JP2013182928A - 太陽電池モジュールの製造方法及び太陽電池モジュール製造装置 - Google Patents

太陽電池モジュールの製造方法及び太陽電池モジュール製造装置 Download PDF

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Abstract

【課題】太陽電池モジュール本体の外周縁の外周端面に端面封止材を取り付ける工程の製造効率をより向上させる。
【解決手段】太陽電地モジュールの製造工程において、外周端面10aに端面封止材30が取り付けられる工程において、外周端面10aに対する端面封止材30の鉛直方向の傾角θが0°より大きく設定される。
【選択図】図6A

Description

本発明は、太陽電池モジュールの製造方法及び太陽電池モジュール製造装置に関し、特に、太陽電池モジュール本体の外周端面に端面封止材を取り付ける太陽電池モジュールの製造方法及び太陽電池モジュール製造装置に関する。
近年、クリーンエネルギーを生成して利用する一つの手段として、太陽光を電気エネルギーに変換する太陽電池が注目され普及しつつある。また、住宅用には、太陽電池モジュールが提供されている。
太陽電池モジュールは、一般に、太陽電池モジュール本体と、それを支持する枠体とから構成されている。太陽電池モジュール本体は、透光性基板の上に太陽電池セルとバックフィルムとを順次配置し、透光性基板とバックフィルムとの間に充填される封止材で太陽電池セルを封止することにより形成される。この太陽電池モジュール本体の裏面側には、出力を取り出すための端子ボックスが設けられる。そして、この太陽電池モジュール本体の外周縁には、枠体が嵌め込まれて取付けられる。
特開2003−229590号公報
ところで、太陽電池モジュール本体の外周縁に枠体を嵌め込んで取り付ける際には、太陽電池モジュール本体の外周縁と枠体との間には端面封止材を設けることが望ましい。たとえば、特許文献1では太陽電池モジュール本体の外周縁と枠体との間に緩衝材が設けられているが、同様に、太陽電池モジュール本体の外周縁と枠体との間に端面封止材を設けると、太陽電池モジュール本体の外周縁に枠体が直接接触するときの衝撃を抑えることができる。また、端面封止材を設けることにより、太陽電池モジュール本体の外周縁の外周端面を端面封止材で封止することができるので、太陽電池モジュール本体の防水性能を高め、太陽電池モジュール本体内部への水分(たとえば、水や水蒸気)の侵入を防ぐこともできる。
そして、太陽電池モジュールの生産効率を向上させるための1つの手法として、上述した端面封止材を取り付ける工程の製造効率をより向上することが望まれている。なお、特許文献1は、太陽電池モジュール本体の外周縁と枠体との間に緩衝材を設けることを開示しているものの、その工程の内容については具体的に開示していない。
本発明はこのような状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、太陽電池モジュール本体の外周縁の外周端面に端面封止材を取り付ける工程の製造効率をより向上させることができる太陽電池モジュールの製造方法及び太陽電池モジュール製造装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、太陽電池モジュール本体の外周端面を封止する端面封止材が前記外周端面に対して鉛直方向に傾いた状態で、前記外周端面に前記端面封止材が取り付けられるステップを有する。
上記構成によれば、太陽電池モジュール本体の外周端面に対して端面封止材が鉛直方向に傾いた状態で、太陽電池モジュール本体の外周端面に端面封止材を取り付けることにより、外周端面に取り付けた端面封止材の自重によるたわみを防止することができる。従って、太陽電池モジュール本体の外周縁の外周端面に端面封止材を取り付ける工程の製造効率をより向上させることができる。
上記構成において、前記端面封止材が取り付けられるステップにおいて、前記外周端面に対する前記端面封止材の鉛直方向の傾角が0°より大きく且つ20°よりも小さくてもよい。
傾角を0°よりも大きくすると、外周端面に取り付けた端面封止材の自重によるたわみを防止することができる。また、傾角を20°よりも小さくすると、端面封止材を取り付ける際に、太陽電池モジュール本体の略鉛直上方を向いた面に端面封止材が接着して引っかかることを防止することができる。従って、太陽電池モジュール本体に枠体が嵌め込まれて取り付けられたときに端面封止材が枠体からはみ出したり、端面封止材が外周端面を被覆できなかったりするなどの取り付け不良の発生を防止することができる。
また、上記構成において、前記端面封止材が取り付けられるステップにおいて、前記外周端面に対する前記端面封止材の鉛直方向の傾角が5°より大きく且つ15°よりも小さくてもよい。
傾角を5°よりも大きくすると、端面封止材の自重によるたわみに起因して発生する取り付け不良をより確実に防止できる。また、傾角を15°よりも小さくすると、端面封止材の外周端面に接する側の面に設けられている接着剤が太陽電池モジュール本体の略鉛直上方を向いた面に付着することを防止することができる。
また、上記構成において、前記端面封止材が取り付けられるステップが、端面封止材巻き付け装置に前記太陽電池モジュール本体が取り付けられるステップと、前記太陽電池モジュール本体の前記外周端面を封止する帯状の前記端面封止材を前記外周端面に対して鉛直方向に傾けた状態で、前記太陽電池モジュール本体の前記外周端面に前記端面封止材が前記端面封止材巻き付け装置により巻き付けられるステップと、を有していてもよい。この構成によれば、太陽電池モジュール本体の外周端面に端面封止材を効率的に巻き付けることができる。
また、上記構成において、前記太陽電池モジュール本体が取り付けられるステップにおいて、前記端面封止材巻き付け装置に前記太陽電池モジュール本体の受光面側が支持されていてもよい。この構成によれば、太陽電池モジュール本体の外周端面に端面封止材を取り付けるとき、太陽電池モジュール本体内部の太陽電池セルが割れるなどの問題の発生を防止することができる。
