JP4512650B2 - 太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents
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Description
この発明は、太陽電池モジュールの製造方法に関する。
太陽光線から太陽電池を使って直接電気エネルギーを発生する太陽光発電システムは、近年その技術開発が急速に進み、実用に耐える発電方法としても技術的な見通しがつきつつある。その結果、太陽光発電システムは、21世紀の地球環境を化石エネルギーの燃焼による環境汚染から守る本格的なクリーンエネルギー技術としてその将来が期待されている。ここで、太陽電池の形態はさまざまなものが開発されているが、低コストの製造が可能であるために現在最も実用化が進んでいるのが、光電変換活性層にIV族半導体を用いた太陽電池であり、また、半導体材料の消費量が最も少ないのが、薄膜の半導体を絶縁基板上に成膜して形成される薄膜太陽電池である。
一般に薄膜太陽電池は、ガラス等の透光性絶縁基板上にSnO 2 やITO等の透明導電膜が形成され、その上に非晶質半導体のp層,i層,n層がこの順に積層されて光電変換活性層が形成され、その上に金属薄膜電極が積層されてなる構造と、金属基板電極の上に非晶質半導体のn層,i層,p層がこの順に積層されて光電変換活性層が形成され、その上に透明導電膜が積層されてなる構造とがある。
これらのうち、前者のp層,i層,n層を順に積層する方法は、透光性絶縁基板が太陽電池表面カバーガラスを兼ねることができること、また、SnO 2 等の耐プラズマ性透明導電膜が開発されて、この上に非晶質半導体光電変換活性層をプラズマCVD法で積層することが可能となったこと等から多用されるようになり、現在の主流となっている。なお、これらに用いられる非晶質半導体層の形成は、原料ガスのグロー放電分解によるプラズマCVD法や、光CVD法による気相成長により形成され、これらの方法は大面積の薄膜形成が可能という利点を有する。
また、大面積化を行なうためには、レーザを用いて集積化を行ない、直列接続するのが一般的な方法である。この構造は、ガラス基板等の透光性絶縁基板上に透明導電膜を短冊状に形成し、その上に非晶質半導体層、次いで裏面電極を順に積層する。そして、1つの透明導電膜、非晶質半導体層、裏面電極からなる単位太陽電池の透明導電膜が、隣接する単位太陽電池の裏面電極と接触する構造となるように、両電極および非晶質半導体層のパターンを形成する。
このように構成される平板型のp−i−n層型の薄膜太陽電池は、従来からよく知られている(例えば、特許文献1参照)。また、光電変換層には、微結晶シリコンなどの結晶半導体層も利用されている。
このように構成される平板型のp−i−n層型の薄膜太陽電池は、従来からよく知られている(例えば、特許文献1参照)。また、光電変換層には、微結晶シリコンなどの結晶半導体層も利用されている。
従来、このような平面状の薄膜太陽電池の両面に、封止材を介して保護部材を設けた太陽電池モジュールが形成される。
太陽電池モジュールは、主として、モジュールの構成部材を位置決めして積層した後、真空ラミネート装置等を用いて、封止材の溶融および硬化処理を行って製造していた。
また、このような太陽電池モジュールの製造工程において、封止材がモジュールからはみ出してしまうことがあるため、はみ出した封止材が太陽電池モジュールの表面に回りこんで付着したり、加熱処理を行うラミネータ装置内に付着するという問題点があった。
太陽電池モジュールの受光面に封止材料の回り込み、付着が発生すると、付着した封止材の除去作業が必要となっていた。加えてモジュールよりはみ出す封止材料が加熱処理を行うラミネータ装置内に付着する為に、別途除去作業が必要であった。
このような問題点を解消するために、従来からいくつかの製造方法が提案されていた。
太陽電池モジュールは、主として、モジュールの構成部材を位置決めして積層した後、真空ラミネート装置等を用いて、封止材の溶融および硬化処理を行って製造していた。
また、このような太陽電池モジュールの製造工程において、封止材がモジュールからはみ出してしまうことがあるため、はみ出した封止材が太陽電池モジュールの表面に回りこんで付着したり、加熱処理を行うラミネータ装置内に付着するという問題点があった。
太陽電池モジュールの受光面に封止材料の回り込み、付着が発生すると、付着した封止材の除去作業が必要となっていた。加えてモジュールよりはみ出す封止材料が加熱処理を行うラミネータ装置内に付着する為に、別途除去作業が必要であった。
このような問題点を解消するために、従来からいくつかの製造方法が提案されていた。
