本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物、太陽(yáng)能電池密封材料以及太陽(yáng)能電池模塊。
背景技術(shù):
地球環(huán)境問題、能源問題等的嚴(yán)重性日益增加,作為清潔且不擔(dān)心枯竭的能源生成手段,太陽(yáng)能電池受到關(guān)注。在建筑物的屋頂部分等室外使用太陽(yáng)能電池時(shí),通常以太陽(yáng)能電池模塊的形式使用。
太陽(yáng)能電池模塊一般通過以下步驟來(lái)制造。
首先,制造由多晶硅、單晶硅等形成的結(jié)晶型太陽(yáng)能電池元件、或者將無(wú)定形硅、結(jié)晶硅等在玻璃等基板上形成數(shù)μm的非常薄的膜而得的薄膜型太陽(yáng)能電池元件(以下,有時(shí)將結(jié)晶型太陽(yáng)能電池元件和薄膜型太陽(yáng)能電池元件合并而簡(jiǎn)稱為“太陽(yáng)能電池元件”或者“組件(cell)”。)。
接著,為了得到結(jié)晶型太陽(yáng)能電池模塊,按照太陽(yáng)能電池模塊用保護(hù)片(正面?zhèn)韧该鞅Wo(hù)構(gòu)件)/太陽(yáng)能電池密封材料片(以下,將片狀的太陽(yáng)能電池密封材料也稱為太陽(yáng)能電池密封材料片。)/結(jié)晶型太陽(yáng)能電池元件/太陽(yáng)能電池密封材料片/太陽(yáng)能電池模塊用保護(hù)片(背面?zhèn)缺Wo(hù)構(gòu)件)的順序進(jìn)行層疊。
另一方面,為了得到薄膜型太陽(yáng)能電池模塊,按照薄膜型太陽(yáng)能電池元件/太陽(yáng)能電池密封材料片/太陽(yáng)能電池模塊用保護(hù)片(背面?zhèn)缺Wo(hù)構(gòu)件)的順序進(jìn)行層疊。
然后,利用將它們抽真空并加熱壓接的層壓法等,制造太陽(yáng)能電池模塊。這樣制造的太陽(yáng)能電池模塊具有耐氣候性,在建筑物的屋頂部分等室外的使用中也適合。
上述的太陽(yáng)能電池密封材料片一般使用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-α-烯烴共聚物等。此外,太陽(yáng)能電池密封材料要求長(zhǎng)期的耐氣候性,因此通常含有光穩(wěn)定劑作為添加劑。進(jìn)而,考慮到與以玻璃為代表的正面?zhèn)韧该鞅Wo(hù)構(gòu)件或背面?zhèn)缺Wo(hù)構(gòu)件的密合性,太陽(yáng)能電池密封材料中還通常含有硅烷偶聯(lián)劑。
作為太陽(yáng)能電池密封材料片,以往由于乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)片的透明性、柔軟性以及粘接性等優(yōu)異,因此被廣泛使用。例如,專利文獻(xiàn)1(日本特開2010-53298號(hào)公報(bào))中公開了由包含交聯(lián)劑和偏苯三酸酯的EVA組合物形成的粘接性和制膜性這兩者均優(yōu)異的密封膜。
然而,使用EVA組合物作為太陽(yáng)能電池密封材料的構(gòu)成材料時(shí),擔(dān)心EVA分解而產(chǎn)生的乙酸氣體等成分有可能給太陽(yáng)能電池元件帶來(lái)惡劣影響。
對(duì)此,聚烯烴系的材料,特別是聚乙烯系材料由于絕緣性優(yōu)異,因此被提議作為太陽(yáng)能電池密封材料來(lái)使用(例如,參照專利文獻(xiàn)2)。
此外,還提出了使用以較短時(shí)間進(jìn)行交聯(lián)而具有充分的粘接力,且剛性與交聯(lián)特性的平衡優(yōu)異的乙烯-α-烯烴共聚物的太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物(例如,參照專利文獻(xiàn)3)。
但是,根據(jù)本發(fā)明人等的研究,就使用了乙烯-α-烯烴共聚物的太陽(yáng)能電池密封材料而言,如果流動(dòng)性過高,則有時(shí)層壓時(shí)太陽(yáng)能電池密封材料被擠出,污染層壓裝置而需要清掃,引起工序延遲;或如果背面的太陽(yáng)能電池密封材料進(jìn)行了著色,則會(huì)繞到太陽(yáng)能電池組件的正面?zhèn)?,使太?yáng)能電池組件的外觀惡化。
因此,提出有使用了流動(dòng)性低的低熔體流動(dòng)速率(MFR)型乙烯-α-烯烴共聚物的太陽(yáng)能電池密封材料。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-53298號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:日本特開2006-210906號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3:國(guó)際公開第2011/162324號(hào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的問題
然而,根據(jù)本發(fā)明人等的研究,已知使用了低MFR型乙烯-α-烯烴共聚物的太陽(yáng)能電池密封材料在成形后直至進(jìn)行層壓的期間,其粘接性會(huì)隨時(shí)間而降低。
本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的,提供一種可得到保存穩(wěn)定性優(yōu)異的太陽(yáng)能電池密封材料的、以低MFR型乙烯-α-烯烴共聚物為基礎(chǔ)的太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物。
用于解決問題的方法
本發(fā)明人等為了實(shí)現(xiàn)上述課題而進(jìn)行了深入研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過在低MFR型乙烯-α-烯烴共聚物和硅烷偶聯(lián)劑中組合特定的受阻胺系光穩(wěn)定劑,所得到的太陽(yáng)能電池密封材料的粘接性的經(jīng)時(shí)穩(wěn)定性提高,至此完成了本發(fā)明。
即,根據(jù)本發(fā)明,提供如下所示的太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物、太陽(yáng)能電池密封材料以及太陽(yáng)能電池模塊。
[1]一種太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物,其含有乙烯-α-烯烴共聚物、硅烷偶聯(lián)劑以及受阻胺系光穩(wěn)定劑,所述乙烯-α-烯烴共聚物依據(jù)ASTM D1238在190℃、2.16kg負(fù)荷的條件下測(cè)定的MFR為10g/10分鐘以下,
按照下述測(cè)定方法測(cè)定的上述受阻胺系光穩(wěn)定劑的pH為9.0以下。
(測(cè)定方法)
以含有丙酮10g、水1g、上述受阻胺系光穩(wěn)定劑0.01g的溶液作為試樣,使用電勢(shì)差示測(cè)定裝置測(cè)量pH。
[2]根據(jù)上述[1]所述的太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物,
