JP4884907B2 - 太陽電池、および太陽電池製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池素子と太陽電池素子を載置したレシーバ基板を備える太陽電池、および、このような太陽電池を製造する太陽電池製造方法に関する。

太陽エネルギーを電力に変換する太陽光発電装置（太陽光発電ユニット）が実用化されているが、低コスト化を実現し、さらに大電力を得るために、集光レンズで集光した太陽光を集光レンズの受光面積より小さい太陽電池素子に照射して電力を取り出すタイプの集光型太陽光発電装置（集光型太陽光発電ユニット）が実用化されつつある。

集光型の太陽光発電装置は、太陽光を集光レンズで集光して太陽電池素子に照射することから、太陽電池素子は、光学系で集光された太陽光を受光できる小さい受光面積を備えれば良い。つまり、集光レンズの受光面積より小さいサイズの太陽電池素子で良いことから、太陽電池素子のサイズを縮小することができるので、太陽光発電装置において高価な構成物である太陽電池素子の使用量を減らすことができ、コストを低減することが可能となる。このような利点から、集光型太陽光発電装置は、広大な面積を利用して発電することが可能な地域などで、電力供給用に利用されつつある。

集光型太陽光発電装置として、太陽電池モジュールを支持板に取り付けるという簡単な構成により、重量の増大を招くことなく充分な強度、剛性が得られ、放熱性が得られるようにしたものが提案されている（例えば特許文献１参照。）。
特開平１１−２８４２１７号公報

集光型太陽光発電装置の受光位置での集光によるエネルギーは極めて大きく、太陽電池素子周辺への照射による損傷防止対策などが必要である。しかし、特許文献１に記載の集光型太陽光発電装置は、太陽電池（太陽電池モジュール）の構造が複雑で大型となり、生産工程が複雑になることから、信頼性、量産性、設置作業性、保守管理面などでの問題がある。

また、集光型太陽光発電装置は、砂漠等の温度変化の激しい地域に設置されることもしばしばであり、温度上昇に対する熱対策も必要である。

すなわち、確実に太陽光から電力を取り出す信頼性の高い太陽光発電装置（太陽電池）とするために、太陽電池素子の実装、太陽電池素子と光学系との間の位置関係の調整などにおいて、熱、集光、環境などに対する適切な対策を施すことが極めて重要である。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、レシーバ基板に載置された太陽電池素子を被覆する被覆部を、太陽電池素子の周囲を囲む封止枠と、封止枠に接着されて太陽電池素子を覆う透光性被覆板と、封止枠および透光性被覆板で画定された封止領域に形成した樹脂封止部とで構成することにより、安定した製造工程で容易かつ確実に製造することができ、耐熱性、耐湿性が高く、量産性、信頼性の高い太陽電池を提供することを目的とする。

本発明は、レシーバ基板に載置された太陽電池素子を被覆する被覆部を形成する被覆部形成工程を、太陽電池素子の周囲を囲む封止枠を形成する封止枠形成工程と、太陽電池素子を覆う透光性被覆板を封止枠に接着する被覆板接着工程と、封止領域に封止樹脂を充填して樹脂封止部を形成する樹脂封止工程とで構成することにより、太陽電池素子を保護する被覆部を容易かつ確実に生産性良く形成することができ、歩留まりと生産性の高い太陽電池製造方法を提供することを他の目的とする。

本発明に係る太陽電池は、集光レンズで集光された太陽光を光電変換する太陽電池素子と、該太陽電池素子が表面の中央部に載置されたレシーバ基板と、前記太陽電池素子を被覆する被覆部とを備える太陽電池であって、前記被覆部は、前記レシーバ基板の前記表面に接着剤で形成され開口部を有して前記太陽電池素子の周囲を囲む平面視Ｕ字型の封止枠と、該封止枠に接着されて前記太陽電池素子を覆う透光性被覆板と、前記封止枠および前記透光性被覆板で画定された封止領域に封止樹脂を充填した樹脂封止部とを備えることを特徴とする。

この構成により、安定した製造工程で製造することが可能となり、また、耐熱性、耐湿性を大きく向上させることが可能となることから、量産性に優れ信頼性の高い太陽電池とすることができる。