たとえば、特許文献2には、加熱加圧される封止部材に、表面が平滑で耐熱性を備えた第1のシートを重ねるようにし、溶融した封止部材がこの封止部材を加圧する加圧手段に付着するのを防止したり、加圧手段の不純物が第1のシート以外の部分に転写するのを防止し、また、 基板の下側の面に第2のシートを接合することで、溶融した封止部材が他の部分に付着するのを防止し、基板の下側の面が汚れるのを第2のシートによって防止する製造方法が開示されている。また、基板の外周面に、基板の一方の板面で加熱されて溶融した封止部材がたれ落ちるのを防止する回りこみ防止手段を設け、溶融した封止部材が基板の一方の板面から他方の板面に回り込んで付着するのを防止する製造方法が開示されている。
特開平8−83922号公報
特開2001−230436号公報
しかし、モジュールの構成部材の積層体をラミネータ装置に投入し、加熱圧着する場合、モジュール端面の周辺部分で封止材料の充填不足が発生することがあった。
そこで、この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであり、簡易な方法で封止材料の充填不足や封止材料の他の部分への付着の抑制をすることにより、太陽電池モジュールの製造工程における作業の軽減と、製品の信頼性の向上を図ることのできる製造方法を提供することを課題とする。
この発明は、表面保護部材、第1封止部材、太陽電池セル、配線部材、第2封止部材、および裏面保護部材をこの順に積層してモジュール主要部を形成する積層体形成工程と、少なくとも前記モジュール主要部の表面保護部材の表面と、モジュール主要部の側面とを耐熱性シートで覆う包装工程と、前記耐熱シートで覆われた積層体を圧着処理および加熱処理することによりモジュール主要部の封止部材を硬化させる硬化工程と、前記硬化工程の後、前記耐熱性シートをモジュール主要部から除去する除去工程とを含む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ものである。
これによれば、太陽電池モジュールの主要部の表面(受光面)および側面を耐熱性シートで覆った後に硬化処理をしているので、封止材料が表面保護部材の受光面などに付着するのを抑制することができ、太陽電池モジュールの製造工程の合理化と、製品の実用的な信頼性を確保することができる。
また、表面保護部材の上に太陽電池セルが一体成型されたセル部材、配線部材、封止部材、裏面保護部材を、この順に積層してモジュール主要部を形成する積層体形成工程と、少なくとも前記モジュール主要部の表面保護部材の表面と、モジュール主要部の側面とを耐熱性シートで覆う包装工程と、前記耐熱性シートで覆われた積層体を圧着処理および加熱処理することによりモジュール主要部の封止部材を硬化させる硬化工程と、前記硬化工程の後、前記耐熱性シートをモジュール主要部から除去する除去工程とを含む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ものである。
さらに、 前記硬化工程が、前記耐熱性シートで覆われた積層体を、前記表面保護部材を下方とした状態でラミネータ装置の内部に設置し、その後前記モジュール主要部の側面部分に封止材料溜まりができる程度に、圧着処理および加熱処理する工程からなることを特徴とする。また、前記硬化工程が、前記耐熱性シートで覆われた積層体を、前記表面保護部材を下方とした状態でラミネータ装置の内部に設置し、その後前記モジュール主要部を構成する部材の側面部分に封止材料溜まりができる程度に、圧着処理と加熱処理を行う第1硬化工程と、第1硬化工程の後、前記耐熱性シートで覆われた積層体をオーブンに搬入して所定の加熱処理を行う第2硬化工程とからなることを特徴とする。
また、前記耐熱性シートには、プラスチックフィルムを用いることを特徴とする。
また、前記包装工程において、前記硬化工程を行う前に、前記耐熱性シートを前記モジュール主要部に固定させることを特徴とする。
さらに、前記包装工程において、前記モジュール主要部の裏面保護部材の周辺部も前記耐熱性シートで覆い、前記硬化工程を行う前に、粘着性を有するテープで耐熱性シートを裏面保護部材に固定させることを特徴とする。
また、前記包装工程の後、前記硬化工程の前に、さらに前記モジュール主要部の裏面保護部材の表面をシートで覆う工程を含むことを特徴とする。
この発明の以下の実施例において、第1封止部材は封止部材3に相当し、第2封止部材は封止部材6に相当する。
また、前記包装工程において、前記硬化工程を行う前に、前記耐熱性シートを前記モジュール主要部に固定させることを特徴とする。
さらに、前記包装工程において、前記モジュール主要部の裏面保護部材の周辺部も前記耐熱性シートで覆い、前記硬化工程を行う前に、粘着性を有するテープで耐熱性シートを裏面保護部材に固定させることを特徴とする。
また、前記包装工程の後、前記硬化工程の前に、さらに前記モジュール主要部の裏面保護部材の表面をシートで覆う工程を含むことを特徴とする。
