JP3174531B2 - 太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数個の太陽電池
素子を、封止層を介して表面部材と裏面部材との間に挟
持する太陽電池モジュールの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、太陽電池モジュールの製造方法と
しては、一般に、真空熱圧着方式により、複数個の太陽
電池素子を、封止層を介して表面部材と裏面部材との間
に挟持している。

【０００３】そして、前記真空熱圧着の際に太陽電池モ
ジュール内に気泡の残留が生じないように、表面部材の
裏面をピラミッド状にしたり、エチレンビニルアセテー
ト（ＥＶＡ）からなる封止材の表面にエンボス加工によ
り凹凸を形成している。

【０００４】ところで、最近、太陽電池モジュールの難
燃化を目的として封止材に難燃性に優れるシリコーンゴ
ムを使用することが注目され始めている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の前記太陽電池モ
ジュールの製造方法において、封止材にシリコーンゴム
等の粘着性のある材料を用いて真空熱圧着した場合、太
陽電池素子と両面の封止材，両封止材と表面部材及び裏
面部材が粘着し、それぞれの界面に空気が閉じ込めら
れ、気泡の残留が生じ、太陽電池モジュールの外観が損
われ、さらに、気泡の残留部分から剥離しやすく、ま
た、この部分から水分，湿気等が進入しやすくなるた
め、信頼性が低下するという問題点がある。

【０００６】本発明は、前記の点に留意し、封止材にシ
リコーンゴム等の粘着性のある材料を用いた場合でも、
太陽電池素子と両面の封止材，両封止材と表面部材及び
裏面部材との界面に気泡の残留をなくし、外観を良好に
することができるとともに、各界面における剥離及び水
分，湿気等の進入を防止し、信頼性を向上することがで
きる太陽電池モジュールの製造方法を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、裏面部
材と，複数個のあなが形成された，粘着性を有する裏面
側封止材と，複数個の太陽電池素子と，複数個のあなが
形成された，粘着性を有する表面側透明封止材と，表面
部材とを積層する積層工程と、積層された積層部材を加
熱する加熱工程と、この加熱工程の加熱後，前記各太陽
電池素子を，前記両封止材を介して前記表面部材と前記
裏面部材との間に加圧して挟持する加圧工程とを備え、
前記あなは、貫通したもの或いは底部が閉塞されたもの
である。

【０００８】したがって、加圧工程の際、太陽電池素子
と両面の封止材，両封止材と表面部材及び裏面部材との
界面に、両封止材が素子，裏面部材及び表面部材に粘着
することで閉じ込められた空気が、貫通したあなの場合
は両封止材のあなを通じて脱気し、底部が閉塞されたあ
なの場合は、上下の圧力差により底部が破壊されて貫通
口となり、その貫通口を通じて脱気し、気泡の残留のな
い外観の良好な太陽電池モジュールを製造することがで
き、さらに、各界面における剥離及び水分，湿気等の進
入を防止することができ、信頼性を向上することができ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】実施の１形態につき、分解斜視図
の図１Ａ，Ａの一部の拡大斜視図の同Ｂ及びパッシベー
ション装置の概略切断正面図の図２を参照して説明す
る。それらの図において、１は強化ガラスからなる表面
部材、２はシリコーンゴムからなる表面側透明封止材で
あり、難燃性及び粘着性を有し、表面部材１の裏面に設
けられている。３は表面側透明封止材２に形成された断
面円形の複数個の貫通したあなであり、同一の径のあな
３が碁盤の目のように等間隔に均一に形成されている。

【００１０】４は表面側透明封止材２の裏面に設けられ
た複数個の太陽電池素子、５は各素子４の背面に設けら
れたシリコーンゴム等からなる透明または不透明の裏面
側封止材であり、裏面側封止材５に複数個の貫通したあ
な３が等間隔に均一に形成されている。６は裏面部材で
あり、ポリビニルフロライド／アルミニウム／ポリビニ
ルフロライド（ＰＶＦ／Ａｌ／ＰＶＦ）からなり、裏面
側封止材５の裏面に設けられている。７は積層部材であ
り、表面部材１，表面側透明封止材２，素子４，裏面側
封止材５，裏面部材６が積層されて形成されている。

【００１１】つぎに真空熱圧着方式による製造方法につ
いて図２を参照して説明する。同図において、８は下筐
体、９は下筐体８に設けられ，ヒータ１０を内装した熱
板、１１はＯリング１２を介して下筐体８に気密に着脱
自在に取り付けられる上筐体、１３は上筐体１１に設け
られたダイヤフラムであり、下筐体８と上筐体１１とに
より形成される空間を、下室１４と上室１５とに仕切っ
ている。

