JP2000236104A

JP2000236104A - ラミネート体の製造方法

Info

Publication number: JP2000236104A
Application number: JP11035440A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Yamada; 聡山田; Hidenori Shiozuka; 秀則塩塚; Morio Kiso; 盛夫木曾; Ichiro Kataoka; 一郎片岡; Hidesato Yoshimitsu; 秀聡善光; Yoshimitsu Hayashi; 芳光林
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-02-15
Filing date: 1999-02-15
Publication date: 2000-08-29

Abstract

(57)【要約】【課題】品質に優れたラミネート体の製造方法を提供
することを目的とし、特に、機械的強度に優れるととも
に、長期にわたる信頼性の高い太陽電池モジュールを安
価に提供する。【解決手段】被ラミネート体（光起電力素子２０５）
を表面被覆材２０６と裏面被覆材２０７とにより挟み込
んで、真空室２０１内でロールラミネーションすること
により、太陽電池モジュールを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面被覆材と被ラ
ミネート体と裏面被覆材とをラミネーションするラミネ
ート体の製造方法に関し、特に、被ラミネート体として
光起電力素子を用いた太陽電池モジュールの製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のラミネート体の製造方法を、光起
電力素子を用いた太陽電池モジュールを例にとって説明
する。

【０００３】従来より、表面被覆材と裏面被覆材を光起
電力素子に貼り合わせて太陽電池モジュールを製造する
ためのラミネート装置として、ダイアフラムによって仕
切られた上チャンバと下チャンバからなるチャンバ部を
備えた、いわゆる二重真空室方式のラミネート装置が知
られている。

【０００４】このような二重真空室方式のラミネート装
置を用いた太陽電池パネルの製造方法が、特公平６−５
２８０１号公報に開示されている。この太陽電池パネル
の製造に用いるラミネート装置は、下方に向かって膨張
自在なダイアフラムを備えた上チャンバと、ヒータ盤を
備えた下チャンバによって構成されている。そして、下
チャンバに設けられたヒータ盤に被ラミネート体を載置
した状態で上チャンバと下チャンバを減圧し、被ラミネ
ート体を加熱して、上チャンバに大気を導入することに
より被ラミネート体をヒータ盤の上面とダイアフラムと
の間で挟圧してラミネートするようになっている。

【０００５】図３は、二重真空室方式によるラミネート
装置の一例であり、図３中、３０１は下チャンバ、３０
２は上チャンバ、３０３はダイアフラム、３０４は金属
プレート、３０５はヒーター、３０６及び３０７は排気
口、３０８はＯリング、３０９は太陽電池モジュール積
層体をそれぞれ示す。

【０００６】このラミネート装置を用いた太陽電池モジ
ュールの製造は、以下の工程で行なわれる。（１）太陽電池モジュール積層体３０９を下チャンバ３
０１に置く。（２）上チャンバ３０２、下チャンバ３０１ともに排気
する。（３）封止材樹脂が溶融する温度にヒーター３０５で加
熱する。ただし、封止材樹脂の架橋反応は起こらないよ
うな温度にする必要がある。（４）下チャンバ３０１を排気したまま上チャンバ３０
２を大気圧に戻して、積層体３０９をダイアフラム３０
３にて圧着する。（５）封止材樹脂が架橋反応を起こす温度まで加熱し、
架橋が終了するまでその温度を保持する。（６）冷却後、太陽電池モジュールを取り出す。

【０００７】上述した二重真空室方式のラミネート装置
は、生産能力に問題を有している場合がある。すなわ
ち、ラミネート装置にモジュールが滞留している時間が
長く、生産量を大きくするためには、装置の台数を多く
しなければならない。また、表面被覆材、光起電力素
子、裏面被覆材を積層する工程を人手で行っており、生
産量の増加とともに人手を増加しなけらばならない。さ
らに、大型の太陽電池モジュールの作成には、装置を大
型化しなければならない。しかし、このようなラミネー
ト装置は複雑であり、大型化には不向きである。

【０００８】一方、ロールラミネーターを用いた被覆方
法が、特開平７−２９７４３４号公報、特開平８−６４
８５２号公報に提案されている。

【０００９】このようなロールラミネーターを用いた被
覆方法では、表面被覆材、光起電力素子、裏面被覆材を
ロールから供給し、上下のゴムロールの間を通して加熱
圧着し、凹凸を有するロールにより表面被覆材にエンボ
ス加工を施す。さらに、被覆材に架橋が必要である場合
には、加熱ゾーンに通して架橋する。

【００１０】この方法によれば、モジュールの幅方向に
制約があるものの、長尺モジュールの作成も可能であ
る。しかし、空気中でのロールラミネーションは、外観
が良く見えても、被覆材中にミクロな気泡を内在してい
る場合がある。このため、後工程で被覆材を架橋する場
合に、架橋が十分になされない場合がある。このような
現象は、内在したミクロな気泡中の酸素が、架橋剤であ
る過酸化物の分解物と反応してしまい、樹脂の架橋に使
用される量が減ってしまうためだと考えられる。このた
め、架橋時間を長くしなければならない。

【００１１】さらに、実公昭５７−５６５４５号公報、
実公平６−１１１６６号公報にプリント基板、配線基板
のラミネート装置として、真空ロールラミネーション装
置が開示されている。前者には、レジストフィルムの保
護膜の巻き取り方法が開示され、後者には真空室のシー
ル構造が開示されている。

【００１２】しかし、両者ともに、ラミネートする基
板、ラミネートする表面及び裏面のフィルム、ラミネー
ションの条件等が開示されていない。

【００１３】光起電力素子は、基板上に例えば０．３〜
０．５ｍｍの高さの凸部を有している。したがって、圧
着ロール線圧が小さいと、光起電力素子の凸部が加圧さ
れるのみとなり、凸部脇は十分に加圧されない。このた
め、凸部脇に気泡残りを生じる場合がある。例えば、圧
着ロールを線圧４ｋｇ／ｃｍで加圧した場合、被ラミネ
ート体が圧着ロールを通過する際に、圧着ロールが加圧
方向と逆方向に変位し、光起電力素子の凸部のみが加圧
され、凸部脇は加圧されず気泡残りが生じる。

