JP3173738U - 真空式太陽電池モジュールラミネート装置 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池モジュールの辺縁に気泡を生じさせない真空式太陽電池モジュールラミネート装置を提供する。
【解決手段】本真空式太陽電池モジュールラミネート装置は、１台のメインラミネート装置７とメインラミネート装置の後部に設けられている少なくとも１台のサブラミネート装置６を備えている。当該サブラミネート装置の構造は、従来のメインラミネート装置の構造を採用しても良い。本真空式太陽電池モジュールラミネート装置を用いて太陽電池モジュールをラミネートすれば、太陽電池モジュールの辺縁に気泡を生じることはなく、太陽電池モジュールの品質及び良品率を向上させる。
【選択図】図６

Description

本考案は、真空式太陽電池モジュールラミネート装置に関する。

現在、真空式太陽電池モジュールラミネート装置の基本構造は、素材搬入部、ラミネート部、及び加工品搬出部を順次連結して構成され、必要に応じて予熱部及び／或は冷却部が増設される。真空ラミネート工程は、ラミネート部において行われる。現行の太陽電池モジュールは、主に、ガラスと柔軟性裏面材とにより封止されている普通の太陽電池モジュールと、ガラスと硬性裏面材とにより封止されている特殊の太陽電池モジュールとがある。硬性裏面材は、主にガラス、セラミックス、ポリスチロールのプレス成形板などが含まれる。また、このような特殊の太陽電池モジュールは、主に結晶シリコン太陽電池モジュールと非結晶シリコン太陽電池モジュールとの二種類に分けられる。結晶シリコン太陽電池モジュールは、上面層のガラス、下面層の硬性裏面材及び中間層のシリコン電池素子により構成され、前記三者は熱溶融接着剤により接着される。非結晶シリコン太陽電池モジュールは、主に二種類の構造が用いられる。その一つは非結晶シリコン電池素子及び硬性裏面材により構成され、前記二者は熱溶融接着剤により接着される。もう一つは、上面層のガラス、下面層の硬性裏面材及び中間層の非シリコン電池素子により構成され、前記三者は熱溶融接着剤により接着される。硬性裏面材は、主にガラス板を採用するが、セラミックなどの硬質板を採用しても良い。太陽電池モジュールは、メインラミネート部によりラミネートされる際に、電池素子及びガラスを接着させる熱溶融接着剤が熔融され、太陽電池モジュールのエッジ部分にあった熱溶融接着剤が太陽電池モジュールの外部に流出する。よって、太陽電池モジュールのエッジ部分の熱溶融接着剤量が減少する。真空圧力の作用により、上層のガラスのエッジ部分が下方に彎曲する。ラミネートが完了すると、太陽電池モジュールに加えた圧力が除去され、上層のガラスの彎曲したエッジ部分は自身の回復弾性力により元の形状に回復する。よって、樹脂液体には外向きの引張力Ｆが作用する。さらに、太陽電池モジュールは冷却される工程においても、ガラスの外側の降温速度は内部より速いので、上下二層のガラスは温度が高くなると膨れ、温度が低くなると縮むという原理によって、ガラス外表面の収縮速度はガラス内表面の収縮速度より早くなり、ガラスのエッジ部分に外向きの収縮力が発生し、よって、熱溶融接着剤には外向きの引張力Ｆが作用する。前記二種類の引張力Ｆの作用によって、太陽電池モジュールのエッジ部分にあった熱溶融接着剤は外側で剥離し気体を侵入させ、太陽電池モジュール周辺に気泡が発生し、太陽電池モジュールの合格率と品質を低下させます。

特開平１１−２０４８１１ 特開２００４−２３８１９６ 特許−４３５４０２９

本考案の目的は、既存技術の太陽電池モジュールラミネート装置が太陽電池モジュールをラミネートした後の温度降下と圧力降下の過程でガラスの外側の元の形状への回復と湾曲が熱溶融接着剤に引張力を発生させ気体が熱溶融接着剤内に侵入するという問題を解決し、太陽電池モジュールの周囲に気泡の発生が無い、太陽電池モジュールをラミネートする真空式太陽電池モジュールラミネート装置を提供し、それによって太陽電池モジュールの品質を高めることである。