また、本発明に係る太陽電池では、前記透光性被覆板は、ガラス板であることを特徴とする。

この構成により、耐熱性、耐湿性を確実に向上させることが可能となる。

また、本発明に係る太陽電池では、前記封止枠は、白色のシリコーン樹脂で形成してあることを特徴とする。

この構成により、信頼性の高い封止枠を容易に形成することが可能となり、また、太陽電池素子の周囲に拡散した太陽光を反射させて太陽電池素子に照射することから、発電効率を向上させることが可能となる。

また、本発明に係る太陽電池製造方法は、集光レンズで集光された太陽光を光電変換する太陽電池素子と、該太陽電池素子を表面の中央部に載置したレシーバ基板と、前記太陽電池素子を被覆する被覆部とを備える太陽電池を製造する太陽電池製造方法であって、前記被覆部を形成する被覆部形成工程は、開口部を有する平面視Ｕ字型の封止枠を前記太陽電池素子の周囲を囲んで前記レシーバ基板の前記表面に接着剤で形成する封止枠形成工程と、前記太陽電池素子を覆う透光性被覆板を前記封止枠に押圧して前記封止枠の高さを画定するように接着する被覆板接着工程と、前記封止枠および前記透光性被覆板で画定される封止領域に前記開口部から封止樹脂を充填して樹脂封止部を形成する樹脂封止工程とを備えることを特徴とする。

この構成により、太陽電池素子を保護する被覆部を容易かつ確実に生産性良く形成することが可能となることから、耐熱性と耐湿性の高い太陽電池を高い生産性で生産できる太陽電池生産方法となる。

また、本発明に係る太陽電池製造方法では、前記被覆板接着工程は、前記透光性被覆板を被覆板接着用治具に載置する被覆板載置工程と、前記封止枠を形成した前記レシーバ基板を前記被覆板接着用治具に載置して前記透光性被覆板を前記封止枠に押圧して前記封止枠の高さを画定するように接着する封止枠接着工程と、前記封止枠に接着した前記透光性被覆板と前記レシーバ基板を載置した前記被覆板接着用治具を加熱処理炉で加熱処理する加熱処理工程とを備えることを特徴とする。

この構成により、レシーバ基板と透光性被覆板との平行度を高精度に画定した状態で封止枠を整形することが可能となることから、多数の太陽電池の封止枠を均一性良く安定的に形成して、歩留まりと生産性の高い太陽電池製造方法を提供することができる。

また、本発明に係る太陽電池製造方法では、前記被覆板接着用治具は、前記透光性被覆板を載置する被覆板載置部と前記レシーバ基板を載置するレシーバ基板載置部との段差で前記被覆部の高さを画定する構成としてあることを特徴とする。

この構成により、レシーバ基板と透光性被覆板との間での平行性および間隔（封止枠の高さ）を高精度で画定することができることから、被覆部を高精度で歩留まり良く形成することが可能となる。

また、本発明に係る太陽電池製造方法では、前記樹脂封止工程は、前記開口部を前記封止枠の上部に水平に位置させて前記レシーバ基板を基板並置用治具に並置する基板並置工程と、前記基板並置用治具に並置した前記レシーバ基板の前記開口部から前記封止領域へ樹脂注入器により封止樹脂を充填する樹脂充填工程と、封止樹脂を充填された前記レシーバ基板を載置した前記基板並置用治具を加熱処理炉で加熱処理する加熱処理工程とを備えることを特徴とする。

この構成により、樹脂封止部を安定的に生産性良く形成することが可能となることから、歩留まりと生産性の高い太陽電池製造方法を提供することができる。

また、本発明に係る太陽電池製造方法では、前記基板並置用治具は、前記レシーバ基板を垂直方向に対して傾斜させた状態で並置する構成としてあることを特徴とする。

この構成により、充填する封止樹脂に流れ勾配を持たせることから、円滑な樹脂流れを発生することが可能となり、安定的に封止領域へ封止樹脂を充填することができる。

また、本発明に係る太陽電池製造方法では、前記樹脂注入器は、前記開口部の中央より偏倚した位置で前記封止樹脂を充填する配置としてあることを特徴とする。

この構成により、樹脂流れをさらに円滑にすることが可能となり、封止樹脂への気泡の巻き込みをさらに低減して脱泡を容易にすることが可能となることから、気泡の混入が少ない樹脂封止部を歩留まり良く形成することができる。

