JP2014051017A

JP2014051017A - ラミネート装置

Info

Publication number: JP2014051017A
Application number: JP2012196740A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Hashimoto; 悠祐橋本; Yoichiro Inoue; 陽一朗井上; Yasuhiro Otani; 泰寛大谷
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2012-09-07
Filing date: 2012-09-07
Publication date: 2014-03-20

Abstract

【課題】太陽電池モジュールのラミネート工程において、搬送ベルト及び剥離シート上の付着物を除去するブラシにより除去された付着物が静電気により再付着するのを防止するラミネート装置を供給する。
【解決方法】上容器と、上容器の下方に配置された下容器と、上容器内に設置されたダイアフラムと、下容器内に設置された発熱板とからなるラミネート部と、前記ダイアフラムと発熱板との間に配置され、被加工物を搬送する搬送ベルトとを具備するラミネート装置であって、搬送ベルトに付着した付着物をラミネート部の外部で除去する第１の付着物除去手段と、第１の付着物除去手段と搬送ベルトとの接触による帯電を除去する第１の除電手段とを有するラミネート装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、ラミネート装置、特に太陽電池モジュール等のラミネート体を製造するためのラミネート装置に関するものである。

太陽光などの光を受光して発電する素子である太陽電池セルを複数個並べて構成される太陽電池モジュールは、太陽電池セルを保護する目的のため、太陽電池セルを樹脂などの充填材で封止する構造が採用されている。

そして、太陽電池セルを充填材で封止した太陽電池モジュールを製造する方法として、ラミネート装置を使用して製造する方法が用いられている。

従来の太陽電池モジュールを製造するためのラミネート装置としては、例えば、特許文献１に記載された公知例がある。

図５及び図６は、特許文献１に記載されたラミネート装置における搬送装置であり、図５（ａ）はラミネート装置２００、図５（ｂ）はラミネート装置２００によりラミネート加工される被加工物Ａの断面図を示している。また、図６は被加工物Ａを搬送する搬送装置を示している。図５（ａ）に示す、特許文献１に記載のラミネート装置２００において、２０７は真空容器、２０８はその蓋、２０９は蓋２０８に取付けたダイアフラム、２１０は蓋２０８とダイアフラム２０９により形成された上チャンバ、２１１は真空容器２０７に取付けた発熱板、２１２は真空容器２０７とダイアフラム２０９により形成された下チャンバで、真空容器２０７と蓋２０８はシール材２１３により密封されるようになっている。また、２０７ａは真空容器２０７の配管接続口、２０８ａは蓋２０８の配管接続口であって、両接続口２０７ａ，２０８ａは、真空引きと大気導入の両動作のためのものである。また、２１４は被加工物Ａを搬送する下側ベルト、２１５は被加工物Ａの上に被せた被覆用の上側ベルトである。また、図５（ｂ）に示す被加工物Ａは、最下層のガラス板２０１の上に、シート状の充填材２０２、太陽電池セル２０３、シート状の充填材２０５を順次積層し、最上位に裏面材２０６を配して構成される。なお、２０４は太陽電池セル２０３を連結するリボン状の電極である。

そして、ラミネート装置２００による被加工物Ａのラミネート加工は、発熱板２１１の上に被加工物Ａを載置して、真空容器２０７に蓋２０８を施し、発熱板２１１により被加工物Ａを加熱すると共に真空容器２０７を真空引きして、ダイアフラム２０９を被加工物Ａの上面から発熱板２１１に押し付けるようにすることにより、発熱板２１１の加熱により被加工物Ａの充填材２０２が溶融すると共に被加工物Ａが脱泡され、ラミネート体が形成された後、蓋２０８を取り外して、被加工物Ａを取り出す。

このような太陽電池モジュールの製造工程において、充填材が太陽電池モジュールからはみ出してしまうことがあるため、はみ出した充填材が太陽電池モジュールの表面に回りこんで付着したり、発熱板２１１及びダイアフラム２０９に付着したりする。特許文献１のラミネート装置２００においては、ラミネート加工に際し、被加工物Ａを上側ベルト２１５と下側ベルト２１４とに挟まれた状態で加工することによって、溶融して被加工物Ａからはみ出た充填材２０２及び２０５を上側ベルト２１５及び下側ベルト２１４に付着するようにして、充填材２０２及び２０５が発熱板２１１及びダイアフラム２０９に付着して不具合が生じるのを防いでいる。

