JP2012200620A

JP2012200620A - 塗布装置、塗布方法および太陽光発電モジュールの製造方法

Info

Publication number: JP2012200620A
Application number: JP2011064551A
Authority: JP
Inventors: Shinsuke Takimoto; 晋輔瀧本; Hiroyoshi Yamashita; 浩儀山下
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-03-23
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2012-10-22

Abstract

【課題】揮発性溶剤を含む塗布液の塗布において、塗布液の濃度の変動を抑制可能とし、安定した濃度の塗布液をワークに塗布することを可能とする塗布装置、塗布方法および太陽光発電モジュールの製造方法を得ること。
【解決手段】塗布液４を貯留する貯留槽５と、貯留槽５の塗布液４に外縁部の一部を浸漬させて支持され、回転駆動により、外縁部で保持した塗布液４をワークの表面に転写する塗工回転体である第２ローラ２ａと、第２ローラ２ａと対をなし、回転駆動により、外縁部で保持した塗布液４をワークの表面に転写する塗工回転体である第１ローラ１ａと、貯留槽５および塗工回転体を内部に収納するカバー部６と、を有し、揮発性溶剤を含む塗布液の塗布において、カバー部６は、揮発性溶剤の蒸気８を内部に充満させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、揮発性溶剤を含む塗布液をワークに塗布するための塗布装置、塗布方法および太陽光発電モジュールの製造方法に関する。

従来、容器に溜められた塗布液をローラ等の回転により引き上げ、板状のワークの表面に塗布液を転写する技術が知られている。例えば、特許文献１には、ワークに転写される塗布液のかすれを低減させるために、ローラにおける塗布液の液量を調整する技術が提案されている。また、特許文献２には、装置内における塗布液のこぼれを低減させ、かつ塗布液の濃度を一定に保つために、ローラに巻きつけられたスポンジに塗布液を吸収させる技術が提案されている。

特開２０１０−１２５３５８号公報特開２００１−７９４６８号公報

例えば特許文献１に開示されるように、ローラを用いて塗布液を引き上げる場合、塗布液を溜める容器の上部には、ローラを配置するための開口が必要となる。容器に溜められている塗布液に揮発性溶液が含まれる場合、容器の開口からは揮発性溶液が蒸発していく。このため、容器の開口が大きいほど、容器内の塗布液の濃度を一定に保つことが困難となる。

また、ローラによって引き上げられた塗布液からも、揮発性溶液は蒸発していく。ワークに塗布液を転写した後にローラに残存している塗布液の濃度は、ローラから揮発性溶液が蒸発する分、容器内の塗布液の濃度に比べて高くなる。例えば特許文献２に開示されるように、常に新しい塗布液を供給する場合であっても、ローラに残存する塗布液の濃度が上昇することにより、塗布液の濃度は変化することとなる。また、例えば特許文献１に開示されるように、ローラに残存した塗布液を容器へ戻す場合、容器内の塗布液の濃度は徐々に上昇することとなる。

塗布液の濃度は、塗布液に含まれる揮発性溶液が少量であるほど変動し易くなる。これに対して、塗布液の濃度をモニターし適宜希釈することとした場合、濃度測定器（比重測定器）や、希釈剤を送出するための機構等が必要となることで、設備が複雑かつ高価になってしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、揮発性溶剤を含む塗布液の塗布において、塗布液の濃度の変動を抑制可能とし、安定した濃度の塗布液をワークに塗布することを可能とする塗布装置、塗布方法および太陽光発電モジュールの製造方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、塗布液を貯留する貯留槽と、前記貯留槽の前記塗布液に外縁部の一部を浸漬させて支持され、回転駆動により、前記外縁部で保持した前記塗布液をワークの表面に転写する塗工回転体と、前記貯留槽および前記塗工回転体を内部に収納するカバー部と、を有し、揮発性溶剤を含む前記塗布液の塗布において、前記カバー部は、前記揮発性溶剤の蒸気を前記内部に充満させることを特徴とする。

本発明によれば、揮発性溶剤の蒸気を貯留槽および塗工回転体の周囲に充満させることで、貯留槽における塗布液の面、および塗工回転体の表面からの揮発性溶剤の蒸発を抑制させる。これにより、揮発性溶剤を含む塗布液の塗布において、塗布液の濃度の変動を抑制可能とし、安定した濃度の塗布液をワークに塗布することが可能となる。

