JP2003282920A - 太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents
太陽電池モジュールの製造方法Info
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ラミネーターによって加熱する際に基板に反
りが発生したり、裏面保護材に皺が発生したり、内部に
気泡が残ったり、加熱時間が長くなったりすることを解
消した太陽電池モジュールの製造方法を提供することを
目的とする。 【解決手段】 透光性基板の裏面側に太陽電池素子と充
填材と裏面保護材を配置して加熱しながら加圧して前記
充填材を架橋させることによって前記透光性基板と裏面
保護材との間に前記太陽電池素子を封入する太陽電池モ
ジュールの製造方法において、前記透光性基板と太陽電
池素子と充填材と裏面保護材を予備加圧した状態で加熱
を始めて本加圧することを特徴とする。
りが発生したり、裏面保護材に皺が発生したり、内部に
気泡が残ったり、加熱時間が長くなったりすることを解
消した太陽電池モジュールの製造方法を提供することを
目的とする。 【解決手段】 透光性基板の裏面側に太陽電池素子と充
填材と裏面保護材を配置して加熱しながら加圧して前記
充填材を架橋させることによって前記透光性基板と裏面
保護材との間に前記太陽電池素子を封入する太陽電池モ
ジュールの製造方法において、前記透光性基板と太陽電
池素子と充填材と裏面保護材を予備加圧した状態で加熱
を始めて本加圧することを特徴とする。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は太陽電池モジュール
の製造方法に関し、特に透光性基板と充填材と裏面保護
材を用いて太陽電池素子を封止する太陽電池モジュール
の製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】太陽電池素子は、単結晶シリコン基板や
多結晶シリコン基板を用いて作製することが多い。太陽
電池素子は物理的衝撃に弱く、また太陽電池を野外に取
り付けた場合、雨などから保護する必要があるため、エ
チレンビニルアセテート共重合体（ＥＶＡ）などを主成
分とする充填材を用いて透光性基板と裏面保護材との間
に封入して太陽電池モジュールを作成することが通常行
われている。 【０００３】太陽電池素子を透光性基板と裏面保護材と
の間に封入する装置は、ラミネーターとよばれる。一般
的なラミネーターの構造を図１に示す。図１において、
１はダイヤフラム、２は上チャンバー、３はヒーター、
４は下チャンバー、５は真空ポンプ、６はヒータープレ
ート、７は太陽電池モジュール、２０は全体としてラミ
ネータを示す。また、図２に太陽電池モジュールの分解
した構造を示す。図２において、８は透光性基板、９、
１０はＥＶＡなどから成る充填材シート、１１は太陽電
池素子、１２は裏面保護材を示す。 【０００４】ラミネートは次のように行われる。すなわ
ち、図１に示すラミネータ２０の下チャンバー４のヒー
タープレート６の上に、図２に示す透光性基板８を載置
し、その上にＥＶＡなどから成る充填材シート９、イン
ナーリード１３で接続した複数の太陽電池素子１１、Ｅ
ＶＡなどから成る充填材シート１０、ＰＶＦ樹脂−アル
ミ−ＰＶＦ樹脂等を積層した裏面保護材１２を順次載置
した状態で、ラミネータ２０の上チャンバー２を閉じて
両チャンバー２、４を減圧するとともに、透光性基板８
をヒーター３で１４０℃程度に加熱してＥＶＡなどから
成る充填材１０を軟化させる。さらに、上チャンバー２
のダイヤフラム１内に徐々に大気を導入することによ
り、下チャンバー４のヒータープレート６で加熱すると
同時に透光性基板８を上チャンバー２のダイヤフラム１
で加圧して、モジュール内の気泡を排除しながら充填材
シート１０を架橋させてラミネートするものである。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な従来の太陽電池モジュールの製造方法では、透光性基
板８をヒータープレート６上に載置して加熱する際に、
ヒーター３からの伝熱によって透光性基板８に反りが発
生する。特に、大面積の太陽電池モジュールを作製する
