JP2020001365A - ソーラーチップモジュール用透光処理システムおよび透光処理方法 - Google Patents

ソーラーチップモジュール用透光処理システムおよび透光処理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ソーラーチップモジュール用透光処理システムおよび透光処理方法を提供する。【解決手段】透光処理システムは、透明基板と、透明基板の上面に積層されたチップ層とを含むチップモジュールの上面に、ＵＶインクを用いて所定パターンを印刷することで、チップモジュールの上面において、パターンに覆われていない箇所にくり抜き領域を形成するように構成されるインク印刷手段１０と、チップモジュール上に印刷されたＵＶインクをＵＶ光で硬化させてＵＶインク保護膜を形成するように構成される硬化手段２０と、透明基板における、くり抜き領域に対応する部分を露出させるように、チップ層における、くり抜き領域に対応する部分を除去する層除去手段３０と、を含む。【選択図】図２

Description

関連出願の相互参照
本願は、２０１８年６月２７日に中国国家知識産権局へ提出された中国特許出願Ｎｏ．２０１８１０６７９３８７．６とＮｏ．２０１８１０６７８６１５．８の優先権を主張し、この２件の出願の全ての内容は引用をもってここに援用される。
本願は太陽光発電分野に関し、具体的に、ソーラーチップモジュール用透光処理システムおよび透光処理方法に関する。
太陽光発電システムは、或いはソーラー発電システムとも称し、太陽電池を用いて光起電力効果によって直流電圧を生成し、ソーラーエネルギーを電気エネルギーに変換して発電するシステムである。省エネルギーと環境保護が重視されるにつれて、太陽光発電システムはさらに多くの開発機会を得ている。そのうち、太陽光発電システムと建築との組み合わせでは、主にＢＡＰＶシステム（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ａｔｔａｃｈｅｄ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ、建物に取り付けられた太陽光発電システム）とＢＩＰＶシステム（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ、建物と一体化された太陽光発電システム）の２つの形式がある。ＢＩＰＶシステムは、カーテンウォールや屋根などの建築材料と置き換えることができ、太陽光発電システムを建物自体に好適に組み込むことができ、家屋の機能に影響を与えず、建物の美観を損ねず、システムの全体的な発電効率も向上できるため、ますます人気が高まっている。
しかし、現在ＢＩＰＶシステムで使用される透光性のソーラーチップモジュールは、一般的に、レーザスクライビングによって製作されている。該加工技術の欠点は、装置が高価で、生産加工技術が複雑で、処理に長時間を要し、光の透過サイズが小さいということであり、さらに、照射温度が高いため、除去する必要のないチップ層に損傷を与え易い。また、透光性のソーラーチップモジュールは、特殊な透明チップ層と電極層で製作することもできるが、このような生産加工技術には、コストが高く、製作されたモジュールの透光効果が劣るという問題が存在する。上記生産加工技術の欠点は、ＢＩＰＶシステム及びソーラーチップモジュールを応用した他の技術の開発に影響を与えている。
従来技術における上記欠点を少なくとも部分的に解決するために、本願では、ソーラーチップモジュール用（光起電チップモジュールとも称する）の透光処理システムおよび透光処理方法を提供する。
本願の第一の形態によれば、ソーラーチップモジュールを透光処理するための透光処理システムであり、
透明基板と、前記透明基板の上面に積層されたチップ層とを含む前記チップモジュールの上面に、紫外線（ＵＶ）インクを用いて所定パターンを印刷することで、前記チップモジュールの上面において、前記パターンに覆われた箇所にＵＶインク層を形成し、前記パターンに覆われていない箇所にくり抜き領域を形成するように構成されるインク印刷手段と、
前記チップモジュール上に印刷された前記ＵＶインクをＵＶ光で硬化させてＵＶインク保護膜を形成するように構成される硬化手段と、
前記透明基板における、前記くり抜き領域に対応する部分を露出させるように、前記チップ層における、前記くり抜き領域に対応する部分を除去する層除去手段と、
を含む透光処理システムを提供する。
実施形態において、前記ＵＶ光インクとは、光重合プレポリマー、開始剤、着色剤および補助剤を含有するインクを指す。
実施形態において、ＵＶ光インクには、ホウ砂、ベントナイト、シリカなどの耐摩耗性充填剤が含まれている。
実施形態において、前記透光処理システムは、前記チップモジュールが前記インク印刷手段、前記硬化手段及び前記層除去手段に順次搬送されるように構成される搬送ラインをさらに含む。
実施形態において、前記層除去手段は、前記チップ層における、前記くり抜き領域に対応する部分が除去されるよう、前記ＵＶインク保護膜が形成された前記チップモジュールの上面をブラスト処理するように構成されるブラスト装置を含む。
実施形態において、前記ブラスト装置のノズルの直径は６〜９ｍｍであり、好ましくは８ｍｍである。
実施形態において、前記インク印刷手段は、ポリエステルスクリーンをスクリーン版として用いるスクリーン印刷装置を含む。
