JP2013165092A - 太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】太陽電池モジュールの一体化後の平面性を損なうことなく、軽量屋根材の建屋でも特段の屋根補強工事を必要とすることなく費用面にも有利な太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】フッ素系フィルム2、第1の樹脂製封止材3、配線を施した太陽電池セル4、第2の樹脂製封止材5、薄膜ガラス6をこの順に積層し、加熱するとともに加圧して一体化し、第1の積層体を得る第1A工程の後、第1の積層体の薄膜ガラス6側に、粘着剤7と一方向にリブを有する中空状の構造体8とをこの順に積層し、0℃〜40℃で加圧して一体化する第2A工程を有する太陽電池モジュールの製造方法。
【選択図】図1

Description

本発明は、一般的なガラスを始めとした受光面保護材、第1の樹脂製封止材、太陽電池セル、第2の樹脂製封止材、裏面保護シートの順で一体化された太陽電池モジュールと比べて軽量であるため特別な屋根補強を実施することなく設置することができる軽量な太陽電池モジュールを製造する方法に関する。
太陽電池モジュールは、従来家屋や工場等の建築物の屋根面に敷設するものが一般的で、受光面保護部材がガラスで、四方側縁を金属製のフレームで囲まれたものが上市されているが、質量が大きいため、取付時のハンドリング性に問題があった。さらに従来の太陽光発電パネルは、設置架台を含めると約20kg/m程度の積載質量になり、既存の屋根、特にスレート屋根や金属折板屋根のような軽量屋根材の建屋では、構造的に搭載できないケースがあり、補強を要する場合がある等適用に当たって制約があった。
そこで太陽電池モジュールの軽量化を図るため、受光面保護部材(フィルムやシート)と太陽電池セル、樹脂製封止材層と、プラスチック段ボールがこの順で積層され一体化された太陽電池モジュールが提案されている。(例えば、特許文献1参照)
実用新案登録第3162513号
しかしながら、上述の特許文献1の構成でモジュールを一体化した場合、平面性を維持することが困難であるという問題がある。
ここで平面性とは、太陽電池モジュール一体化後、四方側縁を金属製のフレームなどを装着していない状態での平面性をいい、これが悪化すると、側縁を金属製のフレームなどで固定した際に、モジュール内部に応力が残存する。本発明では、このような点に鑑み、平面性と軽量性を両立した太陽電池モジュールを提供することにある。
上述した課題を解決するため本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、以下の構成を有する。すなわち、
(1)フッ素系フィルム(A)、第1の樹脂製封止材(B1)、配線を施した太陽電池セル(C)、第2の樹脂製封止材(B2)、薄膜ガラス(D)をこの順に積層し、加熱するとともに加圧して一体化し、第1の積層体を得る第1A工程の後、
第1の積層体の薄膜ガラス(D)側に、粘着剤(B3)と一方向にリブを有する中空状の構造体(E)とをこの順に積層し、0℃〜40℃で加圧して一体化する第2A工程を有する太陽電池モジュールの製造方法。
(2)フッ素系フィルム(A)、第1の樹脂製封止材(B1)、配線を施した太陽電池セル(C)、第2の樹脂製封止材(B2)、薄膜ガラス(D)をこの順に積層し、加熱するとともに加圧して一体化し、第1の積層体を得る第1A工程と、
一方向にリブを有する中空状の構造体(E)、第3の樹脂製封止材(B4)、裏面保護シート(F)をこの順に積層し、裏面保護シート(F)側から加熱するとともに加圧して一体化し、第2の積層体を得る第1B工程とにより、第1の積層体と第2の積層体を得た後、
第1の積層体の薄膜ガラス(D)側と第2の積層体の一方向にリブを有する中空状の構造体(E)側とが粘着剤(B3)をはさむように積層し、0℃〜40℃で加圧して一体化する第2B工程を有する太陽電池モジュールの製造方法。
(3)薄膜ガラス(D)の厚みが0.05〜0.8mmである(1)または(2)記載の太陽電池モジュールの製造方法。
(4)前記中空状の構造体(E)がポリカーボネートからなる(1)〜(3)のいずれかに記載の太陽電池モジュールの製造方法。
