JP2008047766A - ラミネート装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造する被ラミネート体の形状及び大きさに関わらず、被ラミネート体を常に均一に加熱することができ、多種多様の被ラミネート体を適切に製造可能な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のヒータ盤３５の内部に複数のヒータ４１（４１Ａ、４１Ｂ）を設けると共に、前記ヒータ盤３５の上面を分割した複数の加熱領域の一部又は全部に温度センサ４２を夫々設け、制御装置４３が前記温度センサ４２の測定結果に基づいて、前記複数のヒータ４１を個別に制御するように構成する。
【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２００４−３１７３９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のラミネート装置では、ヒータ盤の内部に設けられたヒータの配置に起因して例えばヒータ盤の中央側が端部側よりも加熱される等、被ラミネート体である太陽電池モジュールの加熱が不均一になってしまう恐れがある。また、上記特許文献１に記載のラミネート装置では、所定の形状及び大きさの太陽電池モジュールに対して均一な加熱が行えるが、この所定の形状及び大きさと異なる太陽電池モジュールを加熱する場合には、加熱が不均一になって太陽電池モジュールを適切に製造できない恐れがある。このように、上記特許文献１では、適切に製造できる太陽電池モジュールの形状及び大きさが非常に限定的になってしまう。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、製造する被ラミネート体の形状及び大きさに関わらず、被ラミネート体を常に均一に加熱することができ、多種多様の被ラミネート体を適切に製造可能な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、複数のヒータを内部に備えたヒータ盤と、前記ヒータ盤の上面が複数の加熱領域に分割され、当該複数の加熱領域の一部又は全部に夫々配置された温度センサと、前記温度センサの測定結果に基づいて、前記複数のヒータを個別に制御する制御装置と、を有す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、前記被ラミネート体が太陽電池モジュールであってもよい。

上記ラミネート装置において、前記複数のヒータは、前記ヒータ盤の内部において互いに平行に配置した長手形状のヒータであってもよい。

上記ラミネート装置において、前記複数のヒータは、前記ヒータ盤の中央部で加熱を行うヒータと両端部で加熱を行うヒータとが所定方向に沿って交互に配置された構成になっていてもよい。

上記ラミネート装置において、前記複数の加熱領域は、少なくとも前記ヒータ盤の中央部の加熱領域及び両端部の加熱領域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前記温度センサの測定結果に基づいて個別に制御可能な補助用のヒータを設けてもよい。

上記ラミネート装置において、前記ヒータ盤の下面にヒートパイプを設けてもよい。

本発明によれば、被ラミネート体を加熱するヒータ盤の上面を複数の加熱領域に分割して各加熱領域の温度を各々測定し、測定した各加熱領域の温度に基づいてヒータを個別に制御するようにしたことによって、製造する被ラミネート体の形状及び大きさに関わらず、被ラミネート体を常に均一に加熱することができる。これにより、多種多様の被ラミネート体を適切に加熱し、従来よりも品質を向上させることができる。また、同一のラミネート装置を用いて多種多様の被ラミネート材を製造することができ、非常に経済的である。

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の縦方向（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の縦方向Ｘに直交する横方向（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。

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２４個の長手形状のヒータ４１（４１Ａ、４１Ｂ）がヒータ盤３５の上面に沿って互いに平行に配置されている。これら２４個の長手形状のヒータ４１は、縦方向Ｘに平行な同一直線上にて互いに対向する長いヒータ４１Ａ同士の対と、縦方向Ｘに平行な同一直線上にて互いに対向する短いヒータ４１Ｂ同士の対とが、ヒータ盤３５の横方向Ｙに沿って交互に等間隔で配置された構成を有する。また、長いヒータ４１Ａ及び短いヒータ４１Ｂは、ヒータ盤３５の縦方向Ｘに沿って配置されている。１２個の長いヒータ４１Ａは、長手方向Ｘ（即ち、縦方向Ｘ）の長さが全て同じであり、１２個の短いヒータ４１Ｂは、長手方向Ｘ（即ち、縦方向Ｘ）の長さが全て同じである。