実施形態において、前記スクリーン印刷装置は、一回の印刷成形により、前記ＵＶインクのパターンを印刷する。
実施形態において、印刷された前記ＵＶインクのパターンの厚さは６０μｍ〜７０μｍである。
もう一つの実施形態において、印刷された前記ＵＶインクのパターンの厚さは３０μｍ〜６０μｍである。
実施形態において、前記インク印刷手段は、前記スクリーン版と前記チップモジュールを位置決めするように構成されるＣＣＤ画像位置決め装置をさらに含む。
実施形態において、前記チップモジュール上に形成された前記ＵＶインク保護膜を剥がすために、前記層除去手段によって処理された前記チップモジュールを化学洗浄するように構成される化学洗浄手段をさらに含む。
実施形態において、前記化学洗浄手段が前記ＵＶインク保護膜を剥がすために用いる化学洗浄試薬は、濃度（ｗｔ％）が０．３％〜０．５％のＫＯＨ又はＮａＯＨ溶液であり、前記ＵＶインク保護膜を剥がす剥離時間は１２０〜１３０秒である。
実施形態において、前記化学洗浄手段はシーズニング装置を含む。
実施形態において、前記硬化手段は、光強度が８００ｍＪ／ｃｍ２〜１５００ｍＪ／ｃｍ２のＵＶ硬化水銀灯を含む。
本願の第二の形態によれば、ソーラーチップモジュールに用いられる透光処理方法を提供し、前記透光処理方法は以下のステップを含む。
ａ．透明基板と、前記透明基板の上面に積層されたチップ層とを含む前記チップモジュールの上面に、ＵＶインクを用いて所定パターンを印刷することで、前記チップモジュールの上面において、前記パターンに覆われた箇所にＵＶインク層を形成し、前記パターンに覆われていない箇所にくり抜き領域を形成するステップ。
ｂ．前記チップモジュール上に印刷された前記ＵＶインクをＵＶ光で硬化させてＵＶインク保護膜を形成するステップ。
ｃ．前記透明基板における、前記くり抜き領域に対応する部分を露出させるように、前記チップ層における、前記くり抜き領域に対応する部分を除去するステップ。
実施形態において、前記ステップｃは、前記チップ層における、前記くり抜き領域に対応する部分が除去されるよう、前記ＵＶインク保護膜が形成された前記チップモジュールの上面をブラスト処理することを含む。
実施形態において、前記ブラスト処理で用いるブラスト粒子は３００メッシュ〜３５０メッシュのホワイトアランダムであり、ブラスト圧力は３〜４バール（ｂａｒ）であり、前記ブラスト処理を実施するブラスト装置のノズルの直径は８ｍｍである。実施形態において、ブラスト粒子は３２０メッシュのホワイトアランダムである。
実施形態において、前記ステップｃは、前記チップ層における、前記くり抜き領域に対応する部分が除去されるよう、前記チップモジュール上面の、前記くり抜き領域に対応する部分へ腐食剤を噴射することを含む。
実施形態において、前記ステップｃの後に、前記透光処理方法は、前記チップモジュール上に形成された前記ＵＶインク保護膜を剥がすために前記チップモジュールを化学洗浄することをさらに含む。
実施形態において、前記ＵＶインク保護膜を剥がすために用いられる化学洗浄試薬は、濃度が０．３％〜０．５％のＫＯＨ又は０．３％〜０．５％のＮａＯＨ溶液であり、前記ＵＶインク保護膜を剥がす剥離時間は１２０秒〜１３０秒である。また、前記ＵＶインク保護膜を剥がす剥離温度は３０℃ぐらいであってもよい。
実施形態において、前記チップモジュールを化学洗浄することで、前記チップモジュール上に形成された前記ＵＶインク保護膜を剥がす前記ステップは、洗浄と剥離を経た前記チップモジュールをシーズニングすることを含む。
実施形態において、ＵＶ光を用いて前記チップモジュール上に印刷された前記ＵＶインクを硬化することで、ＵＶインク保護膜を形成する前記ステップは、光強度を８００ｍＪ／ｃｍ２〜１５００ｍＪ／ｃｍ２とするＵＶ光を用いて前記ＵＶインクを硬化させ、硬化時間は３０秒〜９０秒であることを含む。
実施形態において、前記チップモジュール上に印刷された前記ＵＶインクをＵＶ光で硬化させてＵＶインク保護膜を形成する前記ステップにおいて、前記ＵＶ光の光源と前記ＵＶインク層の上面との間の距離は１ｍｍ〜２００ｍｍである。
実施形態において、前記ＵＶ光の光源と前記ＵＶインク層の上面との間の距離は５ｍｍ〜１００ｍｍである。
実施形態において、ＵＶインクを用いてチップモジュールの上面に所定パターンを印刷する前記ステップは、スクリーン印刷技術を用い、ポリエステルスクリーンをスクリーン版とし、一回の印刷成形により、前記ＵＶインクのパターンを印刷し、印刷された前記ＵＶインクのパターンの厚さは６０μｍ〜７０μｍであることを含む。
実施形態において、ＵＶインクを用いてチップモジュールの上面に所定パターンを印刷する前記ステップの前に、前記方法は、ＣＣＤ画像位置決め装置を用いて前記スクリーン版と前記チップモジュールを位置決めすることをさらに含む。
本願で提供するソーラーチップモジュール用透光処理システムおよび透光処理方法は、インク印刷、ＵＶ光硬化を組み合わせることにより、所望パターンを有するＵＶインク保護膜を迅速、精確に形成することができ、ＵＶインク保護膜の優れた耐レジスト性により、チップ層の、ＵＶインク保護膜で覆われた部分が除去されないように保護することができる。よって、本願で提供するソーラーチップモジュール用透光処理システムおよび透光処理方法を用いて、所望の透光パターン、透光率、透光効率及び透光サイズを有する透光処理を、チップモジュール上において迅速、簡便、低コストで実施することができる。