(5)前記中空状の構造体(E)の1mあたりの質量が1.0〜3.0kg/mである(1)〜(4)のいずれかに記載の太陽電池モジュールの製造方法。
本発明によれば、平面性が良好でかつ軽量な太陽電池モジュールを製造することが可能となる。
また、かかる製造方法により軽量な太陽電池モジュールを得ることでスレート屋根や金属折板屋根のような軽量屋根材の建屋でも特段の屋根補強工事を必要とする必要がないので適用対象の拡大、工期の短縮が可能となる。
本発明の製造方法を適用する、太陽電池モジュールの積層構成の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の製造方法を適用する、太陽電池モジュールの積層構成の別の例を模式的に示す概略断面図である。 本発明の太陽電池モジュールの製造方法に用いられる中空状の構造体(E)の概略図である。 本発明の実施形態にかかる太陽電池モジュールの一体化工程で使用する真空ラミネート装置を側面からみた概略断面図である。
以下に本発明を詳細に説明する。
[太陽電池モジュールの第1の態様]
図1は、本発明の製造方法を適用する、太陽電池モジュールの積層構成の一例(第1の態様)を模式的に示す断面図である。
本発明の太陽電池モジュールの製造方法を適用する対象である太陽電池モジュールの積層構成の第1の態様は、フッ素系フィルム(A)、第1の樹脂製封止材(B1)、配線を施した太陽電池セル(C)、第2の樹脂製封止材(B2)、薄膜ガラス(D)、粘着剤(B3)および一方向にリブを有する中空状の構造体(E)がこの順で積層一体化された構成であって、以下に示す、第1A工程及びその後に続く第2A工程を経て製造される。
第1A工程:フッ素系フィルム(A)、第1の樹脂製封止材(B1)、配線を施した太陽電池セル(C)、第2の樹脂製封止材(B2)、薄膜ガラス(D)をこの順に積層し、加熱するとともに加圧して一体化し、第1の積層体を得る工程。
第2A工程:第1の積層体の薄膜ガラス(D)側に、粘着剤(B3)と一方向にリブを有する中空状の構造体(E)とをこの順に積層し、0℃〜40℃で加圧して一体化する工程。
上記第1A工程を経て一体化した第1の積層体は、薄ガラス(D)が支持層として働き、平面性を維持する。次に平面性を維持した第1の積層体と、もともと平面性を維持している中空状の構造体(E)を第2A工程において0℃〜40℃で加圧して一体化するため、このようにして得られる太陽電池モジュールは、最終的に平面性を維持することが出来る。なお、図中には、太陽電池セル(C)の間の配線は省略している。
[太陽電池モジュールの第2の態様]
図2は、本発明の製造方法を適用する、太陽電池モジュールの積層構成の別の例(第2の態様)を模式的に示す概略断面図である。
本発明の太陽電池モジュールの製造方法を適用する対象である太陽電池モジュールの積層構成の第2の態様は、フッ素系フィルム(A)、第1の樹脂製封止材(B1)、配線を施した太陽電池セル(C)、第2の樹脂製封止材(B2)、薄膜ガラス(D)、粘着剤(B3)および一方向にリブを有する中空状の構造体(E)、第3の樹脂製封止材(B4)、裏面保護シート(F)がこの順で積層一体化された構成であって、以下に示す、第1A工程、第1B工程及びその後に続く第2B工程を経て製造される。
第1A工程:フッ素系フィルム(A)、第1の樹脂製封止材(B1)、配線を施した太陽電池セル(C)、第2の樹脂製封止材(B2)、薄膜ガラス(D)までをこの順に積層し、加熱するとともに加圧して一体化し、第1の積層体を得る工程。
第1B工程:一方向にリブを有する中空状の構造体(E)、第3の樹脂製封止材(B4)、裏面保護シート(F)までをこの順に積層し、裏面保護シート(F)側から加熱するとともに加圧して一体化し、第2の積層体を得る工程。
第2B工程:第1の積層体と第2の積層体を得た後、第1の積層体の薄膜ガラス(D)側と第2の積層体の一方向にリブを有する中空状の構造体(E)側とが粘着剤(B3)をはさむように積層し、0℃〜40℃で加圧して一体化する工程。
上記第1A工程を経て一体化した第1の積層体は、薄ガラス(D)が支持層として働き、平面性を維持する。次に、第1B工程を経て一体化した第2の積層体は、中空状の構造体(E)が支持層として働き、平面性を維持する。次に平面性を維持した第1の積層体と、第2の積層体を第2B工程において0℃〜40℃で加圧して一体化するため、このようにして得られる太陽電池モジュールは、最終的に平面性を維持することが出来る。なお、図1と同様、図中には、太陽電池セル(C)の間の配線は省略している。
