JP2008047765A - ラミネート装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒータ盤の温度制御を容易化すると共に、太陽電池モジュールの生産効率を従来よりも向上させる太陽電池モジュールのラミネート装置を提供する。
【解決手段】被ラミネート体を加熱及び挟圧するラミネート装置１が、内圧調整が可能な第１の空間と、前記第１の空間とダイアフラムで仕切られ、内圧調整が可能な第２の空間１５と、前記第２の空間の内部に設けたヒータ盤３５と、前記ヒータ盤３５の内部に設けられた１又は２以上の長孔４０と、前記長孔４０の内部に挿入された１又は２以上の長手形状のヒータ４１と、を有するように構成する。前記長孔４０を密閉し、前記１又は２の長手形状のヒータ４１の長手方向Ｘの長さの総和が前記長孔４０の長手方向Ｘの長さよりも短くなるように設定する。
【選択図】図５

Description

本発明は、特に太陽電池モジュールなどの薄板形状の被ラミネート体を製造するために適したラミネート装置に関する。

近年、太陽電池について種々の開発がなされている。太陽電池には様々な形態があり、単結晶シリコンや多結晶シリコンを用いた結晶型や、アモルファスシリコン（非結晶シリコン）を用いたアモルファス型のもの等が案出されているが、何れの場合も化学的変化を起こしやすく、また物理的な衝撃に弱い性質がある。そのため、一般には、太陽電池を透明のビニールフィルムや強化ガラス、耐熱ガラスなどでラミネートした太陽電池モジュールが利用されている。太陽電池モジュールのラミネートは、ビニールフィルムやガラスとバックシートの間に例えばＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂などの充填材を介してストリング（太陽電池セル）を挟み込み、真空下で加熱して被ラミネート体内部の充填材を溶かすことにより行われている。

従来、このような太陽電池モジュールなどを製造するためのラミネート装置として、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とを有するラミネート装置が公知になっている。このようなラミネート装置では、上チャンバと下チャンバを密閉して減圧して真空（低圧）にした後、ダイアフラム内に大気を導入することにより、太陽電池モジュールをダイアフラムとヒータ盤の上面との間で挟圧し、ヒータ盤によって加熱する構成になっている。

特許文献１に記載のラミネート装置では、ヒータ盤内部に複数のヒータを設け、太陽電池モジュールを均一に加熱するようにしている。

特開平１０−２１４９８７号公報

しかしながら、一般にラミネート装置においては、ヒータ盤内部に形成した空間内にセラミックヒータ又はシーズヒータ等が内蔵されているが、両者（ヒータ盤、ヒータ）の間には間隙が存在している。このため、ヒータを温度調整してヒータ盤を所定温度に設定した後に下チャンバを例えば大気圧から真空にしたり、真空から大気圧に戻したりする等してその内圧を変化させると、ヒータ盤とヒータとの間の間隙に存在する気体の密度が増減して両者（ヒータ盤、ヒータ）の間の熱伝導度が変化する。このため、例えば真空時にヒータを温度調整してヒータ盤を所定の温度に加熱した状態で内圧を大気圧にした場合、ヒータの熱がヒータ盤に急激に伝わることにより、ヒータ盤が設定した所定温度からはずれてしまう。このように、上記特許文献１に記載のラミネート装置を用いた場合には、ヒータ盤の温度制御が非常に難しい。

また、上記特許文献１を用いた場合には、下チャンバの内圧を変化させた後に、ヒータ盤を再度、所定温度に設定し直す必要があるので、ラミネート工程に余分な時間及び作業が発生し、生産効率が低下してしまう。特に、近年では、ラミネートの手順が複雑化及び多様化してきており、ラミネート工程の途中で下チャンバの内圧を何度も変化させる場合も多く、その都度、上述したように余分な時間及び作業が発生してしまうと、生産効率が著しく低下してしまう。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、ヒータ盤の温度制御を容易化し、太陽電池モジュール等の被ラミネート体の生産効率を従来よりも向上させたラミネート装置を提供することをその目的とする。

上記課題を解決するために、本発明によれば、被ラミネート体を加熱及び挟圧するラミネート装置であって、内圧調整が可能な第１の空間と、前記第１の空間と膨張自在なダイアフラムで仕切られた、内圧調整が可能な第２の空間と、前記第２の空間の内部に設けられたヒータ盤と、前記ヒータ盤の内部に設けられた１又は２以上の長孔と、前記長孔の内部に挿入された１又は２以上の長手形状のヒータと、を有し、前記長孔は密閉されていることを特徴とする、ラミネート装置が提供される。

