DE112011102313T5 - Herstellungsverfahren des Solarzellenmoduls - Google Patents

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Kazuyuki Oogi
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Du Pont Mitsui Polychemicals Co Ltd
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Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls zur Verfügung, umfassend: einen ersten Verfahrensschritt der Montage eines Modul-Schichtkörpers, der zumindest ein Glasbauteil, ein Kapselungsmittel, ein Solarzellenelement und ein durchscheinendes Bauteil in dieser Reihenfolge umfasst, und bei welchem der äußere Umfang des Kapselungsmittels an einer Innenseite von äußeren Umfängen des Glasbauteils und des durchscheinenden Bauteils positioniert ist, auf einer Montageplatte eines Doppelvakuumkammersystem-Laminators, der eine erste Kammer und eine zweite Kammer, welche durch das flexible Bauteil unterteilt werden, und die Montageplatte umfasst, die in der zweiten Kammer gegenüber dem flexiblen Bauteil bereitgestellt ist und eine Heizvorrichtung umfasst, wobei der Modul-Schichtkörper auf der Montageplatte so montiert ist, dass das Glas-Bauteil sich auf der Seite des flexiblen Bauteils befindet; einen zweiten Verfahrensschritt des Absenkens des Drucks im Inneren der ersten Kammer und im Inneren der zweiten Kammer; und ein drittes Verfahren des Wärme-Druck-Bondens und der Integration des Modul-Schichtkörpers durch das Erhöhen eines Drucks in der ersten Kammer von 0,005 MPa auf 0,090 MPa (Manometerdruck von –0,096 MPa bis –0,011 MPa) und das Pressen des Modul-Schichtkörpers auf die erhitzte Montageplatte durch das flexible Bauteil, das einer Biegeverformung ausgesetzt war.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Ein Solarzellenelement wird oft unter Verwendung eines monokristallinen Siliziumsubstrats oder ein polykristallinen Siliziumsubstrats hergestellt. Weiterhin ist die Konfiguration eines Solarzellenmoduls einschließlich eines Solarzellenelements üblicherweise eine Konfiguration, bei der ein Kapselungsmittel, welches ein Ethylen/Vinylacetat-Copolymer (EVA) oder dergleichen als Hauptbestandteil aufweist, zwischen einem durchscheinenden Substrat und einem Rückseitenschutzbauteil eingeschlossen ist, und das Solarzellenelement durch das Kapselungsmittel eingekapselt ist. Der Grund dafür, dass das Solarzellenmodul mit der oben erwähnten Konfiguration versehen ist, ist, dass das Solarzellenelement empfindlich gegenüber physischer Einwirkung ist, und weiterhin, dass es notwendig ist, das Solarzellenelement vor Verwitterung oder physischem Schaden zu schützen, wenn das Solarzellenmodul im Freien installiert ist.
  • Als ein Verfahren für die Herstellung des Solarzellenmoduls ist ein Herstellungsverfahren üblich, bei welchem ein Modul-Schichtkörper, erhalten durch das Übereinanderanordnen des durchscheinenden Substrats, des Kapselungsmittels, des Solarzellenelements, des Kapselungsmittels und des Rückwandschutzelements, in dieser Reihenfolge, hergestellt wird, und der Modul-Schichtkörper dem Hitze-Druck-Bonden ausgesetzt wird und unter Nutzung eines Doppelvakuumkammersystem-Laminators integriert wird, um das Solarzellenmodul zu erhalten.
  • 7 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche ein Beispiel eines Doppelvakuumkammersystem-Laminators zeigt.
  • Der in 7 gezeigte Doppelvakuumkammersystem-Laminator umfasst eine Membran (hierin nachstehend zuweilen ”flexibles Element” genannt) 101 (zum Beispiel eine Membran aus Silikongummi), eine obere Kammer (hierin nachstehend zuweilen ”erste Kammer” genannt) 102 und eine untere Kammer (hierin nachstehend zuweilen ”zweite Kammer” genannt) 104, die durch die Membran 101 unterteilt werden, und eine Montageplatte 103, die in der unteren Kammer 104 bereitgestellt wird. Eine Heizvorrichtung 133 ist in die Montageplatte 103 eingebaut. Ein Modul-Schichtkörper 207, der als Gegenstand der Wärme-Druck-Bonding-Behandlung dient, ist an der Montageplatte 103 montiert. 8 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche den Modul-Schichtkörper 207 zeigt, der ein Beispiel eines herkömmlichen Modul-Schichtkörpers ist. Wie in 8 gezeigt wird, weist der Modul-Schichtkörper 207 eine Konfiguration auf, bei welcher ein durchscheinendes Substrat 221, ein Kapselungsmittel 222, ein Solarzellenelement 223, ein Kapselungsmittel 224 und ein Rückseitenschutzbauteil 225 in dieser Reihenfolge übereinander angeordnet sind. Das durchscheinende Substrat 221, das Kapselungsmittel 222, das Kapselungsmittel 224 und das Rückseitenschutzbauteil 225 sind so angeordnet, dass äußere Umfänge dieser jeweiligen Elemente überlappen, wenn von einer normalen Richtung dieser jeweiligen Elemente aus gesehen (in dieser Hinsicht sind die Formen und Größen, von einer normalen Richtung aus betrachtet, der jeweiligen Elemente die gleichen).
  • Ein Beispiel eines Herstellungsverfahrens, welches den in 7 gezeigten Laminator verwendet, wird nachstehend als ein Beispiel eines herkömmlichen Herstellungsverfahrens eines Solarzellenmoduls erläutert.
    • (1) Das durchscheinende Substrat 221, das Kapselungsmittel 222, das Solarzellenelement 223, das Kapselungsmittel 224 und das Rückseitenschutzbauteil 225 sind in dieser Reihenfolge übereinander gelagert, um den Modul-Schichtkörper 207 auszubilden. Danach wird die untere Kammer 104 geöffnet, und der Modul-Schichtkörper 207 wird auf der Montageplatte 103 so montiert, dass das durchscheinende Substrat 221 sich auf der Seite der Montageplatte 103 befindet und das Rückseitenschutzbauteil 225 sich auf der Seite der Membran 101 befindet. Danach wird die untere Kammer 104 geschlossen.
    • (2) Die obere Kammer 102 wird der Vakuum-Druckabsenkung unterzogen.
    • (3) Gleichzeitig mit der Beendigung der Vakuum-Druckabsenkung der oberen Kammer 102 wird die Vakuum-Druckabsenkung ebenfalls in Bezug auf die untere Kammer 104 vorgenommen.
    • (4) Das Erhitzen des Kapselungsmittels 224 und 222 wird durch das Erhitzen der Montageplatte 103 durch die Heizvorrichtung 133 vorgenommen. Das Erhitzen des Kapselungsmittels 224 und 222 wird durchgeführt, bis eine Temperatur erreicht wird, bei der ein Harz, welches das Kapselungsmittel 224 und 222 bildet, welch wird oder schmilzt.
    • (5) Danach wird die obere Kammer 102 auf atmosphärischen Druck zurückgebracht, während die Vakuum-Druckabsenkung der unteren Kammer 104 aufrechterhalten wird, der Modul-Schichtkörper 207 wird durch die Membran 101 hin zur Montageplatte 103 unter Nutzung des Druckunterschiedes zwischen der unteren Kammer 104 und der oberen Kammer 102 gepresst, und der Modul-Schichtkörper wird dem Wärme-Druck-Bonden ausgesetzt.
    • (6) Wenn das Harz, welches das Kapselungsmittel 224 und 222 bildet, ein Harz ist, das eine Vernetzungsreaktion erfordert (zum Beispiel ein Ethylen/Vinylacetat-Copolymer (EVA)), wird das Kapselungsmittel 224 und 222 weiter auf eine Temperatur erhitzt, bei welcher eine Vernetzungsreaktion hervorgerufen wird, und jene Temperatur wird aufrechterhalten, bis die Vernetzung abgeschlossen ist.
    • (7) Nachdem eine ausreichende Druck-Bonding-Zeit verstrichen ist, wird die untere Kammer 104 auf atmosphärischen Druck zurückgeführt. Danach wird die Kammer 104 geöffnet, und das Solarzellenmodul, welches durch die Integration des Modul-Schichtkörpers 207 erzielt wurde, wird entnommen.
  • Bei einem herkömmlichen Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls, wie demjenigen, das oben beschrieben ist, gibt es Fälle, wo Luftblasen im hergestellten Solarzellenmodul erzeugt werden. Das Erzeugen von Luftblasen verursacht eine Delaminierung von einem Ort derselben, das Eindringen von Regenwasser und Isolierungsmängel, und es ist aus diesem Grunde nicht vorzuziehen. Die Luftblasen haben eine Reihe von Ursachen, wie zum Beispiel unzureichende Entleerung (Entlüftung) von Luft, die sich zwischen den jeweiligen gebondeten Elementen befindet, unzureichende Entleerung (Entlüftung) von Luft, die im schmelzenden Kapselungsmittel aufgenommen wird, unzureichende Entleerung (Entlüftung) von flüchtigen Bestandteilen, die in Materialien enthalten sind, welche die jeweiligen Elemente bilden, und dergleichen.
  • Verschiedene Verfahren sind vorgeschlagen worden, um Luftblasen in einem Solarzellenmodul zu verhindern.
  • Zum Beispiel ist ein Verfahren für das Verhindern eines Schäumeffekts bekannt, der durch den schnellen Zerfall eines im Kapselungsmittel enthaltenen Vernetzungsmittels verursacht wird (zum Beispiel wird Bezug genommen auf das Japanische Patent Nr. 4401649 ).
  • Weiterhin ist ein Verfahren des Einleiten des Erhitzens nach Vornahme der vorbereitenden Druckanwendung zur Durchführung des Hitze-Druck-Bondens bekannt (zum Beispiel wird Bezug genommen auf die Offengelegte Japanische Patentanmeldung ( JP-A) Nr. 2003-282920 ).
  • Es ist ebenfalls ein Verfahren bekannt für das Durchführen des Hitze-Druck-Bondens nach dem Belassen des Schicht-Körpers in einem Vakuumzustand für einen kurzen Zeitraum vor dem Erhitzen (es wird zum Beispiel Bezug genommen auf das Japanische Patent Nr. 2915327 ).
  • Weiterhin ist ein Doppelvakuumkammersystem-Laminator, der Induktionsheizung zum Einsatz bringt, bekannt (zum Beispiel wird Bezug genommen auf JP-A Nr. 2010-23485 ).
  • Weiterhin ist ein Kapselungsverfahren für ein Solarzellenmodul bekannt, wobei durch das Vorerhitzen der Membran auf eine vorab festgelegte Temperatur vor dem Pressen und Erhitzen eines zu laminierenden Körpers, das Erzeugen eines großen Temperaturunterschieds zwischen einer Seite der Fläche, welche die Montageplatte 103 kontaktiert und einer Seite der Fläche, die durch die Membran gepresst wird, zum Zeitpunkt des Pressens und Erhitzens des zu laminierenden Körpers verhindert werden kann. (zum Beispiel wird Bezug genommen auf das Japanische Patent Nr. 4347454 ).
  • Weiterhin ist als ein Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls mit gutem Erscheinungsbild, bei dem restliche Luftblasen, die Bewegung der Solarzelle oder das Herausdrücken eines Kapselungsharzes aus der Endfläche unterdrückt werden können, ein Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls bekannt, wobei ein Druck innerhalb eines Kapselungsbearbeitungsbehälters auf 0,05 MPa oder höher oder auf gleich dem atmosphärischen Druck oder geringer angepasst wird (es wird zum Beispiel Bezug genommen auf das Japanische Patent Nr. 387515 und die Internationale Veröffentlichung (WO) Nr. 2004/038811 ).