本発明に係る太陽電池によれば、レシーバ基板に載置された太陽電池素子を被覆する被覆部を、太陽電池素子の周囲を囲む封止枠と、封止枠に接着されて太陽電池素子を覆う透光性被覆板と、封止枠および透光性被覆板で画定された封止領域に形成した樹脂封止部とで構成することから、安定した製造工程で容易かつ確実に製造することが可能となり、また、耐熱性、耐湿性が高く、量産性、信頼性を向上できるという効果を奏する。さらに、集光レンズによりエネルギー密度の高い太陽光が照射される集光型の太陽電池をより安価に提供できるという大きな効果を奏する。

また、本発明に係る太陽電池製造方法によれば、レシーバ基板に載置された太陽電池素子を被覆する被覆部を形成する被覆部形成工程を、太陽電池素子の周囲を囲む封止枠を形成する封止枠形成工程と、太陽電池素子を覆う透光性被覆板を封止枠に接着する被覆板接着工程と、封止領域に封止樹脂を充填して樹脂封止部を形成する樹脂封止工程とで構成することから、太陽電池素子を保護する被覆部を容易かつ確実に生産性良く形成することができ、高い歩留まりと高い生産性を実現できるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る太陽電池の概略構成を説明する説明図であり、（Ａ）はレシーバ基板に太陽電池素子が載置された状態を示す太陽電池の平面図、（Ｂ）は（Ａ）の矢符Ｂ−Ｂでの断面を示す断面図である。

本実施の形態に係る太陽電池１０は、集光レンズ（不図示）により集光して照射された太陽光Ｌｓを光電変換して発電する集光型の太陽電池素子１１と、太陽電池素子１１を載置したレシーバ基板２０とを備える。太陽電池素子１１は、放熱の均一性を考慮してレシーバ基板２０の中央部に配置される。

また、太陽電池素子１１には、バイパスダイオード１２が並列に接続してある。バイパスダイオード１２は、太陽光Ｌｓが遮断したときなどに太陽電池素子１１が抵抗として動作する場合の電流経路を確保するものであり、例えば複数の太陽電池素子１１を接続して集光型太陽光発電ユニット（不図示）を構成した場合に、特定の太陽電池素子１１が発電機能を果たさないときでも全体として発電機能を維持できる構成とするものである。

太陽電池素子１１は、例えばＧａＡｓ系の化合物半導体を用いて公知の半導体製造プロセスによりＰＮ接合、電極などを形成してウエハーから５〜１０ｍｍ角程度のチップに加工したものである。太陽電池素子１１は、電極としてチップの基板側の基板電極およびチップの表面側の表面電極を備える（被覆部３０の理解を容易にするために、基板電極および表面電極は、いずれも不図示としてある。）。

レシーバ基板２０は、例えばベース基台、ベース基台に積層された中間絶縁層、中間絶縁層に積層された接続パターン層、接続パターン層を保護する表面保護層を備える（被覆部３０の理解を容易にするために、ベース基台、中間絶縁層、接続パターン層、および表面保護層は、いずれも不図示としてある。）。ベース基台は、例えばアルミニウムで構成され、放熱性を向上させると共に軽量化を可能としてある。

また、太陽電池素子１１およびバイパスダイオード１２は、適宜のワイヤ（不図示）を介して接続パターン層に接続される。

レシーバ基板２０は、例えば８〜１０ｍｍ程度の太陽電池素子１１に対して、例えば４０〜８０ｍｍ角とされる。レシーバ基板２０の厚さは、放熱性と軽量化を考慮して例えば１〜４ｍｍ程度としてある。レシーバ基板２０には、太陽電池１０を太陽電池実装板（不図示）に実装して固定するための実装結合穴２０ｈが対角線上に一対形成してある。

被覆部３０は、太陽電池素子１１、バイパスダイオード１２を外部環境から保護するために適宜の大きさで太陽電池素子１１、バイパスダイオード１２を被覆してレシーバ基板２０の中央部に形成される。

太陽電池素子１１およびレシーバ基板２０は、それぞれ矩形状としてあり、太陽電池素子１１はレシーバ基板２０の対角線に対して各辺が交差するように配置してある。また、被覆部３０は、太陽電池素子１１の矩形状に対応した形状（矩形状）として形成される。なお、矩形状としては集光レンズ（不図示）の形状を考慮した正方形がより好ましく、交差は直交であることがより好ましいがこれに限るものではない。