また、図６に示すように、特許文献１のラミネート装置における搬送装置は、下側ベルト２１４は複数個所において接続されて環状駆動するようになっている。また、上側ベルト２１５は、搬入側と搬出側にそれぞれベルトを巻きつけるベルトロール２１６及び２１７を設け、一方から繰り出し、他方で巻き取るようにしてある。さらに、上側ベルト２１５には上側ベルト用ブラシ２１８が、下側ベルト２１４には下側ベルト用ブラシ２１９が当てられ、それぞれのベルトに付着した充填材２０２及び２０５を除去することが示されている。

特開２０００−８２８３３号公報

しかしながら、特許文献１に記載のラミネート装置においては、上側ベルト用ブラシ２１８及び下側ベルト用ブラシ２１９がそれぞれ上側ベルト２１５及び下側ベルト２１４に接触して回転するため、上側ベルト用ブラシ２１８、下側ベルト用ブラシ２１９、上側ベルト２１５及び下側ベルト２１４のそれぞれに静電気が発生する。そのため、上側ベルト用ブラシ２１８及び下側ベルト用ブラシ２１９により一旦掻き取られた充填材が静電気により上側ベルト２１５及び下側ベルト２１４に再付着するという問題があった。

本発明の目的は、太陽電池モジュールのラミネート工程において、搬送ベルト及び剥離シート上の付着物を除去するブラシにより除去された付着物が静電気により再付着するのを防止するラミネート装置を供給することにある。

本発明に係るラミネート装置は、上容器と、上容器の下方に配置された下容器と、上容器内に設置されたダイアフラムと、下容器内に設置された発熱板とからなるラミネート部と、ダイアフラムと発熱板との間に配置され、被加工物を搬送する搬送ベルトとを具備するラミネート装置であって、搬送ベルトに付着した付着物をラミネート部の外部で除去する第１の付着物除去手段と、第１の付着物除去手段と搬送ベルトとの接触による帯電を除去する第１の除電手段とを有する。

ここで、本発明に係るラミネート装置は、ダイアフラムと搬送ベルトとの間に設置された剥離シートと、剥離シートに付着した付着物をラミネート部の外部で除去する第２の付着物除去手段と、第２の付着物除去手段と剥離シートとの接触による帯電を除去する第２の除電手段とを有することが好ましい。
本発明に係るラミネート装置の第１及び第２の付着物除去手段は、ブラシであることが好ましい。

また、本発明に係るラミネート装置の第１及び第２の除電手段は、イオン生成機であることが好ましい。

本発明により、太陽電池モジュールのラミネート工程において、搬送ベルト及び剥離シート上の付着物を除去するブラシにより除去された付着物が静電気により再付着するのを防止するラミネート装置を供給することが可能となる。

本発明の実施例１に係る太陽電池モジュールのラミネート加工前の構造を示す断面図である。本発明の実施例１に係るラミネート装置のラミネート加工時以外の状態を示す断面図である。本発明の実施例１に係るラミネート装置のラミネート加工時の状態を示す断面図である。本発明の実施例２に係るラミネート装置のラミネート加工時以外の状態を示す断面図である。特許文献１に記載のラミネート装置及び被加工物を示す断面図である。特許文献１に記載のラミネート装置における搬送装置を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。

（実施例１）
図１は、本発明の実施例１に係る太陽電池モジュールＰのラミネート加工前の構造を示す断面図である。ラミネート加工前の太陽電池モジュールＰは、ガラスなどの透明絶縁基板１、透明電極層２、光電変換層３、裏面電極層４からなる薄膜太陽電池セルＣを複数並べた薄膜太陽電池ユニットＱの上に、シート状の充填材６と裏面シート７を順に重ねたものである。なお、薄膜太陽電池ユニットＱの両端には電流取り出し用電極５が形成されている。

なお、充填材６は、たとえば、ＥＶＡ（エチレン‐酢酸ビニル共重合体）など熱硬化性樹脂をシート状にしたものが用いられる。なお、実施例１においては、太陽電池モジュールＰの大きさが縦１．２ｍ、横０．６ｍのものを用いたが、前記大きさに限るものではない。また、実施例１においては、太陽電池モジュールＰは透明絶縁基板１上に形成された複数の薄膜太陽電池セルＣからなる薄膜太陽電池ユニットＱを用いているが、結晶シリコン太陽電池セル等、他の種類の太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールであってもよい。

図２及び図３は、本発明の実施例１に係るラミネート装置の断面図であり、図２はラミネート加工時以外の状態を示し、図３はラミネート加工時の状態を示している。

本発明の実施例１に係るラミネート装置１０は、太陽電池モジュールＰをラミネート加工するラミネート部２０と、太陽電池モジュールＰのラミネート部２への搬入及び搬出を行う搬送部３０と、ラミネート加工前の太陽電池モジュールＰを搬送部３０に送り込む搬入コンベア５０と、ラミネート加工後の太陽電池モジュールＰを搬送部３０から受け取る搬出コンベア６０とで構成されている。