透光処理しようとするチップモジュールの模式的断面図である。 本願の実施形態が提供するソーラーチップモジュール用透光処理システムの概念図である。 本願の実施形態による、ＵＶインクのパターンが印刷されたチップモジュールの模式的断面図である。 本願の実施形態による、ＵＶインク保護膜が形成されたチップモジュールの模式的断面図である。 本願の実施形態による層除去後のチップモジュールの模式的断面図である。 本願の実施形態が提供するインク印刷手段の例示的な構造ブロック図である。 本願の実施形態が提供する層除去手段の例示的な構造ブロック図である。 本願の実施形態が提供するソーラーチップモジュール用透光処理システムの概念図である。 本願の実施形態による、洗浄と剥離を経たチップモジュールの模式的断面図である。 本願の実施形態が提供する透光処理システムを用いて製造された透光性ソーラー二重ガラスチップモジュールの模式的断面図である。 標準ソーラーチップモジュールの平面図である。 本願の実施形態が提供する透光処理システムと透光処理方法で製造された透光性ソーラーチップモジュールの平面図である。 本願の実施形態によるソーラーチップモジュール用透光処理方法のフロー図である。
当業者が本願の技術案をよりよく理解できるよう、以下では図面と実施形態を組み合わせて本願の技術案についてさらに詳細に説明する。
本願の説明において、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」等の技術用語が示す方位又は位置関係は、図面に示す方位又は位置関係に基づくものであり、説明しやすくすることを目的としたものに過ぎず、言及した装置又は素子が特定の方位又は特定の方位構造と操作を有していなければならないことを示すか又は暗示するものではないため、本願を制限するものと理解してはならない。
また、「第一の」、「第二の」等の技術用語は説明のためだけに使用したものであって、相対的な重要性又はそれが指す技術特徴の数を示唆又は暗示するものではない。そのため、「第一の」、「第二の」で限定された特徴は、１つ又は複数の該特徴を備えることを示すか又は暗示することができる。本願の説明において、特別に説明がない限り、「複数」は２つ又は２つ以上であることを意味する。
以下では、透光処理しようとするソーラーチップモジュール（以下では、チップモジュールと称する）を先に紹介する。図１は透光処理しようとするチップモジュールの模式的断面図である。透光処理しようとするチップモジュールは、標準チップモジュールとも称し、主に、透明基板１０１と、透明基板１０１の上面に積層されたチップ層１００とを含む。透明基板１０１は一般的にガラス（例えば、強化ガラス）からなるが、クリスタル等の他の透明材料で構成することも可能である。チップ層１００は発電膜層群とも称することができる。太陽電池には、結晶シリコン（単結晶シリコン、多結晶シリコンを含む）、非晶質／単結晶ヘテロ接合（ＨＩＴ）、アモルファスシリコン薄膜、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）薄膜、銅インジウムセレン（ＣＩＳ）等複数の種類が含まれるため、チップ層１００は多種構造を有することができ、本願ではこれについて特別に限定しない。
例えば、一つの任意の実施形態において、チップ層は、透明基板１０１上に順次積層された第一の層１０２と第二の層１０３と第三の層１０４を含む。１つの任意の実施形態において、第一の層１０２は前電極層、第二の層１０３は吸収層、第三の層１０４は透明導電層である。もう一つの任意の実施形態において、第一の層１０２はモリブデン層、第二の層１０３は銅インジウムガリウムセレン（ＣＩＧＳ）層、第三の層１０４は透明導電（ＴＣＯ）層であり、そのうち、ＣＩＧＳ層１０３はＣｕ（銅）、Ｉｎ（インジウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｓｅ（セレン）の四種類の元素で構成されるカルコパイライト結晶薄膜層であり、ＴＣＯ層１０４は透明な導電性酸化物薄膜（Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｏｘｉｄｅ）である。さらにもう一つの任意の実施形態において、第一の層１０２はＺｎＯ（酸化亜鉛）前電極層、第二の層１０３は薄膜光電変換層、第三の層１０４はＺｎＯ背面電極層である。他の任意の実施形態において、チップ層１００に含まれる層の数は、１層、２層又は３層以上であっても良い。例えば、一つの任意の実施形態において、チップ層は、順次設けられた背面電極層、光吸收層、ＴＣＯ窓口層及びゲート電極層を含む。もう一つの任意の実施形態において、チップ層は、ｎ型シリコン層、ｎ型シリコン層の両側に位置するｎ型アモルファスシリコン層とｐ型アモルファスシリコン層、ｎ型アモルファスシリコン層とｐ型アモルファスシリコン層の一側にそれぞれ位置する透明導電物層、及び背面電極と正電極を含む。チップ層１００全体は不透光であるため、透光処理前のチップモジュール全体は不透光であり、透光パターンを有する透光ソーラーチップモジュールを製作するために、所定のパターンに沿ってチップ層１００の一部を除去する必要がある。
図２は、本願の実施形態が提供するソーラーチップモジュール用透光処理システムの概念図である。図２で示すように、本実施形態の透光処理システムは、インク印刷手段１０と硬化手段２０と層除去手段３０を含む。