被覆部３０は、レシーバ基板２０の表面に形成され開口部３１ｓを有して太陽電池素子１１の周囲を離れた位置で囲む封止枠３１と、封止枠３１に接着されて太陽電池素子１１を覆う透光性被覆板３２と、封止枠３１および透光性被覆板３２で画定された封止領域に封止樹脂を充填した樹脂封止部３３とを備える。

封止枠３１は、外周が広がりすぎてレシーバ基板２０からはみ出さないように、透光性被覆板３２の外周に対してほぼ等しいか、あるいはやや小さい外周とされる。封止枠３１の内周は、太陽電池素子１１およびバイパスダイオード１２を樹脂封止部３３で樹脂封止するために、太陽電池素子１１およびバイパスダイオード１２に対して若干離れた位置となるように配置されることが好ましい。

封止枠３１は、開口部３１ｓを設けて全体としてＵ字型（平面視）の壁状に形成される。この構成により、開口部３１ｓは広い開口を有する形態となるので、樹脂封止部３３を構成する封止樹脂を開口部３１ｓから極めて容易に注入して充填すること可能となり、また、太陽電池素子１１およびバイパスダイオード１２に対して十分な保護面積（被覆面積）を有する樹脂封止部３３を形成することが可能となる。

封止枠３１は、太陽電池素子１１およびバイパスダイオード１２（および太陽電池素子１１およびバイパスダイオード１２の各表面に接着されたワイヤ）への透光性被覆板３２による機械的な影響を回避するために、透光性被覆板３２が太陽電池素子１１およびバイパスダイオード１２の表面（および表面に接着されたワイヤ）に接触しない高さＨ１（太陽電池素子１１および太陽電池素子１１の表面に接着されたワイヤの高さより高く、例えば１〜２ｍｍ程度）を有するように形成される。

封止枠３１は、白色のシリコーン樹脂で形成してあることが好ましい。白色のシリコーン樹脂とすることにより、信頼性の高い封止枠３１を容易に形成することが可能となり、また、太陽電池素子１１の周囲に拡散した太陽光Ｌｓを反射させて太陽電池素子１１に照射することが可能となることから、発電効率をさらに向上させることができる。また、封止枠３１自体の温度上昇を防止することが可能となる。

透光性被覆板３２は、ガラス板であることが好ましい。ガラス板とすることにより、耐熱性および耐湿性を確実に向上させて耐候性を向上させることが可能となる。透光性被覆板３２は、例えば２０〜３０ｍｍ角として封止枠３１（Ｕ字型部分）に接着される。

透光性被覆板３２の厚さｔ３は、透光性被覆板３２の表面（太陽光Ｌｓが入射する側）の照射強度を０．３５ｋＷ／ｍ²以下に抑制する厚さとすることが好ましい。

太陽電池素子１１の表面（および近接する周囲）は、集光レンズにより集光して照射された太陽光Ｌｓの焦点位置ＦＰにほぼ対応させて配置してあることから、太陽光Ｌｓのエネルギー密度の影響を受けて極めて高い温度になる。しかし、透光性被覆板３２に厚み（厚さｔ３）を持たせ、透光性被覆板３２の表面（太陽電池素子１１に対して反対側）を太陽電池素子１１の表面に対応して設定される焦点位置ＦＰから適宜の距離で分離することにより、透光性被覆板３２の表面での太陽光Ｌｓのエネルギー密度を低減させて透光性被覆板３２の表面温度を抑制することが可能となる。

つまり、集光された太陽光Ｌｓの作用で高温となる太陽電池素子１１の表面から透光性被覆板３２の表面を分離して透光性被覆板３２の表面の照射強度を低下させ、透光性被覆板３２の表面温度を低下させることができることから、透光性被覆板３２の表面での混入物（例えば外部から混入して透光性被覆板３２の表面に移動した物体）の燃焼による発火などを防止し、耐熱性が高く信頼性の高い太陽電池とすることが可能となる。

樹脂封止部３３は、例えば透明なシリコーン樹脂を適用して形成することが可能である。透明性の高いシリコーン樹脂で太陽電池素子１１を樹脂封止することから、耐湿性、耐熱性、耐候性に優れ、太陽光Ｌｓの損失の少ない被覆部３０とすることが可能となる。

