JP2005231704A

JP2005231704A - ソーラーセルの包装方法

Info

Publication number: JP2005231704A
Application number: JP2004046174A
Authority: JP
Inventors: Susumu Osato; 進大里; Tsuguo Yamazaki; 嗣雄山崎
Original assignee: Sealed Air Japan GK
Current assignee: Sealed Air Japan GK
Priority date: 2004-02-23
Filing date: 2004-02-23
Publication date: 2005-09-02

Abstract

【課題】極めて薄くて脆いという性質を有するソーラーセルを、破損なしに輸送するためのソーラーセルの包装方法を提供する。
【解決手段】本発明の一態様は、複数枚のソーラーセルを積層して熱収縮フィルムによって熱収縮包装し、熱収縮包装されたソーラーセル積層包装体を、それぞれの対向する箇所にスリット状の収容部が１個又は複数個形成された一対の被包部材から構成される緩衝性容器を用いて、上記積層包装体の両端縁部を上記一対の被包部材のそれぞれの収容部に挿入することによって、上記積層包装体を上記一対の被包部材で挟み込んで被包して被包体を形成し、形成された被包体を包装することを特徴とするソーラーセルの包装方法に関する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ソーラーセルを損傷なく輸送するための包装方法に関する。

ソーラーセルは、シリコンの基板上に半導体層を形成し、更に半田などの導電材料によって電極端子部分などを形成した薄板状の素子で、これをパネルなどに組み込むことによって、所謂太陽電池（ソーラーパネル）が形成される。
ソーラーセルは、厚さが一般に２００〜４００μmと極めて薄いもので、更に今後の電子製品の小型化に伴って、より薄いソーラーセルが求められている。ソーラーセルは、このように極めて薄い素子であるため、取り扱いに注意を要する。特に衝撃に対して極めて脆く、ごくわずかな衝撃でも破損してしまう。

このような破損しやすいソーラーセルの輸送にあたっては、セルの面積よりもわずかに大きな断面積の凹部（セル収容部）を形成した発泡樹脂などの緩衝材製の箱を用い、セルを１枚づつ、数ミリの厚さの発泡材シート（緩衝材）を間に挟んで凹部（セル収容部）の中に積層して収容した後に包装してこれを輸送する、という手段が広く採用されている。しかしながら、この方法では、細心の注意を払っても、包装中及び輸送中のセルの破損（割れ）を有効に防ぐことができず、製品の不良率の上昇につながっていた。

そこで、本発明は、極めて薄くて脆いという性質を有するソーラーセルを、破損なしに輸送するためのソーラーセルの包装方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段として、本発明の一態様は、複数枚のソーラーセルを積層して熱収縮フィルムによって熱収縮包装し、熱収縮包装されたソーラーセル積層包装体を、それぞれの対向する箇所にスリット状の収容部が１個又は複数個形成された一対の被包部材から構成される緩衝性容器を用いて、上記積層包装体の両端縁部を上記一対の被包部材のそれぞれの収容部に挿入することによって、上記積層包装体を上記一対の被包部材で挟み込んで被包して被包体を形成し、形成された被包体を包装することを特徴とするソーラーセルの包装方法を提供する。

以下、図面を参照して、本発明にかかるソーラーセルの包装方法の具体例を説明する。図１及び図２は、本発明にかかるソーラーセルの包装方法の一態様を示す工程図である。まず、ソーラーセル１を複数枚積層し、それを熱収縮性フィルム２で被包する。熱収縮性フィルム２の縁部を熱溶断シールした後に（図１（ａ））、熱収縮性フィルムを加熱することによって収縮させてタイトな包装とする（図１（ｂ））。この工程において、ソーラーセルの積層枚数は、取り扱うソーラーセルの厚さなどに応じて決定することができる。例えば、２０枚程度のソーラーセルを積層して、熱収縮性フィルムによって包装することができる。