上記ラミネート装置において、前記１又は２以上の長手形状のヒータの長手方向の長さの総和が、前記長孔の長手方向の長さよりも短く設定されていてもよい。

上記ラミネート装置において、前記被ラミネート体が太陽電池モジュールでああってもよい。

上記ラミネート装置において、前記長手形状のヒータは、カートリッジヒータであってもよい。

上記ラミネート装置において、前記長孔は、前記ヒータ盤を貫通する長孔を含んでいてもよい。

上記ラミネート装置において、前記貫通する長孔の両端から前記長手形状のヒータが挿入され、これらのヒータの先端同士の間に空間ができるように配置されていてもよい。

上記ラミネート装置において、前記長孔は、長手方向の一端部が開放され且つ他端部が閉じた長孔を含んでいてもよい。

上記ラミネート装置において、前記ヒータ盤の下面において前記１又は２以上の長孔の長手方向の両端部の位置に補助用のヒータを各々設けるようにしてもよい。

上記ラミネート装置において、前記ヒータ盤の下面において前記１又は２以上の長孔の長手方向に沿って１又は２以上のヒートパイプを設けるようにしてもよい。

本発明によれば、ヒータ盤を設置したチャンバ内の内圧変化がヒータ盤の温度に及ぼす影響を軽減したことによって、ヒータ盤の温度制御を容易化することができる。これにより、太陽電池モジュールをラミネートする際に加熱温度を安定させることができ、不必要な作業及び時間をなくし、生産効率を向上させることができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、被ラミネート体の一例としての太陽電池モジュールＭをラミネート処理するのに好適なラミネート装置１に基づいて説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１は、本発明の実施の形態に係るラミネート装置１の平面図である。図２は、本発明の実施の形態に係るラミネート装置１の側面図である。図１及び図２に示すように、ラミネート装置１は、ラミネート部２を内部に備えたラミネートユニット３を備えている。ラミネート部２は、例えば、最大で左右方向の幅が約２１５０ｍｍ、正面から背面に向かう方向の幅が４０００ｍｍ程度の大きさの被ラミネート体をラミネートできる大きさに形成されている。

ラミネート装置１は、太陽電池モジュールＭを載せてラミネートユニット３に進入する搬送シート５を備えている。ラミネートユニット３の右方には、これからラミネート処理を行う太陽電池モジュールＭをラミネートユニット３に向かって搬送する供給コンベア６が配置されている。一方、ラミネートユニット３の左方には、太陽電池モジュールＭをラミネートユニット３側から搬出する搬出コンベア７が配置されている。そして、供給コンベア６、搬送シート５及び搬出コンベア７の順に受け渡しながら、図１及び図２中において左向きに太陽電池モジュールＭを搬送するようになっている。

図２に示すように、ラミネートユニット３は、上ケース１０と下ケース１２を備えている。上ケース１０の内部下方には上チャンバ１３が、下ケース１２の内部上方には下チャンバ１５が形成されている。ラミネート部２は、これら上チャンバ１３と下チャンバ１５によって構成されている。

下ケース１２は、基台１６の上方に固定支持されている。一方、基台１６の正面側と背面側（図２において手前側と後側）に立設された支柱１７に沿って移動自在なブラケット２１が備えられており、上ケース１０の正面側と背面側が、それぞれブラケット２１に固定されている。これにより、上ケース１０は、支柱１７に沿って昇降し、下ケース１２と平行な姿勢を保ちながら下ケース１２の上方において昇降できる構成になっている。

また、支柱１７の側方には、油圧式のシリンダ２２が装着されており、シリンダ２２のピストンロッド２３の先端が、上ケース１０に固定されたブラケット２１下面に接続されている。従って、シリンダ２２の稼働でピストンロッド２３が伸張すると、下ケース１２の上面から離れるように上ケース１０が上昇し、これにより、上チャンバ１３と下チャンバ１５で構成されるラミネート部２が開放状態となる。一方、シリンダ２２の稼働でピストンロッド２３が短縮すると、下ケース１２の上面に密着するように上ケース１０が下降し、ラミネート部２が密閉状態となる。

図３は、図１のＡ−Ａ矢視断面図である。なお、図３に示す矢印方向Ｘはヒータ盤３５の長手方向（即ち、後述するヒータ４１の長手方向）を示し、矢印方向Ｙはヒータ盤３５の幅方向（即ち、太陽電池モジュールＭの搬入出方向）を示している。図３に示すように、上ケース１０の内部を水平に仕切るようにしてダイアフラム３０が装着されており、このダイアフラム３０と上ケース１０の内壁面で囲まれた第１の空間が上チャンバ１３を構成している。ダイアフラム３０としては、例えばシリコン系のダイアフラム、ブチル系のダイアフラム等が用いられている。また、上ケース１０の側面には上チャンバ１３に連通するようにして吸排気口３１が設けられており、この吸排気口３１を介して上チャンバ１３内を真空引きし、また、吸排気口３１を介して上チャンバ１３内に大気圧を導入できるように構成されている。

ダイアフラム３０と下ケース１２の内壁面で囲まれた第２の空間の内部にはヒータ盤３５が配置されている。このヒータ盤３５は、後述するように、例えばアルミ製の金属板３６の内部にヒータ４１を設けた構成を有する。なお、搬送シート５によってヒート盤３５の上方の位置に搬入された太陽電池モジュールMは、ピンを用いた昇降機構（図示せず）によって上昇及び下降させ、搬送シート５から持上げたり、搬送シート５上に載置することができるように構成されている。なお、本実施の形態では、ヒータ４１を動かさずに太陽電池モジュールＭを昇降させる場合について説明したが、ヒータ４１を昇降させるようにしてもよい。

また、下ケース１２の側面には下チャンバ１５に連通するようにして吸排気口３７が設けられており、この吸排気口３７を介して下チャンバ１５内を真空引きし、また、この吸排気口３７を介して下チャンバ１５内に大気圧を導入できるように構成されている。

図４は、図３に示す状態から、上チャンバ１０を下降させ、下ケース１２の上面に密着させ、ラミネート部２を密閉した状態を示す図である。図４に示す密閉状態において、吸排気口３１及び３７を用いて上チャンバ１０の内圧が下チャンバ１５の内圧よりも大きくなるように内圧差を生じさせると、ダイアフラム３０は図４中二点鎖線３０ａで示される状態から図４中実線３０ｂで示される状態に変化し、被ラミネート体Ｍをヒータ盤３５に押付けて挟圧するように構成されている。