また、上記目的を達成するために、本発明の太陽電池モジュール製造装置は、太陽電池モジュール本体の外周端面を封止する端面封止材が前記外周端面に対して鉛直方向に傾いた状態で、前記外周端面に前記端面封止材を巻き付ける端面封止材巻き付け装置を備える。
上記構成によれば、太陽電池モジュール本体の外周端面に対して端面封止材が鉛直方向に傾いた状態で、太陽電池モジュール本体の外周端面に端面封止材を巻き付けることにより、外周端面に巻き付けた端面封止材の自重によるたわみを防止することができる。従って、太陽電池モジュール本体の外周縁の外周端面に端面封止材を取り付ける工程の製造効率をより向上させることができる。
また、上記構成において、前記端面封止材巻き付け装置が、前記太陽電池モジュール本体の受光面側を軸支する軸支部と、前記受光面の略法線方向を回転軸にして、前記太陽電池モジュール本体を回転させる回転駆動部と、前記太陽電池モジュール本体の前記外周端面を封止する帯状の前記端面封止材を前記外周端面に対して鉛直方向に傾けた状態で、回転する前記太陽電池モジュール本体の前記外周端面に前記端面封止材を巻き付ける巻き付け部と、を有していてもよい。
また、上記構成において、前記端面封止材巻き付け装置の前記軸支部は、前記太陽電池モジュール本体の受光面側が略鉛直下方を向いた状態で、前記太陽電池モジュール本体の受光面側を略鉛直下方にて軸支してもよい。
本発明によれば、太陽電池モジュール本体の外周縁の外周端面に端面封止材を取り付ける工程の製造効率をより向上させることができる太陽電池モジュールの製造方法及び太陽電池モジュール製造装置を得ることができる。
太陽電池モジュールの構成を示す斜視図である。 太陽電池モジュールの外周縁の局所断面図である。 第1実施形態に係る端面封止材巻き付け装置の構成図である。 第1実施形態において太陽電池モジュール本体の外周端面に端面封止材を取り付ける工程を説明するための斜視図である。 太陽電池モジュール本体の外周端面に端面封止材を巻き付けて取り付けた状態を説明するための上面図である。 傾角θ>0°で外周端面に端面封止材を巻き付けた状態を示す側面図である。 傾角θ>0°で外周端面に巻き付けた端面封止材をA方向から見た側面図である。 第1実施形態の変形例に係る端面封止材巻き付け装置の構成図である。 第2実施形態に係る端面封止材巻き付け装置の構成図である。 第2実施形態において太陽電池モジュール本体の外周端面に端面封止材を取り付ける工程を説明するための斜視図である。 第2実施形態の変形例に係る端面封止材巻き付け装置の構成図である。 第2実施形態の他の変形例に係る端面封止材巻き付け装置の構成図である。 第2実施形態の他の変形例に係る端面封止材巻き付け装置の構成図である。 傾角θ=0°で外周端面に端面封止材を巻き付けた状態を示す側面図である。 傾角θ=0°で外周端面に巻き付けた端面封止材をB方向から見た側面図である。
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。まず、本発明の理解を容易にするために、比較例から説明して、太陽電池モジュール本体に端面封止材を取り付ける工程での問題点を明確にしておく。
<比較例>
本発明を成すに際し、本発明者はまず、太陽電池モジュール本体10の外周縁の外周端面10aと端面封止材30とを平行にした状態(言い換えると、外周端面10aに対して端面封止材30の傾角θが鉛直方向に0°となる状態)で外周端面10aに端面封止材30を巻き付けることにより、外周端面10aに端面封止材30を取り付けることを検討した。なお、このとき、太陽電池モジュール本体10の受光面10bの法線方向が略鉛直下方に向いた状態で、外周端面10aに端面封止材30を巻き付けた。図12Aは、傾角θ=0°で外周端面に端面封止材を巻き付けた状態を示す側面図である。また、図12Bは、傾角θ=0°で外周端面に巻き付けた端面封止材をB方向から見た側面図である。
その結果、図12A及び図12Bに示すように、太陽電池モジュール本体10の外周端面10aに対して端面封止材30を傾けない状態(すなわち傾角θ=0°)で外周端面10aに端面封止材30を取り付けた場合、端面封止材30は自重により鉛直下方にたわみが発生するという知見が得られた。このように、端面封止材30にたわみが発生すると、太陽電池モジュール本体10の外周縁において端面封止材30が予め設定した位置から離れた位置で外周端面10aに接着するため、太陽電池モジュール本体10に枠体が嵌め込まれて取り付けられたときに端面封止材30が枠体からはみ出したり、端面封止材30が外周端面10aを被覆できなかったりするなどの取り付け不良が発生する。
本発明は、このような問題点を解決すべくなされたものである。以下に、本発明の第1実施形態及び第2実施形態を順に説明する。
<第1実施形態>
(太陽電池モジュールの構成)
まず、太陽電池モジュール1の構成について説明する。図1は、太陽電池モジュールの構成を示す斜視図である。また、図2は、太陽電池モジュールの外周縁の局所断面図である。図1及び図2に示すように、太陽電池モジュール1は、太陽電池モジュール本体10と、枠体20と、端面封止材30と、を含んで構成されている。
太陽電池モジュール本体10は、透光性を有する基板11と、太陽電池セル12と、封止樹脂層13と、バックフィルム14と、端子ボックス15と、ケーブル16と、を含んで構成される。基板11は透明な板状体であり、たとえば板状のガラスなどが利用される。基板11の上には、太陽電池セル12と、この太陽電池セル12を封止する封止樹脂層13と、封止樹脂層13の上に設けられるバックフィルム14と、が配置されている。太陽電池セル12は、特に限定しないが、たとえば、GaAs系、Cu−In−Se系(CIS)、Cu−In−Ga−Se系(CIGS)、CdTe系などの材料を用いた化合物半導体太陽電池セル、結晶系または薄膜系のシリコン太陽電池セル、色素増感型太陽電池などを用いることができる。なお、太陽電池12として薄膜系のシリコン太陽電池セルを用いる場合、太陽電池モジュール本体10は、受光面側から透光性を有する基板11、太陽電池セル12、封止樹脂層13b、バックフィルム14とを含む構成となる。透光性を有する基板11上に薄膜系のシリコン太陽電池セルを直接形成するからである。また、太陽電池セル12は、1つの太陽電池セルであってもよいし、電気的に接続された複数の太陽電池セルであってもよい。