上述受阻胺系光穩(wěn)定劑為選自由下述式(1)至式(4)所示的化合物所組成的組中的一種或兩種以上。
[化1]
[化2]
[化3]
[化4]
[3]根據(jù)上述[1]或[2]所述的太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物,
上述乙烯-α-烯烴共聚物進(jìn)一步滿足以下要件a1)~a3)。
a1)來(lái)源于乙烯的結(jié)構(gòu)單元的含有比例為80~90mol%,來(lái)源于碳原子數(shù)3~20的α-烯烴的結(jié)構(gòu)單元的含有比例為10~20mol%;
a2)依據(jù)ASTM D1505測(cè)定的密度為0.865~0.884g/cm3;
a3)依據(jù)ASTM D2240測(cè)定的邵氏A硬度為60~85。
[4]根據(jù)上述[1]至[3]中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物,
該太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物中的上述受阻胺系光穩(wěn)定劑的含量相對(duì)于上述乙烯-α-烯烴共聚物100質(zhì)量份為0.01質(zhì)量份以上1質(zhì)量份以下。
[5]根據(jù)上述[1]至[4]中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物,
該太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物中的上述硅烷偶聯(lián)劑的含量相對(duì)于上述乙烯-α-烯烴共聚物100質(zhì)量份為0.01質(zhì)量份以上5質(zhì)量份以下。
[6]根據(jù)上述[1]至[5]中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物,
所述硅烷偶聯(lián)劑包含選自3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一種。
[7]一種太陽(yáng)能電池密封材料,其由上述[1]至[6]中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物形成。
[8]根據(jù)上述[7]所述的太陽(yáng)能電池密封材料,其為片狀。
[9]根據(jù)上述[7]或[8]所述的太陽(yáng)能電池密封材料,
依據(jù)JIS K6911在溫度60℃、施加電壓1000V下測(cè)得的經(jīng)交聯(lián)處理的上述太陽(yáng)能電池密封材料的體積電阻率為1.0×1016Ω·cm以上。
[10]一種太陽(yáng)能電池模塊,其具備:
正面?zhèn)韧该鞅Wo(hù)構(gòu)件、
背面?zhèn)缺Wo(hù)構(gòu)件、
太陽(yáng)能電池元件、以及
密封層,其為使上述[7]至[9]中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池密封材料交聯(lián)而形成,并將上述太陽(yáng)能電池元件密封于上述正面?zhèn)韧该鞅Wo(hù)構(gòu)件與上述背面?zhèn)缺Wo(hù)構(gòu)件之間。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明,能夠提供可得到保存穩(wěn)定性優(yōu)異的太陽(yáng)能電池密封材料的、以低MFR型乙烯-α-烯烴共聚物為基礎(chǔ)的太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物、以及保存穩(wěn)定性優(yōu)異的太陽(yáng)能電池密封材料。
此外,根據(jù)本發(fā)明,通過使用這樣的太陽(yáng)能電池密封材料,能夠提供保存穩(wěn)定性優(yōu)異的太陽(yáng)能電池模塊。
附圖說(shuō)明
對(duì)于上述目的和其他目的、特征以及優(yōu)點(diǎn),通過以下所述的優(yōu)選實(shí)施方式以及隨其附上的以下附圖而進(jìn)一步明確。
圖1為示意性地示出了本發(fā)明的太陽(yáng)能電池模塊的代表性實(shí)施方式的截面圖。
具體實(shí)施方式
以下,一邊使用附圖一邊對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。需要說(shuō)明的是,對(duì)于數(shù)值范圍的“A~B”,如果沒有特別說(shuō)明,則表示A以上B以下。
[太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物]
本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物含有乙烯-α-烯烴共聚物、硅烷偶聯(lián)劑以及受阻胺系光穩(wěn)定劑,所述乙烯-α-烯烴共聚物依據(jù)ASTM D1238在190℃、2.16kg負(fù)荷的條件下測(cè)定的MFR為10g/10分鐘以下。并且,按照后述的測(cè)定方法測(cè)定的上述受阻胺系光穩(wěn)定劑的pH為9.0以下。
本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn),通過在低MFR型乙烯-α-烯烴共聚物和硅烷偶聯(lián)劑中組合pH為9.0以下的受阻胺系光穩(wěn)定劑,所得到的太陽(yáng)能電池密封材料的粘接性的經(jīng)時(shí)穩(wěn)定性提高。
作為得到這樣的效果的機(jī)理,本發(fā)明人等如下推測(cè),但不對(duì)本發(fā)明有任何限定。首先,在受阻胺系光穩(wěn)定劑和硅烷偶聯(lián)劑共存的條件下,如果受阻胺系光穩(wěn)定劑的pH超過上述上限值,則會(huì)進(jìn)行硅烷偶聯(lián)劑的Si的取代烷氧基的水解,接著,水解硅烷偶聯(lián)劑縮合,在太陽(yáng)能電池密封材料中生成硅烷偶聯(lián)劑的縮合物。其結(jié)果可認(rèn)為可有效使用的硅烷偶聯(lián)劑的量減少,太陽(yáng)能電池密封材料的粘接性降低。
與此相對(duì),如果受阻胺系光穩(wěn)定劑的pH為上述上限值以下,則可抑制硅烷偶聯(lián)劑的水解和縮合。其結(jié)果可認(rèn)為能夠維持可有效使用的硅烷偶聯(lián)劑的量,能夠抑制所得到的太陽(yáng)能電池密封材料的粘接性的降低。
因此,通過使用上述那樣的受阻胺光穩(wěn)定劑,即使為低MFR型乙烯-α-烯烴共聚物,也能夠提高共存于樹脂組合物中的硅烷偶聯(lián)劑的保存穩(wěn)定性。因此,在太陽(yáng)能電池密封材料成形后直至進(jìn)行層壓的期間,能夠防止太陽(yáng)能電池密封材料的經(jīng)時(shí)粘接性的降低。
<乙烯-α-烯烴共聚物>
本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物含有乙烯-α-烯烴共聚物。