この発明の以下の実施例において、第1封止部材は封止部材3に相当し、第2封止部材は封止部材6に相当する。
この発明によれば、太陽電池モジュールの主要部の表面保護部材の表面と、モジュール主要部の側面を耐熱性シートで覆った後に硬化処理を実施しているので、表面保護部材の受光面への封止材料の付着の抑制,封止材料の除去作業の軽減,および太陽電池モジュールの実用上十分な信頼性の確保を実現することができる。
以下、図面を使用して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の実施例の記載によって、この発明が限定されるものではない。
<太陽電池モジュールの構成>
図1に、この発明の太陽電池モジュールの主要部の一実施例の構成図を示す。
図1において、太陽電池モジュールの主要部12は、表面保護部材2,封止部材3,太陽電池セル4,太陽電池配線部材5,封止部材6および裏面保護部材7を、この順に積層した積層体である。
<太陽電池モジュールの構成>
図1に、この発明の太陽電池モジュールの主要部の一実施例の構成図を示す。
図1において、太陽電池モジュールの主要部12は、表面保護部材2,封止部材3,太陽電池セル4,太陽電池配線部材5,封止部材6および裏面保護部材7を、この順に積層した積層体である。
ここで、表面保護部材2は、たとえば、ガラス板,強化樹脂板などから構成される。
また、表面保護部材2の厚さは数mm程度である。
封止部材(3,6)は、たとえばEVAシートを用いることができる。
太陽電池セル4は、たとえば、結晶系太陽電池,各種薄膜太陽電池などから構成されるものである。
配線部材5は、太陽電池セルの配線パターンを形成した部材であり、たとえば、銅,アルミ等の導体と必要に応じて樹脂製絶縁被覆などで構成される。
裏面保護部材7は、たとえばPET,及びETFEなどのフィルムからなる裏面絶縁シートである。
また、表面保護部材2の厚さは数mm程度である。
封止部材(3,6)は、たとえばEVAシートを用いることができる。
太陽電池セル4は、たとえば、結晶系太陽電池,各種薄膜太陽電池などから構成されるものである。
配線部材5は、太陽電池セルの配線パターンを形成した部材であり、たとえば、銅,アルミ等の導体と必要に応じて樹脂製絶縁被覆などで構成される。
裏面保護部材7は、たとえばPET,及びETFEなどのフィルムからなる裏面絶縁シートである。
太陽電池モジュールの製造は、後述するような製造工程を実施することにより行う。その概略を示すと、図1に示したような太陽電池モジュールの主要部12を一体化形成した後、図2および図3に示すような端子ボックス8や枠(1a,1b)を取り付けることにより、この発明の太陽電池モジュールを製造する。
この発明では、各構成部材(2〜7)を積層してモジュールの主要部12を形成する積層体形成工程と、積層体であるモジュール主要部を耐熱性シート11で覆う包装工程と、その耐熱性シートで覆われた積層体に対して圧着処理および加熱処理することにより、封止部材(3,6)を硬化させる硬化工程と、硬化工程を経て一体化されたモジュール主要部から耐熱性シートを除去する除去工程を含むことを特徴とする。
この発明では、各構成部材(2〜7)を積層してモジュールの主要部12を形成する積層体形成工程と、積層体であるモジュール主要部を耐熱性シート11で覆う包装工程と、その耐熱性シートで覆われた積層体に対して圧着処理および加熱処理することにより、封止部材(3,6)を硬化させる硬化工程と、硬化工程を経て一体化されたモジュール主要部から耐熱性シートを除去する除去工程を含むことを特徴とする。
このように、耐熱性シートにより覆われた状態の主要部12に対して圧着処理および加熱処理することにより、封止部材(3,6)が、太陽電池モジュールの受光面やラミネータ装置へ付着するのを抑制することが可能となり、モジュールの製造工程の合理化と、太陽電池モジュールの生産性の向上と、製品の実用的な信頼性の確保ができる。
<太陽電池モジュールの製造工程>
図4に、この発明の太陽電池モジュールの製造工程の一実施例のフローチャートを示す。
以下、図4の各製造工程について説明する。
図4に、この発明の太陽電池モジュールの製造工程の一実施例のフローチャートを示す。
以下、図4の各製造工程について説明する。
(積層体形成工程)
ステップS1:表面保護部材および封止部材の配置
所定のサイズおよび厚みを持つ表面保護部材2を準備し、その上に封止部材3を配置する。
たとえば、表面保護部材2としては、厚さが数mm程度のガラス基板を準備する。
また、封止部材3としては、たとえば表面保護部材2とほぼ同じサイズで、厚さが0.5mm程度のEVAシートを用いる。
この場合、ガラス基板2の上に、EVAシート3を位置決めして配置する。
ステップS1:表面保護部材および封止部材の配置