封止樹脂層13は、基板11とバックフィルム14との間を充填する透明な充填材である。封止樹脂層13は、図2に示すように太陽電池モジュール本体10の外周端面10aにて太陽電池モジュール本体10の外部に露出している。また、封止樹脂層13は、太陽電池セル12を挟んで封止する第1封止樹脂層13a及び第2封止樹脂層13bで構成されている。なお、本実施形態では、第1封止樹脂層13a及び第2封止樹脂層13bに、EVA(エチレン酢酸ビニル共重合樹脂)を用いているが、これに限定しない。第1封止樹脂層13a及び第2封止樹脂層13bは、少なくとも太陽光が透過することができる材料であればよく、他の材料(たとえば、ポリオレフィン樹脂や、その他の透明な樹脂材料)を用いてもよい。
端子ボックス15は、太陽電池モジュール本体10の出力を取り出し、ケーブル16を通じて外部に出力するための出力インターフェースである。端子ボックス15は、太陽電池モジュール本体10の裏面10c(すなわち、太陽電池モジュール本体10の受光面10bとは反対側の面)に取り付けられている。
枠体20は、端面封止材30を介して、太陽電池モジュール本体10の外周縁に嵌め込まれて取り付けられる枠状部材である。枠体20は、たとえばアルミニウムを用いて、押し出し加工によりその断面形状が枠状となるように形成されている。
端面封止材30は、たとえば幅25mmの帯状の封止部材である。端面封止材30は、太陽電池モジュール本体10の全ての外周縁に沿って、太陽電池モジュール本体10の外周縁に巻き付けられて取り付けられており、太陽電池モジュール本体10の外周縁と枠体20との間に設けられる。本実施形態では、端面封止材30にエプトシーラー(登録商標 日東電工株式会社 第4282562号)を用いているが、これに限定されず、端面封止材30に、柔軟性を有する他の発泡体や、ブチルゴムなどの弾性樹脂材料などを用いてもよい。端面封止材30は、後述するように、端面封止材巻き付け装置により太陽電池モジュール本体10の外周縁の外周端面10aに巻き付けられることにより、太陽電池モジュール本体10の外周縁の外周端面10aに取り付けられる。その後、端面封止材30は、太陽電池モジュール本体10の外周縁に枠体20が嵌め込まれる際に、太陽電池モジュール本体10の外周縁及び枠体20により幅方向の断面形状がコの字状となるように変形され、太陽電池モジュール本体10の受光面10bの外周縁近傍の領域、裏面10cの外周縁近傍の領域、及び外周端面10aを被覆する。また、端面封止材30の太陽電池モジュール本体10に接する側の面には接着剤が設けられている。この接着剤により、端面封止材30は太陽電池モジュール本体10の外周縁に接着されるとともに、太陽電池モジュール本体10の受光面10bの外周縁近傍の領域、裏面10cの外周縁近傍の領域、及び外周端面10aを被覆して封止している。なお、端面封止材30は、少なくとも、太陽電池モジュール本体10の外部に露出する封止樹脂層13の外周端面10aを封止できていればよい。こうすれば、端面封止材30により、太陽電池モジュール本体10の内部(特に封止樹脂層13)への水分(たとえば水や水蒸気)の侵入、及び枠体20内部での太陽電池モジュール本体10の受光面10b側から裏面10c側への水分の侵入を防止することができる。また、端面封止材30は、枠体20と太陽電池モジュール本体10との間での緩衝材の機能も有している。
なお、太陽電池モジュール1は直射日光や風雨に曝される環境におかれることが多い。そのため、端面封止材30が枠体20からはみ出ていると、端面封止材30が日光などに直接に曝されることにより端面封止材30の劣化が局所的に早まる可能性があり、その結果、太陽電池モジュール1の耐候性に問題が生じる恐れがある。また、端面封止材30が枠体20からはみ出ていると、見栄えが悪く、外観上の汚れとして視認されるなど、意匠的にも好ましくない。そのため、本実施形態では、図1及び図2に示すように、端面封止部材30は、枠体20からはみ出さないように設けられている。具体的には、太陽電池モジュール本体10の受光面10b又は裏面10cの略法線方向からみた平面視において、太陽電池モジュール本体10の全ての外周縁では、端面封止材30の幅aは枠体20の幅b以下となっている(a≦b)。なお、端面封止材30の幅aが枠体20の幅bより小さければより好ましい(a<b)。こうすれば、端面封止材30が直射日光や風雨に直接に曝されることがないので、端面封止材30の局所的な劣化を防止することができる。従って、太陽電池モジュール1の耐候性も維持し易くなり、さらに、太陽電池モジュール1の外観も良くすることができる。
(第1実施形態に係る端面封止材巻き付け装置の構成)
次に、第1実施形態に係る太陽電池モジュール1の製造装置が備える端面封止材巻き付け装置50について説明する。図3は、第1実施形態に係る端面封止材巻き付け装置の構成図である。端面封止材巻き付け装置50は、太陽電池モジュール本体10の外周縁の外周端面10aに端面封止材30を巻き付けることにより、外周端面10aに端面封止材30を取り付ける。この端面封止材巻き付け装置50は、軸支部51と、回転駆動部52と、巻き付け部53と、制御部54と、を有する。
軸支部51は、太陽電池モジュール本体10の受光面10bの法線方向が略鉛直下方に向いた状態で、太陽電池モジュール本体10が取り付けられる取り付け部材51a(たとえば吸盤や着脱可能な接着剤など)を有し、太陽電池モジュール本体10の受光面10b側をその略鉛直下方にて軸支する。このようにすると、外周端面10aに端面封止材30が巻き付けられるとき、太陽電池モジュール本体10内部の太陽電池セル12が割れるなどの問題の発生を防止することができる。透光性を有する基板11の方がバックフィルム14よりも固いため、太陽電池セル12に直接応力がかかることを防ぐことができるからである。たとえば、取り付け部材51aに太陽電池モジュール本体10の受光面10b(すなわち基板11の外表面)が取り付けられるため、太陽電池モジュール本体10を取り付け部材51aに取り付けるときや、後述するように太陽電池モジュール本体10を回転させるときに太陽電池セル12が割れる恐れがない。一方、受光面10b以外の面を取り付け部材51aに取り付けると、その取り付け部材51aと太陽電池セル12との間に封止樹脂層13及びバックフィルム14しかないため、太陽電池モジュール本体10を取り付け部材51aに取り付けるときや、太陽電池モジュール本体10を回転させるときに太陽電池セル12が割れる恐れがある。