本実施の形態では、焦点距離（集光レンズの位置から太陽電池素子１１（焦点位置ＦＰ）までの間隔）を例えば３６０ｍｍ程度としたとき、厚さｔ３は、例えば４〜１０ｍｍ程度とすることで表面温度抑制の効果が十分に得られた。厚さｔ３の下限は、透光性被覆板３２の表面温度の上限をどの程度まで許容するかにより決定され、厚さｔ３の上限は、透光性被覆板３２の加工性などの生産性により決定することができる。

透光性被覆板３２の加工性、生産コストなどを考慮すれば、厚さｔ３は、例えば４〜８ｍｍ程度と多少薄くすることが好ましい。また、例えば５〜６ｍｍのように適宜の厚さを持たせることにより耐熱性を向上させることができることから、仮に透光性被覆板３２の表面で混入物の燃焼による発火が発生した場合でも、透光性被覆板３２の破損を生じることがなく高い信頼性を確保することが可能となる。

なお、上述した構成とすることにより、被覆部３０の高さＨ２は、封止枠３１の高さＨ１および透光性被覆板３２の厚さｔ３の和で画定される。

本実施の形態に係る太陽電池１０は、被覆部３０を上述した構成とすることから、耐熱性、耐湿性を大きく向上させて耐候性を向上させることが可能となり、また、安定した製造工程で製造することが可能となることから、量産性に優れ信頼性の高い太陽電池とすることができる。

＜実施の形態２＞
図２ないし図１２に基づいて、本発明の実施の形態１に係る太陽電池を製造する方法を本発明の実施の形態２（太陽電池製造方法）として説明する。

図２は、本発明の実施の形態２に係る太陽電池の製造方法の工程を説明する工程説明図であり、（Ａ）は太陽電池素子をレシーバ基板に載置した状態を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）の矢符Ｂ−Ｂでの断面を示す断面図である。

太陽電池素子１１をレシーバ基板２０の中央部（接続パターン層）にハンダ付けして載置する。なお、図の分かりやすさを考慮してバイパスダイオード１２は図示しないが太陽電池素子１１と同様にレシーバ基板２０にハンダ付けして載置する。実施の形態１の場合と同様、太陽電池素子１１の表面電極、レシーバ基板２０の接続パターン層、ワイヤなどは図示を省略してある。

図３は、本発明の実施の形態２に係る太陽電池の製造方法の工程を説明する工程説明図であり、（Ａ）はレシーバ基板の表面に封止枠を形成した状態を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）の矢符Ｂ−Ｂでの断面を示す断面図である。

太陽電池素子１１を載置したレシーバ基板２０の表面に開口部３１ｓを有する封止枠３１を太陽電池素子１１の周囲を囲むＵ字型（平面視）として壁状に形成する（封止枠形成工程）。封止枠３１の高さＨ１ａは、後の被覆板接着工程で透光性被覆板３２により押圧されることから、高さＨ１（図１、図４参照。）より若干高く形成してある。

封止枠３１は、平面座標で適宜の相対移動が可能な状態とした吐出器（不図示）を用いて、白色のシリコーン樹脂をレシーバ基板２０の表面に対して塗布することにより形成することが可能である。封止枠３１は、太陽電池素子１１に対応させて形状を矩形状とするが、矩形状の４辺の内１辺はシリコーン樹脂の吐出（塗布）をしないで開口部３１ｓを有する形状とする。

封止枠３１としてシリコーン樹脂（接着剤）を用いることにより、極めて制御性良く安定的に封止枠３１を形成することができる。また、レシーバ基板２０と封止枠３１との接着性を容易に確保できることから、信頼性の高い封止枠３１（被覆部３０）を形成することが可能となる。

なお、封止枠３１の壁状部分の厚さｔ４は、透光性被覆板３２を接着して固定できる強度を確保する程度であれば良く、適宜調整することが可能である。

図４は、本発明の実施の形態２に係る太陽電池の製造方法の工程を説明する工程説明図であり、（Ａ）は封止枠に透光性被覆板を接着した状態を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）の矢符Ｂ−Ｂでの断面を示す断面図である。

