CN1630104A - 真空层压装置及真空层压方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及真空层压装置，在基底材料(11)的凹凸部(11a)上设置太阳能电池组件(未图示)，由盖部件(14)密闭处理空间，由框体(12)的排气口(12h)对处理空间内的气体排气，盖部件(14)将太阳能电池组件推压向基底材料(11)，促进脱气。此时基底材料(11)的凹凸部(11a)成为通气层，进一步促进太阳能电池组件的脱气。由此提供低成本、加热性能好的，用于制造太阳能电池组件的真空层压装置。

Description

真空层压装置及真空层压方法

技术领域

本发明涉及真空层压装置及真空层压方法，特别是涉及对设置有太阳能电池组件结构材料等被层压体的处理空间进行真空排气，进行层压处理的真空层压装置及真空层压方法。

背景技术

由于工业革命后的化学燃料的大量消费，造成了大气污染，由CO₂的增加引起的温室效应等地球环境的恶化，近年来，对环境问题的认识已提到世界规模的高度。

在这样的状况下，对容易安全处置且清洁的能源的太阳能电池给予了很大的期望。

作为太阳能电池的种类有多种多样。具有代表性的有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池，化合物半导体太阳能电池等。其中，非晶硅太阳能电池由于能够由较低成本制造灵活的太阳能电池，且能够大面积化，所以近年来开始在新的领域应用。

一般地，太阳能电池组件是暴露于大气中而使用，所以为了供给可靠性高的元件，必须提高对温度、湿度、外部压力等的耐久性。作为其技术，就有真空层压处理技术。

图7是现有的真空层压装置的概略图，(A)是从上方看的立体图，(B)是沿A-A线的截面图。

现有的真空层压装置，具有板状的基底材料1001，以及在其上部环状配置，且内周侧的壁上有多个排气口(以下也有称为脱气口的情况)1002的筒管1003。筒管1003通过密封材料1004而与基底材料1001相密封。进而，通过全面覆盖该环状体的盖部件1005而形成为用于层压处理的处理空间1006，在该处理空间1006中配置作为被层压体的太阳能电池组件构成材料1007。而且，还有为了对处理空间1006抽真空的真空泵1008。

真空层压处理，首先在真空层压装置内配置叠层构成太阳能电池组件的片状的太阳能电池组件构成材料1007，由真空泵1008抽真空，除去各材料之间的空气，即进行脱气处理。接着在该抽真空的状态下加热。加热使温度上升，达到密封材料交联或硬化的温度，以规定的时间保持该温度直到足够地硬化。其后冷却，停止抽真空，回到大气压。

图8是由真空层压装置制备的太阳能电池组件的概略图。

在光生伏打元件1010的表面顺次形成表面密封材料1011及最表面覆盖材料(表面保护薄膜)1012，在光生伏打元件1010的背面形成背面密封材料1013，背面覆盖材料1014。

在现有的图7中的真空层压装置中，存在有难以确保促进太阳能电池组件构成材料1007与盖部件1005之间，以及太阳能电池组件构成材料1007与板状基底材料1001之间的脱气的通气层的问题。

特别是要制作非晶硅太阳能电池等适合于大面积化的太阳能电池组件时，由脱气不良会产生在构成太阳能电池组件的叠层部件之间容易残留气泡的问题。

为了解决这一问题，例如在专利文献1中，公开了在基底材料与太阳能电池构成材料之间形成通气层，改善脱气不良的技术。

图9是在基底材料与太阳能电池构成材料之间形成通气层的现有的真空层压装置的概略截面图。

太阳能电池构成材料1020，在板状基底材料1021上，通过由密封材料流出防止部件1022所覆盖的第一通气层构成部件(例如不锈钢网)1023与第二通气层构成部件(例如聚酯纤维无纺布)1024而配置。进而，叠层第二通气层构成部件1024，覆盖在太阳能电池构成材料1020的上面。而且，在其上面安装部件1025，使得全面覆盖图7(A)所示的环状体的筒管，进行真空脱气。

【专利文献1】特开平11-87743号公报(段号0045～0047，图6)。

发明内容

但是，在上述现有的真空层压装置中，由于在被层压体的下面，例如必须配置两种通气层构成部件和密封材料流出防止部件，所以层结构变得复杂，作为真空层压装置的成本增加。特别是，在近年大型化的太阳能电池组件的层压处理中，由于所述叠层部件也大型化，所以存在有处置困难，组装费用增加等问题。

