專利名稱：太陽能電池密封材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能電池模塊(module)中的太陽能電池元件的密封材料及使用了 該密封材料的太陽能電池模塊。更具體涉及易構(gòu)成太陽能電池模塊、透明度、耐熱性和柔軟 性等優(yōu)良的太陽能電池密封材料。
背景技術(shù)：
謀求利用無限的自然能量、減少二氧化碳的釋放或改善其它環(huán)境問題的水力發(fā) 電、風(fēng)力發(fā)電及太陽能發(fā)電等正逐漸受到注目。所述太陽能發(fā)電可顯著提高太陽能電池模 塊的發(fā)電效率等性能，且成本低廉，國家或自治體都在促進(jìn)住宅用太陽能發(fā)電系統(tǒng)的使用， 因此近年來其普及非?？臁５?，要更大范圍的普及就必須進(jìn)一步低成本化，因此，進(jìn)一步 提高發(fā)電效率的研究正夜以繼日地進(jìn)行著。太陽能電池模塊一般用上部透明保護(hù)材料和下部基板保護(hù)材料來保護(hù)硅、 鎵-砷、銅-銦-硒等的太陽能電池元件，再用密封材料固定太陽能電池元件和保護(hù)材料， 將其組裝起來。因此，為了提高發(fā)電效率，要求太陽能電池密封材料的透明度良好。此外， 為了即使在太陽能電池模塊使用時(shí)溫度上升的情況下也能夠避免出現(xiàn)密封材料流動(dòng)或變 形這樣的故障，要求該材料具備耐熱性。此外，近年來隨著太陽能電池元件的薄型化，還進(jìn) 一步要求柔軟性良好的密封材料。目前，從柔軟性、透明度等角度考慮，作為太陽能電池模塊中的太陽能電池元件的 密封材料，使用乙酸乙烯含量高的乙烯·乙酸乙烯共聚物。但是，由于耐熱性不夠，必須同 時(shí)使用有機(jī)過氧化物。因此，必須采用預(yù)先制作摻入了有機(jī)過氧化物的乙烯·乙酸乙烯共 聚物的片材，再使用所得片材密封太陽能電池元件這2道工序。在所述片材的制作階段，必 須要實(shí)施不使有機(jī)過氧化物分解的低溫下的成形，因此無法提高擠出成形速度，此外，在太 陽能電池元件的密封階段，必須經(jīng)歷2道費(fèi)時(shí)的粘接工序，這2道工序是指層積過程中用數(shù) 分鐘甚至十幾分鐘來完成假粘接的工序，以及在爐內(nèi)以分解有機(jī)過氧化物的高溫用數(shù)十分 鐘甚至1小時(shí)來完成真粘接的工序。因此，太陽能電池模塊的制造花費(fèi)了人力物力和時(shí)間， 這也是導(dǎo)致其制造成本上升的原因之一。專利文獻(xiàn)1 日本專利特公昭2-40709號公報(bào)發(fā)明的揭示本發(fā)明提供透明度、耐熱性、柔軟性等優(yōu)良的太陽能電池用密封材料。由于本發(fā)明無需使用有機(jī)過氧化物，所以能夠提供可顯著提高太陽能電池模塊制 造過程中的生產(chǎn)性，可使太陽能電池模塊的制造成本大幅下降的太陽能電池用密封材料。通過使用本發(fā)明的非晶質(zhì)或低結(jié)晶性的α-烯烴系共聚物或其組合物(I)，可提供即使在太陽能電池模塊使用時(shí)溫度上升的情況下也能夠避免出現(xiàn)密封材料流動(dòng)或變形 這樣的故障，太陽能電池的外觀不會(huì)受損的太陽能電池用密封材料。具體來講，本發(fā)明可提 供熔點(diǎn)在85°C以上、150°C的貯藏彈性模量在103Pa以上、肖氏D硬度在60以下、0. 5mm厚 度下的濁度值為10%的太陽能電池用密封材料。本發(fā)明所提供的非晶質(zhì)或低結(jié)晶性的α-烯烴系共聚物或其組合物(I)為以乙 烯為主成分的共聚物，摻入了交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)，這種情況下，由于可形成柔軟性良好的太陽 能電池用密封材料層，所以提供能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能電池元件的薄型化的太陽能電池用密封材 料。本發(fā)明提供使用了本發(fā)明的太陽能電池用密封材料的太陽能電池模塊。本發(fā)明提供由非晶質(zhì)或低結(jié)晶性的α -烯烴系共聚物或其組合物(I)形成的太陽 能電池密封材料。