太陽電池素子１１を覆う透光性被覆板３２（ガラス板）を封止枠３１に重畳（位置合わせ）させて接着する（被覆板接着工程）。透光性被覆板３２を封止枠３１に対して適宜加圧して押圧することにより、透光性被覆板３２を封止枠３１に接着することが可能となる。なお、封止枠３１の高さＨ１ａ（図３参照。）は、被覆板接着工程で透光性被覆板３２により押圧され、所定の高さＨ１に調整される。

封止枠３１としてシリコーン樹脂（接着剤）を用いることから、封止枠３１と透光性被覆板３２との接着を容易に実現できる。また、封止枠３１と透光性被覆板３２とを接着した後、例えば１５０℃で３０分の加熱処理を施すことにより、封止枠３１を容易に硬化できることから、信頼性の高い被覆部３０を作業性良く、容易に形成することが可能となる。

図５は、本発明の実施の形態２に係る太陽電池の製造方法の工程を説明する工程説明図であり、（Ａ）は開口部から封止樹脂を充填して樹脂封止部を形成した状態を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）の矢符Ｂ−Ｂでの断面を示す断面図である。

開口部３１ｓから封止樹脂（高い透光性を有するシリコーン樹脂）を矢符ＲＦ方向で充填することにより、樹脂封止部３３を形成する（樹脂封止工程）。封止枠３１はＵ字型としてあることから、広い開口（開口部３１ｓ）を介して、封止樹脂の充填を容易に行なうことができる。

また、広い開口部３１ｓを有することから、封止樹脂を充填する際に、封止樹脂の注入位置を開口部３１ｓの中央（開口中心）から適宜偏倚させることが可能となり、樹脂流れを円滑にして気泡の巻き込みを防止することができる。

封止樹脂を充填した後、例えば１５０℃で３０分の加熱処理を施すことにより、封止樹脂を硬化して樹脂封止部３３を形成できる（樹脂封止工程）ことから、信頼性の高い樹脂封止部３３を作業性良く、容易に形成することが可能となる。

上述したとおり、図３ないし図５は、被覆部３０を形成する被覆部形成工程（封止枠３１を形成する封止枠形成工程、透光性被覆板３２を封止枠３１に接着する被覆板接着工程、封止枠３１および透光性被覆板３２で画定される封止領域に樹脂封止部３３を形成する樹脂封止工程）を示す。安定した被覆部形成工程で容易かつ確実に生産性良く被覆部３０を形成できることから、歩留まりと生産性の高い太陽電池製造方法となる。

図６は、図４で示した被覆板接着工程をさらに詳細に説明する工程説明図であり、（Ａ）は被覆板接着用治具に透光性被覆板を載置した状態を概念的に示す概略側面図、（Ｂ）は封止枠を形成したレシーバ基板を透光性被覆板に位置合わせした状態を概念的に示す概略側面図、（Ｃ）は透光性被覆板と封止枠とを接着した状態を概念的に示す概略側面図である。

本実施の形態での被覆板接着工程は、透光性被覆板３２を被覆板接着用治具６０に載置する被覆板載置工程（図６（Ａ））と、封止枠３１を形成したレシーバ基板２０を被覆板接着用治具６０（透光性被覆板３２）に位置合わせし（同図（Ｂ））、レシーバ基板２０を被覆板接着用治具６０に載置して透光性被覆板３２と封止枠３１とを接着する封止枠接着工程（同図（Ｃ））と、透光性被覆板３２およびレシーバ基板２０を載置した被覆板接着用治具６０を加熱処理炉（不図示）で加熱処理して封止枠３１を硬化する加熱処理工程とを備える。

被覆板載置工程（同図（Ａ））では、被覆板接着用治具６０の中央部に凹状に形成された被覆板載置部６１に透光性被覆板３２を載置する。被覆板載置部６１の周囲にはレシーバ基板載置部６２が形成してある。

レシーバ基板載置部６２には、透光性被覆板３２に対してレシーバ基板２０の位置決めを高精度で行なうための位置決め凸部６３がピン状に形成してある。つまり、位置決め凸部６３は、レシーバ基板２０の実装結合穴２０ｈを位置決め凸部６３と嵌合させてレシーバ基板２０を透光性被覆板３２に対して高精度で位置決めできるように適宜の位置に形成してある。

