DE112014004866B4

DE112014004866B4 - Verfahren zur Herstellung von Solarzellenmodulen

Info

Publication number: DE112014004866B4
Application number: DE112014004866.6T
Authority: DE
Inventors: Naoto IMADA; Keisuke Ogawa; Tasuku ISHIGURO
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-10-24
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2023-09-21
Anticipated expiration: 2034-10-01
Also published as: DE112014004866T5; JPWO2015059875A1; US20160233362A1; US9627567B2; JP6337903B2; WO2015059875A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls (10), wobei das Verfahren umfasst:
einen ersten Schritt von aufeinanderfolgender Schichtung und Thermokompressions-Bonden mindestens einer Solarzelle (11), mindestens eines Verkapselungsstoffs (14) und mindestens einer Schutzkomponente (12, 13), um einen Stack (16) herzustellen; und
einen zweiten Schritt zum Erhitzen der Solarzelle (11) des Stacks, wobei eine Erhöhung der Temperatur der Solarzelle (11) indirekt den Verkapselungsstoff (14) erhitzt, wobei
die Solarzelle (11) in dem zweiten Schritt durch Anwenden von Licht mit einer maximalen Peakwellenlänge von 1500 nm oder weniger auf den Stack (16), unter Verwendung einer LED (40), deren Beleuchtungsstärke von Licht mit einer Wellenlänge von 1500 nm oder größer 1 % oder weniger von dem maximalen Peak ist, erhitzt wird, und das von der LED (40) emittierte Licht Licht mit einer Wellenlänge von 1200 nm oder weniger in einem Verhältnis von 99% oder größer enthält.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls.
HINTERGRUND
Solarzellenmodule haben im Allgemeinen einen Aufbau, bei dem eine Folge bzw. ein String von Solarzellen, bestehend einer Vielzahl über einen Leiter verbundener Solarzellen, zwischen zwei Schutzkomponenten eingeschoben ist, und ein Verkapselungsstoff zwischen die Schutzkomponenten gefüllt ist. Zum Beispiel offenbart Patent-Dokument 1 ein Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls, in welchem eine thermisch vernetzbare Harzfolie als der Verkapselungsstoff verwendet wird. Das darin offenbarte Verfahren umfasst den Schritt des Erhitzens eines Stacks bzw. Stapels, in welchem Solarzellen, thermisch vernetzbare Harzfolien und Schutzkomponenten aufeinanderfolgend geschichtet sind, durch Anwenden von Licht mit einer maximalen Spektralstrahldichte zwischen einer Wellenlänge von 1,2 µm bis 12 µm, wobei die Spektralstrahldichte bei einer Wellenlänge von 1,1 µm 30% oder weniger von der maximalen Spektralstrahldichte ist, um die Schichten miteinander über Druck zu verbinden. Patent Dokument 2 beschreibt ein autoklavenfreies Laminierverfahren zur Herstellung von Solarzellenmodulen. Patent Dokument 3 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Photovoltaikmoduls unter Verwendung einer Befestigung und lokalisiertem Erwärmen, um Bereiche mit einem erhöhten Wärmevermögen zu erwärmen, und ein durch das Verfahren erzeugtes Modul. Patent Dokument 4 beschreibt ein Mess- und Prüfsystem für eine Solarproduktionslinie.
DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK
PATENT-DOKUMENTE

Patent-Dokument 1: JP 2008- 117 926 A
Patent Dokument 2: US 2010 / 0 101 646 A1
Patent Dokument 3: WO 2012/ 082 943 A1
Patent Dokument 4: US 2010 / 0 197 051 A1

KURZDARSTELLUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Eine schwache Haftung zwischen den Solarzellen und dem Verkapselungsstoff kann Delaminierung an Grenzflächen verursachen, was zu beeinträchtigtem Aussehen, verminderter Isolierung oder anderen Defekten führt. Zum Verstärken der Haftung kann der Verkapselungsstoff auf höhere Temperaturen erhitzt werden. Wenn die Temperatur des Verkapselungsstoffs jedoch zu hoch wird, können flüchtige Komponenten in dem Verkapselungsstoff Luftblasen erzeugen, was beeinträchtigtes Aussehen oder verminderte Isolierung aufkommen lässt.
MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
Durch sorgfältige Bemühungen zum Lösen der vorstehend beschriebenen Probleme haben die Erfinder gefunden, dass Erhitzen der Solarzellen mit höherer Priorität als der Verkapselungsstoff die Haftung zwischen den Solarzellen und dem Verkapselungsstoff ohne Erzeugung von Luftblasen in dem Verkapselungsstoff verstärken wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung im Einklang mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls bereitgestellt. Das Verfahren umfasst einen ersten Schritt von aufeinanderfolgender Schichtung und Thermokompressions-Bonden mindestens einer Solarzelle, mindestens eines Verkapselungsstoffs und mindestens einer Schutzkomponente, um einen Stack herzustellen; und einen zweiten Schritt zum Erhitzen der Solarzelle des Stacks, wobei eine Erhöhung in der Temperatur der Solarzelle den Verkapselungsstoff indirekt erhitzt, wobei die Solarzelle in dem zweiten Schritt durch Anwenden von Licht mit einer maximalen Peakwellenlänge von 1500 nm oder weniger auf den Stack, unter Verwendung einer LED, deren Beleuchtungsstärke von Licht mit einer Wellenlänge von 1500 nm oder größer 1% oder weniger von dem maximalen Peak ist, erhitzt wird, und das von der LED emittierte Licht Licht mit einer Wellenlänge von 1200 nm oder weniger in einem Verhältnis von 99% oder größer enthält.
Gemäß einem Aspekt der hierin allgemein beschrieben ist, wird eine Einrichtung zur Herstellung eines Solarzellenmoduls bereitgestellt. Die Einrichtung umfasst einen Laminator zur aufeinanderfolgenden Schichtung und Thermokompressions-Bonden mindestens einer Solarzelle, mindestens eines Verkapselungsstoffs und mindestens einer Schutzkomponente, um einen Stack herzustellen; einen Heizofen zum gänzlichen Erhitzen des Stacks; eine Lichtquelle zum Anwenden von Licht mit einer maximalen Peakwellenlänge von 1500 nm oder weniger auf den Stack; und ein Beförderungsmittel zum Befördern des Stacks, wobei das von der Lichtquelle emittierte Licht die Solarzelle des Stacks selektiv erhitzt, wobei eine Erhöhung in der Temperatur der Solarzelle den Verkapselungsstoff indirekt erhitzt.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ein Solarzellenmodul mit einer verbesserten Haftung zwischen der Solarzelle und dem Verkapselungsstoff bereitgestellt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[1] 1 ist eine Querschnittsansicht von einem Solarzellenmodul gemäß einem Beispiel einer Ausführungsform.
[2] 2 veranschaulicht ein Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls gemäß einem Beispiel einer Ausführungsform.
[3] 3 veranschaulicht ein Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls gemäß einem anderen Beispiel einer Ausführungsform.
[4] 4 veranschaulicht ein Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls gemäß einem anderen Beispiel einer Ausführungsform.
[5] 5 veranschaulicht durch Anwenden des in 4 veranschaulichten Verfahrens erhaltene Wirkungen.
[6] 6 veranschaulicht ein Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls gemäß einem anderen Beispiel einer Ausführungsform.