長いヒータ４１Ａの対は、ヒータ盤３５を縦方向Ｘに貫通する長孔４０Ａの内部に両側から挿入設置されて互いの先端部同士の間に所定間隔をあけた配置構成になっている。本実施の形態では、長孔４０Ａは、断面が真円形状になっている。なお、先端部同士の所定間隔は、加熱時にヒータ４１Ａが縦方向Ｘに膨張する長さを考慮し、ヒータ４１Ａ同士が互いに衝突しない値のうちで、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、長いヒータ４１Ａの発熱部は、図５に斜線部で示すように、ヒータ盤３５の縦方向Ｘにおける中央側に配置されている。これにより、長いヒータ４１Ａの対による加熱はヒータ盤３５の縦方向Ｘにおける中央側で行われ、両端部側では加熱が行われないように構成されている。

短いヒータ４１Ｂの対は、ヒータ盤３５の縦方向Ｘにおける両端側に各々設けられた長孔４０Ｂに各々挿入設置されている。長孔４０Ｂは、ヒータ盤３５の縦方向Ｘにおける中央側の一端は閉じており、且つ他端が開放された形状になっている。また、長孔４０Ｂの閉じた端部は、縦方向Ｘにおいて長いヒータ４１Ａの発熱部と非発熱部の境界の位置と同じ位置に配置されている。本実施の形態では、長孔４０Ｂは、断面が真円形状になっている。短いヒータ４１Ｂの発熱部は、図５に斜線部で示したように、短いヒータ４１Ｂの全長に亘って配置されており、短いヒータ４１Ｂの対による加熱がヒータ盤３５の縦方向Ｘにおける両端部で行われるように構成されている。

図７は、図５に示す長孔４０Ａに挿入設置された長いヒータ４１Ａを、長孔４０Ａ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。なお、以下では、長孔４０Ａ及び長いヒータ４１Ａについて説明するが、長孔４０Ｂ及び短いヒータ４１Ｂについても概ね同様に構成されている。図７に示すように、各長孔４０Ａ内に挿入設置された２個のヒータ４１Ａは、長孔４０Ａの長手方向Ｘに沿って配置され、長孔４０Ａ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、ヒータ４１Ａ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４１Ａ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４１Ａのうちの左側のヒータ４１Ａ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４１Ａ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から長手方向Ｘに沿ってコア５１の中央付近の中間部分Ｒまで直線状に配設され、コア５１の中間部分Ｒ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、コア５１の中間部分Ｒから先端部分Ｑまでを発熱させて行うことができる。

ヒータ４１Ａ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４０Ａ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４１Ａ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４０Ａに挿入されたヒータ４１Ａ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４０Ａの内部が密閉されて長孔４０Ａ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４０Ａ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４０Ａの内部を真空状態にしてもよい。

図５に示すように、ヒータ盤３５には温度を測定する１８個の温度センサ４２が設けられている。本実施の形態では、これら１８個の温度センサは、ヒータ盤３５の縦方向Ｘの中央部に６個が配置され、縦方向Ｘの両端部に１２個が配置されている。ヒータ盤３５の中央部に配置された６個の温度センサ４２は、短いヒータ４１Ｂの先端部間の中間の位置に各々設けられている。これに対して、ヒータ盤３５の両端部に配置された１２個の温度センサ４２は、一方の端部側と他方の端部側とに各々６個ずつ設けられており、いずれも短いヒータ４１Ｂの長手方向Ｘの中央位置に配置されている。また、図５に示すように、両端部に配置された１２個の温度センサ４２は、互いに隣接する長いヒータ４１Ａと短いヒータ４１Ｂとの間の位置にヒータ盤３５の横方向Ｙに沿って１つおきに設けられている。