ラミネート部２０は、上容器２１と、下容器２２と、上容器２１内に設置されたダイアフラム２３と、下容器２２内に設置された発熱板２４と、上容器２１とダイアフラム２３とに囲まれた空間である上チャンバ２５内の空気を出し入れするための上チャンバ用吸排気口２６と、下容器２４とダイアフラム２３とに囲まれた空間である下チャンバ２７内の空気を出し入れするための下チャンバ用吸排気口２８と、ラミネート加工時に上容器２１と下容器２２とを重ね合わせて密閉状態を保つためのパッキン２９とで構成される。なお、実施例１においては、ラミネート部２０の大きさは、搬送部３０の搬送方向と平行な方向が約８ｍで、搬送方向と垂直な方向が約２ｍである。また、ラミネート部２０は、前記の太陽電池モジュールＰの大きさであれば、３枚同時に加工することが可能である。

搬送部３０は、搬送ベルト３１と、搬送ベルト側ブラシ３２と、搬送ベルト側ブラシカバー３３と、搬送ベルト側イオン生成機３４とで構成される。

ラミネート装置１０は、以下に示す一連の動作により太陽電池モジュールＰをラミネート加工する。

まず、搬入コンベア５０から送られてきたラミネート加工前の太陽電池モジュールＰを搬送部３０の搬送ベルト３１で受け取り、続いてラミネート部２０の発熱板２４上に搬送する。

次に、太陽電池モジュールＰの上に、たとえば、フッ素樹脂を含浸させたガラスクロスシートなどからなる剥離シート４０を被せる。これは、ラミネート加工時に太陽電池モジュールＰからはみ出た充填材６がダイアフラム２３に付着するのを防ぐためである。

次に、ラミネート部２０の上容器２１を下ろして下容器２２と重ね合わせ、上チャンバ２５及び下チャンバ２７を密閉状態とする。

次に、上チャンバ用吸排気口２６及び下チャンバ用吸排気口２８から空気を抜き取り、上チャンバ２５及び下チャンバ２７内を減圧する。

次に、発熱板２４を発熱させ、太陽電池モジュールＰを加熱する。これにより、太陽電池モジュールＰのシート状の充填材６が溶融する。このとき、溶融した充填材６中の気泡は下チャンバ内の減圧により外部に放出される。

次に、上チャンバ用吸排気口２６から空気を入れ、ダイアフラム２３を膨張させる。これにより、太陽電池モジュールＰはダイアフラム２３と発熱板２４とにより加圧される。この時の加圧により、溶融した充填剤６の一部が太陽電池モジュールＰの端面からはみ出して搬送ベルトに付着する。

次に、太陽電池モジュールＰ内の充填材６の加圧処理が完了すると、下チャンバ用吸排気口２８から空気を取り込んで下チャンバ２７内を常圧に戻した後、上容器２１を上げて下チャンバ２７を開いた状態とする。

最後に、搬送ベルト３１を動かして太陽電池モジュールＰを搬出コンベア６０に送り出すことにより、ラミネート加工が完了する。この時、加圧時に太陽電池モジュールＰからはみ出して搬送ベルト３１に付着した充填材が搬送ベルト３１に付着した状態で太陽電池モジュールＰから剥離し、付着物Ｘとなる。

次に、搬送部３０の各部について説明する。

搬送ベルト３１は、たとえば、フッ素樹脂を含浸させたガラスクロスシートからなる帯状のシートの両端同士が繋がれた構造となっており、環状動作が可能となっている。

搬送ベルト側ブラシ３２は、搬送ベルト３１の太陽電池モジュールＰを搬送する面上の付着物を除去する第１の付着物除去手段であり、搬送ベルト３１の太陽電池モジュールＰを搬送する面と接触するよう設置されている。また、搬送ベルト側ブラシ３２の材料は、たとえば、ナイロンなどが用いられる。そして、搬送ベルト側ブラシ３２は、搬送ベルト３１が太陽電池モジュールＰの搬送の為に移動するのに合わせて回転する。これにより、ラミネート部２０でのラミネート加工時に太陽電池モジュールＰから充填材６の一部がはみ出して搬送ベルト３１上に付着した付着物Ｘを搬送ベルト側ブラシ３２により除去することが可能となる。

搬送ベルト側ブラシカバー３３は、搬送ベルト側ブラシ３２を覆うように取り付けられている。これにより、搬送ベルト側ブラシ３２により除去された付着物Ｘが飛散するのを防止するとともに、搬送ベルト側ブラシ３２が周囲の物を巻き込むのを防止している。

