JP2014003170A - Sealing method of solar cell module and vacuum lamination device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sealing method of a solar cell module capable of suppressing damage on the end of a glass substrate, even when a solar cell module is pressed directly by a diaphragm sheet in vacuum lamination.SOLUTION: In the sealing method of a solar cell module using a vacuum lamination device, a laminate laminating a glass substrate on which a thin film solar cell element is formed, a sealant film and a cover glass in this order is mounted on a mounting table of the device so that the cover glass becomes the upper surface, the laminate is pressed in the lamination direction by a diaphragm sheet, and an elastic sheet is provided on the surface of the mounting table for mounting the laminate. The vacuum lamination device includes a mounting table on which a laminate laminating a glass substrate having a thin film solar cell element formed therein, a sealant film and a cover glass is mounted, a diaphragm sheet for pressing the laminate in the lamination direction, and an elastic sheet provided on the surface of a mounting plate for mounting the laminate.

Description

本発明は、太陽電池モジュールの封止方法に係り、特に、真空ラミネート装置によって加熱しながら加圧してモジュールを圧着するに際して、太陽電池モジュールの破損を抑制する技術に関する。   The present invention relates to a solar cell module sealing method, and more particularly to a technique for suppressing damage to a solar cell module when the module is pressure-bonded while being heated by a vacuum laminator.

太陽電池は、シリコンなどの単結晶型太陽電池、多結晶型太陽電池、非晶質太陽電池、また、薄膜太陽電池などの種類に大別され、これらのうち薄膜型のものは、同出力の他の太陽電池と比較して原料の使用量が少なく、また、製造プロセスが簡易かつ低エネルギーで済むという利点から、商品化開発が進められている。   Solar cells are roughly classified into types such as single crystal solar cells such as silicon, polycrystalline solar cells, amorphous solar cells, and thin film solar cells. Among these, thin film type solar cells have the same output. Commercialization and development are being promoted because of the advantages that the amount of raw materials used is small compared to other solar cells, and the manufacturing process is simple and requires low energy.

薄膜型太陽電池の一種であるカルコパイライト型薄膜太陽電池は、カルコパイライト系化合物(例えばCu(In1−xGa)Se、以下CIGSと略称する)からなるCIGS層をp型の光吸収層として有し、基本的な構造として、基板、裏面電極層、p型光吸収層、n型バッファ層、透明電極層からなり、光を照射することによって裏面電極層と透明電極層から電気を取り出すことができる。 Chalcopyrite type thin film solar cell is a kind of thin film solar cells, chalcopyrite compounds (for example Cu (In 1-x Ga x ) Se 2, CIGS and abbreviated hereinafter) p-type light absorbing CIGS layer made of It consists of a substrate, a back electrode layer, a p-type light absorption layer, an n-type buffer layer, and a transparent electrode layer, and electricity is emitted from the back electrode layer and the transparent electrode layer by irradiating light. It can be taken out.

このようなCIGS層を光吸収層として備えた一般的なカルコパイライト型薄膜太陽電池の平面図および模式断面図を図3および4に示す。この電池は、基板上10に、スパッタリング等により、正極として機能する裏面電極層11が形成されている。裏面電極層11上には、Cu−In−Ga−Seを含む光吸収層12(p型光吸収層、n型バッファ層の両者を併せて単に光吸収層と称する)が形成され、その上に透明電極層13が形成されている。   3 and 4 show a plan view and a schematic cross-sectional view of a general chalcopyrite thin film solar cell provided with such a CIGS layer as a light absorption layer. In this battery, a back electrode layer 11 that functions as a positive electrode is formed on a substrate 10 by sputtering or the like. On the back electrode layer 11, a light absorption layer 12 containing Cu—In—Ga—Se (both the p-type light absorption layer and the n-type buffer layer are simply referred to as a light absorption layer) is formed. A transparent electrode layer 13 is formed on the substrate.

図3では、これら各層からなる単電池14a〜14gを、太陽電池素子14として示した。太陽電池素子14は、長方形で区切られた単電池14a〜14gが複数配列され、各々の隣接する裏面電極層と透明電極層(例えば、図4における裏面電極層11bと透明電極層13a等)が接続されることによって、直列に接続されている。   In FIG. 3, the single cells 14 a to 14 g made of these layers are shown as the solar cell element 14. The solar cell element 14 includes a plurality of unit cells 14a to 14g separated by a rectangle, and each of the adjacent back electrode layers and transparent electrode layers (for example, the back electrode layer 11b and the transparent electrode layer 13a in FIG. 4). By being connected, they are connected in series.

