專利名稱：太陽(yáng)能電池用密封材料、太陽(yáng)能電池保護(hù)片以及太陽(yáng)能電池組件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能電池密封材料、太陽(yáng)能電池保護(hù)片以及太陽(yáng)能電池組件的制造方法。
背景技術(shù)：
由硅或硒的半導(dǎo)體晶片制成的太陽(yáng)能電池組件通過如下方法來制造，S卩，在使用互連線將具有在光照時(shí)產(chǎn)生電流的功能的硅半導(dǎo)體元件或硒半導(dǎo)體元件的晶片直接或并聯(lián)連接而成的太陽(yáng)能電池元件的上下面疊層太陽(yáng)能電池用密封材料，并在該太陽(yáng)能電池用密封材料的上面疊合透明的上側(cè)保護(hù)材料、在下面疊合下側(cè)保護(hù)材料，從而得到疊層體，對(duì)該疊層體，一邊在減壓下脫氣一邊進(jìn)行加熱，從而在太陽(yáng)能電池元件的上下面隔著太陽(yáng)能 電池用密封材料使保護(hù)材料疊層一體化。另外，在包含使由硅或化合物半導(dǎo)體等構(gòu)成的太陽(yáng)能電池元件以薄膜狀疊層在基板上而形成的結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池中，為了密封太陽(yáng)能電池元件，也使用同樣的太陽(yáng)能電池用密封材料。作為用于這類太陽(yáng)能電池組件的太陽(yáng)能電池用密封材料，例如，在專利文獻(xiàn)I中提出了一種太陽(yáng)能電池組件用保護(hù)片，其是由含有有機(jī)過氧化物的乙烯共聚物形成的太陽(yáng)能電池組件用保護(hù)片，其中，作為有機(jī)過氧化物，使用將二烷基過氧化物(A)和選自過氧化烷基酯及過氧化縮酮中的至少一種過氧化物(B)以(A)/(B)的重量比為10/9(Γ90/10的比例配合而成的有機(jī)過氧化物。上述太陽(yáng)能電池組件用保護(hù)片由乙烯共聚物形成，為了賦予耐熱性而含有有機(jī)過氧化物，在太陽(yáng)能電池元件上疊合太陽(yáng)能電池組件用保護(hù)片而形成疊層片或疊層體后，通過對(duì)該疊層片或疊層體進(jìn)行真空層壓，一邊在厚度方向上施加擠壓一邊進(jìn)行加熱，由此使太陽(yáng)能電池組件用保護(hù)片中的有機(jī)過氧化物分解，乙烯共聚物發(fā)生交聯(lián)，從而賦予耐熱性，同時(shí)使太陽(yáng)能電池元件和太陽(yáng)能電池組件用保護(hù)片發(fā)生一體化，從而制造太陽(yáng)能電池組件。這樣一來，當(dāng)太陽(yáng)能電池組件用保護(hù)片的交聯(lián)不均勻時(shí)，會(huì)導(dǎo)致太陽(yáng)能電池組件用保護(hù)片的耐熱性局部不足，進(jìn)而引發(fā)所得太陽(yáng)能電池組件的耐久性下降的問題。為了防止上述問題的發(fā)生，需要進(jìn)行如下所述的交聯(lián)工序，S卩，不在搬運(yùn)狀態(tài)下對(duì)在太陽(yáng)能電池元件上疊合太陽(yáng)能電池組件用保護(hù)片的狀態(tài)的疊層片或疊層體進(jìn)行加熱，而是在預(yù)先將疊層片或疊層體切割為所需形狀之后，將疊層片或疊層體在靜止?fàn)顟B(tài)下通過真空層壓在厚度方向上施加壓力數(shù)分鐘 十?dāng)?shù)分鐘以進(jìn)行預(yù)粘接，然后再加熱至有機(jī)過氧化物發(fā)生分解的溫度數(shù)十分鐘小時(shí)以進(jìn)行正式粘接(本接著)。但進(jìn)行如上所述的交聯(lián)工序會(huì)弓I發(fā)太陽(yáng)能電池組件的制造效率低的問題。另外，對(duì)于上述太陽(yáng)能電池組件用保護(hù)片而言，為了賦予耐熱性而利用有機(jī)過氧化物進(jìn)行交聯(lián)，但是會(huì)產(chǎn)生在制造太陽(yáng)能電池組件用保護(hù)片時(shí)有機(jī)過氧化物分解、太陽(yáng)能電池組件用保護(hù)片無法進(jìn)行制膜或者太陽(yáng)能電池組件用保護(hù)片的粘接性下降的問題，或在粘接界面產(chǎn)生源于有機(jī)過氧化物的分解產(chǎn)物，從而引發(fā)太陽(yáng)能電池組件用保護(hù)片的粘接性下降的問題。