而且，如上所述，在真空层压处理中，在配置叠层部件，抽真空的状态下，从外部对真空层压装置进行加热，但是对被层压体的加热，来自作为金属材料的基底材料的热传导是重要的，在现有的真空层压装置中，由于存在有热传导性不良的通气层构成部件及密封材料流出防止部件，所以存在有影响加热性能的问题。

本发明是鉴于上述问题而提出，其目的在于提供低成本、加热性能好的制造太阳能电池组件的真空层压装置。

而且，本发明的另一目的是提供低成本、加热性能好的制造太阳能电池组件的真空层压装置的方法。

在本发明中，为了解决上述问题，提供具有以下特征的真空层压装置：在对配置有被层压体的处理空间真空排气，进行层压处理的层压装置中，具有用于在与所述被层压体相接触的面上、设置有凹凸部的所述被层压体的基底材料；固定在所述基底材料上，具有用于对所述处理空间进行真空排气的排气口的框体；以及在所述层压处理时，密闭所述处理空间的盖部件。

根据上述结构，在由盖部件密闭处理空间，由框部件的排气口对处理空间内的空气进行排气，对被层压体进行脱气时，基底材料的凹凸部成为通气层，促进被层压体的脱气。

本发明的用于设置被层压体的基底材料的、与被层压体接触的面具有凹凸部，即使不设置通气层构成部件也能够确保被层压体与基底材料之间的通气层，所以可以用简单的结构促进被层压体的脱气。而且，由此能够削减真空层压装置的成本。而且，由于在基底材料与被层压体之间不使用热传导性不良的通气层构成部件，所以不会发生加热性能的恶化。

而且，以被层压体作为太阳能电池组件构成材料，由于是配置在基底材料上使受光面一侧与凹凸部相接触，所以在太阳能电池组件的受光面一侧形成凹凸，由此能够防止镜面反射，使太阳能电池组件的外观美化。

而且，使基底材料的与被层压体接触面的相反面为凹凸部，能够增加传热面积，使加热性能提高，此外，还能够增大摩擦力，使得由滚筒等搬送真空层压装置时不发生滑动。

附图说明

图1是现有的真空层压装置的从上方看的立体图。

图2是图1的A-A截面图。

图3是图1的B-B截面图。

图4是由本实施方式的真空层压装置进行层压处理的太阳能电池组件构成材料的概略结构图。

图5是表示层压处理情况的图。

图6是使用真空层压装置的太阳能电池组件制造装置的概略结构图。

图7是现有的真空层压装置的概略图。(A)是从上方看的立体图，(B)是沿A-A线的截面图。

图8是由真空层压装置制作的太阳能电池组件的概略图。

图9是在基底材料与太阳能电池组件构成材料之间设置通气层的现有的真空层压装置的概略截面图。

符号说明：10真空层压装置；11基底材料；11a、11b凹凸部；12框体；12h排气口；13板材；14盖部件；15排气端口；16阀；110真空泵。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式详细说明。

图1是本发明的真空层压装置的概略图。图2是图1的A-A截面图。图3是图1的B-B截面图。

本实施方式的真空层压装置10，具有用于设置被层压体(在以下的说明中称为太阳能电池组件构成材料)的基底材料11；固定在基底材料11上、具有对处理空间进行真空排气的排气口12h的框体12；固定框体12宽度方向端部的板材13，将处理空间密闭的盖部件14。进而，还有作为将框体部件与真空泵110进行连接的路径的排气端口15与阀16。

构成部件的板状基底材料11，是构成真空层压装置10的底部的构成部件。在基底材料11上，在与这里未图示的太阳能电池组件构成材料相接的面上，成型加工有凹凸部11a，在其相反的一面成型加工有凹凸部11b(参照图2、图3)。凹凸部11a具有作为脱气时通气层的功能，以及在太阳能电池组件构成材料上形成凹凸的功能，希望凹凸部11a的节距为0.3～0.8mm，高低差在0.2～0.6mm的范围内。而且，凹凸部11a的外围，希望位于比所配置的太阳能电池组件构成材料的外围更靠外侧。另一方面，相反一面的凹凸部11b，具有通过增加表面积而在加热时高效率地从周围的热风吸收热的功能，以及增大摩擦力，使得用滚筒等搬送真空层压装置10时不发生滑动的功能，希望凹凸部11b的节距为0.2～0.5mm，高低差在0.2～0.4mm范围内。

在制造太阳能电池组件中所使用的本实施方式的真空层压装置10中，要求基底材料11具有耐热性、刚性和轻量等特性。该部件中所使用的材料，主要是铁、铝等金属，但从成型性、焊接性、耐蚀性等观点看，希望使用不锈钢。而且，为了减少热容量与轻量化，必须减薄，但由于过薄时刚性恶化，所以希望例如为0.8～2.0mm的厚度。

