JP4035958B2 - 太陽電池パネルの接着方法および太陽電池パネル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば人工衛星などに搭載される太陽電池パネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は太陽電池の構成を示す図であり、１は太陽電池、２は接着剤、３はハニカムパネルである。
太陽電池１は、０．１〜０．５mm程度の厚さの非常に薄いものであり、大きさは２０〜１１０mm角程度の板状のものである。太陽電池１は接着剤２により太陽電池パネルの１部分を構成した外皮がＣＦＲＰのアルミを素材にしたハニカムパネル３の上面に接着される。
【０００３】
図９は太陽電池をハニカムパネルへの実装形態を示す図であり、１、３は図８と同じものである。
太陽電池１は太陽電池パネルの１部分を構成するハニカムパネル３の上面に接着され、隣接する太陽電池１との間隔が０．１ｍｍ〜１ｍｍで配置して製作される。
【０００４】
図１０は従来のメタルマスクの構成を示す図でり、４はメタルマスク、５は開口部、６は枠体である。
太陽電池１はハニカムパネル３上に、１〜０．１mm程度の間隔でタイル状に（衛星規模により数枚〜数千枚）配置される。又、接着剤２として、例えばシリコン系接着剤等を使用し、０．０５〜０．５mm程度の接着層の厚さで太陽電池１を接着する。
【０００５】
接着剤を一定の厚さで塗布する為のメタルマスク４があり、接着剤２の目標とする接着層の厚さと同等の厚さを有するステンレス製板材に対してエッチング又はレーザ加工を行い、開口部５を形成したメタルマスクの周囲を、枠体６で囲んで成形したものである。このメタルマスクを使用し、接着剤をスキージにより塗布することにより、マスクの厚さと同等の接着剤塗布厚を得る。
【０００６】
この時の接着層の厚さは、接着強度を保つとともに放熱のため接着面積を一定にする必要がある。さらに、太陽電池の性能低下防止のため、太陽電池表面への接着剤の付着はあってはならない。又、コネクタへの接着剤のはみ出しはストレスリリーフ上あってはならない。
【０００７】
図１１は従来のメタルマスクの構成について示した図であり、７は塗布台、８は接着剤の突起であり、１、２は図８と同じものであり、５は図１０と同じものである。
塗布台７の上に置いた太陽電池１にマスク開口部５に接着剤をスキージ塗布する。次に、メタルマスクを取り外す工程において、マスク開口部５の外形形状に沿った形で、接着剤の突起が発生する。
【０００８】
この太陽電池を、例えばフイルム、ＣＦＲＰ板、ＣＦＲＰハニカムパネル等に貼りつける場合、従来の接着方法を以下に示す。
【０００９】
図１２は従来のメタルマスク接着方法により、太陽電池をパネルに貼り付けた状態を示す図であり、９は気泡であり、１〜３は図８と同じものである。
接着時に突起部分が先に太陽電池パネル面と接触し気泡９を閉じ込めてしまう。その後加圧しても気泡の逃げ場がない為、比較的大きな気泡（５ｍｍ以上）が発生することになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
太陽電池にマスク開口部に接着剤をスキージ塗布してメタルマスクを取り外す工程において、マスク開口部の外形形状に沿った形で、接着剤の突起が先に太陽電池パネル面と接触し気泡を閉じ込めてしまい、その後加圧しても気泡の逃げ場がない為、比較的大きな気泡（５ｍｍ以上）が発生することになり、接着面積の減少による放熱性の低下、真空中における気泡の膨張による太陽電池の破損などにつながっていた。
【００１１】
この発明は上記の課題を解決する為になされたものであり、人工衛星搭載用の太陽電池などを接着し、気泡の混入を抑止するとともに、接着剤のはみ出しを抑え、さらに一定の接着厚を確保し、人工衛星の太陽電池パネルなどの被接着物に安定した接着性を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１の発明による接着方法は、複数枚の太陽電池をハニカムパネルに接着して太陽電池パネルを製造する方法において、 連結された複数枚の太陽電池で、太陽電池毎に、太陽電池のＸ方向の中心で、かつ太陽電池のＹ方向での中心線に線対称な２点から成る塗布部Ａと、上記太陽電池の四隅と上記塗布部Ａとの間で、上記太陽電池の中心点に点対称な４点から成る塗布部Ｂに接着剤をディスペンサーで塗布する第１の工程と、前記第一の工程で接着剤を塗布された太陽電池の表面上を反転させてハニカムパネルの上に配置する第２の工程と、前記第２の工程でハニカムパネルの上面に配設された太陽電池の上からクッションを介した加圧重りを用いて太陽電池毎に単独に加圧する第３の工程と、を具備したものである。
【００１４】
第２の発明による接着方法は、請求項３記載の塗布部の中心座標は、塗布部ＡのＹ座標は太陽電池の接着エリアの中心線上にあり、Ｘ座標は接着エリアの中心線を対象にした２点であり、塗布部Ｂは太陽電池の接着エリアを縮小した４角形の４角を中心とすることを特徴とする太陽電池パネルを接着したものである。