本發(fā)明提供的權(quán)利要求1記載的太陽能電池密封材料中，前述共聚物或其組合物 ⑴是含有滿足下述要素(a) (c)的非晶質(zhì)α-烯烴聚合物(A) 50 100重量份和結(jié)晶 性α -烯烴聚合物(B) 50 0重量份(兩者合計(jì)100重量份)的樹脂組合物(C)，(a)基于碳數(shù)3 20的α -烯烴的聚合單元在20摩爾％以上，(b)利用差示掃描熱量計(jì)實(shí)質(zhì)上未測到熔解峰，(c)Mw/Mn 在 5 以下。本發(fā)明提供的權(quán)利要求1記載的太陽能電池密封材料中，前述共聚物或其組合物 (I)為X射線下的結(jié)晶度在40%以下的非晶質(zhì)或低結(jié)晶性α-烯烴系共聚物(D)。作為本發(fā)明的太陽能電池密封材料的優(yōu)選形態(tài)，在前述共聚物或其組合物(I)中 摻入了選自交聯(lián)劑、交聯(lián)助劑、硅烷偶聯(lián)劑、防氧化劑、紫外線吸收劑及光穩(wěn)定劑的至少1 種添加劑。作為本發(fā)明的太陽能電池密封材料的優(yōu)選形態(tài)，前述共聚物或其組合物(I)的 150°C的貯藏彈性模量在IO3Pa以上。此外，本發(fā)明提供使用前述本發(fā)明的太陽能電池密封材料而得的太陽能電池模 塊。本發(fā)明還提供由前述本發(fā)明的太陽能電池密封材料層交聯(lián)而得的太陽能電池模 塊。本發(fā)明能夠提供透明度、耐熱性和柔軟性等優(yōu)良的太陽能電池用密封材料。由于本發(fā)明無需使用有機(jī)過氧化物，所以能夠提供可顯著提高太陽能電池模塊制 造過程中的生產(chǎn)性，可使太陽能電池模塊的制造成本大幅下降的太陽能電池用密封材料。通過使用本發(fā)明的非晶質(zhì)或低結(jié)晶性的α-烯烴系共聚物或其組合物(I)，可提 供即使在太陽能電池模塊使用時(shí)溫度上升的情況下也能夠避免出現(xiàn)密封材料流動(dòng)或變形 這樣的故障，太陽能電池的外觀不會(huì)受損的太陽能電池用密封材料。本發(fā)明還提供使用了本發(fā)明的太陽能電池用密封材料的具有優(yōu)良的性能的太陽 能電池模塊。實(shí)施發(fā)明的最佳方式對本發(fā)明所提供的由非晶質(zhì)或低結(jié)晶性的α -烯烴系共聚物或其組合物(I)形成 的太陽能電池密封材料進(jìn)行說明。
例舉本發(fā)明的非晶質(zhì)或低結(jié)晶性的α-烯烴系共聚物或其組合物(I)的優(yōu)選具 體例，作為第1具體例，可例舉含有滿足下述要素(a) (c)的非晶質(zhì)α-烯烴聚合物 (A) 50 100重量份和結(jié)晶性α -烯烴聚合物(B) 50 0重量份(兩者合計(jì)100重量份) 的樹脂組合物(C)，(a)基于碳數(shù)3 20的α -烯烴的聚合單元在20摩爾％以上，(b)實(shí)質(zhì)上未測到基于差示掃描熱量計(jì)的熔解峰，(c)Mw/Mn 在 5 以下。本發(fā)明所用的非晶質(zhì)α -烯烴聚合物(A)是將全部單體單元含量記為100摩爾％ 時(shí)，基于碳數(shù)3 20的α -烯烴的單體單元的含量在20摩爾％以上、優(yōu)選30摩爾％以上 的聚合物。上述單體含量如果過少，則透明度和耐泄漏性差。尤其是考慮到耐熱性和透明 度，最好使用丙烯單元含量在30摩爾％以上、優(yōu)選50摩爾％以上、特好80摩爾％以上的 聚合物。作為上述碳數(shù)3 20的α-烯烴的具體例，可例舉丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己 烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十一碳烯、1-十二碳烯、1-十三碳烯、1-十四碳 烯、1-十五碳烯、1-十六碳烯、1-十七碳烯、1-十八碳烯、1-十九碳烯、1- 二十碳烯等直鏈 狀α -烯烴，3-甲基-1- 丁烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、2-乙基-1-己烯、2，2， 4-三甲基-1-戊烯等支鏈狀α-烯烴等，所述α-烯烴也可2種以上組合使用。