本発明において用いることのできる「熱収縮包装」とは、袋状又は半折状の熱収縮性フィルムの中に被包装物を入れ、フィルムの縁部を溶断シールした後にフィルムを加熱収縮させることによってタイトな包装を行うもので、種々の形状の物品の包装に幅広く用いられている技術である。

本発明において、図１に示すソーラーセル積層物の熱収縮包装工程に用いる熱収縮性フィルムとしては、当該技術において使用されている任意のものを用いることができるが、その中でも、収縮応力が小さく、低温で収縮する性質を有する熱収縮性フィルムが、特に好ましく用いられる。ソーラーセルは、一般に２００〜４００μm程度の厚さの基板の表面上に、数十μm〜百数十μm程度の厚さのハンダ電極や導電層などの凸部が形成されている。従来は、このような凸部を有する薄板状のソーラーセルを複数枚積層して熱収縮包装すると、セル表面の凹凸のためにフィルムの熱収縮の際の圧力によってセルが破損することが避けられないと考えられていた。このため、ソーラーセルを複数枚積層して熱収縮包装するという発想はこれまで皆無であった。しかしながら、本発明者らの研究により、特に上記のような小収縮応力・低温収縮性の熱収縮性フィルムを用いることで、表面に凹凸があるソーラーセルを複数枚積層して熱収縮包装しても、当業者の予想に反して、セルの破損を引き起こすことなく、安全・確実な包装を行うことができることが見出された。

本発明において、図１に示すソーラーセル積層物の熱収縮包装工程で用いる熱収縮性フィルムは、例えば、厚さ７〜２０μm、密度０．９０〜０．９５、伸び率８０〜１４０％、弾性率１５０〜２５０Mpaの物性を有するフィルムであることが好ましい。なお、ここでの伸び率及び弾性率は、ＪＩＳＫ７１１３に規定される方法によって測定される値を意味する。このような好適な物性を有する熱収縮性フィルムとしては、例えば、シールドエアー社製のクライオバックフィルムＤ−９４０などを挙げることができる。クライオバックフィルムＤ−９４０は、従来、例えば紙製品を束ねたもの（例えばカレンダー）を熱収縮包装する際などに用いられていたが、これは熱収縮させた場合に紙製品が湾曲してしまうのを抑止するために用いていたものであった。本発明者らが知る限りにおいて、このフィルムを、割れなどの破損が問題となる薄板材の熱収縮包装に用いた例はない。

本発明方法においては、上記の工程で形成されたソーラーセルの積層物を熱収縮包装したもの（以下、ソーラーセル積層包装体３という）を、次に、スリット状の収容部を有する緩衝性容器を用いて更に被包する。具体的には、まず、図２（ｃ）に示すように、スリット状の収容部６を有する被包部材５の収容部に、ソーラーセル積層包装体３を端部から挿入する。各収容部６にソーラーセル積層包装体３を挿入したら、次に、同様にスリット状の収容部を有する被包部材５’を被せて、被包部材５’の収容部にソーラーセル積層包装体３の残りの部分を収容する（図２（ｄ））。このようにして、緩衝性容器の収容部内にソーラーセル積層包装体３が収容された被包体１１を形成する（図２（ｅ））。

本発明方法においては、このようにして形成した被包体１１を包装することによって、ソーラーセルの包装を完了する。好ましい態様においては、この被包体１１の包装においても、熱収縮包装技術を用いることができる。例えば、図２（ｆ）に示すように、上記のようにして形成した被包体１１を熱収縮性フィルム１２で包み、縁部を熱溶断シールした後に、熱収縮性フィルム１２を加熱して収縮させることによって、タイトな包装を行うことができる（図２（ｇ）。

