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CN104662674B - 太阳能电池用密封膜、太阳能电池组件、和太阳能电池用密封膜的选择方法 - Google Patents

太阳能电池用密封膜、太阳能电池组件、和太阳能电池用密封膜的选择方法 Download PDF

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Abstract

提供的是：太阳能电池用密封膜，其用于构成具有600V以上的高系统电压的太阳能光伏发电设备的太阳能电池组件，所述太阳能电池用密封膜能够抑制PID现象的发生；和太阳能电池组件。一种太阳能电池用密封膜，其用于构成具有600V以上的系统电压的太阳能光伏发电设备的太阳能电池组件，所述太阳能电池用密封膜由包含乙烯‑极性单体共聚物和交联剂的组合物的交联固化膜来形成，并且特征在于：所述太阳能电池用密封膜在交联固化后在25℃下的体积电阻率(ρv[Ω·cm])(依照JIS K6911‑1995)和所述太阳能电池用密封膜的厚度(t[cm])的乘积，即ρv·t是5.0×1013以上；一种太阳能电池组件，其包括所述太阳能电池用密封膜；和一种太阳能电池用密封膜的选择方法，其特征在于：选择具有上述ρv·t值的太阳能电池用密封膜。

Description

太阳能电池用密封膜、太阳能电池组件、和太阳能电池用密封膜的选择方法
技术领域
本发明涉及包含乙烯-极性单体共聚物作为主要组分的太阳能电池用密封膜，特别涉及太阳能电池用密封膜，其能够抑制在系统电压为600V以上的太阳能发电设备的太阳能电池组件中的电势诱导衰减(PID)现象的产生；和太阳能电池组件。
背景技术
通常，就有效利用资源和防止环境污染等而言，已经广泛地使用将阳光直接转变为电能的太阳能电池。近年来，输出为1MW以上的称为兆级太阳能(mega solar)的大规模太阳能发电设备已经日益增加，由于输电系统的效率等的原因，需要高系统电压，并且也已经建立系统电压为600V以上的兆级太阳能，特别，系统电压为1,000V以上的兆级太阳能。
近年来，在具有高系统电压的这样的太阳能发电设备中，产生了在常规的太阳能电池组件中尚未见的称为电势诱导衰减(PID)现象的太阳能电池组件的性能劣化，这变成问题。PID现象是其中在太阳能电池组件的内部电路中产生电荷的极化，并且通过防止电子在电池内部移动而使输出明显降低的现象。这被认为是由于以下原因：在具有较高系统电压的太阳能发电设备中，高电位差产生在接地框架和太阳能电池组件的内部电路之间；例如湿度和温度等的外部因素对其起作用；并且泄露电流产生在组件的内部电路和框架之间。由于太阳能电池组件的各个部件的相互作用，产生PID现象，因此，抑制该产生的条件等尚未弄清楚。
如图1中示出，通常，太阳能电池组件如下生产：将由玻璃基板等构成的正面侧透明保护部件11、正面侧密封膜13A、例如硅晶体系发电元件的太阳能电池用单元14、背面侧密封膜13B、和背面侧保护部件(背面罩)12依次层压；在减压下进行脱气；然后将正面侧密封膜13A和背面侧密封膜13B通过热压接而交联固化从而彼此接着一体化。
为了获得高电气输出，太阳能电池组件通常通过将多个太阳能电池用单元14与互连器15连接来使用，并且为了确保太阳能电池用单元14的绝缘性，使用具有高绝缘性的密封膜13A和13B。
进一步，也已经开发了薄膜硅系和薄膜无定形硅系太阳能电池、和硒化铜铟(CIS)系太阳能电池等的薄膜太阳能电池组件，并且在此情况下，例如，将例如半导体层等的发电元件层通过化学气相沉积法等形成在例如玻璃基板和聚酰亚胺基板等的透明基板的表面上，其上层压密封膜等，并且接着一体化从而生产薄膜太阳能电池组件。
通常，作为用于上述太阳能电池组件的密封膜，使用由例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(下文中，也简称为EVA)和乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)等的乙烯-极性单体共聚物构成的膜。特别，优选使用EVA膜，这是因为便宜且具有高透明性。进一步，在密封膜用乙烯-极性单体共聚物中，为了改善密封膜的膜强度、耐久性、耐候性和粘合性等，将用于改善交联密度的例如有机过氧化物等的交联剂等按需要混合(例如，专利文献1)。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请特开No.H06-177412
发明内容
发明要解决的问题
如上所述，在具有高系统电压的太阳能发电设备中非常重要的是抑制PID现象的产生从而实现稳定的发电输出。进一步，由于太阳能电池组件的各个部件的相互作用，产生了PID现象，因此，认为为了抑制PID现象的产生也重要的是：选择密封太阳能电池用单元或薄膜太阳能电池用发电元件(在本发明中，这些也共同地称为太阳能电池元件)的太阳能电池用密封膜。
因此，本发明的目的是提供一种太阳能电池用密封膜，其用于构成系统电压为600V以上的太阳能发电设备的太阳能电池组件，其中可以抑制PID现象的产生；和一种太阳能电池组件。
进一步，本发明的目的是提供能够抑制上述PID现象的产生的太阳能电池用密封膜的选择方法。
用于解决问题的方案
