JP4196084B2 - 太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、太陽電池モジュールの製造方法に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、太陽電池モジュールの組み立て作業において、外周フレーム部材の取付け固定を簡便に行うことのできる太陽電池モジュールの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、家屋やビル等の電力供給設備として太陽電池モジュールが用いられている。この太陽電池モジュールは、表面ガラス、太陽電池およびバックシートを接着剤によって積層一体化した太陽電気パネルの外周にフレーム部材を固定化した構造を有している。このような太陽電池パネルを製造する場合には、従来は、太陽電池パネルの周辺部に防水剤を塗布してキュアし、次いでこの太陽電池パネルを大型枠組み機に設置してフレーム部材を外周枠として取付けて組み立てていた。
【０００３】
フレーム部材は、例えば、太陽電池パネルの隣接する２辺に当接する直角フレーム部材を２本用いて外周枠とすることが一般的に行われていた。またその際には、それぞれのフレーム部材の端部を約４５°の角度にカット加工して当接させるようにもしていた。あるいはまた、1本のフレーム素材を折曲させ、枠状のフレームとして成型する太陽電池モジュールのフレーム（特許文献１）も知られている。このフレームは、太陽電池パネルの３つの角部に対応する位置に切欠部が加工形成されており、この切欠部において約９０°の角度に折り曲げて、太陽電池パネルの周囲に装着させ、フレーム端部においてネジ止めして、太陽電池モジュールのフレームとなるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平10-308522号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような太陽電池モジュールの製造方法においては、フレーム部材と太陽電池パネルとを物理的に嵌合させるため、前記のとおり大型枠組み機が必要となり、そのため枠組みの専用工程が必要となって、コストアップにつながるという問題があった。また、フレーム部材の素材も、このような大型枠組み機の取付け力（機械力）に耐え得る程度の強度を有するものに限定される。さらにまた、前記の大型枠組み機を用いてフレーム部材を取付ける場合には、太陽電池パネルの表面ガラスが破損するという危険性もあった。
【０００６】
また、特許文献１のフレームの場合には、切欠部を加工形成する必要があり、部材取りが悪く、加工費等がかかりコストアップにつながるという問題があった。さらに、特許文献１のフレームも含めて、従来のフレーム部材には、水抜き穴が設けられていないため、別途水抜き穴加工を施す必要があるという問題もあった。
【０００７】
そこで、この出願の発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであって、従来の問題点を解消し、特別な機械設備や部材加工等を必要とせず、簡便にフレーム部材を太陽電池パネルの外周に取付け固定することの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課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この出願の発明は、上記の課題を解決する手段として、表面ガラス、太陽電池およびバックシートを積層一体化した太陽電池パネルの外周にフレーム部材を固定化した太陽電池モジュールの製造方法であって、表面ガラス、太陽電池およびバックシートの各々を接着剤により仮止め固定し、この仮止めされた太陽電池パネルの各辺縁部に高温硬化型防水剤を塗布し、断面略コ字型フレーム部材の溝内に太陽電池パネルの各辺縁部をそれぞれ嵌入すると共に、フレーム部材の端縁面の切欠溝内にＬ字型結合片を嵌合することによって太陽電池モジュールの外周角部を形成するフレーム部材の端部を固定し、太陽電池パネルとその外周のフレーム部材を加熱して接着剤と防水剤を同時に硬化させるにおいて、前記Ｌ字型結合片は、フレーム部材の断面コ字型溝部の下方を開放する程度の縦幅とすることによって、太陽電池モジュールの外周フレーム部材の４カ所に水抜き用開口部を形成することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この出願の発明は上記のとおりの特徴をもつものであるが、以下、その実施の形態について詳しく説明する。