次に、ヒータ盤３５の構造について説明する。図５は、ヒータ盤３５の平面図である。図６は、ヒータ盤３５の側面図である。

図５及び図６に示すように、ヒータ盤３５の金属板３６の内部には、ヒータ盤３５の長手方向Ｘに沿って９個の長孔４０が設けられている。各長孔４０同士は互いに平行に設けられている。また、これら９個の長孔４０は、ヒータ盤３５の幅方向Ｙに沿って等間隔に配置されている。各長孔４０は、その断面が真円形状であり、ヒータ盤３５の内部を水平に貫通している。９個の長孔４０の各内部には、各々、２個の長手形状のヒータ４１が両側から長手方向Ｘに沿って挿入設置されている。図７は、図５に示す長孔４０及びヒータ４１を、長孔４０の軸を通る水平面で切断して拡大して示した拡大断面図である。

図７に示すように、各長孔４０内に挿入設置された２個のヒータ４１は、長孔４０の長手方向Ｘに沿って配置され、長孔４０の両方の端部側でそれぞれ支持されている。本実施の形態では、９個の長孔４０の各内部に各々２個ずつ挿入された計１８個のヒータ４１の長手方向Ｘの長さは全て同じである。また、各長孔の２のヒータ４１の長手方向Ｘの長さの総和は、長孔４０の長手方向Ｘの長さよりも短く設定されている。即ち、図５及び図７に示すように、ヒータ盤３５の長手方向Ｘにおける中央位置では、２個のヒータ４１の先端部が互いに所定間隔をあけて離間している。この所定間隔は、加熱時にヒータ４１が長手方向Ｘに膨張する長さを考慮し、ヒータ４１同士が互いに衝突したり、ヒータ４１が長孔４０の内面に衝突することがない値のうちで、できるだけ小さい値に設定するのが好ましい。

本実施の形態では、ヒータ４１としてカートリッジヒータを用いている。図７に示すように、ヒータ４１は、円筒形状の加熱部４５の一端に、この加熱部の直径よりも径が大きいフランジ部４６を設けた構成を有する。図８は、図７に示す２個のヒータ４１のうちの左側のヒータ４１の構造を簡略的に示した断面図である。図８に示すように、ヒータ４１の加熱部４５は、中空の金属管５０の内部に例えば焼結マグネシア等で構成される円柱形状のコア５１を同心状に配置した構成を有する。金属管５０としては、例えば鉄、真鍮、銅、ステンレス、インコーネル等を用いてよい。金属管５０の一端は閉端しており、他端はフランジ部４６の金属円板５５に結合されて密閉されている。金属管５０とコア５１との間には、熱伝導率の高い絶縁粉末５２が充填されている。

コア５１の外周面には、１本の連続するリード線Ｌが螺旋状に巻かれている。リード線Ｌは、フランジ部４６の金属円板５５と結合するコア５１の根元部分Ｐからコア５１の先端部分Ｑまで巻かれている。このリード線Ｌの一端６０は、コア５１の根元部分Ｐからフランジ部４６の金属円板５５を貫通してヒータ４１の外部に退出している。一方、リード線Ｌの他端６１は、コア５１の先端部分Ｑから、コア５１の内部を経由して金属円板５５を貫通し、ヒータ４１の外部に退出している。ヒータ４１による加熱は、外部に退出させたリード線Ｌの両端６０、６１から電流を流すことによって行うことができる。

ヒータ４１のフランジ部４６は、図６及び図７に示すように、例えばネジ等の固定具６２によってヒータ盤３５の金属板３６に固定されている。本実施の形態では、ねじ山を備えた軸部と頭部から成るねじを固定具６２として用いている。固定具６２は、フランジ部４６の長孔４０の両側に、長孔４０の軸と同じ高さの位置に１個ずつ左右対称に設けられている。これらの固定具６２は、ヒータ４１のフランジ部４６を長手方向Ｘに貫通し、フランジ部４６と金属板３６とをねじ結合している。これにより、長孔４０に挿入されたヒータ４１は固定されている。フランジ部４６は、金属管５０と結合する部分において、金属管５０の外周に同心円状に隣接する環状溝６５が設けられている。図７に示すように、この環状溝６５には、環状のＯリング６６が装着されている。これにより、固定具６２によってフランジ部４６の金属円板５５がヒータ盤３５の金属板３６に押付けられて固定された状態では、このＯリング６６が圧縮されて金属円板５５及び金属板３６の両方に密着し、長孔４０の内部が密閉されて長孔４０の内部と外部との間で気体の流入出が防止されるようになっている。

本実施の形態では、密閉された長孔４０の内部には、例えば空気等の熱伝導度が高い所定の気体が予め充填されている。なお、気体を充填する代わりに液体等、何らかの流体を充填するようにしてもよい。また、気体を充填する代わりに長孔４０の内部を真空状態にしてもよい。

次に、ラミネート装置１の搬送系について説明する。図１及び図２に示すように、無端状に形成された搬送シート５が、搬送シート移動機構７０の作動によってラミネートユニット３の下ケース１２の上方及び下方を循環して通過するように構成されている。搬送シート５は、長尺の帯状に形成されている。なお、搬送シート５は、搬送方向において太陽電池モジュールMを載置する部分だけが帯状に形成されていてもよい。

図２に示すように、搬送シート移動機構７０は、搬送シート５を循環駆動させる回転ロール７２、７３と、搬送シート５をガイドするガイドロール７５、７６とを備えている。回転ロール７２はラミネートユニット３の下ケース１２の右方下側に配置され、回転ロール７３は下ケース１２の左方下側に配置されている。回転ロール７２の上方には、下ケース１２の右側の上縁の高さに沿って、ガイドロール７５が回転自在に配置されており、回転ロール７３の上方には、下ケース１２の左側の上縁の高さに沿ってガイドロール７６が回転自在に配置されている。