【００１５】
第３の発明による接着方法は、請求項３記載の塗布部一点当たりの接着剤塗布量において、塗布部Ａの接着剤塗布量が塗布部Ｂの接着剤塗布量より、多く塗布するようにしたことを特徴とする太陽電池パネルの接着方法。
【００１６】
第４の発明による接着方法は、請求項２〜請求項５記載のディスペンサーの塗布に使用する接着剤の粘度は２６０００ＣＰＳ以下を使用することとしたことを特徴とする太陽電池の接着方法。
【００１８】
第５の発明による太陽電池パネルは、上記の太陽電池パネルの接着方法により製造することを特徴とする太陽電池パネル。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１におけるディスペンサー塗布による太陽電池の塗布パターンを示す図であり、１０は塗布部Ａ、１１は塗布部Ｂであり、１は図８と同じものである。図１（ａ）は、塗布の斜線図、図１（ｂ）は断面図を示す。
【００２０】
複数枚の太陽電池１をハニカムパネル３に接着して太陽電池パネルを製造する方法において、複数枚の太陽電池の表面上に、中心部が塗布部Ａ１０で四隅の接着剤は塗布部Ｂ１１の接着剤を塗布する工程と、前記工程で接着剤を塗布された太陽電池パネルの表面上を反転させてハニカムパネル３の上に配置する工程と、前記工程でハニカムパネル３の上面に配設された太陽電池パネルの裏面を上方にした上から加圧するものである。
【００２１】
ディスペンサー塗布による塗布パターンは、６ポイント滴下塗布し、実例の塗布量を表示すると、中心部の塗布部Ａ１０は７０ｍｇを２ポイント滴下し、四隅の接着剤は中心部より塗布部が少ない塗布部Ｂ１１は２０ｍｇを４ポイント滴下して、太陽電池１当たり２２０ｍｇを塗布する。
【００２２】
図１において、外形寸法の長さが３６ｍｍ（Ｘ方向）、６９ｍｍ（Ｙ方向）の太陽電池１の例における概略寸法関係を図示している。
太陽電池１のＹ方向中心線は塗布部Ａ１０のＹ座標上にあり、太陽電池１のＸ方向中心線は接着エリアのＸ方向の中心線であるＸ座標上にある。
塗布部Ａ１０は太陽電池１のＸ方向の中心で、Ｙ方向に中心から対象な２点を中心にした２ポイントで接着し、塗布部Ｂ１１は太陽電池の接着エリアを縮小した４角形の４角を中心とした４ポイントで太陽電池１を接着するものである。
【００２３】
この接着方法は、塗布部一点当たりの接着剤塗布量において、塗布部Ａの接着剤塗布量が塗布部Ｂの接着剤塗布量より、多く塗布するようにしても良い。
【００２４】
以上のディスペンサーの塗布に使用する接着剤の粘度は２６０００ＣＰＳ以下を使用することとしても良い。
【００２５】
図２は太陽電池にディスペンサーにより接着剤の供給を示した図であり、１２は注射器であり、１、２は図８と同じものである。
太陽電池１を１１００mm×２００mm程度に並べ、接着剤２を注射器１２に注入して塗布することにより、太陽電池１枚毎に接着剤を図１の塗布パターンに示すように太陽電池パネルを接着する。
【００２６】
図３は接着剤の塗布後の広がり方を説明する図であり、１は図８と同じ、１０、１１は図１同じである。
太陽電池１の上に塗布された塗布部Ａ１０と塗布部Ｂ１１の高さは塗布直後には接着剤が山状に高くなっているものが、大気放置１分から３０分すると接着剤の山の高さが低くなり、接着剤が周辺へと広がる。
【００２７】
その後、接着剤が塗布された太陽電池を反転し接着面が下側になるようにする。次に、太陽電池を被接着物であるハニカムパネル３の接着位置へ移動し、所定の接着位置に載せる。この時の状態の拡大図を図４に示す。
【００２８】
図４はハニカムパネル上の太陽電池をスポンジ付きおもりで加圧する方法を説明する図であり、１３はスポンジ付きおもりであり、１、３は図１と同じものである。
【００２９】
ハニカムパネル３の上に配置される複数の太陽電池１上にスポンジ付きのおもり１３を載せ、所定の圧力で加圧する。この時の加圧おもりは、隣接する太陽電池１からの力の影響を受けることが小さくて済むように、太陽電池１一枚に対し、おもりを１個載せる構造とし、接着剤の広がりに差異が生じないものとする。
【００３０】
図５はこの発明の実施の形態１による太陽電池の接着工程を説明する図である。
先ず、作業は太陽電池１をステップS１により、太陽電池パネルを塗布台上へセットする。次に図２のようにステップS２により、ディスペンサーにより接着剤を太陽電池上に滴下する。そして、回転治具等を使用して、ステップS３で太陽電池パネルを反転する。
さらに、図４のように、ステップS４で太陽電池をハニカムパネル上の太陽電池貼付け位置に貼り付ける。そして、最後にステップS５で太陽電池上にクッション付きおもりで加圧する。
【００３１】
図６は接着剤の広がり方を説明する図であり、１は図８と同じ、１０、１１は図１同じである。