[7] 7 veranschaulicht als erläuterndes Beispiel eine Einrichtung zur Herstellung eines Solarzellenmoduls (ein Laminator in dieser Herstellungs-Einrichtung wird nicht veranschaulicht).
[8] 8 veranschaulicht als erläuterndes Beispiel eine Licht-Anwendungs-Einheit von einer Einrichtung zur Herstellung eines Solarzellenmoduls.
[9] 9 veranschaulicht als erläuterndes Beispiel eine Licht-Anwendungs-Einheit.
[10 ]10 veranschaulicht als erläuterndes Beispiel eine Licht-Anwendungs-Einheit.
[11] 11 veranschaulicht als erläuterndes Beispiel eine Licht-Anwendungs-Einheit.

AUSFÜHRUNGSFORMEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Beispiele von Ausführungsformen werden nachstehend genauer mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die zum Beschreiben der Ausführungsformen verwendeten Zeichnungen sind schematisch. Zum Beispiel kann sich das Verhältnis der Abmessungen von in den Zeichnungen veranschaulichten Strukturelementen von jenen von tatsächlichen Produkten unterscheiden. Ein spezielles Verhältnis von Abmessungen sollte zum Beispiel unter Berücksichtigung der nachstehenden Beschreibung verstanden werden.
1 ist eine Querschnittsansicht von einem Solarzellenmodul 10 gemäß einem Beispiel einer Ausführungsform. Das Solarzellenmodul 10 schließt eine Vielzahl von Solarzellen 11, eine erste auf einer Licht empfangenden Seite der Solarzellen 11 bereitgestellte Schutzkomponente 12 und eine zweite auf einer Rückseite der Solarzellen 11 bereitgestellte Schutzkomponente 13 ein. Die Vielzahl von Solarzellen 11 werden zwischen die erste Schutzkomponente 12 und die zweite Schutzkomponente 13 eingeschoben, und werden durch einen zwischen die Schutzkomponenten gefüllten Verkapselungsstoff 14 abgedichtet. Das Solarzellenmodul 10 schließt zum Beispiel eine Vielzahl von Strings mit über einen Leiter 15 verbundenen benachbarten Solarzellen 11 ein. Ein String ist eine lineare Anordnung von einer Vielzahl von Solarzellen 11, die über Leiter 15 seriell verbunden sind.
Der Begriff „Licht empfangende Seite“ des Solarzellenmoduls 10 und der Solarzellen 11 bezieht sich auf die Seite, auf welcher Sonnenlicht hauptsächlich einfällt (über 50% bis 100%), und der Begriff „Rückseite“ bezieht sich auf die der Licht empfangenden Seite entgegengesetzte Seite. Die Begriffe „Licht empfangende Seite“ und „Rückseite“ werden ebenso für andere Strukturelemente, wie Schutzkomponenten, verwendet.
Eine Solarzelle 11 schließt eine photoelektrische Umwandlungseinheit zum Erzeugen von Ladungs-Trägern nach Aufnahme von Sonnenlicht ein. Die photoelektrische Umwandlungseinheit hat zum Beispiel eine Licht-Empfangs-Seiten-Elektrode, die auf der Licht empfangenden Seite gebildet worden ist, und eine auf der Rückseite gebildete Rückseiten-Elektrode (beide nicht gezeigt). In bevorzugten Ausführungsformen wird die Rückseiten-Elektrode auf einer größeren Fläche als die Licht empfangende Seiten-Elektrode gebildet. Die Struktur der Solarzellen 11 ist nicht besonders begrenzt. Zum Beispiel kann eine Elektrode nur auf der Rückseite der photoelektrischen Umwandlungseinheit gebildet werden. Das heißt, die Seite, auf welcher die Fläche einer Elektrode größer ist, oder die Seite, auf welcher eine Elektrode gebildet wird, ist die „Rückseite“.
Die photoelektrische Umwandlungseinheit hat zum Beispiel ein Halbleitersubstrat von zum Beispiel kristallinem Silizium (c - Si), Galliumarsenid (GaAs) oder Indiumphosphid (InP), eine auf dem Substrat gebildete nichtkristalline Halbleiterschicht und eine auf der nichtkristallinen Halbleiterschicht gebildete transparente leitfähige Schicht. Spezielle Beispiele umfassen eine Struktur, in welcher eine nichtkristalline Siliziumschicht vom i-Typ, eine nichtkristalline Siliziumschicht vom p-Typ und eine transparente leitfähige Schicht auf der Licht empfangenden Seite von einem monokristallinen Siliziumsubstrat vom n-Typ aufeinanderfolgend gebildet werden und eine nichtkristalline Siliziumschicht vom i-Typ, eine nichtkristalline Siliziumschicht vom n-Typ und eine transparente leitfähige Schicht auf der Rückseite aufeinanderfolgend gebildet werden. In bevorzugten Ausführungsformen bestehen die transparenten leitfähigen Schichten aus einem transparenten leitfähigen Oxid, das durch Dotieren eines Metalloxids, wie Indiumoxid (In₂O₃) oder Zinkoxid (ZnO), mit zum Beispiel Zinn (Sn) oder Antimon (Sb) erhalten wurde.
Eine Elektrode besteht zum Beispiel aus einer Vielzahl von Fingerabschnitten und einer Vielzahl von Stromschienenabschnitten bzw. Busbar-Abschnitten. Die Fingerabschnitte sind über einer großen Fläche auf der transparenten leitfähigen Schicht gebildete, enge lineare Elektroden und die Busbar-Abschnitte sind Elektroden zum Sammeln von Ladungs-Trägern der Fingerabschnitte. In dieser Ausführungsform werden drei Busbar-Abschnitte an beiden Seiten der photoelektrischen Umwandlungseinheit bereitgestellt und die Leiter 15 werden an den Busbar-Abschnitten befestigt. Die Leiter 15 werden in der Dickenrichtung des Solarzellenmoduls 10 zwischen benachbarten Solarzellen 11 gebogen und werden jeweils auf der Licht empfangenden Seite einer Solarzelle 11 und der Rückseite von einer anderen Solarzelle 11 unter Verwendung von zum Beispiel einem Klebstoff befestigt.
Zum Beispiel kann eine durchscheinende Komponente, wie ein Glassubstrat, ein Harzsubstrat oder ein Harzfilm für die erste Schutzkomponente 12 verwendet werden. Unter diesen wird in bevorzugten Ausführungsformen ein Glassubstrat aus Feuerbeständigkeits-, Haltbarkeits- und aus anderen Gründen verwendet. Die Dicke des Glassubstrats ist nicht besonders begrenzt, ist jedoch vorzugsweise etwa 2 mm bis etwa 6 mm.
Entweder eine wie für die erste Schutzkomponente 12 verwendete durchscheinende Komponente oder eine opake bzw. nicht durchscheinende Komponente können für die zweite Schutzkomponente 13 verwendet werden. In bevorzugten Ausführungsformen wird zum Beispiel ein Harzfilm (Harzfolie) für die zweite Schutzkomponente 13 verwendet. Für den Zweck von zum Beispiel einer Verminderung der Wasserdurchlässigkeit kann eine Schicht aus einem Metall, wie Aluminium, oder eine Schicht aus einer anorganischen Verbindung, wie Siliziumdioxid, auf dem Harzfilm gebildet werden. Die Dicke des Harzfilms ist nicht besonders begrenzt, ist jedoch vorzugsweise etwa 100 µm bis etwa 300 µm.