为了选择能够抑制上述PID现象的产生的太阳能电池用密封膜，本发明人研究了各种条件，并且发现如果太阳能电池用密封膜具有规定水平以上的高绝缘性，则PID现象几乎不产生，因此已经实现了本发明。
即，上述目的通过太阳能电池用密封膜来实现，所述太阳能电池用密封膜用于构成系统电压为600V以上的太阳能发电设备的太阳能电池组件，其由包含乙烯-极性单体共聚物和交联剂的组合物的交联固化膜构成，并且特征在于交联固化后的太阳能电池用密封膜在温度25℃下的体积电阻率(ρv[Ω·cm])(依照JIS K6911-1995)和所述交联固化后的太阳能电池用密封膜的厚度(t[cm])的乘积(ρv·t)是5.0×1013以上。ρv·t的值优选7.0×1013以上，并且更优选1.0×1014以上。为了抑制PID现象的产生，ρv·t的值越高，越好，并且对上限没有特别限制。然而，考虑到太阳能电池用密封膜的透明性和加工性等，ρv·t的值优选1.0×1016以下。
根据本发明的太阳能电池用密封膜的优选实施方案如下。
(1)所述太阳能发电设备的系统电压是1,000V以上。所述太阳能发电设备是其中PID现象更容易地产生的太阳能发电设备，并且本发明的太阳能电池用密封膜更有效。
(2)所述乙烯-极性单体共聚物是乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。便宜且透明性优异。
(3)所述交联剂是有机过氧化物。可以实现粘合性和透明性等优异的密封膜。
(4)所述组合物进一步包括交联助剂和/或硅烷偶联剂。可以实现粘合性更优异的密封膜。
(5)所述交联固化后的太阳能电池用密封膜具有0.4至1.0mm的厚度。加工性优异。
(6)所述太阳能电池用密封膜是正面侧密封膜，所述正面侧密封膜配置在太阳能电池组件的太阳能电池元件和正面侧透明保护部件之间，并且用于密封太阳能电池元件。
如下述实施例中所示，在用于密封太阳能电池元件的受光面侧的正面侧密封膜的情况下，本发明的太阳能电池用密封膜可以有效抑制PID现象的产生。另外，在本发明中，用光照射太阳能电池元件的一侧(受光面侧)称为“正面侧”，并且太阳能电池元件的受光面的相反面侧称为“背面侧”。
进一步，上述目的通过太阳能电池组件来实现，所述太阳能电池组件构成系统电压为600V以上的太阳能发电设备，具有将太阳能电池用密封膜配置在太阳能电池元件与正面侧透明保护部件和/或背面侧保护部件之间的以及将所述太阳能电池元件通过所述太阳能电池用密封膜密封的结构，所述太阳能电池用密封膜由包含乙烯-极性单体共聚物和交联剂的组合物的交联固化膜构成，并且特性在于太阳能电池用密封膜(交联固化后)在温度25℃下的体积电阻率(ρv[Ω·cm])(依照JIS K6911-1995)和所述太阳能电池用密封膜(交联固化后)的厚度(t[cm])的乘积(ρv·t)是5.0×1013以上。所述交联后的太阳能电池用密封膜的ρv·t的值优选7.0×1013以上，并且更优选1.0×1014以上。为了抑制PID现象的产生，ρv·t的值越高，越好，并且对上限没有特别限制。然而，考虑到太阳能电池用密封膜的透明性和加工性等，ρv·t的值优选1.0×1016以下。
根据本发明的太阳能电池组件的优选实施方案如下。
(1)所述太阳能发电设备的系统电压是1,000V以上。所述太阳能发电设备是其中PID现象更容易地产生的太阳能发电设备，并且本发明的太阳能电池组件更有效。
(2)所述太阳能电池组件具有将所述太阳能电池用密封膜配置在所述太阳能电池元件与正面侧透明保护部件之间作为正面侧密封膜和将所述太阳能电池元件通过所述正面侧密封膜密封的结构。如下述实施例中所示，在本发明的太阳能电池组件中，在用于密封太阳能电池元件的受光面侧的正面侧密封膜的情况下，上述具有高绝缘性的太阳能电池用密封膜可以有效地抑制PID现象的产生。
(3)所述乙烯-极性单体共聚物是乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。可以实现具有便宜的且透明性优异的密封膜的太阳能电池组件。
(4)所述交联剂是有机过氧化物。可以实现具有粘合性和透明性等优异的密封膜的太阳能电池组件。
(5)所述太阳能电池用密封膜的组合物进一步包含交联助剂和/或硅烷偶联剂。可以实现具有粘合性更优异的密封膜的太阳能电池组件。
(6)所述交联固化后的太阳能电池用密封膜具有0.4至1.0mm的厚度。易于制造的太阳能电池组件可以通过加工性优异的密封膜来实现。
进一步，上述目的通过太阳能电池用密封膜的选择方法来实现，所述太阳能电池用密封膜是通过将包含乙烯-极性单体共聚物和交联剂的组合物交联固化来获得的太阳能电池用密封膜，并且用于构成系统电压为600V以上的太阳能发电设备的太阳能电池组件，所述选择方法的特征在于测量交联固化后的太阳能电池用密封膜在温度25℃下的体积电阻率(ρv[Ω·cm])(依照JISK6911-1995)和所述太阳能电池用密封膜的厚度(t[cm])，并且选择具有体积电阻率(ρv)和厚度(t)的乘积(ρv·t)为5.0×1013以上的太阳能电池用密封膜。结果，在构成具有高系统电压的太阳能发电设备的太阳能电池组件中，可以容易地选择具有适用于抑制PID现象的产生的高绝缘性的太阳能电池用密封膜。
发明的效果