S卩，由于太陽(yáng)能電池元件為精密部件，因此，在制造或使用太陽(yáng)能電池組件時(shí)，存在產(chǎn)生下述問題的隱患由太陽(yáng)能電池組件用保護(hù)片產(chǎn)生源于有機(jī)過氧化物的分解產(chǎn)物的氣體，導(dǎo)致太陽(yáng)能電池的電池性能下降。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開平11-26791號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題 本發(fā)明提供太陽(yáng)能電池用密封材料及使用該密封材料的太陽(yáng)能電池保護(hù)片以及太陽(yáng)能電池組件的制造方法，所述太陽(yáng)能電池用密封材料在制造太陽(yáng)能電池組件時(shí)，可以在短時(shí)間內(nèi)密封太陽(yáng)能電池的太陽(yáng)能電池元件，從而有效地制造太陽(yáng)能電池組件。解決問題的方法本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用密封材料含有改性丁烯類樹脂100重量份和具有環(huán)氧基的硅烷化合物O. Γ15重量份，所述改性丁烯類樹脂由丁烯含量為f 25重量％的丁烯-乙烯共聚物被馬來酸酐接枝改性而得到，且馬來酸酐的總含量為O. Γ3重量％。構(gòu)成本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用密封材料的改性丁烯類樹脂是用馬來酸酐對(duì)丁烯-乙烯共聚物進(jìn)行接枝改性而得到的，但所述丁烯-乙烯共聚物中的丁烯的含量少時(shí)，太陽(yáng)能電池用密封材料的柔軟性下降，使用太陽(yáng)能電池用密封材料的太陽(yáng)能電池元件的密封需要高溫加熱，所述丁烯-乙烯共聚物中的丁烯的含量多時(shí)，太陽(yáng)能電池用密封材料的結(jié)晶性或流動(dòng)性變得不均勻，太陽(yáng)能電池用密封材料會(huì)產(chǎn)生變形，其結(jié)果，太陽(yáng)能電池用密封材料的粘接性下降，因此限定所述丁烯-乙烯共聚物中丁烯的含量為廣25重量％，優(yōu)選10^20 重量 ％。另外，丁烯-乙烯共聚物中丁烯的含量可以如下地算出使丁烯-乙烯共聚物溶解在氘代氯仿中，測(cè)定其13C-NMR譜(核磁共振譜)，由來自I- 丁烯結(jié)構(gòu)的波譜積分值和來自乙烯結(jié)構(gòu)的波譜積分值，計(jì)算出丁烯-乙烯共聚物中丁烯的含量。需要說明的是，來自I-丁烯結(jié)構(gòu)的波譜通常在10. 9ppm附近、26. Ippm附近、39. Ippm附近得到,來自乙烯結(jié)構(gòu)的波譜通常在26. 9ppm附近、29. 7ppm附近、30. 2ppm附近、33. 4ppm附近得到。另外，就13C-NMR譜的歸屬而言，可以使用高分子分析手冊(cè)(高分子分析〃 > K寸·γ η 日本分析化學(xué)會(huì)編、朝倉(cāng)書店發(fā)行、(2008年)、第1101頁(yè) 第1109頁(yè))]作為參考。另外，改性丁烯類樹脂中的馬來酸酐的總含量少時(shí)，太陽(yáng)能電池用密封材料的粘接性下降，改性丁烯類樹脂中的馬來酸酐的總含量多時(shí)，改性丁烯類樹脂發(fā)生交聯(lián)，反而會(huì)導(dǎo)致太陽(yáng)能電池用密封材料的粘接性下降或者太陽(yáng)能電池用密封材料的擠出成形性下降，因此限定為O. Γ3重量％，優(yōu)選O. 15 I. 5重量％，更優(yōu)選O. 15重量％以上且低于I. O重量％。需要說明的是，改性丁烯類樹脂中的馬來酸酐的總含量可以如下地算出由構(gòu)成太陽(yáng)能電池用密封材料的改性丁烯類樹脂制作試驗(yàn)?zāi)?，測(cè)定該試驗(yàn)?zāi)さ募t外吸收光譜，由1790cm-1附近的吸收強(qiáng)度計(jì)算出改性丁烯類樹脂中馬來酸酐的總含量。