所定のサイズおよび厚みを持つ表面保護部材2を準備し、その上に封止部材3を配置する。
たとえば、表面保護部材2としては、厚さが数mm程度のガラス基板を準備する。
また、封止部材3としては、たとえば表面保護部材2とほぼ同じサイズで、厚さが0.5mm程度のEVAシートを用いる。
この場合、ガラス基板2の上に、EVAシート3を位置決めして配置する。
ステップS2:太陽電池セルの配置
上記構造物のEVAシート3の上に、太陽電池セル4を配置する。
太陽電池セル4は、たとえば、結晶系太陽電池,各種薄膜太陽電池を用いる。
ただし、太陽電池セル4とガラス基板2とが予め一体成型されたタイプのセル部材を用いてもよい。このセル部材を用いる場合は、封止部材3は不要であり、封止部材としては配線部材5の上に配置される封止部材6のみでよい。
上記構造物のEVAシート3の上に、太陽電池セル4を配置する。
太陽電池セル4は、たとえば、結晶系太陽電池,各種薄膜太陽電池を用いる。
ただし、太陽電池セル4とガラス基板2とが予め一体成型されたタイプのセル部材を用いてもよい。このセル部材を用いる場合は、封止部材3は不要であり、封止部材としては配線部材5の上に配置される封止部材6のみでよい。
ステップS3:配線部材の配置
上記構造物の太陽電池セル4の上に、配線部材5を配置する。
ここで、太陽電池セル4の出力端子と所定の配線パターンとが接触するように、位置決めして配置し、ハンダ付けなどにより、電気的な配線を行う。
配線部材5によって、太陽電池セル4と、外部装置へ接続するための出力リード線9を備えた端子ボックス8とが電気的に接続される。
配線部材5としては、たとえば、銅,アルミ等の導体と必要に応じて樹脂製絶縁被覆を用いる。
上記構造物の太陽電池セル4の上に、配線部材5を配置する。
ここで、太陽電池セル4の出力端子と所定の配線パターンとが接触するように、位置決めして配置し、ハンダ付けなどにより、電気的な配線を行う。
配線部材5によって、太陽電池セル4と、外部装置へ接続するための出力リード線9を備えた端子ボックス8とが電気的に接続される。
配線部材5としては、たとえば、銅,アルミ等の導体と必要に応じて樹脂製絶縁被覆を用いる。
ステップS4:封止部材の配置
上記構造物の配線部材5の上に、封止部材6を配置する。
ここで、封止部材6としては、ステップS1で用いたEVAシート3と同じものを用いてもよい。
このEVAシート6は、太陽電池セル4と配線部材5の表面全体が覆われるように配置されることが好ましい。
上記構造物の配線部材5の上に、封止部材6を配置する。
ここで、封止部材6としては、ステップS1で用いたEVAシート3と同じものを用いてもよい。
このEVAシート6は、太陽電池セル4と配線部材5の表面全体が覆われるように配置されることが好ましい。
ステップS5:裏面保護部材の配置
上記構造物のEVAシート6の上に、裏面保護部材7を配置する。
裏面保護部材7としては、たとえば、PET、ETFEフィルムなどの材料で作られた厚さ0.5mm程度の絶縁性シートを用いることができる。
また、裏面保護部材の所定の位置には、配線部材5と後で取り付けられる端子ボックス8との電気的接続を確保するための貫通孔を予め設けておくことが好ましい。
以上の積層体形成工程により、図1に示した太陽電池モジュールの主要部12が形成される。ただし、この状態では、モジュール主要部12の各構成部材を積層しただけで、固定化されていない。
上記構造物のEVAシート6の上に、裏面保護部材7を配置する。
裏面保護部材7としては、たとえば、PET、ETFEフィルムなどの材料で作られた厚さ0.5mm程度の絶縁性シートを用いることができる。
また、裏面保護部材の所定の位置には、配線部材5と後で取り付けられる端子ボックス8との電気的接続を確保するための貫通孔を予め設けておくことが好ましい。
以上の積層体形成工程により、図1に示した太陽電池モジュールの主要部12が形成される。ただし、この状態では、モジュール主要部12の各構成部材を積層しただけで、固定化されていない。
(包装工程)
ステップS6:耐熱性シートの取り付け
各構成部材を積層した太陽電池モジュールの主要部12を、耐熱性シート11で覆う。
図5に、耐熱性シート11で覆った後の構造物の状態の一実施例の説明図を示す。
太陽光の受光面となる表面保護部材2の表面全体と、モジュール主要部12の側面全体を覆うように、耐熱性シート11を取り付ける。
特に、表面保護部材2の表面全体と耐熱性シート11とは密着するように、耐熱性シート11を取り付けることが好ましい。
また、裏面保護部材7の表面の周辺部を覆うように、耐熱性シート11を取り付けることが好ましい。
ステップS6:耐熱性シートの取り付け
各構成部材を積層した太陽電池モジュールの主要部12を、耐熱性シート11で覆う。