本考案の目的を達成するための第１の考案は、１種の真空式太陽電池モジュールのラミネート装置であって、メインラミネート装置およびその後に設けた少なくとも１台のサブラミネート装置を含むことを特徴としている。

第２の考案は、第１の考案において、所述のメインラミネート装置と各サブラミネート装置のラミネート作業台は同一の水平面に位置することを特徴としている。

本考案の構造を採用した真空式太陽電池モジュールのラミネート装置は、メインラミネート装置において太陽電池モジュールに対して高温真空で加熱加圧が終了後、太陽電池モジュールを間もなくサブラミネート装置に搬送し低温で真空加圧を行う。サブラミネート装置の真空加圧の温度は熱溶融接着剤の溶解温度より低く、冷却過程の中で、下面のガラスが外側（辺縁）への引張変形を防止し、熱溶融接着剤に対するガラス変形の引張力を無くすことができ、それによって熱溶融接着剤の剥離を防止し、気体が熱溶融接着剤の内部へ侵入することを回避することができる。その他に、たとえ太陽電池モジュールはメインラミネート装置によりサブラミネート装置に搬送される時、熱溶融接着剤内に少量の気体の侵入があっても、サブラミネート装置で低温真空加圧を行う、そのため熱溶融接着剤内の気体を排除することができて、太陽電池モジュールの辺縁には気泡がなく、太陽電池モジュールの合格率と品質を向上させることがます。

既存技術の結晶シリコン太陽電池モジュールの構造の説明図です。 既存技術のアモルファスシリコン太陽電池モジュールの構造の説明図です。 既存技術の別の一種のアモルファスシリコン太陽電池モジュールの構造の説明図です。 既存技術の太陽電池モジュールのラミネート時、熱溶融接着剤が流出しガラスが変形した情況の説明図です。 既存技術の太陽電池モジュールのラミネート時、ガラスの内側・外側の表面の冷却速度の違いによりもたらされるガラスの変形の情況の説明図です。 本考案で使用する真空式太陽電池モジュールラミネート装置の全体構造の説明図です。

図面及び実施例を参照しながら、本考案をより詳細に説明する。

図６に示すように、本考案の太陽電池モジュールのラミネート装置は既存のラミネート装置の構造に基いて、メインラミネート装置７の後に１台のサブラミネート装置６を増設している。太陽電池モジュールをメインラミネート装置上で真空高温によりラミネートした後に、サブラミネート装置上で低温真空ラミネートを行う。サブラミネート装置の構造は、既存の真空式太陽電池モジュールのラミネート装置の構造と同様とすることができる。メインラミネート装置は、サブラミネート装置の構造と同じであっても良いし異なっていても良い。ただし、真空ラミネート作業を完成することができれば良く、たとえば特許文献１、特許文献２及び特許文献３に記載のラミネート装置の構造を採用することができる。メインラミネート装置とサブラミネート装置のラミネート作業台は同一の平面とすることにより、ラミネートした太陽電池モジュールは順調に搬送される。もちろんメインラミネート装置の後に何台ものサブラミネート装置を設けることができる。

本考案の真空ラミネート方法を太陽電池モジュールに対して採用し真空ラミネートを行うことができる。本考案の真空ラミネート方法は、以下に述べる２つの工程（工程ａと工程ｂ）を含みます。工程ａは、高温真空ラミネート工程であり、工程ｂは、低温真空ラミネート工程である。

＜工程ａの説明＞
高温真空ラミネート工程中のラミネート方法は既存の真空ラミネート方法と同じであり、熱溶融接着剤の溶解温度以上の温度で太陽電池モジュールに対して真空引きした後に一定圧力下に保たれる。その真空引きの時間は、１００秒〜６００秒で、圧力は０．０３Ｍｐａ〜０．１Ｍｐａ，保圧時間は１０〜３０分である。