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABE
  • Gemäß Studien der gegenwärtigen Erfinder ist jedoch festgestellt worden, dass bei einem Verfahren, welches einen Doppelvakuumkammersystem-Laminator verwendet, bei welchem der Modul-Schichtkörper durch die Membran durch die Rückführung der entlüfteten oberen Kammer zum atmosphärischen Druck gepresst wird, um das Solarzellenmodul zu erhalten, in einem Fall, wo ein Glasbauteil als ein Bauteil des Modul-Schichtkörpers eingeschlossen ist, Luftblasen leicht in einem Eckabschnitt des Solarzellenmoduls erzeugt werden.
  • Weiterhin ist herkömmlicherweise ein Modul-Schichtkörper, der so konfiguriert ist, dass äußere Umfänge der jeweiligen Bauteile überlappen, wie beim Modul-Schichtkörper 207, der in 7 gezeigt wird, oft als Modul-Schichtkörper genutzt worden. Bei einem Modul-Schichtkörper, der eine solche Konfiguration aufweist, wird geschmolzenes Kapselungsmittel aus den äußeren Umfängen des durchscheinenden Substrats und dem Rückseitenschutzbauteil nach der Wärme-Druck-Bondingbearbeitung herausgedrückt. Hier wurde das Entfernen des Kapselungsmittels, welches aus den äußeren Umfängen des durchscheinenden Substrats und des Rückseitenschutzbauteils herausgedrückt wurde, herkömmlicherweise nach der Wärme-Druck-Bondingbearbeitung vorgenommen. Dieser Arbeitsschritt für das Entfernen des Kapselungsmittels wird Trimmen genannt.
  • In den letzten Jahren wurden, um das oben genannte Trimmen zu vermeiden, Kapselungsmittel verwendet, die kleiner waren als das durchscheinende Substrat und das Rückwandschutzelement, und die Struktur des Modul-Schichtkörpers wurde zu einer Struktur gestaltet, bei der äußere Umfange des Kapselungsmittels an einer Innenseite der äußeren Umfange des durchscheinenden Substrats und des Rückseitenschutzbauteils angeordnet sind. Im Ergebnis davon wird das Herausdrücken von Kapselungsmittel aufgrund der Wärme-Druck-Bondingbearbeitung verhindert.
  • Gemäß Studien der gegenwärtigen Erfinder hat sich jedoch herausgestellt, dass in einem Fall, bei dem die Struktur des Modul-Schichtkörpers zur vorgenannten ”Struktur gestaltet wird, bei der äußere Umfange des Kapselungsmittels an einer Innenseite der äußeren Umfange des durchscheinenden Substrats und des Rückseitenschutzbauteils angeordnet sind” und der Modul-Schichtkörper unter Nutzung eines herkömmlichen Herstellungsverfahrens eines Solarzellenmoduls dem Wärme-Druck-Bonding ausgesetzt wird, die Formen des Kapselungsmittels leicht durch die Wärme-Druck-Bondingbearbeitung verformt werden können.
  • Die vorliegende Erfindung ist angesichts der oben erwähnten Umstände erzielt worden. Unter den oben genannten Umständen wird ein Herstellungsverfahren für ein Solarzellenmodul, durch welches die Erzeugung von Luftblasen in Eckabschnitten unterdrückt wird und die Verformung des Kapselungsmittels durch die Wärme-Druck-Bondingbearbeitung unterdrückt wird, zum Zeitpunkt der Herstellung des Solarzellenmoduls geboten.
  • MITTEL ZUR LÖSUNG DER AUFGABE
  • Konkrete Mittel für die Lösung der vorgenannten Aufgaben sind wie folgt:
    • <1> Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls, umfassend: einen ersten Verfahrensvorgang der Montage eines Modul-Schichtkörpers, der zumindest ein Glasbauteil, ein Kapselungsmittel, ein Solarzellenelement und ein durchscheinendes Bauteil in dieser Reihenfolge umfasst, und bei welchem der äußere Umfang des Kapselungsmittels an einer Innenseite von äußeren Umfangen des Glasbauteils und des durchscheinenden Bauteils positioniert ist, auf einer Montageplatte eines Doppelvakuumkammersystem-Laminators, der ein flexibles Bauteil, eine erste Kammer und eine zweite Kammer, welche durch das flexible Bauteil unterteilt werden, und die Montageplatte umfasst, die in der zweiten Kammer gegenüber dem flexiblen Bauteil bereitgestellt ist und eine Heizvorrichtung umfasst, wobei der Modul-Schichtkörper auf der Montageplatte so montiert ist, dass das Glas-Bauteil sich auf der Seite des flexiblen Bauteils befindet; einen zweiten Verfahrensvorgang des Absenkens des Drucks im Inneren der ersten Kammer und im Inneren der zweiten Kammer nach dem ersten Verfahrensvorgang; und einen dritten Verfahrensvorgang des Wärme-Druck-Bondens und der Integration des Modul-Schichtkörpers durch Erhöhen eines Drucks in der ersten Kammer von 0,005 MPa auf 0,090 MPa (Manometerdruck von –0,096 MPa bis –0,011 MPa) und Pressen des Modul-Schichtkörpers auf die erhitzte Montageplatte durch das flexible Bauteil, das einer Biegeverformung ausgesetzt war, nach dem zweiten Verfahrensvorgang.
    • <2> Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls nach <1>, dadurch gekennzeichnet, dass ein Biegeelastizitätskoeffizient des durchscheinenden Bauteils 1 GPa oder größer ist.
    • <3> Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls nach <1> oder <2>, dadurch gekennzeichnet, dass das durchscheinende Bauteil ein Glasbauteil ist.
    • <4> Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls nach einem von <1> bis <3>, dadurch gekennzeichnet, dass das Kapselungsmittel ein Ionomer eines Ethylen/ungesättigte Karbonsäure-Copolymers umfasst.
    • <5> Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls nach einem von <1> bis <4>, dadurch gekennzeichnet, dass der Modul-Schichtkörper das Kapselungsmittel und das Glasbauteil, in dieser Reihenfolge, auf einem amorphen Siliziumsolarzellenelement des durchscheinenden Bauteils umfasst, auf welchem das amorphe Siliziumsolarzellenelement ausgebildet ist.
    • <6> Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls nach einem von <1> bis <5>, dadurch gekennzeichnet, dass der Modul-Schichtkörper das Kapselungsmittel, welches ein Ionomer eines Ethylen/ungesättigte Karbonsäure-Copolymers enthält, und das Glasbauteil, in dieser Reihenfolge, auf einem amorphen Siliziumsolarzellenelement des durchscheinenden Bauteils umfasst, auf welchem das amorphe Siliziumsolarzellenelement ausgebildet ist.
    • <7> Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls nach einem von <1> bis <6>, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke des Glasbauteils 4 mm oder weniger beträgt.
    • <8> Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls nach einem von <1> bis <7>, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand zwischen dem äußeren Umfang des Kapselungsmittels und den äußeren Umfangen des Glasbauteils und des durchscheinenden Bauteils 1,5 mm bis 25 mm beträgt.
  • WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls bereitgestellt werden, durch welches die Erzeugung von Luftblasen an Eckabschnitten unterdrückt wird und die Verformung des Kapselungsmittels durch die Wärme-Druck-Bondingbearbeitung zum Zeitpunkt der Herstellung des Solarzellenmoduls unterdrückt wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG VON ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel eines Laminators zeigt, welcher vorzugsweise bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • 2 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel eines Modul-Schichtkörpers bei der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 3 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein anderes Beispiel des Modul-Schichtkörpers bei der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 4 ist ein Foto, das einen Eckabschnitt eines Solarzellenmoduls gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 zeigt.
  • 5 ist ein Foto, welches die Gesamtheit eines Solarzellenmoduls gemäß Beispiel 2 zeigt.
  • 6 ist ein Foto, welches die Gesamtheit eines Solarzellenmoduls gemäß dem Vergleichsbeispiel 3 zeigt.
  • 7 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel eines herkömmlichen Laminators zeigt.
  • 8 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel eines herkömmlichen Modul-Schichtkörpers zeigt.
  • BESTE ART UND WEISE DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Ein Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls der vorliegenden Erfindung umfasst: einen ersten Verfahrensschritt der Montage eines Modul-Schichtkörpers, welcher zumindest ein Glasbauteil, ein Kapselungsmittel, ein Solarzellenelement und ein durchscheinendes Bauteil in dieser Reihenfolge umfasst, und bei welchem der äußere Umfang des Kapselungsmittels an einer Innenseite von äußeren Umfangen des Glasbauteils und des durchscheinenden Bauteils positioniert ist, auf einer Montageplatte eines Doppelvakuumkammersystem-Laminators, der ein flexibles Bauteil, eine erste Kammer und eine zweite Kammer, welche durch das flexible Bauteil unterteilt werden, und die Montageplatte umfasst, die in der zweiten Kammer bereitgestellt ist und eine Heizvorrichtung umfasst, wobei der Modul-Schichtkörper auf der Montageplatte so montiert ist, dass das Glas-Bauteil sich auf der Seite des flexiblen Bauteils befindet; einen zweiten Verfahrensschritt des Absenkens des Drucks im Inneren der ersten Kammer und im Inneren der zweiten Kammer; und einen dritten Verfahrensschritt des Wärme-Druck-Bondens und der Integration des Modul-Schichtkörpers, um ein Solarzellenmodul zu erzielen, durch das Erhöhen eines Drucks in der ersten Kammer von 0,005 MPa auf 0,090 MPa (Manometerdruck von –0,096 MPa bis –0,011 MPa) und das Pressen des Modul-Schichtkörpers auf die erhitzte Montageplatte durch das flexible Bauteil, das einer Biegeverformung ausgesetzt war, nach dem zweiten Verfahrensschritt.
  • Nach dem Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls der vorliegenden Erfindung wird die Erzeugung von Luftblasen an Eckabschnitten unterdrückt, und die Verformung des Kapselungsmittel durch die Wärme-Druck-Bondingbearbeitung wird zum Zeitpunkt der Herstellung des Solarzellenmoduls unterdrückt.
  • Es wird angenommen, dass die Gründe für die Erzielung der vorerwähnten Wirkungen die folgenden sind. Die vorliegende Erfindung wird jedoch nicht durch die folgenden Gründe eingeschränkt.
  • Beim herkömmlichen Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls wurde zum Zeitpunkt des Pressens des Modul-Schichtkörpers, der das Rückwandschutzelement, das Kapselungsmittel, das Solarzellenmodul, das Kapselungsmittel und das durchscheinende Substrat in dieser Reihenfolge umfasst, mit der Membran, um die Wärme-Druck-Bondingbearbeitung unter Nutzung des Doppelvakuumkammersystem-Laminators die obere Kammer auf atmosphärischen Druck (0,101 MPa; das heißt einen Manometerdruck von 0 MPa) erhöht.
  • Beim vorerwähnten herkömmlichen Herstellungsverfahren traten jedoch in einem Fall, bei dem ein Glasbauteil (Glasplatte) als das Rückseitenschutzbauteil verwendet wurde, die folgenden Probleme aufgrund der Tatsache auf, dass das Glasbauteil eine hohe Steifigkeit (Biegeelastizitäts-Koeffizient) aufweist, und der Tatsache, dass die Druck-Bonding-Kraft (Pressen) zu stark ist.