上述乙烯-α-烯烴共聚物通過將乙烯與碳原子數(shù)3~20的α-烯烴共聚而得到。作為α-烯烴,通??梢詥为?dú)使用1種碳原子數(shù)3~20的α-烯烴,或?qū)?種以上碳原子數(shù)3~20的α-烯烴組合使用。作為碳原子數(shù)3~20的α-烯烴,可以舉出直鏈狀或支鏈狀的α-烯烴,例如,丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、3-甲基-1-丁烯、3,3-二甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯等。其中優(yōu)選的是碳原子數(shù)為10以下的α-烯烴,尤其優(yōu)選的是碳原子數(shù)為3~8的α-烯烴。從獲得的容易性出發(fā),優(yōu)選為丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯以及1-辛烯。需要說(shuō)明的是,乙烯-α-烯烴共聚物可以是無(wú)規(guī)共聚物,也可以是嵌段共聚物,但從柔軟性的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選為無(wú)規(guī)共聚物。
進(jìn)而,上述乙烯-α-烯烴共聚物也可以是由乙烯、碳原子數(shù)3~20的α-烯烴以及非共軛多烯形成的共聚物。α-烯烴與前述同樣,作為非共軛多烯,可舉出5-亞乙基-2-降冰片烯(ENB)、5-乙烯基-2-降冰片烯(VNB)、二環(huán)戊二烯(DCPD)等。這些非共軛多烯可以單獨(dú)使用1種,或組合2種以上使用。
上述乙烯-α-烯烴共聚物也可以并用芳香族乙烯基化合物,例如苯乙烯、鄰甲基苯乙烯、間甲基苯乙烯、對(duì)甲基苯乙烯、鄰,對(duì)-二甲基苯乙烯、甲氧基苯乙烯、乙烯基苯甲酸、乙烯基苯甲酸甲酯、乙酸乙烯基芐基酯、羥基苯乙烯、對(duì)氯苯乙烯、二乙烯基苯等苯乙烯類;3-苯基丙烯、4-苯基丙烯、α-甲基苯乙烯;碳原子數(shù)3~20的環(huán)狀烯烴類,例如環(huán)戊烯、環(huán)庚烯、降冰片烯、5-甲基-2-降冰片烯等。
上述乙烯-α-烯烴共聚物依據(jù)ASTM D1238在190℃、2.16kg負(fù)荷的條件下測(cè)定的乙烯-α-烯烴共聚物的熔體流動(dòng)速率(MFR)的上限值為10g/10分鐘以下,優(yōu)選為9.0g/10分鐘以下,尤其優(yōu)選為8.0g/10分鐘以下。MFR的下限值優(yōu)選為0.1g/10分鐘以上,更優(yōu)選為0.5g/10分鐘以上,進(jìn)一步優(yōu)選為1.0g/10分鐘以上,尤其優(yōu)選為2.0g/10分鐘以上。
對(duì)于乙烯-α-烯烴共聚物的MFR,可以通過調(diào)整后述的聚合反應(yīng)時(shí)的聚合溫度、聚合壓力、以及聚合體系內(nèi)的乙烯和α-烯烴的單體濃度和氫氣濃度的摩爾比率等來(lái)進(jìn)行調(diào)整。
如果MFR為上述范圍內(nèi),則太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物的流動(dòng)性低,因此在將太陽(yáng)能電池密封材料層壓到電池元件時(shí),能夠防止因溢出的熔融樹脂導(dǎo)致層壓裝置的污染,在這一點(diǎn)上優(yōu)選。此外,在將著色了的太陽(yáng)能電池密封材料層壓到電池元件的背面時(shí),能夠抑制太陽(yáng)能電池密封材料被擠出并繞到太陽(yáng)能電池組件的正面?zhèn)榷固?yáng)能電池組件的外觀惡化。
上述乙烯-α-烯烴共聚物優(yōu)選滿足以下要件a1)~a3)中的至少一個(gè)要件,尤其優(yōu)選滿足以下全部要件a1)~a3)。
(要件a1)
乙烯-α-烯烴共聚物中所包含的來(lái)源于乙烯的結(jié)構(gòu)單元的含有比例優(yōu)選為80~90mol%,更優(yōu)選為80~88mol%,進(jìn)一步優(yōu)選為82~88mol%,尤其優(yōu)選為82~87mol%。乙烯-α-烯烴共聚物中所包含的來(lái)源于碳原子數(shù)3~20的α-烯烴的結(jié)構(gòu)單元(以下,也記為“α-烯烴單元”)的含有比例優(yōu)選為10~20mol%,更優(yōu)選為12~20mol%,進(jìn)一步優(yōu)選為12~18mol%,尤其優(yōu)選為13~18mol%。
如果乙烯-α-烯烴共聚物中所包含的α-烯烴單元的含有比例為上述下限值以上,則可得到高透明性。此外,由于可得到適度的柔軟性,因此在太陽(yáng)能電池模塊的層壓成形時(shí),能夠防止產(chǎn)生太陽(yáng)能電池元件的破裂、薄膜電極的缺損等。
如果乙烯-α-烯烴共聚物中所包含的α-烯烴單元的含有比例為上述上限值以下,則乙烯-α-烯烴共聚物的結(jié)晶速度變得適度,片上不產(chǎn)生發(fā)粘,因此能夠防止粘連,片的給料性良好。此外,還能夠防止太陽(yáng)能電池密封材料的耐熱性降低。
(要件a2)
依據(jù)ASTM D1505測(cè)定的乙烯-α-烯烴共聚物的密度優(yōu)選為0.865~0.884g/cm3,更優(yōu)選為0.866~0.883g/cm3,進(jìn)一步優(yōu)選為0.866~0.880g/cm3,尤其優(yōu)選為0.867~0.880g/cm3。乙烯-α-烯烴共聚物的密度可以通過乙烯單元的含有比例與α-烯烴單元的含有比例的平衡進(jìn)行調(diào)整。即,如果提高乙烯單元的含有比例,則結(jié)晶性變高,可以得到密度高的乙烯-α-烯烴共聚物。另一方面,如果降低乙烯單元的含有比例,則結(jié)晶性變低,可以得到密度低的乙烯-α-烯烴共聚物。
如果乙烯-α-烯烴共聚物的密度為上述上限值以下,則結(jié)晶性變得適度,能夠提高所得到的太陽(yáng)能電池密封材料的透明性。此外,柔軟性也變得適度,在太陽(yáng)能電池模塊的層壓成形時(shí),能夠防止產(chǎn)生作為太陽(yáng)能電池元件的組件的破裂、薄膜電極的缺損等。
另一方面,如果乙烯-α-烯烴共聚物的密度為上述下限值以上,則能夠使乙烯-α-烯烴共聚物的結(jié)晶速度變快,片上難以產(chǎn)生發(fā)粘,因此能夠抑制粘連的產(chǎn)生,提高片的給料性。此外,由于使其充分地進(jìn)行交聯(lián),因此能夠抑制太陽(yáng)能電池密封材料的耐熱性的降低。
(要件a3)
依據(jù)ASTM D2240測(cè)定的乙烯-α-烯烴共聚物的邵氏A硬度優(yōu)選為60~85,更優(yōu)選為62~83,進(jìn)一步優(yōu)選為62~80,尤其優(yōu)選為65~80。乙烯-α-烯烴共聚物的邵氏A硬度可以通過將乙烯-α-烯烴共聚物的乙烯單元的含有比例、密度控制在上述數(shù)值范圍來(lái)進(jìn)行調(diào)整。即,乙烯單元的含有比例高且密度高的乙烯-α-烯烴共聚物,其邵氏A硬度高。另一方面,乙烯單元的含有比例低且密度低的乙烯-α-烯烴共聚物,其邵氏A硬度低。需要說(shuō)明的是,邵氏A硬度是在對(duì)試驗(yàn)片進(jìn)行負(fù)荷后,經(jīng)過15秒以上,然后進(jìn)行測(cè)定。
如果邵氏A硬度為上述下限值以上,則乙烯-α-烯烴共聚物難以發(fā)粘,能夠抑制粘連。此外,在將太陽(yáng)能電池密封材料加工成片狀時(shí),也能夠提高片的給料性,也能夠抑制太陽(yáng)能電池密封材料的耐熱性的降低。
另一方面,如果邵氏A硬度為上述上限值以下,則結(jié)晶性變低,能夠提高太陽(yáng)能電池密封材料的透明性。進(jìn)而,由于柔軟性高,因此在太陽(yáng)能電池模塊的層壓成形時(shí),能夠防止作為太陽(yáng)能電池元件的組件的破裂、薄膜電極的缺損等。