場合、大きな反りが発生して透光性基板８の温度が不均
一になり、その状態で加圧するとＥＶＡ等の充填材シー
ト９、１０の熱収縮が不均一になって裏面保護材１２に
皺などが発生するという問題があった。 【０００６】また、このような皺の発生を防ぐために、
充填材シート９、１０の加熱温度を１５０℃程度まで上
げると、充填材シート９、１０が発泡し、モジュール７
の内部に気泡が残るという問題があった。 【０００７】このような問題を回避するために、従来は
透光性基板８の加熱を開始して透光性基板８の全体の温
度差がなくなるまで保持し、その後加圧を開始すること
が行われていた。しかし、このような方法ではラミネー
トに時間がかかり、生産性が大きく低下するという問題
があった。 【０００８】本発明は、このような従来の問題を解決す
るためになされたものであり、ラミネーターによって加
熱する際に基板に反りが発生したり、裏面保護材に皺が
発生したり、内部に気泡が残ったり、加熱時間が長くな
ったりすることを解消できる太陽電池モジュールの製造
方法を提供することを目的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、透
光性基板の裏面側に太陽電池素子と充填材と裏面保護材
を配置して加熱しながら加圧して前記充填材を架橋させ
ることによって前記透光性基板と裏面保護材との間に前
記太陽電池素子を封入する太陽電池モジュールの製造方
法において、前記透光性基板と太陽電池素子と充填材と
裏面保護材を予備加圧した状態で加熱を始めて本加圧す
ることを特徴とする。 【００１０】上記方法によれば、透光性基板の全面がヒ
ータープレートに接触している状態で加熱させることか
ら、透光性基板の温度上昇を均一化かつ迅速化すること
ができる。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、本発明に係る太陽電池モジ
ュールの製造方法の実施形態を詳細に説明する。本発明
に係る方法によって製造される太陽電池モジュールの構
造自体は従来と同じである。また、太陽電池モジュール
の製造に用いられる太陽電池素子１１は、図３に示すよ
うに、厚み０．３ｍｍ程度の単結晶または多結晶のシリ
コン基板３１などを用いて形成される。この太陽電池素
子１１内には、Ｎ型領域（３２）とＰ型領域があり、Ｎ
型領域（３２）とＰ型領域との界面部分で半導体接合が
形成される。このＮ型領域（３２）はＰ型シリコン基板
３１を拡散炉中に搬入して、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ
3）中で加熱することによって、シリコン基板３１の表
面部全体にリン原子を厚み０．３〜０．４μｍ程度に拡
散させた後、表面側と裏面側と分離することによって形
成される。なお、このシリコン基板３１は単結晶ガリウ
ム砒素基板などに変更してもよい。 【００１２】太陽電池素子１１の表面側には、例えば窒
化シリコン膜などから成る反射防止膜３２が形成され
る。このような反射防止膜３２は例えばプラズマＣＶＤ
法などで形成される。また、例えば銀粉末、ガラスフリ
ット、結合剤、および溶剤から成るペーストをスクリー
ン印刷して７００℃〜８００℃程度の温度で焼き付け、
全体を半田層で被覆することにより表面電極３４および
裏面電極３５が形成される。これらの電極３４、３５を
図２に示すインナーリード１３で接続することによって
太陽電池素子１１同士を接続する。 【００１３】次に、図１に示すラミネーターの下チャン
バー４のヒータープレート６の上に透光性基板８を載置
し、その上にＥＶＡなどから成る充填材シート９、配線
を行った太陽電池素子１１、ＥＶＡなどから成る充填材
シート１０、最上部にＰＶＦ等の裏面保護材１２を順位
載置する。この状態で上チャンバー２を閉じて下チャン
バー４を真空引きすると同時に上チャンバー２に大気を
導入して、透光性基板８、充填材シート９、太陽電池素
子１１、充填材シート１０、および裏面保護材１２から
なる積層体１４を１０ｍｍＨｇ程度で予備加圧する。こ
れにより、透光性基板８、充填材シート９、太陽電池素
子１１、充填材シート１０、および裏面保護材１２から
なる積層体１４は、上チャンバー２のダイヤフラム１で