根据本发明，在构成具有高系统电压的太阳能发电设备的太阳能电池组件中，可以提供能够抑制PID现象的产生的太阳能电池用密封膜。进一步，可以提供具有所述太阳能电池用密封膜的太阳能电池组件。结果，这些可以有助于大规模太阳能发电设备的稳定的发电输出。
附图说明
图1是在制造一般的太阳能电池组件时层压体的概略截面图。
图2是一般的太阳能电池组件的概略截面图。
具体实施方式
本发明的太阳能电池用密封膜是用于构成系统电压为600V以上的太阳能发电设备的太阳能电池组件的太阳能电池用密封膜。进一步，太阳能电池用密封膜由包含乙烯-极性单体共聚物和交联剂的组合物的交联固化膜构成，其特征在于交联固化后的太阳能电池用密封膜在温度25℃下的体积电阻率(ρv[Ω·cm])(依照JIS K6911-1995)和交联固化后的太阳能电池用密封膜的厚度(t[cm])的乘积(ρv·t)是5.0×1013以上。只要太阳能电池用密封膜具有这样的高绝缘性，就可以抑制变为构成具有高系统电压的太阳能发电设备的太阳能电池组件中的问题的PID现象的产生。原因不清楚，然而，认为的是，在组件的内部电路和接地框架之间的泄露电流的产生通过将在太阳能电池组件中的太阳能电池元件和保护部件之间的绝缘性增强至规定水平以上来抑制，结果，可以防止内部电路的电荷的极化。
ρv·t的值优选7.0×1013以上，并且更优选1.0×1014以上。为了抑制PID现象的产生，ρv·t的值越高，越好，并且对上限没有特别限制。然而，考虑到太阳能电池用密封膜的透明性和加工性等，ρv·t的值优选1.0×1016以下。
太阳能发电设备的系统电压越高，在组件的内部电路和接地框架之间的电位差越高，因此，PID现象易于产生。因此，近年来，在已经构建的系统电压为1,000V以上的太阳能发电设备的情况下，PID现象的产生的可能性变高。即使在框架之间的电位差高，本发明的太阳能电池用密封膜也可以抑制PID现象的产生，因此，其优选用于构成系统电压为1,000V以上的太阳能发电设备的太阳能电池组件。对太阳能发电设备的系统电压的上限没有特别限制，然而，在目前的系统中是1,500至2,000V。
下文中，将要更详细地解释本发明的太阳能电池用密封膜。
太阳能电池用密封膜的ρv·t的值取决于形成密封膜的组合物的配方、交联固化条件和密封膜的厚度。形成具有上述ρv·t的值的太阳能电池用密封膜的组合物的各种材料在以下示出。
[乙烯-极性单体共聚物]
在本发明中，乙烯-极性单体共聚物的极性单体的实例包括不饱和羧酸、其盐、其酯、其酰胺、乙烯基酯和一氧化碳。更具体地，实例包括例如丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、衣康酸、单甲基马来酸、单乙基马来酸、马来酸酐和衣康酸酐等的不饱和羧酸，和其例如锂、钠和钾等的单价金属的盐，和其例如镁、钙和锌等的多价金属的盐；例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丁酯和马来酸二甲酯等的不饱和羧酸酯；例如乙酸乙烯酯和丙酸乙烯酯等的乙烯基酯；一氧化碳；和二氧化硫的一种或两种以上。
更具体地，作为典型实例，乙烯-极性单体共聚物的实例包括例如乙烯-丙烯酸共聚物和乙烯-甲基丙烯酸共聚物等的乙烯-不饱和羧酸共聚物；其中乙烯-不饱和羧酸共聚物的全部或部分的羧基与上述金属中和的离聚物；例如乙烯-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-丙烯酸异丁酯共聚物和乙烯-丙烯酸正丁酯共聚物等的乙烯-不饱和羧酸酯共聚物；例如乙烯-丙烯酸异丁酯-甲基丙烯酸共聚物和乙烯-丙烯酸正丁酯-甲基丙烯酸共聚物等的乙烯-不饱和羧酸酯-不饱和羧酸共聚物，和其中全部或部分的羧基与上述金属中和的离聚物；和例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等的乙烯-乙烯基酯共聚物。
在本发明中，乙烯-极性单体共聚物特别优选乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)。据此，可以实现便宜的且透明性和加工性更优异的太阳能电池用密封膜。基于EVA，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的含量优选20至35质量％，更优选22至30质量％，并且特别优选24至28质量％。当在EVA中的乙酸乙烯酯的含量非常低时，要获得的密封膜变硬，并且会存在密封膜的透明性变低的风险。进一步，当该含量非常高时，密封膜的硬度不足，并且会存在加工性变低的情况。
在本发明的太阳能电池用密封膜中，除了乙烯-极性单体共聚物以外，可以进一步次要地使用聚乙烯醇缩醛系树脂(例如，聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩丁醛(PVB树脂)和改性的PVB)和氯乙烯树脂。在此情况下，特别优选PVB。
[交联剂]
在本发明的太阳能电池用密封膜中，交联剂可以形成乙烯-极性单体共聚物的交联结构，并且也可以在伴随增强密封膜的绝缘性的同时改善强度、粘合性、和耐久性。作为交联剂，优选使用有机过氧化物或光聚合引发剂。其中，优选使用有机过氧化物，这是因为获得了其中粘合性、透明性、耐湿性和耐贯通性的温度依赖性已经改善的太阳能电池用密封膜。作为有机过氧化物，可以使用任何有机过氧化物，只要在100℃以上的温度下分解并且产生自由基。