  • Das heißt, nach der Wärme-Druck-Bondingbearbeitung, zu dem Zeitpunkt, wenn die untere Kammer auf atmosphärischen Druck zurückgeführt wird und das Glasbauteil aus dem Druck durch die Membran freigegeben wird, eine zurücktreibende Kraft, die aus einem Zustand des Pressens durch die Membran und des Biegens zurücktreibt und versucht, zu einer ursprünglichen Form zurückzukehren, eine starke Wirkung in Bezug auf das Glasbauteil ausübt. Das heißt, aufgrund des Pressens durch die Membran und der Freigabe aus dem Pressen tritt eine große Änderung der Spannung im Glasbauteil auf. Aufgrund der Änderung der Spannung zu diesem Zeitpunkt werden Luftblasen leichter erzeugt, besonders an Eckabschnitten des Glasbauteils, wo sich die Spannungsänderung konzentriert.
  • Dieses Phänomen ist ein besonderes Phänomen, das in Fällen auftritt, wo das Glasbauteil als ein Bauteil des Modul-Schichtkörpers (Solarzellenmodul) einbezogen ist, und das nicht in den Fällen auftritt, bei denen ein Glasbauteil nicht in den Modul-Schichtkörper (Solarzellenmodul) einbezogen ist (zum Beispiel in einem Fall, wenn eine Kunststofffolie anstelle des Glasbauteils verwendet wird).
  • Im Gegensatz zum vorerwähnten herkömmlichen Herstellungsverfahren wird beim Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls der vorliegenden Erfindung der Druck in der ersten Kammer auf 0,090 MPa oder weniger, was niedriger als der atmosphärische Druck ist, beim dritten Verfahrensschritt erhöht. Aus diesem Grund wird, im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren, bei welchem der Druck in der ersten Kammer im dritten Verfahrensschritt auf atmosphärischen Druck erhöht wird, der Druckunterschied zwischen dem Inneren der ersten Kammer und dem Inneren der zweiten Kammer gemäßigt, und durch Ausdehnung wird die auf den Modul-Schichtkörper aufgebrachte Druck-Bonding-Kraft verringert, und die auf das Glasbauteil aufgebrachte Druck-Bonding-Kraft wird ebenfalls verringert. Im Ergebnis davon können zum Zeitpunkt der Freigabe der zweiten Kammer auf atmosphärischen Druck für die Entnahme des Modul-Schichtkörpers nach dem dritten Verfahrensschritt die Zurücktreibkraft, welche im Glasbauteil auftritt und die Spannungsänderung, die aufgrund des Pressens durch die Membran und die Freigabe aus dem Pressen auftritt, im Vergleich zum herkömmlichen Herstellungsverfahren verringert werden.
  • Demzufolge kann gemäß dem Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls der vorliegenden Erfindung die Erzeugung von Luftblasen an Eckabschnitten des Glasbauteils, wo die Spannungsänderung konzentriert ist, unterdrückt werden.
  • Darüber hinaus wird beim vorerwähnten herkömmlichen Herstellungsverfahren, in einem Fall, bei dem der Modul-Schichtkörper, welcher zumindest das Glasbauteil, das Kapselungsmittel, das Solarzellenelement und das durchscheinende Bauteil in dieser Reihenfolge umfasst, und bei dem der äußere Umfang des Kapselungsmittels an der Innenseite der Umfänge des Glasbauteils und des durchscheinenden Bauteils positioniert ist (zum Beispiel wird Bezug auf 2, 3 und 5 genommen, die später beschrieben werden) integriert wird, um das Solarzellenmodul zu erzielen, das Kapselungsmittel durch die Wärme-Druck-Bondingbearbeitung verformt, aufgrund der Tatsache, dass das Glasbauteil eine hohe Steifigkeit (Biegeelastizitäts-Koeffizient) aufweist, und der Tatsache, dass das Pressen (Druck-Bonding-Kraft) zu stark ist, und es Zeitpunkte gibt, an denen Probleme in Bezug auf das Erscheinungsbild auftreten. Zum Beispiel gibt es aufgrund der Wärme-Druck-Bondingbearbeitung Zeitpunkte, bei denen sich die Form des Kapselungsmittels zu einer Form verformt, bei der die Eckabschnitte gerundet sind oder sich zu einer Form verformt, bei der die Mitten der entsprechenden Seiten sich nach innen hin zur Innenseite verformen (es wird zum Beispiel Bezug auf 6 genommen, die später beschrieben wird).
  • Dieses Phänomen ist ebenfalls ein besonderes Phänomen, das in Fällen auftritt, wo das Glasbauteil als ein Bauteil des Modul-Schichtkörpers (Solarzellenmodul) einbezogen ist, und das nicht in den Fällen auftritt, bei denen ein Glasbauteil nicht in den Modul-Schichtkörper (Solarzellenmodul) einbezogen ist (zum Beispiel in einem Fall, wenn eine Kunststofffolie anstelle des Glasbauteils verwendet wird). Es wird davon ausgegangen, dass der Grund dafür ist, dass es der Druck-Bonding-Kraft, die zum Zeitpunkt der Wärme-Druck-Bondingbearbeitung aufgebracht wird, gestattet werden kann, in einheitlicher Form zu entweichen, da die Kunststofffolie eine niedrige Steifigkeit (Biegeelastizitäts-Koeffizient) im Vergleich zum Glasbauteil aufweist und flexibel ist.
  • Im Gegensatz zum vorerwähnten herkömmlichen Herstellungsverfahren wird beim Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls der vorliegenden Erfindung der Druck in der ersten Kammer auf 0,090 MPa oder weniger, was niedriger als der atmosphärische Druck ist, beim dritten Verfahrensschritt, erhöht, und daher kann die auf das Kapselungsmittel aufgebrachte Druck-Bonding-Kraft verringert werden, und die Verformung des Kapselungsmittels durch die Wärme-Druck-Bondingbearbeitung kann unterdrückt werden.
  • Weiterhin wird beim Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls der vorliegenden Erfindung der Druck in der ersten Kammer auf 0,005 MPa oder mehr im dritten Verfahrensschritt erhöht, und daher kann die Druck-Bonding-Kraft in Bezug auf den Modul-Schichtkörper ausreichend gesichert werden.
  • Die im dritten Verfahrensschritt erzielte Druck-Bonding-Kraft ist eine Druck-Bonding-Kraft, die ausreicht, um Gas innerhalb des Modul-Schichtkörpers zu entleeren, und daher kann die Erzeugung von Luftblasen aufgrund von unzureichender Entlüftung innerhalb des Modul-Schichtkörpers unterdrückt werden. Im Ergebnis davon kann beim Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls der vorliegenden Erfindung die Erzeugung von Luftblasen über die gesamte Fläche des Solarzellenmoduls hinweg, einschließlich der Eckabschnitte, verhindert werden.
  • Es wird davon ausgegangen, dass wegen der vorstehend genannten Gründe gemäß dem Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls der vorliegenden Erfindung das Solarzellenmodul hergestellt werden kann, wobei die Erzeugung von Luftblasen an den Eckabschnitten unterdrückt wird und die Verformung des Kapselungsmittels durch die Wärme-Druck-Bondingbearbeitung unterdrückt wird.
  • Ausführungsformen des Herstellungsverfahrens eines Solarzellenmoduls der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert werden.
  • 1 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine Ausführungsform eines Doppelvakuumkammersystem-Laminators zeigt, der vorzugsweise beim Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • Wie in 1 gezeigt wird, umfasst der Doppelvakuumkammersystem-Laminator bei der vorliegenden Ausführungsform eine Membran 101 als ein flexibles Bauteil, eine obere Kammer 102 als eine erste Kammer und eine untere Kammer 104 als eine zweite Kammer.
  • Die obere Kammer 102 und die untere Kammer 104 werden durch die Membran 101 unterteilt. Das heißt, ein Innenraum der oberen Kammer 102 wird durch Innenwände der oberen Kammer 102 und die Membran 104 ausgebildet, und ein Innenraum der unteren Kammer 104 wird durch Innenwände der unteren Kammer 104 und die Membran 101 ausgebildet.
  • Die untere Kammer 104 ist so gestaltet, dass sie geöffnet und geschlossen werden kann (1 zeigt einen Zustand, in welchem die untere Kammer 104 geöffnet ist).
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Modul-Schichtkörper 107 hineingebracht und herausgenommen (zum Beispiel, um den Arbeitsgang des ersten Verfahrensschritts auszuführen), wenn die untere Kammer 104 sich im geöffneten Zustand befindet, und der Druck innerhalb der oberen Kammer 102 wird geändert (zum Beispiel, um den Arbeitsgang des dritten Verfahrensschritts auszuführen), wenn die untere Kammer 104 sich im geschlossenen Zustand befindet.
  • Wie in 1 gezeigt wird, haben die obere Kammer 102 beziehungsweise die untere Kammer 104 Entlüftungsöffnungen, und sie sind so gestaltet, dass der Druck innerhalb der Kammer über die Entlüftungsöffnungen durch Ansaugen oder Absaugen erhöht oder gesenkt werden kann. Zum Beispiel wird im Falle des Senkens des Drucks innerhalb der Kammer das Innere der Kammer über die Entlüftungsöffnungen mit Hilfe einer nicht veranschaulichten Abzugsvorrichtung entlüftet (zum Beispiel, eine Vakuumpumpe). Zum Beispiel wird im Falle der Erhöhung des Drucks innerhalb der Kammer Luft, Stickstoff oder dergleichen dem Inneren der Kammer über die Entlüftungsöffnungen mit Hilfe einer nicht veranschaulichten Gaszuführungsvorrichtung zugeführt.
  • Übrigens werden die obere Kammer 102 und die untere Kammer 104 nicht durch die in 1 gezeigte Ausführungsform eingeschränkt, und sie können so gestaltet sein, dass sie getrennt Ansaugöffnungen und Ansaugöffnungen umfassen.
  • Die Membran 101 ist ein flexibles Element, das einer Biegeverformung gemäß dem Druckunterschied zwischen der oberen Kammer 102 und der unteren Kammer 104 ausgesetzt wird, und, zum Beispiel, durch Silikongummi oder dergleichen ausgebildet ist.
  • Der Modul-Schichtkörper 107 wird durch die Membran 101, die einer Biegeverformung ausgesetzt war, hin zu einer Montageplatte 103 gedrückt.
  • Die Montageplatte 103 ist in der unteren Kammer 104 bereitgestellt. Eine Oberfläche der Montageplatte 103 liegt der Membran 101 gegenüber.
  • Der Modul-Schichtkörper 107 ist auf der Montageplatte 103 angebracht.
  • Weiterhin ist ein Heizgerät 133 (Heizvorrichtung) für das Erhitzen des Modul-Schichtkörpers 107 in die Montageplatte 103 eingebaut.
  • Der Laminator gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist so gestaltet, dass, wenn der Modul-Schichtkörper 107 auf der Montageplatte 103 angebracht ist und die untere Kammer 104 geschlossen ist, eine Lücke (Zwischenraum) zwischen dem Modul-Schichtkörper 107 und der Membran 101 bereitgestellt wird.
  • Diese Lücke, das heißt ein Abstand zwischen dem Modul-Schichtkörper 107 und der Membran 101 liegt normalerweise im Bereich von 5 mm bis 200 mm und vorzugsweise im Bereich von 10 mm bis 100 mm.
  • Der Modul-Schichtkörper (zum Beispiel der Modul-Schichtkörper 107) bei der vorliegenden Erfindung umfasst zumindest ein Glasbauteil, ein Kapselungsmittel, ein Solarzellenelement und ein durchscheinendes Bauteil in dieser Reihenfolge, und er weist eine Gestaltung auf, bei welcher ein äußerer Umfang des Kapselungsmittels an einer Innenseite von äußeren Umfängen des Glasbauteils und des durchscheinenden Bauteils positioniert ist (es wird zum Beispiel Bezug genommen auf 2, 3 und 5, die später beschrieben werden). Das heißt, eine Größe des Kapselungsmittels ist kleiner als eine Größe des Glasbauteils und des durchscheinenden Bauteils.
