯基，與硅原子鍵合的氫原子成為 0· 1 ~4. Omol，
[0031] (D)氫化硅烷化催化劑：相對于（A)、（B)、（C)成分的合計質量，以鉑系金屬計，為 0· 1 ~lOOOppm，
[0032] (E) 25°C下為液體的苯并三唑類紫外線吸收劑：0· 01~10質量份。
[0033] 〔 2〕
[0034] 如〔1〕所述的硅橡膠組合物，其特征在于，提供波長420nm下的透光率為90%以 上、波長380nm下的透光率低于10 %的固化物。
[0035] 〔 3〕
[0036] 如〔1〕所述的硅橡膠組合物，㈧成分的有機聚硅氧烷由下述平均組成式⑴表 示：
[0037] R1aSiOw a)/2 (1)，
[0038] (式中，R1為相互相同或不同種類的碳數1~10的未取代或取代的1價烴基，a為 1.95~2. 05范圍的正數）。
[0039] 〔4〕
[0040] 如〔1〕所述的硅橡膠組合物，其特征在于，作為（E)成分的苯并三唑類紫外線吸收 劑為2-(2H-苯并三唑-2-基）-6-十二烷基-4-甲基苯酚。
[0041] 〔5〕
[0042] 如〔1〕所述的硅橡膠組合物，其特征在于，作為（E)成分的苯并三唑類紫外線吸收 劑為具有至少1個苯并三唑基的有機硅化合物。
[0043] 〔 6〕
[0044] 如〔4〕所述的硅橡膠組合物，具有至少1個苯并三唑基的有機硅化合物由下述式 ⑴表示：
[0045]【化學式1】
[0046]
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