さらに、図3のように取り付け部材51aの上に太陽電池モジュール本体10を載せる構造とすることで、たとえば後述する太陽電池モジュール本体10をぶら下げる構造とする場合に比べて、受光面10bと取り付け部材51aとの取り付け部分にかかる負荷を少なくすることができる。言い換えると、この取り付け部分(たとえば、吸盤による受光面10bの吸着部分や接着剤による受光面10bの接着部分)には、太陽電池モジュール本体10の重さなどに起因して、太陽電池モジュール本体10が取り付け部材51aから脱離する方向の負荷が増大することがあるが、取り付け部材51aの上に太陽電池モジュール本体10を載せる構造にすると、このような負荷を軽減することができる。
回転駆動部52は、軸支部51を回転駆動し、太陽電池モジュール本体10の受光面10bの略法線方向zを回転軸として、太陽電池モジュール本体10を回転させる。
巻き付け部53は、端面封止材30に所定の張力を付与した状態で、回転する太陽電池モジュール本体10の外周端面10aに帯状の端面封止材30を供給する。この張力により、外周端面10aに端面封止材30を巻き付けるとき、端面封止材30を太陽電池モジュール本体10の外周端面10aに押し付ける方向に所定の大きさ(たとえば2.5〜3.0N/m)のトルクが作用する。さらに、巻き付け部53は、太陽電池モジュール本体10の外周端面10aを封止する帯状の端面封止材30を、外周端面10aに対して鉛直方向に傾角θ傾けた状態で、回転する太陽電池モジュール本体10の外周端面10aに巻き付ける。
制御部54は、端面封止材巻き付け装置50を制御するための制御装置である。
(第1実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法)
次に、第1実施形態に係る太陽電池モジュール1の製造工程について説明する。
まず、基板11上に、第1封止樹脂層13a、太陽電池セル12、第2封止樹脂層13b、バックフィルム14を順次重ねて配置した後、加熱・加圧処理を施すことにより、第1封止樹脂層13aにより基板11と太陽電池セル12との間を接着し、第2封止樹脂層13bにより太陽電池セル12とバックフィルム14との間を接着する。このとき、さらに、第1封止樹脂層13a及び第2封止樹脂層13bの接着により、太陽電池セル12が封止される。こうして、太陽電池モジュール本体10を得ることができる。
得られた太陽電池モジュール本体10の外周端面10aには、端面封止材巻き付け装置50により、端面封止材30が取り付けられる。まず、図3に示すように、太陽電池モジュール本体10の受光面10bの法線方向が略鉛直下方に向いた状態で、端面封止材巻き付け装置50の取り付け部材51aに太陽電池モジュール本体10が取り付けられ、軸支部51により軸支される。このとき、太陽電池モジュール本体10の外周端面10aは鉛直方向と略平行となる。そして、帯状の端面封止材30が巻き取り部53から引き出され、太陽電池モジュール本体10の外周端面10aを封止する端面封止材30の一端が、外周端面10aに対して鉛直方向に傾角θ傾いた状態で外周端面10aに接着される。そして、この状態のまま、受光面10bの略法線方向zを回転軸にして、端面封止材巻き付け装置50の回転駆動部52が軸支部51とともに太陽電池モジュール本体10を回転させることにより、外周端面10aに端面封止材30が巻き付けられる。
外周端面10aに端面封止材30が取り付けられた後、バックフィルム14上に、太陽電池モジュール1の出力を取り出すための端子ボックス15及びケーブル16が取り付けられる。その後、太陽電池モジュール本体10の外周縁に端面封止材30を介して枠体20が嵌め込まれて取り付けられる。太陽電池モジュール本体10の外周縁に枠体20が嵌め込まれることにより、端面封止材30が、枠体20の内側の形状及び太陽電池モジュール本体10の外周縁の形状に沿って略コの字状に折り曲げられ、太陽電池モジュール本体10の外周縁に接着される。
次に、外周端面10aに端面封止材30が取り付けられる工程についてより詳細に説明する。第1実施形態では、外周端面10aに端面封止材30が取り付けられる工程において、太陽電池モジュール本体10は、受光面10bの略法線方向zを回転軸にして、受光面10bと略平行な面内で回転する。また、巻き付け部53は、端面封止材30に所定の張力を付与するとともに、太陽電池モジュール本体10の外周端面10aに対して端面封止材30が鉛直方向に傾角θ傾いた状態を維持しながら、回転する太陽電池モジュール本体10に端面封止材30を供給する。図4は、第1実施形態において太陽電池モジュール本体の外周端面に端面封止材を取り付ける工程を説明するための斜視図である。図5は、太陽電池モジュール本体の外周端面に端面封止材を巻き付けて取り付けた状態を説明するための上面図である。
図4に示すように、巻き付け部53から供給される端面封止材30は、太陽電池モジュール本体10の外周端面10aに対して傾角θ傾いた状態を維持したまま、太陽電池モジュール本体10の全ての外周縁に沿って、外周端面10aに巻き付けられる。このとき、図5に示すように、太陽電池モジュール本体10の全ての外周縁に沿う外周端面10aに帯状の端面封止材30が巻き付けられるとともに、巻き付けられた端面封止材30の長さ方向の一端及び他端が所定の長さc重複する。言い換えると、端面封止材30は、外周端面10aに一周分巻き付けられたのち、最初に外周端面10aに接着した端面封止材30の一端に所定の長さc重ねられる。第1実施形態では、この長さcを10〜30mmに設定している。端面封止材30を供給する巻き付け部53の位置は固定した状態で、太陽電池モジュール本体10を回転させる構成としておくことで、太陽電池モジュール本体10のサイズ変更に、簡便に対応することができる。巻き付け部53の位置を外周端面10aに対して相対的に移動させることによって、太陽電池モジュール本体10のサイズ変更に対応した場合、端面封止材30が巻き付け部53から外周端面10aに移動する際の端面封止材30の軌跡が変化することになる。そのため、その都度、端面封止材巻き付け装置50及びその制御系の設定を変更する必要がある。