【００１２】１６は真空ポンプ、１７は真空ポンプ１６
に接続され，下室１４に連通した下室パイプ、１８は真
空ポンプ１６に真空弁１９を介して接続され，上室１５
に連通した上室パイブ、２０は一端が大気に開口し，大
気弁２１を介して他端が上室１５に連通した大気パイプ
である。

【００１３】そして、熱板９の上面に、表面部材１を下
にした状態で積層部材７を載置し、下筐体８にＯリング
１２を介して上筐体１１を気密に取り付け、大気パイプ
２０の大気弁２１を閉じ、上室パイプ１８の真空弁１９
を開き、真空ポンプ１６を作動して上室パイプ１８及び
下室パイプ１７を通し、上室１５及び下室１４を真空状
態にする。

【００１４】つぎに、熱板９のヒータ１０に通電して積
層部材７を加熱し、加熱後、上室パイプ１８の真空弁１
９を閉じ、大気パイプ２０の大気弁２１を開いて上室１
５を大気圧にする。この上室１５の大気圧による上室１
５と下室１４との圧力差により、ダイヤフラム１３がた
わみ、積層部材７を押圧し、積層部材７の素子４が、両
封止材２，５を介して表面部材１と裏面部材６との間に
加圧されて挟持される。

【００１５】この時、素子４と両面の封止材２，５，両
封止材２，５と表面部材１及び裏面部材６との界面に、
両封止材２，５が素子４，表面部材１及び裏面部材６に
粘着することで閉じ込められた空気が、両封止材２，５
の各あな３を通じて脱気される。

【００１６】つぎに、熱処理を行い、両封止材２，５の
シリコーンゴムを安定化し、気泡の残留のない外観の良
好な難燃性の太陽電池モジュールが完成する。

【００１７】なお、前記形態の場合、表面部材１に強化
ガラス，両封止材２，５にシリコーンゴム，裏面部材６
にＰＶＦ／Ａｌ／ＰＶＦを用いたが、表面部材１に透光
性樹脂，例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ），アクリル，ポリカーボネート，耐候性材料のポリ
ビニルフロライド（ＰＶＦ），エチレンテラフロロエチ
レン（ＥＴＦＥ）等、両封止材２，５にＥＶＡ，ポリビ
ニルブチラール（ＰＶＢ）、裏面部材６に金属材その他
の耐候性材料でも構わない。

【００１８】（実施例）つぎに実施例について説明す
る。両封止材の貫通したあなが１mm² 程度で５mm間隔、
積層部材７が１ｍ×５０cm角、パッシベーション装置の
真空度が１Ｔｏｒｒ以下、加熱，圧着が１１０℃，５分
間程度、熱処理が１５０℃，４０分間程度の場合、気泡
の残留のない外観の良好な太陽電池モジュールを製造す
ることができた。

【００１９】また、あなが、１mm² 程度で２．５mm間隔
の場合及び０．０５mmφ〜１．０mmφで３mm〜１０mm間
隔の場合も、前記と同様、気泡の残留が認められなかっ
た。

【００２０】ところで、あなの大きさは封止材の可塑性
を考慮する必要があり、可塑性が少ない場合に１００mm
² 程度のあなを形成すると、あなを埋めきれないため、
そこが逆に気泡（この場合は真空）として残留すること
になる。

【００２１】また、あなの間隔が大き過ぎると、小さな
面積に閉じ込められた空気が脱気しきれない。

【００２２】従って、あなの面積は５．０×１０^-3mm²
〜１．０×１０² mm² 、あなの周縁と周縁との間隔が
５．０×１０^-1mm〜５．０×１０¹ mmであることが望ま
しい。

【００２３】また、図３Ａに示すように、封止材２，５
に底部２２を有するあな２３を形成するようにしてもよ
く、この場合、あな２３の開口部を素子４側に、底部２
２を表面部材１及び裏面部材６側に位置させて積層す
る。

【００２４】そして、真空熱圧着時、下室１４の真空
と、両封止材２，５が素子４，表面部材１及び裏面部材
６に粘着することで閉じ込められた空気の大気圧との圧
力差によりあな２３の底部２２が破壊されて貫通し、前
記空気があな２３を通して脱気される。