押圧され、透光性基板８の反りを強制的に防止できる。 【００１４】その後、透光性基板８をヒーター３で１４
０℃程度まで加熱する。この場合、透光性基板８は全面
がヒータープレート６と接触していることから、基板８
の前面を均一に加熱できる。 【００１５】この状態で、上チャンバー２にさらに大気
を徐々に導入することにより、透光性基板８を上チャン
バー２のダイヤフラム１と下チャンバー４のヒータープ
レート６との間で３５０ｍｍＨｇ程度で本加圧して気泡
を排除しながらＥＶＡなどの充填材を架橋させてラミネ
ートする。 【００１６】なお、上記予備加圧を５０ｍｍＨｇ程度以
上で行った場合には、透光性基板８、充填材シート９、
太陽電池素子１１、充填材シート１０、および裏面保護
材１２から成る積層体１４の全体が一気に加圧されてＥ
ＶＡなどから成る充填材シート９、１０中に気泡が残る
ため、そのまま本加圧を行ってＥＶＡなどを架橋すると
モジュール中に気泡が残る。また、この予備加圧が弱い
と、透光性基板８に大きな反りが生じて透光性基板８の
温度分布が不均一になり、その状態で本加圧することに
よってＥＶＡ等の充填材９、１０の熱収縮が不均一にな
って裏面保護材１２に皺が発生したり、透光性基板８や
太陽電池素子１１に割れが発生する。したがって、上記
予備加圧は積層体１４中の気泡が排除できる程度で、か
つ透光性基板８のソリを防止できる程度の圧力で加圧し
なければならない。 【００１７】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多く
の修正および変更を加えることができる。例えば太陽電
池素子１１は単結晶や多結晶シリコンなどの結晶系太陽
電池に限定されるものではなく、薄膜系などでも透光性
基板８の裏面に太陽電池素子１１を配置し、充填材９，
１０をラミネートして太陽電池素子１１を封入する太陽
電池モジュールであれば適用される。したがって、裏面
保護材７はシート状のものに限らず、ガラス等の透光性
基板であってもよい。 【００１８】 【発明の効果】以上のように、本発明に係る太陽電池モ
ジュールの製造方法によれば、透光性基板と太陽電池素
子と充填材と裏面保護材を予備加圧した状態で加熱を始
めて本加圧することから、透光性基板の反りは強制的に
防止され、透光性基板の全面がヒータープレートに接触
している状態で加熱することができるようになり、透光
性基板の温度上昇を均一化できる。その結果、温度差に
よる裏面保護材の皺や透光性基板や太陽電池素子の割れ
の発生を防ぐことができるとともに、透光性基板を短時
間で均一に加熱でき、ラミネート時間を大幅に短縮でき
る。
の製造方法に関し、特に透光性基板と充填材と裏面保護
材を用いて太陽電池素子を封止する太陽電池モジュール
の製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】太陽電池素子は、単結晶シリコン基板や
多結晶シリコン基板を用いて作製することが多い。太陽
電池素子は物理的衝撃に弱く、また太陽電池を野外に取
り付けた場合、雨などから保護する必要があるため、エ
チレンビニルアセテート共重合体（ＥＶＡ）などを主成
分とする充填材を用いて透光性基板と裏面保護材との間
に封入して太陽電池モジュールを作成することが通常行
われている。 【０００３】太陽電池素子を透光性基板と裏面保護材と
の間に封入する装置は、ラミネーターとよばれる。一般
的なラミネーターの構造を図１に示す。図１において、
１はダイヤフラム、２は上チャンバー、３はヒーター、
４は下チャンバー、５は真空ポンプ、６はヒータープレ
ート、７は太陽電池モジュール、２０は全体としてラミ
ネータを示す。また、図２に太陽電池モジュールの分解
した構造を示す。図２において、８は透光性基板、９、
１０はＥＶＡなどから成る充填材シート、１１は太陽電
池素子、１２は裏面保護材を示す。 【０００４】ラミネートは次のように行われる。すなわ
ち、図１に示すラミネータ２０の下チャンバー４のヒー
タープレート６の上に、図２に示す透光性基板８を載置
し、その上にＥＶＡなどから成る充填材シート９、イン
ナーリード１３で接続した複数の太陽電池素子１１、Ｅ
ＶＡなどから成る充填材シート１０、ＰＶＦ樹脂−アル