図5に、耐熱性シート11で覆った後の構造物の状態の一実施例の説明図を示す。
太陽光の受光面となる表面保護部材2の表面全体と、モジュール主要部12の側面全体を覆うように、耐熱性シート11を取り付ける。
特に、表面保護部材2の表面全体と耐熱性シート11とは密着するように、耐熱性シート11を取り付けることが好ましい。
また、裏面保護部材7の表面の周辺部を覆うように、耐熱性シート11を取り付けることが好ましい。
図6に、モジュール主要部12と耐熱性シート11の位置関係を示した斜視図を示す。この図6は、裏面保護部材7の表面側から見た図であり、裏面保護部材7の周辺部に、耐熱性シート11を取り付けている。
耐熱性シート11としては、各構成部材を積層した太陽電池モジュールの主要部12の表面および側面を覆うことのできるものであれば、特に材質は問わないが、たとえば、プラスチックフィルムを用いることができる。たとえば、140℃の加熱によっても変質しないようなPET,ETFE等を用いることができる。また、耐熱性シート11として、プラスチックフィルムを用いることにより、封止部材が側面部分に充填され、モジュール端面の周辺部分での封止材料の充填不足の発生をさらに抑制することができる。
耐熱性シート11としては、各構成部材を積層した太陽電池モジュールの主要部12の表面および側面を覆うことのできるものであれば、特に材質は問わないが、たとえば、プラスチックフィルムを用いることができる。たとえば、140℃の加熱によっても変質しないようなPET,ETFE等を用いることができる。また、耐熱性シート11として、プラスチックフィルムを用いることにより、封止部材が側面部分に充填され、モジュール端面の周辺部分での封止材料の充填不足の発生をさらに抑制することができる。
ステップS7:耐熱性シートの固定
各構成部材を積層した太陽電池モジュールの主要部12に耐熱性シート11を固定する。
図6に示したように耐熱性シート11を取り付けた後、裏面保護部材7側の耐熱性シート11の端面を、粘着性を有するテープ14で裏面保護部材7に固定することが好ましい。
粘着性を有するテープ14は、以下の工程(ステップS9,S10)の実施中にモジュール主要部12と耐熱性シート11とがはがれないようにするためのものであり、ポリエチレン,フッ素樹脂のような粘着性のテープを用いることができる。
各構成部材を積層した太陽電池モジュールの主要部12に耐熱性シート11を固定する。
図6に示したように耐熱性シート11を取り付けた後、裏面保護部材7側の耐熱性シート11の端面を、粘着性を有するテープ14で裏面保護部材7に固定することが好ましい。
粘着性を有するテープ14は、以下の工程(ステップS9,S10)の実施中にモジュール主要部12と耐熱性シート11とがはがれないようにするためのものであり、ポリエチレン,フッ素樹脂のような粘着性のテープを用いることができる。
図7に、粘着性を有するテープ14で耐熱性シート11を固定した状態の構造体の一実施例の斜視図を示す。
ただし、粘着性を有するテープ14の材料や取り付け方は、上記のものに限るものではない。
粘着性を有するテープ14は粘着性を有するものであればその材質は特に問わないが、製造時の熱ストレスによる太陽電池モジュールへの溶着,固着を防止するために、モジュールを構成する部材の材料よりも、ガラス転移温度と融点が高いもの(たとえば、PETフィルム)を用いることが好ましい。
ただし、粘着性を有するテープ14の材料や取り付け方は、上記のものに限るものではない。
粘着性を有するテープ14は粘着性を有するものであればその材質は特に問わないが、製造時の熱ストレスによる太陽電池モジュールへの溶着,固着を防止するために、モジュールを構成する部材の材料よりも、ガラス転移温度と融点が高いもの(たとえば、PETフィルム)を用いることが好ましい。
ステップS8:シートによる覆い
さらに耐熱性シート11で表面および側面を覆った各構成部材を積層した太陽電池モジュールの主要部12の上にシート15を被せて、裏面保護部材の表面等を覆う。シート15としては、例えばポリテトラフルオロエチレンからなるシートを用いることができる。シート15で覆うことにより、裏面保護部材から露出している配線部材と、ラミネート装置内のダイヤフラムとの直接接触を防ぐことで、装置の早期損傷を防止できる。また、万が一耐熱性シートの固定が外れたとしても、装置やモジュールへの封止部材の付着を防止することができるため、封止部材がラミネーター装置に付着することによる装置の劣化を防止することができる。また、通常、このシート15は、封止部材の付着がないため再利用することができる。
ただし、以下の硬化処理をしても装置の劣化防止が十分に確保可能な場合は、このステップS8の工程はなくてもよい。