具體而言，改性丁烯類樹脂中的馬來酸酐的總含量例如可以使用FT-IR(傅里葉變換紅外分光裝置Nicolet6700FT-IR)，通過高分子分析手冊(cè)[日本分析化學(xué)會(huì)編、朝倉(cāng)書店發(fā)行、(2008年)、第152頁(yè) 第154頁(yè))]中記載的方法進(jìn)行測(cè)定。改性丁烯類樹脂是用馬來酸酐對(duì)具有規(guī)定的丁烯含量的丁烯-乙烯共聚物進(jìn)行接枝改性而得到的，該接枝改性的方法可采用通用的要點(diǎn)，例如，可以舉出(1)將丁烯-乙烯共聚物、馬來酸酐及自由基聚合引發(fā)劑供給至擠出機(jī)，進(jìn)行熔融混煉，使馬來酸酐接枝聚合于丁烯-乙烯共聚物的熔融改性法；(2)使丁烯-乙烯共聚物溶解在溶劑中制作溶解液，在該溶解液中添加馬來酸酐以及自由基聚合引發(fā)劑，使馬來酸酐接枝聚合于丁烯-乙烯共聚物的溶液改性法等，優(yōu)選上述(I)的熔融改性法。另外，利用與上述熔融改性法或上述溶液改性法同樣的要點(diǎn)制造出馬來酸酐的總含量高于3重量％的改性丁烯-乙烯共聚物時(shí)， 為了調(diào)節(jié)該改性丁烯-乙烯共聚物的馬來酸酐的總含量，也可以通過在改性丁烯-乙烯共聚物中添加未用馬來酸酐改性的丁烯-乙烯共聚物并進(jìn)行混合，從而調(diào)節(jié)馬來酸酐的總含量，制造馬來酸酐的總含量為O. Γ3重量％的改性丁烯類樹脂。作為自由基聚合引發(fā)劑，只要是以往用于自由基聚合的自由基聚合引發(fā)劑則沒有特別限制，可以舉出例如過氧化苯甲酰、氫過氧化枯烯、過氧化二碳酸二異丙酯、過氧化新癸酸異丙苯酯、過氧化辛酸異丙苯酯、偶氮二異丁腈等。另外，通過差示掃描量熱分析測(cè)定的改性丁烯類樹脂的吸熱曲線的最大峰值溫度(Tm)低時(shí)，太陽(yáng)能電池用密封材料的耐熱性下降，其最大峰值溫度(Tm)較高時(shí)，在利用太陽(yáng)能電池用密封材料密封太陽(yáng)能電池元件來制造太陽(yáng)能電池組件時(shí)，太陽(yáng)能電池用密封材料的加熱時(shí)間變長(zhǎng)，導(dǎo)致太陽(yáng)能電池組件的生產(chǎn)性下降，或者因太陽(yáng)能電池用密封材料的加熱不足而導(dǎo)致太陽(yáng)能電池元件的密封變得不充分，因此，其最大峰值溫度(Tm)優(yōu)選為8(T125°C，更優(yōu)選為83 1 IO0C。在本發(fā)明中，合成樹脂的通過差示掃描量熱分析得到的吸熱曲線基于JIS K7121中規(guī)定的測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定。此外，改性丁烯類樹脂的熔體流動(dòng)速率低時(shí)，可能導(dǎo)致太陽(yáng)能電池用密封材料的擠出成形性下降，其熔體流動(dòng)速率高時(shí)，可能導(dǎo)致太陽(yáng)能電池用密封材料的擠出成形性下降，進(jìn)而太陽(yáng)能電池用密封材料的厚度精度下降，因此，其熔體流動(dòng)速率優(yōu)選為O. 5^29g/10分鐘，更優(yōu)選為2 10g/10分鐘。需要說明的是，改性丁烯類樹脂的熔體流動(dòng)速率是基于ASTMD1238在負(fù)載2. 16kg下測(cè)定得到的值。改性丁烯類樹脂的30°C下的粘彈性儲(chǔ)能模量高時(shí)，太陽(yáng)能電池用密封材料的柔軟性下降，操作性降低，或者，在利用太陽(yáng)能電池用密封材料密封太陽(yáng)能電池元件來制造太陽(yáng)能電池組件時(shí)，有時(shí)需要急劇加熱太陽(yáng)能電池用密封材料，因此，其優(yōu)選為2X IO8Pa以下，粘彈性儲(chǔ)能模量低時(shí)，有時(shí)太陽(yáng)能電池用密封材料在室溫下顯示粘結(jié)性，導(dǎo)致太陽(yáng)能電池用密封材料的操作性下降，因此，30°C下的粘彈性儲(chǔ)能模量更優(yōu)選為lXl(Tl.5X108Pa。此外，改性丁烯類樹脂的100°C下的粘彈性儲(chǔ)能模量高時(shí)，可能導(dǎo)致太陽(yáng)能電池用密封材料的粘接性下降，因此優(yōu)選為5X106Pa以下，粘彈性儲(chǔ)能模量過低時(shí)，在利用太陽(yáng)能電池用密封材料密封太陽(yáng)能電池元件來制造太陽(yáng)能電池組件時(shí)，太陽(yáng)能電池用密封材料可能在擠壓力作用下發(fā)生大規(guī)模流動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致太陽(yáng)能電池用密封材料的厚度不均勻化變大，因此，更優(yōu)選為lX104 4X106Pa。