考虑到成膜温度、组合物的调节条件、固化温度、被粘物的耐热性和贮存稳定性，通常选择有机过氧化物；特别地，优选10小时半衰期分解温度为70℃以上的有机过氧化物。有机过氧化物可以单独或以两种以上的组合使用。
从树脂的加工温度和贮存稳定性的观点，有机过氧化物的实例包括例如过氧化苯甲酰系固化剂、过氧化新戊酸叔己酯、过氧化新戊酸叔丁酯、过氧化3,5,5-三甲基己酰、过氧化二正辛酰、过氧化月桂酰、过氧化硬脂酰、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化-2-乙基己酸酯、过氧化琥珀酸、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、2,5-二甲基-2,5-二(2-乙基己酰过氧化)己烷、1-环己基-1-甲基乙基过氧化-2-乙基己酸酯、叔己基过氧化-2-乙基己酸酯、过氧化4-甲基苯甲酰、叔丁基过氧化-2-乙基己酸酯、间甲苯酰+苯甲酰过氧化物(m-toluoyl+benzoyl peroxide)、过氧化苯甲酰、1,1-双(叔丁基过氧化)-2-甲基环己烷、1,1-双(叔己基过氧化)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(叔己基过氧化)环己烷、1,1-双(叔丁基过氧化)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(叔丁基过氧化)环己烷、2,2-双(4,4-二叔丁基过氧化环己基)丙烷、1,1-双(叔丁基过氧化)环十二烷、叔己基过氧化异丙基单碳酸酯(tert-hexyl peroxyl isopropyl monocarbonate)、叔丁基过氧化马来酸(tert-butyl peroxyl maleic acid)、叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基己烷、过氧化月桂酸叔丁酯(tert-butyl peroxyl laurate)、2,5-二甲基-2,5-二(甲基苯甲酰过氧化)己烷、叔丁基过氧化异丙基单碳酸酯、叔丁基过氧化-2-乙基己基单碳酸酯、过氧化苯甲酸叔己酯和2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰过氧化)己烷。
作为过氧化苯甲酰系固化剂，可以使用任何过氧化苯甲酰系固化剂，只要在70℃以上的温度下分解并且产生自由基；然而，优选10小时半衰期分解温度为70℃以上的过氧化苯甲酰系固化剂，并且考虑到调节条件、成膜温度、固化(接着)温度、被粘物的耐热性和贮存稳定性，可以适当地选择过氧化苯甲酰系固化剂。可使用的过氧化苯甲酰系固化剂的实例包括例如过氧化苯甲酰、2,5-二甲基己基-2,5-双过氧化苯甲酸酯、过氧化对氯苯甲酰、过氧化间甲苯酰、过氧化2,4-二氯苯甲酰和过氧化苯甲酸叔丁酯。
作为有机过氧化物，特别地，优选2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷和叔丁基过氧化-2-乙基己基单碳酸酯。据此，获得了绝缘性优异的太阳能电池用密封膜。
基于100质量份的乙烯-极性单体共聚物，有机过氧化物的含量特别是0.1至2质量份，更优选0.5至2质量份，并且特别优选1至2质量份。当有机过氧化物的含量低时，会存在不获得具有上述ρv·t的值的密封膜的情况；而当该含量非常高时，会存在与乙烯-极性单体共聚物的相容性变差的风险。
进一步，作为光聚合引发剂，可以使用任何已知的光聚合引发剂，然而，期望具有良好的混合后的贮存稳定性的光聚合引发剂。作为这样的光聚合引发剂，例如，可以使用乙酰苯酮系光聚合引发剂例如2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮和2-甲基-1-(4-(甲硫基)苯基)-2-吗啉代丙烷-1；苯偶姻系光聚合引发剂例如苄基二甲基缩酮；二苯甲酮系光聚合引发剂例如二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮和羟基二苯甲酮；噻吨酮系光聚合引发剂例如异丙基噻吨酮和2,4-二乙基噻吨酮；和作为其它特别的一种的甲基苯基乙醛酸酯；等等。特别优选包括2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、和2-甲基-1-(4-(甲硫基)苯基)-2-吗啉代丙烷-1、和二苯甲酮。这些光聚合引发剂可以按需要作为以任意比与例如4-二甲基氨基苯甲酸等的苯甲酸系光聚合引发剂，或例如叔胺等的已知一般的光聚合引发剂的一种或两种以上的混合物来使用。进一步，光聚合引发剂可以单独或以两种以上的组合使用。
基于100质量份的乙烯-极性单体共聚物，光聚合引发剂的含量优选0.5至5.0质量份。
[交联助剂]
对于本发明的太阳能电池用密封膜，在其组合物中，可以按需要进一步包含交联助剂。交联助剂可以改善乙烯-极性单体共聚物的胶凝率和密封膜的粘合性和耐久性，并且可以进一步改善绝缘性。
基于100质量份的乙烯-极性单体共聚物，交联助剂的含量通常是10质量份以下，优选0.1至5质量份，并且更优选0.5至2.5质量份。据此，获得了粘合性和绝缘性优异的密封膜。