さらに耐熱性シート11で表面および側面を覆った各構成部材を積層した太陽電池モジュールの主要部12の上にシート15を被せて、裏面保護部材の表面等を覆う。シート15としては、例えばポリテトラフルオロエチレンからなるシートを用いることができる。シート15で覆うことにより、裏面保護部材から露出している配線部材と、ラミネート装置内のダイヤフラムとの直接接触を防ぐことで、装置の早期損傷を防止できる。また、万が一耐熱性シートの固定が外れたとしても、装置やモジュールへの封止部材の付着を防止することができるため、封止部材がラミネーター装置に付着することによる装置の劣化を防止することができる。また、通常、このシート15は、封止部材の付着がないため再利用することができる。
ただし、以下の硬化処理をしても装置の劣化防止が十分に確保可能な場合は、このステップS8の工程はなくてもよい。
(硬化工程)
ステップS9:第1硬化処理(仮硬化処理)
耐熱性シートで覆われた積層体を圧着処理および加熱処理することにより、モジュール主要部の封止部材を硬化させる。
ステップS8の後、各構成部材を積層した太陽電池モジュールの主要部12を固定化するための第1硬化処理を行う。
図5および図7の状態の構造体を、ラミネータ装置内に入れ、装置内部を真空状態にした後、圧着処理を行い、その後加熱処理を行う。
各構成部材を積層した太陽電池モジュールの主要部12は、図5の表面保護部材2の表面(受光面)を下側とし、裏面保護部材7の表面(非受光面)を上側とした状態でラミネータ装置に入れることが好ましい。
ステップS9:第1硬化処理(仮硬化処理)
耐熱性シートで覆われた積層体を圧着処理および加熱処理することにより、モジュール主要部の封止部材を硬化させる。
ステップS8の後、各構成部材を積層した太陽電池モジュールの主要部12を固定化するための第1硬化処理を行う。
図5および図7の状態の構造体を、ラミネータ装置内に入れ、装置内部を真空状態にした後、圧着処理を行い、その後加熱処理を行う。
各構成部材を積層した太陽電池モジュールの主要部12は、図5の表面保護部材2の表面(受光面)を下側とし、裏面保護部材7の表面(非受光面)を上側とした状態でラミネータ装置に入れることが好ましい。
圧着処理は、たとえば、5分程度、加圧、加熱をすることにより行う。
この圧着処理により、積層体であるモジュール主要部12は、固定化される。
以上の硬化処理をすることにより、モジュールの主要部12の構成部材のうち封止部材(3,6)が溶融し、その後硬化する。これにより、積層構造がくずれない程度に各構成部材が接着し、モジュール主要部12が固定化される。
この圧着処理により、積層体であるモジュール主要部12は、固定化される。
以上の硬化処理をすることにより、モジュールの主要部12の構成部材のうち封止部材(3,6)が溶融し、その後硬化する。これにより、積層構造がくずれない程度に各構成部材が接着し、モジュール主要部12が固定化される。
図8に、第1硬化処理をした後の主要部12の構造体の状態の説明図を示す。
図8に示すように、モジュール主要部12の側面部分と耐熱性シート11の間には、封止材料溜まり13ができる。
このように封止材料溜まり13ができることにより、モジュール端面の周辺部分での封止材料の充填不足の発生を抑制することができる。
図8に示すように、モジュール主要部12の側面部分と耐熱性シート11の間には、封止材料溜まり13ができる。
このように封止材料溜まり13ができることにより、モジュール端面の周辺部分での封止材料の充填不足の発生を抑制することができる。
耐熱性シート11でモジュール主要部12の下面(表面保護部材2の表面)と側面を覆っているので、加熱処理のときに封止材料(3,6)が流れても、耐熱性シート11の内部に溜まり外部へ流れ出すことはないため、ラミネート装置に封止材料が付着することはない。
また、封止部材(3,6)は、モジュール主要部12の側面部分に溜まるため、表面保護部材2,封止部材3,太陽電池セル4,配線部材5,封止部材6,裏面保護部材7からなる積層体の各層間の密着性は良好に保たれ、成形不良が生じにくく、確実な封止による耐湿性も向上し、生産性を向上できる。
また、封止部材(3,6)は、モジュール主要部12の側面部分に溜まるため、表面保護部材2,封止部材3,太陽電池セル4,配線部材5,封止部材6,裏面保護部材7からなる積層体の各層間の密着性は良好に保たれ、成形不良が生じにくく、確実な封止による耐湿性も向上し、生産性を向上できる。
さらに、受光面である表面保護部材2の表面と耐熱性シート11の十分な密着性を確保することにより、封止部材(3,6)が表面保護部材2の表面(受光面)に付着することを抑制することができる。
したがって、受光面に付着した封止材料を除去する作業を軽減でき、実用上十分な信頼性を持った太陽電池モジュールを製造することができる。
ただし、この第1硬化が、太陽電池モジュールを構成する各部材を接着するための仮硬化処理である場合は、モジュールの主要部全体を完全に固定化するために、次のステップS10の本硬化処理が必要となる。