インク印刷手段１０は、チップモジュールの上面に、ＵＶインクを用いて所定パターンを印刷することで、前記チップモジュールの上面において、前記パターンに覆われた箇所にＵＶインク層１０５を形成し、前記チップモジュールの上面において、前記パターンに覆われていない箇所にくり抜き領域１０８を形成するように構成される。チップモジュールは透明基板１０１と、透明基板１０１の上面に積層されたチップ層１００とを含む。チップ層１００の上面における、前記くり抜き領域１０８に対応する部分が露出する。
図３は、本願の実施形態が提供する、ＵＶインクのパターンが印刷されたチップモジュールの模式的断面図である。図３で示すように、インク印刷手段１０が印刷するＵＶインクのパターン（ＵＶインク層）１０５はチップ層１００上に配置され、チップ層１００の一部を覆っている。
インク印刷手段１０がチップモジュールの上面で印刷するパターン１０５は、散点状、ストライプ状、格子状或いはその他の規則的または不規則な各種パターンであってもよく、本願ではこれについて制限しない。実用では、建築外見、透光率要求、透光効果要求等の各種要素に応じて自由に設計するか又は必要なパターンを選択することができる。一つの任意の実施形態において、チップモジュールのサイズは１１９０ｍｍ×７９０ｍｍであり、ＵＶインクのパターン１０５のサイズもこのサイズにするか又はこのサイズより少し小さくてもよい。印刷されたＵＶインクのパターンは、最終的に形成される透光領域のパターンと相補的であり、くり抜き領域１０８は最終的に形成される透光領域のパターンと一致すると当業者は容易に理解できる。例えば、ＵＶインクのパターンがポジ文字である場合、最終的に形成される透光領域のパターンは該ポジ文字と相補的なネガ文字である。チップ層１００にゲート電極（図示せず）が含まれる場合、後続処理過程においてゲート電極が損傷することを防ぐために、くり抜き領域１０８は、ゲート電極が設置された領域に対応する位置には形成しなくてもよい。
ＵＶインクは、ＵＶ光（紫外線）硬化インクとしても知られており、光重合プレポリマー、開始剤、着色剤及び補助剤を含有するインクである。ＵＶ光の照射下で、ＵＶインク中の光重合プレポリマーは開始剤と相互作用してインクを急速に乾燥させ、膜を形成する。
ＵＶインクは、良好な印刷適応性、適宜な硬化乾燥速度を有するだけでなく、ＵＶ光の硬化によって形成された保護膜（保護層）も予期せぬ優れた耐レジスト性、耐ブラスト性を有し、アルカリ溶液（ＫＯＨ、ＮａＯＨ溶液等）で簡単に溶解することができるということを発明者は発見した。
さらに、ＵＶインクには、ホウ砂、ベントナイト、シリカなどの耐摩耗性充填剤が含まれてもよい。
実施形態において、使用するＵＶインクは、ＫＩＷＯ，Ｉｎｃ．から購入した８７１型インク又は７３１５型インクである。
もう一つの実施形態では、高分子プレポリマー、光開始剤、架橋剤等をインク層上に吹き付けて、プレポリマーを光開始剤の作用下で速やかに重合するという方法でUVインクを準備する。
硬化手段２０は、チップモジュール上に印刷されたＵＶインクをＵＶ光で硬化させてＵＶインク保護膜を形成するように構成される。
図４は、本願の実施形態による、ＵＶインク保護膜１０５’が形成されたチップモジュールの模式的断面図である。ＵＶ光の光照射による硬化により、チップモジュール上において所定パターン１０５を有するＵＶインクは、同一のパターンを有するＵＶインク保護膜１０５’として硬化される。
層除去手段３０は、チップ層１００における、くり抜き領域１０８に対応する部分（即ち、チップ層１００のＵＶインク保護膜１０５’に覆われていない部分）を除去するように構成される。
図５は、本願の実施形態による、層除去後のチップモジュールの模式的断面図である。図５で示すように、チップモジュール上においてＵＶインク保護膜１０５’に覆われていない領域Ｍの箇所のチップ層１００は層除去手段３０で除去される。これに応じて、透明基板１０１の、領域Ｍに対応する部分が露出する。
層除去手段３０は、化学的な層除去（例えば、化学試薬浸漬、酸洗、腐食剤噴霧）、機械的な層除去（例えば、サンドブラスト、ショットブラスト、タンブリング）、或いは機械と化学の複合的な層除去（例えば、化学試薬を含むウエットブラスト）等の層除去方法でチップ層１００を除去することができる。
インク印刷手段１０と硬化手段２０と層除去手段３０の上記処理により、チップモジュール上においてチップ層１００が除去された領域Ｍは透明基板１０１のみを含む透光部分を形成する。これで、チップモジュール上に所望の透光パターンが形成される。
本実施形態で提供するソーラーチップモジュール用透光処理システムを用いれば、高価なレーザーエッチング装置を使用する必要なく、所望の透光パターン、透光率、透光効率及び透光サイズを有する透光処理を、チップモジュール上において迅速、簡便、低コストで実施することができる。そのうち、インク印刷手段と硬化手段との組み合わせを用いることにより、迅速、精確にＵＶインク保護膜１０５’を形成することができ、且つ、形成された保護膜は予期せぬ優れた耐レジスト性を有し、チップ層１００においてＵＶインク保護膜に覆われた部分が除去されないよう保護することができ、透光ソーラーチップモジュールの製品品質を保つことができる。
本実施形態の一つの実施例において、ソーラーチップモジュール用透光処理システムは、搬送ライン５０をさらに含む。搬送ライン５０は、チップモジュールがインク印刷手段１０、硬化手段２０及び層除去手段３０に順次搬送されるように構成される。