なお、前述の比較例で説明したように、太陽電池モジュール本体10の外周端面10aに対して端面封止材30を傾けない状態(すなわち傾角θ=0°)で外周端面10aに端面封止材30を取り付けた場合、端面封止材30は自重により鉛直下方にたわみが発生し、太陽電池モジュール本体10の外周縁において端面封止材30が予め設定した位置から離れた位置で外周端面10aに接着するため、太陽電池モジュール本体10に枠体が嵌め込まれて取り付けられたときに端面封止材30が枠体からはみ出したり、端面封止材30が外周端面10aを被覆できなかったりするなどの取り付け不良が発生する。
そのため、第1実施形態では、外周端面10aに端面封止材30が取り付けられる工程において、外周端面10aに対する端面封止材30の鉛直方向の傾角θが0°より大きく設定される(θ>0°)。図6Aは、傾角θ>0°で外周端面に端面封止材を巻き付けた状態を示す側面図である。図6Bは、傾角θ>0°で外周端面に巻き付けた端面封止材をA方向から見た側面図である。図6A及び図6Bのように、傾角θを0°よりも大きく設定すると、外周端面10aに巻き付けた端面封止材30の自重によるたわみを防止することができる。従って、太陽電池モジュール本体10に枠体20が嵌め込まれて取り付けられたときに端面封止材30が枠体20からはみ出したり、端面封止材30が外周端面10aを被覆できなかったりするなどの取り付け不良の発生を防止することができる。
さらに、傾角θは5°よりも大きく設定することが望ましい(θ>5°)。こうすれば、端面封止材30の自重によるたわみを防止することができるので、そのたわみに起因して発生する取り付け不良をより確実に防止できる。
一方、太陽電池モジュール本体10の外周端面10aに対して端面封止材30を、鉛直方向に20°以上傾けた状態(すなわち傾角θ≧20°)で、外周端面10aに端面封止材30を巻き付けた場合、端面封止材30が太陽電池モジュール本体10の裏面10cと接着して引っかかるために、上述のような取り付け不良が発生することがある。
そのため、第1実施形態では、外周端面10aに端面封止材30が取り付けられる工程において、外周端面10aに対する端面封止材30の鉛直方向の傾角θは20°より小さく設定することが望ましい(θ<20°)。こうすれば、端面封止材30を巻き付ける際に、端面封止材30が太陽電池モジュール本体10の裏面10c(すなわち、太陽電池モジュール本体10の略鉛直上方を向いた面)に接着して引っかかることを防止することができる。従って、太陽電池モジュール本体10に枠体20が嵌め込まれて取り付けられたときに端面封止材30が枠体20からはみ出したり、端面封止材30が外周端面10aを被覆できなかったりするなどの取り付け不良の発生を防止することができる。
さらに、太陽電池モジュール本体10の外周端面10aに対して端面封止材30を、鉛直方向に15°以上傾けた状態(すなわち傾角θ≧15°)で、外周端面10aに端面封止材30を巻き付けた場合、端面封止材30が太陽電池モジュール本体10の裏面10cと接触し、端面封止材30の外周端面10aに接する側の面に設けられている接着剤が裏面10cに付着することがある。
よって、傾角θは15°よりも小さく設定することがより望ましい(θ<15°)。こうすれば、端面封止材30を巻き付ける際に、端面封止材30の外周端面10aに接する側の面に設けられている接着剤が裏面10cに付着することも防止することができる。
<第1実施形態の変形例>
上述の第1実施形態では、太陽電池モジュール本体10を取り付け部材51aの上に載せて取り付けたが、太陽電池モジュール本体10を取り付け部材51aにぶら下げる状態で取り付けてもよい。図7は、第1実施形態の変形例に係る端面封止材巻き付け装置の構成図である。第1実施形態の変形例の端面封止材巻き付け装置50aでは、図7に示すように、太陽電池モジュール本体10の受光面10bの法線方向が略鉛直上方に向いた状態で、太陽電池モジュール本体10が取り付け部材51a(たとえば吸盤や着脱可能な接着剤など)に取り付けられる。また、取り付け部材51aは太陽電池モジュール本体10の受光面10b側をその略鉛直上方にて軸支する。それ以外は、第1実施形態と同様である。
また、この変形例では、第1実施形態と同様に、外周端面10aに端面封止材30が取り付けられる工程において、太陽電池モジュール本体10の外周端面10aに対する端面封止材30の鉛直方向の傾角θを0°より大きく設定される(θ>0°)。また、傾角θを5°より大きく設定すれば、より望ましい(θ>5°)。こうすれば、端面封止材30の自重によるたわみを防止することができるので、そのたわみに起因して発生する取り付け不良を防止できる。
一方、第1実施形態の変形例において、太陽電池モジュール本体10の外周端面10aに対して端面封止材30を、鉛直方向に20°以上傾けた状態で、外周端面10aに端面封止材30を巻き付けた場合、端面封止材30が太陽電池モジュール本体10の受光面10bと接着して引っかかるために、前述のような取り付け不良が発生することがある。そのため、この変形例では、第1実施形態と同様に、外周端面10aに端面封止材30が取り付けられる工程において、外周端面10aに対する端面封止材30の鉛直方向の傾角θは20°より小さく設定することが望ましい(θ<20°)。こうすれば、端面封止材30を巻き付ける際に、端面封止材30が太陽電池モジュール本体10の受光面10b(すなわち、太陽電池モジュール本体10の略鉛直上方を向いた面)に接着して引っかかることを防止することができる。従って、太陽電池モジュール本体10に枠体20が嵌め込まれて取り付けられたときに端面封止材30が枠体20からはみ出したり、端面封止材30が外周端面10aを被覆できなかったりするなどの取り付け不良の発生を防止することができる。