【００１１】
図１は、この発明の製造方法を例示した工程図である。この図１に例示した工程では、まず、表面ガラス(2)−接着剤(5)−複数の太陽電池(3)−接着剤(5)−バックシート(4)を積層し、これらに加熱加圧処理を行うことによって表面ガラス(1)、太陽電池(3)およびバックシート(4)を仮止め固定した太陽電池パネル(6)を製造する（工程ａ）。次いで、この仮止め太陽電池パネル(6)の縁部全周に防水剤(7)を塗布し（工程ｂ）、断面略コ字型フレーム部材(8)の溝部に太陽電池パネル(6)の各辺縁部を嵌嵌入する（工程ｃ）。そして最後に、太陽電池パネル(6)およびフレーム部材(8)を加熱乾燥処理することによって接着剤(5)と防水剤(7)を同時に硬化させる（工程ｄ）。すなわち、接着剤(5)の硬化によって太陽電池パネル(6)の各部材を接着一体化固定するとともに、防水剤(7)の硬化によって太陽電池パネル(6)の外周にフレーム部材(8)を取付け固定して太陽電池モジュール(1)を完成する。
【００１２】
以上の方法によって、大型枠組み機等を必要とせずに、簡単な工程によって太陽電池モジュール(1)を製造することができる。
【００１３】
この出願の発明方法によって製造される太陽電池モジュール(1)は、その用途目的上、屋外に設置されることが多いことから、表面ガラス(2)は、強い風雨や気温変化に対する耐久性に優れた硬質ガラス等であることが好ましい。接着剤(5)は、工程ａの加熱加圧処理によって各部材を仮止め固定することのできる程度の接着力を有するものであれば、特に種類は限定されるものではない。例えば、接着性樹脂の一種であるエチレンビニルアセテート（EVA）等が使用できる。そしてこのEVAを使用した場合には、加熱加圧処理を約120〜160℃で行うことができる。防水剤(7)は、防水性を有し、かつ工程ｄの加熱乾燥処理によって硬化するものを適宜に使用することができる。例えば、高温硬化タイプのシリコン等であり、その場合には、約130〜160℃で加熱乾燥処理を行うことができる。なお、防水剤(7)は、図１にも例示したように、太陽電池パネル(6)の端縁部の下側に塗布し、表面ガラス(2)側に漏出しないようにすることが好ましい。防水剤(7)が表面ガラス(2)側に漏出すると外観性が損なわれるばかりか、太陽電池(3)への日光照射量が低下して、太陽電池モジュールの性能が低下するため好ましくない。
【００１４】
さらに、この出願の発明の製造方法に用いるフレーム部材(8)は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレススチール等の金属材料の折り曲げ加工品、あるいは押し出し成形品を用いることができる。
【００１５】
図２は、この出願の発明の製造方法における太陽電池パネル(6)とフレーム部材(7)との関係を例示した分解平面図である。
【００１６】
この図２に例示したように、この発明の製造方法においては、太陽電池パネル(6)の４辺縁部をそれぞれ嵌入する４本の断面略コ字型フレーム部材(8)を使用する。フレーム部材(8)は、例えば、太陽電池パネル(6)の長辺と同一の長さ寸法（a）を有する一対のフレーム部材(81)と、太陽電池パネル(6)の短辺よりも長い寸法(b)を有する一対のフレーム部材(82)とによって構成することができる。なお、この場合のフレーム部材(82)の寸法(b)は、「太陽電池パネル(6)の短辺寸法」＋「フレーム部材(81)の厚み寸法×２」である。このようなフレーム部材(81)(82)によって太陽電池モジュール(1)の外周角部を全て直角とすることができる。そして、このように太陽電池パネル(6)の各辺縁部をそれぞれフレーム部材(81)(82)に嵌入させた状態を保持しつつ、加熱乾燥処理によって防水剤(7)を硬化させることによって、フレーム部材(81)(82)を太陽電池パネル(6)の外周に取付け固定することができる。
【００１７】