搬送ライン５０はベルト搬送ライン、チェーン搬送ライン、アーム搬送ライン等であってもよく、本願ではこれについて制限しない。一つの任意の実施例において、図２で示すように、インク印刷手段１０と硬化手段２０間、及び硬化手段２０と層除去手段３０間はいずれも搬送ライン５０により接続されている。もう一つの任意の実施例において、搬送ラインは、インク印刷手段１０、硬化手段２０と層除去手段３０を経過するラインと、チップモジュールを該ラインから各手段へ搬送し、各手段から該ラインに返送する搬送装置（例えば、アーム）と、を含む。さらに他の任意の実施例において、搬送ライン５０は、層除去手段３０からソーラーチップモジュールの完成品を製造するための後続手段（例えば、化学洗浄手段、封止手段等）へチップモジュールを搬送するようにさらに構成される。さらなる任意の実施形態において、搬送ライン５０は、搬送するチップモジュールを位置決めする位置決め機構を含む。
搬送ライン５０を設置することにより、ソーラーチップモジュールの透光処理システムの一体化と自動化の度合いを向上させることができ、労力を減らし、生産時間が短縮される。
本実施形態の一つの実施例において、図６で示すように、インク印刷手段１０は、スクリーン印刷装置１１を含む。スクリーン印刷装置１１は、ポリエステルスクリーンをスクリーン版として用いることが可能で、一回の印刷成形により、ＵＶインクのパターン１０５を印刷することが可能である。
本実施形態の一つの実施例において、ポリエステルスクリーンの規格は１４０−３１Ｙ又は１６５−３４Ｙである。
本実施形態の一つの実施例において、印刷されたＵＶインクのパターン１０５の厚さは６０μｍ〜７０μｍである。
本実施形態の一つの実施例において、印刷されたＵＶインクのパターン１０５の厚さは３０μｍ〜６０μｍである。
本実施形態の一つの実施例において、図６で示すように、インク印刷手段１０は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ，電荷結合素子）画像位置決め装置１２をさらに含み、該ＣＣＤ画像位置決め装置１２は、スクリーン版と前記チップモジュールを位置決めするように構成される。
ＣＣＤ画像位置決め装置は、スクリーン版とチップモジュール、又はスクリーン版とチップモジュールの相対位置を精密に位置決めするための装置である。ＣＣＤ画像位置決め装置の動作原理は、先ず、ＣＣＤカメラを用いて、最初に位置決めされたチップモジュールの画像を取得し、続いて、取得した画像を予め記憶された画像と比較して分析するか、或いは取得した画像から幾つかの参考マークを識別し、これらの参考マークを予め記憶されたマーク位置情報と比較して、位置誤差を算出し、最後に、制御駆動部品がチップモジュール及び／又はスクリーン版を予定位置に移動させるというものである。
本実施形態の一つの実施例において、図６で示すように、インク印刷手段１０は、材料供給台１３及び／又は初期位置決め装置１４をさらに含む。本実施形態の一つの実施例において、スクリーン印刷装置１１は以下の装置における一つ又は複数を含む。即ち、インク自動添加装置、インク貯蔵室、スクリーン版貯蔵室、スクリーン版洗浄室及び付帯スクリーン版洗浄装置（図示せず）というものである。材料供給台１３は、チップモジュールを搬送ライン５０からインク印刷手段１０のテーブル上に搬送することに使用される。初期位置決め装置１４は、比較的低い精度でチップモジュールを粗く位置決めするために使用される。一部の状況では、材料供給台により初期位置決め装置の機能を実現することもできる。インク自動添加装置は、必要なＵＶインクをスクリーン印刷装置１１に自動的に添加する。スクリーン版洗浄室／スクリーン版洗浄装置は、印刷が完了したスクリーン版を洗浄する。
スクリーン印刷装置１１を用いることで、ＵＶインクのパターンを一回で印刷することができ、印刷過程が迅速で、経済的である。スクリーン印刷装置１１と協働するＣＣＤ画像位置決め装置１２を用いることにより、必要なパターンを精確に印刷することができる。
本実施形態の一つの実施例において、硬化手段２０は、光強度が８００ｍＪ／ｃｍ２〜１５００ｍＪ／ｃｍ２のＵＶ光を用いてＵＶインクを硬化させ、硬化時間は３０秒〜９０秒である。そのうち、硬化手段２０は、ＵＶ光の光源としてＵＶ硬化水銀灯を含んでよい。ＵＶ硬化水銀灯の数は三個であってもよい。ＵＶ光の光源とUVインク層105の表面との間の距離は１ｍｍ〜２００ｍｍであり、好ましくは、５ｍｍ〜１００ｍｍである。また、硬化手段２０は、ＣＣＤラインスキャニング検出システムと搬送分類ステージをさらに含むことが好ましい。
したがって、適切な光強度下では、わずか３０秒〜９０秒で充分な耐レジスト性を有するＵＶインク保護膜１０５’を得ることができ、透光加工技術を実施する速度を大幅に向上させている。
本実施形態の一つの実施例において、図７で示すように、層除去手段３０は、チップモジュール上のＵＶインク保護膜１０５’に覆われていない部分のチップ層１００が除去（スプレー除去）されるよう、ＵＶインク保護膜１０５’が形成されたチップモジュールの上面（即ち、ＵＶインク保護膜１０５’のある一面）をブラスト処理するように構成されるブラスト装置３１を含む。具体的に言えば、ブラスト装置３１は、チップモジュールの表面に垂直な方向に沿ってチップモジュール（及びその上に形成されたＵＶインク保護膜１０５’）をブラスト処理し、前記チップ層１００における、前記くり抜き領域１０８に対応する部分を除去し、前記ＵＶインク保護膜１０５’は耐ブラスト性により除去されず（或いは、ごくわずかに除去される）、これによって、前記透明基板における、前記くり抜き領域１０８に対応する部分がくり抜き領域１０８を通り抜けて露出する。