In bevorzugten Ausführungsformen schließt der Verkapselungsstoff 14 einen ersten Verkapselungsstoff 14a (nachstehend einfach als „Verkapselungsstoff 14a“ bezeichnet), bereitgestellt zwischen den Solarzellen 11 und der ersten Schutzkomponente 12, und einen zweiten Verkapselungsstoff 14b (nachstehend einfach als „Verkapselungsstoff 14b“ bezeichnet) bereitgestellt zwischen den Solarzellen 11 und der zweiten Schutzkomponente 13, ein. Wie nachstehend genauer beschrieben wird, wird das Solarzellenmodul 10 durch einen Laminierungsschritt unter Verwendung von Folien der Verkapselungsstoffe 14a und 14b hergestellt. Die Dicke des Verkapselungsstoffs 14a oder 14b ist nicht besonders begrenzt, ist jedoch vorzugsweise etwa 100 µm bis etwa 1000 µm.
Das Komponentenmaterial für den Verkapselungsstoff 14 ist hauptsächlich (über 50 Gew.-%) aus einem Harz zusammengesetzt, das in dem Laminierungsschritt verwendbar ist. Der Gehalt dieses Harzes in dem Verkapselungsstoff 14 ist vorzugsweise 80 Gew.-% oder mehr und bevorzugter 90 Gew.-% oder mehr. Zusätzlich zu dem Harz kann der Verkapselungsstoff 14 verschiedene Typen von Additiven, wie ein Antioxidans oder ein Ultraviolett-Absorptionsmittel, enthalten. Der Verkapselungsstoff 14b kann ein Pigment, wie Titanoxid, enthalten. In bevorzugten Ausführungsformen enthält der Verkapselungsstoff 14 mindestens ein Kupplungsmittel bzw. Haftmittel.
Beispiele des Harzes, das als die Hauptkomponente für den Verkapselungsstoff 14 geeignet ist, schließen zum Beispiel Olefin-Harze, erhalten durch Polymerisieren von mindestens einem Olefin, ausgewählt aus α-Olefinen mit einer Kohlenstoff-Zahl von 2 bis 20 (zum Beispiel Polyethylen, Polypropylen oder ein statistisches oder Blockcopolymer von Ethylen und ein anderes α-Olefin), Ester-Harze (zum Beispiel ein Polykondensat von Polyol und Polycarbonsäure oder ein Säureanhydrid davon), Urethan-Harze (zum Beispiel ein Polyadditions-Produkt von Polyisocyanat und einer aktive Wasserstoff-Gruppe(n) enthaltenden Verbindung, wie Diol, Polyol, Dicarbonsäure, Polycarbonsäure, Polyamin oder Polythiol), Epoxid-Harze (zum Beispiel ein Ring-öffnendes Polymerisations-Produkt von Polyepoxid oder ein Polyadditions-Produkt von Polyepoxid und einer aktive Wasserstoff-Gruppe(n) enthaltenden Verbindung, wie jene vorstehend angeführt), und Copolymere von einem α-Olefin und Vinylcarboxylat, einem Acrylester oder einem anderen Vinylmonomer, ein.
Unter diesen wird in besonders bevorzugten Ausführungsformen ein Olefin-Harz (insbesondere ein Ethylen enthaltendes Polymer) oder ein Copolymer von einem α-Olefin und Vinylcarboxylat verwendet. Unter Copolymeren von einem α-Olefin und Vinylcarboxylat ist ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA) besonders bevorzugt. In bevorzugten Ausführungsformen wird, wenn ein EVA verwendet wird, ein organisches Peroxid, wie Benzoylperoxid, Dicumylperoxid oder 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexan, als ein Vernetzungsmittel verwendet.
Obwohl die Verkapselungsstoffe 14a und 14b aus dem gleichen Material zusammengesetzt sein können, sind in bevorzugten Ausführungsformen die Verkapselungsstoffe 14a und 14b aus sich unterscheidenden Materialien zum Erreichen von sowohl Toleranz auf Temperaturzyklen als auch Toleranz auf hohe Temperatur und hohe Feuchtigkeit und aus anderen Gründen zusammengesetzt. Beispiele für bevorzugte Komponentenmaterialien für die Verkapselungsstoffe 14a und 14b und Kombinationen davon schließen die Verwendung eines Harzes mit einer hohen Vernetzungsdichte für den Verkapselungsstoff 14a und ein Harz mit einer niedrigen Vernetzungsdichte oder ein nicht-vernetzbares Harz für den Verkapselungsstoff 14b ein. Die Vernetzungsdichte eines Harzes kann durch die Gelfraktion bewertet werden. Ein Harz mit einer höheren Gelfraktion weist in der Regel eine höhere Vernetzungsdichte auf.
Das Kupplungsmittel bzw. Haftmittel ist in mindestens dem Verkapselungsstoff 14a enthalten und ist vorzugsweise ebenso in dem Verkapselungsstoff 14b enthalten. Die Verwendung des Kupplungsmittels bzw. Haftmittels erhöht die Haftung zwischen den Solarzellen 11 und dem Verkapselungsstoff 14 und erleichtert das Verhindern der Grenzflächen-Delaminierung. Beispiele des Kupplungsmittels bzw. Haftmittels schließen zum Beispiel ein Silan-Kupplungsmittel bzw. -Haftmittel, ein Titanat-Kupplungsmittel bzw. -Haftmittel und ein Aluminat-Kupplungsmittel bzw. -Haftmittel ein. Unter diesen ist ein Silan-Kupplungsmittel bzw. -Haftmittel besonders bevorzugt. Beispiele für das Silan-Kupplungsmittel bzw. -Haftmittel schließen zum Beispiel Vinyltriethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan und γ-Metacryloxypropyltrimethoxysilan ein.
2 veranschaulicht ein Beispiel von einem Herstellungsverfahren für ein Solarzellenmodul 10 mit der vorstehend beschriebenen Struktur. Das Herstellungsverfahren für das Solarzellenmodul 10 (nachstehend als „das vorliegende Herstellungsverfahren“ bezeichnet) schließt einen ersten Schritt (siehe (a) in 2) von Thermokompressions-Bonden (Laminierung) der Strings von Solarzellen 11 miteinander mit einer ersten Schutzkomponente 12, einer zweiten Schutzkomponente 13 und Folien von Verkapselungsstoffen 14a und 14b (nachstehend als „Verkapselungsstoff-Folien 14a und 14b“ bezeichnet) ein, um einen Stack 16 herzustellen. Der erste Schritt wird als ein „Laminierungsschritt“ bezeichnet. Strings von Solarzellen 11 können durch ein herkömmlich bekanntes Verfahren hergestellt werden.
Der erste Schritt (Laminierungsschritt) wird unter Verwendung eines Laminators 20 ausgeführt. Der Laminator 20 schließt zum Beispiel einen Heizer 21 und eine Vakuumkammer, getrennt in zwei Kammern (eine obere Vakuumkammer 22 und eine untere Vakuumkammer 23), ein. Die Vakuumkammer ist durch elastischen Kautschuk 24 geteilt.
