JP4290194B2 - 太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池モジュールの製造方法に関する。特に、受光面側透明板と裏面板との間に太陽電池セルが樹脂で封止されてなる太陽電池モジュールの製造方法に関する。

近年、環境保護の意識が高まり、太陽光発電はその重要性を一段と増している。太陽電池セルは、保護材で挟まれ、透明樹脂で封止されて太陽電池モジュールとして屋外で使用される。封止のための透明樹脂としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体（以下、ＥＶＡと略することがある。）樹脂などが使用されており、それを保護材と太陽電池セルの間に挟んで、加熱溶融してから固化させることで封止している。太陽電池セルを効率的に配置して配線するためには、複数の太陽電池セルを一つの太陽電池モジュール内に封止することが好ましい。

また、太陽電池の設置場所も最近では多様になっており、建築物の屋根の上のみではなく、壁の部分にも使用されるようになってきている。壁に使用する場合には、外壁に取り付けるのみではなく、壁そのものを太陽電池モジュールで構成することも行われている。この場合には、建築物の外観に大きな影響を与えるので、欠陥のない、規則正しく配置された太陽電池モジュールとすることが重要である。また同時に、建築物の構造体としての十分な強度を有する大面積の太陽電池モジュールが要求されている。

実用新案登録第２５００９７４号公報（特許文献１）には、２枚の接着シート間に太陽電池を挟持するように、接着シートを介して２枚の板状体を接合してなる積層体において、太陽電池の外側で接着シート間に形成される隙間に、太陽電池と略等しい厚さのシート片を挟み込んだ積層体が記載されている。このような構成にすることによって、積層体の周縁部の厚みを均一にでき、また前記隙間に外部から水分などが浸入しにくいので剥離を防止することができるとしている。接着シートとしてＥＶＡを使用し、板状体として両面とも板ガラスを使用することが記載されている。

特開２００３−１１０１２７号公報（特許文献２）には、表面カバーと裏面カバーとの間に複数の太陽電池セルを配置してＥＶＡなどの透明充填材で封止した太陽電池モジュールにおいて、太陽電池セル間に透光性のスペーサー（セッティングブロック）を配置した太陽電池モジュールが記載されている。このスペーサーとしては、透明充填材と同一の材質で、太陽電池セルと同一厚みであるものを使用することが最適であることが記載されている。このスペーサーは、カバーの自重だけでは変形することなく、空気の流路を確保できるとされている。これによって、内部に空気の残留のない太陽電池モジュールが製造できることが記載されている。

特開昭５９−０２２９７８号公報（特許文献３）には、エチレン系共重合体及び有機過酸化物を含有し、その両面にエンボス模様が施されている太陽電池モジュール用充填接着材シートが記載されている。当該接着材シートは、エンボス模様を有することで、シートのブロッキングを防止でき、モジュール化過程での脱気性に優れ、気泡を生じにくいとされている。該公報の実施例には、真空ラミネータ中で減圧したまま１５０℃まで昇温し、１５０℃で１時間減圧を続けてから冷却し、減圧を停止する貼り合せ方法が記載されている。

特開平０９−０３６４０５号公報（特許文献４）には、表面部材と裏面部材との間に光起電力素子が封止材樹脂を介して積層体とされ、該積層体が、５Ｔｏｒｒ以下の真空度で５〜４０分間保持された後、５Ｔｏｒｒ以下の真空度において加熱圧着され、該加熱圧着後に冷却されて貼り合された太陽電池モジュールが記載されている。このような条件で加熱圧着することによって表面部材の剥離の生じにくい、気泡残りの生じにくいモジュールが提供されるとされている。また、太陽電池セルと封止材樹脂との間に不織布を挿入し、不織布中の空隙を伝って積層体の空気を逃がすことによって気泡残りの問題を改善できることも記載されている。

特開昭６１−０６９１７９号公報（特許文献５）には、太陽電池セルを充填材を介してカバーガラスと裏面材料との間に積層した太陽電池パネル積層体を、二重真空方式により脱気し、加熱後加圧による貼り合せ工程を有する太陽電池パネルの製造方法において、充填材としてＥＶＡを使用し、二重真空室を特定の温度範囲に特定の時間保持する太陽電池パネルの製造方法が記載されている。特定の温度条件で貼り合せることで、ＥＶＡを発泡、黄変させることなく、全て架橋させることができるとしている。実施例に記載された条件では、０．３Ｔｏｒｒ（約０．０００４ＭＰａ）まで減圧してから加熱を開始し、ヒーター側の基板表面の温度が１４０℃に達したところで真空圧着し、１４８℃で架橋反応させた後、５０℃以下に冷却してから真空圧着を解除している。

しかしながら、多数のセルを連結して２枚の板の間に挟んで加熱圧着して封止する際には、太陽電池セルの損傷を避けることは困難であった。特に、セル枚数が多くてモジュール全体の面積が大きい場合には、大きな荷重が不均一にかかりやすく、過剰な荷重を受ける一部のセルの破損が避けられなかった。モジュール内では多数のセルは相互に直列に連結されているので、一つのセルが破損すると連結されている一連のセルが機能を果たさなくなる。セルの破損が生じた場合には、単に外観を損なうのみならず、発電性能も大きく低下してしまうので、不良品として廃棄せざるを得ない。したがって、できるだけセルの破損が生じにくい封止方法が望まれているところである。

実用新案登録第２５００９７４号公報 特開２００３−１１０１２７号公報 特開昭５９−０２２９７８号公報 特開平０９−０３６４０５号公報 特開昭６１−０６９１７９号公報

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、太陽電池セルを樹脂で封止する際に、太陽電池セルの破損を防止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目的とするものである。

第１の発明は、受光面側透明板と裏面板との間に複数の太陽電池セルが樹脂で封止されてなる太陽電池モジュールの製造方法において、複数の太陽電池セルを５ｍｍ以下の間隔をあけて配列して相互に導線で接続し、受光面側透明板と太陽電池セルとの間に受光面側透明板の実質的に全面を覆う第１封止樹脂シートを配置し、裏面板と太陽電池セルとの間に裏面板の実質的に全面を覆う第２封止樹脂シートを配置し、太陽電池セルの外側の余白部に、その合計の厚みが太陽電池セルの厚みと導線の厚みとの合計値よりも厚い複数の封止樹脂シート片を、第１封止樹脂シートと第２封止樹脂シートとの間に挟持されるように配置するとともに、封止樹脂シート片相互の水平方向に間隔をあけてそこから空気を排出できるようにしてから、受光面側透明板と裏面板との間の空気を排出し、加熱して樹脂を溶融させてから冷却して封止することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法である。

太陽電池セルの外側の余白部に、その合計の厚みが太陽電池セルの厚みよりも厚い封止樹脂シート片を配置することによって、受光面側透明板と裏面板とを積層する際に、表裏両面からの荷重が太陽電池セルに直接かかることがなく、前記シート片がその荷重を受ける。そして、温度が上昇するにしたがって樹脂は軟化して荷重のかかったシート片の厚みが減少していき、セル又はセルに接続された導線の部分と、上下の封止樹脂シートとが接触することになるが、そのときには樹脂シート全体が軟化しているので局所的な荷重がかかることがなく、セル又はセルに接続された導線が軟化した封止樹脂シートに埋まりこむように密着することができる。これによって、積層工程あるいは減圧工程でのセル割れを防止することができる。特に、太陽電池セル相互の間隔が５ｍｍ以下の場合には、そのような封止樹脂シート片を太陽電池セル相互の間に配置することが困難なので、太陽電池セルの外側の余白部に配置することが重要である。

このとき、前記封止樹脂シート片の合計の厚みが１〜５ｍｍであることが好適である。

第１の発明において、前記余白部の全周にわたり実質的に連続して配置された封止樹脂シート片と、それと重ねられて相互に間隔をあけて配置された封止樹脂シート片とが、第１封止樹脂シートと第２封止樹脂シートとの間に挟持されることが好適な実施態様である。またこのとき、前記余白部において、全周にわたり実質的に連続して配置された封止樹脂シート片の内側の位置で、かつ太陽電池セルの外側の位置に、細幅の封止樹脂シート片を配置することも好適な実施態様である。

第１の発明において、第１封止樹脂シート又は第２封止樹脂シートを、複数の封止樹脂シートを積層することによって構成することも好適である。このとき、前記余白部において、前記封止樹脂シート片が相互に間隔をあけて配置され、第１封止樹脂シート又は第２封止樹脂シートを構成する複数の封止樹脂シート相互の間に挟持されることが好適な実施態様である。

第１の発明において、受光面側透明板と裏面板のいずれもが、反りを有する表面圧縮応力が２０ＭＰａ以上のガラス板からなり、その反りの凹面同士を向かい合わせて封止操作を行うことが好適な実施態様である。このとき、前記ガラス板の反り（ＪＩＳ Ｒ３２０６に準拠して測定した値）が０．０５〜０．５％であることが好適である。