なお、太陽電池パネル（６）の各辺縁部をそれぞれフレーム部材（８１）（８２）に嵌入させた状態を保持するためには、例えば接着テープ等によって両者を一時的に固定する方法等も採用することができるが、この出願の発明の方法においては、太陽電池モジュールの直角の外周角部を形成するフレーム部材（８１）（８２）の端部をＬ字型結合片（９）によって固定する。これによって、４本のフレーム部材（８１）（８２）が相互に連結された状態となり、その後の加熱乾燥処理作業をより簡便かつ正確に行うことが可能となる。また、Ｌ字型結合片（９）として電気導通性の金属材を用いた場合には、これらをアース接続部として利用することもできる。
【００１８】
Ｌ字型結合片（９）の固定は、例えば、フレーム部材（８１）（８２）の端部によって形成される直角部の外側にＬ字型結合片（９）を当接させ、ビス等によってフレーム部材（８）に固定する方法を採用することもできるが、この出願の発明の方法では、フレーム部材（８）の端縁面に形成した切欠溝部（１０）にＬ字型結合片（９）をそれぞれ嵌合することによって、フレーム部材（８）の直角部を固定する。ビス等による固定が不要であり、Ｌ字型結合片（９）の大部分がフレーム部材（８）の内部に隠れるため、外観性の点でも好ましい。
【００２０】
具体的には、Ｌ字型結合片(9)を用いて、例えば以下の手順で太陽電池パネル(6)とフレーム部材(81)(82)とを組み立てることができる。先ず、図３に例示したように、太陽電池パネル(6)の短辺側のフレーム部材(82)の切欠溝部(10)にＬ字型結合片の片部(91)を嵌合させる。次いで、図４に例示したように、太陽電池パネル(6)の長辺をフレーム部材(81)の断面コ字型溝部(11)に嵌入させ、そして最後に、Ｌ字型結合片(9)の片部(92)をフレーム部材(81)の切欠溝部(10)に嵌合させつつ、フレーム部材(82)の断面コ字型溝部(11)に太陽電池パネル(6)の短辺を嵌入させる。これによって、図５に示したように太陽電池パネル(6)の外周にフレーム部材(81)(82)を取付けた状態で、フレーム部材(81)(82)の端部をそれぞれＬ字型結合片(9)で固定する。
【００２１】
なお、図５の側面図に示したように、Ｌ字型結合片（９）は、フレーム部材（８）の断面コ字型溝部（１１）の下方を開放する程度の縦幅とする。これによって、太陽電池モジュールの外周フレーム部材の４カ所に水抜き用開口部（１２）を形成することができる。
【００２２】
もちろんこの出願の発明は、以上の例によって限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることは言うまでもない。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳しく説明したとおり、この出願の発明によって、特別な機械設備や部材加工等を必要とせず、簡便にフレーム部材を太陽電池パネルの外周に取付け固定することのできる太陽電池モジュールの製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の製造方法を例示した工程図である。
【図２】この発明の製造方法における太陽電池パネルとフレーム部材との関係を例示した分解平面図である。
【図３】一方のフレーム部材へのL字型結合片の結合を例示した要部分解斜視図である。
【図４】一方のフレーム部材に結合したＬ字型結合片を他方のフレーム部材へ結合する状態を例示した要部分解斜視図である。
【図５】太陽電池モジュールにおけるフレーム部材の取付け状態を例示した平面図（上）と側面図（下）である。
【符号の説明】
1 太陽電池モジュール
2 表面ガラス
3 太陽電池
4 バックシート
5 接着剤
6 太陽電池パネル
7 防水剤
8、81、82 断面略コ字型フレーム部材
9 L字型結合片
91、92 片部
10 切欠溝部
11 断面コ字型溝部
12 水抜き用開口部
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、太陽電池モジュールの製造方法に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、太陽電池モジュールの組み立て作業において、外周フレーム部材の取付け固定を簡便に行うことのできる太陽電池モジュールの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、家屋やビル等の電力供給設備として太陽電池モジュールが用いられている。この太陽電池モジュールは、表面ガラス、太陽電池およびバックシートを接着剤によって積層一体化した太陽電気パネルの外周にフレーム部材を固定化した構造を有している。このような太陽電池パネルを製造する場合には、従来は、太陽電池パネルの周辺部に防水剤を塗布してキュアし、次いでこの太陽電池パネルを大型枠組み機に設置してフレーム部材を外周枠として取付けて組み立てていた。