[太陽電池モジュールの一体化方法]
前記第1及び第2の態様における第1A工程、第2の態様における第1B工程、前記第1の態様における第2A工程及び第2の態様における第2B工程において、各層の材料を一体化して積層体とする方法について、その一例として、真空ラミネート方式に関し、図4を用いて説明する。
なお、以下の説明において第1A工程及び第1B工程を総称して第1工程、第2A工程及び第2B工程を総称して第2工程と記すこととする。
<第1工程−第1A工程>
図4に示す真空ラミネート装置11を用い、予め130〜150℃に加熱された加熱板12の上にダミーガラス(例えば、厚み3.2mm、図示せず)や金属板(図示せず)を載置し、その上に、フッ素系フィルム(A)、第1の樹脂製封止材(B1)、配線を施した太陽電池セル(C)、第2の樹脂製封止材(B2)、薄膜ガラス(D)をこの順に積層して、静置する(積層体24)。なお、積層する順番は上下が逆であっても相対的な配置が上記の順であれば問題ない。しかる後、真空ラミネート装置11の上筐体13を閉じて密閉し、下筐体14に取り付けられた排気管15から排気装置(図示せず)で一体化する前の積層体24が静置されている空間部16の空気を排気するとともに、同時に上筐体13に取り付けられた給排気管17からもゴム製ダイアフラム18と上筐体13とで形成する空間部19の空気を排気し、空間部16および空間部19を減圧状態とする。このとき、空間部19の圧力を空間部16に比較し若干低くしてゴム製ダイアフラム18を上筐体13の内壁面20に張り付いた状態とすることが好ましい。この状態を4分間保持した後、給排気管17から空気を導入して、空間部16と空間部19の圧力差(大気圧)によりゴム製ダイアフラム18を一体化する前の積層体24に押し当て加圧する。かかる加圧状態は、使用する樹脂製封止材のラミネート推奨時間にも依存するが、16〜36分間保持することが好ましい。以上のように加熱するとともに加圧を行うことにより、第1の積層体を作成することができる。真空ラミネート装置11の加熱板12の温度は使用する樹脂製封止材のラミネート推奨温度にも依存するが、130〜150℃が好ましい。
<第1工程−第1B工程>
上記第1A工程と同様に、図4に示す真空ラミネート装置11を用い、予め130〜150℃に加熱された加熱板12上のダミーガラス(例えば、厚み3.2mm、図示せず)や金属板(図示せず)の上に、裏面保護シート(F)、第3の樹脂製封止材(B4)、一方向にリブを有する中空状の構造体(E)をこの順に積層して、静置する(一体化する前の積層体24)。なお、積層する順番について、第1A工程では上下が逆であっても相対的な配置が上記の順であれば問題ないとしたが、第1B工程では、この通りに積層する必要がある。その理由は、一方向にリブを有する中空状の構造体(E)8側から加熱すると、中空状であることが影響し、一体化に要する時間が長くなり、中空状の構造体(E)を構成する両表面の間で加熱温度差が生じるため、平面性を損ない、反りが発生しやすくなるため、裏面保護シート(F)側から加熱する必要があるためである。しかる後、第1A工程同様にして加熱加圧を行うことにより第2の積層体を作成することができる。この際、真空ラミネート装置11の加熱板12の温度は使用する樹脂製封止材等のラミネート推奨温度にも依存するが、130〜150℃が好ましく、中空状の構造体(E)の変形を防止する点から130〜140℃がより好ましく、130〜135℃がさらに好ましい。
<第2工程(第2A工程、第2B工程)>
上記第1工程(第1A工程、第1B工程)と同様に、図4に示す真空ラミネート装置11を用いる。0℃〜40℃に保持された加熱板12上にダミーガラス(例えば、厚み3.2mm、図示せず)や金属板(図示せず)を載置し、その上に、第1の積層体の薄膜ガラス(D)側に、粘着剤(B3)と一方向にリブを有する中空状の構造体(E)とをこの順に積層(第2A工程)し、または、第1の積層体の薄膜ガラス(D)側と第2の積層体の一方向にリブを有する中空状の構造体(E)側とが粘着剤(B3)をはさむように積層(第2B工程)し、静置する(一体化する前の積層体24)。なお、積層する順番は上下が逆であっても相対的な配置が上記の順であれば問題ない。しかる後、温度を0℃〜40℃に保持した状態で各操作を行うこと以外は第1A工程と同様にして、ゴム製ダイアフラム18を一体化する前の積層体24に押し当て加圧する。かかる加圧状態は、中空状の構造体(E)の変形を防止する点から1〜15分間保持することが好ましい。以上のように加圧を行うことにより、最終形態となる太陽電池モジュールを作成することができる。なお、空間部16と空間部19の圧力差は、中空状の構造体(E)8の変形を防止する点から50〜100kPaが好ましい。