【００１４】さらに、プリント基板には要求されない
が、太陽電池モジュールには表面被覆材の機械的強度が
要求される。ガラスが表面部材である場合は問題ない
が、加工性、軽量性を重視して表面部材に樹脂フィルム
を使用する場合には、機械的強度が不十分となる。した
がって、機械的強度を保障するために、表面保護強化材
としてガラス繊維不織布を使用する。しかし、前述の条
件の場合には、ガラス繊維不織布の厚みの分だけさらに
クリアランスが広がってしまう。また、圧着ロールのク
リアランスが広がると、表面被覆材の表面封止材をガラ
ス繊維不織布に充填できない。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のラミネート装置は、太陽電池モジュールの製造に最適
なものとは言い難かった。すなわち、二重真空室方式の
ラミネート装置では、大型の太陽電池モジュールを製造
することが困難であった。また、ロールラミネーターを
用いることにより大型の太陽電池モジュールを製造する
ことができるものの、従来のロールラミネーターでは、
品質の良い太陽電池モジュールを製造することが困難で
あった。

【００１６】本発明は、上述した事情に鑑み提案された
もので、品質に優れたラミネート体の製造方法を提供す
ることを目的とし、特に、機械的強度に優れるととも
に、長期にわたる信頼性の高い太陽電池モジュールを安
価に提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るラミネート
体の製造方法は、上述した目的を達成するため、被ラミ
ネート体を表面被覆材と裏面被覆材とにより挟み込ん
で、真空室内でロールラミネーションすることを特徴と
するものである。

【００１８】また、このラミネート体の製造方法を使用
して、前記被ラミネート体として光起電力素子を用いる
ことにより、ラミネート体である太陽電池モジュールを
製造することができる。

【００１９】また、前記表面被覆材及び前記裏面被覆材
を前記被ラミネート体に圧着するためのロールの平均線
圧が、５〜３０ｋｇ／ｃｍであることが好ましい。

【００２０】また、前記裏面被覆材には、穴を開設する
ことが好ましい。

【００２１】また、前記ロールには、クリーニング機構
を有することが好ましい。

【００２２】また、前記被ラミネート体は、フェースダ
ウンで前記真空室に投入されることが好ましい。

【００２３】また、前記ラミネート体の製造方法は、少
なくとも、前記被ラミネート体を枚葉で積層する工程
と、真空室内で脱気する工程と、真空室出口でラミネー
ションする工程とからなることが好ましい。

【００２４】また、前記表面被覆材または前記裏面被覆
材のいずれか一方をキャリアフィルムとすることが好ま
しい。

【００２５】上述した本発明に係るラミネート体の製造
方法を用いて太陽電池モジュールを製造することによ
り、気泡残りが少なく、接着性に優れるとともに、安価
な太陽電池モジュールを提供することができる。

【００２６】また、様々な形状の太陽電池モジュールを
提供することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明に
係るラミネート体の製造方法を、太陽電池モジュールを
例にとって説明する。

【００２８】図１は、本発明のラミネート体の製造方法
を用いて製造する太陽電池モジュールの概略構成図であ
る。図１中、１０１は表面被覆材、１０２は光起電力素
子、１０３は裏面被覆材をそれぞれ示す。太陽電池モジ
ュールは、図１に示すように、光起電力素子１０２を表
面被覆材１０１と裏面被覆材１０３とにより挟み込んで
構成されている。

【００２９】また、図２は、本発明のラミネート体の製
造方法で用いるラミネート装置の概略構成図である。図
２中、２０１は真空室、２０２は真空室入口のシールロ
ール、２０３は真空室出口のシールロール、２０４は圧
着ロール、２０５は光起電力素子、２０６は表面被覆
材、２０７は裏面被覆材をそれぞれ示す。

【００３０】光起電力素子２０５は、図２に示すよう
に、真空室入口のシールロール２０２を通過して、真空
室２０１内へ入り、表面被覆材２０６、裏面被覆材２０
７と重ねられ、圧着ロール２０４で圧着される。そし
て、真空室２０１の出口に設けられれたシールロール２
０３を通過して真空室２０１の外へ排出される。

【００３１】＜表面被覆材＞表面被覆材２０６は、透明
性、耐候性、光起電力素子２０５への接着力に優れるも
のであれば特に限定されるものではない。表面被覆材２
０６としては、例えば、表面部材と、表面封止材の二層
構成を挙げることができる。

【００３２】具体的には、表面部材としてフッ素樹脂フ
ィルムのような耐候性に優れたものを用い、表面封止材
としてエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）のよう
な熱可塑性樹脂を用いる組み合わせを挙げることができ
る。また、別の組み合わせでは、表面部材としてシリコ
ーン系塗料を用い、表面封止材としてＥＶＡのような熱
可塑性樹脂を用いるものを挙げることができる。

【００３３】前者の場合には、表面部材と表面封止材
を、それぞれ別のロールから圧着ロール２０４に供給し
ても構わないが、積層フィルムとして圧着ロール２０４
に供給することが好ましい。

【００３４】後者の場合には、シリコーン系塗料をラミ
ネーション後に塗布する。つまり、真空室２０１の出口
のシールロール２０３により、光起電力素子２０５にＥ
ＶＡを貼り合わせた後、シリコーン系塗料を塗布する。
この際、圧着ロール２０４がＥＶＡによって汚れる場合
には、ＥＶＡに樹脂フィルムによるセパレーターを設け
ることが好ましい。

【００３５】表面部材は、耐候性に優れていることが重
要である。また、屋根材一体型太陽電池モジュールに代
表されるように、可撓性と軽量性が要求される場合に
は、表面部材は樹脂フィルム、塗料であることが好まし
い。すなわち、表面部材は、例えば、フッ素樹脂フィル
ム、シリコーン系塗料で構成される。