ミ−ＰＶＦ樹脂等を積層した裏面保護材１２を順次載置
した状態で、ラミネータ２０の上チャンバー２を閉じて
両チャンバー２、４を減圧するとともに、透光性基板８
をヒーター３で１４０℃程度に加熱してＥＶＡなどから
成る充填材１０を軟化させる。さらに、上チャンバー２
のダイヤフラム１内に徐々に大気を導入することによ
り、下チャンバー４のヒータープレート６で加熱すると
同時に透光性基板８を上チャンバー２のダイヤフラム１
で加圧して、モジュール内の気泡を排除しながら充填材
シート１０を架橋させてラミネートするものである。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な従来の太陽電池モジュールの製造方法では、透光性基
板８をヒータープレート６上に載置して加熱する際に、
ヒーター３からの伝熱によって透光性基板８に反りが発
生する。特に、大面積の太陽電池モジュールを作製する
場合、大きな反りが発生して透光性基板８の温度が不均
一になり、その状態で加圧するとＥＶＡ等の充填材シー
ト９、１０の熱収縮が不均一になって裏面保護材１２に
皺などが発生するという問題があった。 【０００６】また、このような皺の発生を防ぐために、
充填材シート９、１０の加熱温度を１５０℃程度まで上
げると、充填材シート９、１０が発泡し、モジュール７
の内部に気泡が残るという問題があった。 【０００７】このような問題を回避するために、従来は
透光性基板８の加熱を開始して透光性基板８の全体の温
度差がなくなるまで保持し、その後加圧を開始すること
が行われていた。しかし、このような方法ではラミネー
トに時間がかかり、生産性が大きく低下するという問題
があった。 【０００８】本発明は、このような従来の問題を解決す
るためになされたものであり、ラミネーターによって加
熱する際に基板に反りが発生したり、裏面保護材に皺が
発生したり、内部に気泡が残ったり、加熱時間が長くな
ったりすることを解消できる太陽電池モジュールの製造
方法を提供することを目的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、透
光性基板の裏面側に太陽電池素子と充填材と裏面保護材
を配置して加熱しながら加圧して前記充填材を架橋させ
ることによって前記透光性基板と裏面保護材との間に前
記太陽電池素子を封入する太陽電池モジュールの製造方
法において、前記透光性基板と太陽電池素子と充填材と
裏面保護材を予備加圧した状態で加熱を始めて本加圧す
ることを特徴とする。 【００１０】上記方法によれば、透光性基板の全面がヒ
ータープレートに接触している状態で加熱させることか
ら、透光性基板の温度上昇を均一化かつ迅速化すること
ができる。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、本発明に係る太陽電池モジ
ュールの製造方法の実施形態を詳細に説明する。本発明
に係る方法によって製造される太陽電池モジュールの構
造自体は従来と同じである。また、太陽電池モジュール
の製造に用いられる太陽電池素子１１は、図３に示すよ
うに、厚み０．３ｍｍ程度の単結晶または多結晶のシリ
コン基板３１などを用いて形成される。この太陽電池素
子１１内には、Ｎ型領域（３２）とＰ型領域があり、Ｎ
型領域（３２）とＰ型領域との界面部分で半導体接合が
形成される。このＮ型領域（３２）はＰ型シリコン基板
３１を拡散炉中に搬入して、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ
3）中で加熱することによって、シリコン基板３１の表
面部全体にリン原子を厚み０．３〜０．４μｍ程度に拡
散させた後、表面側と裏面側と分離することによって形
成される。なお、このシリコン基板３１は単結晶ガリウ
ム砒素基板などに変更してもよい。 【００１２】太陽電池素子１１の表面側には、例えば窒
化シリコン膜などから成る反射防止膜３２が形成され
る。このような反射防止膜３２は例えばプラズマＣＶＤ
法などで形成される。また、例えば銀粉末、ガラスフリ
ット、結合剤、および溶剤から成るペーストをスクリー
ン印刷して７００℃〜８００℃程度の温度で焼き付け、
全体を半田層で被覆することにより表面電極３４および