非晶質(zhì)α-烯烴聚合物㈧可含有基于碳原子數(shù)3 20的α-烯烴以外的單體的 單體單元，作為該單體，可例舉例如乙烯、多烯化合物、環(huán)烯烴、乙烯基芳香族化合物等。非 晶質(zhì)α-烯烴聚合物中的全部單體單元記為100摩爾％時(shí)，該單體單元的含量在70摩爾％ 以下，優(yōu)選50摩爾％以下，更好為20摩爾％以下。作為非晶質(zhì)α-烯烴聚合物(A)，優(yōu)選丙烯均聚物、丙烯·乙烯共聚物、丙烯以外 的α-烯烴和丙烯的共聚物、丙烯以外的α-烯烴和丙烯和乙烯的共聚物，更好為丙烯均 聚物、丙烯·乙烯共聚物、丙烯· 1-丁烯共聚物、丙烯· 1-己烯共聚物、丙烯·乙烯· ι-丁 烯共聚物、丙烯·乙烯· ι-己烯共聚物，進(jìn)一步更好的是丙烯· ι-丁烯共聚物、丙烯·乙 烯· 1- 丁烯共聚物，特好的是丙烯· 1- 丁烯共聚物、丙烯·乙烯· 1- 丁烯共聚物，最好的是 丙烯· 1- 丁烯共聚物。上述聚合物可單獨(dú)使用1種，也可2種以上組合使用。非晶質(zhì)α -烯烴聚合物(A)是利用差示掃描熱量計(jì)(DSC)實(shí)質(zhì)上未測到熔解峰的 聚合物。測到熔解峰的聚合物的透明度不佳。作為非晶質(zhì)α -烯烴聚合物(A)，使用通過凝膠滲透色譜法(GPC)、以標(biāo)準(zhǔn)聚苯乙 烯為分子量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測定的重均分子量(Mw)和數(shù)均分子量(Mn)的比值、即分子量分布 (Mw/Mn)在5以下的聚合物，優(yōu)選使用分子量分布為1 4的聚合物。如果使用分子量分布 過大的聚合物，則耐泄漏性和透明度等劣化。上述性狀的非晶質(zhì)α -烯烴聚合物㈧可通過使用了茂金屬系催化劑的淤漿聚合 法、溶液聚合法、本體聚合法、氣相聚合物等制得。作為該催化劑，可例示例如日本專利特開 昭58-19309號公報(bào)、特開昭60-35005號公報(bào)、特開昭60-35006號公報(bào)、特開昭60-35007號 公報(bào)、特開昭60-35008號公報(bào)、特開昭61-130314號公報(bào)、特開平3-163088號公報(bào)、特開平 4-268307號公報(bào)、特開平9-12790號公報(bào)、特開平9-87313號公報(bào)、特開平10-508055號公 報(bào)、特開平11-80233號公報(bào)、特表平10-508055號公報(bào)等記載的茂金屬系催化劑。此外，作 為使用了茂金屬系催化劑的制造方法的特好的例子，可例示歐洲專利申請公開第1211287號說明書的方法。本發(fā)明中，可與非晶質(zhì)α -烯烴聚合物㈧一起使用的結(jié)晶性α -烯烴聚合物⑶ 為碳數(shù)2 10的α-烯烴聚合物或共聚物，其X射線下的結(jié)晶度在30%以上。考慮到與 非晶質(zhì)α-烯烴聚合物(A)的相溶性、透明度和耐熱性等，優(yōu)選使用丙烯均聚物或丙烯和小 比例的其它α-烯烴的無規(guī)共聚物。作為該無規(guī)共聚物中的α-烯烴，例如可例舉乙烯、 1-丁烯、4-甲基-I-戊烯、I-己烯、I-辛烯等碳數(shù)2 10的α-烯烴。其中優(yōu)選乙烯及/ 或1-丁烯。無規(guī)共聚物中優(yōu)選上述α-烯烴單元含量在10重量％以下的共聚物。從耐熱 性的角度考慮，上述丙烯均聚物或丙烯的無規(guī)共聚物優(yōu)選通過差示掃描熱量計(jì)(DSC)測到 的熔解峰為120 170°C的聚合物，最好為150 170°C的聚合物。在鈦系或茂金屬系等過渡金屬化合物成分、有機(jī)鋁成分及根據(jù)需要使用的含有施 電體、載體等的立規(guī)性烯烴聚合催化劑的存在下，使丙烯聚合或使丙烯和α-烯烴共聚可 獲得所述丙烯均聚物或丙烯和小比例的其它α-烯烴的無規(guī)共聚物。本發(fā)明的太陽能電池密封材料采用上述非晶質(zhì)α-烯烴聚合物(Α)50 100重量 份、優(yōu)選60 99重量份、更好為70 95重量份和結(jié)晶性α -烯烴聚合物(B) 50 0重量 份、優(yōu)選40 1重量份、更好為30 5重量份((A)和(B)合計(jì)為100重量份)形成的樹 脂組合物(C)。