図１は、本発明の実施の形態にかかる塗布装置の断面概略構成を示す図である。図２は、図１に示す塗布装置のＡＡ断面矢視図である。図３は、塗工回転体としてロールを採用する塗布装置の断面矢視図である。図４は、太陽光発電モジュールに使用される太陽電池セルに塗布装置を適用する場合の断面概略構成を示す図である。図５は、図４に示す塗布装置の断面矢視構成と、塗布装置へ搬入される太陽電池セルの平面構成とを示す図である。図６は、太陽電池セルのうち受光面の模式図である。図７は、太陽電池セルのうち受光面とは反対側の裏面の模式図である。

以下に、本発明にかかる塗布装置、塗布方法および太陽光発電モジュールの製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態にかかる塗布装置の断面概略構成を示す図である。図２は、図１に示す塗布装置のＡＡ断面矢視図である。塗布装置２０は、第１ローラ１ａ、第２ローラ２ａ、回転軸３、貯留槽５およびカバー部６を有する。

第１ローラ１ａおよび第２ローラ２ａは、円板形状をなす塗工回転体である。第１ローラ１ａおよび第２ローラ２ａは、それぞれ回転軸３により支持されている。回転軸３は、モータ（図示省略）等に接続され、モータ等の駆動により回転する。第１ローラ１ａおよび第２ローラ２ａは、それぞれ回転軸３とともに回転する。貯留槽５は、例えば揮発性溶剤を含む塗布液４を貯留する。第２ローラ２ａは、貯留槽５に溜められた塗布液４に外縁部の一部を浸漬させて支持されている。

図１および図２に示す塗布装置２０は、２対の第１ローラ１ａおよび第２ローラ２ａが配置されている。塗工回転体であるローラは、ワークの形状や塗布位置等によっては、１対あるいは３対以上であっても良い。また、塗布装置２０は、塗工回転体として、ローラよりも幅を持たせた円柱状のロールを用いるものとしても良い。

図３は、塗工回転体としてロールを採用する塗布装置の断面矢視図である。塗布装置２０は、第１ロール（図示省略）および第２ロール２ｂを有する。第２ロール２ｂは、貯留槽５に溜められた塗布液４に外縁部の一部を浸漬させて支持されている。塗布装置２０は、塗工回転体として円板形状のローラを使用する場合と円柱状のロールを使用する場合とで、塗布液４を塗布する過程は同様である。以下、ローラを使用する塗布装置２０を例として説明する。

貯留槽５は、第２ローラ２ａの位置に形成された開口５ａを有する。貯留槽５は、開口５ａ以外の部分において、上面を覆うように形成されている。なお、図３に示す構成においても、貯留槽５は、第２ロール２ｂの位置に開口５ｂを設け、上面のうち開口５ｂ以外の部分を覆うように形成されている。

カバー部６は、貯留槽５、第１ローラ１ａおよび第２ローラ２ａを内部に収納する。第１シャッター部７ａは、カバー部６のうちワーク１０の搬入口に設けられている。第１シャッター部７ａは、カバー部６内部へのワーク１０の搬入のための開閉動作を行う。第２シャッター部７ｂは、カバー部６のうちワーク１０の搬出口に設けられている。第２シャッター部７ｂは、カバー部６内部へのワーク１０の搬出のための開閉動作を行う。

カバー部６は、第１シャッター部７ａおよび第２シャッター部７ｂを閉じることで、内部をほぼ封止する。導入管９は、カバー部６の外部から内部へ、揮発性溶剤の飽和蒸気を導入する蒸気導入部として機能する。カバー部６は、第１シャッター部７ａおよび第２シャッター部７ｂを閉じた状態において、塗布液４に含まれる揮発性溶剤の蒸気８が導入管９から内部へ導入されることにより、揮発性溶剤の蒸気８を内部に充満させる。塗布装置２０は、カバー部６の内部が陽圧状態となるように導入管９から揮発性溶剤の蒸気８を送ることで、カバー部６内部への外気の侵入を抑制させる。

第２ローラ２ａは、回転により、塗布液４の液面から塗布液４を引き上げる。第２ローラ２ａに引き上げられた塗布液４は、第２ローラ２ａのうち回転軸３に平行な外縁表面の全体に濡れ広げられる。第２ローラ２ａによって引き上げられた塗布液４は、第１ローラ１ａのうち回転軸３に平行な外縁表面に接触する。塗布液４は、第１ローラ１ａの回転により、第１ローラ１ａの外縁表面の全体にも濡れ広げられる。