In dem ersten Schritt werden die erste Schutzkomponente 12, die Verkapselungsstoff-Folie 14a, die Solarzellen 11, die Verkapselungsstoff-Folie 14b und die zweite Schutzkomponente 13 in der Reihenfolge geschichtet und auf dem Heizer 21 angeordnet. Anschließend werden die geschichteten Komponenten durch den Heizer 21 erhitzt, während die obere Vakuumkammer 22 und die untere Vakuumkammer 23 evakuiert werden. Nun wird die Evakuierung der oberen Vakuumkammer 22 gestoppt, um Luft so einzuführen, dass sich der Kautschuk 24 gegen den Heizer 21 streckt, um die geschichteten Komponenten herunterzudrücken. Das Erhitzen der geschichteten Komponenten bei etwa 150°C unter solchen Bedingungen erweicht (schmilzt) Harz unter Bilden der Verkapselungsstoff-Folien 14a und 14b (nachstehend als „Harz 14“ bezeichnet). Wenn das Harz 14 vernetzbar ist, veranlasst das Erhitzen zudem eine Vernetzungsreaktion.
Das vorliegende Herstellungsverfahren schließt einen zweiten Schritt (siehe (c) in 2) zum Erhitzen der Solarzellen 11 in dem in dem ersten Schritt hergestellten Stack 16 ein. In dem zweiten Schritt werden die Solarzellen 11 in dem Stack 16 mit höherer Priorität erhitzt. Die Wortgruppe „die Solarzellen 11 werden mit höherer Priorität erhitzt“ zeigt das Erhitzen der Solarzellen 11 in dem Stack 16 in einer derartigen Weise an, dass die Temperatur der Solarzellen 11 schneller ansteigt als jene der verbleibenden Komponenten.
In bevorzugten Ausführungsformen schließt das vorliegende Herstellungsverfahren einen Härtungsschritt (siehe (c) in 2) zum Erhitzen des in dem ersten Schritt gänzlich hergestellten Stacks 16 ein. Der Härtungsschritt wird unter Verwendung eines Heizofens 30 ausgeführt. In dem in 2 veranschaulichten Beispiel wird der zweite Schritt während des Härtungsschritts ausgeführt. In anderen Worten wird der in dem ersten Schritt hergestellte Stack 16 in den Heizofen 30 gebracht, wo der zweite Schritt und der Härtungsschritt gleichzeitig ausgeführt werden.
Der Härtungsschritt fördert hauptsächlich die Vernetzungsreaktion des Harzes 14, um die Vernetzungsdichte zu erhöhen. Jeder Heizofen, der den Stack 16 aufnehmen kann, zum Beispiel ein Widerstands-Heizofen, kann als der Heizofen 30 ohne jede besondere Begrenzung verwendet werden. Die Umgebungs-Temperatur in dem Heizofen 30 ist vorzugsweise etwa 100° bis etwa 180°C und bevorzugter etwa 120°C bis etwa 170°C (zum Beispiel etwa 160°C). Unter Berücksichtigung von zum Beispiel der Förderung der Vernetzungsreaktion und der Produktivität ist die Länge des Härtungsschritts vorzugsweise etwa 5 Minuten bis etwa 60 Minuten und bevorzugter etwa 10 Minuten bis etwa 45 Minuten.
Während des zweiten Schritts durch Erhitzen der Solarzellen 11 mit höherer Priorität erhitzt eine Erhöhung in der Temperatur der Solarzellen 11 indirekt den Verkapselungsstoff 14. Die in dem zweiten Schritt erhitzte Wärme der Solarzellen 11 wird auf den Verkapselungsstoff 14 übertragen und erhitzt den nahe den Grenzflächen angeordneten Verkapselungsstoff 14 mit den Solarzellen 11 örtlich. Als solches sollte das Mittel zum Erhitzen der Solarzellen 11 in dem zweiten Schritt selektiv nur die Solarzellen 11 erhitzen, ohne direktes Erhöhen der Temperatur des Verkapselungsstoffs 14 oder mit einem kleinen Anstieg der Temperatur des Verkapselungsstoffs 14. Wenn der Verkapselungsstoff 14 in dieser Weise örtlich erhitzt ist, kann die Haftung zwischen den Solarzellen 11 und dem Verkapselungsstoff 14 gesteigert werden, während die Erzeugung von Luftblasen in dem Verkapselungsstoff 14 verhindert wird. Das vorliegende Herstellungsverfahren, einschließlich des zweiten Schritts, ist besonders bevorzugt, wenn der Verkapselungsstoff 14 ein Kupplungsmittel bzw. Haftmittel enthält.
Der zweite Schritt ist ein Licht-Anwendungs-Wärmebehandlungs-Schritt zum Anwenden von Licht mit einer maximalen Peakwellenlänge von 1500 nm oder weniger (kann nachstehend als „spezielles Licht“ bezeichnet werden) auf den Stack 16, um die Solarzellen 11 mit höherer Priorität zu erhitzen. In anderen Worten wird in dem zweiten Schritt eine Lichtquelle, die spezielles Licht anwenden kann, zum Anwenden von Licht verwendet. Für den Zweck des selektiven Erhitzens der Solarzellen 11 und Verhindern der Verschlechterung von zum Beispiel dem Verkapselungsstoff 14 ist die maximale Peakwellenlänge des speziellen Lichts vorzugsweise etwa 400 nm bis etwa 1500 nm und bevorzugter etwa 400 nm bis etwa 1200 nm. Licht mit einer maximalen Peakwellenlänge in jenen Bereichen wird durch die Solarzellen 11 leicht absorbiert und gelangt leicht durch den Verkapselungsstoff 14 und kann deshalb die Temperatur der Solarzellen 11 mit höherer Priorität erhöhen.
In dem zweiten Schritt wird eine Lichtquelle, die, wie vorstehend beschrieben, spezielles Licht anwenden kann, wobei die Beleuchtungsstärke von Licht mit einer Wellenlänge von 1500 nm oder größer 1% oder weniger des maximalen Peaks und bevorzugt 0,5% oder weniger des maximalen Peaks ist, zum Anwenden von Licht verwendet. Weiterhin ist das Verhältnis von Licht mit einer Wellenlänge von 1200 nm oder weniger in dem Licht (spezielles Licht), das von der Lichtquelle mit 99% oder größer emittiert wird. Weil Licht mit einer Wellenlänge von über 1200 nm oder insbesondere über 1500 nm durch den Verkapselungsstoff 14 (Olefin-Harz) leicht absorbiert wird, enthält in bevorzugten Ausführungsformen das auf den Stack 16 angewendete spezielle Licht ein höheres Verhältnis von Licht mit einer Wellenlänge von 1200 nm oder weniger und ein geringeres Verhältnis von Licht mit einer Wellenlänge von über 1200 nm oder insbesondere über 1500 nm.
Allgemein kann jede Lichtquelle, die, wie vorstehend beschrieben, spezielles Licht anwenden, zum Beispiel eine Xenonlampe, eine Halogenlampe oder eine LED, kann als die Lichtquelle 40 zur Verwendung in dem Lichtanwendungsschritt ohne eine besondere Begrenzung verwendet werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Lichtquelle eine LED. In dem in 2 veranschaulichten Beispiel sind die Lichtquellen 40 in dem Heizofen 30 angeordnet. Obwohl 2 und andere Zeichnungen die Lichtquellen 40 in der Form von Glühlampen, wie vorstehend beschrieben, veranschaulichen, sind die Zeichnungen schematisch und die Veranschaulichungen darin begrenzen nicht die Form der Lichtquellen. Wie in 7 gezeigt, welche nachstehend beschrieben wird, kann ein LED-Substrat als die Lichtquellen verwendet werden. Während der Stack 16 gänzlich durch den Heizofen 30 erhitzt wird, erhöht die Anwendung von speziellem Licht die Temperatur der Solarzellen 11 und des Verkapselungsstoffs 14 nahe der Grenzflächen mit den Solarzellen 11, um höher als die Temperatur der verbleibenden Abschnitte des Stacks 16 (die Umgebungs-Temperatur in dem Heizofen 30) um zum Beispiel etwa 2°C bis etwa 70°C zu sein. In bevorzugten Ausführungsformen ist die Temperatur des Verkapselungsstoffs 14 jedoch nahe der Grenzflächen mit den Solarzellen 11 bei 200°C oder darunter. Die Temperatur, auf welche die Solarzellen 11 erhitzt werden, kann durch zum Beispiel Ändern der Stärke der Lichtquellen 40 eingestellt werden.