回転ロール７２、７３を、図２中において反時計回転方向に回転駆動することによって、搬送シート５を回転ロール７２、７３から繰り出し、反時計回転方向（図２中）に循環させることができる。この場合には、回転ロール７２から繰り出された搬送シート５は、ガイドロール７５の周面に沿って水平に方向を変えてから、ラミネートユニット３の下ケース１２の上方を図２中左方向に通過し、ガイドロール７６の周面に沿って下方に向かうように方向を変えて、回転ロール７３に進行する。図２に示すように、ガイドロール７５、７６を、ラミネートユニット３の右方及び左方において同じ高さに配置することにより、ラミネートユニット３の下ケース１２の上方に搬送シート５が水平な姿勢で供給されるようになっている。また、ラミネートユニット３の下ケース１２の上方における搬送シート５の上面と、供給コンベア６の上面、搬出コンベア７の上面は、互いにほぼ同じ高さに配置されている。

一方、回転ロール７２、７３を、図２中において時計回転方向に回転駆動することによって、搬送シート５を回転ロール７２、７３から繰り出し、時計回転方向（図２中）に循環させることができる。このように回転ロール７２、７３を共に一方向に回転させることにより、搬送シート５を、面を略水平にした状態で所望の方向に移動させ、ラミネートユニット３の上ケース１０と下ケース１２の間を通過させることができるようになっている。

搬送シート５の表面は、ラミネート部２においてダイアフラム３０によって挟圧された際に太陽電池モジュールＭからはみ出た充填材の付着を避けるために、充填材が容易に付着せず、また、付着した充填材を容易に剥がすことのできる剥離性に優れた材料で形成されることが好ましい。例えば、テフロン（登録商標）（フッ素樹脂）によってコーティングされた耐熱ガラスクロスシート等を搬送シート５として用いることが好ましい。あるいは、搬送シート５の表面を、例えばフッ素樹脂などといった剥離性に優れた材料でコーティングしても良い。

この搬送シート移動機構７０においては、ラミネートユニット３の右方にて、これからラミネート処理を行う太陽電池モジュールＭを搬送シート５の上面に載せ、回転ロール７２、７３の回転駆動によって搬送シート５を間欠的に移動させることにより、ラミネートユニット３の上ケース１０と下ケース１２の間に太陽電池モジュールＭを順に移動させるようになっている。即ち、搬送シート５を移動させることにより、太陽電池モジュールＭをラミネート部２の上チャンバ１３と下チャンバ１５との間に順に移動させることができる。そして、ラミネートユニット３の上チャンバ１３と下チャンバ１５に挟まれてラミネート処理される間、搬送シート５の上面によって太陽電池モジュールＭの下面を支持し、搬送シート５を間欠的に移動させることにより、ラミネートされた太陽電池モジュールＭをラミネートユニット３の左方に順次搬出するようになっている。

また、搬送シート５に載せられてラミネートユニット３のラミネート部２に搬入された太陽電池モジュールＭの上方には、ダイアフラム３０が配置され、太陽電池モジュールＭ及び搬送シート５の下方には、ヒータ盤３５が配置されるようになっている。なお、上ケース１０及び下ケース１２の間において、搬送シート５上に載置された太陽電池モジュールMは、ピンを用いた昇降機構（図示せず）によって上昇及び下降ができるようになっている。これにより、太陽電池モジュールMを持上げて、ヒータ盤３５から所定間隔をあけた上方の位置まで上昇させたり、この上方の位置から下降させて搬送シート５上に戻すことができるようになっている。なお、本実施の形態では、ヒータ４１を動かさずに太陽電池モジュールＭを昇降させる場合について説明したが、ヒータ４１を昇降させるようにしてもよい。

図９及び図１０は、本発明のラミネート装置１によって好適に製造される被ラミネート体の一例としての、太陽電池モジュールＭを示している。図９に示すように、太陽電池モジュールＭは長方形の薄板状に形成されており、例えば、約２１５０ｍｍ×４０００ｍｍ程度の大きさに形成されている。

図９に示すように、太陽電池モジュールＭは、下側に配置された透明なカバーガラス８０と上側に配置された保護材８１の間に、充填材８２、８３を介してストリング８４をサンドイッチした構成を有する。保護材８１は例えばＰＥ樹脂などの透明な材料が使用される。充填材８２、８３には例えばＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂などが使用される。ストリング８４は、電極８５、８６の間に、太陽電池セル８７をリード線８８を介して接続した構成を有する。太陽電池セル８７は、表面（受光面）が下側のカバーガラス８０に覆われ、裏面が保護材８１に覆われた状態になっている。

以上のように構成された被ラミネート体としての太陽電池モジュールＭは、本発明の実施の形態にかかるラミネート装置１により、次に説明する工程に従って製造される。

先ず、図１において供給コンベア６に、図示しないロボット等の手段によって、これからラミネートを行う太陽電池モジュールＭが位置決めされて供給される。このラミネート装置１の供給コンベア６への供給に際しては、太陽電池モジュールＭの上面側に、図９及び図１０で示した保護材８１が来るような姿勢にされる。また、太陽電池モジュールＭの短手方向を搬送方向（図１及び図２中左方向）に向けるようにする。こうして供給コンベア６に載せられた太陽電池モジュールＭは、供給コンベア６の稼働によって左方に向かって搬送され、供給コンベア６から搬送シート５に太陽電池モジュールＭが受け渡される。

太陽電池モジュールＭを搬送シート５に受け渡す際には、ラミネートユニット３の上ケース１０を持ち上げ、ラミネート部２を開放状態にしておく。上ケース１０を持ち上げる動作は、図２で説明したシリンダ２２の伸張稼働によって行われる。こうして、搬送シート５を、ラミネートユニット３の上ケース１０と下ケース１２の間において進退自在な状態にしておく。そして、供給コンベア６を稼働させながら、回転ロール７２、７３の回転駆動によって搬送シート５を下ケース１２の上方において左方に向かって進行させることにより、供給コンベア６から搬送シート５に太陽電池モジュールＭを受け渡し、搬送シート５の上面に供給された太陽電池モジュールＭをさらに左方に向かって移動させる。