太陽電池モジュールにおいては、太陽電池素子を外部環境の水分などから保護するために様々な密閉構造が知られているが、例えば、カバーガラスと、アルミと樹脂が積層した保護シートとの間に前記太陽電池素子を挟み、さらに前記カバーガラスと保護シートの間をエチレン−酢酸ビニルコポリマー(EVA)による封止材で封止してなる太陽電池の封止構造が知られている(例えば、特許文献1参照)。   In the solar cell module, various sealing structures are known for protecting the solar cell element from moisture in the external environment. For example, the cover glass and the protective sheet obtained by laminating aluminum and a resin may be used. A solar cell sealing structure is known in which a solar cell element is sandwiched and the cover glass and the protective sheet are sealed with a sealing material made of ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) (for example, Patent Documents). 1).

そのような太陽電池モジュールは、真空ラミネート装置によりカバーガラス、太陽電池セル、保護シートをラミネートして製造される。   Such a solar cell module is manufactured by laminating a cover glass, a solar cell, and a protective sheet with a vacuum laminating apparatus.

一方、特許文献1のようなバックシートがなく、カバーガラスとガラス基板によって太陽電池素子を封止し、フレームに収めることで、強度を向上させ、外部からの腐食・劣化に対して耐久性を向上させたタイプの太陽電池モジュールの構造も知られている(例えば、特許文献2参照)。   On the other hand, there is no backsheet as in Patent Document 1, the solar cell element is sealed with a cover glass and a glass substrate, and is housed in a frame, thereby improving the strength and durability against corrosion / deterioration from the outside. An improved type of solar cell module structure is also known (see, for example, Patent Document 2).

このようなカバーガラスを用いた太陽電池モジュールは、従来の保護シートを用いたものに比べ、防水性に優れ、また、保護シートを用いない分、コストを低減することができる。   The solar cell module using such a cover glass is superior in waterproofness as compared with the conventional one using a protective sheet, and the cost can be reduced because the protective sheet is not used.

このようなカバーガラスとガラス基板で封止する太陽電池モジュールも、従来の保護シートを用いた太陽電池モジュールと同様、真空ラミネート装置で加圧してラミネートを行うが、従来保護シートとカバーガラスで保護されていたガラス基板が直接ダイヤフラムシートからの圧力を受け、ガラス基板周端部においてヒビ割れが生ずるという問題があった。   The solar cell module sealed with such a cover glass and a glass substrate is laminated by pressurizing with a vacuum laminating apparatus, as with a conventional solar cell module using a protective sheet, but protected with a conventional protective sheet and cover glass. There has been a problem that the glass substrate that has been subjected to pressure directly from the diaphragm sheet causes cracks at the peripheral edge of the glass substrate.

この問題を示すのが図2である。従来、ダイヤフラムシート40の直下には保護シートを介して太陽電池モジュールが配置され、圧着されていたが、カバーガラスとガラス基板で太陽電池素子を挟む構造の太陽電池モジュールでは、図2(a)に示すように、ダイヤフラムシート40に直接カバーガラス32が配置されている。この状態で加圧を行うと、図2(b)に示すように、ダイヤフラムシートの圧力がカバーガラス32に直接加わり、特にカバーガラス32の端部においては加圧による変位が顕著であり、その圧力が強度の小さいガラス基板10に伝わり、ラミネート熱板33との間の負荷に耐え切れずに、ガラス基板10の特に端部が破損してしまうことがあった。   This problem is shown in FIG. Conventionally, a solar cell module is disposed directly under the diaphragm sheet 40 via a protective sheet and is crimped. However, in a solar cell module having a structure in which a solar cell element is sandwiched between a cover glass and a glass substrate, FIG. As shown in FIG. 2, the cover glass 32 is disposed directly on the diaphragm sheet 40. When pressure is applied in this state, as shown in FIG. 2 (b), the pressure of the diaphragm sheet is directly applied to the cover glass 32. In particular, displacement at the end of the cover glass 32 is remarkable, In some cases, the pressure is transmitted to the glass substrate 10 having a low strength, and the end portion of the glass substrate 10 may be damaged without being able to withstand the load with the laminated hot plate 33.