裏面電極３５が形成される。これらの電極３４、３５を
図２に示すインナーリード１３で接続することによって
太陽電池素子１１同士を接続する。 【００１３】次に、図１に示すラミネーターの下チャン
バー４のヒータープレート６の上に透光性基板８を載置
し、その上にＥＶＡなどから成る充填材シート９、配線
を行った太陽電池素子１１、ＥＶＡなどから成る充填材
シート１０、最上部にＰＶＦ等の裏面保護材１２を順位
載置する。この状態で上チャンバー２を閉じて下チャン
バー４を真空引きすると同時に上チャンバー２に大気を
導入して、透光性基板８、充填材シート９、太陽電池素
子１１、充填材シート１０、および裏面保護材１２から
なる積層体１４を１０ｍｍＨｇ程度で予備加圧する。こ
れにより、透光性基板８、充填材シート９、太陽電池素
子１１、充填材シート１０、および裏面保護材１２から
なる積層体１４は、上チャンバー２のダイヤフラム１で
押圧され、透光性基板８の反りを強制的に防止できる。 【００１４】その後、透光性基板８をヒーター３で１４
０℃程度まで加熱する。この場合、透光性基板８は全面
がヒータープレート６と接触していることから、基板８
の前面を均一に加熱できる。 【００１５】この状態で、上チャンバー２にさらに大気
を徐々に導入することにより、透光性基板８を上チャン
バー２のダイヤフラム１と下チャンバー４のヒータープ
レート６との間で３５０ｍｍＨｇ程度で本加圧して気泡
を排除しながらＥＶＡなどの充填材を架橋させてラミネ
ートする。 【００１６】なお、上記予備加圧を５０ｍｍＨｇ程度以
上で行った場合には、透光性基板８、充填材シート９、
太陽電池素子１１、充填材シート１０、および裏面保護
材１２から成る積層体１４の全体が一気に加圧されてＥ
ＶＡなどから成る充填材シート９、１０中に気泡が残る
ため、そのまま本加圧を行ってＥＶＡなどを架橋すると
モジュール中に気泡が残る。また、この予備加圧が弱い
と、透光性基板８に大きな反りが生じて透光性基板８の
温度分布が不均一になり、その状態で本加圧することに
よってＥＶＡ等の充填材９、１０の熱収縮が不均一にな
って裏面保護材１２に皺が発生したり、透光性基板８や
太陽電池素子１１に割れが発生する。したがって、上記
予備加圧は積層体１４中の気泡が排除できる程度で、か
つ透光性基板８のソリを防止できる程度の圧力で加圧し
なければならない。 【００１７】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多く
の修正および変更を加えることができる。例えば太陽電
池素子１１は単結晶や多結晶シリコンなどの結晶系太陽
電池に限定されるものではなく、薄膜系などでも透光性
基板８の裏面に太陽電池素子１１を配置し、充填材９，
１０をラミネートして太陽電池素子１１を封入する太陽
電池モジュールであれば適用される。したがって、裏面
保護材７はシート状のものに限らず、ガラス等の透光性
基板であってもよい。 【００１８】 【発明の効果】以上のように、本発明に係る太陽電池モ
ジュールの製造方法によれば、透光性基板と太陽電池素
子と充填材と裏面保護材を予備加圧した状態で加熱を始
めて本加圧することから、透光性基板の反りは強制的に
防止され、透光性基板の全面がヒータープレートに接触
している状態で加熱することができるようになり、透光
性基板の温度上昇を均一化できる。その結果、温度差に
よる裏面保護材の皺や透光性基板や太陽電池素子の割れ
の発生を防ぐことができるとともに、透光性基板を短時
間で均一に加熱でき、ラミネート時間を大幅に短縮でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の太陽電池モジュールの製造方法に用い
られる製造装置を示す図である。 【図２】本発明の製造方法で製造される太陽電池モジュ
ールを示す図である。 【図３】本発明の製造方法で製造される太陽電池モジュ
ールに用いられる太陽電池素子の製造工程を示す図であ
る。 【符号の説明】 １・・・ダイヤフラム、２・・・上チャンバー、３・・
・ヒーター、４・・・下チャンバー、５・・・真空ポン
プ、６・・・ヒータープレート、７・・・太陽電池モジ
ュール、８・・・透光性基板、９・・・ＥＶＡシート、