  • Die Größe und die Form des Glasbauteils und des durchscheinenden Bauteils sind nicht besonders beschränkt, jedoch können rechtwinklige (quadratische oder rechteckige Bauteile, wobei jede Seite im Bereich von 200 mm bis 3000 mm liegt, als das Glasbauteil und das durchscheinende Bauteil verwendet werden.
  • Die Größe und die Form des Kapselungsmittels sind nicht besonders beschränkt, jedoch kann ein rechtwinkliges (quadratisches oder rechteckiges) Bauteil, wobei jede Seite von 3 mm bis 50 mm (vorzugsweise von 4 mm bis 25 mm) kürzer ist als jede Seite des Glasbauteils und des durchscheinenden Bauteils ist, als Kapselungsmittel verwendet werden.
  • In dieser Hinsicht beziehen sich ”Größe” und ”Form” auf eine Größe und eine Form, betrachtet von einer normalen Richtung aus (das Gleiche gilt hiernach).
  • Ein Abstand zwischen dem äußeren Umfang des Kapselungsmittels und der äußeren Umfänge des Glasbauteils und des durchscheinenden Bauteils liegt vorzugsweise im Bereich von 1,5 mm bis 25 mm und besser noch von 2 mm bis 12,5 mm.
  • Wenn der Abstand zwischen dem äußeren Umfang des Kapselungsmittels und der äußeren Umfänge des Glasbauteils und des durchscheinenden Bauteils 1,5 mm oder mehr beträgt, kann ein Phänomen, bei dem das Kapselungsmittel aus den äußeren Umfangen des Glasbauteils und des durchscheinenden Bauteils aufgrund der Wärme-Druck-Bondingbearbeitung herausgedrückt wird, unterdrückt werden. Aus diesem Grunde wird ein Verfahrensschritt des Entfernens von herausgedrücktem Kapselungsmittel (ein Trimming-Verfahrensschritt), der beim herkömmlichen Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls wesentlich als ein Verfahrensschritt nach der Wärme-Druck-Bondingbearbeitung war, überflüssig.
  • Bevorzugte Ausführungsformen des Glasbauteils, des Solarzellenelements, des Kapselungsmittels, des durchscheinenden Bauteils und dergleichen werden später beschrieben werden.
  • 2 ist eine schematische Querschnittsansicht, die einen Modul-Schichtkörper 107A zeigt, der als ein Beispiel des Modul-Schichtkörpers 107 dient.
  • Wie in 2 gezeigt wird, ist die Gestaltung des Modul-Schichtkörpers 107A eine Gestaltung, bei der ein Rückseitenschutzbauteil 25A, welches als das Glasbauteil dient, ein Kapselungsmittel 24A, ein Solarzellenelement 23A, ein Kapselungsmittel 22A, und ein durchscheinendes Substrat 21A, welches als das durchscheinende Bauteil dient, als Schicht in dieser Reihenfolge angeordnet sind, und äußere Umfange der zwei Kapselungsmittel 22A und 24A an einer Innenseite von Umfangen des Rückseitenschutzbauteils 25A und des durchscheinenden Substrats 21A angeordnet sind. Das Solarzellenelement 23A ist in einer Vielzahl desselben vorhanden, und die Solarzellenelemente 23A sind jeweils mit leitenden Drähten verbunden (auch Kuppelleitungen genannt).
  • Das „durchscheinende Substrat” bei der vorliegenden Erfindung ist ein Bauteil des Solarzellenmoduls (Modul-Schichtkörper) und bezieht sich auf ein Bauteil, welches an der lichtaufnehmenden Flächenseite (eine Seite, an welcher Sonnenlicht einfällt) angeordnet ist.
  • Weiterhin ist das „Rückseitenschutzbauteil” bei der vorliegenden Erfindung ein Bauteil des Solarzellenmoduls (Modul-Schichtkörper) und bezieht sich auf ein Bauteil, welches an einer Seite angeordnet ist, die der lichtaufnehmenden Flächenseite gegenüber liegt (eine Fläche an der entgegengesetzten Seite wird eine „Rückseite” genannt) und dient dem Schutz anderer Bauteile (die Solarzellenelemente, das Kapselungsmittel und dergleichen).
  • 3 ist eine schematische Querschnittsansicht, die einen Modul-Schichtkörper 107B zeigt, der als ein weiteres Beispiel des Modul-Schichtkörpers 107 dient.
  • Wie in 3 gezeigt wird, ist die Gestaltung des Modul-Schichtkörpers 107B eine Gestaltung, bei der ein Rückseitenschutzbauteil 25B, welches als das Glasbauteil dient, ein Kapselungsmittel 24B, ein Solarzellenelement 23B, und ein durchscheinendes Substrat 21B, welches als das durchscheinende Bauteil dient, als Schicht in dieser Reihenfolge angeordnet sind, und ein äußerer Umfang des Kapselungsmittels 24B an einer Innenseite von Umfängen des Rückseitenschutzbauteils 25B und des durchscheinenden Substrats 21B angeordnet ist. Das Solarzellenelement 23B ist in einer Vielzahl desselben vorhanden, und die Solarzellenelemente 23B sind jeweils mit leitenden Drähten verbunden (auch Kuppelleitungen genannt).
  • Ausführungsformen des Modul-Schichtkörpers 107B können eine Ausführungsform sein, bei der das durchscheinende Substrat 21B und das Solarzellenelement 23B separate eigenständige Bauteile sind, oder sie können eine Ausführungsform sein, bei welcher das durchscheinende Substrat 21B und das Solarzellenelement 23B ganzheitliche Bauteile sind.
  • Beispiele von Ausführungsformen, bei denen das durchscheinende Substrat 21B und das Solarzellenelement 23B ganzheitliche Bauteile sind, schließen eine Ausführungsform ein, bei welcher ein amorphes Siliziumsolarzellenelement, welches als das Solarzellenelement 23B dient, auf einem Glassubstrat gebildet ist, welches als das durchscheinende Substrat 21B dient.
  • Als nächstes wird ein Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls unter Verwendung des in 1 gezeigten Laminators als eine Ausführungsform des Herstellungsverfahrens eines Solarzellenmoduls der vorliegenden Erfindung erläutert werden. Das Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls der vorliegenden Erfindung wird jedoch durch die nachfolgende Ausführungsform nicht eingeschränkt.
  • (Erster Verfahrensvorgang)
  • Als Arbeitsgang des ersten Verfahrensvorgangs wird die untere Kammer 104 geöffnet, und der Modul-Schichtkörper 107 wird auf der Montageplatte 103 so montiert, dass sich das durchscheinende Bauteil auf der Seite der Montageplatte 103 befindet und das Glasbauteil sich auf der Seite der Membran 101 befindet. Danach wird die untere Kammer 104 geschlossen.
  • (Zweiter Verfahrensvorgang)
  • Nach dem ersten Verfahrensvorgang wird, als Arbeitsschritt des zweiten Verfahrensvorgangs, eine Absenkung des Drucks im Inneren der oberen Kammer 102 und im Inneren der unteren Kammer 104 vorgenommen.
  • Zu diesem Zeitpunkt kann die Druckabsenkung im Inneren der oberen Kammer 102 und im Inneren der unteren Kammer 104 gleichzeitig vorgenommen werden, oder die Absenkung des Drucks im Inneren der oberen Kammer 102 kann vor der Absenkung des Drucks im Inneren der unteren Kammer 104 vorgenommen werden, um die Membran 101 an die Seite der oberen Kammer 102 anzusaugen.
  • Die Druckabsenkung im Inneren der oberen Kammer 102 und im Inneren der unteren Kammer 104 wird jeweils durch die Entlüftung des Inneren der Kammern auf einen Zustand vorgenommen, der dem Zustand eines Vakuums nahe kommt (zum Beispiel auf weniger als 0,005 MPa, vorzugsweise auf 0,004 MPa oder weniger und besser noch auf bis 0,0001 MPa bis 0,004 MPa) unter Einsatz einer nicht veranschaulichten Vakuumpumpe.
  • Unter Nutzung des Zeitraums, der benötigt wird, bis der Druck im Inneren der oberen Kammer 102 und der Druck im Inneren der unteren Kammer 104 den vorgegebenen Druck erreichen, wird der Modul-Schichtkörper 107 durch das Erhitzen der Montageplatte 103 durch die Heizvorrichtung 133 erhitzt.
  • Obwohl die Erhitzungstemperatur zu diesem Zeitpunkt von der Art des Kapselungsmittels abhängt, ist eine Temperatur im Bereich von 100°C bis 200°C zu bevorzugen, und noch mehr im Bereich von 120°C bis 180°C.
  • Aufgrund der Druckabsenkung (Entlüftung) im zweiten Verfahrensschritt werden Gasbestandteile (Luft und dergleichen), die zwischen die jeweiligen Bauteile, welche den Modul-Schichtkörper 107 bilden, eingebracht sind, und Gasbestandteile (Luft und dergleichen), die in die Materialien eingebracht sind, welche die jeweiligen Bauteile bilden, entfernt.
  • Zu diesem Zeitpunkt wird, wenn das Harz, welches das Kapselungsmittel bildet, ein Harz ist, welches Vernetzung erfordert (zum Beispiel EVA oder dergleichen, einschließlich eines Vernetzungsmittels), der Modul-Schichtkörper 107 bis zu einer Temperatur erhitzt, bei welcher eine Vernetzungsreaktion eintritt, und jene Temperatur wird aufrechterhalten, bis die Vernetzungsreaktion abgeschlossen ist.
  • (Dritter Verfahrensvorgang)
  • Nach dem zweiten Verfahrensvorgang wird, als Arbeitsschritt des dritten Verfahrensvorgangs, der Druck im Inneren der oberen Kammer 102 von 0,005 MPa auf 0,090 MPa erhöht (Manometerdruck von –0,096 MPa bis –0,011 MPa). Im Besonderen wird zum Beispiel, während die Entlüftung des Inneren der unteren Kammer 104 fortgesetzt wird, die Entlüftung des Inneren der oberen Kammer 102 gestoppt, und Luft, Stickstoff oder dergleichen wird in die obere Kammer 102 so eingebracht, dass der Druck im Inneren der oberen Kammer 102 den zuvor erwähnten Wert erreicht.
  • Durch das Erhöhen des Drucks im Inneren der oberen Kammer 102 dergestalt, dass er den zuvor erwähnten Wert erreicht, wird ein Druckunterschied zwischen dem Inneren der oberen Kammer 102 und dem Inneren der unteren Kammer 104 erzeugt, und die Membran 101 wird einer Biegeverformung hin zum Inneren der unteren Kammer 104 unterzogen, welche die Niedrigdruckseite ist.
  • Der Modul-Schichtkörper 107 wird durch die Membran 101, die einer Biegeverformung unterzogen wurde, an die Montageplatte 103 gepresst. Der Modul-Schichtkörper 107 wird durch die Druck-Bonding-Kraft aufgrund dieses Pressens und durch die Temperatur der erhitzten Montageplatte 103 dem Wärme-Druck-Bonding ausgesetzt. Im Ergebnis davon wird das Harz, welches das Kapselungsmittel darstellt, erweicht oder geschmolzen, und der Modul-Schichtkörper 107 wird integriert, um das Solarzellenmodul zu erhalten.
  • Als Druck innerhalb der oberen Kammer 102 im dritten Verfahrensschritt ist ein Druck im Bereich von 0,005 MPa bis 0,080 MPa vom Standpunkt der weiteren Unterdrückung der Verformung des Kapselungsmittels aus vorzuziehen.