第２の発明は、受光面側透明板と裏面板との間に複数の太陽電池セルが樹脂で封止されてなる太陽電池モジュールの製造方法において、複数の太陽電池セルを間隔をあけて配列して相互に導線で接続し、受光面側透明板と太陽電池セルとの間に受光面側透明板の実質的に全面を覆う第１封止樹脂シートを配置し、裏面板と太陽電池セルとの間に裏面板の実質的に全面を覆う第２封止樹脂シートを配置し、第１封止樹脂シート又は第２封止樹脂シートを複数の封止樹脂シートを積層することによって構成し、電気配線の一部を太陽電池セルと接触することなく重なる位置に配置し、第１封止樹脂シート又は第２封止樹脂シート内において１枚の封止樹脂シートを前記電気配線の部分で欠落するように配置してから、受光面側透明板と裏面板との間の空気を排出し、加熱して樹脂を溶融させてから冷却して封止することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法である。

太陽電池モジュールの中に封止される太陽電池セルの配列方法は目的や用途によって様々である。通常、複数の隣接する太陽電池セル同士が所定の間隔をあけて配列されて相互に導線で接続される。さらに、それに加えて、隣接しないセル同士や離れた位置にある導線同士を接続する場合や、裏面板に孔を開けて電気配線を外部に引き出す場合などに、電気配線の一部が太陽電池セルと接触することなく垂直方向に重なる位置に配置されることがある。このような場合には、セルの上に電気配線が重なることによって、上下からの荷重を受けた場合に、重なった部分に過剰な荷重がかかってセル割れが発生しやすくなる。これに対し、第１封止樹脂シート又は第２封止樹脂シート内において１枚の封止樹脂シートを電気配線の部分で欠落するように配置することによって、セル割れを防止できるものである。

第２の発明において、前記電気配線の部分において封止樹脂シートが欠落した部分に、欠落した封止樹脂シートよりも薄い封止樹脂シートを補填することが好適である。また、前記電気配線と太陽電池セルとの間に絶縁フィルムを配置し、該絶縁フィルムが、太陽電池セル及び前記電気配線と、それぞれ封止樹脂シートを介して積層されることも好適である。

上記第１又は第２の発明において、封止処理容器内で封止するに際して、封止処理容器内の圧力を０．０５ＭＰａ以上に保って封止樹脂を加熱する工程（工程１）、封止樹脂の融点未満の温度において封止処理容器内を０．０１ＭＰａ以下の圧力まで減圧する工程（工程２）、減圧したままで封止樹脂の融点以上の温度まで昇温する工程（工程３）、前記封止処理容器内の圧力を上昇させる工程（工程４）及び冷却する工程（工程６）の各工程からなる封止操作を行うことが好適である。

第３の発明は、受光面側透明板と裏面板との間に太陽電池セルが樹脂で封止されてなる太陽電池モジュールの製造方法において、受光面側透明板と太陽電池セルの間に受光面側透明板の実質的に全面を覆う第１封止樹脂シートを配置し、裏面板と太陽電池セルの間に裏面板の実質的に全面を覆う第２封止樹脂シートを配置してから、封止処理容器内に導入して、封止処理容器内の圧力を０．０５ＭＰａ以上に保って封止樹脂を加熱する工程（工程１）、封止樹脂の融点未満の温度において封止処理容器内を０．０１ＭＰａ以下の圧力まで減圧する工程（工程２）、減圧したままで封止樹脂の融点以上の温度まで昇温する工程（工程３）、前記封止処理容器内の圧力を上昇させる工程（工程４）及び冷却する工程（工程６）の各工程からなる封止操作を行うことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法である。

封止樹脂を予め加熱して柔軟化させてから減圧操作を開始することによって、減圧時にセルに対して上下から硬い樹脂が押し付けられるのを防止でき、セル割れを防止することができる。しかも、減圧操作時の加熱温度は封止樹脂が溶融する温度よりも低いので、受光面側透明板と裏面板との間に存在する空気の通り道を確保することができ、気泡残りを防止することができる。

第３の発明において、工程１において封止処理容器内の温度が４０〜６５℃になるまで加熱し、その温度範囲で５分以上維持することが好適である。工程２において、封止処理容器内の温度を４０〜６５℃に維持しながら０．０５ＭＰａから０．０１ＭＰａ以下まで減圧することも好適である。工程２において、０．０５ＭＰａから０．０１ＭＰａまで５分以上かけて減圧することも好適である。工程４において、圧力を上昇させる際の温度が１２０℃以下であることも好適である。工程４において、前記封止処理容器内の圧力を上昇させながら同時に昇温することも好適である。また、工程４において、昇温速度（℃／分）に対する昇圧速度（ＭＰａ／分）の比が０．００１〜０．１（ＭＰａ／℃）であることも好適である。

第３の発明において、前記封止樹脂が架橋可能な熱可塑性樹脂であり、減圧したままで封止樹脂の融点以上の温度まで昇温する工程（工程３）の後に、前記封止処理容器内の圧力を上昇させる工程（工程４）を経て、架橋反応が進行する温度範囲まで昇温して架橋反応を進行させる工程（工程５）及び冷却する工程（工程６）を有することが好適な実施態様である。この場合、工程４で封止処理容器内の圧力を上昇させた後、一旦融点以下の温度まで冷却してから、工程５で架橋反応が進行する温度範囲まで昇温することが好適である。また、工程５において、前記封止処理容器内の圧力を０．０５ＭＰａ以上かつ大気圧以下に保って架橋反応を進行させることも好適である。さらにまた、前記太陽電池モジュールが、複数の太陽電池セルが樹脂で封止されてなる太陽電池モジュールであって、複数の太陽電池セルが間隔をあけて配列されて相互に導線で接続されてなることも好適である。

上記第１、第２又は第３の発明において、前記封止樹脂が、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール及びポリウレタンからなる群から選択される一種の樹脂からなることが好適である。

本発明の太陽電池モジュールの製造方法によれば、太陽電池セルを配列して透明樹脂で封止する際に、太陽電池セルの破損を防止することができる。

封止操作後の太陽電池モジュールの一例の断面模式図である。 封止操作前の積層体の一例の断面模式図である。 封止操作前の積層体の他の一例の断面模式図である。 実施例で製造された太陽電池モジュールの外形とその中に配列された太陽電池セルとを示した模式図である。 実施例における積層体の製造工程を示した図（その１）である。 実施例における積層体の製造工程を示した図（その２）である。 実施例における積層体の製造工程を示した図（その３）である。 実施例における積層体の製造工程を示した図（その４）である。 実施例における積層体の製造工程を示した図（その５）である。 実施例における積層体の製造工程を示した図（その６）である。 封止処理装置の概略図である。 実施例における封止処理時の温度と圧力を示した図である。

符号の説明

１ 太陽電池モジュール
２ 受光面側透明板
３ 裏面板
４ 太陽電池セル
５ 樹脂
８ 導線
９ 間隙部
１０ 余白部
２０ 第１封止樹脂シート
３０ 第２封止樹脂シート
４０〜４６ 封止樹脂シート片
５０〜５４ 導線
５５，５６絶縁フィルム
６０ 積層体
６１ 袋
６６ 熱風炉

以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。図１は封止操作後の太陽電池モジュールの一例の断面模式図である。図２及び図３は封止操作前の積層体の一例の断面模式図である。

本発明の製造方法によって得られる太陽電池モジュール１の一例の断面模式図を図１に示す。太陽電池モジュール１は、受光面側透明板２と裏面板３との間に太陽電池セル４が樹脂５で封止されてなるものである。太陽電池モジュール１中に封止される太陽電池セル４の数は、一つであっても良いが、複数の太陽電池セル４が封止されたものであることが好ましい。通常、隣接する太陽電池セル４の受光面６と裏面７とが、導線８を介して接続される。

本発明で使用される太陽電池セル４は、単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、化合物半導体太陽電池など、各種の太陽電池のセルが使用可能である。これらの太陽電池セル４は一般的には１ｍｍ以下、より一般的には０．５ｍｍ以下の厚さの薄板であり、１辺が５ｃｍ以上の四角形であることが多い。その基板の材質は、シリコンやゲルマニウム等の半導体基板、ガラス基板、金属基板などを使用できるが、シリコン基板の場合、コスト面の要請から薄板化が望まれている一方で、硬くて脆い材質であることから、封止時に特に割れ易く、本発明の製造方法を採用する意義が大きいものである。

１つの太陽電池モジュール１に封入される太陽電池セル４の個数は、特に限定されず、１枚だけであっても良い。その場合には太陽電池セル４から外部への配線が接続されるだけになる。しかしながら、１つの太陽電池モジュール１に封入される太陽電池セル４の個数が多いほど、太陽電池セル４の破損に由来する不良品率が上昇することから、本発明の製造方法を採用する実益が大きい。したがって、１０個以上、好適には３０個以上、さらに好適には１００個以上の太陽電池セル４が一つの太陽電池モジュール１内に配置されることが好ましい。