そして、太陽電池モジュールＭをラミネートユニット３の上ケース１０と下ケース１２の間に移動したら、回転ロール７２、７３の回転駆動を停止させて搬送シート５の移動を停止させる。こうして、ラミネートユニット３において上ケース１０の上チャンバ１３と下ケース１２の下チャンバ１５の間に、太陽電池モジュールＭを静止させる。

次に、ラミネートユニット３において上ケース１０を下降させ、太陽電池モジュールＭを上チャンバ１３によって覆う状態とし、ラミネート部２を密閉状態にする。ラミネートユニット３において、上ケース１０を下げる動作は、図２で説明したシリンダ２２の短縮稼働によって行われる。こうして、ラミネートユニット３のラミネート部２に太陽電池モジュールＭが収納された状態となる。

以下、ラミネートユニット３における太陽電池モジュールＭのラミネート処理を説明する。先ず、ラミネートユニット３において、吸排気口３１、３７を介して上チャンバ１３内と下チャンバ１５内を同時に真空引きする。上チャンバ１３内と下チャンバ１５内を真空引きする間に、ヒータ４１を加熱し、下チャンバ１５内のヒータ盤３５を予め所定の温度まで加熱しておいても良い。なお、搬送シート５上の太陽電池モジュールＭを図示しない昇降機構の稼動により上昇させてヒータ盤３５から離した上方位置に保持したまま、下チャンバ１５内を減圧した状態でヒータ盤３５の加熱を開始すれば、断熱効果が極めて高く、減圧中に太陽電池モジュールＭに熱が伝わる心配が少ない。そして、上チャンバ１３内と下チャンバ１５内を、それぞれ例えば０．７〜１．０Ｔｏｒｒにまで真空引きした後、下チャンバ１５の内部において図示しない昇降機構の稼働により太陽電池モジュールMを下降させて搬送シート５上に載置する。これにより、搬送シート５に載せられた太陽電池モジュールＭが、下チャンバ１５の内部においてヒータ盤３５の上面に熱的に接触した状態となり、太陽電池モジュールＭが加熱される。この加熱によって、太陽電池モジュールＭにおいて、充填材６２、６３であるＥＶＡ樹脂の化学反応が促進され、架橋が行われるようになる。

そして、この状態で吸排気口３１を介して上チャンバ１３内に大気圧を導入し、ラミネート部２においてダイアフラム３０を下方に膨張させることにより、太陽電池モジュールＭを、ヒータ盤３５の上面とダイアフラム３０との間で挟圧する。こうして、加熱および挟圧することによって太陽電池モジュールＭのラミネート処理を行う。

一方、このようにラミネートユニット３において太陽電池モジュールＭのラミネート処理を行う間に、供給コンベア６上に、次にラミネート処理を行う太陽電池モジュールＭを供給して、ラミネートユニット３の右方に待機させておくことが好ましい。

太陽電池モジュールＭのラミネート処理を終了した後、ラミネートユニット３において、吸排気口３７を介して下チャンバ１５内に大気圧を導入する。ヒータ４１の加熱温度を調整し、次のラミネート処理に備えてヒータ盤３５を所定の温度まで冷却する。また、上ケース１０を持ち上げることによって、ラミネート部２を開放状態にする。上ケース１０を持ち上げる動作は、図１で説明したシリンダ２２の伸張稼働によって行われる。これにより、搬送シート５が、再びラミネートユニット３の上ケース１０と下ケース１２の間において進退自在な状態になる。

ラミネートユニット３のラミネート部２を開放状態にしたら、搬送シート移動機構７０において回転ロール７２、７３を回転駆動させ、搬送シート５を左方に向かって移動させることにより、太陽電池モジュールＭを、ラミネートユニット３の左方に移動させ、搬送シート５から搬送コンベア７に受け渡す。このように太陽電池モジュールＭを左方に移動させると同時に、供給コンベア６を稼働させ、供給コンベア６上に待機させておいた太陽電池モジュールＭを左方に向かって移動させ、供給コンベア６から搬送シート５に受け渡す。そして、ラミネートユニット３の上ケース１０と下ケース１２の間に次の太陽電池モジュールＭを移動させる。

その後、ラミネートユニット３において、前述した太陽電池モジュールＭのラミネート処理と同様のラミネート処理を行う。即ち、上チャンバ１３内と下チャンバ１５内の真空引き、ヒータ盤３５による加熱、ダイアフラム３０の膨張を行い、次の太陽電池モジュールＭを、ヒータ盤３５の上面とダイアフラム３０との間で挟圧する。こうして、加熱および挟圧することによって次の太陽電池モジュールＭのラミネート処理を行う。

搬出コンベア７に受け渡された太陽電池モジュールＭは、図示しないロボット等の手段により、搬出コンベア７上から順に取り去られ、次の工程に搬送される。以上の工程を繰り返すことにより、太陽電池モジュールＭを連続してラミネート処理することができる。

以上の実施形態によれば、ヒータ盤３５とヒータ４１との間の空間を密閉し、例えば空気等の所定の気体を封入したことによって、太陽電池モジュールＭをラミネートする際に、吸排気口３７を介して下チャンバ１５内を真空引きしたり、大気圧を導入したりして下チャンバ１５の内圧を変化させた場合にヒータ盤３５とヒータ４１との間の気体の密度が変化することがなく、両者（ヒータ盤３５、ヒータ４１）の間の熱伝導率が変化してしまうことを防止できる。これにより、ヒータ盤３５の温度が安定し、下チャンバ１５の内圧変化がヒータ盤３５の温度に及ぼす影響を低減し、ヒータ盤３５の温度制御を容易化することができる。また、ヒータ盤３５の温度を修正する作業及び時間が不要になるため、太陽電池モジュールＭを生産する際の生産効率を従来よりも向上させることが可能になる。特に、太陽電池モジュールＭを製造する際に、下チャンバ１５を何度も真空引きしたり、大気圧を導入する等して頻繁に下チャンバ１５の内圧を変化させる場合において、生産効率が飛躍的に向上する。