最好適當(dāng)選擇(A)及(B)的種類及其配比，使樹脂組合物(C)具有來自結(jié)晶 性α -烯烴聚合物(B)的120 170°C、優(yōu)選150 170°C的熔解峰(由差示掃描熱量計(jì)測 定)，150°C的貯藏彈性模量達(dá)到103Pa以上，JIS A硬度為40 100，優(yōu)選50 90，0. 5mm 片材厚度下的濁度值在10%以下、優(yōu)選5%以下。作為本發(fā)明的非晶質(zhì)或低結(jié)晶性α -烯烴系共聚物或其組合物(I)的較好的第2 具體例，可例舉X射線下的結(jié)晶度在40%以下的非晶質(zhì)或低結(jié)晶性α-烯烴系共聚物(D)。作為本發(fā)明的密封材料使用的非晶質(zhì)或低結(jié)晶性α -烯烴系共聚物⑶是以2種 以上的碳數(shù)2 10的α -烯烴為構(gòu)成成分，利用X射線衍射法測定的結(jié)晶度在40%以下 (0 40%)共聚物，該共聚物具有橡膠的性質(zhì)。從耐熱性的角度考慮，相比完全非晶質(zhì)的 共聚物，最好使用結(jié)晶度為1 40%左右的所謂的低結(jié)晶性共聚物。但是，以乙烯為主成分 的共聚物中摻入了有機(jī)過氧化物時(shí)，也可以是完全非晶質(zhì)(結(jié)晶度為0)的共聚物。該共聚物(D)的代表例是以乙烯或丙烯為主成分，使作為副產(chǎn)分的1種或2種以 上的碳數(shù)2 10的其它α -烯烴和根據(jù)需要使用的少量二烯單體與該主成分共聚而構(gòu)成 的共聚物。作為以乙烯為主成分的共聚物，可例舉含有乙烯聚合單元50 90摩爾％、優(yōu)選 70 85摩爾％，乙烯以外的α-烯烴聚合單元50 10摩爾％、優(yōu)選30 15摩爾％，根據(jù) 需要使用的二烯單體聚合單元2摩爾％以下、優(yōu)選1摩爾％以下的共聚物。作為該乙烯系 共聚物，可例舉乙烯·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。其中，尤其好的 是乙烯·丙烯共聚物、乙烯·丙烯· 二烯共聚物或乙烯· 1-丁烯共聚物。此外，以丙烯為主成分的共聚物可例示含有丙烯聚合單元70 95摩爾％、優(yōu)選 72 90摩爾％，丙烯以外的α -烯烴的聚合單元5 30摩爾％、優(yōu)選10 28摩爾％的共 聚物。作為該丙烯系共聚物，可例示丙烯·乙烯共聚物及丙烯· 1-丁烯共聚物。
從成形性、機(jī)械強(qiáng)度等方面考慮，上述非晶質(zhì)或低結(jié)晶性的α -烯烴系共聚物(D) 最好使用以ASTM D-1238為基準(zhǔn)，在230°C、2160g荷重下測定的熔流速率(MFR)為0. 1 50g/10分鐘，優(yōu)選0. 5 20g/10分鐘的共聚物。上述非晶質(zhì)或低結(jié)晶性α -烯烴系共聚物(D)是以乙烯為主成分的共聚物時(shí)，可 在由可溶性鈀化合物和有機(jī)鋁鹵化物構(gòu)成的鈀系催化劑或由配位了環(huán)戊二烯基等的鋯化 合物等茂金屬化合物和有機(jī)氧化鋁化合物構(gòu)成的茂金屬系催化劑的存在下，使乙烯及其它 α-烯烴類共聚而制得。此外，該共聚物(D)是以丙烯為主成分的共聚物時(shí)，可在由高活性 鈦催化劑成分或茂金屬系催化劑成分等過渡金屬化合物成分、有機(jī)鋁成分、根據(jù)需要使用 的含施電體和載體等的立規(guī)性烯烴聚合催化劑的存在下，使丙烯和其它的α -烯烴共聚而 制得。作為太陽能電池密封材料使用時(shí)，根據(jù)需要可摻入其它的聚合物或各種添加劑。 該添加劑具體可例示交聯(lián)劑、交聯(lián)助劑、粘合劑、硅烷偶聯(lián)劑、紫外線吸收劑、受阻酚系或磷 酸酯系防氧化劑、受阻胺系光穩(wěn)定劑、光擴(kuò)散劑、阻燃劑、顏料(例如，白色顏料)、防變色劑 等。