隣接する太陽電池セル４間の間隙部９の幅は特に限定されないが、通常０．５ｍｍ以上であり、これ以下の場合には隣接する太陽電池セル４同士が接触して封止する際にセルが破損するおそれがある。採光性を優先するのであれば間隙部９を広くすることが好ましく、光の利用効率を優先するのであれば間隙部９を狭くすることが好ましい。用途やデザイン面の要請などによって適当に調整される。

複数の太陽電池セル４を封入する場合、複数の太陽電池セル４は、所定の幅を介して配列して相互に導線８で接続されることが好ましい。このとき、隣接する太陽電池セル４同士は、受光面６及び裏面７との間で導線８によって接続され、直列方式で多数の太陽電池セル４が接続される。受光面６あるいは裏面７と導線８との接続は、ハンダ等の導電性接着剤を用いて行われる。また、発生した電流を効率良く集めるために、受光面６上に導電ペーストなどで集電パターンを形成し、それを導線８と導通させるようにすることも好ましい。さらにまた、隣接しないセル同士や離れた位置にある導線８同士を接続する場合や、裏面板３に孔を開けて導線８を外部に引き出す場合もある。

導線８は、インターコネクタとも呼ばれるものであるが、その材質は特に限定されず、銅線などが使用される。受光面側透明板２と裏面板３との間に挟み込んで配置するため、薄いリボン状の導線８を使用することが好ましく、その厚みは通常０．５ｍｍ以下であり、好適には０．３ｍｍ以下である。また普通０．０５ｍｍ以上である。導線８に予めハンダ等の導電性接着剤が塗布されていることが、接続作業が容易になって好ましい。導線８が接続された状態では、太陽電池セル４の表面から導線８の一番高い部分までの高さは、場所によってバラツキがあるが、接続操作によっては、導線８の厚みよりも０．５ｍｍ程度厚くなるところもある。

受光面側透明板２の材質は、太陽光に対して透明であれば良く、ガラス以外にもポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂などを使用することもできる。しかしながら、耐久性、硬度、難燃性などを考慮するとガラスを使用することが好ましい。広い面積の構造材を構成することも多いことから、表面圧縮応力が２０ＭＰａ以上のガラス板であることが、強度の面から好ましい。また、面積が広い場合には日照などによる温度上昇に伴う熱割れも生じやすいので、この点からも表面圧縮応力が２０ＭＰａ以上のガラス板を使用することが好適である。しかしながら、大きい表面圧縮応力を有するガラス板は、通常、フロート板ガラスを加熱、急冷して製造されることから、一定の歪の発生が避けられない。そのために生じるガラスの反りによって、封止時に一部の太陽電池セル４に過剰な荷重がかかりやすく、セル割れを防止できる本発明の製造方法を採用する実益が大きい。

ここで、板ガラスの表面圧縮応力は、ＪＩＳ Ｒ３２２２に準じて測定される値である。表面圧縮応力が２０ＭＰａ以上のガラス板としては、具体的には、倍強度ガラス、強化ガラス、超強化ガラスなどが挙げられる。倍強度ガラスは表面圧縮応力が通常２０〜６０ＭＰａのものであり、強化ガラスは表面圧縮応力が通常９０〜１３０ＭＰａのものであり、超強化ガラスは表面圧縮応力が通常１８０〜２５０ＭＰａのものである。表面圧縮応力を大きくするほど、強度は向上するが、反りが大きくなりやすく製造コストも大きくなりやすい。また倍強度ガラスは、比較的反りの少ないものを製造しやすく、破損したときに細片になって落下することがない点で好ましい。ガラス板は、用途や目的に応じて選択される。

裏面板３は必ずしも透明でなくても良いが、採光を考慮するのであれば裏面板３も太陽光に対して透明である方が良い。また、受光面側透明板２と同じ理由でガラス、特に表面圧縮応力が２０ＭＰａ以上のガラス板を使用することが好ましい。

ガラスの材質は特に限定されず、ソーダライムガラスが好適に使用されるが、なかでも、受光面側透明板２には、高透過ガラス（いわゆる白板ガラス）が好適に使用される。高透過ガラスは、鉄分の含有量の少ないソーダライムガラスであり、光線透過率の高いものである。また、裏面板３のガラスには、前記高透過ガラスや、鉄分の含有量の比較的多いソーダライムガラス（いわゆる青板ガラス）を使用するほかに、熱線反射ガラス、熱線吸収ガラスなどを使用することも用途によっては好ましい。また、表面にエンボス模様を形成した型板ガラスなどを使用することもできる。ガラス板の厚みは、特に限定されないが、構造材として使用するのであれば、３ｍｍ以上であることが好ましく、５ｍｍ以上であることがより好ましい。このように厚いガラス板を使用する際には自重の影響が大きく、貼り合わせ前にセルの上にガラス板を重ねる際にセルが破損するおそれがあり、本発明の製造方法を採用する実益が大きい。ガラス板の厚みは通常２０ｍｍ以下である。また、ガラスの面積は用途によって調整されるが、１ｍ^２以上である場合に本発明の製造方法を採用する実益が大きい。

樹脂５の材質は、透明であって接着性や柔軟性を有するものであればよく、特に限定されないが、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール及びポリウレタンからなる群から選択される一種の樹脂が好適に使用される。このとき、架橋された樹脂であることが、強度や耐久性の面から好ましい。したがって、樹脂５の原料は、架橋可能な熱可塑性樹脂、特に加熱することによって架橋反応が進行する樹脂であることが好ましい。このような樹脂をシートの形態で受光面側透明板２と裏面板３との間に挟み、加熱溶融してから、必要に応じて架橋反応を進行させ、その後冷却固化させて太陽電池セル４を封止する。加熱によって架橋されるものを使用することによって、耐久性や接着性に優れたものとできる。架橋可能な熱可塑性樹脂としては、加熱した時に架橋反応が進行するものであれば特に限定されないが、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール及びポリウレタンからなる群から選択される一種の樹脂が好適に使用される。例えばＥＶＡであれば架橋剤を配合して加熱することで架橋させることができるし、ポリウレタンであればイソシアネート基と水酸基とを反応させることによって架橋させることができる。

ポリウレタンの場合には、比較的低温で架橋反応が進行するので、受光面側透明板又は裏面板の少なくとも一方に耐熱性の低い樹脂板を使用する場合などに好適である。また、ポリウレタンは柔軟性にも優れているので、ガラスとプラスチックのように熱膨張係数の大きく異なる材料を組み合わせて、受光面側透明板及び裏面板に使用する場合にも、剥離が生じにくく好適である。さらにポリウレタンは、貫通強度にも優れている。

架橋可能な熱可塑性樹脂のうちでも、架橋剤を含有する熱可塑性樹脂を使用することが好適である。このときの熱可塑性樹脂は、架橋剤とともに加熱した時に架橋反応が進行するものであれば特に限定されないが、透明性、柔軟性、耐久性などに優れたエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が最も好適に使用される。

封止樹脂シートを受光面側透明板２と裏面板３との間に挟み、加熱溶融してから冷却固化させて、太陽電池セル４を封止する。封止樹脂シートがＥＶＡ樹脂に架橋剤を含有するものであることが好ましく、この場合には、加熱溶融してから架橋反応を進行させ、その後冷却することで架橋されたＥＶＡで封止することができる。封止樹脂シート中のＥＶＡは、ＤＳＣ法で測定した融点が５０〜８０℃のものであることが、透明性と形態保持性のバランスの観点から好ましい。

封止樹脂シートは、その片面又は両面に適当なエンボスを有することがブロッキングを防止でき、気泡残りも抑制しやすいので好ましい。好適なエンボス深さは１０〜１００μｍであり、深すぎると逆に気泡が残存するおそれがある。シート厚みは好適には０．２〜２ｍｍ、より好適には０．３〜１ｍｍであり、これを一枚又は複数枚重ねて厚み調節して使用することができる。

以下、本発明の製造方法による封止操作方法を説明する。ここでの説明では、受光面側透明板２を下においてから重ねる操作を行ったが、先に裏面板３を下においてから、逆の順番で重ねても構わない。

まず、第１の発明の構成について図を用いて説明する。第１の発明の特徴は、複数の太陽電池セル４を５ｍｍ以下の狭い間隔をあけて配列し、太陽電池セル４の外側の余白部１０に、その合計の厚みが太陽電池セル４の厚みよりも厚い封止樹脂シート片４０，４１，４２，４３を配置してから封止することである。図２は、封止操作前の積層体６０の一例の断面模式図であり、複数の太陽電池セル４が直列に接続される方向に対して平行に切断した断面を示したものである。

最初に、受光面側透明板２の上に、実質的にその全面を覆うように第１封止樹脂シート２０を重ねる。このとき、受光面側透明板２はガラス板、特に、反りを有する表面圧縮応力が２０ＭＰａ以上のガラス板であることが好ましい。そして、受光面側透明板２において、反りの内側、すなわち凹面側が上になるようにして、その上に第１封止樹脂シート２０を重ねることが好ましい。このときの受光面側透明板２の反り（ＪＩＳ Ｒ３２０６に準拠して測定した値）は０．０５〜０．５％であることが好適である。反りが大きすぎる場合には封止した後にモジュール内部に剥離しようとする力が残存するおそれがあり、より好適には０．４％以下であり、さらに好適には０．３％以下である。一方、反りが小さすぎる場合には、封止操作中に、モジュールの中央付近で太陽電池セル４に裏面板３の荷重が掛かってセル割れが発生するおそれがあり、より好適には０．１％以上であり、さらに好適には０．１５％以上である。