[中空状の構造体(E)]
図3に本発明の太陽電池モジュールの製造方法に用いられる中空状の構造体(E)8の概略断面図を示す。中空状の構造体(E)8は、2枚以上のシート状の表面板(3枚以上のシートを有する場合の内層に配置されるものもここでは便宜的に表面板と呼ぶこととする)の間に一方向に延在する芯材(リブ)9が表面板をつなぐように設けられた形状を有し、芯材(リブ)9に直交する断面において四角形などの中空部10が形成された構造体である。なお、形状が上記を満たす限り、シート状の表面板とリブが別個に成形されたものを接着等により一体化加工することにより得られたものであっても、押し出し成形等で一体成形されたものであってもかまわない。好ましくは、中空状の構造体(E)8の材質が、耐熱性、難燃性などを兼ね備えたポリカーボネートであることが好ましく、剛性等の観点から押出し成形により一体成形されたものであればより好ましい。
中空状の構造体(E)8の、両表面を形成する各シートは、単層であっても複数の層からなっても良く、複数の層からなる場合には外側の層に紫外線吸収剤や酸化チタンなどの粒子を含有させても良い。また、外側の層にポリメチルメタクリレートなどの異種素材を用いた構成としても良いが、そのような場合にはポリカーボネートの自己消火性などの特性を阻害しない範囲内で多層化することが好ましい。このような中空状の構造体としては、例えばSABICイノベーティブプラスチックスジャパン合同会社製の型番LTC/10/2RS/1700(1mあたりの質量1.7kg/m)があげられる。
本発明の太陽電池モジュールの製造方法において用いられる中空状の構造体(E)8としては、中空状の構造体(E)8の1mあたりの質量が1.0kg/m以上であることが好ましい。1.0kg/m以上とすることで、太陽電池モジュール一体化後に支持層として働き、平面性維持への寄与も期待できるため好ましい。一方、1.0kg/m未満の場合は、支持層として働かず、また、太陽電池モジュールとして一体化する際の圧力で芯材(リブ)の形状が変形する場合がある。また、太陽電池モジュールの設置時等における取り扱い性の観点から、中空状の構造体(E)8の1mあたりの質量が3.0kg/m以下であることが好ましい。
[薄膜ガラス(D)]
本発明の太陽電池モジュールの製造方法において用いる薄膜ガラス(D)6は、太陽電池モジュールの支持層として働き、平面性を維持するだけでなく、ガラスが有する低線膨張係数(5〜9.5×10−6/℃)が寄与することで、温度変化に対する試験においても、セルとセルをつなぐタブ線(インターコネクタとも言う)が切断せず出力を維持することが可能となる。薄膜ガラスの厚みは、モジュールの1mあたりの質量が増加することから0.8mm以下であることが好ましく、太陽電池モジュールの製造におけるハンドリング性を考慮して0.05mm以上であることが好ましい。ガラス自体の強度を上げるための化学強化処理などを行うことも好適に実施される。
[フッ素系フィルム(A)]
本発明の太陽電池モジュールの製造方法において用いるフッ素系フィルム(A)2は、太陽電池モジュールの受光面側の保護部材として用いられる。フッ素系フィルム(A)2としては、水蒸気バリア性・透明性に優れるが製造コストが高いテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン(FEP)や、製造コストは低いが水蒸気バリア性に劣るポリビニリデンフルオライド(PVDF)などがある。好ましくは、これら特性について突出した特性はないもののバランス良く兼ね備えるエチレンーテトラフルオロエチレン(ETFE)がある。厚みは降雹などの受光面側の衝撃から太陽電池セル(C)4を保護する役目と費用面から50μm以上200μm以下が好ましい。