図９は、ヒータ盤３５に配置された温度センサ４２と、これらの温度センサ４２が温度を測定する加熱領域Ｚ１〜Ｚ１８との関係を示す構成図である。本実施の形態では、図９に示すように、ヒータ盤３５の上面は、縦方向Ｘ及び縦方向Ｙに沿った７本の一点鎖線で区分けされた１８個の長方形状の加熱領域Ｚ１〜Ｚ１８に分割されている。これら１８個の加熱領域Ｚ１〜Ｚ１８には、各々１個ずつの温度センサ４２が配置されている。ヒータ盤３５の加熱領域Ｚ１〜Ｚ１８に各々対応付けられた１８個の温度センサ４２は、図５に示すように、制御装置４３に接続されており、各温度センサ４２によって測定された測定結果がこの制御装置４３に入力されるようになっている。

制御装置４３は、全てのヒータ４１（４１Ａ、４１Ｂ）に接続されており、温度センサ４２から入力された測定結果と、加熱する太陽電池モジュールＭの形状及び大きさの情報とに基づいて、ヒータ盤３５の加熱領域Ｚ１〜Ｚ１８を均一に加熱するように各ヒータ４１を個別に制御可能である。太陽電池モジュールＭの形状及び大きさの情報には、太陽電池モジュールＭがヒータ盤３５の１８個の加熱領域Ｚ１〜Ｚ１８のうち、いずれの加熱領域の上に載置されているか等の情報が含まれている。例えば、図９に示す場合には、太陽電池モジュールＭは、全ての加熱領域Ｚ１〜Ｚ１８の上に載置されている。太陽電池モジュールＭの形状及び大きさの情報は、制御装置４３が予め保持していてもよいし、加熱の際に別の入力装置（図示せず）から入力するようにしてもよい。なお、図５において、図面の見易さを考慮し、制御装置４３と温度センサ４２との接続及び制御装置４３とヒータ４１との接続は、一部のみを簡略化して示した。

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。

図１０及び図１１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１０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１０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、次の手順で製造される。

（全体の工程）
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１０及び図１１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。

（被ラミネート体を加熱する際のヒータ制御）
上述した全体の工程の中で、被ラミネート体である太陽電池モジュールＭがヒータ盤３５のヒータ４１で加熱される際には、制御装置４３が以下のようにヒータ４１を制御する。

ラミネート装置１が備える制御装置４３は、太陽電池モジュールＭの形状及び大きさの情報を予め保持するか、若しくは適宜取得し、加熱の際にこの太陽電池モジュールＭが載置されるヒータ盤３５の加熱領域Ｚ１〜Ｚ１８を予め把握している。このことを図１２及び図１３を用いて説明する。図１２及び図１３は、図９に示す加熱領域Ｚ１〜Ｚ１８と太陽電池モジュールＭの位置関係の一例を示す説明図である。例えば、図１２に示す太陽電池モジュールＭの場合は、図９に示す加熱領域Ｚ１〜Ｚ１８のうちの加熱領域Ｚ４〜Ｚ１５の上に載置されるので、制御装置４３はこの範囲情報（Ｚ４〜Ｚ１５）を有している。一方、図１３に示す場合には、太陽電池モジュールＭが図９に示す加熱領域Ｚ１〜Ｚ１８の全部の上に載置されるので、制御装置４３が有する範囲情報はＺ１〜Ｚ１８になる。

制御装置４３によるヒータ４１の制御は、全ての加熱領域Ｚ１〜Ｚ１８に配置された各温度センサ４２が測定する測定結果に基づいて行われる。各温度センサ４２の測定結果が制御装置４３に入力されると、制御装置４３は、既述した範囲情報を用いて、測定結果の中から太陽電池モジュールＭが載置されている加熱領域Ｚ１〜Ｚ１８の温度情報だけを取り出し、これらの加熱領域Ｚ１〜Ｚ１８の温度が均一になっているか解析を行う。なお、太陽電池モジュールＭが載置されている加熱領域だけでなく、その周囲の加熱領域も含めて温度情報の解析をするようにしてもよい。