本実施形態の一つの実施例において、ブラスト装置３１が用いるブラスト粒子は３００メッシュ〜３５０メッシュのホワイトアランダムであり、ブラスト圧力は３〜４バール（ｂａｒ）であり、ノズルの直径は８ｍｍである。
本実施形態の一つの実施例において、図７で示すように、層除去手段３０は、ブラスト処理後のチップモジュール上の不純物（例えば、ブラスト処理で残留したホワイトアランダム粒子、チップ層破片等）を吹き除くためのエアナイフパージ装置３３を含む。
本実施形態の一つの実施例において、図７で示すように、層除去手段３０は、チップモジュールを位置決めするためのブラスト位置決め装置３２をさらに含む。
ブラスト装置３１を用いてチップ層１００に対して層除去を行うことで、ＵＶインク保護膜１０５’及びチップ層１００の物理的特性と好適に連携し、チップ層１００におけるＵＶインク保護膜１０５’に覆われた部分を傷つけることなく、チップ層１００の露出部分を迅速、便利に除去することができ、且つ比較的大きなサイズ（例えば、１１９０ｍｍ×７９０ｍｍ）のチップモジュールに適用することができる。
ある状況において、封止処理、回路接続、製品厚さ等の要素を考慮して、最終的に製作される透光ソーラーチップモジュールにＵＶインク保護膜１０５’が含まれないことが望ましい場合もある。
図８で示すように、本実施形態の一つの実施例において、ソーラーチップモジュール用透光処理システムは、化学洗浄手段４０をさらに含むことができる。化学洗浄手段４０は、層除去手段３０で処理されたチップモジュールを化学洗浄して、チップモジュール上に形成されたＵＶインク保護膜１０５’を除去するように構成される。ＵＶインク保護膜１０５’が除去されたチップモジュールの構造は図９に示す通りである。
本実施形態の一つの実施例では、化学洗浄手段４０において、ＵＶインク保護膜１０５’を剥がすために使用される化学洗浄試薬は、濃度が０．３％〜０．５％のＫＯＨ又はＮａＯＨ溶液である。このほか、ＵＶインク保護膜を剥がす剥離時間は１２０〜１３０秒であってもよく、前記ＵＶインク保護膜を剥がす剥離温度は３０℃であってもよい。
本実施形態の一つの実施例において、化学洗浄手段４０は、シーズニング装置を含む。シーズニング装置は、例えば、エアナイフ装置であり、シーズニング装置の数は、一つ又は複数であってもよい。
本実施形態の一つの任意の実施例において、化学洗浄手段４０は、スプレー装置、予備洗浄装置、薬剤洗浄装置等をさらに含む。
一つの任意の実施形態において、層除去処理（例えば、ブラスト処理）を経たチップモジュールは、搬送ライン５０により化学洗浄手段４０へ送られた後、予備洗浄装置により予備洗浄され、第一のエアナイフ装置により風切り処理を行い、薬剤洗浄装置により薬剤洗浄剥離処理を行い、第二のエアナイフ装置により風切り処理を行い、スプレー装置によりスプレー洗浄され（脱イオン水等の常規の洗浄剤を使用することができる）、最後に第三のエアナイフ装置により風切り乾燥処理を順次行う。
化学洗浄手段４０を設けることにより、ＵＶインク保護膜１０５’が迅速、簡便に除去されるだけでなく、ソーラーチップモジュールの厚さ及び重量も減り、チップモジュール上に残った不純物が除去され、ソーラーチップモジュールの製品品質が保証される。濃度が０．３％〜０．５％のＫＯＨ又はＮａＯＨ溶液を化学洗浄試薬（剥離試薬）とすることにより、ＵＶインクが迅速に溶解され、完全に洗浄されるため、チップ層１００又は透明基板と反応しない。
また、ソーラーチップモジュールに上記透光処理が実施された後に、後続の加工手段の加工処理を施すこともできると当業者は理解できる。図１０で示すように、透光処理が完了したチップモジュール（図９を参照）は、チップモジュールの上面に封止層１０９が形成されるよう、後続の加工手段によって封止することができ、封止されたチップモジュールの上面にバックプレートとしての透明基板１１０を貼り付けることで、透光パターンを有する透光性ソーラー二重ガラスチップモジュール（例えば、ＣＩＧＳ二重ガラスモジュール）を形成する。これらの後続加工手段及び相応の加工方法は、それぞれソーラーチップモジュールに用いられる従来の加工手段及び加工方法に類似するため、ここでは説明しない。
また、本願の実施形態では、ソーラーチップモジュールに用いられる透光処理方法をさらに提供する。図１３で示すように、前記透光処理方法は以下のステップを含む。
ａ．透明基板と、前記透明基板の上面に積層されたチップ層とを含む前記チップモジュールの上面に、ＵＶインクを用いて所定パターンを印刷することで、前記チップモジュールの上面において、前記パターンに覆われた箇所にＵＶインク層を形成し、前記パターンに覆われていない箇所にくり抜き領域を形成するステップ。
ｂ．前記チップモジュール上に印刷された前記ＵＶインクをＵＶ光で硬化させてＵＶインク保護膜を形成するステップ。
ｃ．前記透明基板における、前記くり抜き領域に対応する部分を露出させるように、前記チップ層における、前記くり抜き領域に対応する部分を除去するステップ。
本実施形態の一つの実施例において、前記ステップｃは、前記チップ層における、前記くり抜き領域に対応する部分が除去されるよう、前記ＵＶインク保護膜が形成された前記チップモジュールの上面をブラスト処理することを含む。