  • Als Zeitraum für die Wärme-Druck-Bondingbearbeitung ist ein Zeitraum von 1 bis 8 Minuten vorzuziehen, und ein Zeitraum von 2 bis 6 Minuten ist noch besser.
  • Das Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls bei der vorliegenden Ausführungsform kann je nach Erfordernis andere Verfahrensschritte als die zuvor erwähnten ersten bis dritten Verfahrensvorgänge umfassen.
  • Nach dem dritten Verfahrensvorgang wird üblicherweise der Druck im Inneren der unteren Kammer 104 auf atmosphärischen Druck zurückgeführt, und das Solarzellenmodul wird aus der unteren Kammer 104 entnommen.
  • Zum Beispiel wird nach dem dritten Verfahrensvorgang das Erhitzen durch die Heizvorrichtung 133 gestoppt, die obere Kammer 102 und die untere Kammer 104 werden auf atmosphärischen Druck zurückgeführt, die untere Kammer 104, die geschlossen war, wird danach geöffnet, und das Solarzellenmodul wird aus der unteren Kammer 104 entnommen. Danach wird das Solarzellenmodul gekühlt.
  • Als nächstes werden bevorzugte Ausführungsformen des Glasbauteils, des Solarzellenelements, des Kapselungsmittels und des durchscheinenden Bauteils bei der vorliegenden Erfindung erläutert.
  • (Glasbauteil)
  • Das Glasbauteil ist nicht besonders beschränkt, jedoch können eine Glasplatte oder eine Glastafel, die üblicherweise bei einem Solarzellenmodul verwendet werden, zum Einsatz kommen.
  • Des Weiteren ist zum Beispiel ein Glasbauteil, welches eine Oberflächendruckbeanspruchung von 20 MPa oder mehr aufweist, von den Standpunkten der Haltbarkeit in Bezug auf Hitzerissbildung, die mit einem Temperaturanstieg aufgrund von Sonnenstrahlung über eine weite Fläche einhergeht, und der Haltbarkeit in Bezug auf ballistische Bruchstücke zu bevorzugen. Die Oberflächendruckbeanspruchung des Glasbauteils ist ein Wert, der gemäß JIS R3222 gemessen wird.
  • Beispiele von Bauteile aus Glas, die eine Oberflächendruckbeanspruchung von 20 MPa aufweisen, schließen im Besonderen Doppelstärkenglas, Hartglas und Ultrahartglas ein.
  • Die Oberflächendruckbeanspruchung des Doppelstärkenglases liegt üblicherweise im Bereich von 20 MPa bis 60 MPa, die Oberflächendruckbeanspruchung des Hartglases liegt üblicherweise im Bereich von 90 MPa bis 130 MPa, und die Oberflächendruckbeanspruchung des Ultrahartglases liegt üblicherweise im Bereich von 180 MPa bis 250 MPa.
  • Je größer die Oberflächendruckbeanspruchung wird, desto mehr wird die Festigkeit erhöht, jedoch gibt es eine Tendenz zur Erhöhung der Verwerfung, und die Herstellungskosten tendieren ebenfalls zur Erhöhung. Das Doppelstärkenglas weist die Vorteile auf, dass es eine problemlose Herstellung von Glas mit relativ geringer Verwerfung gestattet, und dass es, wenn es bricht, nicht zu feinen Scherben führt, die abfallen.
  • Das Glas, welches als das Material des Glasbauteils dient, ist nicht besonders eingeschränkt, jedoch wird zum Beispiel Natronkalkglas vorzugsweise verwendet. Weiterhin kann wärmereflektierendes Glas, wärmeaufnehmendes Glas oder dergleichen ebenfalls verwendet werden.
  • Weiterhin kann als das Glas ein Glas ebenfalls verwendet werden, welches einen niedrigen Eisengehalt aufweist (zum Beispiel nichteisenhaltiges (eisenfreies) Hartglas, und Glas, welches einen relativ hohen Eisengehalt aufweist, kann ebenfalls verwendet werden.
  • Das nichteisenhaltige (eisenfreie) Hartglas wird ebenfalls als Glas mit einem hohen Lichtdurchlassgrad und weißes Tafelglas bezeichnet.
  • Das Glas, welches einen relativ hohen Eisengehalt aufweist, wird ebenfalls als blaues Tafelglas und als Floatglas bezeichnet.
  • Eine Dicke des Glasbauteils ist nicht besonders beschränkt, jedoch beträgt sie üblicherweise 20 mm oder weniger. Um das gesamte Solarzellenmodul dünner und leichter zu gestalten, beträgt die Dicke des Glasbauteils vorzugsweise 4 mm oder weniger, besser noch 3 mm oder weniger und am besten 2,5 mm oder weniger.
  • Wenn das Solarzellenmodul der vorliegenden Erfindung eine Gestaltung aufweist, welche das Glasbauteil als das Rückseitenschutzbauteil, das Kapselungsmittel, das Solarzellenelement und das durchscheinende Substrat in dieser Reihenfolge umfasst, wird die Stärke des Solarzellenmoduls üblicherweise durch das durchscheinende Substrat aufrechterhalten. Demgemäß ist es beim Solarzellenmodul mit dieser Gestaltung vorzuziehen, die Dicke des Glasbauteils, welches als das Rückseitenschutzbauteil dient, dünner als eine Dicke des durchscheinenden Substrats zu machen, um das gesamte Solarzellenmodul dünner und leichter zu gestalten.
  • Obwohl es keine Einschränkung bezüglich der unteren Grenze des Glasbauteils gibt, ist diese üblicherweise 0,2 mm oder mehr und vorzugsweise 0,5 mm oder mehr.
  • (Solarzellenelement)
  • Als Solarzellenelement können ein herkömmlich bekanntes Solarzellenelement, wie zum Beispiel ein kristallines Silizium-Solarzellenelement, ein polykristallines Silizium-Solarzellenelement, ein amorphes Silizium-Solarzellenelement, ein Kupfer-Indium-Selenid-Solarzellenelement, ein Verbindungshalbleiter-Solarzellenelement, ein organisches Farbstoff-Solarzellenelement oder dergleichen gemäß dem jeweiligen Zweck desselben ausgewählt werden.
  • Das amorphe Silizium-Solarzellenelement hat, neben seiner ausgezeichneten Leistung als ein Solarzellenelement, den Vorteil, dass es problemlos auf dem durchscheinenden Bauteil in Form einer dünnen Folie ausgebildet werden kann. Das heißt, in einem Fall, wenn das amorphe Silizium-Solarzellenelement zum Einsatz kommt, kann ein Bauteil, in welchem das amorphe Silizium-Solarzellenelement und das durchscheinende Bauteil einstückig sind, beim Modul-Schichtkörper verwendet werden. Daher kann durch die Verwendung des amorphen Silizium-Solarzellenelements das gesamte Solarzellenmodul problemlos dünner und leichter gestaltet werden.
  • (Durchscheinendes Bauteil)
  • Obwohl das durchscheinende Bauteil nicht besonders beschränkt ist, wird, wenn ein durchscheinendes Bauteil mit einem Biegeelastizitäts-Koeffizienten von 1 GPa oder mehr (oder darüber hinaus von 10 GPa oder mehr) als das durchscheinende Bauteil verwendet wird, der Effekt der Unterdrückung der Verformung des erfindungsgemäßen Kapselungsmittels wirksamer ausgeübt.
  • Als das durchscheinende Bauteil können zum Beispiel ein Bauteil aus technischem Kunststoff (einschließlich von supertechnischem Kunststoff) oder ein Glasbauteil verwendet werden.
  • Beispiele eines Materials des Bauteils aus technischem Kunststoff (einschließlich von supertechnischem Kunststoff) schließen ein Polyesterharz, ein Acrylharz, ein Harz auf Fluorbasis, ein Polycarbonat-Harz (PC), ein Polyether-Ether-Keton-Harz (PEEK), ein Polyphenylen-Sulfid-Harz (PPS), ein Polyimid-Harz (PI), ein Polyether-Sulfon-Harz (PES), ein Polybutylen-Terephthalat-Harz (PBT) und dergleichen ein.
  • Der Biegeelastizitäts-Koeffizient des Bauteils aus technischem Kunststoff liegt üblicherweise im Bereich von 1 GPa bis 7 GPa.
  • Beispiele bevorzugter Ausführungsformen des Glasbauteils in einem Fall, wo es als das durchscheinende Bauteil verwendet wird, schließen Ausführungsformen ein, die den Ausführungsformen ähnlich sind, welche im oben beschriebenen Abschnitt „Glasbauteil” aufgeführt werden.
  • Zum Beispiel kann das Glas mit einem niedrigen Eisengehalt (zum Beispiel das nichteisenhaltige (eisenfreie) Hartglas) verwendet werden, und das Glas mit einem relativ hohen Eisengehalt kann ebenfalls verwendet werden.
  • Das nichteisenhaltige (eisenfreie) Hartglas wird ebenfalls als Glas mit einem hohen Lichtdurchlassgrad und weißes Tafelglas bezeichnet.
  • Das Glas, welches einen relativ hohen Eisengehalt aufweist, wird ebenfalls als blaues Tafelglas und als Floatglas bezeichnet.
  • Der Biegeelastizitäts-Koeffizient des Glases hängt ebenfalls von der Art des Glases ab, er beträgt jedoch zum Beispiel 73,5 GPa.
  • Es ist vorzuziehen, dass das durchscheinende Bauteil ein Glasbauteil ist, damit die Wirkung der Unterdrückung der Verformung des Kapselungsmittels im Besonderen in bemerkenswerter Weise erzielt wird. Das heißt, es ist vorzuziehen, dass die Gestaltung des Modul-Schichtkörpers bei der vorliegenden Erfindung eine Gestaltung ist, welche ein erstes Glasbauteil, das Kapselungsmittel, das Solarzellenelement und ein zweites Glasbauteil als das durchscheinende Bauteil in dieser Reihenfolge umfasst.
  • Als das Material des Glasbauteils wird in einem Fall, wo es als das durchscheinende Bauteil verwendet wird, Glas, welches als blaues Tafelglas oder Floatglas bezeichnet wird, üblicherweise verwendet. In einem Fall, wo es gewünscht wird, eine Menge einfallendes Licht, welches das Solarzellenelement erreicht, zu erhöhen, wird nichteisenhaltiges (eisenfreies) Hartglas (das heißt, Glas mit einem hohen Lichtdurchlassgrad oder weißes Tafelglas), das eine ausgezeichnete Lichtdurchlässigkeit aufweist, vorzugsweise ausgewählt.
  • (Kapselungsmittel)
  • Das Kapselungsmittel ist ein Bauteil aus Harz, und es ist ein Bauteil, welches das Solarzellenelement von sich aus oder im Zusammenwirken mit einem anderen Bauteil (zum Beispiel, dem durchscheinenden Bauteil) oder dergleichen einkapselt (versiegelt).
  • Durch das Kapselungsmittel wird das Solarzellenelement vor Temperaturänderung, Feuchtigkeit, Aufprall und dergleichen geschützt. Weiterhin werden die entsprechenden Bauteile des Modul-Schichtkörpers (zum Beispiel, das durchscheinende Bauteil und das Glasbauteil) mittels des Kapselungsmittels miteinander verbunden und integriert.
  • Weiterhin gibt es eine Tendenz dahingehend, verschiedene Fähigkeiten, wie zum Beispiel Wetterbeständigkeit, Haftvermögen, Zusatzstoffhaltevermögen, Wärmebeständigkeit, Kältebeständigkeit, Aufprallbeständigkeit, Lichtdurchlässigkeit gemäß den Erfordernissen und dergleichen vom Kapselungsmittel zu fordern.