在將該太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物中所含的樹脂成分的整體設(shè)為100質(zhì)量%時(shí),上述乙烯-α-烯烴共聚物的含量?jī)?yōu)選為80質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為90質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為95質(zhì)量%以上,并且,優(yōu)選為100質(zhì)量%。由此,能夠得到透明性、粘接性、耐熱性、柔軟性、交聯(lián)特性、電特性等各特性的平衡更加優(yōu)異的太陽(yáng)能電池密封材料。
(乙烯-α-烯烴共聚物的制造方法)
乙烯-α-烯烴共聚物可以使用以下所示的各種金屬茂化合物作為催化劑來(lái)制造。作為金屬茂化合物,可以使用例如,日本特開2006-077261號(hào)公報(bào)、日本特開2008-231265號(hào)公報(bào)、日本特開2005-314680號(hào)公報(bào)等中記載的金屬茂化合物。但是,也可以使用結(jié)構(gòu)與這些專利文獻(xiàn)中記載的金屬茂化合物不同的金屬茂化合物,還可以組合使用兩種以上的金屬茂化合物。
乙烯-α-烯烴共聚物的聚合可以通過以往公知的氣相聚合法、以及漿料聚合法、溶液聚合法等液相聚合法中的任一種方法進(jìn)行。優(yōu)選的是通過溶液聚合法等液相聚合法進(jìn)行。
<硅烷偶聯(lián)劑>
本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物含有硅烷偶聯(lián)劑。通過含有該硅烷偶聯(lián)劑,從而能夠使所得到的太陽(yáng)能電池密封材料與其他構(gòu)件的粘接強(qiáng)度優(yōu)異。
作為上述硅烷偶聯(lián)劑,優(yōu)選具有烷氧基的硅化合物。作為這樣的硅化合物,可舉出例如,乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基硅烷)、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等。其中,優(yōu)選為3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
該太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物中的上述硅烷偶聯(lián)劑的含量相對(duì)于上述乙烯-α-烯烴共聚物100質(zhì)量份為0.01質(zhì)量份以上5質(zhì)量份以下,更優(yōu)選為0.1質(zhì)量份以上4質(zhì)量份以下,進(jìn)一步優(yōu)選為0.1質(zhì)量份以上2質(zhì)量份以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為0.1質(zhì)量份以上1質(zhì)量份以下,尤其優(yōu)選為0.1質(zhì)量份以上0.5質(zhì)量份以下。
如果上述硅烷偶聯(lián)劑的含量為上述下限值以上,則能夠使太陽(yáng)能電池密封材料與其他構(gòu)件的粘接強(qiáng)度更加良好。
另一方面,如果上述硅烷偶聯(lián)劑的含量為上述上限值以下,則在太陽(yáng)能電池模塊的層壓時(shí),能夠抑制用于使硅烷偶聯(lián)劑與乙烯-α-烯烴共聚物進(jìn)行接枝反應(yīng)的有機(jī)過氧化物的添加量。此外,能夠抑制硅烷偶聯(lián)劑彼此的縮合,使得粘接強(qiáng)度良好。
<受阻胺系光穩(wěn)定劑>
本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物含有受阻胺系光穩(wěn)定劑。
按照下述的測(cè)定方法測(cè)定的上述受阻胺系光穩(wěn)定劑的pH為9.0以下,優(yōu)選為8.8以下,尤其優(yōu)選為8.7以下。
pH的下限沒有特別限制,例如為8.0以上,優(yōu)選為8.1以上。
(測(cè)定方法)
以含有丙酮10g、水1g、上述受阻胺系光穩(wěn)定劑0.01g的溶液作為試樣,使用電勢(shì)差示測(cè)定裝置測(cè)量pH。
作為pH為9.0以下的上述受阻胺系光穩(wěn)定劑,優(yōu)選具有2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基骨架且氮上取代有烷基或烷氧基的結(jié)構(gòu)。作為pH為9.0以下的上述受阻胺系光穩(wěn)定劑,可舉出例如,癸二酸雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯(下述式(1)所示的化合物)、甲基丙烯酸1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶酯(下述式(2)所示的化合物)、癸二酸雙(2,2,6,6-四甲基-1-(辛基氧基)-4-哌啶基)酯(下述式(3)所示的化合物)、1,6-己二胺,N,N'-雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-,聚合物同嗎啉-2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪(1,6-hexanediamine,N,N’-bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)-,polymer with morpholine-2,4,6-trichloro-1,3,5-triazine)(下述式(4)所示的化合物)、四(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)丁烷-1,2,3,4-四甲酸酯、[[3,5-雙(1,1-二甲基乙基)-4-羥基苯基]甲基]丁基丙二酸雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯、琥珀酸二甲酯與4-羥基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶乙醇的聚合物等。
其中,優(yōu)選含有選自由下述式(1)至式(4)所示的化合物組成的組中的一種或兩種以上,更優(yōu)選含有下述式(1)和式(2)中的至少一方,尤其優(yōu)選含有下述式(1)所示的化合物。需要說(shuō)明的是,作為pH為9.0以下的上述受阻胺系光穩(wěn)定劑,也可以使用市售品。
[化5]
[化6]
[化7]
[化8]
這里,式(4)中的n優(yōu)選為2以上10以下的整數(shù),更優(yōu)選為2以上5以下的整數(shù)。
這里,上述式(1)至式(4)所示的化合物的按照上述測(cè)定方法測(cè)定的pH值如下所示。
式(1):pH=8.7
式(2):pH=8.3
式(3):pH=8.1
式(4):pH=8.7