１０・・・ＥＶＡシート、１１・・・太陽電池素子、１
２・・・裏面保護材
られる製造装置を示す図である。 【図２】本発明の製造方法で製造される太陽電池モジュ
ールを示す図である。 【図３】本発明の製造方法で製造される太陽電池モジュ
ールに用いられる太陽電池素子の製造工程を示す図であ
る。 【符号の説明】 １・・・ダイヤフラム、２・・・上チャンバー、３・・
・ヒーター、４・・・下チャンバー、５・・・真空ポン
プ、６・・・ヒータープレート、７・・・太陽電池モジ
ュール、８・・・透光性基板、９・・・ＥＶＡシート、
１０・・・ＥＶＡシート、１１・・・太陽電池素子、１
２・・・裏面保護材
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 透光性基板の裏面側に太陽電池素子と充
填材と裏面保護材を配置して加熱しながら加圧して前記
充填材を架橋させることによって前記透光性基板と裏面
保護材との間に前記太陽電池素子を封入する太陽電池モ
ジュールの製造方法において、前記透光性基板と太陽電
池素子と充填材と裏面保護材を予備加圧した状態で加熱
を始めて本加圧することを特徴とする太陽電池モジュー
ルの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002089441A JP2003282920A (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | 太陽電池モジュールの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002089441A JP2003282920A (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | 太陽電池モジュールの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003282920A true JP2003282920A (ja) | 2003-10-03 |
Family
ID=29235019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002089441A Pending JP2003282920A (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | 太陽電池モジュールの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003282920A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005209883A (ja) * | 2004-01-22 | 2005-08-04 | Npc:Kk | ラミネート装置 |
| JP2010263148A (ja) * | 2009-05-11 | 2010-11-18 | Toyota Motor Corp | ラミネート治具および太陽電池モジュールの製造方法 |
| WO2012005367A1 (ja) * | 2010-07-09 | 2012-01-12 | 三井・デュポンポリケミカル株式会社 | 太陽電池モジュールの製造方法 |
| WO2012029262A1 (ja) * | 2010-09-03 | 2012-03-08 | 富士電機株式会社 | ラミネート処理方法 |
| US20130098447A1 (en) * | 2010-06-30 | 2013-04-25 | Sharp Kaushiki Kaisha | Method for manufacturing solar battery module and solar battery module manufactured by the manufacturing method |
-
2002
- 2002-03-27 JP JP2002089441A patent/JP2003282920A/ja active Pending
Cited By (11)
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