  • Beispiele von Harzen, welche diesen Fähigkeiten genügen, schließen ein Ethylen/Vinylacetat-Copolymer (EVA), ein Ethylen/Methylacrylat-Copolymer (EMA), ein Ethylen/Ethylacrylat-Copolymer (EEA), ein Ethylen/Acrylsäure-Copolymer (EAA), ein Ethylen/Methacrylsäure-Copolymer (EMMA), ein Ionomer eines Ethylen/ungesättigte Karbonsäure-Copolymers, Polyethylen, modifiziertes Polyethylen, ein Silikonharz, ein Urethanharz und dergleichen ein. Weiterhin kann für die Verbesserung der Wärmebeständigkeit dieser Harze ein Vernetzungsmittel oder eine Vernetzungshilfsmittel in Kombination mit diesen gemäß Erfordernis verwendet werden.
  • Damit die Wirkung der Unterdrückung der Verformung des Kapselungsmittels wirksamer ausgeübt wird und damit die Korrosion von Metallbauteilen, welche das Modul bilden, aufgrund einer geringen Feuchtigkeitsdurchlässigkeitsrate verhindert werden kann, wird ein Ionomer eines Ethylen/ungesättigte Karbonsäure-Copolymers, besonders als Kapselungsmittel, bevorzugt.
  • Das Ionomer eines Ethylen/ungesättigte Karbonsäure-Copolymers hat eine Struktur, bei der das Ethylen/ungesättigte Karbonsäure-Copolymers ein Grundpolymer ist und Karbonsäuregruppen, welche im Grundpolymer enthalten sind, durch Metallionen vernetzt worden sind.
  • Das Ethylen/ungesättigte Karbonsäure-Copolymer, welches als das Grundpolymer dient, ist ein Copolymer, bei dem Ethylen und ein aus ungesättigten Karbonsäuren ausgewähltes Monomer zumindest als Copolymerbestandteile copolymerisiert worden sind. Beim Ethylen/ungesättigte Karbonsäure-Copolymer kann ein anderes Monomer als die ungesättigte Karbonsäure gemäß Erfordernis copolymerisiert werden.
  • Beim Ethylen/ungesättigte Karbonsäure-Copolymer ist als ein Gehaltsanteil von aus Ethylen abgeleiteten Grundeinheiten von 97 bis 75 Masseprozent bevorzugt, und von 95 bis 75 Masseprozent ist noch bevorzugter. Beim Ethylen/ungesättigte Karbonsäure-Copolymer ist als Gehaltsanteil von aus ungesättigter Karbonsäure abgeleiteten Grundeinheiten von 3 bis 25 Masseprozent bevorzugt, und von 5 bis 25 Masseprozent ist noch bevorzugter.
  • Es ist bevorzugt, das Ethylen/ungesättigte Karbonsäure-Copolymer als binäres Zufallscopolymer (random copolymer) von Ethylen und einem ungesättigten Karbonsäure-Comonomer zu gestalten.
  • Wenn der Gehaltsanteil von aus Ethylen abgeleiteten Grundeinheiten 75 Masseprozent oder mehr ist, sind Wärmebeständigkeit, mechanische Festigkeit und dergleichen des Copolymers gut. Andererseits sind, wenn der Gehaltsanteil von aus Ethylen abgeleiteten Grundeinheiten 97 Masseprozent oder weniger ist, Haftungsvermögen und dergleichen gut.
  • Wenn der Gehaltsanteil von aus ungesättigter Karbonsäure abgeleiteten Grundeinheiten 3 Masseprozent oder mehr ist, sind Lichtdurchlässigkeit und Flexibilität gut. Weiterhin wird bei einem Copolymer, bei dem der Gehaltsanteil von aus ungesättigter Karbonsäure abgeleiteten Grundeinheiten 25 Masseprozent oder weniger ist, Klebrigkeit unterdrückt, und die Verarbeitbarkeit ist gut.
  • Beispiele ungesättigter Karbonsäure schließen zum Beispiel ungesättigte Karbonsäuren oder Halbester mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen ein, wie zum Beispiel Acrylsäure, Methacrylsäure, Ethacrylsäure, Itakonsäure, Itakonsäureanhydrid, Fumarsäure, Crotonsäure, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Maleinsäuremonoester (Maleinsäuremonomethyl, Maleinsäuremonoethyl und dergleichen), Maleinsäuremonoesteranhydrid (Maleinsäuremonomethylanhydrid, Maleinsäuremonoethylanhydrid und dergleichen).
  • Unter diesen sind Acrylsäure und Methacrylsäure vorzuziehen.
  • Beim Ethylen/ungesättigte Karbonsäure-Copolymer können andere aus copolymerisierbaren Monomeren abgeleitete Grundeinheiten als Ethylen und ungesättigte Karbonsäure in einem Umfang von mehr als 0 Masseprozent bis 30 Masseprozent und vorzugsweise von mehr als 0 Masseprozent bis 25 Masseprozent in Bezug auf 100 Masseprozent eines Gesamtumfangs des Ethylen und der ungesättigten Karbonsäure enthalten sein.
  • Beispiele der anderen copolymerisierbaren Monomere schließen ungesättigte Ester ein, zum Beispiel Vinylester, wie zum Beispiel Vinylacetat, Vinylpropionat und dergleichen; und (Meth)acrylsäureester, wie zum Beispiel Methylacrylat, Ethylacrylat, Isobutylacrylat, n-Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Methylmethacrylat, Isobutylmethacrylat und dergleichen. Wenn Grundeinheiten, die aus anderen copolymerisierbaren Monomeren als Ethylen und ungesättigter Karbonsäure abgeleitet sind, im vorgenannten Bereich enthalten sind, wird die Flexibilität des Ethylen/ungesättigte Karbonsäure-Copolymers verbessert, und daher ist dies vorzuziehen.
  • Beispiele der Metallionen im Ionomer schließen einwertige Metallionen ein, wie zum Beispiel Lithium, Natrium, Kalium, Cäsium und dergleichen, zweiwertige Metallionen, wie zum Beispiel Magnesium, Kalzium, Strontium, Barium, Kupfer, Zink und dergleichen, und dreiwertige Metallionen, wie zum Beispiel Aluminium, Eisen und dergleichen. Unter diesen sind Natrium, Magnesium und Zink vorzuziehen und Zink ist besonders vorzuziehen. [0062] Ein Grad der Neutralisierung des Ionomers ist vorzugsweise 80 Prozent oder weniger, und besser noch von 5 Prozent bis 80 Prozent. Hinsichtlich von Bearbeitbarkeit und Flexibilität ist der Grad der Neutralisierung vorzugsweise 5 Prozent bis 60 Prozent, und besser noch 5 Prozent bis 30 Prozent.
  • Das Ethylen/ungesättigte Karbonsäure-Copolymer, welches als Grundpolymer des Ionomers dient, kann erhalten werden, indem die entsprechenden Polymerisationsbestandteile einer radikalischen Copolymerisation unter hoher Temperatur und hohem Druck ausgesetzt werden. Weiterhin kann das Ionomer erhalten werden, indem veranlasst wird, dass ein solches Ethylen/ungesättigte Karbonsäure-Copolymer mit Zinkoxid, Zinkacetat oder dergleichen reagiert.
  • Hinsichtlich Bearbeitbarkeit und mechanischer Festigkeit ist eine Schmelzflussrate des Ionomers bei 190°C und einer Last von 2160 g (MFR melt flow rate; unter Einhaltung von JIS K7210-1999) vorzugsweise 0,1 bis 150 g/10 Minuten, und besonders bevorzugt von 0,1 bis 50 g/10 Minuten.
  • Ein Schmelzpunkt des Ionomers ist nicht besonders beschränkt, wenn jedoch das Ionomer einen Schmelzpunkt von 90° C oder höher und besonders von 95°C oder höher hat, ist er deshalb vorzuziehen, damit die Wärmebeständigkeit gut wird.
  • Ein Gehalt des Ionomers in Bezug auf den gesamten festen Bestandteil des Kapselungsmittels ist vorzugsweise 60 Masseprozent oder mehr, noch besser 70 Masseprozent oder mehr, und besonders vorzugsweise 80 Masseprozent oder mehr. Wenn der Gehalt des Ionomers sich in den zuvor erwähnten Bereichen befindet, werden ein gutes Haftungsvermögen, Haltbarkeit und dergleichen erzielt, während die hohe Lichtdurchlässigkeit aufrechterhalten wird.
  • In einem Fall, bei dem der Gehalt des Ionomers in Bezug auf den gesamten festen Bestandteil des Kapselungsmittels nicht 100 Masseprozent beträgt, kann anderes Harzmaterial mit dem Ionomer vermischt werden. Als das Harzmaterial, welches in einem solchen Fall vermischt wird, kann jedes Material verwendet werden, solange es eine gute Kompatibilität mit dem Ionomer aufweist und die Lichtdurchlässigkeit und die mecchanischen Eigenschaften nicht beeinträchtigt. Von diesen sind ein Ethylen/ungesättigte Karbonsäure-Copolymer und ein Ethylen/ungesättigter Ester/ungesättigte Karbonsäure-Copolymer vorzuziehen. Wenn das Harzmaterial, welches mit dem Ionomer vermischt wird, einen Schmelzpunkt aufweist, der höher ist als derjenige des Ionomers, ist es ebenfalls möglich, die Wärmebeständigkeit und Haltbarkeit des Kapselungsmittels zu verbessern.
  • Andere Bestandteile als Harz können in das Kapselungsmittel einbezogen werden.
  • Beispiele der anderen Bestandteile schließen einen Silan-Haftvermittler, ein UV-Absorptionsmittel, einen Lichtstabilisator, ein Antioxidationsmittel, einen Farbstoff, ein Lichtstreuungsmittel, einen Flammenhemmstoff, einen Metalldeaktivator und dergleichen ein.
  • Eine Dicke des Kapselungsmittels ist nicht besonders beschränkt, jedoch beträgt sie vorzugsweise 100 μm bis 1000 μm, und besser noch 200 μm bis 800 μm.
  • Der bevorzugte Bereich der Größe des Kapselungsmittels ist so, wie oben beschrieben.
  • BEISPIELE
  • Die vorliegende Erfindung wird an Hand von Beispielen nachstehend konkreter erläutert werden, jedoch wird die vorliegende Erfindung durch die folgenden Beispiele nicht eingeschränkt.
  • {Beispiel 1}
  • <Herstellung des Solarzellenmoduls>
  • Unter Verwendung eines Laminators (ein LM-50×50-S Vakuumlaminator, hergestellt von der NPC Incorporated) mit der gleichen Gestaltung, wie der Doppelvakuumkammersystem-Laminator, der in 1 gezeigt wird, wurde ein Modul-Schichtkörper mit der gleichen Gestaltung, wie der Modul-Schichtkörper 107B, der in 3 gezeigt wird, integriert, um ein Solarzellenelement herzustellen. Das detaillierte Verfahren wird nachstehend beschrieben.
  • (Erster Verfahrensschritt)
  • Ein weißes Tafelglas (nichteisenhaltiges (eisenfreies) Hartglas mit einem Biegeelastizitäts-Koeffizienten von 73,5 GPa) mit einer Größe von 300 mm × 300 mm × 4 mm Dicke, eine Kapselungsmittel-Folie, hergestellt aus einen Ionomer eines Ethylen/ungesättigte Karbonsäure-Copolymers (Himilan ES (Marke: PV8615A), hergestellt von der Du Pont-Mitsui Polychemicals Co., Ltd.), mit einer Größe von 250 mm × 250 mm × 0,3 mm Dicke, und ein weißes Tafelglas (nichteisenhaltiges (eisenfreies) Hartglas mit einem Biegeelastizitäts-Koeffizienten von 73,5 GPa) mit einer Größe von 300 mm × 300 mm × 4 mm Dicke, mit einem darauf ausgebildeten amorphen Silizium-Solarzellenelement wurden in dieser Reihenfolge als Schicht angeordnet, mit einer Ausrichtung, durch welche das amorphe Silizium-Solarzellenelement und die Kapselungsmittel-Folie mit einander in Kontakt sind, um einen Modul-Schichtkörper (a) zu erzielen. Zu diesem Zeitpunkt wurde durch die Schichtanordnung der drei vorerwähnten Bauteile dergestalt, dass Mitten derselben überlappen, ein äußerer Umfang der Kapselungsmittel-Folie an einer Innenseite von äußeren Umfängen der zwei weißen Glastafeln positioniert.