【００３６】このようなフッ素樹脂としては、テトラフ
ルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、
テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニル
エーテル共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、
ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、エチレン−
テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−クロロト
リフルオロエチレン共重合体を挙げることができる。

【００３７】これらの樹脂で構成される表面樹脂フィル
ムは、表面封止材との接着強度を確保するための処理を
行うことが好ましい。例えば、コロナ放電処理、プラズ
マ放電処理、オゾン処理、または、プライマーのコーテ
ィングを行うことが好ましい。同様に表面部材が塗料の
場合には、表面封止材側に同様の処理を行うことが好ま
しい。

【００３８】表面封止材は、透明性、耐候性、耐熱性、
光起電力素子２０５及び表面部材との接着力に優れるも
のであれば特に限定されるものではない。これらの要求
を満たす樹脂としては、ＥＶＡ、エチレン−アクリル酸
メチル共重合体（ＥＭＡ）、エチレン−アクリル酸エチ
ル共重合体（ＥＥＡ）、ブチラール樹脂などのポリオレ
フィン系樹脂、ウレタン樹脂、あるいはシリコーン樹脂
などを挙げることができる。特に、好適に用いられる材
料としては、ＥＶＡを挙げることができる。

【００３９】表面封止材の耐熱性を向上するためには、
架橋することが有効である。架橋の方法としては、特に
限定されるものではないが、予め樹脂に有機過酸化物を
添加し加熱する方法が好ましい。有機過酸化物は、封止
樹脂の架橋効率が高く、封止樹脂の耐候性に悪影響の無
い物であれば特に制限されない。

【００４０】さらに本発明では、耐候性向上のために、
紫外線防止剤、光安定化剤、酸化防止剤、二次酸化防止
剤等を添加することが好ましい。紫外線吸収剤は、封止
材の光劣化を防ぐだけでなく、光起電力素子２０５上の
有機物を保護する効果を有する。また樹脂の熱酸化等を
防ぐために、酸化防止剤を添加することが好ましい。さ
らに、光起電力素子２０５との接着力を向上させるため
に、カップリング剤を添加することが好ましい。

【００４１】表面封止材には、ラミネーション時の脱気
性を上げる処理を行うことが好ましい。例えば、表面部
材、表面封止材を別々に圧着ロール２０４に供給する場
合には、両面に処理を施す。また、表面部材と表面封止
材が、積層フィルムとして圧着ロール２０４に供給され
る場合には、光起電力素子２０５側を処理すればよい。

【００４２】ラミネーション時の脱気性を上げる処理
は、例えばエンボス処理である。エンボス処理における
山と谷の高低差は、１０〜３０μｍが好ましい。

【００４３】表面被覆材２０６の機械的強度を向上させ
るために、表面封止材中に表面保護強化材を使用するこ
とが可能である。表面保護強化材としては、ガラスモノ
フィラメント、ガラスビーズ、ガラス繊維不織布、ガラ
ス繊維織布、有機繊維織布等公知のものが使用可能であ
る。

【００４４】以下に、安価に入手できるガラス繊維不織
布について述べる。

【００４５】ガラス繊維不織布を表面被覆材２０６とし
て使用する方法としては、ガラス繊維不織布を予め表面
封止材にラミネートしておく方法がある。あるいは、ガ
ラス繊維不織布を光起電力素子２０５上、または、表面
部材と表面充填材の間に積層し、光起電力素子２０５の
ラミネーションと同時にラミネーションする方法を挙げ
ることができる。

【００４６】＜光起電力素子＞本発明における光起電力
素子２０５は、単結晶、多結晶、あるいはアモルファス
シリコン太陽電池に適用できる以外に、シリコン以外の
半導体を用いた太陽電池、ショットキー接合型の太陽電
池にも適用可能である。

【００４７】特に、アモルファスシリコンを金属基板上
に作成したものが好適に用いられる。金属基板の材料と
しては、シリコン、タンタル、モリブデン、タングステ
ン、ステンレス、アルミニウム、銅、チタン、亜鉛メッ
キ鋼板などを挙げることができる。

【００４８】＜裏面被覆材＞裏面被覆材２０７は、光起
電力素子２０５の裏面に配され、光起電力素子２０５と
外部との絶縁をより確実にする機能を持つものであれば
特に限定されない。さらに、建材一体型太陽電池モジュ
ールとして使用する際には、裏面被覆材２０７に補強板
を有することが好ましい。

【００４９】裏面被覆材２０７の構成としては、例え
ば、裏面封止材／裏面絶縁材の二層構成や、裏面封止材
／裏面絶縁材／裏面封止材／補強板の四層構成を挙げる
ことができる。これらは、表面被覆材と同様に、別々の
ロールでラミネート装置に供給してもかまわないが、積
層フィルムとしてラミネート装置に供給することが好ま
しい。補強板は、剛性が高いものである場合には枚葉で
供給する。

【００５０】裏面封止材２０７は、屋根材一体型のよう
に太陽電池モジュールの使用温度が雰囲気温度より２０
〜４０℃高温となる場合には、架橋により耐熱性を高め
ることが好ましい。具体的な材料としては、表面封止材
と同様な材料であることが好ましい。

【００５１】さらに、脱気性を高めるため、表裏にエン
ボスの処理を施すことが好ましい。また、裏面封止材２
０７に穴を開けることにより、さらに脱気性を向上させ
ることができる。このように裏面封止材２０７に穴を開
けることによって、穴から裏面封止材がはみ出して、圧
着ロール２０４を汚す場合がある。このような圧着ロー
ル２０４の汚れは、後述するロールのクリーニング機構
により対処する。

【００５２】裏面絶縁体としては、一般的には２軸延伸
のポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレ
ート、ナイロン、ポリフェニレンサルファイド、ポリイ
ミド、ポリカーボネート、アクリル、フッ素樹脂、ガラ
ス繊維、プラスチック繊維の不織布を挙げることができ
る。