本發(fā)明的非晶質(zhì)或低結(jié)晶性的α-烯烴系共聚物或其組合物(I)中通常無需摻入交聯(lián) 劑或交聯(lián)助劑，但在要求高度的耐熱性時(shí)，可以摻入交聯(lián)劑或交聯(lián)劑和交聯(lián)助劑，通過摻入 這些添加劑，可在密封材料與太陽能電池元件連接并裝入太陽能電池模塊的狀態(tài)下，將非 晶質(zhì)或低結(jié)晶性的α -烯烴系共聚物或其組合物(I)交聯(lián)，可在維持密封材料層的透明度 的同時(shí)，賦予防止高溫使用時(shí)的熔融流動(dòng)等的耐熱性。作為可使用的交聯(lián)劑，優(yōu)選使用分解溫度(半衰期為1小時(shí)的溫度)為70 180°c，尤其是90 160°C的有機(jī)過氧化物。作為該有機(jī)過氧化物，可例舉例如叔丁基過氧 化異丙基碳酸酯、叔丁基過氧化乙酸酯、叔丁基過氧化苯甲酸酯、過氧化二異丙苯、2，5_ 二 甲基-2，5-雙(叔丁基過氧化)己烷、二叔丁基過氧化物、2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基 過氧化)己炔-3、1，1-雙(叔丁基過氧化)-3，3，5_三甲基環(huán)己烷、1，1-雙(叔丁基過氧 化)環(huán)己烷、甲乙酮過氧化物、2，5- 二甲基己基-2，5- 二過氧化苯甲酸酯、叔丁基氫過氧化 物、對孟烷氫過氧化物、過氧化苯甲酰、對氯過氧化苯甲酰、叔丁基過氧化異丁酸酯、庚基氫 過氧化物、過氧化環(huán)己酮等。交聯(lián)劑的合適用量因交聯(lián)劑的種類而異，相對于非晶質(zhì)或低結(jié) 晶性的α-烯烴共聚物或其組合物(I) 100重量份，其用量較好為0.1 5重量份，特好為 0. 5 3重量份。此外，交聯(lián)助劑可促進(jìn)交聯(lián)反應(yīng)，對于提高以乙烯為主成分的非晶質(zhì)α-烯烴系 共聚物的交聯(lián)度有效，其具體例可例示多烯丙基化合物或多(甲基)丙烯酰氧基化合物這 樣的多不飽和化合物。更具體可例舉異氰脲酸三烯丙酯、氰脲酸三烯丙酯、鄰苯二甲酸二烯 丙酯、富馬酸二烯丙酯、馬來酸二烯丙酯等多烯丙基化合物，乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二 甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯等多(甲基)丙烯酰氧基化合物，二乙烯基苯 等。相對于非晶質(zhì)或低結(jié)晶性的α-烯烴共聚物或其組合物(I) 100重量份，比較有效的是 以0. 5 5重量份左右的比例摻入交聯(lián)助劑。硅烷偶聯(lián)劑對于提高密封材料與保護(hù)材料或太陽能電池元件等的粘接性有用，其 例子可例舉同時(shí)具有乙烯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基等不飽和基團(tuán)，氨基，環(huán)氧基等 及烷氧基這樣的可水解的基團(tuán)的化合物。硅烷偶聯(lián)劑具體可例舉N- ( β -氨基乙基)-γ -氨 基丙基三甲氧基硅烷、N- ( β -氨基乙基)-γ -氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、 -氨基丙基三乙氧基硅烷、Y-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅 烷等。相對于非晶質(zhì)或低結(jié)晶性的α-烯烴共聚物或其組合物(I) 100重量份，較好是以 0. 1 5重量份的比例摻入硅烷偶聯(lián)劑。作為可在本發(fā)明的太陽能電池密封材料中添加的紫外線吸收劑，可例舉二苯甲酮 系、苯并三唑系、三嗪系、水楊酸酯系等各種類型的紫外線吸收劑。作為二苯甲酮系紫外線 吸收劑，可例舉例如2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基-2’-羧基二苯甲酮、 2-羥基-4-辛氧基二苯甲酮、2-羥基-4-正十二烷氧基二苯甲酮、2-羥基-4-正十八烷氧 基二苯甲酮、2-羥基-4-苯甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基-5-磺基二苯甲酮、2-羥 基-5-氯二苯甲酮、2，4_ 二羥基二苯甲酮、2，2’ - 二羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2，2’ - 二羥 基-4，4’ - 二甲氧基二苯甲酮、2，2’，4，4’ -四羥基二苯甲酮等。