本実施形態の一つの実施例において、前記ブラスト処理が用いるブラスト粒子はホワイトアランダム、カーボランダム又はショットである。
本実施形態の一つの実施例において、前記ブラスト処理で用いるブラスト粒子は３００〜３５０メッシュのホワイトアランダムであり、ブラスト圧力は３〜４ｂａｒであり、前記ブラスト処理を実施するブラスト装置３１のノズルの直径は８ｍｍである。
本実施形態の一つの実施例において、前記ステップｃは、前記チップ層における、前記くり抜き領域に対応する部分が除去されるよう、前記チップモジュール上面の、前記くり抜き領域に対応する部分へ腐食剤を噴射することを含む。
前記腐食剤の成分は、チップ層の成分とＵＶインクの種類に応じて決定されるべきで、即ち、選択した腐食剤は前記チップ層を効果的に腐食させるが、前記ＵＶインク保護膜を腐食させることはできないと理解すべきである。
本実施形態の一つの実施例において、前記ステップｃの後に、前記透光処理方法は、前記チップモジュール上に形成された前記ＵＶインク保護膜を剥がすために前記チップモジュールを化学洗浄することをさらに含む。
本実施形態の一つの実施例において、前記ＵＶインク保護膜を剥がすために用いられる化学洗浄試薬は、濃度が０．３％〜０．５％のＫＯＨ又はＮａＯＨ溶液であり、前記ＵＶインク保護膜を剥がす剥離時間は１２０〜１３０秒である。
本実施形態の一つの実施例において、前記チップモジュール上に形成された前記ＵＶインク保護膜を剥がすために前記チップモジュールを化学洗浄する前記ステップは、洗浄と剥離を経た前記チップモジュールに対してシーズニングを行うことを含む。
本実施形態の一つの実施例において、前記ステップｂは、光強度が８００ｍＪ／ｃｍ２〜１５００ｍＪ／ｃｍ２のＵＶ光を用いて前記ＵＶインク（ＵＶインク層）を硬化させ、硬化時間は３０秒〜９０秒であることを含む。また、任意で、ＵＶ光の光源とＵＶインク層の上面との間の距離を１ｍｍ〜２００ｍｍとし、好ましくは５ｍｍ〜１００ｍｍである。
本実施形態の一つの実施例において、前記ステップａは、スクリーン印刷技術を用い、ポリエステルスクリーンをスクリーン版とし、一回の印刷成形により、前記ＵＶインクのパターンを印刷し、印刷された前記ＵＶインクのパターンの厚さは６０μｍ〜７０μｍであることを含む。
本実施形態の一つの実施例において、前記ステップａの前に、前記方法は、ＣＣＤ画像位置決め装置を用いて前記スクリーン版と前記チップモジュールの相対位置を位置決めすることをさらに含む。
本実施形態の一つの実施例において、ＵＶインク保護膜を洗浄及び剥離した後、得られたチップモジュールを封止し、封止されたチップモジュールの上面にバックプレートとしての透明基板を貼付けて、透光パターンを有する透光性ソーラー二重ガラスチップモジュール（例えば、ＣＩＧＳ二重ガラスモジュール）を形成する。
本実施形態で提供するソーラーチップモジュール用透光処理方法を用いて、所望の透光パターン、透光率、透光効率及び透光サイズを有する透光処理を、チップモジュール上において迅速、簡便、低コストで実施することができる。そのうち、ＵＶインクを用いてチップモジュールの上面に所定パターンを印刷し、ＵＶ光を用いて前記ＵＶインクを硬化させることで、迅速、精確にＵＶインク保護膜を形成することができ、且つ、形成された保護膜は予期せぬ優れた耐レジスト性を有し、保護膜に覆われたチップ層が除去されないよう保護することができ、製造されるソーラーチップモジュールの品質を保つことができる。ブラスト処理のような層除去方法を用いることにより、ＵＶインク保護膜及びチップ層の物理的特性と好適に連携し、チップ層におけるＵＶインク保護膜に覆われた部分を傷つけることなく、チップ層の露出部分を迅速、便利に除去することができ、且つ比較的大きなサイズ（例えば、１１９０ｍｍ×７９０ｍｍ）のチップモジュールに適用することができる。層除去されたチップモジュールを化学洗浄することにより、ＵＶインク保護膜が迅速、簡便に除去されるだけでなく、ソーラーチップモジュールの厚さ及び重量も減り、チップモジュール上に残った不純物が除去され、ソーラーチップモジュールの製品品質が保証される。
図１１では、標準ソーラーチップモジュールの模式的平面図が示され、標準ソーラーチップモジュールのチップ層１００及びチップ層の上面上のスクライブ線１０７が概略的に示されている。図１２では、本願の各実施形態で製造されるソーラーチップモジュールの模式的平面図が示されている。製造された透光性ソーラーチップモジュールは、整って配列された点状の透光パターン１０６を有することが見て取れる。
以上の実施形態及びそれらの例示的な／選択的な実施例は本願の原理を説明するために用いた例示に過ぎず、本願はこれに限定されない。当業者にとって、本願の精神と実質的な状況を逸脱しない範囲で種々の変形と改良が可能であり、本願の請求範囲には、それらの変形と改良も含まれる。
図面の符号の説明は以下の通りである。
１００：チップ層
１０１：透明基板
１０２：第一の層
１０３：第二の層
１０４：第三の層
１０５：ＵＶインク層
１０５’：ＵＶインク保護膜
１０６：透光パターン
１０７：スクライブ線
１０８：くり抜き領域
１０９：封止層
１１０：透明基板
１０：インク印刷手段
１１：スクリーン印刷装置
１２：ＣＣＤ画像位置決め装置
１３：材料供給台
１４：初期位置決め装置
２０：硬化手段
３０：層除去手段
３１：ブラスト装置
３２：ブラスト位置決め装置
３３：エアナイフパージ装置