  • Danach wurde die untere Kammer geöffnet, und der zuvor erwähnte Modul-Schichtkörper (a) wurde auf der Montageplatte in der unteren Kammer mit einer Ausrichtung montiert, durch welche das weiße Tafelglas, auf welchem das amorphe Silizium-Solarzellenelement nicht ausgebildet war, und die Membran einander kontaktieren (das heißt eine Ausrichtung, durch welche das weiße Tafelglas mit dem darauf ausgebildeten amorphen Silizium-Solarzellenelement und die Oberfläche der Montageplatte einander kontaktieren.
  • Danach wurde die untere Kammer geschlossen. In einem Zustand, in welchem die untere Kammer geschlossen war, betrug ein Abstand (Freiraum) zwischen dem Modul-Schichtkörper und der Membran 50 mm.
  • (Zweiter Verfahrensschritt)
  • Nach dem ersten Verfahrensschritt wurden das Innere der oberen Kammer und das Innere der unteren Kammer drei Minuten mit einer Vakuumpumpe entlüftet, und der Druck der oberen Kammer und der Druck der unteren Kammer wurde bei beiden auf 0,001 MPa (Manometerdruck von –0,100 MPa) angepasst. Während der dreiminütigen Entlüftung wurde die Montageplatte auf 150°C erhitzt.
  • (Dritter Verfahrensschritt)
  • Nach dem zweiten Verfahrensschritt wurde die Entlüftung der oberen Kammer gestoppt, und Luft wurde in die obere Kammer so eingebracht, dass der Druck im Inneren der oberen Kammer 0,071 MPa (Manometerdruck von –0,030 MPa) wurde. Im Ergebnis davon wurde die Membran aus Silikongummi einer Biegeverformung hin zur Seite der unteren Kammer ausgesetzt, und der Modul-Schichtkörper (a) wurde durch die Membran, welche der Biegeverformung ausgesetzt war, an die Montageplatte gepresst.
  • Dieser Zustand wurde fünf Minuten aufrechterhalten, und der Modul-Schichtkörper wurde Wärme-Druck-gebondet (laminiert) und eingefügt, um ein Solarzellenmodul zu erhalten.
  • Nach dem dritten Verfahrensschritt wurde das Erhitzen der Montageplatte gestoppt, und Luft wurde in die untere Kammer so eingeführt, dass der Druck im Inneren der unteren Kammer atmosphärischer Druck wurde (0,101 MPa; Manometerdruck von 0 MPa), und gleichzeitig wurde die Entlüftung des Inneren der oberen Kammer so durchgeführt, dass der Druck in der oberen Kammer 0,001 MPa (Manometerdruck von –0,100 MPa) wurde.
  • Danach wurde die untere Kammer geöffnet, und das Solarzellenmodul wurde entnommen.
  • <Auswertung>
  • Die folgende Auswertung wurde in Bezug auf das oben erwähnte Solarzellenmodul vorgenommen.
  • Die Auswertungsergebnisse werden in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigt.
  • (Auswertung von Luftblasen)
  • In Bezug auf das Solarzellenmodul, das, wie oben erwähnt, entnommen wurde, wurde das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein von Luftblasen von 0,5 mm oder größer durch Inaugenscheinnahme bestätigt, und die Auswertung wurde gemäß den folgenden Auswertungskriterien vorgenommen.
  • – Auswertungskriterien für Luftblasen –
    • A: Luftblasen von 0,5 mm oder größer wurden nicht bestätigt.
    • B: Luftblasen von 0,5 mm oder größer wurden bestätigt.
  • (Auswertung der Form der Eckabschnitte der Kapselungsmittel-Folie).
  • In Bezug auf das Solarzellenmodul, das, wie oben erwähnt, entnommen wurde, wurden die Eckabschnitte an den vier Ecken der Kapselungsmittel-Folie einer Inaugenscheinnahme unterzogen, und sie wurden gemäß den folgenden Auswertungskriterien ausgewertet.
  • Ein Auswertungsergebnis von „A” weist darauf hin, dass die Verformung des Kapselungsmittels unterdrückt ist.
  • – Auswertungskriterien für die Form der Eckabschnitte der Kapselungsmittel-Folie –
    • A: Die Eckabschnitte an den vier Ecken der Kapselungsmittel-Folie behielten Winkel von 90° bei, oder die Verformung war beschränkt auf eine gerundete Form mit einem Krümmungsradius von 2 mm oder weniger (zum Beispiel, siehe 5).
    • B: Die Eckabschnitte an den vier Ecken der Kapselungsmittel-Folie wurden in einer gerundeten Form mit einem Krümmungsradius von mehr als 2 mm verformt (zum Beispiel, siehe 6).
  • (Auswertung des Einheitlichen Ausdehnungsvermögens der Kapselungsmittel-Folie)
  • Der im ersten Verfahrensschritt hergestellte Modul-Schichtkörper (a) und das Solarzellenmodul, welches dadurch erhalten wurde, dass der Modul-Schichtkörper (a) dem Wärme-Druck-Bonden ausgesetzt und integriert wurde, wurden verglichen, und das einheitliche Ausdehnungsvermögen der Kapselungsmittel-Folie aufgrund der Wärme-Druck-Bondingbearbeitung (das heißt die Einheitlichkeit der Ausbreitung der Kapselungsmittel-Folie) wurde in der folgenden Weise gemessen.
  • Zuerst wurde die Aufmerksamkeit auf eine Seite der Kapselungsmittel-Folie gerichtet, und die Ausbreitung der Kapselungsmittel-Folie aufgrund der Wärme-Druck-Bondingbearbeitung (Abstand der Bewegung der einen Seite aufgrund der Wärme-Druck-Bondingbearbeitung) wurde gemessen. Zu diesem Zeitpunkt wurden, da es Fälle gibt, bei denen die Größenordnung der Ausbreitung entsprechend dem Ort innerhalb einer Seite unterschiedlich ist, ein maximaler Wert und ein minimaler Wert für die eine Seite festgestellt.
  • Auf die gleiche Weise wurden ein maximaler Wert und ein minimaler Wert der Ausbreitung ebenfalls für jede der anderen drei Seiten der Kapselungsmittel-Folie festgestellt.
  • Ein Durchschnittswert der vier oben erhaltenen maximalen Werte wurde als ein durchschnittlicher maximaler Wert der Ausbreitung der Kapselungsmittel-Folie bezeichnet (hiernach als ein „α Wert” bezeichnet), und ein Durchschnittswert der vier oben erhaltenen minimalen Werte wurde als ein durchschnittlicher minimaler Wert der Ausbreitung der Kapselungsmittel-Folie bezeichnet (hiernach als ein „β Wert” bezeichnet). Ein absoluter Wert des Unterschiedes zwischen dem zuvor erwähnten α Wert und dem zuvor erwähnten β Wert wurde festgestellt, und ein einheitliches Ausdehnungsvermögen der Kapselungsmittel-Folie wurde gemäß den folgenden Auswertungskriterien ausgewertet.
  • Ein Auswertungsergebnis von „A” weist darauf hin, dass die Verformung des Kapselungsmittels unterdrückt wird.
  • – Auswertungskriterien für Einheitliches Ausdehnungsvermögen der Kapselungsmittel-Folie –
    • A: Der absolute Wert des Unterschiedes zwischen dem zuvor erwähnten a Wert und dem zuvor erwähnten β Wert war geringer als 2 mm (zum Beispiel, siehe 5).
    • B: Der absolute Wert des Unterschiedes zwischen dem zuvor erwähnten α Wert und dem zuvor erwähnten β Wert war 2 mm oder mehr (zum Beispiel, siehe 6).
  • {Beispiel 2}
  • Mit Ausnahme der Änderung des Modul-Schichtkörpers (a) in Beispiel 1 zu einem Modul-Schichtkörper (b), erhalten durch die Schichtanordnung eines Kobaltglases (Floatglas mit einem Biegeelastizitäts-Koeffizienten von 73,5 GPa) mit einer Größe von 250 mm × 250 mm × 3,9 mm Dicke, einer Kapselungsmittel-Folie, hergestellt aus einem Ionomer eines Ethylen/ungesättigte Karbonsäure-Copolymers (Himilan ES (Marke: PV8615A), hergestellt von der Du Pont-Mitsui Polychemicals Co., Ltd.), mit einer Größe von 210 mm × 210 mm × 0,3 mm Dicke, und einer Kobaltglastafel (Floatglas mit einem Biegeelastizitäts-Koeffizienten von 73,5 GPa) mit einer Größe von 250 mm × 250 mm × 3,9 mm Dicke, mit einem darauf ausgebildeten amorphen Silizium-Solarzellenelement in dieser Reihenfolge, mit einer Ausrichtung, durch welche das amorphe Silizium-Solarzellenelement und die Kapselungsmittel-Folie mit einander in Kontakt sind, wurde ein Solarzellenmodul in der gleichen Weise, wie in Beispiel 1, hergestellt, und die Auswertung wurde in der gleichen Weise, wie in Beispiel 1, vorgenommen.
  • Die Auswertungsergebnisse werden in der Tabelle 1 gezeigt.
  • {Beispiele 3 und 4)
  • Mit Ausnahme der Änderung der Größe des aus dem Ionomer in Beispiel 2 hergestellten Kapselungsmittels auf 245 mm × 245 mm × 0,3 mm Dicke (der gemäß dieser Änderung erzielte Modul-Schichtkörper wird hiernach als „Modul-Schichtkörper (c)” bezeichnet), und der Änderung des Drucks der oberen Kammer im dritten Verfahrensschritt, wie in der nachfolgenden Tabelle 1 gezeigt wird, wurden Solarzellenmodule in der gleichen Weise hergestellt, wie im Beispiel 2, und die Auswertung wurde in der gleichen Weise, wie in Beispiel 2, vorgenommen.
  • Die Auswertungsergebnisse werden in der Tabelle 1 gezeigt.
  • {Beispiel 5)
  • Mit Ausnahme der Änderung der Kapselungsmittel-Folie im Beispiel 3 zu einem Kapselungsmittel-Folie-Schichtkörper, erzielt durch die Schichtanordnung zwei dieser Kapselungsmittel-Folien, und mit einer Gesamtdicke von 0,6 mm (der gemäß dieser Änderung erhaltene Modul-Schichtkörper wird hiernach als ein „Modul-Schichtkörper (d)” bezeichnet), wurde ein Solarzellenmodul in der gleichen Weise hergestellt, wie im Beispiel 3, und die Auswertung wurde in der gleichen Weise, wie in Beispiel 3, vorgenommen.
  • Die Auswertungsergebnisse werden in der Tabelle 1 gezeigt.
  • {Beispiel 6}
  • Mit Ausnahme der Änderung der Dicke jeder der zwei Kobaltglasfolien im Beispiel 3 auf 1,1 mm und der Größe des aus dem Ionomer hergestellten Kapselungsmittels auf 247 mm × 247 mm × 0,3 mm Dicke (der gemäß dieser Änderungen erhaltene Modul-Schichtkörper wird hiernach als ein „Modul-Schichtkörper (e)” bezeichnet), wurde ein Solarzellenmodul in der gleichen Weise hergestellt, wie im Beispiel 3, und die Auswertung wurde in der gleichen Weise, wie in Beispiel 3, vorgenommen.