なお、図２においては、緩衝性容器として、スリット状の収容部が形成された被包部材５、５’を、それぞれ底部材５及び蓋部材５’として用い、底部材５のスリット状の収容部６にソーラーセル積層包装体３を直立した状態で挿入し、蓋部材５’を上から被せることによって、蓋部材５’のスリット状の収容部でソーラーセル積層包装体３の残りの部分を被包することにより、緩衝性容器の収容部内にソーラーセル積層包装体３が収容された被包体１１を形成している。このように、ソーラーセル積層包装体３を立てた状態で緩衝性容器の収容部に挿入するという手法を採用することで、収容部に１枚ずつ積層して収容した従来の方法と比べて自動化が容易になる。また、このようにソーラーセルを立てた状態で包装することにより、輸送中において各ソーラーセルに余分な荷重がかかってソーラーセルが破損するという事態を回避することができる。したがって、輸送中のソーラーセルの破損も抑止することができる。

なお本発明において、ソーラーセルの積層物の熱収縮包装体（ソーラーセル積層包装体）を収容（被包）するのに用いることのできる緩衝容器の材質としては、当該技術において周知の緩衝性材料を用いることができ、例えば、発泡樹脂、例えば発泡ポリスチレンなどの材料で緩衝容器を形成することができる。

緩衝容器に形成するソーラーセル積層包装体を収容するためのスリット状の収容部は、通常、収容するソーラーセル積層包装体の側断面とほぼ同等或いはごく僅かに広い断面を有することが好ましい。また、収容部の深さは、ソーラーセル積層包装体の半分が収容される深さとして、一対の被包部材を対向して合わせた際に、ソーラーセル積層包装体が収容部内にしっかりと動かずに収納されるようにすることが好ましい。しかしながら、それぞれ深さの異なる収容部が形成された一対の被包部材を使用して、これらを組み合わせて対向させて合わせた際にソーラーセル積層包装体の寸法とほぼ同等もしくはこれよりも僅かに大きな寸法を有する空洞部が形成されるようにすることもできる。言い換えれば、緩衝容器は、一対の被包部材からなり、それぞれの被包部材にはスリット状の収容部が形成されており、一対の被包部材の収容部が形成されている面を対向させて合わせると、両方の被包部材の収容部が接続されて、ソーラーセル積層包装体が緊密に収まる空洞部が形成されるように構成されていることが好ましい。

本発明方法によれば、緩衝容器によってソーラーセルを被包した被包体を更に包装することによって、ソーラーセルをしっかりと保護する。この際の包装は、例えば、被包体を粘着テープで固定したり、或いは紙や通常のシート材料などで被包体を包んで固定することによって行うことができる。

また、本発明の好ましい態様によれば、緩衝容器によってソーラーセルを被包した被包体を更に熱収縮包装することによって、より安全な包装がなされ、輸送中のソーラーセルの破損率を著しく低下させることができる。更には、熱収縮包装によれば、包装工程を自動化できので好都合である。かかる工程で用いることのできる熱収縮性フィルムとしては、当該技術において通常的に用いられている任意の熱収縮性フィルムを用いることができる。例えば、厚さ７〜２０μm、密度０．９０〜０．９５、伸び率８０〜１４０％、弾性率３００〜５００Mpaの物性を有する通常の用途で用いる熱収縮性フィルムを、上記の工程で用いることができる。また、ソーラーセルの積層物を熱収縮包装する際に用いたものと同じ熱収縮性フィルムを、上記の工程で用いてもよい。更に、上記の範囲外の物性を有する熱収縮性フィルムを上記の工程で用いることもできる。例えば、上記のソーラーセル積層体を熱収縮包装する際に用いたものと同じ熱収縮性フィルムを、上記被包体の熱収縮包装にも用いることができる。
実施例
ソーラーセル（寸法１５０mm×１５０mm、基板部分の厚さ３００μm）を２０枚積層して、クライオバックフィルムＤ−９４０を用いて、図１に示す工程で通常の条件で熱収縮包装した。形成されたソーラーセル積層包装体３を、図２（ｃ）に示すような、スリット状の収容部が２０個（１０個×２列）形成された発泡ポリスチレン製の被包部材５（底部材）のそれぞれの収容部に立てた状態で差し込み、次に、同様にスリット状の収容部が２０個形成された発泡ポリスチレン製の被包部材５’（蓋部材）を被せて、内部の空洞部にソーラーセル積層包装体が収容された被包体１１を形成した。これを、クライオバックフィルムＤ−９４０を用いて、先の熱収縮包装と同様に通常の条件で熱収縮包装した。