搬送ベルト側イオン生成機３４は、針状の放電電極に外部から圧縮空気を供給した状態のもとで、放電電極と対向電極との間に交流高電圧を印加し、放電電極の尖端部にコロナ放電を発生させることによってイオンを含む空気を生成する手段と、静電気に帯電した物にイオンを含む空気を噴射する手段とにより帯電を除去する第１の除電手段である。本発明のラミネート装置１０における搬送ベルト側イオン生成機３４は、吹き出し口３５から噴射したイオンを含む空気が搬送ベルト３１と搬送ベルト側ブラシカバー３３との隙間を通って搬送ベルト３１と搬送ベルト側ブラシ３２との接触部に当たるよう設置されている。また、吹き出し口３５は、搬送ベルト側ブラシ３２と平行な方向に複数個並べて設けられている。なお、実施例１においては、搬送ベルト３１と搬送ベルト側ブラシ３２との接触部からの距離は５ｃｍ、吹き出し口３５の数は１５個、吹き出し口３５の間隔は１５ｃｍとした。上記構成により、搬送ベルト側イオン発生器３４は、搬送ベルト３１と搬送ベルト側ブラシ３２との接触により発生した静電気を除去することを可能としている。これにより、搬送ベルト側ブラシ３２により除去された付着物Ｘが静電気により搬送ベルト３１に再付着するのを防ぐことが出来る。

（実施例２）
図４は、本発明の実施例２に係るラミネート装置のラミネート加工時以外の状態を示す断面図である。なお、図４において、図２と同一部材、同一部位は同一符号を用いている。

実施例２に係るラミネート装置１００は、実施例１のラミネート装置１０にシート被覆部１４０を新たに設けることにより、実施例１のラミネート装置では手作業で行う必要があった剥離シートを被せる作業を不要としたものである。

シート被覆部１４０は、剥離シート１４１と、剥離シート巻き取り用ローラ１４２ａ及び１４２ｂと、剥離シート側ブラシ１４３ａ及び１４３ｂと、剥離シート側ブラシカバー１４４ａ及び１４４ｂと、剥離シート側イオン生成機１４５ａ及び１４５ｂから構成されている。

剥離シート１４１は、たとえば、フッ素樹脂を含浸させたガラスクロスシートなどの剥離性の優れた材料が用いられた帯状のシートであり、ダイアフラム２３と搬送ベルト３１との間に設置されている。これにより、太陽電池モジュールＰはラミネート加工時に剥離シート１４１と搬送ベルト３１とに挟まれた状態で加工され、太陽電池モジュールＰからはみ出した充填材がダイアフラム２３に付着するのを防ぐことが出来る。

剥離シート巻き取り用ローラ１４２ａ及び１４２ｂは、帯状の剥離シート１４１を巻き取るためのローラである。そして、剥離シート巻き取り用ローラ１４３ａはラミネート部２０を間に挟んだ両側に設置されている。剥離シート１４１に帯状の物を用い、その両端を剥離シート巻き取り用ローラ１４２ａ及び１４２ｂにつないでラミネート加工終了毎にラミネート部２０の搬送方向の大きさ以上の長さで剥離シート１４１を巻き取ることにより、ラミネート加工時に太陽電池モジュールＰから充填材６の一部がはみ出して剥離シート１４１に付着した付着物が、次にラミネート加工を行う太陽電池モジュールに付着するのを防ぐことが出来る。

剥離シート側ブラシ１４３ａ及び１４３ｂは、第１の付着物除去手段である搬送用ベルト用ブラシ３２とは別の第２の付着物除去手段であり、ラミネート加工時に剥離シート１４１に付着した付着物を除去するためのブラシである。そして、剥離シート側ブラシ１４３ａは剥離シート巻き取り用ローラ１４２ａのある側に、剥離シート側ブラシ１４３ｂは剥離シート巻き取り用ローラ１４２ｂのある側に設置されている。剥離シート側ブラシ１４３ａ及び１４３ｂの材料は、たとえば、ナイロンなどが用いられる。そして、剥離シート側ブラシ１４３ａ及び１４３ｂは、上述したラミネート加工終了毎の剥離シート１４１の巻き取りと連動して回転する。これにより、ラミネート加工時に剥離シート１４１に付着した付着物が除去される。そして、剥離シート側ブラシ１４３ａ及び１４３ｂは、ラミネート部２０を間に挟んだ両側に設置されているため、剥離シート１４１の両方向の巻き取りに対応している。これにより、剥離シート１４１の巻き取りを往復させて繰り返し使用することが可能となる。