除了例如氰脲酸三烯丙酯和异氰脲酸三烯丙酯等的三官能交联助剂以外，交联助剂(具有自由基聚合性基团作为官能团的化合物)的实例包括(甲基)丙烯酸酯(例如，NK酯)的单官能或双官能交联助剂。其中，优选氰脲酸三烯丙酯和异氰脲酸三烯丙酯，并且特别优选异氰脲酸三烯丙酯。
[粘合改进剂]
对于本发明的太阳能电池用密封膜，在其组合物中，可以按需要进一步包含粘合改进剂。作为粘合改进剂，可以使用硅烷偶联剂。据此，可以形成具有优异的粘合性的太阳能电池用密封膜。硅烷偶联剂的实例包括γ-氯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、和N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷。这些硅烷偶联剂可以单独或以两种以上的组合使用。其中，特别优选包括γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
基于100质量份的乙烯-极性单体共聚物，硅烷偶联剂的含量优选0.1至0.7质量份，并且特别优选0.3至0.65质量份。
[其它]
对于本发明的太阳能电池用密封膜，在其组合物中，为了改善或调节密封膜的各种性能(机械强度、包括透明性的光学性能、耐热性、耐光性、和交联速度等)，可以按需要进一步包含包括增塑剂、含丙烯酰氧基的化合物、含甲基丙烯酰氧基的化合物和/或含环氧基的化合物的各种添加剂。
对增塑剂没有特别限制，然而，通常，使用多元酸的酯和多元醇的酯。增塑剂的实例包括邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二己酯、三甘醇-二-2-乙基丁酸酯、癸二酸丁酯、四甘醇二庚酸酯和三甘醇二壬酸酯。增塑剂可以单独或以两种以上的组合使用。基于100质量份的乙烯-极性单体共聚物，增塑剂的含量优选在5质量份以下的范围内。
含丙烯酰氧基的化合物和含甲基丙烯酰氧基的化合物通常是丙烯酸或甲基丙烯酸的衍生物，并且该化合物的实例包括丙烯酸或甲基丙烯酸的酯和丙烯酸或甲基丙烯酸的酰胺。酯残基的实例包括例如甲基、乙基、十二烷基、硬脂基和月桂基等的直链状烷基、环己基、四氢化糠基、氨乙基、2-羟乙基、3-羟丙基、和3-氯-2-羟基丙基。酰胺的实例包括双丙酮丙烯酰胺。进一步，也可以包括例如乙二醇、三甘醇、聚丙二醇、聚乙二醇、三羟甲基丙烷和季戊四醇等的多元醇与丙烯酸或甲基丙烯酸的酯。
含环氧基的化合物的实例包括三缩水甘油基三(2-羟乙基)异氰脲酸酯、新戊二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、苯酚(亚乙基氧基)5缩水甘油醚、对叔丁基苯基缩水甘油醚、己二酸二缩水甘油醚、邻苯二甲酸二缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯、和丁基缩水甘油醚。
基于100质量份的乙烯-极性单体共聚物，含丙烯酰氧基的化合物、含甲基丙烯酰氧基的化合物或含环氧基的化合物以通常优选0.5至5.0质量份，并且特别优选1.0至4.0质量份的量包含。
进一步，对于本发明的太阳能电池用密封膜，在其组合物中，可以包含紫外线吸收剂、光稳定剂和防老剂。在包含紫外线吸收剂时，可以抑制乙烯-极性单体共聚物在照射光等的影响下的劣化，并且可以抑制片材变黄。对紫外线吸收剂没有特别限制，并且紫外线吸收剂的实例优选包括二苯甲酮系紫外线吸收剂例如2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正十二烷氧基二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、2,2'-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。进一步，基于100质量份的乙烯-极性单体共聚物，二苯甲酮系紫外线吸收剂的配混量优选0.01至5质量份。
另外，在也包含光稳定剂时，可以抑制乙烯-极性单体共聚物在照射光等的影响下的劣化，并且可以抑制密封膜变黄。作为光稳定剂，优选使用称为受阻胺系的光稳定剂；并且例如，光稳定剂的实例包括LA-52、LA-57、LA-62、LA-63LA-63p、LA-67和LA-68(这些全部由ADEKA CORPORATION制造)；Tinuvin 744、Tinuvin 770、Tinuvin 765、Tinuvin 144、Tinuvin 622LD和CHIMASSORB 944LD(这些全部由BASF制造)；和UV-3034(B.F.Goodrich制造)。进一步，光稳定剂可以单独或以两种以上的组合使用，并且基于100质量份的乙烯-极性单体共聚物，配混量优选0.01至5质量份。
例如，防老剂的实例包括例如N,N’-己烷-1,6-二基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺]等的受阻酚系抗氧化剂、磷系热稳定剂、内酯系热稳定剂、维生素E系热稳定剂和硫系热稳定剂。
[太阳能电池用密封膜的形成]
上述本发明的太阳能电池用密封膜可以依照已知方法来形成。