[樹脂製封止材(B1,B2,B4)]
樹脂製封止材としては、公知の太陽電池用の封止材を使用でき、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、オレフィン系樹脂(とりわけグラフト変性ポリエチレン樹脂)、ポリビニルブチラール樹脂(PVB)、アイオノマー樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられるが、各積層される部材との密着性から、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、オレフィン系樹脂(とりわけグラフト変性ポリエチレン樹脂)が好ましい。また、140℃以上の高温で実施されるモジュール一体化時に中空状の構造体(E)8のリブが倒れるなどの変形を防止するため、140℃以下で一体化(溶融→硬化→一体化)を可能とすることからもエチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、オレフィン系樹脂(とりわけグラフト変性ポリエチレン樹脂)が好ましい。エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)としては、例えばサンビック株式会社製の型番fastcure PV−45FR00S、グラフト変性ポリエチレン樹脂としては、アルケマ株式会社製の型番LC3−UVやLC4−UVがあげられる。また、厚みに関しては第1の樹脂製封止材(B1)3は降雹などの受光面側の衝撃から太陽電池セル(C)4を保護する役目からも400μm以上が好まく、費用面から450μm〜800μmがさらに好ましい。第2の樹脂製封止材(B2)5、第3の樹脂製封止材(B4)22は費用面から100μm以上800μm以下が好ましい。
[太陽電池セル(C)]
太陽電池セル(C)4としては、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、アモルファスシリコン型、化合物型など多岐に渡るが、従来の受光面保護部材がガラスである太陽電池モジュールと比較して水蒸気透過度が劣るため、主に水蒸気の影響を受けにくい単結晶シリコン型、多結晶シリコン型が好ましい。
[粘着剤(B3)]
粘着剤(B3)7としては、非常に柔軟でかつ屋外での耐久性にも優れたアクリル系の両面テープを好適に使用することができる。例えば日東電工株式会社製の型番H9012があげられる。粘着剤(B3)として、使用するに際して、全面を覆う範囲のテープでも良いが、費用面を考慮して例えば太陽電池モジュール面内の4辺と対角方向に短冊状の両面テープを施すなど部分的に使用するのも良い。
[裏面保護シート(F)]
裏面保護シート(F)23としては、市販されている太陽電池用バックシートとしばしば呼称するものを転用することができる。例えば、東レフィルム加工株式会社製の型番LTW−09ST−2などが好適に使用される。
以下本発明を実施例にて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例においては、本発明の製造方法による太陽電池モジュールとして300mm角のモデルサンプル(以降、モデルサンプルと略記する)を作製して評価している。かかるサイズであれば、フルサイズの太陽電池モジュールでの評価との対応が取れるためである。
[特性の評価方法]
(1)平面性
実施例および比較例で作製したモデルサンプル(300mm角)の四方側縁に金属製のフレームなどを装着しない状態で反りが凸状になる面が上になるように水平面に静置し、水平面から最も離れた部位までの水平面からの距離を直定規にて計測する。3枚の評価サンプルを評価し、その平均値を平面性の指標とした。数値が小さい方が平面性が良好である。(本モデルサンプルでは、3mm以下を合格、3mmを超える場合を不合格とした)
[使用材料]
(フッ素系フィルム(A))
フッ素系フィルムとして、東レフィルム加工株式会社製のエチレン−テトラフルオロエチレン(ETFE) 型番75ELを用いた。
(樹脂製封止材(B1、B2、B4))
第1〜第3の樹脂製封止材として、厚み450μmのサンビック株式会社製のエチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA) 型番fastcure PV−45FR00Sを用いた。