需要說明的是，在本發(fā)明中，改性丁烯類樹脂的粘彈性儲(chǔ)能模量是通過基于JISK6394的動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)方法測(cè)定的值。另外，太陽(yáng)能電池用密封材料中含有具有環(huán)氧基的硅烷化合物。用于太陽(yáng)能電池組件的太陽(yáng)能電池用密封材料含有未用于接枝改性的馬來酸酐、馬來酸時(shí)，存在下述隱患馬來酸酐、馬來酸對(duì)太陽(yáng)能電池組件內(nèi)部所含的電極、導(dǎo)線等構(gòu)件造成腐蝕，導(dǎo)致太陽(yáng)能電池組件的發(fā)電性能降低。特別是在使用太陽(yáng)能電池用密封材料而得到的太陽(yáng)能電池組件被長(zhǎng)期放置在高溫高濕度環(huán)境中的情況下，可能因太陽(yáng)能電池用密封材料中所含的改性丁烯類樹脂發(fā)生水解而產(chǎn)生馬來酸酐、馬來酸。
但是，在具有環(huán)氧基的硅烷化合物存在下，通過硅烷化合物的環(huán)氧基與馬來酸酐或馬來酸之間的加成反應(yīng)，可捕獲馬來酸酐，由此還能夠高度抑制由馬來酸酐或馬來酸引起的電極、導(dǎo)線等構(gòu)件的腐蝕。硅烷化合物只要在分子中具有至少一個(gè)脂肪族環(huán)氧基、脂環(huán)式環(huán)氧基等環(huán)氧基即可。作為具有環(huán)氧基的硅烷化合物，可優(yōu)選舉出下述通式(I)表示的硅烷化合物。[化學(xué)式2]
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能電池用密封材料，其含有 丁烯含量為廣25重量％的丁烯-乙烯共聚物被馬來酸酐接枝改性而得到、且馬來酸酐的總含量為O. Γ3重量％的改性丁烯類樹脂100重量份；和 具有環(huán)氧基的硅烷化合物O. Γ15重量份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能電池用密封材料，其中，硅烷化合物為下述通式(I)表示的硅烷化合物，
3.一種太陽(yáng)能電池保護(hù)片，其是在權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能電池用密封材料的一面上疊層一體化氟樹脂片而形成的。
4.一種太陽(yáng)能電池組件的制造方法，其具備 疊層工序，通過在太陽(yáng)能電池的上面隔著權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能電池用密封材料疊層透明的上側(cè)保護(hù)材料、并在太陽(yáng)能電池的下面隔著權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能電池用密封材料疊層下側(cè)保護(hù)材料，來制造疊層體；和 密封工序，一邊在所述疊層體的厚度方向上擠壓該疊層體一邊對(duì)其進(jìn)行加熱，從而利用所述太陽(yáng)能電池用密封材料密封所述太陽(yáng)能電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽(yáng)能電池組件的制造方法，其中，疊層工序中，在太陽(yáng)能電池的上面疊層第一太陽(yáng)能電池保護(hù)片，并在所述太陽(yáng)能電池的下面疊層第二太陽(yáng)能電池保護(hù)片，從而制造疊層體， 