制御装置４３は、この解析結果に基づいて、各ヒータ４１（４１Ａ、４１Ｂ）を個別に制御し、その温度を上昇又は下降させることによって、太陽電池モジュールＭが載置された加熱領域の間に温度の不均一が生じないように調整する。例えば、ヒータ盤３５の中央部側にある加熱領域Ｚ８の温度が、ヒータ盤３５の両端部側にある加熱領域Ｚ７、Ｚ９の温度よりも高くなっている場合には、制御装置４３は、加熱領域Ｚ８を加熱する長いヒータ４１Ａの出力を下げて温度を下降させると共に、加熱領域Ｚ７、Ｚ９を加熱するヒータ４１Ｂの出力を上げて温度を上昇させる。

そして、調整後の加熱領域間の温度分布を解析し、加熱領域間の温度が均一になっていれば、各ヒータ４１（４１Ａ、４１Ｂ）の温度をそのまま維持し、加熱領域間の温度が不均一である場合には、その状況に応じて、ヒータ４１の温度を上昇又は下降させて再び調整を行う。以下同様にして太陽電池モジュールＭが載置された加熱領域の温度が均一になるように調整する。なお、各ヒータ４１を制御する際には、ヒータ４１、温度センサ４２及び加熱領域Ｚ１〜Ｚ１８の相互の配置構成及びヒータ盤３５に対する配置構成等の情報に基づいて、温度の調整を行うようにするのが好ましい。さらに、温度センサ４２の測定結果に対して実行する各ヒータ４１を個別制御に関する情報（例えば、所定の温度センサ４２の値に対して、どのヒータ４１をどの程度温度調整するか等）を予め求めておき、この情報を用いて各ヒータ４１を個別制御するようにしてもよい。

以上の実施形態によれば、ヒータ盤３５の上面を複数の加熱領域Ｚ１〜Ｚ１８に分割すると共に各加熱領域にその温度を測定する温度センサ４２を各々設け、その測定結果に基づいて複数のヒータ４１（４１Ａ、４１Ｂ）を個別に制御するようにしたことによって、太陽電池モジュールＭの形状及び大きさに応じて適切な加熱領域を加熱することができる。また、太陽電池モジュールＭが載置される加熱領域の温度が均一になるようにヒータ４１（４１Ａ、４１Ｂ）を個別に制御することができる。これらのことにより、加熱する太陽電池モジュールＭの形状及び大きさに関わらず、太陽電池モジュールＭを常に均一に加熱することができ、多種多様の太陽電池モジュールＭを適切に製造することが可能になる。製造する太陽電池モジュールＭの品質も向上する。さらに、同一のラミネータ装置１を用いて多種多様の太陽電池モジュールＭを製造することができる点と、不必要なヒータ４１を無駄に稼動させずに済むため、エネルギー効率が向上する点において、非常に経済的な効果がある。

さらに、複数のヒータ４１として、ヒータ盤３５の縦方向Ｘにおける中央部で加熱を行う長いヒータ４１Ａの対と、両端部で各々加熱を行う短いヒータ４１Ｂの対とを、横方向Ｙに沿って交互に等間隔で配置したことによって、ヒータ盤３５におけるヒータ４１の配置構成に起因する温度分布の不均一をなくすことができ、太陽電池モジュールＭを加熱する際に従来より均一な加熱を行うことができる。

本発明の第２の実施形態として、図１４に示すように、ヒータ盤３５の下面に、縦方向Ｘの両端部の位置に各々長手形状の補助用ヒータ９０を配置してもよい。これらの補助用ヒータ９０は、ヒータ盤３５の横方向Ｙに沿って配置されており、制御装置４３を用いて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９０を用いてヒータ盤３５の縦方向Ｘにおける両端部の加熱を補助的に行い、ヒータ盤３５の縦方向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。なお、補助ヒータ９０は、ヒータ４１を制御して温度調整を行う際に一緒に調整してもよいし、ヒータ４１の制御とは独立して制御するようにしてもよい。