第１封止樹脂シート２０の厚さは０．５ｍｍ以上であることが好ましく、１ｍｍ以上であることがより好ましい。また、通常５ｍｍ以下、好適には３ｍｍ以下である。一定以上の厚みとすることで、衝撃を効率的に吸収できて太陽電池セル４を有効に保護することができる。第１封止樹脂シート２０を、複数の封止樹脂シートを積層することによって構成することが好ましい。用途や要求性能に応じて第１封止樹脂シート２０の厚みを調整することが容易になるからである。図２の例では３枚の封止樹脂シート２１，２２，２３を重ねて第１封止樹脂シート２０を構成している。第１封止樹脂シート２０は、受光面側透明板２の実質的に全面を覆っていればよく、導線の配置などのために一部が欠落していても構わないし、サイド・バイ・サイドに配置された複数枚の封止樹脂シートから構成されていても構わない。

第１封止樹脂シート２０の上に、太陽電池セル４を載置する。このとき、好適には前述の要領で相互に接続した複数の太陽電池セル４を載置して、必要に応じて縦横を揃えて配列する。この場合には、予め接続した太陽電池セル４を載置しても良いし、第１封止樹脂シート２０上で接続しても良いし、一部接続したものを載置してから残りを接続しても良い。

第１の発明においては、隣接する太陽電池セル４の間の間隙部９の幅は５ｍｍ以下であり、好適には４ｍｍ以下、さらに好適には３ｍｍ以下である。また、間隙部９の幅は、通常０．５ｍｍ以上であり、好適には１ｍｍ以上である。このように狭い間隔で太陽電池セル４を配列することによって光の利用効率を向上させることができる。ところが、間隙部９が狭い場合には、セル割れを防止するために封止樹脂シート片を隣接する太陽電池セル４の間隙に配置することが困難になるので、太陽電池セル４の外側の余白部１０に、その合計の厚みが太陽電池セル４の厚みよりも厚い封止樹脂シート片４０，４１，４２，４３を配置することが必要である。

太陽電池セル４の外側の余白部１０に、合計の厚みが太陽電池セル４の厚みよりも厚い封止樹脂シート片４０，４１，４２，４３を配置することによって、内部を減圧した際に、表裏両面からの大気圧による荷重が太陽電池セル４に直接かかることがなく、封止樹脂シート片４０，４１，４２，４３がその荷重を受ける。したがって、モジュール内に配置された太陽電池セル４に対して直接裏面板３の荷重が掛からないようにすることができる。そして、温度が上昇するにしたがって樹脂は軟化して荷重のかかった封止樹脂シート片４０，４１，４２，４３の厚みが減少していき、セル又はセルに接続された導線８の部分と、上下の封止樹脂シートとが接触することになるが、そのときには樹脂シート全体が軟化しているので局所的な荷重がかかることがなく、セル又はセルに接続された導線８が軟化した封止樹脂シートに埋まりこむように密着することができる。これによって、減圧工程でのセル割れを防止することができる。特に、１つの太陽電池モジュール１に封入される太陽電池セル４の個数が多いほど、太陽電池セル４の破損に由来する不良品率が上昇することから、当該封止樹脂シート片４０，４１，４２，４３を配置する実益が大きい。

太陽電池セル４の外側の余白部１０に配置される封止樹脂シート片４０，４１，４２，４３の厚みは、その合計の厚みが太陽電池セル４の厚みよりも厚いことが必要である。ここで、合計の厚みとは、複数枚の封止樹脂シート片４０，４１，４２，４３を重ねて使用した場合には、その合計の厚みということである。例えば、封止樹脂シート片を、第１封止樹脂シート２０と第２封止樹脂シート３０の間にだけ配置する場合のみならず、第１封止樹脂シート２０あるいは第２封止樹脂シート３０を構成する複数の封止樹脂シート相互の間に挟持されるように配置する場合も含むものである。図２の例では、第１封止樹脂シート２０と第２封止樹脂シート３０の間に配置される２枚の封止樹脂シート片４０，４１と第２封止樹脂シート３０を構成する４枚の封止樹脂シート３１，３２，３３，３４相互の間に挟持される２枚の封止樹脂シート片４２，４３との合計（４枚）の厚みということである。

封止樹脂シート片４０，４１，４２，４３の合計の厚みが、太陽電池セル４の厚みと導線８の厚みとの合計値よりも厚いことが好ましく、当該合計値よりも０．２ｍｍ以上厚いことがより好ましい。また、封止樹脂シート片４０，４１，４２，４３の合計の厚みが、太陽電池セル４の厚みよりも０．３ｍｍ以上厚いことが好ましく、０．６ｍｍ以上厚いことがより好ましい。具体的には、封止樹脂シート片４０，４１，４２，４３の合計の厚みが１〜５ｍｍであることが好適である。封止樹脂シート片４０，４１，４２，４３の合計の厚みはより好適には１．５ｍｍ以上であり、さらに好適には２ｍｍ以上である。また、より好適には４ｍｍ以下であり、さらに好適には３ｍｍ以下である。

封止樹脂シート片４０，４１，４２，４３を、水平方向に相互に間隔をあけて配置し、そこから内部の空気を排出できるようにすることが好ましい。内部の空気を積極的に排出する通路を確保することで、気泡の残存を抑制することができ、外観の良好な太陽電池モジュール１を製造することができる。このとき、封止樹脂シート片同士が直接重ねられた構成である場合には、その少なくとも１枚において樹脂シート片相互の間に水平方向に間隔をあけて、そこから内部の空気を排出できれば良い。

図２の例では、太陽電池セル４の外側の余白部１０において、第１封止樹脂シート２０の上に、余白部１０の全周にわたり実質的に連続して配置された封止樹脂シート片４０と、それと重ねられて相互に間隔をあけて配置された封止樹脂シート片４１とが配置され、その上に第２封止樹脂シート３０が重ねられる。太陽電池セル４と同じ高さの位置において全周にわたって連続的に封止樹脂シート片４０を配置することで、溶融樹脂の均一な充填が可能であり、気泡の発生を防止できる。この封止樹脂シート片４０は、余白部１０の５０％以上の幅を有することが好ましく、７０％以上の幅を有することがより好ましい。封止樹脂シート片４０は平行に配置された複数のシート片から構成されていてもよい。封止樹脂シート片４０の上に重ねて、相互に間隔をあけて封止樹脂シート片４１を配置することが好ましく、これによって内部の空気を円滑に排出できる。

第１封止樹脂シート２０の上に太陽電池セル４を載置し、太陽電池セル４の外側の余白部１０に封止樹脂シート片４０を載置し、封止樹脂シート片４０の上に封止樹脂シート片４１を載置してから第２封止樹脂シート３０を構成する封止樹脂シート３１で全体を覆う。引き続き、余白部１０に封止樹脂シート片４２を間歇的に載置し、２枚の封止樹脂シート３２，３３で全体を覆い、さらに余白部１０に封止樹脂シート片４３を間歇的に載置し、封止樹脂シート３４で全体を覆う。これにより、４枚の封止樹脂シート３１，３２，３３，３４で第２封止樹脂シート３０が構成されることになる。第２封止樹脂シート３０の好適な厚みは、すでに説明した第１封止樹脂シート２０の場合と同じである。また、４枚の封止樹脂シート３１，３２，３３，３４に挟まれる形で存在する２枚の封止樹脂シート片４２，４３も併せて、合計４枚の封止樹脂シート片４０，４１，４２，４３が重ねられて、余白部１０に存在することになる。ここで、第２封止樹脂シート３０は、裏面板３の実質的に全面を覆っておればよく、導線の配置などのために一部が欠落していても構わないし、サイド・バイ・サイドに配置された複数枚の封止樹脂シートから構成されていても構わない。

最後に、第２封止樹脂シート３０の上に裏面板３が載置される。このとき、裏面板３はガラス板、特に、反りを有する表面圧縮応力が２０ＭＰａ以上のガラス板であることが好ましい。そして、裏面板３において、反りの内側、すなわち凹面側が下になるようにして、第２封止樹脂シート３０の上に載置することが好ましい。このときの裏面板３の反り（ＪＩＳ Ｒ３２０６に準拠して測定した値）は０．０５〜０．５％であることが好適である。反りが大きすぎる場合には封止した後にモジュール内部に剥離しようとする力が残存するおそれがあり、より好適には０．４％以下であり、さらに好適には０．３％以下である。一方、反りが小さすぎる場合には、封止操作中に、モジュールの中央付近で太陽電池セル４に裏面板３の荷重が掛かってセル割れが発生するおそれがあり、より好適には０．１％以上であり、さらに好適には０．１５％以上である。