(粘着剤(B3))
粘着剤として、幅20mm×厚み1.2mmの日東電工株式会社製の型番H9012を用いた。なお、本粘着剤(短冊状の両面テープ)は、太陽電池モジュール面内の4辺と対角2方向に施すこととした。
(太陽電池セル(C))
太陽電池セルとして、5インチシリコン単結晶セル Big Sun Energy Technology Incorporation製 型番B125SD1−1640T1をストリングス方向2枚×2列(計4枚)用いた。配線は、公知のセル自動配線装置にて、ストリングス方向のセル間を接続するタブを2本並列にして接続した。
(薄膜ガラス(D))
薄膜ガラスとして、厚み0.7mmのAGCファブリテック株式会社製の青板化学強化ガラスを用いた。
(中空状の構造体(E))
中空状の構造体として、SABICイノベーティブプラスチックスジャパン合同会社製の型番LTC/10/2RS/1700(1mあたりの質量1.7kg/m:(E1)と記す)、PTS/4/2RS/820(1mあたりの質量0.82kg/m:(E2)と記す)の2種のものを用いた。
(裏面保護シート(F))
裏面保護シートとして、東レフィルム加工株式会社製の型番LTW−09ST−2を用いた。
(実施例1)
フッ素系フィルム(A)、第1の樹脂製封止材(B1)、配線を施した太陽電池セル(C)、第2の樹脂製封止材(B2)、薄膜ガラス(D)、粘着剤(B3)および一方向にリブを有する中空状の構造体(E)がこの順で積層一体化された構成の太陽電池モジュールモデルサンプルを、下記2工程にて作成した。
第1A工程:図4に示す真空ラミネート装置を用い、予め135℃に加熱された加熱板12の上にダミーガラス(厚み3.2mm、図示せず)を載置し、その上にフッ素系フィルム(A)、第1の樹脂製封止材(B1)、配線を施した太陽電池セル(C)、第2の樹脂製封止材(B2)、薄膜ガラス(D)をこの順に積層し、静置した(一体化する前の積層体24)。次に、真空ラミネート装置11の上筐体13を閉じて密閉し、下筐体14に取り付けられた排気管15から排気装置(図示せず)で一体化する前の積層体24が静置されている空間部16の空気を排気するとともに、同時に上筐体13に取り付けられた給排気管17からもゴム製ダイアフラム18と上筐体13とで形成する空間部19の空気を排気し、空間部16および空間部19を減圧状態とした。このとき、空間部19の圧力を空間部16に比較し若干低くしたので、ゴム製ダイアフラム18は上筐体13の内壁面20に張り付いていた。この状態を4分間保持した後、給排気管17から空気を導入して、空間部16と空間部19の圧力差によりゴム製ダイアフラム18を一体化する前の積層体24に押し当て加圧した。かかる加圧状態を、16分間保持し、第1の積層体を作成した。なお、空間部16と空間部19の圧力差は、70kPaとした。
第2A工程:図4に示す真空ラミネート装置を用い、15℃に保持された加熱板12の上にダミーガラス(厚み3.2mm)を載置し、その上に、第1A工程で一体化した第1の積層体の薄膜ガラス(D)側に、粘着剤(B3)と一方向にリブを有する中空状の構造体(E)として上記(E1)とをこの順に積層し、静置させた。次に、真空ラミネート装置11の上筐体13を閉じて密閉し、下筐体14に取り付けられた排気管15から排気装置(図示せず)で一体化する前の積層体24が静置されている空間部16の空気を排気するとともに、同時に上筐体13に取り付けられた給排気管17からもゴム製ダイアフラム18と上筐体13とで形成する空間部19の空気を排気し、空間部16および空間部19を減圧状態とした。このとき、空間部19の圧力を空間部16に比較し若干低くしたので、ゴム製ダイアフラム18は上筐体13の内壁面20に張り付いていた。この状態を4分間保持した後、給排気管17から空気を導入して、空間部16と空間部19の圧力差によりゴム製ダイアフラム18を一体化する前の積層体に押し当て加圧した。かかる加圧状態を10分間保持し、最終形態となる太陽電池モジュールモデルサンプルを作成した。なお、空間部16と空間部19の圧力差は、70kPaとした。
(比較例1)
下記第1C工程の1段階にて実施例1と同じ構成の太陽電池モジュールモデルサンプルを作成した。