例如，本发明的太阳能电池用密封膜可以通过其中将上述各个材料通过使用超级混合机(高速流动混合机)或辊磨机等的已知方法混合而获得的组合物使用通常的挤出成型或压延成型(压延)等成型从而获得片状产品的方法来制造。进一步，片状产品也可以通过将组合物溶解入溶剂，将所得溶液使用涂布机器(涂布器)涂布在适当的支承体上，并且将所得涂层干燥从而形成涂膜来获得。另外，在形成膜时的加热温度优选其中交联剂不反应或难以反应的温度。例如，优选50至90℃的温度，并且特别优选40至80℃的温度。为了形成交联固化后具有上述ρv·t的值的太阳能电池用密封膜，交联固化前的太阳能电池用密封膜的厚度可以根据组合物的配方适当地调节。考虑到加工性，交联固化前的太阳能电池用密封膜的厚度优选0.4至2.0mm(交联固化后的太阳能电池用密封膜的厚度优选0.4至1.0mm)。
[太阳能电池组件]
对本发明的太阳能电池组件的结构没有特别限制，只要为其中将具有上述ρv·t的值的太阳能电池用密封膜(即，本发明的太阳能电池用密封膜)配置在太阳能电池元件(含有太阳能电池用单晶或多晶硅晶体系单元，和薄膜太阳能电池用发电元件)与正面侧透明保护部件和/或背面侧保护部件之间，并且用于密封太阳能电池元件的结构。为了充分密封在太阳能电池组件中的太阳能电池元件，例如，如图1中所示，将正面侧透明保护部件11、正面侧密封膜13A、太阳能电池用单元14(通过互连器15连接多个)、背面侧密封膜13B和背面侧保护部件12层压，并且密封膜可以根据例如热压接的常规方法交联固化。
在本发明的太阳能电池组件中，具有上述ρv·t的值的太阳能电池用密封膜可以同时用于正面侧密封膜13A和背面侧密封膜13B，并且如下述实施例(参考例)所示，特别在用于正面侧密封膜13A的情况下，优选该太阳能电池用密封膜，这是因为可以更有效地防止太阳能电池组件的PID现象的产生。
因此，在本发明的太阳能电池组件中，作为背面侧密封膜13B，可以使用具有上述ρv·t的值的太阳能电池用密封膜，并且也可以使用适用于背面侧密封膜的另外已知的太阳能电池用密封膜。
为了进行热压接，例如，层压体可以通过真空层压机在温度为135至180℃、进一步140至180℃并且特别155至180℃下加热0.1至5分钟的脱气时间于加压压力为0.1至1.5kg/cm2下加压接着5至30分钟的加压时间。在热压接期间，通过将包含于正面侧密封膜13A和背面侧密封膜13B的乙烯-极性单体共聚物例如EVA交联，如图2中所示，将正面侧透明保护部件11、背面侧透明部件12和太阳能电池用单元14(通过互连器15连接多个)经由正面侧密封膜(交联固化后)13Ac和背面侧密封膜(交联固化后)13Bc一体化，并且可以密封太阳能电池用单元14。
进一步，本发明的太阳能电池组件可以是薄膜太阳能电池组件，例如薄膜硅系或薄膜无定形硅系太阳能电池组件、和硒化铜铟(CIS)系太阳能电池组件，其中具有上述ρv·t的值的太阳能电池用密封膜已经用作该密封膜。在此情况下，例如，包括：其中将背面侧密封膜、背面侧保护部件层压在通过化学气相沉积法等形成在例如玻璃基板、聚酰亚胺基板和氟树脂系透明基板等的正面侧透明保护部件的表面上的薄膜太阳能电池元件层上的接着一体化结构；其中将正面侧密封膜和正面侧透明保护部件层压在形成在背面侧保护部件的表面上的薄膜太阳能电池元件上的接着一体化结构；和其中将正面侧透明保护部件、正面侧密封膜、薄膜太阳能电池元件、背面侧密封膜和背面侧保护部件依次层压的接着一体化结构。在也是薄膜太阳能电池组件的情况下，优选其中将具有上述ρv·t的值的太阳能电池用密封膜用作正面侧密封膜的结构。
用于太阳能电池组件的正面侧透明保护部件11通常可以是由硅酸盐玻璃等制成的玻璃基板。玻璃基板的厚度通常是0.1至10mm，并且优选0.3至5mm。玻璃基板通常可以是化学或热补强的玻璃基板。
对于背面侧保护部件12，优选使用例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等的塑料膜。进一步，考虑到耐热性和耐湿热性，也优选聚氟乙烯膜，特别聚氟乙烯膜/Al/聚氟乙烯膜依次层压的膜。
对于互连器15，通常使用对其进行焊料镀覆等的铜箔等。
进一步，如图2中所示，为了增强机械强度，太阳能电池组件通常附设有框架16。对于框架16，通常使用铝系框架。
在本发明的太阳能电池组件中，具有上述ρv·t的值的太阳能电池用密封膜的优选的实施方案与上述本发明的太阳能电池用密封膜的情况相同。
另外，如上所述，本发明的太阳能电池组件特征在于：具有其中太阳能电池元件使用具有上述ρv·t的值的太阳能电池用密封膜密封的结构。因此，例如正面侧透明保护部件、背面侧保护部件、太阳能电池元件和框架等的除了太阳能电池用密封膜以外的其它部件可以具有与传统已知的太阳能电池相同的构成，并且没有特别限制。
[太阳能电池用密封膜的选择方法]
太阳能电池用密封膜的选择方法是其中用于构成系统电压为600V以上的太阳能发电设备的太阳能电池组件并且可以抑制PID现象的产生的太阳能电池用密封膜选自通过将包含乙烯-极性单体共聚物和交联剂的组合物交联固化获得的太阳能电池用密封膜的方法。进一步，该方法的特征在于：测量交联固化后太阳能电池用密封膜在温度25℃下的体积电阻率(ρv[Ω·cm])(依照JIS K6911-1995)和该太阳能电池用密封膜的厚度(t[cm])；并且选择体积电阻率(ρv)和厚度(t)的乘积(ρv·t)为5.0×1013以上的太阳能电池用密封膜。据此，可以选择具有规定水平以上的高绝缘性的太阳能电池用密封膜。优选选择ρv·t的值为7.0×1013以上，并且进一步1.0×1014以上的太阳能电池用密封膜。