このように、受光面側透明板２及び裏面板３として、一定の反りを有するガラス板を用い、しかもその凹面同士を向かい合わせて封止操作を行うことによって、封止される太陽電池セル４の破損を防止することができる。第１の発明では、隣接する太陽電池セル４の間の間隙部９の幅は５ｍｍ以下であって、封止樹脂シート片を間隙部９に配置することが困難である。したがって、封止される多数の太陽電池セル４の破損を防止するために、太陽電池セル４の外側の余白部１０のみに封止樹脂シート片４０，４１，４２，４３を配置する必要がある。ところが、大寸法の板ガラスを周辺部だけで支える場合には、板ガラスの自重による撓みが無視できない。例えば、後述の実施例１で裏面板３として使用している２８１０ｍｍ×１７９５ｍｍ×１２ｍｍの板ガラスの重量は、１５１ｋｇもある。そこで、自重によって裏面板３の中心部が撓んで下方に下がってもなお、直接裏面板３の荷重が太陽電池セル４に掛かることがないように、受光面側透明板２と裏面板３の凹面同士を向かい合わせて封止するものである。通常、内部に何も封止しない合せガラスを製造する場合には、２枚のガラス板の反りの向きを揃えてから貼り合わせる場合が多いのに対して、本発明では、異なった手法を採用するものである。

次に、第２の発明の構成について図を用いて説明する。第２の発明の特徴は、電気配線の一部を太陽電池セル４と接触することなく重なる位置に配置し、第１封止樹脂シート２０又は第２封止樹脂シート３０内において１枚の封止樹脂シート３３を当該電気配線の部分で欠落するように配置してから封止することである。図３は封止操作前の積層体６０の一例の断面模式図であり、複数の太陽電池セル４が直列に接続される方向に対して垂直に切断した断面を示したものである。

受光面側透明板２の上に第１封止樹脂シート２０を重ね、その上に、太陽電池セル４を載置するところまでは、第１の発明とほぼ同様である。第１の発明では隣接する太陽電池セル４の間の間隙部９の幅は５ｍｍ以下であるが、第２の発明においては間隙部９の幅がさらに広くても構わない。間隙部９の幅が５ｍｍを超える場合には、間隙部９に封止樹脂シート片を配置することも可能であり、この場合には、板ガラスを周辺部だけで支える必要はなく、受光面側透明板２及び裏面板３として、一定の反りを有するガラス板を用いた場合でも、その凹面同士を向かい合わせる必要性は低い。

図３の例では、隣接する太陽電池セル４同士を接続する導線８以外に、太陽電池セル４と接触することなく重なる位置に導線５０が配置されている。この導線５０は、複数の太陽電池セル４が直列に接続される方向に対して平行に配置されており、図３ではその断面が示されている。これは、直列に接続された一群の太陽電池セル４の一端に存在する導線８から他端に存在する導線８までを電気的に接続し、バイパス回路を形成するためのものである。導線５０は、太陽電池セル４と上下に重なる位置に配置されているために、上下からの荷重を受けた場合に、重なった部分に過剰な荷重がかかってセル割れが発生しやすい。図３の例では導線５０と太陽電池セル４との間に、導線５０よりもはるかに厚い封止樹脂シートが２枚も存在するが、発明者らの経験では、このような場合であってもセル割れを完全に防止することは困難である。このような例以外にも、太陽電池モジュール１から外部に接続される電気配線を、裏面板３に開けた孔から後方に引き出す場合などに、電気配線が太陽電池セル４と接触することなく重なる位置に配置される場合がある。太陽電池モジュール１の用途などに応じて様々な設計手法が考えられ、電気配線と太陽電池セル４とが重なって配置される様々な場合がある。

第１封止樹脂シート２０の上に太陽電池セル４を載置し、太陽電池セル４の外側の余白部１０に封止樹脂シート片４０を載置し、封止樹脂シート片４０の上に封止樹脂シート片４１を載置してから第２封止樹脂シート３０を構成する封止樹脂シート３１で全体を覆う。この操作は図２の例の時と同じである。封止樹脂シート３１の上に、絶縁フィルム５５を配置する。絶縁フィルム５５は、導線５０と太陽電池セル４との間の絶縁性を確保するためのものであり、テープ状の絶縁フィルム５５が導線５０と重なるように配置される。また同時に、封止樹脂シート３１の上には、余白部１０に封止樹脂シート片４２が間歇的に載置される。そして全体を封止樹脂シート３２で覆うことによって、絶縁フィルム５５は、太陽電池セル４及び導線５０と、それぞれ封止樹脂シート３１及び３２を介して積層される。このとき、導線５０と導線８を接続するために、封止樹脂シート３１，３２には、適宜孔や切り込みが設けられてもよい。また、封止樹脂シート３１，３２を、サイド・バイ・サイドに配置された複数枚の封止樹脂シートから構成して、その隙間から導線５０を引き出してもよい。

封止樹脂シート３２の上に導線５０が配置される。導線５０としては、導線８と同様のものを使用することができる。続いて、封止樹脂シート３３を導線５０の部分で欠落するように配置する。ここでは、導線５０の部分を封止樹脂シート３３が覆わないように、複数枚に分割された封止樹脂シート３３を隙間をあけて配置して、積層体の全面を覆うようにしている。このように、第２封止樹脂シート３０を構成する１枚の封止樹脂シート３３を導線５０の部分で欠落するように配置することによって、封止操作において導線５０の部分で局所的な荷重が太陽電池セル４に掛かることがなく、セル割れを防止できる。封止樹脂シート３３を導線５０の部分で欠落させる幅は、導線５０の幅よりも広ければ良い。

このとき、封止樹脂シート３３を欠落させた部分には、封止樹脂シート３３よりも薄い封止樹脂シート片４４を、導線５０と重ねるように配置することが好ましい。これによって、導線５０付近において気泡残りが発生するのを防止することができる。封止樹脂シート片４４の厚みは封止樹脂シート３３よりも０．１ｍｍ以上薄いことが好ましい。また、封止樹脂シート片４４の幅は上記欠落部分の幅と同一又はそれよりも狭ければ良いが、封止樹脂シート３３に重ねてはならない。両者が重なった場合には、その部分でセル割れが発生するおそれがある。作業性と気泡の発生防止効果とのバランスを考慮すれば、上記欠落部分の幅よりも０．５〜１０ｍｍ程度狭いのが好ましい。

封止樹脂シート３３及び封止樹脂シート片４４を配置してから、余白部１０に封止樹脂シート片４３が間歇的に載置される。そして封止樹脂シート３４で全体を覆ってから、その上に裏面板３が載置される。

以上、第１の発明及び第２の発明の積層構成について説明した。引き続き、受光面側透明板２と裏面板３との間の空気を排出し、加熱して樹脂を溶融させてから冷却して封止する。このとき、加熱して樹脂を溶融させ、架橋反応を進行させてから冷却して封止することが好ましい。封止に使用される装置は、空気の排出操作と加熱操作の可能なものであれば良く、特に限定されない。積層体６０を内部に収容する封止処理容器を有し、空気の排出操作と加熱操作の可能なものが好ましく使用される。このとき、当該封止処理容器はその一部又は全部が気体非透過性の柔軟な膜からなるものであることが好ましい。気体非透過性の柔軟な膜からなる封止処理容器の外側が大気圧に保たれている、いわゆる一重真空方式も採用できるし、気体非透過性の柔軟な膜からなる隔壁を隔てた二室の両側の真空度を調整できる、いわゆる二重真空方式も採用できる。一重真空方式は設備が簡易な点から好ましい。本発明の製造方法によれば、封止樹脂が溶融する前に積層体６０の上下から荷重のかかる一重真空方式であってもセル割れを防止できる。前記膜の素材は、気体非透過性の柔軟な膜であれば良く、一定以上の柔軟性と強度があって、膜の内部が真空になった時に外気圧が積層体全体に均一にかかるようになるものであれば特に限定されず、ゴムや樹脂のシートやフィルムが使用できる。

一重真空方式の封止処理容器は、ヒーターと一体化されたものであっても良いし、その一部のみが気体非透過性の柔軟な膜からなるものであっても良いが、全体が気体非透過性の柔軟な膜からなる袋６１を使用することが好ましい。この場合には、封止処理容器は単なる袋６１であるから、様々な形状や寸法の太陽電池モジュールを製造する際に柔軟に対応することが可能であり、建材など、多様な寸法の製品を製造することが要求される用途に対して特に好適である。積層体６０を袋６１に導入する際には、積層体６０の端面の全周を通気性のある素材からなるブリーダー６２で覆って、積層体６０内部の溶融樹脂が流出するのを防ぐとともに、積層体６０内部からの空気の排出ルートを確保することが好ましい。ブリーダー６２に使用される素材としては、織布、編地、不織布などの布帛が使用可能である。