剥離シート側ブラシカバー１４４ａ及び１４４ｂは、剥離シート側ブラシ１４３ａ及び１４３ｂをそれぞれ覆うように取り付けられている。これにより、剥離シート側ブラシ１４３ａ及び１４３ｂが除去した付着物が周囲に飛散するのを防止するとともに、剥離シート側ブラシ１４３ａ及び１４３ｂが周囲の物を巻き込むのを防止している。

剥離シート側イオン生成機１４５ａ及び１４５ｂは、第１の除電手段である搬送用ベルト用イオン生成機３４とは別の第２の除電手段であり、上述した搬送ベルト側イオン生成機３４と同様の構造を有するイオン生成機である。そして、剥離シート側イオン生成機１４５ａは、吹き出し口１４６ａから噴射したイオンを含む空気を、剥離シート１４１と剥離シート側ブラシカバー１４４ａとの隙間を通して、剥離シート１４１と剥離シート側ブラシ１４３ａとの接触部に噴射している。同様に、剥離シート側イオン生成機１４５ｂは、吹き出し口１４６ｂから噴射したイオンを含む空気を、剥離シート１４１と剥離シート側ブラシカバー１４４ｂとの隙間を通して、剥離シート１４１と剥離シート側ブラシ１４３ｂとの接触部に噴射している。これにより、剥離シート１４１と剥離シート側ブラシ１４６ａ及び１４６ｂとの接触部に発生した静電気が除去され、剥離シート側ブラシ１４３ａ及び１４３ｂにより除去された付着物が静電気によって剥離シート１４１に再付着するのを防ぐことが出来る。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正及び変更を加え得ることはもちろんである。

搬送ベルト側ブラシ及び搬送ベルト側イオン生成機の設置場所は図２及び図４に示した場所に限るものではなく、搬送ベルトが太陽電池モジュールＰと接触する場所以外であればどこでも良く、複数個を設置してもよい。

また、本発明のラミネート装置２００においては、シート被膜部１４０の剥離シート１４１が帯状のシートの両端同士が繋がれた構造となっており、環状動作が可能な構造であっても良い。

Ｐ：太陽電池モジュール、Ｃ：薄膜太陽電池セル、Ｑ：薄膜太陽電池ユニット、１：透明絶縁基板、２：透明電極層、３：光電変換層、４：裏面電極層、５：電流取り出し用電極、６：充填材、７：裏面シート、１０，１００：ラミネート装置、２０：ラミネート部、２１：上容器、２２：下容器、２３：ダイアフラム、２４，１２４：発熱板、２５：上チャンバ、２６：上チャンバ用吸排気口、２７：下チャンバ、２８：下チャンバ用吸排気口、２９：パッキン、３０：搬送部、３１：搬送ベルト、３２：搬送ベルト側ブラシ、３３：搬送ベルト側ブラシカバー、３４：搬送ベルト側イオン生成機、３５，１４６ａ，１４６ｂ：吹き出し口、４０，１４１：剥離シート、５０：搬入コンベア、６０：搬出コンベア、１４０：シート被覆部、１４２ａ，１４２ｂ：剥離シート巻き取り用ローラ、１４３ａ，１４３ｂ：剥離シート側ブラシ、１４４ａ，１４４ｂ：剥離シート側ブラシカバー、１４５ａ，１４５ｂ：剥離シート側イオン生成機、Ｘ：付着物

Claims

上容器と、前記上容器の下方に配置された下容器と、前記上容器内に設置されたダイアフラムと、前記下容器内に設置された発熱板とからなるラミネート部と、前記ダイアフラムと前記発熱板との間に配置され、被加工物を搬送する搬送ベルトとを具備するラミネート装置であって、
前記搬送ベルトに付着した付着物を前記ラミネート部の外部で除去する第１の付着物除去手段と、前記第１の付着物除去手段と前記搬送ベルトとの接触による帯電を除去する第１の除電手段とを有するラミネート装置。
前記ラミネート装置は、前記ダイアフラムと前記搬送ベルトとの間に設置された剥離シートと、前記剥離シートに付着した付着物を前記ラミネート部の外部で除去する第２の付着物除去手段と、前記第２の付着物除去手段と前記剥離シートとの接触による帯電を除去する第２の除電手段とを有する請求項１に記載のラミネート装置。
前記第１及び第２の付着物除去手段は、ブラシである請求項１または２に記載のラミネート装置。
前記第１及び第２の除電手段は、イオン生成機である請求項１〜３のいずれか１つに記載のラミネート装置。