包装されたソーラーセル（２０枚×２０個＝４００枚）を、通常の輸送ルートでソーラーパネル製造工場に輸送した。到着した包装体の包装を取り外してソーラーセルの不良率（破損率）を調べたところ、破損しているソーラーセルは各包装体の平均で２枚程度であった（不良率＝０．５％）。これは、ソーラーセルを１枚ずつ、数ミリの厚さの発泡材シート（緩衝材）を間に挟んで、緩衝材製の収容容器のセル収容部の中に積層して収容した後に包装するという従来のソーラーセルの包装方法で包装して輸送した場合に平均で５％程度の不良率であったことを鑑みれば、本発明方法によって不良率が著しく低下したことが分かる。

ソーラーセルを１枚ずつ、数ミリの厚さの発泡材シート（緩衝材）を間に挟んで、緩衝材製の収容容器のセル収容部の中に積層して収容した後に包装するという従来のソーラーセルの包装方法は手作業で行わざるを得なかったが、本発明方法は、熱収縮包装方法をベースとしているので、連続して自動で行うことができ、コストを大幅な低下につながる。また、包装作業の自動化によって、手作業を極力減らすことでソーラーセルに対して余分な負荷をかけることがなくなるために、包装作業に伴うソーラーセルの破損率（不良率）が大幅に低下する。更に、熱収縮フィルムには適度の弾性があるので、衝撃に対するクッションとなり、運搬時のソーラーセルの破損率（不良率）も大きく低下する。本発明者らの検証によれば、本発明の包装方法によって、発泡樹脂性の容器の収容部に、ソーラーセルを１枚づつ、発泡材シート（緩衝材）を間に挟んで積層して収容した後に包装してこれを輸送するという従来の包装・輸送方法と比較して、包装時及び運搬時におけるソーラーセルの破損率（不良率）を１／１０以下に減少することができた。更には、ソーラーセル１枚ずつに緩衝シートを使用していたのを、複数枚まとめて非常に薄いフィルムで包装することによって、包装材料の使用量を大幅に削減することが可能となり、更には廃棄物の削減にも貢献する。

本発明方法の工程（一部）を示す工程図である。本発明方法の工程（一部）を示す工程図である。

Claims

複数枚のソーラーセルを積層して熱収縮フィルムによって熱収縮包装し、熱収縮包装されたソーラーセル積層包装体を、それぞれの対向する箇所にスリット状の収容部が１個又は複数個形成された一対の被包部材から構成される緩衝性容器を用いて、上記積層包装体の両端縁部を上記一対の被包部材のそれぞれの収容部に挿入することによって、上記積層包装体を上記一対の被包部材で挟み込んで被包して被包体を形成し、形成された被包体を包装することを特徴とするソーラーセルの包装方法。
上記被包体を、更に熱収縮フィルムによって熱収縮包装する請求項１に記載の方法。
ソーラーセルの積層物を熱収縮包装する工程において、１５０〜２５０Mpaの弾性率を有する熱収縮性フィルムを用いる請求項１又は２に記載の方法。
一対の被包部材が底部材と蓋部材とからなり、底部材の上面に形成されているスリット状の収容部に、上記積層包装体の端部を挿入することによって、積層包装体を直立させた状態で底部材の収容部に収容し、蓋部材の下面に形成されているスリット状の収容部に積層包装体の反対側の端部を挿入することによって、積層包装体を底部材及び蓋部材によって上下から挟み込んで被包して被包体を形成する請求項１〜３のいずれかに記載の方法。