４０：化学洗浄手段
５０：搬送ライン

Claims (16)

  1. ソーラーチップモジュールを処理するための透光処理システムであり、
    透明基板と、前記透明基板の上面に積層されたチップ層とを含む前記チップモジュールの上面に、紫外線（ＵＶ）インクを用いて所定パターンを印刷することで、前記チップモジュールの上面において、前記パターンに覆われた箇所にＵＶインク層を形成し、前記パターンに覆われていない箇所にくり抜き領域を形成するように構成されるインク印刷手段と、
    前記チップモジュール上に印刷された前記ＵＶインクをＵＶ光で硬化させてＵＶインク保護膜を形成するように構成される硬化手段と、
    前記透明基板の上面における、前記くり抜き領域に対応する部分を露出させるように、前記チップ層における、前記くり抜き領域に対応する部分を除去する層除去手段と、
    を含む透光処理システム。
  2. 前記透光処理システムは、前記チップモジュールが前記インク印刷手段、前記硬化手段及び前記層除去手段に順次搬送されるように構成される搬送ラインをさらに含む
    請求項１に記載の透光処理システム。
  3. 前記層除去手段は、前記チップ層における、前記くり抜き領域に対応する部分が除去されるよう、前記ＵＶインク保護膜が形成された前記チップモジュールの上面をブラスト処理するように構成されるブラスト装置を含む
    請求項１に記載の透光処理システム。
  4. 前記インク印刷手段は、ポリエステルスクリーンをスクリーン版として用いるスクリーン印刷装置を含む
    請求項１〜３のいずれか一項に記載の透光処理システム。
  5. 前記インク印刷手段は、前記スクリーン版と前記チップモジュールを位置決めするように構成される電荷結合素子（ＣＣＤ）画像位置決め装置をさらに含む
    請求項４に記載の透光処理システム。
  6. 前記チップモジュール上に形成された前記ＵＶインク保護膜を剥がすために、前記層除去手段によって処理された前記チップモジュールを化学洗浄するように構成される化学洗浄手段をさらに含む
    請求項１〜３のいずれか一項に記載の透光処理システム。
  7. ａ．透明基板と、前記透明基板の上面に積層されたチップ層とを含む前記チップモジュールの上面に、ＵＶインクを用いて所定パターンを印刷することで、前記チップモジュールの上面において、前記パターンに覆われた箇所にＵＶインク層を形成し、前記パターンに覆われていない箇所にくり抜き領域を形成するステップと、
    ｂ．前記チップモジュール上に印刷された前記ＵＶインクをＵＶ光で硬化させてＵＶインク保護膜を形成するステップと、
    ｃ．前記透明基板における、前記くり抜き領域に対応する部分を露出させるように、前記チップ層における、前記くり抜き領域に対応する部分を除去するステップと、
    を含むソーラーチップモジュールに用いられる透光処理方法。
  8. 前記ステップｃは、前記チップ層における、前記くり抜き領域に対応する部分が除去されるよう、前記ＵＶインク保護膜が形成された前記チップモジュールの上面をブラスト処理することを含む
    請求項７に記載の透光処理方法。
  9. 前記ブラスト処理で用いるブラスト粒子は３００〜５００メッシュのホワイトアランダムであり、ブラスト圧力は３〜４バールであり、前記ブラスト処理を実施するブラスト装置のノズルの直径は８ｍｍである
    請求項８に記載の透光処理方法。
  10. 前記ステップａは、スクリーン印刷技術を用い、ポリエステルスクリーンをスクリーン版とし、一回の印刷成形により、前記ＵＶインクのパターンを印刷し、印刷された前記ＵＶインクのパターンの厚さは６０〜７０μｍであることを含む
    請求項７〜９のいずれか一項に記載の透光処理方法。
  11. 前記ステップａの前に、ＣＣＤ画像位置決め装置を用いて前記スクリーン版と前記チップモジュールを位置決めすることをさらに含む
    請求項１０に記載の透光処理方法。
  12. 前記ステップｃの後に、前記チップモジュール上に形成された前記ＵＶインク保護膜を剥がすために前記チップモジュールを化学洗浄することをさらに含む
    請求項７〜９のいずれか一項に記載の透光処理方法。
  13. 前記ＵＶインク保護膜を剥がすために用いられる化学洗浄試薬は、濃度が０．３％〜０．５％のＫＯＨ又は０．３％〜０．５％のＮａＯＨ溶液であり、前記ＵＶインク保護膜を剥がす剥離時間は１２０秒〜１３０秒である
    請求項１２に記載の透光処理方法。
  14. 前記ステップｂは、光強度を８００ｍＪ／ｃｍ２〜１５００ｍＪ／ｃｍ２とするＵＶ光を用いて前記ＵＶインクを硬化させ、硬化時間は３０秒〜９０秒であることを含む
    請求項７〜９のいずれか一項に記載の透光処理方法。
  15. 前記ステップａは、スクリーン印刷技術を用い、ポリエステルスクリーンをスクリーン版とし、一回の印刷成形により、前記ＵＶインクのパターンを印刷し、印刷された前記ＵＶインクのパターンの厚さは３０〜６０μｍであることを含む
    請求項７に記載の透光処理方法。
  16. 前記ステップｃは、前記チップ層における、前記くり抜き領域に対応する部分が除去されるよう、前記チップモジュール上面の前記くり抜き領域に対応する部分へ腐食剤を噴射することを含む
    請求項７に記載の透光処理方法。
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