需要說(shuō)明的是,在不損害本發(fā)明效果的范圍內(nèi),也可以并用pH超過9.0的受阻胺系光穩(wěn)定劑。對(duì)于pH超過9.0的受阻胺系光穩(wěn)定劑,可以在相對(duì)于該太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物中所含的總受阻胺系光穩(wěn)定劑100質(zhì)量%,優(yōu)選為90質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為85質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為70質(zhì)量%以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為50質(zhì)量%以下,尤其優(yōu)選為20質(zhì)量%以下的范圍使用。
此外,pH為9.0以下的受阻胺系光穩(wěn)定劑的含量,相對(duì)于該太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物中所含的總受阻胺系光穩(wěn)定劑100質(zhì)量%,優(yōu)選為10質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為15質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為30質(zhì)量%以上,更進(jìn)一步優(yōu)選為50質(zhì)量%以上,尤其優(yōu)選為80質(zhì)量%以上,最優(yōu)選為100質(zhì)量%。
該太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物中的pH為9.0以下的上述受阻胺系光穩(wěn)定劑的含量相對(duì)于上述乙烯-α-烯烴共聚物100質(zhì)量份,優(yōu)選為0.01質(zhì)量份以上1質(zhì)量份以下,更優(yōu)選為0.02質(zhì)量份以上0.8質(zhì)量份以下,進(jìn)一步優(yōu)選為0.05質(zhì)量份以上0.5質(zhì)量份以下,尤其優(yōu)選為0.05質(zhì)量份以上0.3質(zhì)量份以下。
如果受阻胺系光穩(wěn)定劑的含量為上述下限值以上,則能夠使所得到的太陽(yáng)能電池密封材料的耐氣候性與耐熱性的平衡良好。如果受阻胺系光穩(wěn)定劑的含量為上述上限值以下,則能夠抑制由有機(jī)過氧化物產(chǎn)生的自由基的消失,能夠使所得到的太陽(yáng)能電池密封材料的粘接性、耐熱性、交聯(lián)特性的平衡良好。
<其他添加劑>
在本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物中,還可以在不損害本發(fā)明目的的范圍內(nèi),適當(dāng)?shù)睾谐鲜鲆蚁?α-烯烴共聚物、硅烷偶聯(lián)劑以及受阻胺系光穩(wěn)定劑以外的各種成分。
例如,可以適當(dāng)?shù)睾袕慕宦?lián)劑(有機(jī)過氧化物)、交聯(lián)助劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、增塑劑、填充劑、顏料、染料、抗靜電劑、抗菌劑、防霉劑、阻燃劑以及分散劑等中選擇的一種或兩種以上的添加劑。
(有機(jī)過氧化物)
本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物還可以含有交聯(lián)劑(有機(jī)過氧化物)。通過使太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物含有有機(jī)過氧化物,從而能夠?qū)⒐柰榕悸?lián)劑接枝到上述乙烯-α-烯烴共聚物上,并且,能夠?qū)⑸鲜鲆蚁?α-烯烴共聚物進(jìn)行交聯(lián)。由此,所得到的太陽(yáng)能電池密封材料的耐熱性和耐氣候性變得更加良好。
對(duì)于上述有機(jī)過氧化物而言,若考慮太陽(yáng)能電池模塊的生產(chǎn)率,則作為有機(jī)過氧化物,優(yōu)選為半衰期為10小時(shí)以下且分解溫度為105℃以下的有機(jī)過氧化物。此外,從安全性方面考慮,優(yōu)選為最高保存溫度為10℃以上的有機(jī)過氧化物。
此外,上述有機(jī)過氧化物中,從擠出成形、壓延成形等片成形中的生產(chǎn)率與太陽(yáng)能電池模塊在層壓成形時(shí)的交聯(lián)速度的平衡考慮,優(yōu)選有機(jī)過氧化物的1分鐘半衰期溫度為100℃以上170℃以下。如果有機(jī)過氧化物的1分鐘半衰期溫度為100℃以上,則容易進(jìn)行片成形,并且能夠使太陽(yáng)能電池密封材料片的外觀更加良好。此外,能夠防止所得到的太陽(yáng)能電池密封材料片的絕緣擊穿電壓的降低,也能夠防止透濕性降低,進(jìn)而粘接性也提高。如果有機(jī)過氧化物的1分鐘半衰期溫度為170℃以下,則能夠抑制太陽(yáng)能電池模塊在層壓成形時(shí)的交聯(lián)速度降低,因此能夠防止太陽(yáng)能電池模塊的生產(chǎn)率降低。此外,也能夠防止太陽(yáng)能電池密封材料片的耐熱性、粘接性降低。
作為上述有機(jī)過氧化物的例子,可舉出過氧化二月桂酰、2-乙基過氧己酸1,1,3,3-四甲基丁酯、二過氧化苯甲酰、過氧化環(huán)己酮、過氧化鄰苯二甲酸二叔丁酯、過氧化氫異丙苯、叔丁基過氧化氫、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過氧基)己烯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過氧基)己烷、過氧化-2-乙基己酸叔戊酯、過氧化-2-乙基己酸叔丁酯、過氧化異丁酸叔丁酯、叔丁基過氧化馬來(lái)酸酯、1,1-二(叔戊基過氧化)-3,3,5-三甲基環(huán)己烷、1,1-二(叔戊基過氧化)環(huán)己烷、過氧化異壬酸叔戊酯、過氧化正辛酸叔戊酯、1,1-二(叔丁基過氧化)-3,3,5-三甲基環(huán)己烷、1,1-二(叔丁基過氧化)環(huán)己烷、過氧化異丙基碳酸叔丁酯、過氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰過氧化)己烷、過氧化苯甲酸叔戊酯、過氧化乙酸叔丁酯、過氧化異壬酸叔丁酯、過氧化苯甲酸叔丁酯、2,2-二(丁基過氧化)丁烷、4,4-二(叔丁基過氧化)丁酸正丁酯、甲基乙基酮過氧化物、3,3-二(叔丁基過氧化)丁酸乙酯、二異丙苯基過氧化物、叔丁基異丙苯基過氧化物、過氧化苯甲酸叔丁酯、二叔丁基過氧化物、1,1,3,3-四甲基丁基過氧化氫、乙酰丙酮過氧化物等。上述有機(jī)過氧化物可以單獨(dú)使用一種,也可以混合使用兩種以上。
其中,優(yōu)選的是2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過氧化)己烯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過氧化)己烷、過氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、過氧化苯甲酸叔丁酯。
該太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物中的上述有機(jī)過氧化物的含量相對(duì)于上述乙烯-α-烯烴共聚物100質(zhì)量份,優(yōu)選為0.1質(zhì)量份以上3質(zhì)量份以下,更優(yōu)選為0.2質(zhì)量份以上2質(zhì)量份以下。