図６に示すように、接着剤は第一段階で、塗布部Ａ１０の２ポイントがハニカムパネルに接触し接着剤を押し広げる。
この時、接着剤はゆっくり押し広がるため、気泡の巻き込みはない。
【００３２】
次に、第二段階で塗布部Ｂ１１の太陽電池四隅の４ポイントがハニカムパネルと接触し、接着剤を押し広げる。
この時、接着剤はゆっくり押し広がるため、内在する気泡がない。
最終的には、第三段階に示す図になり、内含する気泡がなく接着が可能である。
【００３３】
また、本接着工程は、太陽電池１の設置や接着剤の塗布並びに移載に対し、マニュピレータを用いたり、加圧に加圧ヘッド、ウオータヘッドを用いるなど、適宜自動化して行っても良いことは言うまでもない。
【００３４】
図７は従来の接着方法のメタルマスクと、実施の形態１の塗布方法との比較対照図である。
図７において、ディスペンサーを用いた接着方法と、従来のメタルマスクを用いた接着方法と、この実施の形態の接着方法との、接着状態および作業性に関する対比図を示す。
【００３５】
この実施の形態の接着方法は従来の接着方法と比べて、接着面積が大きくかつ接着層内に内在する気泡もほぼ見られず優れた接着方法を提供するものである。特に、この接着方法を用いて、接着層内の気泡が抑制されるため、この気泡の内在による熱伝導率の低下、及び真空中における気泡の膨張による太陽電池破損などによって発生する信頼性の低下を防止できる。
【００３６】
また、保守面においても、メタルマスクを使用しないことから、メタルの清掃費用は不要であり、コスト低減が可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上述べたように、太陽電池を被接着物へ接着する際の接着層の気泡を抑制することにより、この気泡による熱伝達率の低下及び真空中における気泡の膨張による放熱特性の劣化を防止で、保守面からも、メタルマスクの摩耗等による交換が不要になるので費用低減が可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による太陽電池の塗布パターンを示す図である。
【図２】 太陽電池にディスペンサーにより接着剤の供給を示した図である。
【図３】 接着剤の塗布後の広がり方を説明する図である。
【図４】 ハニカムパネル上の太陽電池をスポンジ付きおもりで加圧する方法を説明する図である。
【図５】 この発明の実施の形態１による太陽電池の接着工程を説明する図である。
【図６】 接着剤の広がり方を説明する図である。
【図７】 従来の接着方法のメタルマスクと、実施の形態１の塗布方法との比較対照図である。
【図８】 太陽電池の構成を示す図である。
【図９】 太陽電池をハニカムパネルへの実装形態を示す図である。
【図１０】 従来のメタルマスクの構成を示す図である。
【図１１】 従来のメタルマスク接着方法における問題点について示す図である。
【図１２】 従来のメタルマスク接着方法により、太陽電池をパネルに貼り付けた状態を示す図である。
【符号の説明】
１ 太陽電池、 ２ 接着剤、 ３ ハニカムパネル、 ４ メタルマスク、５ 開口部、 ６ 枠体、 ７ 塗布台、 ８ 突起、 ９ 気泡、 １０ 塗布部Ａ、 １１ 塗布部Ｂ、 １２ 注射器、 １３ スポンジ付きおもり

Claims (5)

1. 複数枚の太陽電池をハニカムパネルに接着して太陽電池パネルを製造する方法において、
   連結された複数枚の太陽電池で、太陽電池毎に、太陽電池のＸ方向の中心で、かつ太陽電池のＹ方向での中心線に線対称な２点から成る塗布部Ａと、上記太陽電池の四隅と上記塗布部Ａとの間で、上記太陽電池の中心点に点対称な４点から成る塗布部Ｂに接着剤をディスペンサーで塗布する第１の工程と、
   前記第一の工程で接着剤を塗布された太陽電池の表面上を反転させてハニカムパネルの上に配置する第２の工程と、
   前記第２の工程でハニカムパネルの上面に配設された太陽電池の上からクッションを介した加圧重りを用いて太陽電池毎に単独に加圧する第３の工程と、
   を具備したことを特徴とする太陽電池パネルの接着方法。
2. 請求項１記載の塗布部の中心座標は、塗布部ＡのＹ座標は太陽電池の接着エリアの中心線上にあり、Ｘ座標は接着エリアの中心線を対象にした２点であり、塗布部Ｂは太陽電池の接着エリアを縮小した４角形の４角を中心とすることを特徴とする太陽電池パネルの接着方法。
3. 請求項１記載の塗布部一点当たりの接着剤塗布量において、塗布部Ａの接着剤塗布量が塗布部Ｂの接着剤塗布量より、多く塗布するようにしたことを特徴とする太陽電池パネルの接着方法。
4. 請求項１〜請求項３記載のディスペンサーの塗布に使用する接着剤の粘度は２６０００ＣＰＳ以下を使用することとしたことを特徴とする太陽電池の接着方法。
5. 請求項１〜請求項４記載の太陽電池パネルの接着方法により製造することを特徴とする太陽電池パネル。

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