したがって、受光面に付着した封止材料を除去する作業を軽減でき、実用上十分な信頼性を持った太陽電池モジュールを製造することができる。
ただし、この第1硬化が、太陽電池モジュールを構成する各部材を接着するための仮硬化処理である場合は、モジュールの主要部全体を完全に固定化するために、次のステップS10の本硬化処理が必要となる。
ステップS10:第2硬化処理(本硬化処理)
ステップ9の第1硬化処理が、仮硬化処理である場合は、本硬化処理である第2硬化処理を行う。
ステップS9で仮硬化したモジュール主要部12をオーブンに入れ、たとえば、140℃で、数十分間程度加熱する。これにより、封止部材(3,6)とその溜まり部分13とが完全に固定化される。
このとき、ステップS9で仮硬化したモジュール主要部12と耐熱性シート11は固定されているため、モジュール主要部12を耐熱性シート11で覆ったまま搬送し、第2硬化処理を行うことができ、搬送時および第2硬化処理においても、封止部材の付着を抑制することができる。
ステップ9の第1硬化処理が、仮硬化処理である場合は、本硬化処理である第2硬化処理を行う。
ステップS9で仮硬化したモジュール主要部12をオーブンに入れ、たとえば、140℃で、数十分間程度加熱する。これにより、封止部材(3,6)とその溜まり部分13とが完全に固定化される。
このとき、ステップS9で仮硬化したモジュール主要部12と耐熱性シート11は固定されているため、モジュール主要部12を耐熱性シート11で覆ったまま搬送し、第2硬化処理を行うことができ、搬送時および第2硬化処理においても、封止部材の付着を抑制することができる。
(除去工程)
ステップS11:耐熱性シートの除去
図8に示すような固定化された構造体から、モジュール主要部12を覆っている耐熱性シート11を除去する。
耐熱性シート11の除去は、たとえば、真空吸着、カッターによる切削により行うことができる。
また、モジュール主要部12の側面部の耐熱性シート11は、封止材料溜まり13により貼り付いていて取りにくい場合もあるので、カッター等を用いて耐熱性シート11を切削してもよい。
以上の工程により、一体化された太陽電池モジュールの主要部12が得られる。
ステップS11:耐熱性シートの除去
図8に示すような固定化された構造体から、モジュール主要部12を覆っている耐熱性シート11を除去する。
耐熱性シート11の除去は、たとえば、真空吸着、カッターによる切削により行うことができる。
また、モジュール主要部12の側面部の耐熱性シート11は、封止材料溜まり13により貼り付いていて取りにくい場合もあるので、カッター等を用いて耐熱性シート11を切削してもよい。
以上の工程により、一体化された太陽電池モジュールの主要部12が得られる。
ステップS12:モジュールの端面封止
上記のように硬化させられ、耐熱性シートが除去されたモジュール主要部12に対して、端面封止を実行する。端面封止は、モジュールの主要部12の周囲全体に対して、絶縁材料を取り付けることにより行う。
絶縁材料としては、たとえばEPDMゴム,エラストマーを用いることができる。
上記のように硬化させられ、耐熱性シートが除去されたモジュール主要部12に対して、端面封止を実行する。端面封止は、モジュールの主要部12の周囲全体に対して、絶縁材料を取り付けることにより行う。
絶縁材料としては、たとえばEPDMゴム,エラストマーを用いることができる。
ステップS13:端子ボックスの取り付け
端面封止されたモジュールの主要部12に対して、図2および図3に示すように、裏面保護部材7の上に、端子ボックス8を取り付ける。
端子ボックス8には、予め出力リード線9を接続しておくことが好ましい。端子ボックス8の取付は、たとえば、シリコン系樹脂により固定配置すればよい。
端面封止されたモジュールの主要部12に対して、図2および図3に示すように、裏面保護部材7の上に、端子ボックス8を取り付ける。
端子ボックス8には、予め出力リード線9を接続しておくことが好ましい。端子ボックス8の取付は、たとえば、シリコン系樹脂により固定配置すればよい。
ステップS14:枠の取り付け
最後に、図2および図3に示すように、枠(1a,1b)、たとえば、アルミフレームをモジュールの主要部12の側面に取り付ける。
以上の工程を実施することにより、この発明の太陽電池モジュールが完成する。
最後に、図2および図3に示すように、枠(1a,1b)、たとえば、アルミフレームをモジュールの主要部12の側面に取り付ける。
以上の工程を実施することにより、この発明の太陽電池モジュールが完成する。
以上のように、この発明の太陽電池モジュールの製造工程において、図4のステップS6(包装工程)およびS11(除去工程)の工程が必要となる。