Wenn spezielles Licht in dem zweiten Schritt angewendet wird, obwohl spezielles Licht von beiden Seiten des Stacks 16 angewendet werden kann, wird in bevorzugten Ausführungsformen spezielles Licht von einer Seite des Stacks 16 aus Produktivitäts- und anderen Gründen angewendet. Insbesondere wird in Ausführungsformen, in welchen die zweite Schutzkomponente 13 eine Metallschicht einschließt, oder in Ausführungsformen, in welchen der Verkapselungsstoff 14b ein Pigment, wie Titanoxid, enthält, spezielles Licht von der Seite angewendet, auf welcher die erste Schutzkomponente 12 angeordnet ist.
In dem zweiten Schritt kann ein Strom ebenso durch die Solarzellen 11 in den Stack 16 gelangen, um die Solarzellen 11 mit höherer Priorität zu erhitzen. In bevorzugten Ausführungsformen wird ein Strom unter zum Beispiel den nachstehenden Bedingungen durchgeleitet:

• Die Stromversorgung kann entweder eine Gleichstrom-Stromversorgung oder eine Wechselstrom-Stromversorgung sein.
• Der Stromwert ist vorzugsweise 0,1 A bis 50 A und bevorzugter 5 A bis 20 A.
• Die Heiztemperatur kann zum Beispiel durch Ändern des Stromwerts eingestellt werden. Die Temperatur der Solarzellen 11 kann höher sein als jene der verbleibenden Abschnitte um etwa 1°C bis etwa 30°C.
• Die Richtung, in welcher ein Strom fließt, ist vorzugsweise in der Vorwärtsrichtung der Solarzellen 11 (Dioden).

Als Mittel zum Erhitzen der Solarzellen 11 kann in dem zweiten Schritt zusätzlich zu der Anwendung von speziellem Licht und dem Durchgang von einem Strom durch die Solarzellen 11, zum Beispiel dielektrisches Erhitzen, angewendet werden.
Nachdem die vorstehend beschriebenen Schritte abgeschlossen sind, werden andere Schritte, falls erforderlich, einschließlich Einpassen des Stacks 16 oder Befestigung eines Rahmens oder eines Kabelendanschlusses, ausgeführt und dann wird ein Solarzellenmodul 10 erhalten.
Wie vorstehend beschrieben, kann das vorliegende Herstellungsverfahren den Verkapselungsstoff 14 nahe der Grenzflächen mit den Solarzellen 11 örtlich erhitzen und kann den Verkapselungsstoff 14 daran hindern, überall zu heiß zu werden. Im Ergebnis kann die Haftung zwischen den Solarzellen 11 und dem Verkapselungsstoff 14 erhöht werden, während die Erzeugung von Luftblasen in dem Verkapselungsstoff 14 verhindert wird. Deshalb kann das vorliegende Herstellungsverfahren ein zuverlässiges Solarzellenmodul 10 bereitstellen, in welchem Probleme, einschließlich beeinträchtigtes Aussehen und verminderte Isolierung, die sich aus Delaminierung an den Grenzflächen zwischen den Solarzellen 11 und dem Verkapselungsstoff 14 ergibt, selten stattfinden. Das vorliegende Herstellungsverfahren ist besonders bevorzugt, wenn der Verkapselungsstoff 14 ein Kupplungsmittel bzw. Haftmittel enthält, weil es signifikant die Reaktion zwischen den Oberflächen der Solarzellen 11 und dem Kupplungsmittel bzw. Haftmittel fördern kann.
3 bis 6 veranschaulichen andere Beispiele eines Herstellungsverfahrens für ein Solarzellenmodul 10. In dem in 3 veranschaulichten Beispiel wird der zweite Schritt zum Erhöhen der Haftung zwischen den Solarzellen 11 und dem Verkapselungsstoff 14 bei einer zu jener in dem in 2 veranschaulichten Beispiel sich unterscheidenden Zeit ausgeführt. In dem in 3 veranschaulichten Beispiel wird der zweite Schritt (siehe (b) in 3) zwischen dem ersten Schritt und dem Härtungsschritt ausgeführt. Zum Beispiel sind Lichtquellen 40 in einer Strecke angeordnet, durch welche ein Stack 16 von dem Laminator 20 zu dem Heizofen 30 befördert wird, so dass der Lichtanwendungsschritt während des Beförderns ausgeführt wird.
Die Temperatur (Umgebungs-Temperatur) des Stacks 16 während des Beförderns ist bei Raumtemperatur oder höher, zum Beispiel, bei Raumtemperatur (etwa 20°C) bis etwa 150°C, und vorzugsweise etwa 70°C bis etwa 150°C. In bevorzugten Ausführungsformen werden die Solarzellen 11 auf 70°C bis 200°C in dem zweiten Schritt durch zum Beispiel Anwenden von speziellem Licht erhitzt. In dem in 3 veranschaulichten Beispiel kann das spezielle Licht von einer Vielzahl von in einem Beförderungsweg bzw. Transportweg für den Stack 16 angeordneten Lichtquellen 40 angewendet werden, während der Stack 16 befördert wird.
Der zweite Schritt kann nach dem Härtungsschritt ausgeführt werden. Der zweite Schritt kann mindestens einmal zu einer Zeit zwischen dem ersten Schritt und dem Härtungsschritt, während des Härtungsschritts oder nach dem Härtungsschritt ausgeführt werden und kann zwei- oder mehrmals ausgeführt werden. Zum Beispiel kann der zweite Schritt zweimal ausgeführt werden, nämlich zwischen dem ersten Schritt und dem Härtungsschritt und während des Härtungsschritts. Der zweite Schritt kann auch zweimal ausgeführt werden, nämlich zwischen dem ersten Schritt und dem Härtungsschritt und nach dem Härtungsschritt. Der zweite Schritt kann auch zweimal ausgeführt werden, nämlich während des Härtungsschritts und nach dem Härtungsschritt.
In dem in 4 veranschaulichten Beispiel steigt die während des Lichtanwendungsschritts angewendete Menge von speziellem Licht (kann nachstehend einfach als „Lichtmenge“ bezeichnet werden) an, wenn die Zeit voranschreitet. Zum Beispiel kann die auf den Stack 16 angewendete Lichtmenge durch Anordnen einer Vielzahl von Lichtquellen 41, 42 und 43 mit unterschiedlichen Leistungen (oder Lichtquellen des gleichen Typs, die so eingestellt sind, dass sie unterschiedliche Leistungen erzeugen) schrittweise erhöht werden, in der Reihenfolge ansteigender Leistung stromaufwärts in der Beförderungsstrecke für den Stack 16. Alternativ kann eine einzelne Lichtquelle verwendet werden. Durch Erhöhen der Leistung der Lichtquelle allmählich oder schrittweise kann die Lichtmenge über die Zeit erhöht werden. Weiterhin kann die Lichtmenge durch Ändern der Anzahl von Lichtquellen oder der Zeitlänge von diesem Schritt eingestellt werden.