所述第一太陽(yáng)能電池保護(hù)片是在權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能電池用密封材料的一面上疊層一體化作為透明的上側(cè)保護(hù)材料的氟樹脂片而形成的，并且，在所述太陽(yáng)能電池的上面疊層所述第一太陽(yáng)能電池保護(hù)片時(shí)，以使所述太陽(yáng)能電池和所述太陽(yáng)能電池用密封材料相對(duì)的狀態(tài)置層； 所述第二太陽(yáng)能電池保護(hù)片是在權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能電池用密封材料的一面上疊層一體化作為下側(cè)保護(hù)材料的氟樹脂片而形成的，并且，在所述太陽(yáng)能電池的下面疊層所述第二太陽(yáng)能電池保護(hù)片時(shí)，以使所述太陽(yáng)能電池和所述太陽(yáng)能電池用密封材料相對(duì)的狀態(tài)疊層。
6.一種太陽(yáng)能電池組件的制造方法，其具備 疊層工序，在太陽(yáng)能電池中的太陽(yáng)能電池元件上連續(xù)地疊層權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能電池用密封材料，來制造疊層片，其中，所述太陽(yáng)能電池是在具有柔性的長(zhǎng)條狀基板上以薄膜狀形成所述太陽(yáng)能電池元件而得到的；和 密封工序，一邊在所述疊層片的厚度方向上對(duì)該疊層片施加擠壓力一邊對(duì)其進(jìn)行加熱，從而利用所述太陽(yáng)能電池用密封材料密封所述太陽(yáng)能電池的太陽(yáng)能電池元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)能電池組件的制造方法，其中，疊層工序中，在太陽(yáng)能電池中的太陽(yáng)能電池元件上疊層太陽(yáng)能電池保護(hù)片來制造疊層片， 所述太陽(yáng)能電池是在具有柔性的長(zhǎng)條狀基板上以薄膜狀形成所述太陽(yáng)能電池元件而得到的， 所述太陽(yáng)能電池保護(hù)片是在權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能電池用密封材料的一面上疊層一體化氟樹脂片而形成的，并且，在所述太陽(yáng)能電池中的所述太陽(yáng)能電池元件上疊層所述太陽(yáng)能電池保護(hù)片時(shí)，以使所述太陽(yáng)能電池元件和所述太陽(yáng)能電池用密封材料相對(duì)的狀態(tài)置層。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)能電池組件的制造方法，其中， 疊層工序中，在基板上進(jìn)一步連續(xù)地疊層權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能電池用密封材料來制造疊層片， 并且，密封工序中，利用疊層在太陽(yáng)能電池元件上的太陽(yáng)能電池用密封材料和疊層在基板上的太陽(yáng)能電池用密封材料來密封太陽(yáng)能電池。
全文摘要
本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能電池用密封材料，其在制造太陽(yáng)能電池組件時(shí)可以在短時(shí)間內(nèi)密封太陽(yáng)能電池的太陽(yáng)能電池元件，從而有效地制造太陽(yáng)能電池組件。本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用密封材料含有丁烯含量為1~25重量%的丁烯-乙烯共聚物被馬來酸酐接枝改性而得到、且馬來酸酐的總含量為0.1~3重量%的改性丁烯類樹脂100重量份；和具有環(huán)氧基的硅烷化合物0.1~15重量份。
文檔編號(hào)H01L31/042GK102725865SQ20118000703
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月26日
發(fā)明者上町清巳, 平池宏至, 澤田貴彥, 石居正裕, 郭嘉謨, 野村高弘, 飛鳥政宏 申請(qǐng)人:積水化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社