第1C工程:図4に示す真空ラミネート装置を用い、予め135℃に加熱された加熱板12の上にダミーガラス(厚み3.2mm、図示せず)を載置し、その上に、フッ素系フィルム(A)、第1の樹脂製封止材(B1)、配線を施した太陽電池セル(C)、第2の樹脂製封止材(B2)、薄膜ガラス(D)、粘着剤(B3)7および一方向にリブを有する中空状の構造体(E1)8までをこの順に積層し、静置した(一体化する前の積層体24)。以降は実施例1の第1A工程と同様の条件を適用した。
(実施例2)
フッ素系フィルム(A)、第1の樹脂製封止材(B1)、配線を施した太陽電池セル(C)、第2の樹脂製封止材(B2)、薄膜ガラス(D)、粘着剤(B3)および一方向にリブを有する中空状の構造体(E)、第3の樹脂製封止材(B4)、裏面保護シート(F)
がこの順で積層一体化された構成の太陽電池モジュールモデルサンプルを、下記3工程にて作成した。
第1A工程:図4に示す真空ラミネート装置を用い、予め135℃に加熱された加熱板12上にダミーガラス(厚み3.2mm、図示せず)を載置し、その上に、フッ素系フィルム(A)、第1の樹脂製封止材(B1)、配線を施した太陽電池セル(C)、第2の樹脂製封止材(B2)、薄膜ガラス(D)をこの順に積層し、静置した。次に、真空ラミネート装置11の上筐体13を閉じて密閉し、下筐体14に取り付けられた排気管15から排気装置(図示せず)で一体化する前の積層体24が静置されている空間部16の空気を排気するとともに、同時に上筐体13に取り付けられた給排気管17からもゴム製ダイアフラム18と上筐体13とで形成する空間部19の空気を排気し、空間部16および空間部19を減圧状態とした。このとき、空間部19の圧力を空間部16に比較し若干低くしたので、ゴム製ダイアフラム18は上筐体13の内壁面20に張り付いていた。この状態を4分間保持した後、給排気管17から空気を導入して、空間部16と空間部19の圧力差によりゴム製ダイアフラム18を一体化する前の積層体24に押し当て加圧した。かかる加圧状態を16分間保持し、第1の積層体を作成した。なお、空間部16と空間部19の圧力差は、70kPaとした。
第1B工程:図4に示す真空ラミネート装置のダミーガラスの上に、裏面保護シート(F)、第3の樹脂製封止材(B4)、一方向にリブを有する中空状の構造体(E)として上記(E1)をこの順に積層した他は、第1A工程と同様の加熱および加圧条件にて第2の積層体を作成した。
第2B工程:図4に示す真空ラミネート装置を用い、常温である15℃に保持された加熱板12の上にダミーガラス(厚み3.2mm、図示せず)を載置し、その上に、第1の積層体の薄膜ガラス(D)側と第2の積層体の一方向にリブを有する中空状の構造体(E)側を粘着剤(B3)をはさむように積層し、静置した。次に、真空ラミネート装置11の上筐体13を閉じて密閉し、下筐体14に取り付けられた排気管15から排気装置(図示せず)で一体化する前の積層体24が静置されている空間部16の空気を排気するとともに、同時に上筐体13に取り付けられた給排気管17からもゴム製ダイアフラム18と上筐体13とで形成する空間部19の空気を排気し、空間部16および空間部19を減圧状態とした。このとき、空間部19の圧力を空間部16に比較し若干低くしたので、ゴム製ダイアフラム18は上筐体13の内壁面20に張り付いていた。この状態を4分間保持した後、給排気管17から空気を導入して、空間部16と空間部19の圧力差によりゴム製ダイアフラム18を一体化する前の積層体24に押し当て加圧した。かかる加圧状態を10分間保持し、最終形態となる太陽電池モジュールモデルサンプルを作成した。なお、空間部16と空間部19の圧力差は、70kPaとした。
(比較例2)
下記第1D工程の1段階にて実施例2と同じ構成の太陽電池モジュールモデルサンプルを作成した。
第1D工程:図4に示す真空ラミネート装置を用い、予め135℃に加熱された加熱板12の上にダミーガラス(厚み3.2mm、図示せず)を載置し、その上に、フッ素系フィルム(A)、第1の樹脂製封止材(B1)、太陽電池セル(C)、第2の樹脂製封止材(B2)、薄膜ガラス(D)、粘着剤(B3)、一方向にリブを有する中空状の構造体(E1)、第3の樹脂製封止材(B4)、および裏面保護シート(F)までをこの順に積層し、静置した(一体化する前の積層体24)。次に、加圧状態を26分間保持したこと以外、実施例2の第1A工程と同様の加熱および加圧条件にてモデルサンプルを作成した。