【００５３】補強板は、太陽電池モジュールを支持する
ものである。太陽電池モジュールの設置形態としては、
建材一体型として使用する形態や、フレームを太陽電池
モジュールに取り付け、フレームを介して架台に設置す
る形態を挙げることができる。とりわけ、表面部材にガ
ラス板を使用せず、樹脂フィルム等で表面を被覆した太
陽電池モジュールは、補強板による剛性付与が効果的で
ある。

【００５４】本発明に使用される補強板としては、塗装
鋼板、ガラス繊維強化プラスチック、硬質プラスチッ
ク、木材等を挙げることができる。建材一体型の場合に
は、折り曲げ加工することにより、さらなる剛性の改善
を図ることができる。折り曲げ加工には、既存のローラ
ーフォーマー、ベンダー機を用いることができる。

【００５５】これらの折り曲げ加工には、鋼板、ステン
レス鋼板が適している。これらの材料は、高温の火災で
も溶融あるいは変形しにくく、屋根材としても好適に使
用されている。また、この様な用途には、防錆性、耐候
性に優れていることが好ましい。上記特性のために、耐
候性に優れた塗料の塗布が一般に行われている。さら
に、脱気性を高めるために、穴を開けることが好まし
い。

【００５６】＜真空ロールラミネート装置＞本発明で用
いる真空ラミネート装置は、図２に示すように、真空室
２０１、真空室入口のシールロール２０２、真空室出口
のシールロール２０３、圧着ロール２０４から構成され
ている。

【００５７】真空室２０１では、真空ポンプ等の真空装
置によって室内を所定の圧力に減圧される。光起電力素
子２０５は、この真空室２０１の入口に設けられたシー
ルロール２０２を通って、真空室２０１内へ入り、表面
被覆材２０６、裏面被覆材２０７と重ねられて、圧着ロ
ール２０４により圧着される。そして、真空室２０１の
出口に設けられたシールロール２０３から真空室２０１
の外へ排出される。

【００５８】真空室２０１の入口に設けられたシールロ
ール２０２は、真空室２０１の真空を保つことが可能で
あれば、どのような形状であってもよい。

【００５９】圧着ロール２０４は、表面被覆材２０６、
裏面被覆材２０７、光起電力素子２０５を加熱圧着する
機能を有するものである。本発明の圧着ロール２０４
は、表面被覆材２０６、裏面被覆材２０７、光起電力素
子２０５の積層物に、５〜３０ｋｇ／ｃｍの線圧で加圧
できるものが用いられる。すなわち、圧着ロール２０４
の線圧が５ｋｇ／ｃｍよりも小さい場合には、光起電力
素子２０５の表面の高さが０．３〜０．５ｍｍとなる凸
部脇において、気泡残りを生じる。あるいは、表面保護
強化材のガラス繊維不織布に、表面封止材を充填するこ
とができない。

【００６０】一方、圧着ロール２０４の線圧が３０ｋｇ
／ｃｍよりも大きい場合には、表面封止材が扱き出され
て、表面封止材の膜厚が薄くなってしまう。特に、光起
電力素子２０５の凸部上で表面封止材が薄くなり、表面
保護強化材としてガラス繊維不織布を使用した際には、
表面封止材に対してガラス繊維が多量にある状態とな
る。この状態では、８５℃以上の高温、８５％以上の高
温、光照射によってガラス繊維不織布が白く浮き出す。
これはガラス繊維不織布と表面封止材が微少に剥離し
て、その界面が白く見える現象である。

【００６１】圧着ロール２０４の加圧手段としては、前
述した線圧で加圧できるものであれば特に限定されな
い。具体的には、空気圧、油圧等を挙げることができ
る。油圧による加圧は、本発明に好適に用いることがで
きる。しかし、真空室２０１内で、油圧により加圧した
場合には、オイルミストが真空室２０１内に漏洩する可
能性がある。

【００６２】したがって、油圧使用部分をカバーした
り、油圧使用部分を真空室２０１の外に置く等の設計が
必要である。例えば、真空室２０１の出口に設けたシー
ルロール２０３が圧着ロールとなり、油圧で加圧するこ
とも可能である。

【００６３】表面部材に塗料を用い、圧着ロール２０４
でＥＶＡのみをラミネーションする場合、及び裏面被覆
材２０７に穴がある場合には、圧着ロール２０４にはク
リーニング機構を有することが好ましい。すなわち、封
止材が圧着ロール２０４に付着することにより圧着ロー
ル２０４が汚れ、その汚れが被覆材に転写する。このた
め、太陽電池モジュールの被覆材に跡が残り外観上好ま
しくない。具体的には、圧着ロール２０４にクリーニン
グブレードをつけたり、フェルトを圧着ロール２０４に
押し付けることによりクリーニングが行われる。

【００６４】圧着ロール２０４の表面の材質は、太陽電
池モジュールの表面形状に追従しやすく、耐熱性、離型
性に優れるものであれば特に限定されない。例えば、シ
リコーンゴム、フッ素ゴム等を挙げることができる。そ
の厚みは、１〜１５ｍｍ程度であり、ゴム硬度はＪＩＳ
−Ｋ６３０１に規定されたＡ２０〜９０であることが好
ましい。

【００６５】真空室２０１の出口に設けられたシールロ
ール２０３は、真空室２０１の真空を保つことが可能で
あれば、どのような形状であってもよい。さらに、真空
室２０１の出口に設けられたシールロール２０３に、圧
着ロール２０４の機能を兼ね備えさせることも可能であ
る。

【００６６】

【実施例】以下、具体的な実施例１〜３を用いて、本発
明に係る太陽電池モジュールの製造方法をさらに詳しく
説明する。

【００６７】＜実施例１＞本発明に係る実施例１の太陽
電池モジュールとして、図６に示す構成の太陽電池モジ
ュールを製造した。

【００６８】実施例１の太陽電池モジュールは、図６に
示すように、表面被覆材の積層フィルム６０１、表面保
護補強板６０２、光起電力素子６０３、裏面被覆材の積
層フィルム６０４、補強板６０５を用意することにより
製造した。