特に、ガラス基板端部に配線取り出し用の貫通孔が設けられているタイプの太陽電池モジュールにおいては、ガラス基板端部は貫通孔のために強度が低下しており、真空ラミネートの際に破損が起き易く、問題となっていた。   In particular, in a solar cell module of a type in which a through hole for wiring removal is provided at the end of the glass substrate, the strength of the end of the glass substrate is reduced due to the through hole, and the glass substrate is damaged during vacuum lamination. It was easy to get up and it was a problem.

特開2001−53311号公報JP 2001-53311 A 特開2009−188357号公報JP 2009-188357 A

本発明は、上記状況に鑑みてなされたものであり、真空ラミネートにおいて太陽電池モジュールをダイヤフラムで直接加圧した際にも、ガラス基板端部の破損を抑制することができる太陽電池モジュールの封止方法およびその封止方法に用いる真空ラミネート装置の提供を目的としている。   The present invention has been made in view of the above situation, and sealing of a solar cell module capable of suppressing breakage of a glass substrate end even when the solar cell module is directly pressurized with a diaphragm in vacuum lamination. An object of the present invention is to provide a vacuum laminating apparatus used in the method and the sealing method.

本発明は、真空ラミネート装置を用いた太陽電池モジュールの封止方法であって、薄膜太陽電池素子が形成されたガラス基板、封止材フィルムおよびカバーガラスをこの順に積層した積層体を、カバーガラスが上面になるよう装置の載置台上に載置し、積層体をダイヤフラムシートで積層方向に加圧するものであり、載置台の積層体を載置する面に弾性シートが設けられていることを特徴としている。   The present invention is a method for sealing a solar cell module using a vacuum laminating apparatus, wherein a laminated body in which a glass substrate on which a thin film solar cell element is formed, a sealing material film, and a cover glass are laminated in this order is used as a cover glass. It is placed on the mounting table of the apparatus so that the upper surface becomes the upper surface, the laminated body is pressed in the stacking direction with a diaphragm sheet, and an elastic sheet is provided on the surface of the mounting table on which the stacked body is mounted. It is a feature.

また、本発明の真空ラミネート装置は、薄膜太陽電池素子が形成されたガラス基板、封止材フィルムおよびカバーガラスを積層した積層体を載置する載置台と、積層体の積層方向に加圧するダイヤフラムシートと、載置板の前記積層体を載置する面に設けられた弾性シートとを備えたことを特徴としている。   Further, the vacuum laminating apparatus of the present invention includes a mounting table on which a laminated body in which a thin film solar cell element is formed, a sealing material film and a cover glass are laminated, and a diaphragm that pressurizes in the laminating direction of the laminated body. The sheet includes a sheet and an elastic sheet provided on a surface on which the stacked body of the mounting plate is mounted.

本発明においては、前記太陽電池モジュールの封止方法および真空ラミネート装置において、前記弾性シートが硬度A50〜70であるゴムシートであることを好ましい態様としている。   In this invention, it is set as the preferable aspect that the said elastic sheet is a rubber sheet whose hardness is A50-70 in the sealing method and the vacuum laminating apparatus of the said solar cell module.

本発明によれば、真空ラミネート装置の載置台に弾性シートを敷き、弾性シートの上にガラス基板、封止材フィルム、カバーガラスを積層した状態でダイヤフラムシートにより圧力を掛けるようにしているので、ガラス基板の端部に過剰な負荷が掛かった場合でも、この弾性シートによりガラス基板にかかる応力が分散され、ガラス基板のヒビ割れを防止することができるという効果を奏する。   According to the present invention, the elastic sheet is laid on the mounting table of the vacuum laminating apparatus, and the pressure is applied by the diaphragm sheet in a state where the glass substrate, the sealing material film, and the cover glass are laminated on the elastic sheet. Even when an excessive load is applied to the end portion of the glass substrate, the stress applied to the glass substrate is dispersed by the elastic sheet, and it is possible to prevent cracking of the glass substrate.

本発明の太陽電池モジュールの封止方法を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the sealing method of the solar cell module of this invention. 従来の太陽電池モジュールの封止方法を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the sealing method of the conventional solar cell module. 本発明の封止方法を適用することができる薄膜太陽電池の一例を示し、(a)は平面図、(b)は断面図である。An example of the thin film solar cell which can apply the sealing method of this invention is shown, (a) is a top view, (b) is sectional drawing. 薄膜太陽電池の製造方法を模式的に示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows typically the manufacturing method of a thin film solar cell. 本発明の真空ラミネート装置を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the vacuum laminating apparatus of this invention.