(実施例3)
一方向にリブを有する中空状の構造体(E)として質量が0.82kg/mのもの(E2)を用いたこと以外、実施例2と同様にしてモデルサンプルを作成した。
(比較例3)
フッ素系フィルム(A)、第1の樹脂製封止材(B1)、太陽電池セル(C)、第2の樹脂製封止材(B2)、および一方向にリブを有する中空状の構造体(E)として上記(E1)を用いて下記第1E工程にて太陽電池モジュールモデルサンプルを作成した。
第1E工程:図4に示す真空ラミネート装置を用い、予め135℃に加熱された加熱板12の上にダミーガラス(厚み3.2mm、図示せず)を載置し、その上に、一方向にリブを有する中空状の構造体(E1)、第2の樹脂製封止材(B2)、太陽電池セル(C)、第1の樹脂製封止材(B1)、フッ素系フィルム(A)をこの順に積層し、静置した(一体化する前の積層体24)。次に、実施例2の第1A工程と同様の加熱および加圧条件にてモデルサンプルを作成した。
Figure 2013165092
1、21 本発明の製造方法を適用する太陽電池モジュールの積層構成の例
2 フッ素系フィルム(A)
3 第1の樹脂製封止材(B1)
4 太陽電池セル(C)
5 第2の樹脂製封止材(B2)
6 薄膜ガラス(D)
7 粘着剤(B3)
8 一方向にリブを有する中空状の構造体(E)
9 芯材(リブ)
10 中空部
11 真空ラミネート装置
12 加熱板
13 上筐体
14 下筐体
15 排気管
16 空間部
17 給排気管
18 ゴム製ダイアフラム
19 空間部
20 内壁面
22 第3の樹脂製封止材(B4)
23 裏面保護シート(F)
24 一体化する前の積層体

Claims (5)

  1. フッ素系フィルム(A)、第1の樹脂製封止材(B1)、配線を施した太陽電池セル(C)、第2の樹脂製封止材(B2)、薄膜ガラス(D)をこの順に積層し、加熱するとともに加圧して一体化し、第1の積層体を得る第1A工程の後、
    第1の積層体の薄膜ガラス(D)側に、粘着剤(B3)と一方向にリブを有する中空状の構造体(E)とをこの順に積層し、0℃〜40℃で加圧して一体化する第2A工程を有する太陽電池モジュールの製造方法。
  2. フッ素系フィルム(A)、第1の樹脂製封止材(B1)、配線を施した太陽電池セル(C)、第2の樹脂製封止材(B2)、薄膜ガラス(D)をこの順に積層し、加熱するとともに加圧して一体化し、第1の積層体を得る第1A工程と、
    一方向にリブを有する中空状の構造体(E)、第3の樹脂製封止材(B4)、裏面保護シート(F)をこの順に積層し、裏面保護シート(F)側から加熱するとともに加圧して一体化し、第2の積層体を得る第1B工程とにより、第1の積層体と第2の積層体を得た後、
    第1の積層体の薄膜ガラス(D)側と第2の積層体の一方向にリブを有する中空状の構造体(E)側とが粘着剤(B3)をはさむように積層し、0℃〜40℃で加圧して一体化する第2B工程を有する太陽電池モジュールの製造方法。
  3. 薄膜ガラス(D)の厚みが0.05〜0.8mmである請求項1または2記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  4. 前記中空状の構造体(E)がポリカーボネートからなる請求項1〜3のいずれかに記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  5. 前記中空状の構造体(E)の1mあたりの質量が1.0〜3.0kg/mである請求項1〜4のいずれかに記載の太陽電池モジュールの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2014129053A1 (ja) * 2013-02-22 2014-08-28 三洋電機株式会社 太陽電池モジュール
PL441293A1 (pl) * 2022-05-27 2023-12-04 Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie Sposób wytwarzania warstwy ochronnej ogniw fotowoltaicznych

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