【００６９】＜表面被覆材の積層フィルムの作成＞表面
被覆材の積層フィルム６０１は、以下の方法で作成し
た。

【００７０】表面部材として、エチレン−テトラフルオ
ロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）（厚み５０μｍ）を使
用した。この表面部材の片面にプラズマ処理を施し、そ
の面上に表面封止材となるエチレン−酢酸ビニル共重合
体（ＥＶＡ）（酢酸ビニル含有量２８重量％）１００重
量部、架橋剤としてｔ−ブチルパーオキシ２−エチルヘ
キシルカーボネート１．５重量部、紫外線吸収剤として
２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノンを
０．３重量部、酸化防止剤としてトリス（モノ−ノニル
フェニル）フォスファイトを０．２重量部、光安定剤と
して（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジ
ル）セバケートを０．１重量部を混合し、押し出し機と
Ｔダイを用いて４６０μｍの厚みの表面封止材を積層し
た。また、積層フィルムのＥＶＡ側に、エンボスロール
によって１５μｍのエンボスを付けた。

【００７１】＜表面保護強化材＞表面保護強化材である
表面保護補強板６０２として、ガラス繊維不織布（アク
リルバインダー、線径１０μｍ、繊維長１３ｍｍ、秤量
４０ｇ／ｍ²）を用意した。

【００７２】＜裏面被覆材の積層フィルム＞裏面被覆材
の積層フィルム６０４として、両面コロナ処理された２
軸延伸のポリエチレンテレフタレートフィルム（厚み１
００μｍ）の両面に表面封止材と同じ樹脂を２００μｍ
積層したものを用意した。このシートにも、表面封止材
と同様のエンボス加工を施した。さらに、光起電力素子
６０３の電極取出しに対応する位置に、６φの穴をポン
チで開けた。

【００７３】＜補強板＞補強板６０５として、ガルバナ
イズド鋼板（０．４ｍｍ厚）を用意した。補強板６０５
には、予め、裏面電極取り出し用の穴を２個（２φ）開
けた。

【００７４】＜光起電力素子＞光起電力素子６０３とし
ては、図４に示す構成のものを次のようにして作成し
た。

【００７５】図４は、実施例１の光起電力素子の概略構
成図であり、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は図４
（ａ）におけるＡ−Ａ′断面図である。また、図４中、
４００は光電変換半導体層、透明導電層を積層したステ
ンレス基板、４０１は絶縁接着体、４０２は集電電極、
４０３は正極端子部材、４０４は負極端子部材、４０５
は絶縁テープをそれぞれ示す。

【００７６】光起電力素子６０３を作成するには、ま
ず、洗浄した帯状のステンレス基板４００を用意し、該
基板４００上に、スパッタ法で裏面反射層としてＡｌ層
（膜厚５０００Å）とＺｎＯ層（膜厚５０００Å）を順
次形成した。ついで、プラズマＣＶＤ法により、ＳｉＨ
₄とＰＨ₃とＨ₂の混合ガスを用いてｎ型アモルファスシ
リコン層を、ＳｉＨ₄とＨ₂の混合ガスを用いてｉ型アモ
ルファスシリコン層を、そしてＳｉＨ₄とＢＦ₃とＨ₂の
混合ガスを用いてｐ型微結晶μｃ−Ｓｉ層を形成する方
法で、ｎ層膜厚１５０Å／ｉ層膜厚４０００Å／ｐ層膜
厚１００Å／ｎ層膜厚１００Å／ｉ層膜厚８００Å／ｐ
層膜厚１００Åの層構成のタンデム型アモルファスシリ
コン光電変換半導体層を形成した。次に、透明導電層と
して、Ｉｎ₂Ｏ₃薄膜（膜厚７００Å）を、Ｏ₂雰囲気下
でＩｎを抵抗加熱法で蒸着することによって形成した。
このようにして得られた光起電力素子を３５６ｍｍ×２
３９ｍｍに切断して、光電変換半導体層、透明導電層を
積層したステンレスの基板４００を得た。

【００７７】＜集電電極の作成＞集電電極４０２は、以
下の様にして形成した。

【００７８】集電電極４０２の金属ワイヤとして、直径
１００μｍの銅ワイヤを用いた。

【００７９】被覆層の導電性樹脂を形成するためのカー
ボンペーストを作成するには、まず、溶剤として酢酸エ
チル２．５ｇ、イソプロピルアルコール２．５ｇの混合
溶剤を分散用シェーク瓶に入れ、主剤となるウレタン樹
脂２２．０ｇを分散用シェーク瓶に加えボールミルで充
分撹拌した。次に、硬化剤としてブロックイソシアネー
ト１．１ｇ、分散用ガラスビーズ１０ｇを前記溶液に加
えた。次に、導電性粒子として平均の一次粒径が０．０
５μｍのカーボンブラック２．５ｇを前記溶液に加え
た。

【００８０】以上の材料を投入したシェーク瓶を、ペイ
ント・シェーカーにて１０時間分散した。その後、該ペ
ーストの平均粒子径を測定したところ約１μｍであっ
た。

【００８１】次に、以下の様にして、縦型のワイヤコー
ト機を用い被覆層を形成した。

【００８２】まず、送り出しリールに銅ワイヤを巻いた
リールを設置し、巻き取りリールに向け前記銅ワイヤを
張った。次に、コーターにより以下の塗布を行った。

【００８３】塗布速度は、４０ｍ／ｍｉｎで滞留時間が
２ｓｅｃ、乾燥炉の温度は１２０℃とし、５回コートし
た。使用したエナメルコート用ダイスの径は、１１０μ
ｍ〜２００μｍまでを順次用いた。この条件で、ペース
トは、溶剤が揮発し未硬化状態で存在した。被覆層の厚
さは、平均２０μｍであった。