【００２５】ところで、あな２３の底部２２の厚みが厚
いと、真空と大気圧との圧力差が生じても、あな２３の
底部２２が破壊されず、塞がったままとなり、脱気不能
になってしまう。従って、あなの底部の厚みは５．０×
１０^-1mm以下であることが望ましい。

【００２６】つぎに、あなの形状は図３Ｂに示すよう
に、断面四角形の貫通したあな２４であってもよく、ま
た、図３Ｃに示すように、断面三角形で末広がりの貫通
したあな２５であってもよく、あなの形状は必ずしも図
示の形状である必要はなく、さらに、あなは、底部が閉
塞されたものであってもよい。

【００２７】（比較例）前記実施例において、あなが形
成されていないシリコーンゴムからなる封止材を用いて
太陽電池モジュールを製造した場合、大きさが１０cm×
１０cm角で、１cm² 程度の気泡が１〜５個程度残留し、
１ｍ×５０cm角で、１cm² 〜１０cm² 程度の気泡が５〜
５０個程度残留した。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、つぎに記載する効果を奏する。本発明の太
陽電池モジュールの製造方法は、積層工程により、裏面
部材６と，複数個のあなが形成された，粘着性を有する
裏面側封止材５と，複数個の太陽電池素子４と，複数個
のあなが形成された，粘着性を有する表面側透明封止材
２と，表面部材１とを積層し、加熱工程により、積層さ
れた積層部材７を加熱し、この加熱工程の加熱後、加圧
工程により、各太陽電池素子４を，両封止材２，５を介
して表面部材１と裏面部材６との間に加圧して挟持する
ようにしたため、加圧工程の際、素子４と両面の封止材
２，５，両封止材２，５と表面部材１及び裏面部材６と
の界面に、両封止材２，５が素子４，裏面部材６及び表
面部材１に粘着することで閉じ込められた空気が、貫通
したあなの場合は両封止材２，５のあなを通じて脱気
し、底部が閉塞されたあなの場合は上下の圧力差により
底部が破壊されて貫通口となり、その貫通口を通じて脱
気し、気泡の残留のない外観の良好な太陽電池モジュー
ルを製造することができ、さらに、各界面における剥離
及び水分，湿気等の進入を防止することができ、信頼性
を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ａは本発明の実施の１形態の分解斜視図、Ｂは
Ａの封止材の一部の拡大斜視図である。

【図２】パッシベーション装置の概略切断正面図であ
る。

【図３】Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ図１の封止材の変形例の
拡大図を示し、Ａは断面図、Ｂ，Ｃは斜視図である。

【符号の説明】

１ 表面部材 ２ 表面側透明封止材 ３ あな ４ 太陽電池素子 ５ 裏面側封止材 ６ 裏面部材 ７ 積層部材 ２３ あな ２４ あな ２５ あな

フロントページの続き (72)発明者 邑田 健治 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 八木 啓吏 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 内橋 健二 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 藤原 隆 兵庫県尼崎市浜１丁目１番１号 株式会 社クボタ技術開発研究所内 (72)発明者 山川 洋 兵庫県尼崎市浜１丁目１番１号 株式会 社クボタ技術開発研究所内 (72)発明者 伊藤 孝司 滋賀県甲賀郡甲西町高松２番地１ 株式 会社クボタ滋賀工場内 (72)発明者 大本 誠司 滋賀県甲賀郡甲西町高松２番地１ 株式 会社クボタ滋賀工場内 (72)発明者 犬山 昌彦 滋賀県甲賀郡甲西町高松２番地１ 株式 会社クボタ滋賀工場内 (56)参考文献 特開 平３−49941（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−248568（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−161345（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−89165（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−87161（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 31/04 - 31/078

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 裏面部材と，複数個のあなが形成された
   裏面側封止材と，複数個の太陽電池素子と，複数個のあ
   なが形成された表面側透明封止材と，表面部材とを積層
   する積層工程と、 積層された積層部材を加熱する加熱工程と、 この加熱工程の加熱後，前記各太陽電池素子を，前記両
   封止材を介して前記表面部材と前記裏面部材との間に加
   圧して挟持する加圧工程とを備えたことを特徴とする太
   陽電池モジュールの製造方法。
2. 【請求項２】 裏面側封止材及び表面側透明封止材が粘
   着性を有することを特徴とする請求項１記載の太陽電池
   モジュールの製造方法。
3. 【請求項３】 裏面側封止材及び表面側透明封止材に形
   成された複数個のあなが貫通されていることを特徴とす
   る請求項１又は２記載の太陽電池モジュールの製造方
   法。