さらに、図５に示したように、ヒータ盤３５の長孔４０の各内部に挿入設置するヒータ４１の個数を全て２に設定し、各々を長孔４０の長手方向Ｘの両端部側に配置した場合には、ヒータ盤３５の加熱が長手方向Ｘにおいてより均一化される効果もある。例えば、長孔４０の内部にヒータ４１を１個だけ配置した場合には、ヒータ盤３５の長手方向Ｘにおける両端部の加熱が中央部よりも不十分になる恐れがある。これに対して、上述のように長孔４０の各内部に２個のヒータ４１を挿入設置した場合には、各ヒータ４１の長手方向Ｘの長さが短くなり、加熱部４５の温度のばらつきが減少するため、ヒータ盤３５の長手方向Ｘにおける両端部を確実に加熱することができ、より均一な加熱を行うことが可能になる。

また、９個の長孔４０の各々について、各長孔４０に挿入するヒータ４１の長手方向Ｘの長さの総和が、長孔４０の長手方向Ｘの長さよりも短くなるように設定し、ヒータ４１の先端部分Ｑ同士の間に所定間隔をあけたことによって、ヒータ４１が加熱した場合に長手方向Ｘに膨張してヒータ４１同士が互いに衝突してしまうことが防止される。これにより、ヒータ４１の密閉構造を確実に保持することができ、ラミネート装置１の耐久性、信頼性を向上させ、その寿命を延ばすことが可能になる。

本発明の第２の実施形態として、図１１に示すように、ヒータ盤３５の長孔４０の各内部に挿入設置するヒータ４１の個数を全て１にしてもよい。これにより、ラミネート装置１が備えるヒータ４１の総数が減少し、その保守管理を容易化することができる。また、ラミネート装置１の構造をより単純化することが可能になる。図１１に示すラミネート装置１の場合には、ヒータ盤３５の長孔４０は、ヒータ盤３５の長手方向Ｘにおける一端部（図６中、左側）を貫通し、他端部（図６中、右側）付近まで穿設されている。即ち、長孔４０は、その長手方向Ｘの一端部が開放され、且つ他端部が閉じた構成になっている。各ヒータ４１は、長孔４０の開放された一端部から挿入され、この一端部側に寄せて配置されている。ヒータ４１の長手方向Ｘの長さは、長孔４０の長手方向Ｘの長さより短く設定されており、長孔４０に挿入されたヒータ４１の先端部分Ｑと長孔４０の閉じた他端部側との間には所定間隔があいている。これにより、加熱時にヒータ４１が長手方向Ｘに膨張し、長孔４０の他端部に衝突してしまうことが防止でき、ヒータ４１の密閉構造を確実に保持可能である。

さらに、本発明の第２の実施形態では、ヒータ盤３５の下面に、複数の長孔４０の長手方向Ｘの両端部の位置に各々長手形状の補助用ヒータ４２を配置している。これらの補助用ヒータ４２は、長手孔４０と直交する方向（即ち、ヒータ盤３５の幅方向）Ｙに沿って配置されており、各々を個別に制御できるようになっている。これにより、これらの補助用ヒータ４２を用いてヒータ盤３５の長手方向Ｘにおける両端部の加熱を補助的に行い、ヒータ盤３５の長手方向Ｘの中央部よりも加熱が不十分になりがちな両端部を確実に加熱し、ヒータ盤３５全体でより均一な加熱を行うことが可能である。

さらに、本発明の第２の実施形態では、図１１の２点鎖線で示すように、ヒータ盤３５の下面に、長孔４０の長手方向Ｘに沿った長手形状のヒートパイプ４３を配置している。この中空のヒートパイプ４３の内部には、熱輸送を行う流体が充填されており、ヒータ盤３６に長手方向Ｘにおける温度不均一が発生すると、これを解消する方向に熱輸送を行うように構成されている。これにより、ヒータ盤３６の長手方向Ｘにおいて、より均一な加熱を行うことが可能である。なお、図１１においては、ヒートパイプ４３が１つしか示されていないが、任意の数のヒートパイプ４３が用いられてよい。また、ヒートパイプ４３を長手孔４０と直交する方向（即ち、ヒータ盤３５の幅方向）Ｙに沿って配置するようにしてもよい。

なお、第２の実施形態の場合についても、図５を用いて説明した第１の実施形態で得られる効果が同様に得られる。

本発明の第３の実施形態として、図１２に示すように、ヒータ盤３５の長孔４０の各内部に挿入設置するヒータ４１の個数を、各長孔４０毎に任意に設定してもよい。図１２に示すヒータ盤３５では、長孔４０に挿入設置するヒータ４１の個数が、ヒータ盤３５の幅方向Ｙに沿って交互に１と２に設定されている。これにより、ヒータ盤３５が備えるヒータ４１の総数を増加させずに、ヒータ４１で加熱されるヒータ盤３５の長手方向Ｘにおける温度分布を均一化することができる。なお、第３の実施形態の場合についても、図５を用いて説明した第１の実施形態で得られる効果が同様に得られる。