【００８４】＜光起電力素子の作成＞光起電力素子の作
成手順を、以下に説明する。

【００８５】（１）光電変換半導体層、透明導電層を積
層したステンレス基板４００の表面側に、塩化第二鉄を
主成分とするエッチングペーストと市販の印刷機を用い
て、発電領域が８００ｃｍ²になるように透明導電層の
一部を除去し、不図示の発電領域と非発電領域を透明導
電層上に形成した。

【００８６】（２）ステンレス基板４００の裏面に、硬
質銅（厚み１００μｍ、幅７ｍｍ）を負極端子部材４０
４として半田付けして設けた。

【００８７】（３）透明導電層上の非発電領域に、絶縁
接着体４０１（シリコーン粘着剤：厚み５０μｍ／ポリ
イミド：厚み２５μｍ／シリコーン粘着剤：厚み２５μ
ｍ／ポリエチレンテレフタレート：厚み７５μｍ／シリ
コーン粘着剤：厚み５０μｍ）を、ポリイミドが表面側
の非発電領域に配置されるように接着した。

【００８８】（４）集電電極４０２を５．５ｍｍ間隔で
配置し、端部を上記絶縁接着体４０１で固定した。

【００８９】（５）正極端子部材４０３として、銀メッ
キした硬質銅（厚み１００μｍ、幅５．５ｍｍ）を集電
電極４０２及び絶縁接着体４０１上に配置した。

【００９０】（６）集電電極４０２を透明導電層と接着
させるために、２００℃、圧力１ｋｇ／ｃｍ²、１分間
で加熱圧着した。

【００９１】（７）集電電極４０２と正極端子部材４０
３をより接着させるために、正極端子部材４０３上を２
００℃、圧力５ｋｇ／ｃｍ²、１５秒間で加熱圧着し
た。

【００９２】（８）上記正極端子部材４０３上に絶縁テ
ープ４０５（黒色のポリエチレンテレフタレート：厚み
１００μｍ／アクリル粘着剤：厚み３０μｍ、幅９ｍ
ｍ）を設けた。

【００９３】上述した手順により、所望の光起電力素子
を得た。

【００９４】また、以上の工程を繰り返し、発電領域の
面積が８００ｃｍ²の光起電力素子を４０個作製した。

【００９５】＜光起電力素子群の作製＞発電領域の面積
が８００ｃｍ²の光起電力素子１０個を、光起電力素子
の間隔が２ｍｍとなるように治具上に裏向きにして等間
隔に並べた。次に、正極端子部材４０３を一方の光起電
力素子の負極端子部材４０４に半田付けすることにより
電気的に接続した。

【００９６】＜裏面電極取出し＞１０個の光起電力素子
における両端の素子から、裏面に電極を取出す作業を行
なった。

【００９７】裏面電極の取り出しを、図５に基づいて説
明する。

【００９８】図５は、実施例１の光起電力素子の電極取
り出しを説明するための概略構成図であり、図５（ａ）
は平面図、図５（ｂ）は正極の断面図、図５（ｃ）は負
極の断面図である。また、図５中、５０１は絶縁テー
プ、５０２は軟質銅箔、５０３は光起電力素子、５０４
は正極端子部材、５０５は半田付け、５０６はガラスク
ロス、５０７は負極端子部材をそれぞれ示す。

【００９９】正極を取り出すには、図５に示すように、
絶縁テープ５０１（ポリイミド：厚み２５μｍ／アクリ
ル粘着剤：厚み２５μｍ、幅４０ｍｍ）で内部短絡を防
ぎ、両面テープ（アクリル粘着剤：厚み４０μｍ）を介
して、軟質銅箔５０２（厚み１００μｍ、幅２５ｍｍ）
を光起電力素子５０３の裏面に貼り付けた。軟質銅箔５
０２の両端は、表面側にある正極端子部材５０４と半田
付け５０５とした。

【０１００】裏面の光起電力素子５０３の中央にある軟
質銅箔５０２と出力端子となるリード線を半田付けする
ために、絶縁テープと軟質銅箔５０２との間にガラスク
ロス５０６（厚み１００μｍ、縦横ともに３０ｍｍ）を
設け、耐熱性の構造とした。

【０１０１】負極を取り出すには、両面テープ（アクリ
ル粘着剤、厚み４０μｍ）を介して、軟質銅箔５０２
（厚み１００μｍ、幅２５ｍｍ）を、光起電力素子５０
３の裏面に貼り付けた。軟質銅箔５０２の両端は、裏面
側にある負極端子部材５０７と半田付け５０５とした。

【０１０２】また、正極側と同様に、裏面の素子の中央
にある軟質銅箔５０２と出力端子となるリード線を半田
付けするために、光起電力素子５０３と軟質銅箔５０２
との間にガラスクロス５０６（厚み１００μｍ、縦横と
もに３０ｍｍ）を設け、耐熱性の構造とした。

【０１０３】＜被覆工程＞被覆工程を、図７に基づいて
説明する。

【０１０４】図７は、実施例１の太陽電池モジュールの
被覆工程を説明するためのラミネート装置の概略構成図
である。また、図７中、７０１は表面被覆材の積層フィ
ルムを巻いたロール、７０２は裏面被覆材の積層フィル
ムを巻いたロール、７０３は光起電力素子、７０４は表
面保護強化材、７０５は補強板、７０６は真空室入口の
シールロール、７０７は真空室、７０８は搬送ロール、
７０９は圧着ロール、７１０は真空室出口のシールロー
ルである。

【０１０５】被覆工程では、まず、表面被覆材の積層フ
ィルム７０１をキャリアフィルムとして表面保護強化材
７０４、光起電力素子７０３を積層する。その際、光起
電力素子７０３は、フェースダウンで積層した。続い
て、裏面被覆材の積層フィルム７０２が積層される。さ
らに、裏面被覆材の積層フィルム上に、補強板７０５を
積層する。これらの積層体が、真空室７０７の入口に設
けたシールロール７０６を通過し、圧着ロール７０９で
ラミネーションが行われ、真空室７０７の出口に設けた
シールロール７０７から排出される。なお、真空室７０
７は、予め１．７ｔｏｒｒに減圧しておいた。