被覆板載置部６１とレシーバ基板載置部６２との段差は被覆部３０の高さＨ２と等しく形成してある。この構成により、レシーバ基板２０と透光性被覆板３２の相互間での平行性および間隔（封止枠３１の高さＨ１）を高精度で画定することができることから、被覆部３０（封止枠３１）を高精度で歩留まり良く形成することが可能となる。

被覆板載置部６１とレシーバ基板載置部６２の間には、被覆板載置部６１とレシーバ基板載置部６２に対して中間の段差を有する内側段差部６４が形成してある。内側段差部６４は、封止枠３１と透光性被覆板３２とを接着する場合に、封止枠３１を構成する樹脂（シリコーン樹脂）が過剰に塗布されて透光性被覆板３２の外周からはみ出すようなときに、シリコーン樹脂のはみ出し領域を確保して封止枠３１が正常な高さＨ１を確保できるようにするための余裕空間である。

また、レシーバ基板載置部６２（レシーバ基板２０）の外側には、内側段差部６４と同様に被覆板載置部６１とレシーバ基板載置部６２に対して中間の段差を有する外側段差部６５が形成してある。外側段差部６５は、透光性被覆板３２を封止枠３１に接着したレシーバ基板２０を被覆板接着用治具６０から容易に取り出すことができるようにするための余裕空間である。つまり、外側段差部６５による余裕空間により、レシーバ基板２０を周囲から把持することが可能となり、レシーバ基板２０を被覆板接着用治具６０から容易に取り出すことが可能となる（同図（Ｃ））。

被覆板載置部６１に透光性被覆板３２を載置した後、シリコーン樹脂の塗布により封止枠３１が形成されたレシーバ基板２０（実装結合穴２０ｈ）を被覆板接着用治具６０（位置決め凸部６３）に位置合わせする（同図（Ｂ））。位置合わせをした状態で、レシーバ基板２０を矢符Ｃ方向（同図（Ｂ））へ移動し、被覆板接着用治具６０（レシーバ基板載置部６２）に載置する（同図（Ｃ））。

レシーバ基板２０（封止枠３１）を透光性被覆板３２に接着する前は、封止枠３１の高さＨ１ａは、上述したとおり高さＨ１より大きくしてある。被覆板載置部６１とレシーバ基板載置部６２との段差は高さＨ２（透光性被覆板３２の厚さｔ３と封止枠３１の高さＨ１との和）としてあることから、封止枠接着工程（同図（Ｃ））で、封止枠３１は、透光性被覆板３２（およびレシーバ基板２０）により押圧され高さＨ１に整形される。

封止枠接着工程の後、被覆板接着用治具６０に透光性被覆板３２およびレシーバ基板２０を載置した状態で、被覆板接着用治具６０を加熱処理炉（不図示）で加熱処理する（加熱処理工程）。この加熱処理により、封止枠３１（シリコーン樹脂）は硬化され、形状（高さＨ１）を画定される。なお、加熱処理の条件は上述したとおり、例えば１５０℃で３０分の加熱処理とすることができる。

被覆板載置部６１およびレシーバ基板載置部６２を備える被覆板接着用治具６０を用いることにより、レシーバ基板２０と透光性被覆板３２との平行度と間隔を高精度に画定した状態で封止枠３１を整形することが可能となり、多数の太陽電池の封止枠を均一性良く安定的に形成して、歩留まりと生産性の高い太陽電池製造方法を提供することができる。

なお、中間段差部６４および外側段差部６５は、同一の高さとすることにより、同時に形成できることから、容易かつ安価に被覆板接着用治具６０を形成することが可能である。

図７は、図６で示した被覆板接着用治具の実施例を示す平面図である。図８は、図７で示した被覆板接着用治具にレシーバ基板を載置した状態を示す平面図である。

本実施例に係る被覆板接着用治具６０は、透光性被覆板３２を接着した状態のレシーバ基板２０を複数同時に加熱処理することができるように、複数の被覆板載置部６１をマトリックス状に１枚の板状母材に形成してある。また、複数の被覆板載置部６１に対応させて複数のレシーバ基板載置部６２を同様に形成してある。なお、被覆板接着用治具６０の基本構造（例えば断面構造）は図６に示したとおりであるので、適宜説明を省略する。