苯并三唑系紫外線吸收劑為羥基苯基取代的苯并三唑化合物，可例舉例如 2-(2-羥基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羥基-5-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2-羥基-3， 5-二甲基苯基)苯并三唑、2-(2-甲基-4-羥基苯基)苯并三唑、2-(2-羥基-3-甲基-5-叔 丁基苯基)苯并三唑、2-(2-羥基-3，5-二叔戊基苯基)苯并三唑、2-(2-羥基-3，5-二叔丁 基苯基)苯并三唑等。此外，三嗪系紫外線吸收劑可例舉2- [4，6-雙O，4- 二甲基苯基)-1， 3，5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)苯酚、2- (4，6- 二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)_5_ (己氧基) 苯酚等。水楊酸酯系紫外線吸收劑可例舉水楊酸苯酯、水楊酸對辛基苯酯等。紫外線吸收劑 的摻入量相對于非晶質(zhì)或低結(jié)晶性的α-烯烴共聚物或其組合物(I) 100重量份優(yōu)選0 2重量份。采用本發(fā)明的太陽能電池密封材料，用上下的保護(hù)材料固定太陽能電池元件，可 制得太陽能電池模塊。該太陽能電池模塊可例示各種類型。例如，上部透明保護(hù)材料/密 封材料/太陽能電池元件/密封材料/下部保護(hù)材料這樣的密封材料從太陽能電池元件的 兩側(cè)夾住的結(jié)構(gòu)，使太陽能電池元件形成于下部基板保護(hù)材料的內(nèi)周面上、再使密封材料 和上部透明保護(hù)材料形成于該太陽能電池元件上的結(jié)構(gòu)，使太陽能電池元件形成于上部透 明保護(hù)材料的內(nèi)周面上、再通過濺射等在含氟樹脂系透明保護(hù)材料上形成非晶太陽能電池 元件、然后使密封材料和下部保護(hù)材料形成于該太陽能電池元件上的結(jié)構(gòu)等。作為太陽能電池元件，可采用單晶硅、多晶硅、非晶硅等硅系，鎵-砷、銅-銦-硒、 鎘-碲等III-V族或II-VI族化合物半導(dǎo)體系的各種太陽能電池元件。作為構(gòu)成太陽能電池模塊的上部保護(hù)材料，可例示玻璃、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯、 聚酯、含氟樹脂等。下部保護(hù)材料為金屬或各種熱塑性樹脂膜等的單體或多層片材，例如可 例示錫、鋁、不銹鋼等金屬，玻璃等無機(jī)材料，聚酯，蒸鍍了無機(jī)物的聚酯，含氟樹脂，聚烯烴 等的1層或多層保護(hù)材料。為了提高密封材料和上部及/或下部保護(hù)材料的粘接性，可實(shí) 施等離子體處理。本發(fā)明的太陽能電池密封材料通常以0. 1 IOOmm左右的厚度的片狀使用。通過 使用T模擠出機(jī)、軋光成形機(jī)等的公知的片材成形法可制得片狀太陽能電池密封材料。例 如，通過預(yù)先將根據(jù)需要添加的交聯(lián)劑、交聯(lián)助劑、硅烷偶聯(lián)劑、紫外線吸收劑、防氧化劑、 光穩(wěn)定劑等添加劑干混入非晶質(zhì)或低結(jié)晶性的α-烯烴系共聚物或其組合物(I)，從T模擠 出機(jī)的料斗供給混合的原料，再利用擠出成形可形成為片狀。當(dāng)然，在對上述原料進(jìn)行干混 時(shí)，可以母體混合物的形態(tài)使用部分或全部的添加劑。