框体12固定于基底材料11的相对的两边。而且，框体12由板材13固定于宽度方向的端部。在本实施方式中，框体12的截面形状如图2所示，由第一弯折面12a，第二弯折面12b，第三弯折面12c以及第四弯折面12d所构成。

第一弯折面12a与第二弯折面12b几乎弯折成直角，基底材料11的外围侧紧挨着第一弯折面12a，由电阻焊以约100mm的间隔点焊接。第三弯折面12c弯折成对于基底材料11具有约30°的狭角的形状。第四弯折面12d弯折，使第三弯折面12c与第四弯折面12d的弯折部分相对于基底材料有一定的间隙。该间隙成为排气口12h，为了提高排气效率，希望其高度与基底材料11的凹凸部11a的凸部大体吻合。

但是，如图3所示，在第四弯折面12d弯折时，为了紧密结合后述的盖部件14，在上述间隔的宽度方向两侧的规定范围内残留不对空气进行排气的密闭范围，从第三弯折面12c弯折。例如该密闭范围为10mm。

在上述框体12内，由框体12与基底材料11构成从排气口12h将处理空间的空气进行排气的排气空间12v。进而，在该排气空间12v中插入用于与板材13贯通，与真空泵110相连接的排气端口15。在层压处理时，由真空泵110从由盖部件14所密闭的处理空间通过排气口12h向排气空间12v排出空气。从该排气口12v通过排气端口15将空气排出。

还有，为了确保真空层压装置10的刚性，希望板材13与对面的框体12之间相连通。而且，将基底材料11的弯折部分作为板材，能够减少制造工序。而且，由于主要作为屋顶材料而使用的太阳能电池组件的长尺寸化，故处理空间也为长方形，但是考虑到排气效率，希望形成排气空间的相对两边的框体12作为长边。

与基底材料11同样，框体12也要求耐热性、刚性、轻量性等优异的性能，所以，作为材料，例如可以使用不锈钢。

而且，框体12与板材13，以及基底材料11与板材13之间的接合部分，例如可以由TIG(Tungsten Inert Gas Welding)方法进行点焊接。为了使点焊接部分完全抽真空时不泄漏，例如，使用硅密封剂“KE45”(KE45是信越シリコ一ン株式会社的注册商标)进行密封。还有，希望框体12与基底材料11的密封剂接合部分在接合前进行脱脂处理。

盖部件14密闭处理空间，在从排气空间12v抽真空的状态下，将配置的太阳能电池组件构成材料推压到基底材料11，以促进构成材料间的脱气为目的而使用。由此，盖部件14所要求的特性为耐热性、柔软性、轻量及抽真空时的气密性等。使用材料主要是硅树脂，例如，可以使用硅橡胶(厚度：2t，硬度：50，硅树脂通用型，Tigers PolymerLtd.生产)。

图4是由本实施方式的真空层压装置进行层压处理的太阳能电池组件构成材料的概略结构图。

太阳能电池组件构成材料18，从上方起由具有背面增强部件18a、热接合性密封材料18b、光生伏打元件18c、热接合性密封材料18d、表面覆盖材料18e的叠层结构所构成。在本实施方式中，光生伏打元件18c的受光面侧配置于基板11侧(面朝下)进行层压处理。为此，表面覆盖部件18e的外形，层压处理时从太阳能电池组件构成材料18所流出的热接合性密封材料18b、18d，以防止粘附于基底材料11为目的，具有比其它构成材料大的形状。在形成的太阳能电池组件中，来自外部的光，从表面覆盖部件18e，即最表面的透明树脂薄膜入射，到达光生伏打元件18c，所生成的电动势由未图示的输出端子传到外部。

图5是表示层压处理情况的图。

该图是与上述真空层压装置10的A-A截面图的图2相对应，表示了在基底材料11上面朝下设置图4所示的太阳能电池组件构成材料18，覆盖框体12的全面地罩上盖部件14从而密闭处理空间的状态。

层压处理时，如图所示，在基底材料11的凹凸部11a上配置太阳能电池组件构成材料18，进而在其上的处理空间中配置可剥型薄片部件21，从而防止从太阳能电池组件构成材料18流出的热接合性密封材料18b、18d粘附于盖部件14上。在面朝下的情况下，可剥型薄片部件21与太阳能电池组件构成材料18的背面增强部件18a相接合。由于背面增强部件18a是使用铜板等不通气的材料，所以也可以不使用通气性构成部件作为可剥型薄片部件21。