  • Die Auswertungsergebnisse werden in der Tabelle 1 gezeigt.
  • {Vergleichsbeispiel 1}
  • Mit Ausnahme der Änderung des Drucks der oberen Kammer im dritten Verfahrensschritt in Beispiel 1 auf atmosphärischen Druck (0,101 MPa), wie in der nachfolgenden Tabelle 1 gezeigt wird, wurde ein Solarzellenmodul in der gleichen Weise hergestellt, wie im Beispiel 1, und die Auswertung wurde in der gleichen Weise, wie in Beispiel 1, vorgenommen.
  • Die Auswertungsergebnisse werden in der Tabelle 1 gezeigt.
  • {Vergleichsbeispiel 2}
  • Mit Ausnahme der Änderung des Modul-Schichtkörpers (a) in Beispiel 1 zu einem Modul-Schichtkörper (f), erhalten durch die Schichtanordnung einer weißen Glastafel (nichteisenhaltiges (eisenfreies) Hartglas mit einem Biegeelastizitäts-Koeffizienten von 73,5 GPa) mit einer Größe von 300 mm × 300 mm × 4 mm Dicke, einer Folie eines Ethylen/Vinylacetat-Copolymers, enthaltend ein Vernetzungsmittel, mit einer Größe von 250 mm × 250 mm × 0,3 mm Dicke, eines kristallinen Silizium-Solarzellenelements, einer Tafel eines Ethylen/Vinylacetat-Copolymers, enthaltend ein Vernetzungsmittel, mit einer Größe von 250 mm × 250 mm × 0,3 mm Dicke und eines weißen Tafelglases (nichteisenhaltig (eisenfrei) Hartglas mit einem Biegeelastizitäts-Koeffizienten von 73,5 GPa), mit einer Größe von 300 mm × 300 mm × 4 mm Dicke, in dieser Reihenfolge, und der Änderung des Drucks der oberen Kammer im dritten Verfahrensschritt, wie in der nachfolgenden Tabelle 1 gezeigt wird, wurde ein Solarzellenmodul in der gleichen Weise hergestellt, wie im Beispiel 1, und die Auswertung wurde in der gleichen Weise, wie in Beispiel 1, vorgenommen.
  • Die Auswertungsergebnisse werden in der Tabelle 1 gezeigt.
  • {Vergleichsbeispiele 3 und 4}
  • Mit Ausnahme der Änderung des Drucks der oberen Kammer im dritten Verfahrensschritt in Beispiel 2), wie in der nachfolgenden Tabelle 1 gezeigt wird, wurden Solarzellenmodule in der gleichen Weise hergestellt, wie im Beispiel 2, und die Auswertung wurde in der gleichen Weise, wie in Beispiel 2, vorgenommen.
  • Die Auswertungsergebnisse werden in der Tabelle 1 gezeigt. [Tabelle 1]
    Laminationsdruck Modul-Schichtkörper Auswertungsergebnisse
    Absoluter Druck (MPa) Manometerdruck (MPa) Luftblasen Form von Eckabschnitten Einheitliches Ausdehnungsvermögen
    Beispiel 1 0,071 -0,030 a A A A
    Beispiel 2 0,071 -0,030 b A A A
    Beispiel 3 0,061 -0,040 c A A A
    Beispiel 4 0,007 -0,094 c A A A
    Beispiel 5 0,061 -0,040 d A A A
    Beispiel 6 0,061 -0,040 e A A A
    Vergleichsbeispiel 1 0,101 0 a B B B
    Vergleichsbeispiel 2 0,094 -0,007 f A B B
    Vergleichs-beispiel 3 0,101 0 b B B B
    Vergleichs-beispiel 4 0,003 –0,098 b - - -
  • In Tabelle 1 bezieht sich der „Laminationsdruck” auf den Druck der oberen Kammer im dritten Verfahrensschritt (das Gleiche trifft hiernach zu).
  • Wie in Tabelle 1 gezeigt wird, wurde bei den Beispielen 1–6, bei denen der Laminationsdruck innerhalb des Bereiches von 0,005 MPa bis 0,090 MPa liegt, die Erzeugung von Luftblasen unterdrückt. Weiterhin waren bei den Beispielen 1–6 die Form der Eckabschnitte der Kapselungsmittel-Folie und das einheitliche Ausdehnungsvermögen ausgezeichnet, und die Verformung der Kapselungsmittel-Folie aufgrund der Wärme-Druck-Bondingbearbeitung wurde unterdrückt. Besonders bei den Beispielen 3–6 waren Endseiten der zwei Glastafeln und eine Endseite der Kapselungsmittel-Folie sauber am äußeren Umfang des Modul-Schichtkörpers nach der Wärme-Druck-Bondingbearbeitung ausgerichtet (das heißt, äußere Umfange der zwei Glastafeln und ein äußerer Umfang der Kapselungsmittel-Folie überlappten).
  • Weiterhin war es beim Vergleichsbeispiel 4, bei dem der Laminationsdruck zu niedrig war, nicht möglich, den Modul-Schichtkörper zu integrieren. Im Gegensatz dazu war es beim Beispiel 4, bei dem der Laminationsdruck leicht höher als beim Vergleichsbeispiel 4 war, möglich, den Modul-Schichtkörper zu integrieren, während die Erzeugung von Luftblasen und die Verformung der Kapselungsmittel-Folie unterdrückt wurden.
  • 4 ist ein Foto, welches einen Eckabschnitt des Glassubstrats beim Solarzellenmodul gemäß Vergleichsbeispiel 1 zeigt.
  • Wie in 4 gezeigt wird, wurden Luftblasen im Eckabschnitt des Glassubstrats erzeugt.
  • 5 ist ein Foto, welches die Gesamtheit des Solarzellenmoduls gemäß Beispiel 2 zeigt.
  • Wie in 5 gezeigt wird, wurde beim Solarzellenmodul gemäß Beispiel 2 selbst nach der Wärme-Druck-Bondingbearbeitung die Form der Eckabschnitte der Kapselungsmittel-Folie bei Winkeln von 90° aufrechterhalten, und die Kapselungsmittel-Folie wurde einheitlich durch die Wärme-Druck-Bondingbearbeitung ausgebreitet. Somit wurde beim Solarzellenmodul gemäß Beispiel 2 die Verformung des Kapselungsmittels durch die Wärme-Druck-Bondingbearbeitung unterdrückt.
  • 6 ist ein Foto, welches die Gesamtheit des Solarzellenmoduls gemäß Vergleichsbeispiel 3 zeigt.
  • Wie in 6 gezeigt wird, wurde beim Solarzellenmodul gemäß Vergleichsbeispiel 3 die Form der Eckabschnitte der Kapselungsmittel-Folie durch die Wärme-Druck-Bondingbearbeitung zu einer gerundeten Form geändert. Weiterhin wurde beim Solarzellenmodul gemäß Vergleichsbeispiel 3 die Kapselungsmittel-Folie durch die Wärme-Druck-Bondingbearbeitung nicht-einheitlich ausgebreitet. Das heißt, wenn die Aufmerksamkeit auf eine Seite der Kapselungsmittel-Folie gerichtet ist, war der Umfang der Ausbreitung klein an einem Mittelabschnitt der einen Seite, während der Umfang der Ausbreitung groß an Endabschnitten der einen Seite war, und im Ergebnis davon hat der Mittelabschnitt der einen Seite eine Form, welche sich innen hin zur Innenseite verformt. Somit war beim Solarzellenmodul gemäß Vergleichsbeispiel 3 die Verformung des Kapselungsmittels aufgrund der Wärme-Druck-Bondingbearbeitung bemerkenswert.
  • Die gesamte Offenlegung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2010-157205 wird hiermit durch Bezugnahme in diese Beschreibung eingefügt.
  • Alle in dieser Beschreibung erwähnten Dokumente, Patentanmeldungen und technischen Standards werden hierin durch Bezugnahme so eingefügt, als ob jedes einzelne Dokument, jede einzelne Patentanmeldung und jeder einzelne technische Standard ausdrücklich und einzeln als durch Bezugnahme eingefügt angegeben worden wäre.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 4401649 [0009]
    • JP 2003-282920 A [0010]
    • JP 2915327 [0011]
    • JP 2010-23485 A [0012]
    • JP 4347454 [0013]
    • JP 387515 [0014]
    • WO 2004/038811 [0014]
    • JP 2010-157205 [0186]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • JIS R3222 [0094]
    • JIS K7210-1999 [0135]

Claims (8)

  1. Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls, umfassend: einen ersten Verfahrensvorgang der Montage eines Modul-Schichtkörpers, der zumindest ein Glasbauteil, ein Kapselungsmittel, ein Solarzellenelement und ein durchscheinendes Bauteil in dieser Reihenfolge umfasst, und bei welchem ein äußerer Umfang des Kapselungsmittels an einer Innenseite von äußeren Umfingen des Glasbauteils und des durchscheinenden Bauteils positioniert ist, auf einer Montageplatte eines Doppelvakuumkammersystem-Laminators, der ein flexibles Bauteil, eine erste Kammer und eine zweite Kammer, welche durch das flexible Bauteil unterteilt werden, und die Montageplatte umfasst, die in der zweiten Kammer gegenüber dem flexiblen Bauteil bereitgestellt ist und eine Heizvorrichtung umfasst, wobei der Modul-Schichtkörper auf der Montageplatte so montiert ist, dass das Glasbauteil sich auf der Seite des flexiblen Bauteils befindet; einen zweiten Verfahrensvorgang des Absenkens des Drucks im Inneren der ersten Kammer und im Inneren der zweiten Kammer nach dem ersten Verfahrensschritt; und einen dritten Verfahrensvorgang des Wärme-Druck-Bondens und der Integration des Modul-Schichtkörpers durch Erhöhen eines Drucks in der ersten Kammer von 0,005 MPa auf 0,090 MPa (Manometerdruck von –0,096 MPa bis –0,011 MPa) und Pressen des Modul-Schichtkörpers auf die erhitzte Montageplatte durch das flexible Bauteil, das einer Biegeverformung ausgesetzt war, nach dem zweiten Verfahrensschritt.
  2. Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Biegeelastizitätskoeffizient des durchscheinenden Bauteils 1 GPa oder größer ist.
  3. Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das durchscheinende Bauteil ein Glasbauteil ist.
  4. Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kapselungsmittel ein Ionomer eines Ethylen/ungesättigte Karbonsäure-Copolymers umfasst.
  5. Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Modul-Schichtkörper das Kapselungsmittel und das Glasbauteil, in dieser Reihenfolge, auf einem amorphen Siliziumsolarzellenelement des durchscheinenden Bauteils umfasst, auf welchem das amorphe Siliziumsolarzellenelement ausgebildet ist.
  6. Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Modul-Schichtkörper das Kapselungsmittel, welches ein Ionomer eines Ethylen/ungesättigte Karbonsäure-Copolymers enthält, und das Glasbauteil, in dieser Reihenfolge, auf einem amorphen Siliziumsolarzellenelement des durchscheinenden Bauteils umfasst, auf welchem das amorphe Siliziumsolarzellenelement ausgebildet ist.
  7. Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke des Glasbauteils 4 mm oder weniger beträgt.
  8. Herstellungsverfahren eines Solarzellenmoduls nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand zwischen dem äußeren Umfang des Kapselungsmittels und den äußeren Umfängen des Glasbauteils und des durchscheinenden Bauteils 1,5 mm bis 25 mm beträgt.
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