前述本發(fā)明的非晶質(zhì)或低結(jié)晶性的α-烯烴系共聚物或其組合物(I)的較好的 第1具體例的情況下，可通過使用T模擠出機(jī)、軋光成形機(jī)等的公知的片材成形法制得由樹 脂組合物(C)形成的片狀太陽能電池密封材料。例如，通過預(yù)先將根據(jù)需要添加的結(jié)晶性 α -烯烴聚合物⑶、硅烷偶聯(lián)劑、紫外線吸收劑、防氧化劑、光穩(wěn)定劑等添加劑干混入非晶 質(zhì)的α-烯烴聚合物(A)，從T模擠出機(jī)的料斗供給混合的原料，再利用擠出成形可形成為 片狀。當(dāng)然，也可以預(yù)先熔融混合非晶質(zhì)的α-烯烴聚合物(A)和結(jié)晶性α-烯烴聚合物 (B)，通過逐次聚合制得兩者的組合物(C)。另外，在進(jìn)行干混時(shí)，可以母體混合物的形態(tài)使 用部分或全部的添加劑。前述本發(fā)明的非晶質(zhì)或低結(jié)晶性的α-烯烴系共聚物或其組合物(I)的較好的 第2具體例的情況下，例如，通過預(yù)先將根據(jù)需要添加的交聯(lián)劑、交聯(lián)助劑、硅烷偶聯(lián)劑、紫 外線吸收劑、防氧化劑、光穩(wěn)定劑等添加劑干混入非晶質(zhì)或低結(jié)晶性的α-烯烴系共聚物 (D)，從T模擠出機(jī)的料斗供給混合的原料，再利用擠出成形可形成為片狀。當(dāng)然，在進(jìn)行干 混時(shí)，可以母體混合物的形態(tài)使用部分或全部的添加劑。此外，T模擠出或軋光成形中，也可采用通過單軸擠出機(jī)、雙軸擠出機(jī)、班伯里混合 機(jī)、捏合機(jī)等預(yù)先在非晶質(zhì)或低結(jié)晶性的α -烯烴系共聚物或其組合物(I)中熔融混合部 分或全部的添加劑而獲得的樹脂組合物。在制造太陽能電池模塊時(shí)，通過預(yù)先制作本發(fā)明的密封材料的片材，在密封材料 熔融的溫度下進(jìn)行壓焊這樣與以往同樣的方法，可形成上述構(gòu)成的模塊。這種情況下，在密 封材料不含有機(jī)過氧化物這樣的交聯(lián)劑時(shí)，能夠在高溫下以良好的生產(chǎn)性實(shí)施密封材料的 片成形的同時(shí)，在模塊的形成中無需經(jīng)過2個(gè)階段的粘接工序，能夠以高溫在短時(shí)間內(nèi)完 成模塊的形成。此外，如果采用通過擠出涂敷將本發(fā)明的密封材料與太陽能電池元件及上 部保護(hù)材料或下部保護(hù)材料層疊的方法，則無需特別的片材成形就能夠一次性地制得太陽 能電池模塊。因此，如果使用本發(fā)明的密封材料，則能夠在很大程度上改良模塊的生產(chǎn)性。在密封材料中摻入過氧化物時(shí)，如果在交聯(lián)劑實(shí)質(zhì)上不分解、且本發(fā)明的密封材 料熔融的溫度下，臨時(shí)將該密封材料粘接于太陽能電池元件或保護(hù)材料，然后升溫進(jìn)行充 分粘接，則可實(shí)施非晶質(zhì)或低結(jié)晶性的α-烯烴系共聚物的交聯(lián)。此時(shí)，為了獲得密封材料 層的熔點(diǎn)(DSC法)在85°C以上、150°C的貯藏彈性模量在103Pa以上的耐熱性良好的太陽 能電池模塊可實(shí)施交聯(lián)，使密封材料層的凝膠分率(將Ig試樣浸漬于IOOml 二甲苯中，于 110°C加熱M小時(shí)后，用20號金屬網(wǎng)過濾，測定未熔融部分的質(zhì)量分率)達(dá)到50 98%， 較好是達(dá)到70 95%左右。因此，可選擇能夠滿足上述各條件的添加劑配方，例如可適當(dāng) 選擇交聯(lián)劑等的種類及配比量。
實(shí)施例以下，通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不僅限于這些實(shí)施例。本發(fā)明的各物性通過下述方法測定。(1)貯藏彈性模量(E’ )于150°C用15分鐘制作2mm的壓片，在下述條件下測定150°C的貯藏彈性模量 (E，)?！ぱb置UBM 公司制 DVE-V4