さらに、太陽電池モジュール本体10の外周端面10aに対して端面封止材30を、鉛直方向に15°以上傾けた状態で、外周端面10aに端面封止材30を巻き付けた場合、端面封止材30が太陽電池モジュール本体10の受光面10bと接触し、端面封止材30の外周端面10aに接する側の面に設けられている接着剤が受光面10bに付着することがある。よって、傾角θは15°よりも小さく設定することがより望ましい(θ<15°)。こうすれば、端面封止材30を巻き付ける際に、端面封止材30の外周端面10aに接する側の面に設けられている接着剤が受光面10b(すなわち、太陽電池モジュール本体10の略鉛直上方を向いた面)に付着することも防止することができる。
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態を説明する。なお、第2実施形態に係る太陽電池モジュール1の構成は第1実施形態と同じであるので、その説明を割愛する。また、以下の説明において、第1実施形態と同じ構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
(第2実施形態に係る端面封止材巻き付け装置の構成)
まず、第2実施形態に係る太陽電池モジュール1の製造装置が備える端面封止材巻き付け装置60について説明する。図8は、第2実施形態に係る端面封止材巻き付け装置の構成図である。端面封止材巻き付け装置60は、太陽電池モジュール本体10の外周縁の外周端面10aに端面封止材30を巻き付けることにより、外周端面10aに端面封止材30を取り付ける。この端面封止材巻き付け装置60は、載置部61と、回転駆動部62と、巻き付け部63と、制御部64と、回転アーム65と、を有する。
載置部61は、太陽電池モジュール本体10が載置される載置台であり、太陽電池モジュール本体10の受光面10bの法線方向が略鉛直下方に向いた状態で、太陽電池モジュール本体10が取り付けられる取り付け部材61a(たとえば吸盤や着脱可能な接着剤など)を有している。取り付け部材61aは太陽電池モジュール本体10の受光面10b側をその略鉛直下方にて支持する。このようにすると、外周端面10aに端面封止材30が巻き付けられるとき、太陽電池モジュール本体10内部の太陽電池セル12が割れるなどの問題の発生を防止することができる。たとえば、取り付け部材61aに太陽電池モジュール本体10の受光面10b(すなわち基板11の外表面)が取り付けられるため、太陽電池モジュール本体10を取り付け部材61aに取り付けるときに太陽電池セル12が割れる恐れがない。
さらに、図8のように取り付け部材61aの上に太陽電池モジュール本体10を載せる構造とすることで、たとえば後述する太陽電池モジュール本体10をぶら下げる構造とする場合に比べて、受光面10bと取り付け部材61aとの取り付け部分にかかる負荷を少なくすることができる。言い換えると、この取り付け部分(たとえば、吸盤による受光面10bの吸着部分や接着剤による受光面10bの接着部分)には、太陽電池モジュール本体10の重さなどに起因して、太陽電池モジュール本体10が取り付け部材61aから脱離する方向の負荷が増大することがあるが、取り付け部材61aの上に太陽電池モジュール本体10を載せる構造にすると、このような負荷を軽減することができる。
回転駆動部62は、回転アーム65を回転駆動し、太陽電池モジュール本体10の受光面10bの略法線方向zを回転軸にして、巻き付け部63を回転させる。
巻き付け部63は、回転アーム65に支持されている。また、巻き付け部63は、端面封止材30に所定の張力を付与した状態で、太陽電池モジュール本体10の外周端面10aに帯状の端面封止材30を供給する。この張力により、外周端面10aに端面封止材30を巻き付けるとき、端面封止材30を太陽電池モジュール本体10の外周端面10aに押し付ける方向に所定の大きさ(たとえば2.5〜3.0N/m)のトルクが作用する。さらに、巻き付け部63は、回転駆動部62によって回転アーム65とともに回転駆動されることにより、太陽電池モジュール本体10の外周端面10aを封止する帯状の端面封止材30を、外周端面10aに対して鉛直方向に傾角θ傾けた状態で、太陽電池モジュール本体10の外周端面10aに巻き付ける。
制御部64は、端面封止材巻き付け装置60を制御するための制御装置である。
(第2実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法)
次に、第2実施形態に係る太陽電池モジュール1の製造工程について説明する。なお、第2実施形態において太陽電池モジュール本体10の製造工程、及び枠体20を太陽電池モジュール本体10に嵌め込む工程は第1実施形態と同様であるため、その説明を割愛し、外周端面10aに端面封止材30を取り付ける工程について説明する。図9は、第2実施形態において太陽電池モジュール本体の外周端面に端面封止材を取り付ける工程を説明するための斜視図である。
第2実施形態では、端面封止材巻き付け装置60により、太陽電池モジュール本体10の外周端面10aに端面封止材30が取り付けられる。まず、図8に示すように、太陽電池モジュール本体10が載置部61により載置される。このとき、太陽電池モジュール本体10の受光面10bの法線方向が略鉛直下方に向いた状態で、端面封止材巻き付け装置60の取り付け部材61aに太陽電池モジュール本体10が取り付けられる。また、太陽電池モジュール本体10の外周端面10aは鉛直方向と略平行となる。帯状の端面封止材30が巻き取り部63から引き出され、太陽電池モジュール本体10の外周端面10aを封止する端面封止材30の一端が、外周端面10aに対して鉛直方向に傾角θ傾いた状態で外周端面10aに接着される。そして、図9に示すように、この状態のまま、受光面10bの略法線方向zを回転軸にして、端面封止材巻き付け装置50の回転駆動部52が回転アーム65とともに巻き付け部63を回転させることにより、外周端面10aに端面封止材30が巻き付けられる。このとき、巻き付け部63は、受光面10bの略法線方向zを回転軸にして、受光面10bと略平行な面内で回転する。