以下、本発明の実施形態について、図を参照しながら更に詳細に説明する。
本発明の真空ラミネート装置およびこの装置を使用する太陽電池モジュールの封止方法を適用することができる太陽電池モジュール構造は、カルコパイライト型薄膜太陽電池や、単結晶/多結晶/アモルファスシリコン型太陽電池など、既存の太陽電池全般を挙げることができ、限定されない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
The solar cell module structure to which the vacuum laminating apparatus of the present invention and the solar cell module sealing method using this apparatus can be applied is a chalcopyrite thin film solar cell or a single crystal / polycrystal / amorphous silicon solar cell. In general, the existing solar cells can be cited and are not limited.

しかしながら、シリコン太陽電池においては、太陽電池素子(シリコンセル)は基板とは別個に製造されるため、セルを基板上に自由に配置することができ、セルからガラス基板を貫通させた端子箱へ配線も取り回しの自由度が高いため、ガラス基板の貫通孔の形成箇所を自由に決定することができる。   However, in a silicon solar cell, since the solar cell element (silicon cell) is manufactured separately from the substrate, the cell can be freely arranged on the substrate, and from the cell to the terminal box that penetrates the glass substrate. Since the wiring also has a high degree of freedom in handling, the location where the through hole is formed in the glass substrate can be determined freely.

一方、カルコパイライト型薄膜太陽電池では、ガラス基板に直接太陽電池素子を形成するため、太陽電池素子を基板から切り離して再配置することはできず、特にガラス基板を貫通させる配線には困難を伴う。このため、必然的に、貫通孔の形成箇所は、ガラス基板の端部近傍とされる。よって、本発明の真空ラミネート装置および太陽電池モジュールの封止方法は、このようなガラス基板端部の強度が低下している薄膜太陽電池に対して好適に用いられる。   On the other hand, in the chalcopyrite thin film solar cell, since the solar cell element is directly formed on the glass substrate, the solar cell element cannot be separated from the substrate and rearranged, and wiring that penetrates the glass substrate is particularly difficult. . For this reason, the location where the through hole is formed is necessarily near the end of the glass substrate. Therefore, the vacuum laminating apparatus and the method for sealing a solar cell module of the present invention are suitably used for such a thin film solar cell in which the strength of the glass substrate end is lowered.

そのような本発明の穿孔方法を適用することが好ましいカルコパイライト型薄膜太陽電池1の平面図を図3(a)に、断面図を図3(b)示す。また、カルコパイライト型薄膜太陽電池1の断面図であって、薄膜太陽電池1の製造工程を説明した部分拡大図(単電池14aおよび14b部分のみを拡大図示)を図4に示す。   FIG. 3A shows a plan view of a chalcopyrite thin film solar cell 1 to which such a drilling method of the present invention is preferably applied, and FIG. 3B shows a cross-sectional view thereof. FIG. 4 is a cross-sectional view of the chalcopyrite thin-film solar cell 1 and is a partial enlarged view (only the single cells 14a and 14b are shown) illustrating the manufacturing process of the thin-film solar cell 1. FIG.

すなわち、図4(a)〜(b)に示すように、まず、ソーダライムガラス(SLG)等からなる基板上10に、正極として機能する金属Mo等からなる裏面電極層11が金属Moターゲット等を用いてスパッタリング法等により成膜される。   That is, as shown in FIGS. 4A to 4B, first, a back electrode layer 11 made of metal Mo or the like that functions as a positive electrode is formed on a substrate 10 made of soda lime glass (SLG) or the like, and a metal Mo target or the like. Is formed by sputtering or the like.

図4(c)に示すように、裏面電極層11は、先端にスクライブ刃を有するか、あるいはレーザにより切削を行う切削手段によって切削され、分離溝によって複数に(裏面電極層11aおよび11bに)分割される。   As shown in FIG. 4 (c), the back electrode layer 11 has a scribe blade at the tip or is cut by a cutting means that performs cutting with a laser, and is divided into a plurality of separation grooves (to the back electrode layers 11a and 11b). Divided.

