太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物、太陽(yáng)能電池密封材料用母料以及太陽(yáng)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(yáng)能電池密封材料的制造中使用的太陽(yáng)能電池密封材料用 樹脂組合物以及太陽(yáng)能電池密封材料用母料。另外，本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能電池密封材料 以及太陽(yáng)能電池組件。
【背景技術(shù)】
[0002] 從生態(tài)學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)，太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)（下面，也稱作太陽(yáng)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(yáng)能電池效率、延長(zhǎng)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(yáng)能電池是由多個(gè)太陽(yáng)能電池組件組合而成，但是，組裝在太陽(yáng)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(yáng)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(huì)降低，因此，使用太陽(yáng)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(duì)發(fā)電元件的粘合性等觀點(diǎn)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(shí)產(chǎn)生的漏電電流、各種離子會(huì)移動(dòng)至上 述半導(dǎo)體，從而引起對(duì)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(yáng)能發(fā)電站等大規(guī)模的太陽(yáng)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(yáng)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(dòng)，隨著時(shí)間推移， Na+在發(fā)電元件表面累積，會(huì)產(chǎn)生妨礙半導(dǎo)體元件的電子移動(dòng)的劣化現(xiàn)象。另外，Na+移動(dòng)時(shí) 會(huì)在各個(gè)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(yáng) 能電池組件的高電壓化而導(dǎo)致的太陽(yáng)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(hào)公報(bào)；
[0009] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2006-210906號(hào)公報(bào)；
[0010] 專利文獻(xiàn)3:國(guó)際公開第2012/046456號(hào)；
[0011] 專利文獻(xiàn)4 :日本特開2013-64115號(hào)公報(bào)。

【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(shí)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(zhǎng)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(yáng)能電池密封材料的太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物及太陽(yáng)能電池密封材料 用母料、以及太陽(yáng)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(yáng)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(jià) 金屬氧化物、六價(jià)金屬氧化物、七價(jià)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(duì)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(yáng)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(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物，其中，上述五價(jià)金 屬是鋪。
[0022] [4]如上述[1]~[3]中的任意1項(xiàng)中記載的太陽(yáng)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(yáng)能電池密封材料用母料，其用于對(duì)相對(duì)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(yáng)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(jià) 金屬氧化物、六價(jià)金屬氧化物、七價(jià)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(duì)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(yáng)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(yáng)能電池密封材料，其是由含有[1]~[4]中記載的太陽(yáng)能電池密封材 料用樹脂組合物或[5]或[6]中記載的太陽(yáng)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(yáng)能電池組件具有[7]中記載的太陽(yáng)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(yáng)能電池 密封材料的透明性及密合性良好。另外，太陽(yáng)能電池密封材料由于配合了無機(jī)離子捕集劑， 可捕捉陽(yáng)離子，從而固定陽(yáng)離子的效果較大，因此，可提高太陽(yáng)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(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物及太陽(yáng)能電池密封 材料用母料，其能夠成型透明性良好、即使在長(zhǎng)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(yáng)能電池密封材料。
【附圖說明】
[0032] 圖1是表示太陽(yáng)能電池組件的一個(gè)實(shí)例的截面的示意圖。
[0033] 圖2是表示對(duì)剝離強(qiáng)度試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)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(gè)實(shí)例的圖。
【具體實(shí)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(yáng)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(yáng)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(yáng)能電池密封材料來使用。進(jìn)而，優(yōu)選使用一對(duì)太陽(yáng)能電池密封材料對(duì)發(fā)電元件進(jìn)行 夾持、密封（包覆），由此，作為構(gòu)成太陽(yáng)能電池組件的太陽(yáng)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(duì)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(duì)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(dòng)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(dòng)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(duì)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(yáng)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