Der Lichtanwendungsschritt, in welchem die Lichtmenge über die Zeit erhöht ist, ist besonders wirksam, wenn er nach dem Härtungsschritt ausgeführt wird. In anderen Worten wird in bevorzugten Ausführungsformen die Lichtmenge unmittelbar nach dem Härtungsschritt auf gering eingestellt und wird nach einem bestimmten Zeitraum von der Beendigung des Härtungsschritts erhöht. In bevorzugten Ausführungsformen ist die Umgebungs-Temperatur in dem Lichtanwendungsschritt geringer als die Umgebungs-Temperatur in dem Härtungsschritt. Der zweite Schritt wird unter Umgebungs-Temperatur von zum Beispiel 20°C bis 150°C ausgeführt.
5 veranschaulicht Temperaturen von zum Beispiel den Solarzellen 11, für welche der Lichtanwendungsschritt nach dem Härtungsschritt ausgeführt wird. Ein schrittweises Erhöhen in der Lichtmenge nach dem Härtungsschritt kann zum Beispiel die Gesamt-Temperatur T₁₀ des Solarzellenmoduls 10 (die Temperatur von Abschnitten, die anders als die Solarzellen 11 sind) senken, unter Verhindern einer signifikanten Erhöhung in der Temperatur T₁₁ der Solarzellen 11. Dann wird in bevorzugten Ausführungsformen die Lichtmenge so eingestellt, dass die Temperatur T₁₁ der Solarzellen 11 ungefähr konstant gehalten wird oder insbesondere bei der Temperatur in dem Härtungsschritt gehalten wird. Obwohl es wahrscheinlich ist, dass die Lichtmenge unter Bedingungen ansteigt, bei welchen die Temperatur des Solarzellenmoduls 10 unmittelbar nach dem Härtungsschritt hoch ist, und im Ergebnis Überhitzen des Verkapselungsstoffs 14, zum Beispiel die Erzeugung von Luftblasen, beeinträchtigtes Aussehen und verminderte Isolierung verursachen wird, kann der vorstehend beschriebene Lichtanwendungsschritt solche Defekte verhindern. Durch Erhöhen der Lichtmenge über die Zeit kann zum Beispiel während die Temperatur der Solarzellen 11 und des Verkapselungsstoffs 14 nahe der Grenzflächen mit den Solarzellen 11 bei etwa 120°C bis etwa 170°C gehalten wird, die Temperatur der verbleibenden Abschnitte gesenkt werden. Deshalb wird die dem gesamten Solarzellenmodul 10 auferlegte Wärmehysterese nachlassen und die Erzeugung von Luftblasen in dem Verkapselungsstoff 14 und andere Defekte können verhindert werden.
In dem in 6 veranschaulichten Beispiel werden Komponenten mit hoher Wärmeleitfähigkeit 44 auf der ersten Schutzkomponente 12 angeordnet und in diesem Zustand wird spezielles Licht auf den Stack 16 von der Seite angewendet, auf welcher die erste Schutzkomponente 12 angeordnet ist. Die Komponenten mit hoher Wärmeleitfähigkeit 44 werden auf der ersten Schutzkomponente 12 angeordnet, um sich über eine Vielzahl von Solarzellen 11 zu erstrecken, unter unvollständigem Bedecken von jeder der Solarzellen. In anderen Worten überlappen in dem in 6 veranschaulichten Beispiel die Solarzellen 11 und die Komponenten mit hoher Wärmeleitfähigkeit 44 einander in der Dickenrichtung des Stacks 16.
Die Komponenten mit hoher Wärmeleitfähigkeit 44 weisen höhere Wärmeleitfähigkeit als die Schutzkomponenten oder der Verkapselungsstoff 14 auf, und führen die Funktion des Verminderns der Variation in der Temperatur der Solarzellen 11 aus, die durch die Anwendung von Licht erhöht ist. In anderen Worten, wird Wärme von den Komponenten mit hoher Wärmeleitfähigkeit 44 überführt, deren Temperatur durch die Anwendung von Licht auf die Vielzahl von Solarzellen 11 über zum Beispiel die Schutzkomponenten erhöht ist. Im Ergebnis können, auch wenn unterschiedliche Lichtmengen auf die Solarzellen 11 eingefallen sind, die Temperaturschwankungen zwischen den Solarzellen 11 vermindert werden und die Haftfestigkeit zwischen den Solarzellen 11 und dem Verkapselungsstoff 14 können gleichförmig gemacht werden.
Zum Beispiel können Metallplatten, Metallstege, Metalldrähte oder Metallsiebe als die Komponente mit hoher Wärmeleitfähigkeit 44 verwendet werden. Die Komponenten mit hoher Wärmeleitfähigkeit 44 weisen zum Beispiel eine Breite auf, die etwas größer ist als die Breite einer Lücke zwischen Solarzellen 11, und eine Länge, die der Summe von Längen von einer Vielzahl von Solarzellen 11 entspricht und können über Lücken zwischen Solarzellen 11 positioniert werden. Diese Struktur kann die Temperatur der Solarzellen 11 gleichförmig machen unter Vermeiden der Senkung in der bei den Solarzellen 11 einfallenden Lichtmenge. Die Komponenten mit hoher Wärmeleitfähigkeit 44 können über alle Solarzellen 11 angeordnet werden oder nur über Abschnitte angeordnet werden, in welchen die sich unterscheidenden Mengen von bei Solarzellen 11 einfallendem Licht signifikant sind. Auch Beförderungs-Abschnitte eines Beförderungsmittels, welches nachstehend beschrieben wird, kann als die Komponenten mit hoher Wärmeleitfähigkeit 44 verwendet werden.
Eine Einrichtung 50 zur Herstellung eines Solarzellenmoduls wird nachstehend als erläuterndes Beispiel mit Bezug auf 7 bis 11 allgemein beschrieben.
7 veranschaulicht als erläuterndes Beispiel eine Einrichtung 50 zur Herstellung eines Solarzellenmoduls. Die Einrichtung 50 zur Herstellung eines Solarzellenmoduls umfasst einen Laminator 20 (siehe 2 und 3), einen Heizofen 30 zum gänzlichen Erhitzen der Stacks 16, Lichtquellen 40 zum Anwenden von speziellem Licht auf die Stacks 16 und Beförderungsmittel zum Befördern der Stacks 16. Der Laminator 20 stellt einen Stack 16 durch fortlaufende Schichtung und Thermokompressions-Bonden von Solarzellen 11, einem Verkapselungsstoff 14 und Schutzkomponenten her. Die Lichtquellen 40 sind Vorrichtungen zum Anwenden von speziellem Licht auf den Stack 16 und sind insbesondere Xenonlampen, Halogenlampen, Metallhalogenidlampen, LEDs oder andere Vorrichtungen. Spezielles von den Lichtquellen emittiertes Licht 40 erhitzt die Solarzellen 11 selektiv und eine Erhöhung in der Temperatur der Solarzellen 11 erhitzt den Verkapselungsstoff 14 indirekt.