次に、図4(d)に示すように、裏面電極層11上およびこの分離溝中に、Cu−In−Gaからなる光吸収層プリカーサが成膜され、続いてセレン化水素(HSe)雰囲気中熱処理することにより光吸収層プリカーサにSeを拡散させる処理を行いCIGSからなるp型光吸収層が形成される。さらに、光吸収層の上に化学析出法(Chemical Bath Deposition法、CBD法)によって例えばCdSやZnS、InSからなるバッファ層が形成される。これらp型光吸収層およびバッファ層が、光吸収層12とされる。 Next, as shown in FIG. 4D, a light absorption layer precursor made of Cu—In—Ga is formed on the back electrode layer 11 and in the separation groove, and then hydrogen selenide (H 2 Se). ) A p-type light absorption layer made of CIGS is formed by performing a treatment for diffusing Se in the light absorption layer precursor by heat treatment in an atmosphere. Further, a buffer layer made of, for example, CdS, ZnS, or InS is formed on the light absorption layer by a chemical precipitation method (Chemical Bath Deposition method, CBD method). The p-type light absorption layer and the buffer layer serve as the light absorption layer 12.

次に、図4(e)に示すように、切削手段により光吸収層12が複数の領域に(光吸収層12aおよび12bに)分割される。また、図4(f)に示すように、光吸収層12上およびこの分離溝中に、ZnOやZnAlO等からなる透明電極層13が形成される。   Next, as shown in FIG.4 (e), the light absorption layer 12 is divided | segmented into the several area | region (light absorption layer 12a and 12b) by the cutting means. As shown in FIG. 4F, a transparent electrode layer 13 made of ZnO, ZnAlO, or the like is formed on the light absorption layer 12 and in the separation groove.

最後に、図4(g)に示すように、切削手段により透明電極層13および光吸収層12を共に切削し、透明電極層13が複数の領域に(透明電極層13aおよび13bに)分割され、図3に示すような、縦長の長方形の単電池14a〜14gが図面左右方向に複数直列接続されてなる太陽電池素子14がガラス基板10上に形成された薄膜太陽電池1が得られる。   Finally, as shown in FIG. 4 (g), the transparent electrode layer 13 and the light absorbing layer 12 are cut together by a cutting means, and the transparent electrode layer 13 is divided into a plurality of regions (transparent electrode layers 13a and 13b). As shown in FIG. 3, the thin film solar cell 1 in which the solar cell elements 14 in which a plurality of vertically long rectangular unit cells 14 a to 14 g are connected in series in the horizontal direction of the drawing is formed on the glass substrate 10 is obtained.

なお、ガラス基板10の厚さはmm単位であるのに対して太陽電池素子14の厚さはμm単位と極めて薄いが、図4では、説明のために太陽電池素子14を厚さ方向に拡大して、模式的に示している。   Although the thickness of the glass substrate 10 is in mm, the thickness of the solar cell element 14 is extremely thin, in μm units. However, in FIG. 4, the solar cell element 14 is enlarged in the thickness direction for explanation. And, it shows schematically.

以上のようにして得られた薄膜太陽電池1の平面図である図3において、符号20aは、図示しない正極集電体からの配線21aを太陽電池外部に通す貫通孔である。図3において最も左側の単電池14aの裏面電極層11aは、正極集電体と接続されており、正極集電体は、ガラス基板10に形成された貫通孔20aを経由して配線21aがガラス基板10の裏側へと導出され、図示しない配線箱より外部へ配線21aが取り出される。   In FIG. 3, which is a plan view of the thin-film solar cell 1 obtained as described above, reference numeral 20a is a through hole through which the wiring 21a from the positive electrode current collector (not shown) passes outside the solar cell. In FIG. 3, the back electrode layer 11 a of the leftmost cell 14 a is connected to a positive electrode current collector, and the positive electrode current collector has a wiring 21 a made of glass via a through hole 20 a formed in the glass substrate 10. The wiring 21a is led out to the back side of the substrate 10 and taken out from a wiring box (not shown).

同様にして、最も右側の単電池14gの透明電極層(図4において図示せず)は、図示しない負極集電体と接続されており、負極集電体は、ガラス基板10に形成された貫通孔20bを経由して配線21bがガラス基板10の裏側へと導出され、図示しない配線箱より外部へ配線21bが取り出される。   Similarly, the transparent electrode layer (not shown in FIG. 4) of the rightmost unit cell 14g is connected to a negative electrode current collector (not shown), and the negative electrode current collector passes through the glass substrate 10. The wiring 21b is led out to the back side of the glass substrate 10 through the hole 20b, and the wiring 21b is taken out from a wiring box (not shown).

これら貫通孔20aおよび20bが形成されていることにより、ガラス基板10の端部は強度が低下しているので、後述する本発明の真空ラミネート装置およびこれによる封止方法が用いられる。   Since the end portions of the glass substrate 10 are reduced in strength due to the formation of these through holes 20a and 20b, the vacuum laminating apparatus of the present invention described later and a sealing method using the same are used.