其后，将盖部件14与图3所示的密封范围重叠规定长度以上(例如2mm以上)而配置，全面覆盖相对的框体12。

在上述各部件配置完了后，启动真空泵110，开始对处理空间抽真空时，盖部件14将太阳能电池组件构成材料18推向基底材料11，促进太阳能电池组件构成材料18间的空气的脱气。此时，在基底材料11上形成的凹凸部11a成为通气层，进一步促进脱气。在由真空泵110脱气的状态下，上升到太阳能电池组件构成材料18的热接合性密封材料18b、18d的硬化温度(例如150℃)，保持至硬化终了(例如30分钟)。其后关闭阀16，在保持真空层压装置10内的真空的状态下冷却，打开阀16，使处理空间回到大气压。

在由这样的工序所形成的太阳能电池组件的受光面侧形成凹凸形状，能够防止镜面反射，使太阳能电池组件的外观美化。

以下对使用本发明实施方式的真空层压装置10的太阳能电池组件制造装置的概略加以说明。

图6是使用真空层压装置的太阳能电池组件制造装置的概略结构图。

在该图6所表示的太阳能电池组件制造装置100中配置的真空层压装置10，是将太阳能电池组件配置于处理空间的情况下的截面图，与图5相对应。

太阳能电池组件制造装置100，例如具有热风循环式的加热炉101，其中设置有上述本实施方式的真空层压装置10。在图6所示的太阳能电池组件制造装置100中，具有可一次制作10枚太阳能电池组件的结构。各真空层压装置10，通过安装于排气端口15的阀16而与加热炉101内的排气总岐管102相连接。

层压处理时，启动真空泵110，在对真空层压装置10的处理空间进行排气的状态下，使加热炉101的电源ON，进行加热。

如以上的说明，在本发明的实施方式的真空层压装置10中，由于使基底材料11的与被层压体相接触的层压面成为凹凸形状，所以即使是不使用通气层构成部件，也能够确保通气层，促进脱气。

而且，通过使基底材料11的与被层压体相接触面的相反一面上具有凹凸部，能够增加传热面积，提高加热性能，还能够提高由滚筒搬送真空层压装置10时的可靠性。

还有，在上述中，是对使用相对向的两个框体12进行层压处理的情况进行的说明，但作为框体，使用在基底材料11上环状固定的框体即可。

而且，在上述中，是面向下地对太阳能电池组件构成材料18进行层压处理的情况进行的说明，但也可以面向上地进行层压处理。在这种情况下，希望使用通气性构成部件作为可剥型薄片部件21。

而且，在上述中，作为被层压体，并不限于太阳能电池组件构成材料18，例如也可以适用于需要层压处理的半导体关联装置的制造。

本发明可以适用于制造工序中需要进行层压处理的太阳能电池组件及半导体装置等。

Claims (9)

1.一种真空层压装置，其可对配置有被层压体的处理空间进行真空排气、层压处理，其特征在于，

在与所述被层压体接触的面上有凹凸部的用于设置所述被层压体的基底材料；

固定在所述基底材料上，具有用于对所述处理空间进行真空排气的排气口的框体；以及

在所述层压处理时，密闭所述处理空间的盖部件。

2.根据权利要求1所述的真空层压装置，其特征在于，所述凹凸部的外围位于比所述被层压体的外围更靠外侧。

3.根据权利要求1所述的真空层压装置，其特征在于，所述凹凸部的凸部达到所述排气口的高度。

4.根据权利要求1所述的真空层压装置，其特征在于，所述盖部件在所述层压处理时将所述被层压体推压到所述基底材料上。

5.根据权利要求1所述的真空层压装置，其特征在于，所述被层压体是太阳能电池组件结构材料，配置于所述基底材料上，使得受光面一侧与所述凹凸部相接触。

6.根据权利要求1所述的真空层压装置，其特征在于，在所述基底材料的与所述被层压体相接触的面的相反面上具有凹凸部。

7.一种真空层压方法，其可对配置有被层压体的处理空间进行真空排气、层压处理，其特征在于，

所述真空层压方法具有以下工序：在与所述被层压体相接触的面上有凹凸部的基底材料上，设置所述被层压体的工序；

设置盖部件，使得将固定在所述基底材料上，具有用于对所述处理空间进行真空排气的排气口的整个框体覆盖的工序；以及

由所述排气口一边对所述处理空间真空排气一边加热的工序。

8.根据权利要求7所述的真空层压方法，其特征在于，在所述真空排气时，通过所述盖部件将所述被层压体推压到所述基底材料一侧。

9.根据权利要求7所述的真空层压方法，其特征在于，所述被层压体是太阳能电池组件结构材料，配置于所述基底材料上，使受光面一侧与所述凹凸部相接触。

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