Ein Beispiel des Beförderungsmittels ist ein Förderband 51, in welchem eine Vielzahl von Beförderungs-Abschnitten 53 zum Tragen der Stacks 16 bei vorbestimmten Intervallen in einer Längsrichtung von einem Endlosband 52 angeordnet sind. Die Beförderungs-Abschnitte 53 sind zum Beispiel Metallstege oder Metallplatten, die sich in die Breitenrichtung des Bands 52 erstrecken und Enden der Beförderungs-Abschnitte 53 werden miteinander verbunden, um das Endlosband 52 zu bilden.
Zum Beispiel befördert das Förderband 51 in dem Laminator 20 hergestellte Stacks 16 in den Heizofen 30 und befördert anschließend die Stacks 16 von dem Heizofen 30 zu einer Licht-Anwendungs-Einheit 45. In anderen Worten ist der Heizofen 30 stromaufwärts auf dem Förderband 51 angeordnet und die Licht-Anwendungs-Einheit 45 ist stromabwärts auf dem Förderband 51 angeordnet. Die Licht-Anwendungs-Einheit 45 ist ein Abschnitt, wo eine Lichtquelle 40 angeordnet ist. In dem in 7 veranschaulichten Beispiel wird eine Vielzahl von Lichtquellen 40 in der Längsrichtung von dem Band 52 angeordnet. Die Lichtquellen 40 können von dem gleichen Typ sein oder können jene mit sich unterscheidendem Grad von Eigenschaften von zum Beispiel Leistung sein. Zum Beispiel können Lichtquellen 40 von höherer Leistung mehr zu einer Stromabwärts-Seite auf dem Förderband 51 als einer Stromaufwärts-Seite angeordnet sein, so dass die angewendete Lichtmenge auf den Stacks 16 ansteigt, wenn die Zeit von dem in dem Heizofen 30 ausgeführten Härtungsschritt voranschreitet.
In bevorzugten Ausführungsformen trägt, wenn die erste Schutzkomponente 12 ein Glassubstrat ist und die zweite Schutzkomponente 13 ein Harzfilm ist, das Förderband 51 die Stacks 16 mit dem Glassubstrat, das zu den Beförderungs-Abschnitten 53 zeigt. In bevorzugten Ausführungsformen wird diese Konfiguration angewendet, weil das Glassubstrat weniger wahrscheinlich thermisch verformt sein wird als der Harzfilm. Wenn der Harzfilm spezielles Licht überträgt, kann spezielles Licht von sowohl der Glassubstrat-Seite als auch der Harzfilm-Seite einfallen (kann von beiden Seiten einfallen). Auch wenn die Schutzkomponenten Glassubstrate sind, kann spezielles Licht von beiden Seiten einfallen. Wenn der Harzfilm kaum oder niemals spezielles Licht überträgt, wird Licht von der Glassubstrat-Seite angewendet.
In bevorzugten Ausführungsformen werden die Lichtquellen 40 zum Beispiel zwischen einem Träger-Abschnitt 52a und einem Rückführ-Abschnitt 52b des Bandes 52 angeordnet, und das Licht wird auf die Stacks 16 zwischen den Beförderungs-Abschnitten 53 angewendet. Der Träger-Abschnitt 52a ist ein Abschnitt, auf welchem die Stacks 16 getragen und transportiert werden und der Rückführ-Abschnitt 52b ist ein Abschnitt, der entlang des Rückens des Träger-Abschnitts 52a verläuft. In anderen Worten sind die Lichtquellen 40 in dem Förderband 51 an derartigen Positionen angeordnet, so dass Licht auf die Stacks 16 zwischen den Beförderungs-Abschnitten 53 angewendet werden kann. Die in dieser Weise angeordneten Lichtquellen 40 können Licht effizienter als zum Beispiel unter dem Förderband 51 (unter dem Rückführ-Abschnitt 52b) angeordnete Lichtquellen 40 anwenden.
In bevorzugten Ausführungsformen sind die Lichtquellen 40 zum Beispiel LEDs. LEDs, deren Beleuchtungsstärke von Licht mit einer Wellenlänge von 1500 nm oder größer vorzugsweise 1 % oder weniger des maximalen Peaks, und bevorzugter 0,5% oder weniger des maximalen Peaks ist, können als die Lichtquellen 40 verwendet werden. In besonders bevorzugten Ausführungsformen enthält (spezielles Licht) von den LEDs emittiertes Licht Licht mit einer Wellenlänge von 1200 nm oder weniger bei einem Verhältnis von 99% oder größer. Beispiele für solche LEDs schließen LEDs mit einer COB (chip-on-board) Struktur ein. Um von den Lichtquellen emittiertes Licht 40, wie LEDs, zu Zielpositionen, wo Licht angewendet werden soll, zu fokussieren, können Linsen 46 zwischen den Lichtquellen 40 und den Stacks 16 bereitgestellt werden. Die Linsen 46 können aus Glas, Harz oder Metall hergestellt werden.
Die Licht-Anwendungs-Einheit 45 kann einen Heizofen einschließen. Zum Beispiel kann der Heizofen 30 sich entlang des Förderbands 51 auf der Licht-Anwendungs-Einheit 45 erstrecken oder alternativ kann zusätzlich zu dem Heizofen 30 ein anderer Heizofen verwendet werden. In jedem Fall wird in bevorzugten Ausführungsformen die Umgebungs-Temperatur in dem Lichtanwendungsschritt auf unterhalb der Umgebungs-Temperatur in dem Härtungsschritt eingestellt. Die Umgebungs-Temperatur von dem Härtungsschritt kann, wenn die Zeit voranschreitet, gesenkt werden.
8 bis 11 veranschaulichen andere erläuternde Beispiele der Licht-Anwendungs-Einheit 45. In dem in 8 veranschaulichten erläuternden Beispiel wird ähnlich zu dem in 2 veranschaulichten Beispiel spezielles Licht auf einen Stack 16 in einem Heizofen 31 angewendet und der Härtungsschritt und der zweite Schritt werden gleichzeitig ausgeführt. Jedoch unterscheidet sich das in 8 veranschaulichte Beispiel von dem in 2 veranschaulichten Beispiel dahingehend, dass Lichtquellen 40 außerhalb des Heizofens 31 angeordnet sind. In dem in 8 veranschaulichten Beispiel besteht mindestens ein Abschnitt von einer Wand des Heizofens 31 aus einer durchscheinenden Komponente 32, die spezielles Licht durchlässt. Spezielles von den Lichtquellen emittiertes Licht 40, das außerhalb des Heizofens 31 angeordnet ist, gelangt durch die durchscheinende Komponente 32 und dringt in den Heizofen 31 ein. Im Ergebnis kann die Lebensdauer der Lichtquellen 40 länger sein als jene der in dem Heizofen angeordneten Lichtquellen 40.
Beispiele für die durchscheinende Komponente 32 schließen Glas oder eine Harzfolie ein, die spezielles Licht hindurch lässt. In bevorzugten Ausführungsformen wird, um effiziente Anwendung von Licht zu ermöglichen, ein hohes Verhältnis von speziellem von der Lichtquelle emittiertem Licht 40 oder speziell 50% oder mehr von allem emittiertem Licht, auf das Glas bei einem Einfallswinkel θ von 60° oder weniger einfallen. In bevorzugten Ausführungsformen werden zum Beispiel in dem in 7 veranschaulichten Beispiel, wenn ein Heizofen in der Licht-Anwendungs-Einheit 45 angeordnet ist, die Lichtquellen 40, die außerhalb des Heizofens mit einer durchscheinenden Komponente angeordnet sind, auf einem Abschnitt von der Bodenwand des Heizofens bereitgestellt.