まず、上記のようにして得られた薄膜太陽電池1の太陽電池素子14側に、封止材30のシートおよび端部封止材31、そしてカバーガラス32を載置し、真空ラミネート装置内において真空下に加熱しながら圧着する。   First, the sheet of the sealing material 30 and the end sealing material 31 and the cover glass 32 are placed on the solar cell element 14 side of the thin film solar cell 1 obtained as described above, and in the vacuum laminating apparatus. Crimp while heating under vacuum.

本発明において使用する真空ラミネート装置は、二重真空方式のラミネート装置等それ自体は公知のものを使用することができる。そのような本発明の真空ラミネート装置を、図5に示す。図5に示すように、真空ラミネート装置4は、下部チャンバ42と、図示しない駆動手段によって下部チャンバ42に対して開閉される上部チャンバ41とを有する。   As the vacuum laminating apparatus used in the present invention, a known apparatus such as a double vacuum laminating apparatus can be used. Such a vacuum laminating apparatus of the present invention is shown in FIG. As shown in FIG. 5, the vacuum laminating apparatus 4 includes a lower chamber 42 and an upper chamber 41 that is opened and closed with respect to the lower chamber 42 by a driving unit (not shown).

上部チャンバ41には、周辺部を上部チャンバ41の内壁に気密に固着したダイヤフラムシート40が設けられている。また、下部チャンバ42内には、太陽電池モジュールが載置される載置台43が設けられており、その中には、加熱圧着の際の加熱用ヒータが内蔵されている。   The upper chamber 41 is provided with a diaphragm sheet 40 whose peripheral portion is hermetically fixed to the inner wall of the upper chamber 41. Further, a mounting table 43 on which the solar cell module is mounted is provided in the lower chamber 42, and a heater for heating at the time of thermocompression bonding is built therein.

上部チャンバ41の一側壁には、ダイヤフラムシート40によって隔離された空間部に連通する上部給排気孔44が設けられ、この上部給排気孔44には図示しない給排気ポンプが接続されている。同様に、下部チャンバ42の一側壁にも、下部給排気孔45が設けられ、この下部給排気孔45にも図示しない別の給排気ポンプが接続されている。   One side wall of the upper chamber 41 is provided with an upper air supply / exhaust hole 44 that communicates with a space isolated by the diaphragm sheet 40, and an air supply / exhaust pump (not shown) is connected to the upper air supply / exhaust hole 44. Similarly, a lower air supply / exhaust hole 45 is provided in one side wall of the lower chamber 42, and another air supply / exhaust pump (not shown) is connected to the lower air supply / exhaust hole 45.

この真空ラミネート装置4を用いて薄膜太陽電池1をモジュールとして封止するためには、まず、図5に示すように、下部チャンバ42の載置台43上に、必要であればラミネート熱板33を介して、弾性シート50を敷く。続いて、ガラス基板10が弾性シート50と接するよう載置する。続いて、下からガラス基板10、太陽電池素子14、封止材30、カバーガラス32の順となるように薄膜太陽電池1を構成する。   In order to seal the thin film solar cell 1 as a module using the vacuum laminating apparatus 4, first, as shown in FIG. 5, if necessary, a laminating hot plate 33 is placed on the mounting table 43 of the lower chamber 42. Then, the elastic sheet 50 is laid. Subsequently, the glass substrate 10 is placed in contact with the elastic sheet 50. Subsequently, the thin-film solar cell 1 is configured so that the glass substrate 10, the solar cell element 14, the sealing material 30, and the cover glass 32 are arranged in this order from the bottom.

続いて、上部チャンバ41を下部チャンバ42に対して閉じ、給排気ポンプを動作させて上部チャンバ41および下部チャンバ42とを減圧した後、上部チャンバ41の減圧状態を解除する。すると、図1に示すように、上部チャンバ41に設けられたダイヤフラムシート40が下方へ膨張し、ヒータにより加熱された載置台43上に載置された薄膜太陽電池1に圧接する。こうして、薄膜太陽電池1は載置台43(弾性シート50)とダイヤフラムシート40とによって加熱圧着されて封止材30および端部封止材31が軟化・溶融し、カバーガラス32と太陽電池素子14との接着をもたらし、ラミネート体を形成する。   Subsequently, the upper chamber 41 is closed with respect to the lower chamber 42, and the supply / exhaust pump is operated to decompress the upper chamber 41 and the lower chamber 42, and then the decompressed state of the upper chamber 41 is released. Then, as shown in FIG. 1, the diaphragm sheet 40 provided in the upper chamber 41 expands downward, and is pressed against the thin-film solar cell 1 placed on the placement table 43 heated by the heater. Thus, the thin-film solar cell 1 is heat-pressed by the mounting table 43 (elastic sheet 50) and the diaphragm sheet 40, and the sealing material 30 and the end sealing material 31 are softened and melted, and the cover glass 32 and the solar cell element 14 Adhesion with and form a laminate.