(交聯(lián)助劑)
本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物還可以含有交聯(lián)助劑。
作為交聯(lián)助劑的例子,可舉出異氰脲酸三烯丙酯、異氰脲酸三甲基烯丙酯等含有烯丙基的化合物、多官能丙烯酸酯。
該太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物中的上述交聯(lián)助劑的含量相對(duì)于上述乙烯-α-烯烴共聚物100質(zhì)量份,優(yōu)選為10質(zhì)量份以下,更優(yōu)選為0.15質(zhì)量份以上5質(zhì)量份以下。由此,可得到具有適度的交聯(lián)結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池密封材料,能夠使太陽(yáng)能電池密封材料的耐熱性、機(jī)械物性、粘接性更加良好。
(紫外線吸收劑)
本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物還可以含有紫外線吸收劑。
作為紫外線吸收劑的例子,可舉出2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2,2-二羥基-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-正辛基氧基二苯甲酮等二苯甲酮系紫外線吸收劑;2-(2-羥基-3,5-二叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2-羥基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羥基-5-叔辛基苯基)苯并三唑等苯并三唑系紫外線吸收劑;水楊酸苯酯、水楊酸對(duì)辛基苯基酯等水楊酸酯系紫外線吸收劑等。
該太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物中的上述紫外線吸收劑的含量相對(duì)于上述乙烯-α-烯烴共聚物100質(zhì)量份為例如0.005質(zhì)量份以上3質(zhì)量份以下。
(抗氧化劑)
本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物還可以含有抗氧化劑。
作為抗氧化劑的例子,可舉出受阻酚系抗氧化劑、亞磷酸酯系抗氧化劑等。
該太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物中的上述抗氧化劑的含量相對(duì)于上述乙烯-α-烯烴共聚物100質(zhì)量份為例如0.005質(zhì)量份以上1質(zhì)量份以下。
[太陽(yáng)能電池密封材料]
本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池密封材料只要含有上述太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物,則其構(gòu)成沒有特別限制,但其整體形狀優(yōu)選為片狀。此外,本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池密封材料可以是僅包含由上述太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物形成的片,也可以是包含將由上述太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物形成的層與其他層層疊而成的2層以上的層疊體,但優(yōu)選僅為由本實(shí)施方式的上述太陽(yáng)能電池密封材料用樹脂組合物形成的片。
太陽(yáng)能電池密封材料片的厚度沒有特別限制,通常為0.2~1.2mm左右。如果厚度為該范圍內(nèi),則能夠抑制層壓工序中的正面?zhèn)韧该鞅Wo(hù)構(gòu)件、太陽(yáng)能電池元件、薄膜電極等的破損,并且,通過確保充分的透光率,能夠得到高的光發(fā)電量。進(jìn)而,由于能夠在低溫下進(jìn)行太陽(yáng)能電池模塊的層壓成形,因而優(yōu)選。
本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池密封材料依據(jù)JIS K6911在溫度60℃、施加電壓1000V下測(cè)定的體積電阻率優(yōu)選為1.0×1016Ω·cm以上。如果太陽(yáng)能電池密封材料的體積電阻率為1.0×1016Ω·cm以上,則能夠抑制被稱為PID的在施加電壓狀態(tài)下的劣化。為了將體積電阻率設(shè)為上述范圍,優(yōu)選使用式(2)、式(3)、式(4)所示的化合物作為受阻胺系光穩(wěn)定劑。
體積電阻率如下測(cè)定:將太陽(yáng)能電池密封材料片在150℃、250Pa加熱減壓3分鐘,接著在150℃、100kPa加熱加壓處理10分鐘后進(jìn)行測(cè)定。此外,對(duì)于模塊層疊體中的片,除去其他層再進(jìn)行測(cè)定。
需要說(shuō)明的是,體積電阻率的上限沒有特別限定,例如為1.0×1018Ω·cm以下。如果體積電阻率超過1.0×1018Ω·cm,則片上會(huì)帶有靜電,容易吸附塵土,塵土混入太陽(yáng)能電池模塊內(nèi),有導(dǎo)致發(fā)電效率、長(zhǎng)期可靠性降低的傾向。
<太陽(yáng)能電池密封材料片的制造方法>
本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池密封材料片的制造方法沒有特別限制,例如可舉出以下方法。首先,將乙烯-α-烯烴共聚物、硅烷偶聯(lián)劑、受阻胺系光穩(wěn)定劑、以及根據(jù)需要的有機(jī)過氧化物、其他添加劑進(jìn)行干式混合。接著,將得到的混合物由料斗供給到擠出機(jī),根據(jù)需要在比有機(jī)過氧化物的一小時(shí)半衰期溫度低的溫度下進(jìn)行熔融混煉。然后,由擠出機(jī)的前端擠出成形成片狀,制造太陽(yáng)能電池密封材料片。成形可以通過使用T-型模頭擠出機(jī)、壓延成形機(jī)、吹塑成形機(jī)等的公知方法來(lái)進(jìn)行。
此外,也可以通過上述方法制作不含有機(jī)過氧化物的太陽(yáng)能電池密封材料片,利用含浸法在制成的片中添加有機(jī)過氧化物。需要說(shuō)明的是,含有兩種以上有機(jī)過氧化物的情況下,在比最低的有機(jī)過氧化物的一小時(shí)半衰期溫度低的溫度下進(jìn)行熔融混煉即可。
[太陽(yáng)能電池模塊]
本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池密封材料在太陽(yáng)能電池模塊中用于密封太陽(yáng)能電池元件。
作為太陽(yáng)能電池模塊的構(gòu)成,可舉出例如將正面?zhèn)韧该鞅Wo(hù)構(gòu)件/受光面?zhèn)忍?yáng)能電池密封材料片/太陽(yáng)能電池元件/背面?zhèn)忍?yáng)能電池密封材料片/背面?zhèn)缺Wo(hù)構(gòu)件(背板)按該順序進(jìn)行層疊而成的構(gòu)成,但沒有特別限定。