【０００３】
フレーム部材は、例えば、太陽電池パネルの隣接する２辺に当接する直角フレーム部材を２本用いて外周枠とすることが一般的に行われていた。またその際には、それぞれのフレーム部材の端部を約４５°の角度にカット加工して当接させるようにもしていた。あるいはまた、1本のフレーム素材を折曲させ、枠状のフレームとして成型する太陽電池モジュールのフレーム（特許文献１）も知られている。このフレームは、太陽電池パネルの３つの角部に対応する位置に切欠部が加工形成されており、この切欠部において約９０°の角度に折り曲げて、太陽電池パネルの周囲に装着させ、フレーム端部においてネジ止めして、太陽電池モジュールのフレームとなるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平10-308522号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような太陽電池モジュールの製造方法においては、フレーム部材と太陽電池パネルとを物理的に嵌合させるため、前記のとおり大型枠組み機が必要となり、そのため枠組みの専用工程が必要となって、コストアップにつながるという問題があった。また、フレーム部材の素材も、このような大型枠組み機の取付け力（機械力）に耐え得る程度の強度を有するものに限定される。さらにまた、前記の大型枠組み機を用いてフレーム部材を取付ける場合には、太陽電池パネルの表面ガラスが破損するという危険性もあった。
【０００６】
また、特許文献１のフレームの場合には、切欠部を加工形成する必要があり、部材取りが悪く、加工費等がかかりコストアップにつながるという問題があった。さらに、特許文献１のフレームも含めて、従来のフレーム部材には、水抜き穴が設けられていないため、別途水抜き穴加工を施す必要があるという問題もあった。
【０００７】
そこで、この出願の発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであって、従来の問題点を解消し、特別な機械設備や部材加工等を必要とせず、簡便にフレーム部材を太陽電池パネルの外周に取付け固定することの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課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この出願の発明は、上記の課題を解決する手段として、表面ガラス、太陽電池およびバックシートを積層一体化した太陽電池パネルの外周にフレーム部材を固定化した太陽電池モジュールの製造方法であって、表面ガラス、太陽電池およびバックシートの各々を接着剤により仮止め固定し、この仮止めされた太陽電池パネルの各辺縁部に高温硬化型防水剤を塗布し、断面略コ字型フレーム部材の溝内に太陽電池パネルの各辺縁部をそれぞれ嵌入すると共に、フレーム部材の端縁面の切欠溝内にＬ字型結合片を嵌合することによって太陽電池モジュールの外周角部を形成するフレーム部材の端部を固定し、太陽電池パネルとその外周のフレーム部材を加熱して接着剤と防水剤を同時に硬化させるにおいて、前記Ｌ字型結合片は、フレーム部材の断面コ字型溝部の下方を開放する程度の縦幅とすることによって、太陽電池モジュールの外周フレーム部材の４カ所に水抜き用開口部を形成することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この出願の発明は上記のとおりの特徴をもつものであるが、以下、その実施の形態について詳しく説明する。
【００１１】