このとき、従来の真空ラミネート装置においては、図2に示すように、ダイヤフラムシート40に直接カバーガラス32が配置されているので、ダイヤフラムシートの圧力がカバーガラス32に直接加わり、特にカバーガラス32の端部において強度の小さいガラス基板10に伝わり、ラミネート熱板33との間の負荷に耐え切れずに、ガラス基板10の端部が破損することがあった。   At this time, in the conventional vacuum laminating apparatus, as shown in FIG. 2, since the cover glass 32 is arranged directly on the diaphragm sheet 40, the pressure of the diaphragm sheet is directly applied to the cover glass 32. The end portion of the glass substrate 10 may be damaged without being able to withstand the load between the laminated hot plate 33 and the glass substrate 10 having low strength at the end portion.

これに対して、本発明においては、図1に示すように、ガラス基板10の端部がダイヤフラムシート40によって押圧されても、ガラス基板10の端部が弾性シート50にめり込むことによって、ガラス基板10の端部に集中していた応力が分散され、破損を防止することができる。   On the other hand, in the present invention, as shown in FIG. 1, even if the end portion of the glass substrate 10 is pressed by the diaphragm sheet 40, the end portion of the glass substrate 10 is sunk into the elastic sheet 50. The stress concentrated on the end portion of 10 is dispersed, and breakage can be prevented.

このようにして加熱圧着が完了した後、薄膜太陽電池モジュール1を真空ラミネート装置4から取り出す。この取り出しを行うには、下部チャンバ42の減圧状態を解除し、下方へ膨張したダイヤフラムシート40を元の状態へ収縮させた後、上部チャンバ41を上昇させて真空ラミネート装置4を開放することによって行うことができる。   After the thermocompression bonding is completed in this manner, the thin film solar cell module 1 is taken out from the vacuum laminator 4. To perform this removal, the decompression state of the lower chamber 42 is released, the diaphragm sheet 40 expanded downward is contracted to the original state, the upper chamber 41 is raised, and the vacuum laminating apparatus 4 is opened. It can be carried out.

なお、真空ラミネート装置4を用いた加熱圧着の条件は、使用する封止材の樹脂の硬化特性により適宜設定することができるが、通常の有機過酸化物を配合したEVAでは、120℃〜130℃で、10分間程度で充分である。   In addition, although the conditions of the thermocompression bonding using the vacuum laminating apparatus 4 can be suitably set according to the curing characteristics of the resin of the sealing material to be used, in the case of EVA blended with a normal organic peroxide, 120 ° C. to 130 ° C. A temperature of 10 minutes is sufficient for 10 minutes.

本発明で使用する弾性シートとしては、硬度A50〜70のゴムシートとすることができ、そのようなシートとして、シリコンゴム、フッ素ゴム、エチレン・プロピレンゴム等が挙げられるが、この中でも特に、シリコンゴムとすることが好ましい。   The elastic sheet used in the present invention can be a rubber sheet having a hardness of A50 to 70, and examples of such a sheet include silicon rubber, fluorine rubber, ethylene / propylene rubber, etc. It is preferable to use rubber.

本発明で使用される封止材および端部封止材は、加熱により軟化・溶融を経て硬化し得る樹脂であり、ガラス基板10上に形成された太陽電池素子14を封止し、強固に接着しうる樹脂である。そのような樹脂の例としては、エチレン/ビニルアセテート共重合体(EVA)、エチレン/酢酸ビニル/トリアリルイソシアヌレート(EVAT)、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリイソブチレン(PIB)等の熱可塑性樹脂が好ましく、ガラス基板10との接着性および価格の点からEVAが特に好ましい。   The sealing material and the end sealing material used in the present invention are resins that can be cured through heating and softening and melting, and seal the solar cell element 14 formed on the glass substrate 10 to be strong. It is a resin that can be bonded. Examples of such resins include thermoplastic resins such as ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA), ethylene / vinyl acetate / triallyl isocyanurate (EVAT), polyvinyl butyral (PVB), and polyisobutylene (PIB). EVA is particularly preferable from the viewpoint of adhesion to the glass substrate 10 and cost.