【０１０６】また、圧着ロール７０９は、硬度Ａ６０と
した。ラミネート条件は、温度１３０℃、線圧１０ｋｇ
／ｃｍ、搬送速度１ｍ／分とした。

【０１０７】このようにして得られた太陽電池モジュー
ルの評価結果を、表１（比較例１とともに記す）に示
す。

【０１０８】＜架橋＞上述したようにして得られた太陽
電池モジュールを加熱処理することにより、表面封止材
及び裏面封止材の架橋を行った。すなわち、太陽電池モ
ジュールを、１５０℃に加熱した熱風乾燥器に入れ、３
０分後に取り出すことにより架橋を行った。

【０１０９】＜折り曲げ加工＞折り曲げ加工を、図８に
基づいて説明する。

【０１１０】図８は、実施例１の太陽電池モジュールの
折り曲げ形状を説明するための概略構成図であり、図８
（ａ）は斜視図、図８（ｂ）は図８（ａ）におけるＡ−
Ａ′断面図である。また、図８中、８０１は太陽電池モ
ジュールを示す。

【０１１１】図８に示すように、ローラーフォーマー成
形機を用いて、太陽電池モジュール８０１の端部を折り
曲げ加工し、屋根材の係合機能であるハゼ組み部を成形
した。この時、光起電力素子部分にはローラーが当たら
ないようにして成形した。

【０１１２】このようにして得られた太陽電池モジュー
ルを、以下の手法で評価した。

【０１１３】＜温度、湿度変化に対する耐久性＞太陽電
池モジュールについて、−４０℃／３０分、８５℃／８
５％ＲＨ／２２時間の温湿度サイクル試験を５０サイク
ル繰り返した後、当該太陽電池モジュールの外観を目視
により評価した。評価結果は、以下の評価基準で表１
（比較例１とともに記す）に示す。

【０１１４】評価基準は、 ○：外観の変化の全くないもの ×：剥離を生じたもの（その状態を表１中に示す）となっている。

【０１１５】＜高温高湿試験＞太陽電池モジュールにつ
いて、８５℃／８５％ＲＨ／２０００時間の高温高湿度
に曝し、太陽電池モジュールの外観上の変化を評価し
た。評価結果は、以下の評価基準で表１（比較例１とと
もに記す）に示す。

【０１１６】評価基準は、 ○：外観の変化の全くないもの ×：剥離を生じたもの（その状態を表１中に示す）となっている。

【０１１７】＜耐候性試験＞１００ｍｍ角に切り出した
太陽電池モジュールの一部を、サンシャインウェザーメ
ーターに投入し、光照射４８分、降雨１２分を１サイク
ルとして、２０００サイクルの試験を行い、サンプルの
太陽電池モジュールの外観上の変化を評価した。評価結
果は、以下の評価基準で表１（比較例１とともに記す）
に示す。

【０１１８】評価基準は、 ○：外観の変化の全くないもの ×：剥離を生じたもの（その状態を表中に示す）となっている。

【０１１９】＜実施例２＞本発明に係る実施例２の太陽
電池モジュールを作成した。

【０１２０】実施例２の太陽電池モジュールは、被覆工
程を以下のように変更した以外は、実施例１の太陽電池
モジュールと同様にして製造した。

【０１２１】実施例２の太陽電池モジュールの被覆工程
を、図９に基づいて説明する。

【０１２２】図９は、実施例２の太陽電池モジュールの
被覆工程を説明するための概略構成図である。また、図
９中、９０１は表面被覆材の積層フィルムを巻いたロー
ル、９０２は光起電力素子、９０３は裏面被覆材の積層
フィルムを巻いたロール、９０４は補強板、９０５は真
空室入口のシールロール、９０６は真空室内の搬送ロー
ル、９０７は真空室出口のシールロール、９０８は真空
室、９０９は表面保護強化材をそれぞれ示す。

【０１２３】実施例２の太陽電池モジュールの被覆工程
では、裏面被覆材の積層フィルムの下側に補強板９０
４、上側に光起電力素子７０２と表面保護強化材９０９
を積層する。そして、真空室９０８の入口に設けたシー
ルロール９０５を通過させて、搬送ロール９０６上で表
面被覆材の積層フィルム９０１と積層し、真空室９０８
の出口に設けたシールロール９０７によりラミネーショ
ンを行う。

【０１２４】なお、ラミネーションの条件は、実施例１
の太陽電池モジュールと同様である。

【０１２５】評価結果を表１（比較例１とともに記す）
に示す。

【０１２６】＜実施例３＞本発明に係る実施例３の太陽
電池モジュールを作成した。

【０１２７】実施例３の太陽電池モジュールは、被覆工
程を以下のように変更した以外は、実施例１の太陽電池
モジュールと同様にして製造した。

【０１２８】実施例３の太陽電池モジュールの被覆工程
を、図１０に基づいて説明する。

【０１２９】図１０は、実施例３の太陽電池モジュール
の被覆工程を説明するための概略構成図である。また、
図１０中、１００１は表面被覆材の積層フィルムを巻い
たロール、１００２は裏面被覆材の積層フィルムを巻い
たロール、１００３は光起電力素子、１００４は表面保
護強化材、１００５は補強板、１００６は真空室入口の
シールロール、１００７は真空室、１００８は搬送ロー
ル、１００９は圧着ロール、１０１０は真空室出口のシ
ールロールをそれぞれ示す。

【０１３０】実施例３の太陽電池モジュールの被覆工程
では、まず、裏面被覆材の積層フィルム１００１の下側
に補強板１００５を積層し、裏面被覆材の積層フィルム
１００１の上側に光起電力素子１００３、表面保護強化
材１００４を積層する。続いて、真空室１００７の入口
に設けたシールロール１００６を通過させることによ
り、表面被覆材の積層フィルム１００２が積層される。
さらに、圧着ロール１００９によりラミネーションを行
い、真空室１００７の出口に設けたシールロール１０１
０から排出される。