In dem in 9 veranschaulichten erläuternden Beispiel werden die Beförderungs-Abschnitte 53 des Förderbands 51 an Enden eines Stack 16 angeordnet. Weiterhin werden die Beförderungs-Abschnitte 53 an Positionen entsprechend den Lücken zwischen Solarzellen 11 des Stacks 16 angeordnet. Deshalb überlappen die Solarzellen 11 und die Beförderungs-Abschnitte 53 einander fast nirgends in der Dickenrichtung des Stacks 16. In anderen Worten sind in dem in 9 veranschaulichten Beispiel die Beförderungs-Abschnitte 53 bei Intervallen, entsprechend jenen der Lücken zwischen den Solarzellen 11, angeordnet und Stacks 16 sind auf dem Förderband 51 in einer derartigen Weise angeordnet, dass die Beförderungs-Abschnitte 53 an Positionen entsprechend den Lücken angeordnet sind. Wenn es keine Schwierigkeit zum Beispiel beim Befördern gibt, können die Beförderungs-Abschnitte 53 entweder auf den Enden des Stacks 16 oder an Positionen entsprechend den Lücken zwischen den Solarzellen 11 bereitgestellt werden. Im Ergebnis kann der durch Abschattung der Beförderungs-Abschnitte 53 verursachte Verlust vermindert oder entfernt werden.
In dem in 10 veranschaulichten erläuternden Beispiel wird ein Rollband 55 als das Beförderungsmittel verwendet. Das Rollband 55 schließt eine Vielzahl von Beförderungsrollen 56, die als die Beförderungs-Abschnitte dienen, auf welchen Stacks 16 getragen werden sollen, ein. Die Lichtquellen 40 sind auf einer Rückseite des Rollbands 55 oder in anderen Worten, unter den Beförderungsrollen 56 angeordnet und wenden spezielles Licht auf die Stacks 16 zwischen den Transportrollen 56 an. In dem Rollband 55 sind die Positionen der Beförderungsrollen 56 festgelegt und die Stacks 16 werden befördert, wenn zum Beispiel Abschnitte der Beförderungsrollen 56 zum Rotieren angetrieben werden. Deshalb kann, weil variierende Abschnitte der Stacks 16 von den Beförderungsrollen 56 beschattet werden, spezielles Licht gleichförmig auf die Solarzellen 11 der Stacks 16 angewendet werden.
In dem in 11 veranschaulichten erläuternden Beispiel wird ein Stack 16 mit der zweiten Schutzkomponente 13 (Harzfilm), der zu den Beförderungs-Abschnitten 53 zeigt, befördert. In anderen Worten befördert das Förderband 51 den Stack 16 mit der ersten Schutzkomponente 12 (Glassubstrat) nach oben weisend. In diesem Fall wiederum wird in bevorzugten Ausführungsformen Licht auf den Stack 16 von der Glassubstrat-Seite angewendet und die Lichtquellen 40 werden zum Beispiel oberhalb des Förderbands 51 angeordnet.
Die Beförderungs-Abschnitte des Beförderungsmittels können ebenso aus durchscheinenden Komponenten, wie Glas oder Harz, das spezielles Licht durchlässt, zusammengesetzt sein. Weiterhin können die Beförderungs-Abschnitte, wenn aus Metall hergestellt, ebenso als Komponenten mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie vorstehend beschrieben, verwendet werden.
Bezugszifferliste

10: SOLARZELLENMODUL
11: SOLARZELLE
12: ERSTE SCHUTZKOMPONENTE
13: ZWEITE SCHUTZKOMPONENTE
14: VERKAPSELUNGSSTOFF
14a: ERSTER VERKAPSELUNGSSTOFF
14b: ZWEITER VERKAPSELUNGSSTOFF
15: LEITER
16: STACK
20: LAMINATOR
21: HEIZER
22: OBERE VAKUUMKAMMER
23: UNTERE VAKUUMKAMMER
24: KAUTSCHUK
30, 31: HEIZOFEN
32: DURCHSCHEINENDE KOMPONENTE
40, 41, 42, 43: LICHTQUELLE
44: KOMPONENTE MIT HOHER WÄRMELEITFÄHIGKEIT
45: LICHT-ANWENDUNGS-EINHEIT
46: LINSE
50: EINRICHTUNG ZUR HERSTELLUNG EINES SOLARMODULS
51: FÖRDERBAND
52: BAND
52a: TRÄGER-ABSCHNITT
52b: RÜCKFÜHRTEIL
53: BEFÖRDERUNGS-ABSCHNITT
55: ROLLBAND
56: BEFÖRDERUNGSROLLER

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls (10), wobei das Verfahren umfasst: einen ersten Schritt von aufeinanderfolgender Schichtung und Thermokompressions-Bonden mindestens einer Solarzelle (11), mindestens eines Verkapselungsstoffs (14) und mindestens einer Schutzkomponente (12, 13), um einen Stack (16) herzustellen; und einen zweiten Schritt zum Erhitzen der Solarzelle (11) des Stacks, wobei eine Erhöhung der Temperatur der Solarzelle (11) indirekt den Verkapselungsstoff (14) erhitzt, wobei die Solarzelle (11) in dem zweiten Schritt durch Anwenden von Licht mit einer maximalen Peakwellenlänge von 1500 nm oder weniger auf den Stack (16), unter Verwendung einer LED (40), deren Beleuchtungsstärke von Licht mit einer Wellenlänge von 1500 nm oder größer 1 % oder weniger von dem maximalen Peak ist, erhitzt wird, und das von der LED (40) emittierte Licht Licht mit einer Wellenlänge von 1200 nm oder weniger in einem Verhältnis von 99% oder größer enthält.
Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls (10) nach Anspruch 1, wobei der Verkapselungsstoff (14) ein Kupplungsmittel bzw. Haftmittel enthält.
Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verfahren weiterhin einen Härtungsschritt zum gänzlichen Erhitzen des Stacks nach dem ersten Schritt umfasst, wobei der zweite Schritt mindestens einmal zu einer Zeit zwischen dem ersten Schritt und dem Härtungsschritt, während des Härtungsschritts, oder nach dem Härtungsschritt ausgeführt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der zweite Schritt Erhitzen der Solarzelle (11) auf
Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der zweite Schritt unter Umgebungs-Temperatur von 20°C bis 150°C ausgeführt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der zweite Schritt das Anwenden von Licht mit einer maximalen Peakwellenlänge von 1500 nm oder weniger auf den Stack (16) nach dem Härtungsschritt umfasst, wobei die in dem zweiten Schritt angewendete Lichtmenge erhöht wird, wenn die Zeit voranschreitet.
Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Stack (16) eine Vielzahl von Solarzellen (11) einschließt; und wobei der zweite Schritt das Anwenden von Licht von der Seite, auf welcher die Schutzkomponente (12, 13) angeordnet ist, umfasst, wobei eine Komponente mit hoher Wärmeleitfähigkeit (44), die auf der Schutzkomponente (12, 13) angeordnet ist, sich über die Solarzellen (11) erstreckt, wobei sie jede der Solarzellen (11) teilweise bedeckt.
Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls (10) nach Anspruch 1, wobei der zweite Schritt zusätzlich Leiten eines Stroms durch die Solarzelle (11) in dem Stack (16), um die Solarzelle (11) zu erhitzen, umfasst.