しかし、この工程を実施することにより、モジュールの各構成部材(2〜7)の実用上良好な密着性の確保,受光面への封止材料の付着の抑制,ラミネータ装置への付着の防止,封止材料の除去作業の軽減,および実用上十分な信頼性を持った太陽電池モジュールの製造ができるという特有の効果を得ることができる。
しかし、この工程を実施することにより、モジュールの各構成部材(2〜7)の実用上良好な密着性の確保,受光面への封止材料の付着の抑制,ラミネータ装置への付着の防止,封止材料の除去作業の軽減,および実用上十分な信頼性を持った太陽電池モジュールの製造ができるという特有の効果を得ることができる。
1a,1b 枠
2 表面保護部材
3 封止部材
4 太陽電池セル
5 配線部材
6 封止部材
7 裏面保護部材
8 端子ボックス
9 出力リード線
11 耐熱性シート
12 モジュール主要部
13 封止材料溜まり
14 粘着性を有するテープ
15 シート
2 表面保護部材
3 封止部材
4 太陽電池セル
5 配線部材
6 封止部材
7 裏面保護部材
8 端子ボックス
9 出力リード線
11 耐熱性シート
12 モジュール主要部
13 封止材料溜まり
14 粘着性を有するテープ
15 シート
Claims (8)
- 表面保護部材、第1封止部材、太陽電池セル、第2封止部材、および裏面保護部材をこの順に積層してモジュール主要部を形成する積層体形成工程と、
少なくとも前記モジュール主要部の表面保護部材の表面と、モジュール主要部の側面とを耐熱性シートで覆う包装工程と、
前記耐熱性シートで覆われた積層体を圧着処理および加熱処理することによりモジュール主要部の封止部材を硬化させる硬化工程と、
前記硬化工程の後、前記耐熱性シートをモジュール主要部から除去する除去工程と、
を含むことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。 - 表面保護部材の上に太陽電池セルが一体成型されたセル部材、配線部材、封止部材、裏面保護部材を、この順に積層してモジュール主要部を形成する積層体形成工程と、
少なくとも前記モジュール主要部の表面保護部材の表面と、モジュール主要部の側面とを耐熱性シートで覆う包装工程と、
前記耐熱性シートで覆われた積層体を圧着処理および加熱処理することによりモジュール主要部の封止部材を硬化させる硬化工程と、
前記硬化工程の後、前記耐熱性シートをモジュール主要部から除去する除去工程と、
を含むことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。 - 前記硬化工程が、前記耐熱性シートで覆われた積層体を、前記表面保護部材を下方とした状態でラミネータ装置の内部に設置し、その後前記モジュール主要部の側面部分に封止材料溜まりができる程度に、圧着処理および加熱処理する工程からなることを特徴とする請求項1または2に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
- 前記硬化工程が、前記耐熱性シートで覆われた積層体を、前記表面保護部材を下方とした状態でラミネータ装置の内部に設置し、その後前記モジュール主要部の側面部分に封止材料溜まりができる程度に、圧着処理および加熱処理する第1硬化工程と、第1硬化工程の後、前記耐熱性シートで覆われた積層体をオーブンに搬入して所定の加熱処理する第2硬化工程とからなることを特徴とする請求項1または2に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
- 前記耐熱性シートがプラスチックフィルムであることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の太陽電池モジュールの製造方法。
- 前記包装工程において、前記硬化工程を行う前に、前記耐熱性シートを前記モジュール主要部に固定させることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の太陽電池モジュールの製造方法。
- 前記包装工程において、前記モジュール主要部の裏面保護部材の周辺部も前記耐熱性シートで覆い、前記硬化工程を行う前に、粘着性を有するテープで耐熱性シートを裏面保護部材に固定させることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の太陽電池モジュールの製造方法。
- 前記包装工程の後、前記硬化工程の前に、さらに前記モジュール主要部の裏面保護部材の表面をシートで覆う工程を含むことを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の太陽電池モジュールの製造方法。
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