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·測定模式拉伸·樣品大小:30mmX 5mm 頻率10Hz·升溫速度3°C /分鐘 振中畐2μπι(2)濁度、總透光率在2塊3mm的藍(lán)色玻璃中夾著0. 5mm的片材，用真空貼合機(jī)于150°C進(jìn)行15分鐘 的貼合，按照J(rèn)IS K7105測定濁度和總透光率。(3)60°傾斜試驗(yàn)在3mm的藍(lán)色玻璃和鋁板中夾著0. 5mm的片材，用真空貼合機(jī)于150°C進(jìn)行15分 鐘的貼合，于100°c傾斜60°，片材熔融，在500小時(shí)后觀察片材是否從玻璃移動(dòng)。(4)凝膠分率于150°C用30分鐘制作Imm的壓片，切取精密稱量約lg。將其浸入IOOcc 二甲苯 中，于110°c處理M小時(shí)，過濾后干燥殘?jiān)?，精密稱量。用所得重量除以處理前的重量算出 凝膠分率。(實(shí)施例1)使用由85重量份非晶質(zhì)丙烯聚合物及15重量份結(jié)晶性聚丙烯形成的樹脂組合 物(商品名夕7力> > T3512，住友化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制，基于差示掃描熱量計(jì)的熔解峰 158°C, JIS A硬度56)，采用異型擠出機(jī)(螺徑40mm，L/D = 26，螺桿7 > ”力八卜CR = 2. 6)，以160°C的加工溫度制得厚0.5mm的片材。測定所得片材的各種物性。結(jié)果示于表 1。表 權(quán)利要求
1.太陽能電池密封材料，其特征在于，由X射線下的結(jié)晶度在40%以下的非晶質(zhì)或低 結(jié)晶性α-烯烴系共聚物(D)形成。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池密封材料，其特征在于，前述非晶質(zhì)或低結(jié)晶性 α -烯烴系共聚物(D)的肖氏D硬度在60以下。
3.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池密封材料，其特征在于，在前述α-烯烴系共聚物 ⑶中摻入了選自交聯(lián)劑、交聯(lián)助劑、硅烷偶聯(lián)劑、防氧化劑、紫外線吸收劑及光穩(wěn)定劑的至 少1種添加劑。
4.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池密封材料，其特征在于，前述α-烯烴系共聚物(D) 的150°C的貯藏彈性模量在IO3Pa以上。
5.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池密封材料，其特征在于，前述α-烯烴系共聚物(D) 的0. 5mm厚度的根據(jù)JIS K7105測得的濁度值在10%以下。
6.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池密封材料，其特征在于，所述密封材料為片狀。
7.太陽能電池模塊，其特征在于，使用權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的太陽能電池密封 材料制得。
8.如權(quán)利要求7所述的太陽能電池模塊，其特征在于，由太陽能電池密封材料層發(fā)生 交聯(lián)而得。
全文摘要
本發(fā)明提供太陽能電池模塊的形成容易，透明度、耐熱性和柔軟性等優(yōu)良的太陽能電池用密封材料及太陽能電池模塊。更具體提供由非晶質(zhì)或低結(jié)晶性的α-烯烴系共聚物或其組合物(I)形成的太陽能電池密封材料。前述共聚物或其組合物(I)的較好的形態(tài)1是含有滿足下述要素(a)～(c)的非晶質(zhì)α-烯烴聚合物(A)50～100重量份和結(jié)晶性α-烯烴聚合物(B)50～0重量份(合計(jì)100重量份)的樹脂組合物(C)；(a)碳數(shù)3～20的α-烯烴在20摩爾％以上，(b)實(shí)質(zhì)上未測到基于差示掃描熱量計(jì)的熔解峰，(c)Mw/Mn在5以下。較好的形態(tài)2是X射線下的結(jié)晶度在40％以下的非晶質(zhì)或低結(jié)晶性α-烯烴系共聚物(D)。此外，還提供由前述太陽能電池密封材料形成的太陽能電池模塊。
文檔編號C08L23/16GK102061024SQ20101011017
公開日2011年5月18日 申請日期2005年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月28日
發(fā)明者山下明, 西嶋孝一 申請人:三井化學(xué)華普洛有限公司, 三井-杜邦聚合化學(xué)有限公司