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(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及能夠經(jīng)過長時(shí)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(xué)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(shù)等。
【背景技術(shù)】
[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(gòu)成比中占大部分的太陽能電池單元，因此受到關(guān)注。該集光型太陽光發(fā)電單元中被指出， 就在一次光學(xué)系統(tǒng)中集光的集光光而言，存在其中心部分的強(qiáng)度變強(qiáng)、周圍部分的強(qiáng)度變 低等不均勻的情況，如果使一次光學(xué)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(xué)部件的二次光學(xué)系統(tǒng)，通常其通過進(jìn)行并同時(shí)重 復(fù)側(cè)面的反射來將在一次光學(xué)系統(tǒng)中集光的光混合。
[0004] 作為一次光學(xué)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(xué)玻璃、塑料。從抗劃 傷性方面考慮，優(yōu)選光學(xué)玻璃。通過使用光學(xué)玻璃，可得到與現(xiàn)有的透鏡完全同等的、不需 要擔(dān)心擦傷等的表面。另外，作為塑料的材質(zhì)，可舉出光學(xué)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(duì)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(xué)系統(tǒng)的集光型太陽光發(fā)電單元具備：用于對(duì)太陽光進(jìn)行集光的一次 光學(xué)系統(tǒng)、太陽能電池單元、含鈉玻璃制的柱狀光學(xué)部件以及覆蓋該柱狀光學(xué)部件和與其 下端面對(duì)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(xué)部件以下端面與該太 陽能電池單元對(duì)置的方式直立地設(shè)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(xué)系統(tǒng)所集光的太陽光導(dǎo)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(huì)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(huì)發(fā)生劣化、變色，因此會(huì)導(dǎo)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(guān)的現(xiàn)有文獻(xiàn)，可列舉出下述文獻(xiàn)。
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開平8 - 97457號(hào)公報(bào)
[0011] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2007 - 201109號(hào)公報(bào)
[0012] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2007 - 212771號(hào)公報(bào)
[0013] 專利文獻(xiàn)4 :日本特開2007 - 271857號(hào)公報(bào)
[0014] 專利文獻(xiàn)5 :日本特開2011 - 243927號(hào)公報(bào)
[0015] 專利文獻(xiàn)6 :日本特開2012 - 149234號(hào)公報(bào)
[0016] 專利文獻(xiàn)7 :國際公開第2012/160994號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 發(fā)明所要解決的技術(shù)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(xué) 部件以及與其下端面對(duì)置的太陽能電池單元的封裝樹脂、粘合劑的耐久性，在保護(hù)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(xué)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(yīng)用于LED用的封裝材料、各種光 學(xué)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(xué)系中具備的玻璃制的柱狀光學(xué)部件直接入 射包含380nm以下的短波長范圍的紫外光，進(jìn)而覆蓋其下側(cè)的太陽能電池單元的封裝樹脂 或粘合劑也會(huì)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(jī)樹脂若曝光于380nm以下的短波長范圍的紫外光，則在短時(shí) 間內(nèi)會(huì)變色。
[0021] 根據(jù)該觀點(diǎn)，本發(fā)明人等進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對(duì)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(xué)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(jī)樹脂的結(jié)構(gòu)，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(duì)于此，本發(fā)明人確認(rèn)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(jìn)而發(fā) 現(xiàn)，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(shí)確認(rèn)到，具有苯并三唑基且常溫下為液體的有機(jī)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(gè)以上與硅原子鍵合的烯基的二有機(jī)聚硅氧烷：100質(zhì) 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(jī)聚 硅氧烷：5~50質(zhì)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(jià)烴基、烷氧基或羥基，p為滿足 I < P < 2的正數(shù)。）
[0030] (C) 1分子中具有2個(gè)以上與娃原子鍵合的氫原子的有機(jī)氫聚硅氧烷：其量使得相 對(duì)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(duì)于（A)、（B)、（C)成分的合計(jì)質(zhì)量，以鉑系金屬計(jì)，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(zhì)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(jī)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(shù)1~10的未取代或取代的1價(jià)烴基，a為 1.95~2. 05范圍的正數(shù)）。
[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(gè)苯并三唑基的有機(jī)硅化合物。
[0043] 〔 6〕
[0044] 如〔4〕所述的硅橡膠組合物，具有至少1個(gè)苯并三唑基的有機(jī)硅化合物由下述式 ⑴表示：
[0045]【化學(xué)式1】
[0046]
[0