このように、全体が気体非透過性の柔軟な膜からなる袋６１を使用する場合には、積層体６０が導入された袋６１を、加熱装置の中に複数配置することができる。それぞれの袋６１には排気可能なパイプ６３が接続され、圧力調整弁６４を介して真空ポンプ６５に接続される。このような方法によって、簡易な装置でまとめて複数の貼り合せ操作が可能である。

上述のように配置したところで、受光面側透明板２と裏面板３との間の空気を排出し、加熱して樹脂を溶融させてから冷却して封止する。このときの温度条件は特に限定されるものではなく、樹脂が溶融することの可能な温度まで上昇させれば良く、結晶性の樹脂であればその樹脂の融点以上まで加熱すれば良い。また、封止樹脂が架橋可能な熱可塑性樹脂であれば、架橋可能な温度まで上昇させて、所定の時間架橋可能な温度に保持する。圧力も積層体６０内の空気を排出できて気泡残りが低減できるような圧力まで減圧できるのであればその圧力は特に限定されない。

なかでも、封止処理容器内で封止するに際して、封止処理容器内の圧力を０．０５ＭＰａ以上に保って封止樹脂を加熱する工程（工程１）、封止樹脂の融点未満の温度において封止処理容器内を０．０１ＭＰａ以下の圧力まで減圧する工程（工程２）、減圧したままで封止樹脂の融点以上の温度まで昇温する工程（工程３）、前記封止処理容器内の圧力を上昇させる工程（工程４）及び冷却する工程（工程６）の各工程からなる封止操作を行うことが好適である。前述の第１の発明や第２の発明の構成を有する積層体に対してこの方法を用いて封止することが好適であるが、それに限定されるものではない。

前記工程１は、封止処理容器内の圧力を０．０５ＭＰａ以上に保って封止樹脂を加熱する工程である。封止処理容器内の圧力を０．０５ＭＰａ以上に保つことによって、積層体６０の上下方向からセルに大きな荷重がかかるのを防止することができる。より好適には当該圧力は０．０６ＭＰａ以上である。このときの封止処理容器内の圧力は大気圧（０．１ＭＰａ）であっても構わないが、例えば０．０９ＭＰａ以下まで減圧することで、封止処理容器の漏れをチェックすることができる。工程１においては、封止樹脂が未だ溶融していないので、封止処理容器に漏れがあった場合には、この段階で補修することが可能である。特に、封止処理容器として柔軟な袋を用いる場合には、袋を破損しやすいのでこのように少し減圧することが好適である。大気圧から０．０５ＭＰａ以上の所定の圧力まで減圧する際には、減圧操作に要する時間を１０分以上かけることが好ましい。大きな荷重はかからないものの、急激な減圧操作はセル割れを引き起こす可能性があるからである。

以上のように、封止処理容器内の圧力が高い状態で封止樹脂を加熱することによって、封止樹脂を予め軟化させる。このときの加熱によって到達する温度は、封止樹脂が溶融しない温度でありながら、弾性率が低下する温度である。ここで、封止樹脂が溶融しない温度とは、通常、融点（Ｔｍ）よりも低い温度ということであり、好適には（Ｔｍ−５）℃以下であり、より好適には（Ｔｍ−１０）℃以下である。封止樹脂が融点を有しない場合には、ここでいう融点をガラス転移点又は軟化点と置き換えて考えればよい。多くの封止樹脂において好適な温度は６５℃以下であり、より好適な温度は６０℃以下である。当該温度が高すぎると、工程２において封止処理容器内の圧力が０．０１ＭＰａ以下まで下がる前に樹脂の流動が開始してしまい、積層体６０の内部の空気を排出するための通路が塞がれて、気泡残りが発生するおそれがある。また、前記加熱によって到達する温度は、好適には（Ｔｍ−３０）℃以上であり、より好適には（Ｔｍ−２０）℃以上である。多くの封止樹脂において好適な温度は４０℃以上であり、より好適な温度は４５℃以上である。当該温度が低すぎる場合には、封止樹脂の弾性率の低下が不十分であり、工程２において封止処理容器内の圧力を下げた場合にセル割れが発生するおそれがある。このような温度範囲で５分以上維持してから工程２の減圧操作を開始することが好ましい。

工程２は、封止樹脂の融点未満の温度において封止処理容器内を０．０１ＭＰａ以下の圧力まで減圧する工程であり、工程１に引き続いて行われる工程である。封止樹脂の融点未満の温度で減圧することによって積層体６０の内部の空気が排出される通路が確保されるものである。このとき、封止処理容器内の圧力は、好適には０．００５ＭＰａ以下まで減圧される。十分に減圧することによって封止後の気泡残りを効果的に抑制することができる。工程２において０．０５ＭＰａから０．０１ＭＰａまで減圧する間の温度は、工程１で説明した前記加熱によって到達する温度と同じ温度範囲に維持されることが好ましい。また、急激な減圧操作によるセル割れを防止するためには、０．０５ＭＰａから０．０１ＭＰａまで、５分以上かけてゆっくり減圧することが好ましい。

工程３は、減圧したままで封止樹脂の融点以上の温度まで昇温する工程であり、工程２に引き続いて行われる工程である。封止樹脂を昇温すると融点付近で弾性率が大きく低下し高粘度の液体へと変化することになるが、工程３は、そのような温度に到達するまで減圧したままにする工程である。弾性率が高いうちに減圧度を下げて昇圧したのでは、積層体６０の内部へ空気が流入してしまい、封止樹脂中に気泡が残留するおそれがある。ここで、工程３の昇温操作で到達する温度の下限値は、好適には（Ｔｍ＋１０）℃以上であり、より好適には（Ｔｍ＋２０）℃以上である。多くの封止樹脂において好適な下限値は８０℃以上であり、より好適には８５℃以上である。また上限値は、通常２００℃以下である。

工程３で昇温する速度はゆっくりであることが好ましく、室温から上記温度まで昇温するのにかかる時間が１５分以上であることが好ましく、３０分以上であることがより好ましく、１時間以上であることがさらに好ましい。ゆっくり昇温することによって、急に荷重がかかることがなく、セル割れを効率的に防止することができる。このとき、途中で昇温速度を変化させてもよいし、昇温を停止して積層体６０の内部の温度分布を解消させる、バランシング操作を施しても良い。生産性の観点から、昇温時間は通常２０時間以下である。

工程４は封止処理容器内の圧力を上昇させる工程であり、工程６は冷却する工程であり、いずれも工程３に引き続いて行われる工程である。工程４と工程６は、どちらを先に行っても構わないし、両工程を同時に行っても構わない。工程６の冷却工程では、通常室温付近まで冷却するが、冷却速度が早すぎるとガラスが割れるおそれがあるので、好適には１０分以上、より好適には３０分以上かけて冷却する。

工程４においては、ゆっくりと昇圧することが好ましく、昇圧にかける時間は５分以上であることが好ましく、１０分以上であることがより好ましく、２０分以上であることがさらに好ましい。生産性の観点から、昇圧時間は通常５時間以下であり、好適には２時間以下である。昇圧後の圧力は、０．０５ＭＰａ以上、より好適には０．０７ＭＰａ以上とすることが好ましく、大気圧と同じ圧力（０．１ＭＰａ）まで昇圧することもできる。このとき、段階的に昇圧しても構わない。工程４において、圧力を上昇させる際の温度が、高すぎる場合には、不必要に溶融樹脂が流動して、セルの移動が生じるおそれがある。通常１２０℃以下、好適には１００℃以下であることが好ましい。

また、工程４において、前記封止処理容器内の圧力を上昇させながら同時に昇温する過程を有することが好ましい。こうすることによって、徐々に流動性を増していく過程で、積層体６０にかかる圧力を徐々に解除することができ、残留気泡の発生を抑制しながら、不必要に溶融樹脂が流動するのを抑制するのに効果的である。この場合には、昇圧開始時の温度を（Ｔｍ−１０）℃〜（Ｔｍ＋２０）℃、より好適には（Ｔｍ−５）℃〜（Ｔｍ＋１５）℃とし、そこから３〜３０℃、より好適には５〜２０℃温度を上昇させる間に昇圧させることが望ましい。昇温速度（℃／分）に対する昇圧速度（ＭＰａ／分）の比は、０．００１〜０．１（ＭＰａ／℃）であることが好ましく、０．００２〜０．０５（ＭＰａ／℃）であることがより好ましい。

封止樹脂として、架橋可能な熱可塑性樹脂を使用する場合には、減圧したままで封止樹脂の融点付近以上まで昇温する工程（工程３）の後に、前記封止処理容器内の圧力を上昇させる工程（工程４）を経て、架橋反応が進行する温度範囲まで昇温して架橋反応を進行させる工程（工程５）、及び冷却する工程（工程６）を有することが好ましい。

この場合、工程４で封止処理容器内の圧力を上昇させた後、一旦融点以下の温度まで冷却してから、工程５で架橋反応が進行する温度範囲まで昇温することも好ましい。圧力を上昇させた後、そのまま架橋反応が進行する温度範囲まで昇温することも可能であるが、一旦冷却することによって、残留する応力が緩和する時間を確保できて、溶融樹脂のはみ出し、ヒケ（端部で樹脂の欠損した部分）、セルの移動がより効果的に抑制できる。このとき、樹脂が十分に流動性を失うまで冷却することが好ましく、（Ｔｍ−１０）℃以下、より好適には（Ｔｍ−２０）℃以下まで冷却することが好ましい。