さらに、本発明の第２の実施形態では、図１４の２点鎖線で示すように、ヒータ盤３５の下面に、ヒータ４１の長手方向Ｘに沿った長手形状のヒートパイプ９１を配置している。この中空のヒートパイプ９１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３５に縦方向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、太陽電池モジュールＭを加熱する際に、ヒータ盤３５の縦方向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１４においては、ヒートパイプ９１が１つしか示されていないが、任意の数のヒートパイプ９１が用いられてよい。また、ヒートパイプ９１をヒータ盤３５の横方向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。

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、複数のヒータ４１が長手形状の長いヒータ４１Ａ及び短いヒータ４１Ｂで構成されている場合について説明したが、複数のヒータ４１の形状は任意の形状であってよい。

上述した実施形態においては、縦方向Ｘに平行な同一直線上にて互いに対向する長いヒータ４１Ａ同士の対と、縦方向Ｘに平行な同一直線上にて互いに対向する短いヒータ４１Ｂ同士の対とが、ヒータ盤３５の横方向Ｙに沿って交互に等間隔で配置されている場合について説明したが、ヒータ盤３５には任意の個数及び配置構成のヒータ４１を設け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の上面が１８個の長方形状の加熱領域Ｚ１〜Ｚ１８に分割されている場合について説明したが、ヒータ盤３５は任意の個数及び形状の加熱領域に分割されてもよい。また、全ての加熱領域Ｚ１〜Ｚ１８に温度センサ４２が１個ずつ設けられている場合について説明したが、任意の加熱領域に任意の個数の温度センサ４２を設けるようにしてもよい。

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４０Ａに挿入設置された長いヒータ４１Ａを、長孔４０Ａ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２個のヒータ４１Ａのうちの左側のヒータ４１Ａの構造を簡略的に示した断面図である。 ヒータ盤３５に配置された温度センサ４２と、これらの温度センサ４２が温度を測定する加熱領域Ｚ１〜Ｚ１８との関係を示す構成図である。 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。 図９に示す加熱領域Ｚ１〜Ｚ１８と太陽電池モジュールＭの位置関係の一例を示す説明図である。 図９に示す加熱領域Ｚ１〜Ｚ１８と太陽電池モジュールＭの位置関係の一例を示す説明図である。 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。

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、４０Ｂ 長孔
４１、４１Ａ、４１Ｂ ヒータ
４２ 温度センサ
４３ 制御装置
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
９０ 補助用ヒータ
９１ ヒートパイプ
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
Ｒ コアの中間部分
Ｘ ヒータ盤の縦方向（長孔の長手方向）
Ｙ ヒータ盤の横方向
Ｚ１〜Ｚ１８ 加熱領域

Claims (7)

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、
   複数のヒータを内部に備えたヒータ盤と、
   前記ヒータ盤の上面を分割した複数の加熱領域の一部又は全部に夫々配置された温度センサと、
   前記温度センサの測定結果に基づいて、前記複数のヒータを個別に制御する制御装置と、を有することを特徴とする、ラミネート装置。
2. 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に記載のラミネート装置。
3. 前記複数のヒータは、前記ヒータ盤の内部において互いに平行に配置した長手形状のヒータであることを特徴とする、請求項１又は２に記載のラミネータ装置。
4. 前記複数のヒータは、前記ヒータ盤の中央部で加熱を行うヒータと両端部で加熱を行うヒータとが所定方向に沿って交互に配置された構成になってい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. 前記複数の加熱領域は、少なくとも前記ヒータ盤の中央部の加熱領域及び両端部の加熱領域を含んでいることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のラミネート装置。
6. 前記ヒータ盤の下面に前記温度センサの測定結果に基づいて個別に制御可能な補助用のヒータを設けることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のラミネート装置。
7. 前記ヒータ盤の下面にヒートパイプを設けることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のラミネート装置。

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