図１は、この発明の製造方法を例示した工程図である。この図１に例示した工程では、まず、表面ガラス(2)−接着剤(5)−複数の太陽電池(3)−接着剤(5)−バックシート(4)を積層し、これらに加熱加圧処理を行うことによって表面ガラス(1)、太陽電池(3)およびバックシート(4)を仮止め固定した太陽電池パネル(6)を製造する（工程ａ）。次いで、この仮止め太陽電池パネル(6)の縁部全周に防水剤(7)を塗布し（工程ｂ）、断面略コ字型フレーム部材(8)の溝部に太陽電池パネル(6)の各辺縁部を嵌嵌入する（工程ｃ）。そして最後に、太陽電池パネル(6)およびフレーム部材(8)を加熱乾燥処理することによって接着剤(5)と防水剤(7)を同時に硬化させる（工程ｄ）。すなわち、接着剤(5)の硬化によって太陽電池パネル(6)の各部材を接着一体化固定するとともに、防水剤(7)の硬化によって太陽電池パネル(6)の外周にフレーム部材(8)を取付け固定して太陽電池モジュール(1)を完成する。
【００１２】
以上の方法によって、大型枠組み機等を必要とせずに、簡単な工程によって太陽電池モジュール(1)を製造することができる。
【００１３】
この出願の発明方法によって製造される太陽電池モジュール(1)は、その用途目的上、屋外に設置されることが多いことから、表面ガラス(2)は、強い風雨や気温変化に対する耐久性に優れた硬質ガラス等であることが好ましい。接着剤(5)は、工程ａの加熱加圧処理によって各部材を仮止め固定することのできる程度の接着力を有するものであれば、特に種類は限定されるものではない。例えば、接着性樹脂の一種であるエチレンビニルアセテート（EVA）等が使用できる。そしてこのEVAを使用した場合には、加熱加圧処理を約120〜160℃で行うことができる。防水剤(7)は、防水性を有し、かつ工程ｄの加熱乾燥処理によって硬化するものを適宜に使用することができる。例えば、高温硬化タイプのシリコン等であり、その場合には、約130〜160℃で加熱乾燥処理を行うことができる。なお、防水剤(7)は、図１にも例示したように、太陽電池パネル(6)の端縁部の下側に塗布し、表面ガラス(2)側に漏出しないようにすることが好ましい。防水剤(7)が表面ガラス(2)側に漏出すると外観性が損なわれるばかりか、太陽電池(3)への日光照射量が低下して、太陽電池モジュールの性能が低下するため好ましくない。
【００１４】
さらに、この出願の発明の製造方法に用いるフレーム部材(8)は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレススチール等の金属材料の折り曲げ加工品、あるいは押し出し成形品を用いることができる。
【００１５】
図２は、この出願の発明の製造方法における太陽電池パネル(6)とフレーム部材(7)との関係を例示した分解平面図である。
【００１６】
この図２に例示したように、この発明の製造方法においては、太陽電池パネル(6)の４辺縁部をそれぞれ嵌入する４本の断面略コ字型フレーム部材(8)を使用する。フレーム部材(8)は、例えば、太陽電池パネル(6)の長辺と同一の長さ寸法（a）を有する一対のフレーム部材(81)と、太陽電池パネル(6)の短辺よりも長い寸法(b)を有する一対のフレーム部材(82)とによって構成することができる。なお、この場合のフレーム部材(82)の寸法(b)は、「太陽電池パネル(6)の短辺寸法」＋「フレーム部材(81)の厚み寸法×２」である。このようなフレーム部材(81)(82)によって太陽電池モジュール(1)の外周角部を全て直角とすることができる。そして、このように太陽電池パネル(6)の各辺縁部をそれぞれフレーム部材(81)(82)に嵌入させた状態を保持しつつ、加熱乾燥処理によって防水剤(7)を硬化させることによって、フレーム部材(81)(82)を太陽電池パネル(6)の外周に取付け固定することができる。
【００１７】
なお、太陽電池パネル（６）の各辺縁部をそれぞれフレーム部材（８１）（８２）に嵌入させた状態を保持するためには、例えば接着テープ等によって両者を一時的に固定する方法等も採用することができるが、この出願の発明の方法においては、太陽電池モジュールの直角の外周角部を形成するフレーム部材（８１）（８２）の端部をＬ字型結合片（９）によって固定する。これによって、４本のフレーム部材（８１）（８２）が相互に連結された状態となり、その後の加熱乾燥処理作業をより簡便かつ正確に行うことが可能となる。また、Ｌ字型結合片（９）として電気導通性の金属材を用いた場合には、これらをアース接続部として利用することもできる。
【００１８】