以上のように、封止処理容器内の圧力を上昇させてから、工程５において架橋反応が進行する温度範囲まで昇温して架橋反応を進行させる。通常１００℃以上、好適には１２０℃以上、より好適には１３０℃以上、さらに好適には１４０℃以上に加熱して架橋反応を進行させる。樹脂の劣化を防止するために、通常は２００℃以下の架橋温度が採用される。架橋反応が進行する温度範囲に保つ時間は、目指す架橋度などにより異なるが、通常５分〜２時間、好適には１０分〜１時間である。

工程５で架橋反応を進行させるときの封止処理容器内の圧力は、好適には０．０５ＭＰａ以上、より好適には０．０６ＭＰａ以上である。封止処理容器内の圧力を上昇させることによって、上下からかかる圧力を低減させることができる。架橋反応は高温で進行するため、その時の封止樹脂の溶融粘度は、融点付近に比べてかなり低い。そのため、このときに上下から不要な圧力をかけず、セルの移動や、樹脂のはみ出しを抑制することが重要である。しかしながら、大気圧と同じ圧力まで昇圧した場合には、積層体の構成によってはヒケを生じることがあるので、そのようなときには大気圧より低い圧力に設定することが好適である。また、大気圧と同じ圧力まで昇圧した場合には、ブリーダーが積層体の周囲を押えることが困難になり樹脂がはみ出すこともあるので、そのようなときにも大気圧より低い圧力に設定することが好適である。その場合の圧力は大気圧よりも０．００１ＭＰａ以上低い圧力とすることが好ましく、０．０１ＭＰａ以上低い圧力（この場合、０．０９ＭＰａ以下）とすることが好ましい。なお、本発明でいう大気圧とは、積極的に加圧あるいは減圧操作を施していない状態をいい、例えば熱風炉の中にファンで強制的に熱風を吹き込むために若干大気圧よりも高くなってしまうような場合であっても、それは大気圧と実質的に同一である。

工程５で架橋反応を進行させたあとで、工程６の冷却工程に供する。工程６については、前述したとおりである。

こうして得られた太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルが破損されることなく、規則正しく整列されたものである。多数の太陽電池セルを破損することなく樹脂で封止することができるので、大型の太陽電池モジュールを提供することができる。しかも、気泡残りが抑制され、端部からの樹脂のはみ出しも抑制され、正しく整列されて外観が美麗であるので、各種建築物の外壁、屋根、窓などに好適に使用される。

以下、実施例を使用して本発明をさらに詳細に説明する。

実施例
図４に太陽電池モジュール１の外形と、その中に配列された太陽電池セル４とを示す。太陽電池セル４として、１００ｍｍ×１００ｍｍ×０．３ｍｍの正方形の単結晶シリコン太陽電池セルを４１６枚使用した。四隅は数ｍｍ程度面取りがされている。導線８としては、日立電線株式会社製のハンダディップ銅リボン線を使用した。当該リボン線の幅は１．５ｍｍで厚さは０．１５ｍｍである。太陽電池セル４の受光面６と裏面７の導線８を接着する部分には予めハンダを印刷してある。導線８の一端を太陽電池セル４の受光面６のハンダ印刷部に重ねてハンダ付けし、他端を隣接する太陽電池セル４の裏面７のハンダ印刷部に重ねてハンダ付けした。隣接するセル間は２本の導線８で接続し、その間隔が２ｍｍになるようにした。すなわち、間隙部９の幅は２ｍｍである。

受光面側透明板２としては、２８１０ｍｍ×１７９５ｍｍ×１２ｍｍのフロート板強化ガラス（白板ガラス）を使用した。当該強化ガラスの表面圧縮応力は１００ＭＰａであり、ＪＩＳ Ｒ３２０６に準拠して測定した反りは０．２５％であった。封止樹脂シートとしては、特に断らない限り、ハイシート工業株式会社製「ソーラーエバＳＣ３６」の厚さ０．６ｍｍのものを切断して使用した。当該封止樹脂シートは、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）に架橋剤、シランカップリング剤、安定剤などを配合したものであり、架橋前の樹脂のＤＳＣ法で測定した融点は７１℃である。封止樹脂シートの片面には浅いエンボス模様（梨地）が形成されていて、その深さは約４５μｍである。受光面側透明板２の反りの凹面が上になるようにして、その上に２８１０ｍｍ×１７９５ｍｍの寸法の封止樹脂シート２１，２２，２３を３枚重ねた。この３枚の封止樹脂シート２１，２２，２３が厚み１．８ｍｍの第１封止樹脂シート２０を構成する。

図５〜図１０は、図４における左上の部分と右上の部分（一点鎖線で囲んだ部分）を拡大して示したものである。図５に示すように、長手方向に２６枚の太陽電池セル４を直列に接続したものを２ｍｍ間隔で平行に１６組並べ、合計４１６枚のセルを、第１封止樹脂シート２０の上に配置した。隣接する太陽電池セル４間の間隙部９の幅は、縦横ともに２ｍｍである。直列に配置された太陽電池セル４の端部では、太陽電池セル４に接続されている導線８同士を５ｍｍ離れた位置の導線５１で接続した。太陽電池セル４の端から受光面側透明板２の端部までの距離、すなわち余白部１０の幅は、図４における左右端で８０ｍｍ、上下端で８２．５ｍｍとした。図の左側の余白部１０では、導線５１同士を導線５２で接続した。導線５１，５２としては、幅４．０ｍｍで厚さ０．２５ｍｍのハンダディップ銅リボン線を使用した。

続いて、図６に示すように、余白部１０に封止樹脂シート片４０を配置する。封止樹脂シート片４０は余白部１０の全周にわたり、受光面側透明板２の端部に沿って配置した。左右の余白部１０（幅が８０ｍｍ）では、封止樹脂シート片４０の幅は４９ｍｍであり、上下の余白部１０（幅が８２．５ｍｍ）では、封止樹脂シート片４０の幅は５１．５ｍｍである。封止樹脂シート片４０の内側には、約８ｍｍの間隔をあけて幅１５ｍｍの封止樹脂シート片４５を封止樹脂シート片４０と平行に配置した。封止樹脂シート片４５と太陽電池セル４の端部との距離は約８ｍｍである。このとき、左側の余白部１０においては、導線５２の上に封止樹脂シート片４５が重ならないように、他の余白部１０よりも少しだけ外側にシフトさせて配置した。封止樹脂シート片４０よりも細幅の封止樹脂シート片４５が内側に配置されることによって、封止樹脂シート片４０が加熱によって溶融したときに、太陽電池セル４の方向に不均一に流れ込むことを防止することができる。これにより、太陽電池セル４の移動や気泡の発生を防止することができる。その後、長さ１００ｍｍ、幅１０ｍｍの封止樹脂シート片４１を受光面側透明板２の端部に沿って間歇的に配置した。これにより、引き続き積層される封止樹脂シート３１と封止樹脂シート片４０との間に間隙を設けることができ、封止樹脂シート２３と封止樹脂シート３１の間に形成される空間の空気を円滑に排出することができる。

引き続き、図７に示すように、右側の余白部１０に存在する導線５１の部分及び左側の余白部１０に存在する導線５２の部分にそれぞれ幅５ｍｍの間隙３６をあけて、ほぼ全面を、３枚のシートから構成される封止樹脂シート３１で覆った。間隙３６を通して、導線５１及び５２に導線５０を接続することが可能である。次に、長さ１００ｍｍ、幅１０ｍｍの封止樹脂シート片４２を受光面側透明板２の端部に沿って間歇的に配置した。また、後に配置される導線５０の下側に重なる位置に幅１０ｍｍで厚さ０．１ｍｍの絶縁フィルム５５を配置した。さらに後に配置される導線５３，５４の下側に重なる位置にも、幅３０ｍｍ、長さ１００ｍｍで厚さ０．１ｍｍの絶縁フィルム５６を配置した。

次に、図８に示すように、右側の余白部１０に存在する導線５１の部分及び左側の余白部１０に存在する導線５２の部分にそれぞれ幅５ｍｍの間隙３６をあけて、ほぼ全面を、３枚のシートから構成される封止樹脂シート３２で覆った。次に、図の右側の余白部１０に存在する導線５１から、左側の余白部１０に存在する導線５２までを、導線５０で接続し、導線５０を封止樹脂シート３２の上に配置した。導線５０としては、幅６ｍｍで厚さ０．１ｍｍのハンダディップ銅リボン線を使用した。また、左側の余白部１０に存在する電気配線（図示せず）に、端子ボックスに引き出される２本の導線５３，５４を接続した。導線５３，５４は、導線５０と同じものである。左側の余白部１０に存在する電気配線（図示せず）や導線５２には、モジュールの仕様などに応じてダイオードなどの素子が組み込まれていても良い。