本発明の第４の実施形態として、図１３に示すように、ヒータ盤３５に設ける複数の長孔４０が、ヒータ盤３５を貫通しない長孔４０Ｂ（４０Ｃ）を含むように構成してもよい。本発明の第４の実施形態では、ヒータ盤３５に形成された長孔４０は、ヒータ盤３５を貫通する３個の長孔４０Ａと、ヒータ盤３５の長手方向Ｘにおける一端部から中央部の手前（図１３の一点鎖線で示す位置）まで形成された３個の長孔４０Ｂと、これらの長孔４０Ｂと各々対向するようにヒータ盤３５の長手方向Ｘにおける他端部から中央部の手前（図１３の一点鎖線で示す位置）まで形成された３個の長孔４０Ｃとで構成されている。長孔４０Ａ、４０Ｂ及び４０Ｃはいずれもヒータ盤３５の長手方向Ｘに沿って形成されている。また、互いに対向配置した長孔４０Ｂ及び長孔４０Ｃの組は、ヒータ盤３５の幅方向Ｙに沿って長孔４０Ａと交互に配置されている。

各長孔４０Ａの内部には、各々２個のヒータ４１Ａが配置されている。一方、各長孔４１Ｂ、４１Ｃの内部には各々１個ずつのヒータ４１Ｂ、４１Ｃが配置されている。本発明の第４の実施形態では、例えばヒータ４１Ａの内部のコア５１に巻かれたリード線Ｌの位置が調整される等して、ヒータ４１Ａによる加熱が、図１３中の斜線部で示すように、長手方向Ｘにおいてヒータ盤３５の中央部側から長孔４０Ｂ、４０Ｃの中央部側の端部と略一致する位置（図１３の一点鎖線で示す位置）までの部分で行われるようになっている。これに対して、図１３中の斜線部で示すように、ヒータ４１Ｂ、４１Ｃによる加熱は、ヒータ盤３５の長手方向Ｘにおける両端部から長孔４０Ｂ、４０Ｃの中央部側の端部（図１３中の一点鎖線で示す位置）までの部分で行われるようになっている。

これらのヒータ４１Ａ、４１Ｂ及び４１Ｃは、ヒータ盤３６の各位置に設けられてその温度を測定可能である例えば熱電対等の温度センサ１００の測定結果に基づいて個別に出力を調整することができるようになっている。図１３に示すように、本発明の第４の実施形態では、ヒータ盤３６の面（ＸＹ面）全体を網羅するように例えば１８個の温度センサ１００が設けられている。これら１８個の温度センサ１００によって得られたヒータ盤３６の温度の測定結果に差が存在する場合には、例えばより温度が低いという測定結果が得られた温度センサ１００に近いヒータの出力を上昇させ、より温度が高いという測定結果が得られた温度センサ１００に近いヒータの出力を低下させる等、ヒータ盤３６の温度分布の不均一が解消されるように各ヒータ４１Ａ、４１Ｂ及び４１Ｃを個別に制御する。これにより、ヒータ盤３５を用いてラミネート処理を行う際にヒータ盤３６の温度分布が不均一になってしまうことを確実に防止できる。さらに、種々の形状及び大きさの太陽電池モジュールＭに対して適切な加熱を行うことが可能になる。なお、第４の実施形態の場合についても、図５を用いて説明した第１の実施形態で得られる効果が同様に得られる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

上述した実施形態においては、太陽電池モジュールＭをラミネートする際に、第１の空間としての上チャンバ１３と第２の空間としての下チャンバ１５との両方を内圧変化（即ち、真空引き又は大気導入）させる場合について説明したが、下チャンバ１５だけを内圧変化させるようにしてもよい。

上述した実施形態においては、ヒータ盤３５の長孔４０に挿入設置されるヒータ４１の個数が全て２である場合（第１の実施形態）、全て１である場合（第２の実施形態）及びヒータ盤３５の幅方向Ｙに沿って個数を交互に１と２にした場合（第３の実施形態）について説明したが、ヒータ盤３５の長孔４０に挿入設置するヒータ４１の個数のパターンは、上記以外のパターンであってもよい。また、本発明の実施の形態に係るヒータ４１を従来公知のヒータと組合わせて用いてもよい。

上述した実施形態においては、ヒータ盤３５の内部に並設した長孔４０の個数が９である場合について説明したが、長孔４０の個数は任意の数であってよい。

上述した実施形態においては、複数の長孔４０を、その長手方向がヒータ盤３５の長手方向Ｘに平行になるように並設した場合について説明したが、複数の長孔４０をその他の配置構成で並設してもよい。

上述した実施形態においては、ヒータ４１の金属円板５５をヒータ盤３５の金属板３６に固定する際に、ねじ山を備えた軸部と頭部から成るねじを固定具６２として用いて固定する場合について説明したが、例えば、ヒータ４１のフランジ部４６の直径を長孔４０の内径と略同一の大きさに設定し、フランジ部４６の外面及び長孔４０の内面に互いに嵌合するねじ山を設けてヒータ４１をヒータ盤３５の金属板３６にねじ結合する等、その他の方法を用いて固定するようにしてもよい。

上述した実施形態においては、一端が開放され、且つ他端が閉じた長孔４１の各内部に挿入設置されているヒータ４１の個数が全て１であるヒータ盤３５の下面に、長手形状の補助用ヒータ４２をヒータ盤３５の長手方向Ｘの両端に各々１個ずつ設ける場合について説明したが、補助用ヒータ４２を設けるヒータ盤３５の長孔４１は、ヒータ盤３５を貫通していてもよいし、各長孔４０の各内部に挿入されるヒータ４１の個数は任意であってよい。また、補助用ヒータ４２の形状は、長手形状以外の任意の形状であってもよい。さらに、設置する補助用ヒータ４２の個数は任意であってよいし、ヒータ盤３５の長手方向Ｘにおける一端にのみ設置されてもよい。