＜工程ｂの説明＞
低温真空ラミネート工程は、熱溶融接着剤の溶解温度以下の温度で太陽電池モジュールに対して真空引き出した後に、一定圧力下で保持される。その真空引きの時間は０分〜１０分で、圧力は０．０３Ｍｐａ〜０．１Ｍｐａ，保圧時間は３分〜３０分です。

熱溶融接着剤としてＰＶＢを選択した時、高温真空ラミネート工程の中で最適な真空ラミネート温度は１２０℃〜２００℃である。真空引き時間は１００秒〜６００秒で、圧力は０．０３Ｍｐａ〜０．１Ｍｐａ，保圧時間は１０分〜３０分である。低温真空ラミネート工程の中で最適な温度は１０℃〜から１００℃である。真空引き時間は、0分〜１０分で、圧力は０．０３Ｍｐａ〜０．１Ｍｐ，保圧時間は３分〜３０分である。

熱溶融接着剤としてＥＶＡを選択した時、高温真空ラミネート工程の中で真空ラミネートの温度は１００℃〜１８０℃である。真空引き時間は１００秒〜６００秒で、圧力は０．０３Ｍｐａ〜０．１Ｍｐａ，保圧時間は１０分〜３０分である。低温真空ラミネート工程の中で最適な温度は２０℃〜１００℃であり
，真空引き時間は０分〜１０分で、圧力は０．０３Ｍｐａ〜０．１Ｍｐａで，保圧時間は３分〜３０分である。

正常な情況では、ＥＶＡ熱溶融接着剤は６０℃〜８０ ℃の範囲内にて溶解し、ＰＶＢ熱溶融接着剤は８０℃〜９５℃の範囲内にて溶解する。本考案の真空式太陽電池モジュールのラミネート装置は太陽電池モジュールが多層のガラスを用いた情況において特に好適に使用され、その中において一面にセラミックス等の硬質材料を含む太陽電池モジュールにも好適に使用される。

太陽電池モジュールをラミネートする時、素材が前工程からメインラミネート装置のラミネート作業台上に搬送される。このメインラミネート装置で高温真空ラミネート工程を完了し、しかる後ラミネートされたモジュールはサブラミネート装置のラミネート作業台上へ搬送され低温真空ラミネート工程を完了し、しかる後に次工程に搬送される。高温真空ラミネート後に太陽電池モジュールがすぐにサブラミネート装置の中に搬送され低温真空ラミネートを行う。低温真空ラミネートの温度は熱溶融接着剤を溶解する温度より低く、冷却過程の中で下ガラスの外側へ引張変形を防止し、熱溶融接着剤の引張力Ｆに対するガラス変形を無くし、それによって熱溶融接着剤の剥離を防止し、気体が熱溶融接着剤内に侵入することを回避するこができる。その他に、たとえ太陽電池モジュールがメインラミネート装置７からサブラミネート装置６に搬送する時に、少量の気体が熱溶融接着剤内に侵入しても、サブラミネート装置上で低温真空ラミネートを行うため、そのため熱溶融接着剤内の気体は排除することができて、太陽電池モジュールの辺縁に気泡を無くし、太陽電池モジュールの合格率と品質を高めます。

１ ガラス板
２ 熱溶融接着剤
３ 硬性裏面材
４ アモルファスシリコンルコン太陽電池
５ 結晶シリコン太陽電池
６ サブラミネート装置
７ メインラミネート装置

Claims (2)

1. メインラミネート装置を備える真空式太陽電池モジュールラミネート装置であって、
   前記メインラミネート装置の後部に、少なくとも一台のサブラミネート装置を設けることを特徴とする真空式太陽電池モジュールラミネート装置。
2. 前記メインラミネート装置と前記サブラミネート装置とのそれぞれのラミネート作業台は同一水平面にあることを特徴とする請求項１に記載の真空式太陽電池モジュールラミネート装置。

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