これら熱可塑性樹脂には、これを架橋して硬化させるために硬化剤を配合することが好ましく、そのような硬化剤としては、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジヒドロペルオキシド等の有機過酸化物が好ましい。   These thermoplastic resins are preferably blended with a curing agent in order to crosslink and cure them. Examples of such curing agents include organic peroxides such as 2,5-dimethylhexane-2,5-dihydroperoxide. Oxides are preferred.

シリコン系太陽電池は勿論のこと、加圧圧着に対する強度が小さい薄膜太陽電池の製造に有望である。   It is promising for the production of thin-film solar cells with low strength against pressure bonding, as well as silicon-based solar cells.

1…薄膜太陽電池、
10…基板、
11…裏面電極層、
11a、11b…分割された裏面電極層、
12…光吸収層、
12a、12b…分割された光吸収層、
13…透明電極層、
13a、13b…分割された透明電極層、
14…太陽電池素子、
14a〜14g…単電池、
20a、20b…貫通孔、
21a、21b…配線、
30…封止材、
31…端部封止材、
32…カバーガラス、
33…ラミネート熱板、
4…真空ラミネート装置、
40…ダイヤフラムシート、
41…上部チャンバ、
42…下部チャンバ、
43…載置台、
44…上部チャンバ給排気孔、
45…下部チャンバ給排気孔、
50…弾性シート。
1. Thin film solar cell
10 ... substrate,
11 ... back electrode layer,
11a, 11b ... divided back electrode layers,
12 ... light absorption layer,
12a, 12b ... divided light absorption layers,
13 ... Transparent electrode layer,
13a, 13b ... divided transparent electrode layers,
14 ... solar cell element,
14a-14g ... single cell,
20a, 20b ... through holes,
21a, 21b ... wiring,
30: Sealing material,
31 ... End sealant,
32 ... cover glass,
33 ... Laminated hot plate,
4 ... Vacuum laminator,
40 ... Diaphragm sheet,
41 ... upper chamber,
42 ... lower chamber,
43 ... mounting table,
44 ... upper chamber air supply / exhaust hole,
45 ... Lower chamber air supply / exhaust hole,
50: Elastic sheet.

Claims (4)

真空ラミネート装置を用いた太陽電池モジュールの封止方法であって、
薄膜太陽電池素子が形成されたガラス基板、封止材フィルムおよびカバーガラスをこの順に積層した積層体を、前記カバーガラスが上面になるよう前記装置の載置台上に載置し、
前記積層体をダイヤフラムシートで積層方向に加圧するものであり、
前記載置台の前記積層体を載置する面に弾性シートが設けられていることを特徴とする太陽電池モジュールの封止方法。
A method for sealing a solar cell module using a vacuum laminator,
A laminated body in which a glass substrate on which a thin-film solar cell element is formed, a sealing material film, and a cover glass are laminated in this order is placed on a placing table of the apparatus so that the cover glass is on the upper surface,
Pressurizing the laminate in the direction of lamination with a diaphragm sheet,
A sealing method for a solar cell module, wherein an elastic sheet is provided on a surface of the mounting table on which the stacked body is placed.
前記弾性シートが硬度A50〜70であるゴムシートである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封止方法。   The method for sealing a solar cell module according to claim 1, wherein the elastic sheet is a rubber sheet having a hardness of A50 to 70. 薄膜太陽電池素子が形成されたガラス基板、封止材フィルムおよびカバーガラスを積層した積層体を載置する載置台と、
前記積層体の積層方向に加圧するダイヤフラムシートと、
前記載置板の前記積層体を載置する面に設けられた弾性シートと
を備えた真空ラミネート装置。
A mounting table on which a laminated body in which a glass substrate on which a thin-film solar cell element is formed, a sealing material film, and a cover glass are stacked;
A diaphragm sheet that pressurizes in the stacking direction of the laminate,
The vacuum laminating apparatus provided with the elastic sheet provided in the surface which mounts the said laminated body of the said mounting plate.
前記弾性シートが硬度A50〜70であるゴムシートであることを特徴とする請求項3に記載の真空ラミネート装置。

The vacuum laminating apparatus according to claim 3, wherein the elastic sheet is a rubber sheet having a hardness of A50 to 70.

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