また、巻き付け部63は、端面封止材30に所定の張力を付与するとともに、太陽電池モジュール本体10の外周端面10aに対して端面封止材30が鉛直方向に傾角θ傾いた状態を維持しながら、太陽電池モジュール本体10に端面封止材30を供給する。そして、図9に示すように、巻き付け部63から供給される端面封止材30は、太陽電池モジュール本体10の外周端面10aに対して傾角θ傾いた状態を維持したまま、太陽電池モジュール本体10の全ての外周縁に沿って、外周端面10aに巻き付けられる。このとき、第1実施形態と同様に、太陽電池モジュール本体10の全ての外周縁に沿う外周端面10aに帯状の端面封止材30が巻き付けられるとともに、巻き付けられた端面封止材30の長さ方向の一端及び他端が所定の長さc重複する(図5参照)。言い換えると、端面封止材30は、外周端面10aに一周分巻き付けられたのち、最初に外周端面10aに接着した端面封止材30の一端に所定の長さc重ねられる。
なお、前述の比較例で説明したように、太陽電池モジュール本体10の外周端面10aに対して端面封止材30を傾けない状態(すなわち傾角θ=0°)で外周端面10aに端面封止材30を取り付けた場合、端面封止材30は自重により鉛直下方にたわみが発生し、太陽電池モジュール本体10の外周縁において端面封止材30が予め設定した位置から離れた位置で外周端面10aに接着するため、太陽電池モジュール本体10に枠体が嵌め込まれて取り付けられたときに端面封止材30が枠体からはみ出したり、端面封止材30が外周端面10aを被覆できなかったりするなどの取り付け不良が発生する。
そのため、第2実施形態では、第1実施形態と同様に、外周端面10aに端面封止材30が取り付けられる工程において、外周端面10aに対する端面封止材30の鉛直方向の傾角θが0°より大きく設定される(θ>0°)。こうすれば、外周端面10aに巻き付けた端面封止材30の自重によるたわみを防止することができる。従って、太陽電池モジュール本体10に枠体20が嵌め込まれて取り付けられたときに端面封止材30が枠体20からはみ出したり、端面封止材30が外周端面10aを被覆できなかったりするなどの取り付け不良の発生を防止することができる。
さらに、傾角θは5°よりも大きく設定することが望ましい(θ>5°)。こうすれば、端面封止材30の自重によるたわみを防止することができるので、そのたわみに起因して発生する取り付け不良をより確実に防止できる。
一方、太陽電池モジュール本体10の外周端面10aに対して端面封止材30を、鉛直方向に20°以上傾けた状態(すなわち傾角θ≧20°)で、外周端面10aに端面封止材30を巻き付けた場合、端面封止材30が太陽電池モジュール本体10の裏面10cと接着して引っかかるために、上述のような取り付け不良が発生することがある。そのため、第2実施形態では、第1実施形態と同様に、外周端面10aに端面封止材30が取り付けられる工程において、外周端面10aに対する端面封止材30の鉛直方向の傾角θは20°より小さく設定することが望ましい(θ<20°)。こうすれば、端面封止材30を巻き付ける際に、端面封止材30が太陽電池モジュール本体10の裏面10c(すなわち、太陽電池モジュール本体10の略鉛直上方を向いた面)に接着して引っかかることを防止することができる。従って、太陽電池モジュール本体10に枠体20が嵌め込まれて取り付けられたときに端面封止材30が枠体20からはみ出したり、端面封止材30が外周端面10aを被覆できなかったりするなどの取り付け不良の発生を防止することができる。
さらに、太陽電池モジュール本体10の外周端面10aに対して端面封止材30を、鉛直方向に15°以上傾けた状態(すなわち傾角θ≧15°)で、外周端面10aに端面封止材30を巻き付けた場合、端面封止材30が太陽電池モジュール本体10の裏面10cと接触し、端面封止材30の外周端面10aに接する側の面に設けられている接着剤が裏面10cに付着することがある。よって、傾角θは15°よりも小さく設定することがより望ましい(θ<15°)。こうすれば、端面封止材30を巻き付ける際に、端面封止材30の外周端面10aに接する側の面に設けられている接着剤が裏面10c(すなわち、太陽電池モジュール本体10の略鉛直上方を向いた面)に付着することも防止することができる。
<第2実施形態の変形例>
上述の第2実施形態では、太陽電池モジュール本体10を取り付け部材61aの上に載せて取り付けたが、太陽電池モジュール本体10をぶら下げた状態で取り付け部材61aに取り付けてもよい。図10は、第2実施形態の変形例に係る端面封止材巻き付け装置の構成図である。第2実施形態の変形例の端面封止材巻き付け装置60aでは、図10に示すように、太陽電池モジュール本体10の受光面10bの法線方向が略鉛直上方に向いた状態で、太陽電池モジュール本体10が取り付け部材61a(たとえば吸盤や着脱可能な接着剤など)に取り付けられる。また、取り付け部材61aは太陽電池モジュール本体10の受光面10b側をその略鉛直上方にて支持する。これ以外は、第2実施形態と同様である。
また、この変形例では、第2実施形態と同様に、外周端面10aに端面封止材30が取り付けられる工程において、太陽電池モジュール本体10の外周端面10aに対する端面封止材30の鉛直方向の傾角θを0°より大きく設定される(θ>0°)。また、傾角θを5°より大きく設定すれば、より望ましい(θ>5°)。こうすれば、端面封止材30の自重によるたわみを防止することができるので、そのたわみに起因して発生する取り付け不良を防止できる。
一方、第2実施形態の変形例において、太陽電池モジュール本体10の外周端面10aに対して端面封止材30を、鉛直方向に20°以上傾けた状態で、外周端面10aに端面封止材30を巻き付けた場合、端面封止材30が太陽電池モジュール本体10の受光面10bと接着して引っかかるために、前述のような取り付け不良が発生することがある。そのため、この変形例では、第2実施形態と同様に、外周端面10aに端面封止材30が取り付けられる工程において、外周端面10aに対する端面封止材30の鉛直方向の傾角θは20°より小さく設定することが望ましい(θ<20°)。こうすれば、端面封止材30を巻き付ける際に、端面封止材30が太陽電池モジュール本体10の受光面10b(すなわち、太陽電池モジュール本体10の略鉛直上方を向いた面)に接着して引っかかることを防止することができる。従って、太陽電池モジュール本体10に枠体20が嵌め込まれて取り付けられたときに端面封止材30が枠体20からはみ出したり、端面封止材30が外周端面10aを被覆できなかったりするなどの取り付け不良の発生を防止することができる。