本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池密封材料用于上述受光面?zhèn)忍?yáng)能電池密封材料片和背面?zhèn)忍?yáng)能電池密封材料片中的任一者或者在兩者中。需要說(shuō)明的是,將使受光面?zhèn)忍?yáng)能電池密封材料片、背面?zhèn)忍?yáng)能電池密封材料片等的太陽(yáng)能電池密封材料交聯(lián)而形成的層也稱為密封層。
圖1中示出本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池模塊的截面圖的一例。
太陽(yáng)能電池模塊10具備:多個(gè)太陽(yáng)能電池元件13、夾著太陽(yáng)能電池元件13并將其密封的一對(duì)受光面?zhèn)忍?yáng)能電池密封材料片11和背面?zhèn)忍?yáng)能電池密封材料片12、以及正面?zhèn)韧该鞅Wo(hù)構(gòu)件14和背面?zhèn)缺Wo(hù)構(gòu)件(背板)15。
(太陽(yáng)能電池元件)
作為太陽(yáng)能電池元件13,可以使用單晶硅、多晶硅、無(wú)定形硅等硅系;鎵-砷、銅-銦-硒、鎘-碲等III-V族、II-VI族化合物半導(dǎo)體系等各種太陽(yáng)能電池元件。
太陽(yáng)能電池模塊10中,多個(gè)太陽(yáng)能電池元件13介由具備導(dǎo)線和焊接部的互連器16而串聯(lián)電連接。
(正面?zhèn)韧该鞅Wo(hù)構(gòu)件)
作為正面?zhèn)韧该鞅Wo(hù)構(gòu)件14,可舉出玻璃板;由丙烯酸樹脂、聚碳酸酯、聚酯、含氟樹脂等形成的樹脂板等。
本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池密封材料片對(duì)于正面?zhèn)韧该鞅Wo(hù)構(gòu)件14顯示出良好的粘接性。
(背面?zhèn)缺Wo(hù)構(gòu)件)
作為背面?zhèn)缺Wo(hù)構(gòu)件(背板)15,可舉出金屬、各種熱塑性樹脂膜等單獨(dú)或多層的片。可舉出例如,錫、鋁、不銹鋼等金屬;玻璃等無(wú)機(jī)材料;由聚酯、無(wú)機(jī)物蒸鍍聚酯、含氟樹脂、聚烯烴等形成的各種熱塑性樹脂膜等。
背面?zhèn)缺Wo(hù)構(gòu)件15可以為單層,也可以為多層。
本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池密封材料片對(duì)于背面?zhèn)缺Wo(hù)構(gòu)件15顯示出良好的粘接性。
<太陽(yáng)能電池模塊的制造方法>
本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池模塊的制造方法沒有特別限定,可舉出例如以下方法。
首先,將使用互連器16而電連接的多個(gè)太陽(yáng)能電池元件13用一對(duì)受光面?zhèn)忍?yáng)能電池密封材料片11和背面?zhèn)忍?yáng)能電池密封材料片12夾持,進(jìn)而,將這些受光面?zhèn)忍?yáng)能電池密封材料片11和背面?zhèn)忍?yáng)能電池密封材料片12用正面?zhèn)韧该鞅Wo(hù)構(gòu)件14和背面?zhèn)缺Wo(hù)構(gòu)件15夾持,制作層疊體。接著,對(duì)層疊體進(jìn)行加熱,將受光面?zhèn)忍?yáng)能電池密封材料片11與背面?zhèn)忍?yáng)能電池密封材料片12、受光面?zhèn)忍?yáng)能電池密封材料片11與正面?zhèn)韧该鞅Wo(hù)構(gòu)件14、背面?zhèn)忍?yáng)能電池密封材料片12與背面?zhèn)缺Wo(hù)構(gòu)件15粘接。
在太陽(yáng)能電池模塊的制造時(shí),預(yù)先制作由太陽(yáng)能電池密封材料形成的片,利用在密封材料熔融的溫度進(jìn)行壓接這樣的以往同樣的層壓方法,在例如層壓溫度為145~170℃、真空壓力為10Torr以下、真空下進(jìn)行加熱0.5~10分鐘。接著,進(jìn)行2~30分鐘左右基于大氣壓的加壓,可以形成如已描述過的構(gòu)成的模塊。這種情況下,太陽(yáng)能電池密封材料通過含有特定的有機(jī)過氧化物,從而具有優(yōu)異的交聯(lián)特性,在模塊的形成中無(wú)需經(jīng)過兩階段的粘接工序,能夠在高溫下短時(shí)間完成,能夠顯著改良模塊的生產(chǎn)率。此外,也可以經(jīng)過使用烘箱等的兩階段的粘接工序,在經(jīng)過兩階段的粘接工序時(shí),也可以在例如120~170℃的范圍加熱1~120分鐘來(lái)生產(chǎn)模塊。
以上,參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了描述,但它們是本發(fā)明的例示,也可以采用上述以外的各種構(gòu)成。
實(shí)施例
以下,基于實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說(shuō)明,但本發(fā)明不受這些實(shí)施例的限定。
(1)測(cè)定方法
[乙烯單元和α-烯烴單元的含有比例]
使試樣0.35g加熱溶解于六氯丁二烯2.0ml中,將得到的溶液用玻璃過濾器(G2)過濾后,加入氘代苯0.5ml,裝入內(nèi)徑10mm的NMR管中。使用日本電子公司制的JNM GX-400型NMR測(cè)定裝置,在120℃進(jìn)行13C-NMR測(cè)定。累積次數(shù)設(shè)為8000次以上。根據(jù)所得到的13C-NMR光譜,對(duì)共聚物中的乙烯單元的含有比例、以及α-烯烴單元的含有比例進(jìn)行定量。
[MFR]
依據(jù)ASTM D1238,在190℃、2.16kg負(fù)荷的條件下測(cè)定乙烯-α-烯烴共聚物的MFR。
[密度]
依據(jù)ASTM D1505,測(cè)定乙烯-α-烯烴共聚物的密度。
[邵氏A硬度]
將乙烯-α-烯烴共聚物在190℃加熱4分鐘且在10MPa加壓后,在10MPa加壓冷卻5分鐘至常溫,得到3mm厚的片。使用所得到的片,依據(jù)ASTM D2240測(cè)定乙烯-α-烯烴共聚物的邵氏A硬度。
(2)乙烯-α-烯烴共聚物的合成
(合成例1)
將作為共催化劑的甲基鋁氧烷的甲苯溶液以8mmol/hr的比例、作為主催化劑的雙(1,3-二甲基環(huán)戊二烯基)二氯化鋯的己烷漿料以0.025mmol/hr的比例、以及三異丁基鋁的己烷溶液以0.6mmol/hr的比例供給到具備攪拌葉片的內(nèi)容積50L的連續(xù)聚合器的一個(gè)供給口,進(jìn)而,連續(xù)地供給經(jīng)脫水精制的正己烷,以使催化劑溶液與聚合溶劑的合計(jì)為20L/hr。同時(shí),將乙烯、1-丁烯和氫氣以3kg/hr、15kg/hr、1.5NL/hr的比例連續(xù)地供給到聚合器的另外的供給口,在聚合溫度90℃、總壓力3MPaG、滯留時(shí)間1.0小時(shí)的條件下進(jìn)行連續(xù)溶液聚合。
使聚合器中生成的乙烯-α-烯烴共聚物的正己烷/甲苯混合溶液介由設(shè)置在聚合器底部的排出口連續(xù)地排出,導(dǎo)入夾套部用3~25kg/cm2蒸汽加熱了的連結(jié)管,以使乙烯-α-烯烴共聚物的正己烷/甲苯混合溶液成為150~190℃。需要說(shuō)明的是,在即將到達(dá)連結(jié)管之前,附設(shè)有用于注入作為催化劑失活劑的甲醇的供給口,以約0.75L/hr的速度注入甲醇,使其與乙烯-α-烯烴共聚物的正己烷/甲苯混合溶液合流。