上述した実施形態においては、被ラミネート体の一例として、太陽電池モジュールの製造について説明したが、本発明のラミネート装置はその他、種々のものについてラミネート処理を施すことができ、特に薄板形状の被ラミネート体の製造に好適である。また本発明のラミネート装置は、建材用の外壁材や屋根材と太陽電池モジュールを一体化させた、一体型モジュールの製造などにも供することが可能である。更に、本発明のラミネート装置は、太陽電池モジュールに限らず、合わせガラスや装飾ガラスなどの製造にも供することができる。

上述した実施形態においては、固定したヒータ盤３５を用いてラミネート処理を行う場合について説明したが、昇降可能なヒータ盤３５を用いてラミネーと処理を行うようにしてもよい。

上述した実施形態においては、太陽電池モジュールＭの上方にダイアフラム３０を備え、太陽電池モジュールＭの下方にヒータ盤３５を備えるラミネート部２を説明したが、ラミネート部２の構成は、かかるものに限定されない。例えば、太陽電池モジュールＭの上方にヒータ盤を備え、ヒータ盤と搬送シートによって太陽電池モジュールＭを挟圧する構成などであっても良い。

上述した実施形態では、ラミネート部２でラミネート可能な大きさとして、約２１５０ｍｍ×４０００ｍｍ程度を例示し、太陽電池モジュールＭの大きさとして、約２１５０ｍｍ×４０００ｍｍ程度を例示したが、勿論、これらの大きさに限定されない。

上述した実施形態では、ヒータ盤３５に設けるヒータ４１がカートリッジヒータである場合について説明したが、その他のヒータが用いられてもよい。

本発明は、例えば、透光性基板、充填材及び太陽電池素子等の被ラミネート体をラミネートして太陽電池モジュールを製造するラミネート装置に特に有用である。

本発明の実施の形態に係るラミネート装置１の平面図である。 本発明の実施の形態に係るラミネート装置１の側面図である。 図１のＡ−Ａ矢視断面図である。 ラミネート部の動作を示す説明図である。 ヒータ盤３５の平面図である。 ヒータ盤３５の側面図である。 図５に示す長孔４０を、その軸を通る水平面で切断した切断面を拡大して示した拡大断面図である。 図７に示す２のヒータ４１のうちの左側のヒータ４１の構造を簡略的に示した断面図である。 太陽電池モジュールＭの平面図である。 太陽電池モジュールＭの拡大断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るラミネート装置１の構成の一部を示す構成図である。 本発明の第３の実施形態に係るラミネート装置１の構成の一部を示す構成図である。 本発明の第４の実施形態に係るラミネータ装置１の構成を示す構成図である。

符号の説明

１ ラミネート装置
２ ラミネート部
３ ラミネートユニット
５ 搬送シート
６ 供給コンベア
７ 搬出コンベア
１０ 上ケース
１２ 下ケース
１３ 上チャンバ
１５ 下チャンバ
１６ 基台
１７ 支柱
２１ ブラケット
２２ シリンダ
２３ ピストンロッド
３０ ダイアフラム
３０ａ、３０ｂ ダイアフラムの位置
３１、３７ 吸排気口
３５ ヒート盤
３６ 金属板
４０、４０Ａ〜４０Ｃ 長孔
４１、４１Ａ〜４１Ｃ ヒータ
４２ 補助用ヒータ
４３ ヒートパイプ
４５ ヒータの加熱部
４６ ヒータのフランジ部
５０ 金属管
５１ コア
５２ 絶縁粉末
５５ 金属円板
６０ リード線の一端
６１ リード線の他端
６２ 固定具
６５ 環状溝
６６ Ｏリング
７０ 搬送シート移動機構
７２、７３ 回転ロール
７５、７６ ガイドロール
８０ カバーガラス
８１ 保護材
８２、８３ 充填材
８４ ストリング
８５、８６ 電極
８７ 太陽電池セル
８８ リード線
１００ 温度センサ
Ｌ リード線
Ｍ 太陽電池モジュール
Ｐ コアの根元部分
Ｑ コアの先端部分
Ｘ ヒータ盤の長手方向（長孔の長手方向）
Ｙ ヒータ盤の幅方向

Claims (9)

1. 被ラミネート体を加熱及び挟圧するラミネート装置であって、
   内圧調整が可能な第１の空間と、
   前記第１の空間と膨張自在なダイアフラムで仕切られた、内圧調整が可能な第２の空間と、
   前記第２の空間の内部に設けられたヒータ盤と、
   前記ヒータ盤の内部に設けられた１又は２以上の長孔と、
   前記長孔の内部に挿入された１又は２以上の長手形状のヒータと、を有し、
   前記長孔は密閉されていることを特徴とする、ラミネート装置。
2. 前記１又は２以上の長手形状のヒータの長手方向の長さの総和が、前記長孔の長手方向の長さよりも短く設定されていることを特徴とする、請求項１に記載のラミネート装置。
3. 前記被ラミネート体が太陽電池モジュールであることを特徴とする、請求項１又は２に記載のラミネート装置。
4. 前記長手形状のヒータは、カートリッジヒータであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のラミネート装置。
5. 前記長孔は、前記ヒータ盤を貫通する長孔を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のラミネート装置。
6. 前記貫通する長孔の両端から前記長手形状のヒータが挿入され、これらのヒータの先端同士の間に空間ができるように配置されていることを特徴とする、請求項５に記載のラミネート装置。
7. 前記長孔は、長手方向の一端部が開放され且つ他端部が閉じた長孔を含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のラミネート装置。
8. 前記ヒータ盤の下面において前記１又は２以上の長孔の長手方向の両端部の位置に補助用のヒータを各々設けることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のラミネート装置。
9. 前記ヒータ盤の下面において前記１又は２以上の長孔の長手方向に沿って１又は２以上のヒートパイプを設けることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載のラミネート装置。

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