Ｌ字型結合片（９）の固定は、例えば、フレーム部材（８１）（８２）の端部によって形成される直角部の外側にＬ字型結合片（９）を当接させ、ビス等によってフレーム部材（８）に固定する方法を採用することもできるが、この出願の発明の方法では、フレーム部材（８）の端縁面に形成した切欠溝部（１０）にＬ字型結合片（９）をそれぞれ嵌合することによって、フレーム部材（８）の直角部を固定する。ビス等による固定が不要であり、Ｌ字型結合片（９）の大部分がフレーム部材（８）の内部に隠れるため、外観性の点でも好ましい。
【００２０】
具体的には、Ｌ字型結合片(9)を用いて、例えば以下の手順で太陽電池パネル(6)とフレーム部材(81)(82)とを組み立てることができる。先ず、図３に例示したように、太陽電池パネル(6)の短辺側のフレーム部材(82)の切欠溝部(10)にＬ字型結合片の片部(91)を嵌合させる。次いで、図４に例示したように、太陽電池パネル(6)の長辺をフレーム部材(81)の断面コ字型溝部(11)に嵌入させ、そして最後に、Ｌ字型結合片(9)の片部(92)をフレーム部材(81)の切欠溝部(10)に嵌合させつつ、フレーム部材(82)の断面コ字型溝部(11)に太陽電池パネル(6)の短辺を嵌入させる。これによって、図５に示したように太陽電池パネル(6)の外周にフレーム部材(81)(82)を取付けた状態で、フレーム部材(81)(82)の端部をそれぞれＬ字型結合片(9)で固定する。
【００２１】
なお、図５の側面図に示したように、Ｌ字型結合片（９）は、フレーム部材（８）の断面コ字型溝部（１１）の下方を開放する程度の縦幅とする。これによって、太陽電池モジュールの外周フレーム部材の４カ所に水抜き用開口部（１２）を形成することができる。
【００２２】
もちろんこの出願の発明は、以上の例によって限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることは言うまでもない。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳しく説明したとおり、この出願の発明によって、特別な機械設備や部材加工等を必要とせず、簡便にフレーム部材を太陽電池パネルの外周に取付け固定することのできる太陽電池モジュールの製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の製造方法を例示した工程図である。
【図２】この発明の製造方法における太陽電池パネルとフレーム部材との関係を例示した分解平面図である。
【図３】一方のフレーム部材へのL字型結合片の結合を例示した要部分解斜視図である。
【図４】一方のフレーム部材に結合したＬ字型結合片を他方のフレーム部材へ結合する状態を例示した要部分解斜視図である。
【図５】太陽電池モジュールにおけるフレーム部材の取付け状態を例示した平面図（上）と側面図（下）である。
【符号の説明】
1 太陽電池モジュール
2 表面ガラス
3 太陽電池
4 バックシート
5 接着剤
6 太陽電池パネル
7 防水剤
8、81、82 断面略コ字型フレーム部材
9 L字型結合片
91、92 片部
10 切欠溝部
11 断面コ字型溝部
12 水抜き用開口部
Claims (1)
- 表面ガラス、太陽電池およびバックシートを積層一体化した太陽電池パネルの外周にフレーム部材を固定化した太陽電池モジュールの製造方法であって、
表面ガラス、太陽電池およびバックシートの各々を接着剤により仮止め固定し、
この仮止めされた太陽電池パネルの各辺縁部に高温硬化型防水剤を塗布し、
断面略コ字型フレーム部材の溝内に太陽電池パネルの各辺縁部をそれぞれ嵌入すると共に、フレーム部材の端縁面の切欠溝内にＬ字型結合片を嵌合することによって太陽電池モジュールの外周角部を形成するフレーム部材の端部を固定し、
太陽電池パネルとその外周のフレーム部材を加熱して接着剤と防水剤を同時に硬化させるにおいて、
前記Ｌ字型結合片は、フレーム部材の断面コ字型溝部の下方を開放する程度の縦幅とすることによって、太陽電池モジュールの外周フレーム部材の４カ所に水抜き用開口部を形成することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
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