通過調(diào)整設(shè)置在連結(jié)管終端部的壓力控制閥的開度以維持約4.3MPaG,從而將在帶有蒸汽夾套的連結(jié)管內(nèi)保溫于約190℃的乙烯-α-烯烴共聚物的正己烷/甲苯混合溶液連續(xù)地向閃蒸槽送液。需要說(shuō)明的是,在向閃蒸槽內(nèi)的輸送中,以維持閃蒸槽內(nèi)的壓力為約0.1MPaG、閃蒸槽內(nèi)的蒸汽部的溫度為約180℃的方式,進(jìn)行溶液溫度和壓力調(diào)整閥開度設(shè)定。然后,通入將模頭溫度設(shè)定為180℃的單軸擠出機(jī),在水槽中冷卻料條(strand),用顆粒切割機(jī)切斷料條,得到作為顆粒的乙烯-α-烯烴共聚物。
將所得到的乙烯-α-烯烴共聚物的物性示于表1中。
(合成例2~6)
在合成例1的聚合條件的基礎(chǔ)上,調(diào)整各種供給量等,得到乙烯-α-烯烴共聚物。
將所得到的乙烯-α-烯烴共聚物的物性示于表1中。
(合成例7)
以0.003mmol/hr、3.0mmol/hr的比例分別供給作為主催化劑的雙(對(duì)甲苯基)亞甲基(環(huán)戊二烯基)(1,1,4,4,7,7,10,10-八甲基-1,2,3,4,7,8,9,10-八氫二苯并(b,h)-芴)二氯化鋯的己烷溶液、作為共催化劑的甲基鋁氧烷的甲苯溶液;以4.3kg/hr的比例供給乙烯;代替1-丁烯以6.4kg/hr的比例供給1-辛烯;連續(xù)地供給經(jīng)脫水精制的正己烷,以使1-辛烯、催化劑溶液以及作為聚合溶劑使用的經(jīng)脫水精制的正己烷的合計(jì)為20L/hr;以10NL/hr的比例供給氫氣;以及將聚合溫度設(shè)為130℃,除此以外,與合成例1同樣地操作,得到乙烯-α-烯烴共聚物。
將所得到的乙烯-α-烯烴共聚物的物性示于表1。
表1
[實(shí)施例1]
<太陽(yáng)能電池密封材料片的制作>
相對(duì)于上述合成例1所得到的乙烯-α-烯烴共聚物100質(zhì)量份,分別配合0.7質(zhì)量份作為交聯(lián)劑的過氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、1.2質(zhì)量份作為交聯(lián)助劑的異氰脲酸三烯丙基酯、0.4質(zhì)量份作為硅烷偶聯(lián)劑的3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、0.2質(zhì)量份作為受阻胺系光穩(wěn)定劑的上述式(1)所示的化合物(pH8.7、癸二酸雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯)、0.4質(zhì)量份作為紫外線吸收劑的2-羥基-4-正辛基氧基二苯甲酮、0.1質(zhì)量份作為抗氧化劑1的十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯、0.1質(zhì)量份作為抗氧化劑2的三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯。
在東洋精機(jī)公司制實(shí)驗(yàn)室小型混煉機(jī)(LABO PLASTOMILL)中裝入上述組合物,在100℃、轉(zhuǎn)速30rpm混煉5分鐘。接著,在100℃,以0MPa加壓3分鐘、以10MPa加壓2分鐘,用冷壓機(jī)以10MPa加壓3分鐘,從而得到0.5mm的片。
對(duì)于這樣操作得到的太陽(yáng)能電池密封材料片,進(jìn)行了下面的保存穩(wěn)定性試驗(yàn)、體積電阻率的評(píng)價(jià)。
將所得到的評(píng)價(jià)結(jié)果示于表2。
<保存穩(wěn)定性試驗(yàn)>
將所得到的太陽(yáng)能電池密封材料片在40℃、90%RH的條件下保管2個(gè)月。用以下方法測(cè)定初始和保管2個(gè)月后的粘接強(qiáng)度,以保管2個(gè)月后的粘接強(qiáng)度相對(duì)于初始的保持率來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
評(píng)價(jià)“〇”:2個(gè)月后的粘接強(qiáng)度保持率為90%以上
評(píng)價(jià)“△”:2個(gè)月后的粘接強(qiáng)度保持率為70%以上且小于90%
評(píng)價(jià)“×”:2個(gè)月后的粘接強(qiáng)度保持率小于70%
(粘接強(qiáng)度)
將所制作的太陽(yáng)能電池密封材料片層疊在玻璃上,載置于真空層壓機(jī)內(nèi)的調(diào)溫到150℃的熱板上,真空減壓3分鐘后,加熱10分鐘。由此,制作了玻璃/太陽(yáng)能電池密封材料片的層疊體。將位于該層疊體上的太陽(yáng)能電池密封材料片切斷成10mm寬度,測(cè)定相對(duì)于作為被粘物的玻璃的180度剝離時(shí)的剝離強(qiáng)度。對(duì)于180度剝離時(shí)的剝離強(qiáng)度,使用島津公司制拉伸試驗(yàn)機(jī),在23℃、以拉伸速度300mm/分鐘進(jìn)行測(cè)定,采用3次測(cè)定的平均值作為“粘接強(qiáng)度”。
<體積電阻率>
將包含太陽(yáng)能電池密封材料的片樣品裁切成10cm×10cm的尺寸,然后使用層壓裝置(NPC公司制,LM-110×160S),在150℃、250Pa加熱減壓3分鐘,接著,在150℃、100kPa加熱加壓處理10分鐘,從而制作了測(cè)定用的交聯(lián)片。依據(jù)JIS K6911,在施加電壓1000V下測(cè)定所制作的交聯(lián)片的體積電阻率(Ω·cm)。需要說(shuō)明的是,測(cè)定時(shí),使用了高溫測(cè)定室“12708”(ADVANCED公司制),溫度設(shè)為60±2℃,使用了微小電流計(jì)“R8340A”(ADVANCED公司制)。
[實(shí)施例2~7、比較例1、2、參照例1、2]
除了設(shè)為表2所示的配合以外,與實(shí)施例1同樣地操作,制作太陽(yáng)能電池密封材料片,進(jìn)行上述評(píng)價(jià)。
將得到的評(píng)價(jià)結(jié)果示于表2。
表2
從表2可以看出,使用了pH為9.0以下的受阻胺系光穩(wěn)定劑的實(shí)施例1~7的太陽(yáng)能電池密封材料片,其粘接強(qiáng)度的經(jīng)時(shí)穩(wěn)定性優(yōu)異。
另一方面,僅使用了pH超過9.0的受阻胺系光穩(wěn)定劑的比較例1~2的太陽(yáng)能電池密封材料片,其粘接強(qiáng)度的經(jīng)時(shí)穩(wěn)定性差。
需要說(shuō)明的是,從參考例1和2可以看出,使用了MFR超過10g/10分鐘的乙烯-α-烯烴共聚物時(shí),無(wú)論受阻胺系光穩(wěn)定劑的種類如何,所得到的太陽(yáng)能電池密封材料片的粘接強(qiáng)度的經(jīng)時(shí)穩(wěn)定性均優(yōu)異。
本申請(qǐng)主張以2014年6月27日申請(qǐng)的日本申請(qǐng)?zhí)卦?014-133114號(hào)為基礎(chǔ)的優(yōu)先權(quán),并將其公開的全部?jī)?nèi)容引入于此。