第１ローラ１ａの外縁表面に濡れ広がった塗布液４は、第１ローラ１ａの回転により、再び第２ローラ２ａへと戻される。第１ローラ１ａから第２ローラ２ａへ戻された塗布液４は、貯留槽５から第２ローラ２ａによって引き上げられた塗布液４と混合される。第１ローラ１ａおよび第２ローラ２ａの間には、塗布液４の液溜まりが存在する。

塗布装置２０は、塗布液４に含まれる揮発性溶剤の蒸気雰囲気でカバー部６が満たされている状態において第１シャッター部７ａを開き、カバー部６内部へワーク１０を搬入する。塗布装置２０は、ワーク１０がカバー部６内部に収まったと同時に第１シャッター部７ａを閉じる。

塗布装置２０は、第１ローラ１ａの外縁表面と第２ローラ２ａの外縁表面に十分塗布液４が濡れ広げられた状態において、第１ローラ１ａおよび第２ローラ２ａの間へワーク１０を挿入する。第１ローラ１ａおよび第２ローラ２ａは、回転駆動により、外縁表面で保持した塗布液４をワーク１０の上下表面に転写する。

塗布装置２０は、第２シャッター部７ｂを開き、塗布液４が転写されたワーク１０を外部へ搬出する。なお、塗布装置２０は、第１ローラ１ａおよび第２ローラ２ａのうち、第２ローラ２ａのみを配置し、ワーク１０の片面にのみ塗布液４を塗布することとしても良い。

例えば、上面が開放された貯留槽を有する従来の塗布装置において塗布液に揮発性溶剤が含まれている場合、貯留槽内の塗布液の表面から蒸発した揮発性溶剤は、貯留槽の外部へ発散する。さらに、揮発性溶剤は、塗工回転体によって引き上げられた塗布液からも蒸発する。貯留槽および塗工回転体からの揮発性溶剤の蒸発が顕著であるほど、塗布液の濃度の上昇も顕著となる。

塗布装置は、複数のワークへ順次塗布液を塗布する場合において、揮発性溶剤が蒸発することで、塗布を継続するに従いワーク毎の塗布液の濃度がばらつく場合がある。貯留槽における塗布液の濃度を安定化させるために、塗布液の濃度をモニターし適宜希釈することとした場合、塗布装置は、濃度測定器（比重測定器）や、希釈剤を送出するための機構等が必要となることで、設備が複雑かつ高価になってしまう。

本発明の実施の形態にかかる塗布装置２０は、装置全体をカバー部６で覆い、また、開口面積を必要最小限にとどめた貯留槽５を適用することで、揮発性溶剤の蒸散を抑制させる。塗布装置２０は、塗布液４に含まれる揮発性溶剤の雰囲気でカバー部６内部を満たし、カバー部６内部において揮発性溶剤をほぼ飽和蒸気圧とする。

塗布装置２０は、カバー部６内部を揮発性溶剤の蒸気８で充満させることで、貯留槽５内の塗布液４、第１ローラ１ａおよび第２ローラ２ａの表面に濡れ広がった塗布液４、第１ローラ１ａおよび第２ローラ２ａの間に発生した塗布液４の液溜まりからの、揮発性溶剤の蒸発を抑制させる。塗布装置２０は、貯留槽５の開口部５ａ、５ｂを必要最小限にまで小さくすること、貯留槽５および塗工回転体の全体をカバー部６で覆うことで、簡易かつ安価な構成により、揮発性溶剤の雰囲気を確保することができる。

塗布装置２０は、ワーク１０の移動に伴って第１シャッター部７ａおよび第２シャッター部７ｂを適宜開閉させることで、カバー部６内部の揮発性溶剤の雰囲気を保持し、塗布液４から揮発性溶剤が揮発するのを抑制させる。塗布装置２０は、カバー部６内における塗布液４の濃度のばらつきを抑制可能とすることで、ワーク１０へ塗布される塗布液４の濃度のばらつきを抑制させることができる。

塗布装置２０は、貯留槽５の開口５ａを必要最小限まで小さくし、貯留槽５および各塗工回転体の全体をカバー部６で覆う比較的単純かつ安価な構造により、塗布液４の濃度の変動の抑制、安定した濃度の塗布液４の塗布が可能となる。

次に、図４から図７を用いて、本実施の形態にかかる塗布装置２０を太陽光発電モジュールの製造に適用する場合の例を説明する。太陽光発電モジュールは、効率的な発電を可能とするために、太陽光を受光して発電する太陽電池セルを直列に接続する構成を採用する。