続いて、図９に示すように、導線５０の部分が約２０ｍｍの幅で欠落し、導線５３，５４の部分が４０×１３０ｍｍの寸法で欠落した封止樹脂シート３３で覆い、前記欠落部分の導線５０の上には、ハイシート工業株式会社製「ソーラーエバＳＣ３６」の厚さ０．４ｍｍのものからなる１５ｍｍ幅の封止樹脂シート片４４を配置した。また、前記欠落部分の導線５３，５４の上には、欠落した範囲の実質的に全体を覆うように、０．４ｍｍの厚さの封止樹脂シート片４６を配置した。次に、長さ１００ｍｍ、幅１０ｍｍの封止樹脂シート片４３を受光面側透明板２の端部に沿って間歇的に配置した。

引き続き、全面を封止樹脂シート３４で覆った。図１０に示されるように封止樹脂シート３４には、長さ３００ｍｍの切り込み３７が入れられており、この切り込みから端子ボックスに引き出される２本の導線５３，５４を引き出した。その後、裏面板３を重ねた。裏面板３としては、２８１０ｍｍ×１７９５ｍｍ×１２ｍｍのフロート板強化ガラス（青板ガラス）を使用した。当該強化ガラスの表面圧縮応力は１００ＭＰａであり、ＪＩＳ Ｒ３２０６に準拠して測定した反りは０．２５％であった。また、裏面板３には端子ボックスに引き出される２本の導線５３，５４を通すための２０ｍｍ径の円形開口部が設けられている。裏面板３をその凹面が下になるようにして、裏面板３に設けられた開口から２本の導線５３，５４を引き出して重ねた。

以上のようにして、封止操作に供するための積層体６０が得られた。ここで、第１封止樹脂シート２０は３枚の封止樹脂シートからなりその合計厚みは１．８ｍｍである。また、第２封止樹脂シート３０は、４枚の封止樹脂シートからなりその合計厚みは２．４ｍｍである。また、余白部１０に配置された封止樹脂シート片４０，４１，４２，４３の合計厚みは２．４ｍｍであった。

こうして得られた積層体６０の端面の全周をブリーダー６２で覆い、封止処理容器であるゴム製の袋６１の中に投入し、袋６１を封じた。積層体６０の端面をブリーダー６２で覆うのは、積層体６０内部の溶融樹脂が流出するのを防ぐとともに、積層体６０内部からの空気の排出ルートを確保するためである。

上記ゴム製の袋６１は熱風炉６６の中に設けられた棚６７に複数セットが並べて配置される。それぞれのゴム製の袋６１には排気可能なパイプ６３が接続されていて、それが圧力調整弁６４を介して真空ポンプ６５に接続されている。封止処理装置の概略図を図１１に示す。

以上のようにセッティングしてから、以下の工程１〜６の封止処理操作を行った。このときの温度と圧力は、表１及び図１２に示すとおりに制御した。このとき温度は熱風炉６６内の温度であり、圧力は圧力調整弁６４で設定した圧力である。

工程１：「封止処理容器内の圧力を０．０５ＭＰａ以上に保って封止樹脂を加熱する工程」
熱風炉６６内の昇温を開始するとともに、封止処理容器内の減圧を開始した。４５分かけて圧力を大気圧（０．１ＭＰａ）からゆっくりと０．０７ＭＰａまで低下させ、その間、温度を室温（３０℃）からゆっくりと５０℃まで上昇させた。

工程２：「封止樹脂の融点未満の温度において封止処理容器内を０．０１ＭＰａ以下の圧力まで減圧する工程」
熱風炉６６内の温度を３０分間５０℃に維持し、その間、封止処理容器内の圧力を０．０７ＭＰａから０．００５ＭＰａ未満までゆっくりと減圧した。

工程３：「減圧したままで封止樹脂の融点以上の温度まで昇温する工程」
熱風炉６６内の温度を、５０℃から６０℃まで１２０分かけて昇温し、６０℃から７１℃（封止樹脂の融点）まで１５０分かけて昇温し、７１℃で１０分間維持してから、７１℃から７８℃まで４５分かけて昇温した。この間、封止処理容器内の圧力を０．００５ＭＰａ未満に維持した。

工程４：「前記封止処理容器内の圧力を上昇させる工程」
前記工程３において、熱風炉６６内の温度が７８℃になったところで昇圧を開始し、封止処理容器内の圧力を０．００５ＭＰａ未満から０．０７ＭＰａまで７０分かけてゆっくりと昇圧した。この間、温度は７８℃から９０℃まで７５分かけてゆっくりと上昇させた。このときの昇温速度（℃／分）に対する昇圧速度（ＭＰａ／分）の比は、０．００６３（ＭＰａ／℃）であった。この後、９０℃で３０分間維持し、３０分かけて３０℃まで冷却し、３０℃で５分間維持し、その間０．０７ＭＰａの圧力を維持した。

工程５：「架橋反応が進行する温度範囲まで昇温して架橋反応を進行させる工程」
引き続き、９０分かけて３０℃から１５５℃まで昇温し、１５５℃で３６分間維持して架橋反応を進行させた。その間０．０７ＭＰａの圧力を維持した。

工程６：「冷却する工程」
続いて、０．０７ＭＰａの圧力を維持しながら６０分かけて１５５℃から３０℃まで冷却し、３０℃になったところで、約１分かけて封止処理容器内の圧力を０．１ＭＰａ（大気圧）まで上昇させ、熱風炉６６から取り出した。

得られた太陽電池モジュールは、セルの割れや欠け、導線の断線は一切なく、気泡残りも観察されず、周辺部での封止樹脂のはみ出しやヒケも観察されなかった。また、太陽電池セルは、規則正しく配列されて封止されていた。

Claims (10)

1. 受光面側透明板と裏面板との間に複数の太陽電池セルが樹脂で封止されてなる太陽電池モジュールの製造方法において、複数の太陽電池セルを５ｍｍ以下の間隔をあけて配列して相互に導線で接続し、受光面側透明板と太陽電池セルとの間に受光面側透明板の実質的に全面を覆う第１封止樹脂シートを配置し、裏面板と太陽電池セルとの間に裏面板の実質的に全面を覆う第２封止樹脂シートを配置し、太陽電池セルの外側の余白部に、その合計の厚みが太陽電池セルの厚みと導線の厚みとの合計値よりも厚い複数の封止樹脂シート片を、第１封止樹脂シートと第２封止樹脂シートとの間に挟持されるように配置するとともに、封止樹脂シート片相互の水平方向に間隔をあけてそこから空気を排出できるようにしてから、受光面側透明板と裏面板との間の空気を排出し、加熱して樹脂を溶融させてから冷却して封止することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
2. 前記封止樹脂シート片の合計の厚みが１〜５ｍｍである請求項１記載の太陽電池モジュールの製造方法。
3. 前記余白部の全周にわたり実質的に連続して配置された封止樹脂シート片と、それと重ねられて相互に間隔をあけて配置された封止樹脂シート片とが、第１封止樹脂シートと第２封止樹脂シートとの間に挟持される請求項１又は２記載の太陽電池モジュールの製造方法。
4. 前記余白部において、全周にわたり実質的に連続して配置された封止樹脂シート片の内側の位置で、かつ太陽電池セルの外側の位置に、細幅の封止樹脂シート片を配置する請求項３記載の太陽電池モジュールの製造方法。
5. 第１封止樹脂シート又は第２封止樹脂シートを、複数の封止樹脂シートを積層することによって構成する請求項１〜４のいずれか記載の太陽電池モジュールの製造方法。
6. 前記余白部において、前記封止樹脂シート片が相互に間隔をあけて配置され、第１封止樹脂シート又は第２封止樹脂シートを構成する複数の封止樹脂シート相互の間に挟持される請求項５記載の太陽電池モジュールの製造方法。
7. 受光面側透明板と裏面板のいずれもが、反りを有する表面圧縮応力が２０ＭＰａ以上のガラス板からなり、その反りの凹面同士を向かい合わせて封止操作を行う請求項１〜６のいずれか記載の太陽電池モジュールの製造方法。
8. 前記ガラス板の反り（ＪＩＳ Ｒ３２０６に準拠して測定した値）が０．０５〜０．５％である請求項７記載の太陽電池モジュールの製造方法。
9. 封止処理容器内で封止するに際して、封止処理容器内の圧力を０．０５ＭＰａ以上に保って封止樹脂を加熱する工程（工程１）、封止樹脂の融点未満の温度において封止処理容器内を０．０１ＭＰａ以下の圧力まで減圧する工程（工程２）、減圧したままで封止樹脂の融点以上の温度まで昇温する工程（工程３）、前記封止処理容器内の圧力を上昇させる工程（工程４）及び冷却する工程（工程６）の各工程からなる封止操作を行う請求項１〜８のいずれか記載の太陽電池モジュールの製造方法。
10. 前記封止樹脂が、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール及びポリウレタンからなる群から選択される一種の樹脂からなる請求項１〜９のいずれか記載の太陽電池モジュールの製造方法。

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