【０１３１】なお、ラミネーションの条件は、実施例１
の太陽電池モジュールと同様である。

【０１３２】評価結果を表１（比較例１とともに記す）
に示す。

【０１３３】＜比較例１＞本発明に係る実施例１〜３の
太陽電池モジュールと比較するため、比較例１の太陽電
池モジュールを作成した。

【０１３４】比較例１の太陽電池モジュールは、真空室
を真空にしない以外は、実施例１の太陽電池モジュール
と同様にして製造した。

【０１３５】評価結果を表１に示す。

【０１３６】

【表１】

【０１３７】表１からわかるように、実施例１〜３で
は、温度湿度に対する耐久性、高温高湿試験、耐候性試
験ともに外観の変化はなく、いかなる条件下においても
優れた被覆材の接着強度を示すことがわかる。

【０１３８】一方、比較例１は、はぜ組みのための折り
曲げ部分で剥離を生じた。高温高湿下で接着性が低下し
たものである。

【０１３９】このように、本発明に係るラミネート体の
製造方法を用いて太陽電池モジュールを製造することに
より、いかなる条件下でも接着強度が低下せず、外観に
優れた太陽電池モジュールを得ることが可能となる。

【０１４０】

【発明の効果】本発明に係るラミネート体の製造方法を
用いて太陽電池モジュールを製造することにより、気泡
残りが無く、接着力が高いとともに、安価な太陽電池モ
ジュールを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るラミネート体の製造方法で製造す
る太陽電池モジュールの概略構成図である。

【図２】本発明に係るラミネート体の製造方法で用いる
ラミネート装置の概略断面図である。

【図３】従来の二重真空ラミネーターの概略構成図であ
る。

【図４】実施例１の光起電力素子の概略構成図であり、
（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ′断面
図である。

【図５】実施例１の光起電力素子の電極取り出しを説明
するための概略構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）
は正極の断面図、（ｃ）は負極の断面図である。

【図６】実施例１の太陽電池モジュールの概略構成図で
ある。

【図７】実施例１の太陽電池モジュールの被覆工程を説
明するためのラミネート装置の概略構成図である。

【図８】実施例１の太陽電池モジュールの折り曲げ形状
を説明するための太陽電池モジュールの概略構成図であ
り、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ′
断面図である。

【図９】実施例２の太陽電池モジュールの被覆工程を説
明するためのラミネート装置の概略構成図である。

【図１０】実施例３の太陽電池モジュールの被覆工程を
説明するためのラミネート装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１０１表面被覆材１０２光起電力素子１０３裏面被覆材２０１真空室２０２真空室入口のシールロール２０３真空室出口のシールロール２０４圧着ロール２０５光起電力素子２０６表面被覆材２０７裏面被覆材３０１下チャンバ３０２上チャンバ３０３ダイアフラム３０４金属プレート３０５ヒーター３０６排気口３０７排気口３０８Ｏリング３０９太陽電池モジュール積層体４００光電変換半導体層、透明導電層を積層したステ
ンレス基板４０１絶縁接着体４０２集電電極４０３正極端子部材４０４負極端子部材４０５絶縁テープ５０１絶縁テープ５０２軟質銅箔５０３光起電力素子５０４正極端子部材５０５半田付け５０６ガラスクロス５０７負極端子部材６０１表面被覆材の積層フィルム６０２表面保護強化材６０３光起電力素子６０４裏面被覆材の積層フィルム６０５補強板７０１表面被覆材の積層フィルムを巻いたロール７０２裏面被覆材の積層フィルムを巻いたロール７０３光起電力素子７０４表面保護強化材７０５補強板７０６真空室出口のシールロール７０７真空室７０８搬送ロール７０９圧着ロール７１０真空室出口のシールロール８０１太陽電池モジュール９０１表面被覆材の積層フィルムを巻いたロール９０２光起電力素子９０３裏面被覆材の積層フィルムを巻いたロール９０４補強板９０５真空室入口のシールロール９０６真空室内の搬送ロール９０７真空室出口のシールロール９０８真空室９０９表面保護強化材１００１表面被覆材の積層フィルムを巻いたロール１００２裏面被覆材の積層フィルムを巻いたロール１００３光起電力素子１００４表面保護強化材１００５補強板１００６真空室入口のシールロール１００７真空室１００８搬送ロール１００９圧着ロール１０１０真空室出口のシールロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木曾盛夫東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者片岡一郎東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者善光秀聡東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者林芳光東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 5F051 BA14 BA18 FA14 JA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被ラミネート体を表面被覆材と裏面被覆
材とにより挟み込んで、真空室内でロールラミネーショ
ンすることを特徴とするラミネート体の製造方法。
【請求項２】前記被ラミネート体は光起電力素子であ
り、前記ラミネート体として太陽電池モジュールを製造
することを特徴とする請求項１記載のラミネート体の製
造方法。
【請求項３】前記表面被覆材及び前記裏面被覆材を前
記被ラミネート体に圧着するためのロールの平均線圧
が、５〜３０ｋｇ／ｃｍであることを特徴とする請求項
１または２記載のラミネート体の製造方法。
【請求項４】前記裏面被覆材には、穴を開設したこと
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のラミネ
ート体の製造方法。
【請求項５】前記ロールには、クリーニング機構を有
することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載
のラミネート体の製造方法。
【請求項６】前記被ラミネート体は、フェースダウン
で前記真空室に投入されることを特徴とする請求項１〜
５のいずれか１項記載のラミネート体の製造方法。
【請求項７】少なくとも、前記被ラミネート体を枚葉
で積層する工程と、真空室内で脱気する工程と、真空室
出口でラミネーションする工程とからなることを特徴と
する請求項１〜６のいずれか１項記載のラミネート体の
製造方法。
【請求項８】前記表面被覆材または前記裏面被覆材の
いずれか一方をキャリアフィルムとすることを特徴とす
る請求項１〜７のいずれか１項記載のラミネート体の製
造方法。