図４は、太陽光発電モジュールに使用される太陽電池セルに塗布装置を適用する場合の断面概略構成を示す図である。図５は、図４に示す塗布装置の断面矢視構成と、塗布装置へ搬入される太陽電池セルの平面構成とを示す図である。図６は、太陽電池セルのうち受光面の模式図である。図７は、太陽電池セルのうち受光面とは反対側の裏面の模式図である。

太陽電池セル１１は、内部で発電した電力を効率良く取り出すために、グリッド電極１３と、グリッド電極１３から電力を集電するためのバスバー電極１２が設けられる。グリッド電極１３は、太陽電池セル１１の受光面に設けられる。バスバー電極１２は、太陽電池セル１１の受光面および裏面に設けられる。

このような太陽電池セル１１は、一般に、太陽電池セル１１上の電極に銅線等をはんだ付けすることにより、直列に接続される。太陽電池セル１１のはんだ付けには、フラックスが用いられる。本実施の形態にかかる塗布装置２０は、バスバー電極１２上にフラックスを塗布する場合に適用可能である。

貯留槽５は、塗布液４としてフラックスを貯留する。第１ローラ１ａおよび第２ローラ２ａは、バスバー電極１２の本数や位置に合わせて配置されている。カバー部６の内部は、フラックスに含まれる揮発性溶剤の蒸気８で充満させておく。

フラックスは、成分の多くを揮発性有機溶剤が占めていることから、揮発性有機溶剤の蒸発により濃度が容易に変動する。フラックスの濃度が変動すると、はんだ付けによる固定が不安定になるとともに、設備汚染等による品質上の問題が発生することとなる。

そこで、本実施の形態にかかる塗布装置２０をフラックスの塗布に採用することで、フラックスに含まれる揮発性有機溶剤の揮発を抑制可能とし、はんだ付けによる固定の安定化や、品質上の問題の低減が可能となる。

本発明にかかる塗布装置２０の適用分野は、上記の太陽光発電モジュールの製造工程に限るものではない。本発明にかかる塗布装置２０は、揮発性溶剤を含む塗布液をワークに塗布する他の分野においても広く適用可能である。

１ａ、２ａローラ
３回転軸
４塗布液
５貯留槽
５ａ開口
６カバー部
７ａ、７ｂシャッター部
８蒸気
９導入管
１０ワーク
１１太陽電池セル
１２バスバー電極
１３グリッド電極
２０塗布装置

Claims

塗布液を貯留する貯留槽と、
前記貯留槽の前記塗布液に外縁部の一部を浸漬させて支持され、回転駆動により、前記外縁部で保持した前記塗布液をワークの表面に転写する塗工回転体と、
前記貯留槽および前記塗工回転体を内部に収納するカバー部と、を有し、
揮発性溶剤を含む前記塗布液の塗布において、前記カバー部は、前記揮発性溶剤の蒸気を前記内部に充満させることを特徴とする塗布装置。
前記カバー部は、前記内部への前記ワークの搬入、および前記内部からの前記ワークの搬出のための開閉動作を行うシャッター部を有することを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
前記貯留槽は、前記塗工回転体の位置に形成された開口を有し、前記開口以外の部分において上面を覆うことを特徴とする請求項１または２に記載の塗布装置。
前記カバー部の前記内部へ前記揮発性溶剤の蒸気を導入する蒸気導入部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の塗布装置。
貯留槽に塗布液を貯留して、塗工回転体のうち外縁部の一部を前記貯留槽の前記塗布液に浸漬させる工程と、
前記塗工回転体の回転駆動により、前記外縁部に保持されている前記塗布液をワークの表面に転写する工程と、を含み、
揮発性溶剤を含む前記塗布液の塗布において、前記貯留槽および前記塗工回転体を収納するカバー部の内部に、前記揮発性溶剤の蒸気を充満させることを特徴とする塗布方法。
貯留槽にフラックスを貯留して、塗工回転体のうち外縁部の一部を前記貯留槽の前記フラックスに浸漬させる工程と、
前記塗工回転体の回転駆動により、前記外縁部に保持されている前記フラックスを太陽電池セルの表面に転写する工程と、を含み、
前記貯留槽および前記塗工回転体を収納するカバー部の内部に、前記フラックスに含まれる揮発性溶剤の蒸気を充満させることを特徴とする太陽光発電モジュールの製造方法。