さらに、太陽電池モジュール本体10の外周端面10aに対して端面封止材30を鉛直方向に15°以上傾けた状態で、外周端面10aに端面封止材30を巻き付けた場合、端面封止材30が太陽電池モジュール本体10の受光面10bと接触し、端面封止材30の外周端面10aに接する側の面に設けられている接着剤が受光面10bに付着することがある。よって、傾角θは15°よりも小さく設定することがより望ましい(θ<15°)。こうすれば、端面封止材30を巻き付ける際に、端面封止材30の外周端面10aに接する側の面に設けられている接着剤が受光面10b(すなわち、太陽電池モジュール本体10の略鉛直上方を向いた面)に付着することも防止することができる。
このほか、上述の第2実施形態及びその変形例において、第1実施形態やその変形例と同様に、太陽電池モジュール本体10を回転駆動してもよい。図11A及び図11Bは、第2実施形態の他の変形例に係る端面封止材巻き付け装置の構成図である。第2実施形態の他の変形例の端面封止材巻き付け装置60b,60cは、図11Aや図11Bに示すように、載置部61に替えて軸支部66を備えるとともに、制御部64によって制御される本体回転駆動部67をさらに備える。軸支部66は、太陽電池モジュール本体10の受光面10b側が取り付けられる取り付け部材66a(たとえば吸盤や着脱可能な接着剤など)を有しており、太陽電池モジュール本体10の受光面10b側を軸支する。本体回転駆動部67は、軸支部66を回転駆動し、太陽電池モジュール本体10の受光面10bの略法線方向zを回転軸として、太陽電池モジュール本体10を回転させる。なお、太陽電池モジュール本体10の回転面は巻き付け部63の回転面と略同一である。その他は、上述の第2実施形態やその変形例と同様である。こうすれば、太陽電池モジュール本体10と略同一の回転面で巻き付け部63を回転駆動しながら、外周端面10aに端面封止材30を巻き付けることができる。従って、太陽電池モジュール本体10の外周端面10aに端面封止材30を取り付ける効率をより向上させることができる。
以上、本発明について実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、その各構成要素や各処理の組み合わせに色々な変形例が可能であり、本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
1 太陽電池モジュール
10 太陽電池モジュール本体
10a 外周端面
10b 受光面
10c 裏面
11 基板
12 太陽電池セル
13 封止樹脂層
13a 第1封止樹脂層
13b 第2封止樹脂層
14 バックフィルム
15 端子ボックス
16 ケーブル
20 枠体
30 端面封止材
50、60 端面封止材巻き付け装置
51、66 軸支部
51a、61a、66a 取り付け部材
52、62 回転駆動部
53、63 巻き付け部
54、64 制御部
61 載置部
65 回転アーム
67 本体回転駆動部

Claims (8)

  1. 太陽電池モジュール本体の外周端面を封止する端面封止材が前記外周端面に対して鉛直方向に傾いた状態で、前記外周端面に前記端面封止材が取り付けられるステップを有することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
  2. 前記端面封止材が取り付けられるステップにおいて、前記外周端面に対する前記端面封止材の鉛直方向の傾角が0°より大きく且つ20°よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  3. 前記端面封止材が取り付けられるステップにおいて、前記外周端面に対する前記端面封止材の鉛直方向の傾角が5°より大きく且つ15°よりも小さいことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  4. 前記端面封止材が取り付けられるステップが、
    端面封止材巻き付け装置に前記太陽電池モジュール本体が取り付けられるステップと、
    前記太陽電池モジュール本体の前記外周端面を封止する帯状の前記端面封止材を前記外周端面に対して鉛直方向に傾けた状態で、前記太陽電池モジュール本体の前記外周端面に前記端面封止材が前記端面封止材巻き付け装置により巻き付けられるステップと、
    を有することを特徴とする請求項1〜請求項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. 前記太陽電池モジュール本体が取り付けられるステップにおいて、前記端面封止材巻き付け装置に前記太陽電池モジュール本体の受光面側が支持されることを特徴とする請求項4に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  6. 太陽電池モジュール本体の外周端面を封止する端面封止材が前記外周端面に対して鉛直方向に傾いた状態で、前記外周端面に前記端面封止材を巻き付ける端面封止材巻き付け装置を備えることを特徴とする太陽電池モジュール製造装置。
  7. 前記端面封止材巻き付け装置が、
    前記太陽電池モジュール本体の受光面側を軸支する軸支部と、
    前記受光面の略法線方向を回転軸にして、前記太陽電池モジュール本体を回転させる回転駆動部と、
    前記太陽電池モジュール本体の前記外周端面を封止する帯状の前記端面封止材を前記外周端面に対して鉛直方向に傾けた状態で、回転する前記太陽電池モジュール本体の前記外周端面に前記端面封止材を巻き付ける巻き付け部と、
    を有することを特徴とする請求項6に記載の太陽電池モジュール製造装置。
  8. 前記端面封止材巻き付け装置の前記軸支部は、
    前記太陽電池モジュール本体の受光面側が略鉛直下方を向いた状態で、前記太陽電池モジュール本体の受光面側を略鉛直下方にて軸支することを特徴とする請求項7に記載の太陽電池モジュール製造装置。
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