在本发明中，为了测定交联固化后的太阳能电池用密封膜的ρv·t的值，使用已经在与制备太阳能电池组件时的交联条件相同的条件下交联固化的密封膜的样品。具体地，例如，将交联固化前的太阳能电池用密封膜的片材夹在两个剥离膜之间，并且在太阳能电池组件的层压体的热压接条件下交联固化，之后，在样品除去剥离膜时，在温度25℃下的体积电阻率(ρv)依照JISK6911-1995测量，并且太阳能电池用密封膜的厚度(t)通过使用通用的厚度测量机等来测量。体积电阻率(ρv)的测量优选通过与高电阻区域的测量相对应的模型来测量。例如，可以通过使用Hiresta UP Model MCP-HT450(MitsubishiChemical Analytech Co.,Ltd.制造)和测量探针UR-100来进行测量。
另外，在上述选择方法中，对于具有ρv·t的值为5.0×1013(优选7.0×1013，并且更优选1.0×1014)的太阳能电池用密封膜，将在测量体积电阻率时获得的沿膜厚度方向的电阻值(R[Ω])记录为参考值，并且对于要选择的太阳能电池用密封膜的样品，在相同的条件下测量电阻值(R)，随后也可以选择电阻值(R)为参考值以上的太阳能电池用密封膜。膜厚度的测量可以省略，并且可以更容易选择太阳能电池用密封膜。进一步，根据测量装置、测量探针和测量温度等，电阻值(R)的测量值具有不同的值，因此，测量值是仅在相同的条件下测量的电阻值(R)中可以比较的数值。
实施例
下文中，将通过实施例的方式来解释本发明。
[实施例1至4，比较例1至6]
将在表1中示出的配方中的各个材料供给至辊磨机，并且在70至100℃下进行混炼从而制备太阳能电池用密封膜组合物。将太阳能电池用密封膜组合物在70至100℃下压延成型，并且在放置冷却之后，制备了太阳能电池用密封膜(交联固化前)。制备太阳能电池用密封膜以致各个密封膜的厚度在交联固化后是在表1中示出的厚度。
下一步，各个密封膜用作正面侧密封膜和背面侧密封膜，太阳能电池用单元夹在正面侧透明保护部件(玻璃板)和背面侧保护部件(PET膜)之间，并且制备了其中四个太阳能电池用单元已经连接(见图1和2)的太阳能电池微型组件。在加热下加压接着通过真空层压机在温度为155℃，脱气时间为5分钟，加压压力为1.0kg/cm2，加压时间为30分钟的热压接条件下进行。
进一步，各个密封膜(尺寸：100mm×100mm)夹在两个剥离PET膜之间，并且在加热下的加压接着在相同条件下进行从而制备用于测量交联固化后的太阳能电池用密封膜的体积电阻率(ρv[Ω·cm])和厚度(t[cm])的样品。
[参考例1和2]
为了检测其中本发明的密封膜用于正面侧密封膜的情况和其中本发明的密封膜用于背面侧密封膜的情况的效果之间的差别，如表2中所示，将不同密封膜用于各个正面侧密封膜和背面侧密封膜来制备太阳能电池微型组件。
[评价方法]
(1)输出保持率(％)
作为产生PID现象的模型试验，将各个制备的太阳能电池微型组件在受光面侧为底面侧的情况下浸渍在水槽中，并且在温度为60℃和相对湿度为85％下，将短路组件的输出端连接至负极，并且将正极连接至配置在水槽中的铜板，并且1,000V的电压施加24小时。
在试验前后，测量了各个太阳能电池微型组件的最大输出(Pmax)，并且计算了输出保持率((试验后的Pmax/试验前的Pmax)×100(％))。
对于输出保持率为98％以上的太阳能电池微型组件，上述试验进一步在与除了温度条件以外的相同条件下于85℃的温度下进行。
当输出保持率在温度60℃和85℃下都是98％以上时，判断为○；当输出保持率在温度60℃下是98％以上时并且当输出保持率在温度85℃下是小于98％时，判断为△；并且当输出保持率在温度60℃下是小于98％时，判断为×。结果在表1中示出。
(2)体积电阻率(ρv)
对于交联固化后的太阳能电池用密封膜的样品，体积电阻率(ρv[Ω·cm])通过使用Hiresta UP Model MCP-HT450(Mitsubishi Chemical Analytech Co.,Ltd.制造)和测量探针UR-100依照JIS K6911-1995在25℃下测量。结果在表1中示出。进一步，一并记载通过相同装置测量的电阻值(R[Ω])。
(3)厚度(t)
对于交联固化后的太阳能电池用密封膜，厚度(t[cm])通过使用厚度测量机(千分尺)来测量。结果在表1中示出。
[表2]
[评价结果]
从各个太阳能电池微型组件的输出保持率的评价结果中，确认的是：PID现象的产生在使用交联固化后的太阳能电池用密封膜的ρv·t的值为5.0×1013以上的密封膜的太阳能电池微型组件中得以抑制。进一步，在实施例4中对PID现象的产生的抑制效果轻微劣化，因此，表明的是：更优选ρv·t的值为1.0×1014以上的密封膜。
另外，从参考例1和2中，发现的是，在特别用于正面侧密封膜的情况下，本发明的太阳能电池用密封膜可以更有效地防止太阳能电池组件的PID现象的产生。
进一步，本发明不限于上述实施方案和实施例的构成，并且可以在本发明的要旨的范围内各式改变。
产业上的可利用性
根据本发明，在构成具有高系统电压的太阳能发电设备的太阳能电池组件中，提供了能够抑制PID现象的产生的太阳能电池用密封膜，并且本发明可以有助于稳定大规模太阳能发电设备的发电输出。
附图标记列表
11 正面侧透明保护部件
12 背面侧保护部件
13A 正面侧密封膜
13B 背面侧密封膜
14 太阳能电池用单元
15 互连器
16 框架

Claims (18)

1.一种太阳能电池用密封膜，其用于构成系统电压为600V以上的太阳能发电设备的太阳能电池组件，其包括：
包含乙烯-极性单体共聚物和交联剂的组合物的交联固化膜，
其中，在交联固化之后，太阳能电池用密封膜依照JIS K6911-1995的在25℃下的体积电阻率ρv[Ω·cm]和所述太阳能电池用密封膜的厚度t[cm]的乘积ρv·t是7.42×1013以上且1.94×1014以下，
在所述组合物中，所述交联剂的含量相对于所述乙烯-极性单体共聚物100质量份为0.1至1.4质量份。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池用密封膜，
其中所述太阳能发电设备的系统电压是1,000V以上。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池用密封膜，
其中所述乙烯-极性单体共聚物是乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池用密封膜，
其中所述交联剂是有机过氧化物。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池用密封膜，
其中所述组合物进一步包含交联助剂和/或硅烷偶联剂。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池用密封膜，
其中所述交联固化后的太阳能电池用密封膜具有0.4至1.0mm的厚度。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池用密封膜，
其中所述太阳能电池用密封膜是正面侧密封膜，所述正面侧密封膜配置在太阳能电池组件的太阳能电池元件和正面侧透明保护部件之间，并且用于密封所述太阳能电池元件。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池用密封膜，
其中所述交联剂包括叔丁基过氧化-2-乙基己基单碳酸酯。
9.一种太阳能电池组件，
其构成系统电压为600V以上的太阳能发电设备，
所述太阳能电池组件具有将太阳能电池用密封膜配置在太阳能电池元件与正面侧透明保护部件之间和/或配置在所述太阳能电池元件与背面侧保护部件之间、和将所述太阳能电池元件通过所述太阳能电池用密封膜来密封的结构，
其中所述太阳能电池用密封膜由包含乙烯-极性单体共聚物和交联剂的组合物的交联固化膜构成，和
交联固化后的太阳能电池用密封膜依照JIS K6911-1995的在25℃下的体积电阻率ρv[Ω·cm]和所述交联固化后的太阳能电池用密封膜的厚度t[cm]的乘积ρv·t是7.42×1013以上且1.94×1014以下，
在所述组合物中，所述交联剂的含量相对于所述乙烯-极性单体共聚物100质量份为0.1至1.4质量份。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池组件，
其中所述太阳能发电设备的系统电压是1,000V以上。
11.根据权利要求9所述的太阳能电池组件，
其中所述太阳能电池组件具有将作为正面侧密封膜的所述太阳能电池用密封膜配置在所述太阳能电池元件与所述正面侧透明保护部件之间和将所述太阳能电池元件通过所述正面侧密封膜来密封的结构。
12.根据权利要求9所述的太阳能电池组件，
其中所述乙烯-极性单体共聚物是乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
13.根据权利要求9所述的太阳能电池组件，
其中所述交联剂是有机过氧化物。
14.根据权利要求9所述的太阳能电池组件，
其中所述太阳能电池用密封膜的组合物进一步包含交联助剂和/或硅烷偶联剂。
15.根据权利要求9所述的太阳能电池组件，
其中所述交联固化后的太阳能电池用密封膜具有0.4至1.0mm的厚度。
16.根据权利要求9所述的太阳能电池组件，
其中所述交联剂包括叔丁基过氧化-2-乙基己基单碳酸酯。
17.一种太阳能电池用密封膜的选择方法，所述太阳能电池用密封膜通过将包含乙烯-极性单体共聚物和交联剂的组合物交联固化来获得，并且用于构成系统电压为600V以上的太阳能发电设备的太阳能电池组件，
在所述组合物中，所述交联剂的含量相对于所述乙烯-极性单体共聚物100质量份为0.1至1.4质量份；
所述选择方法包括：
测量交联固化后的太阳能电池用密封膜依照JIS K6911-1995的在25℃下的体积电阻率ρv[Ω·cm]，和所述交联固化后的太阳能电池用密封膜的厚度t[cm]；和
选择所述体积电阻率ρv和所述厚度t的乘积ρv·t为7.42×1013以上且1.94×1014以下的太阳能电池用密封膜。
18.根据权利要求17所述的太阳能电池用密封膜的选择方法，
其中所述交联剂包括叔丁基过氧化-2-乙基己基单碳酸酯。
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