図７では被覆板載置部６１が４個（２×２のマトリックス）の場合を示すが、例えば被覆板載置部６１を合計２０個（４×５のマトリックス）形成して２０個のレシーバ基板２０を一括処理する形態とすることが可能である。レシーバ基板２０（矩形状）をマトリックス状（升目状）に配置する形態としてあることから、面積密度を極限まで向上させることが可能となる。

被覆板接着用治具６０は、レシーバ基板２０を配置する位置（２点鎖線で表示）に対応させて、中央部に被覆板載置部６１、被覆板載置部６１の周囲にレシーバ基板載置部６２、位置決め凸部６３を形成してある。また、被覆板載置部６１とレシーバ基板載置部６２との間に中間段差部６４を形成してある。

レシーバ基板載置部６２（レシーバ基板２０）の外側に、内側段差部６４と同様に外側段差部６５が形成してある。本実施例では、中間段差部６４の延長部として外側段差部６５を形成し、隣接するレシーバ基板２０相互間に外側段差部６５を延長して連続的に形成してある。

外側段差部６５は、一方向に沿って連続的に配置してあることから、容易に形成することが可能となり、また、レシーバ基板２０に対する作業性（載置作業および取り外し作業）を向上させることが可能となる。

被覆板載置部６１、中間段差部６４、外側段差部６５は、板状母材を凹状（溝状）にザグリ加工することにより形成することが可能である。また、被覆板載置部６１の角部壁には円柱状の空間を構成するカット部６１ｃが形成してある。カット部６１ｃにより、被覆板載置部６１に対向して配置される透光性被覆板３２の角部の破損を防止することが可能となり、歩留まりを向上させることができる。

図８に示すとおり、被覆板接着用治具６０に複数のレシーバ基板２０を安定的に配置した状態で加熱処理炉（不図示）による加熱処理を施すことが可能となることから、極めて高精度で生産性の良い被覆板接着工程とすることができる。なお、図８では、透光性被覆板３２などの図示を省略してある。

加熱処理工程を終了した後、封止枠３１に透光性被覆板３２を接着したレシーバ基板２０を被覆板接着用治具６０から取り外す。その後、個々のレシーバ基板２０に形成された封止枠３１および透光性被覆板３２で画定される封止領域に樹脂封止部３３を形成する（樹脂封止工程）。

図９は、図５で示した樹脂封止工程をさらに詳細に説明する工程説明図であり、基板並置用治具に複数のレシーバ基板を並置し、樹脂注入器により封止樹脂を充填する状態を概念的に示す概略側面図である。図１０は、図９の矢符Ｓ方向から見た状態を示す概略正面図である。

本実施の形態での樹脂封止工程は、開口部３１ｓを封止枠３１の上部に水平に位置させてレシーバ基板２０を基板並置用治具７１に並置する基板並置工程と、基板並置用治具７１に並置したレシーバ基板２０の開口部３１ｓから樹脂注入器７２により封止枠３１と透光性被覆板３２で画定される封止領域へ封止樹脂を充填（注入）して樹脂封止部３３を準備する樹脂充填工程と、封止樹脂を充填されたレシーバ基板２０を載置した基板並置用治具７１を加熱処理炉（不図示）で加熱処理して封止樹脂を硬化することにより樹脂封止部３３を形成する加熱処理工程とを備える。

なお、レシーバ基板２０を複数並置する基板並置用治具７１と、封止樹脂を注入する樹脂注入器７２とにより太陽電池製造装置７０を構成することとなる。つまり、太陽電池製造装置７０は、樹脂封止部３３を形成する樹脂封止工程（特には樹脂充填工程）に適用する装置である。

基板並置用治具７１は水平方向（矢符Ｍｐｐ）で等ピッチ移動し、樹脂注入器７２は垂直方向（矢符Ｍｉｊ）で移動する構成としてある。したがって、複数並置されたレシーバ基板２０（封止領域）に対して順次封止樹脂を充填することが可能である。基板並置用治具７１は、複数のレシーバ基板２０を並置して樹脂封止工程での処理を施すことから、樹脂封止部３３を安定的に生産性良く形成することが可能となる。

つまり、１個のレシーバ基板２０に対して封止樹脂の充填を終了すると、樹脂注入器７２は上方へ垂直移動（矢符Ｍｉｊ）する。樹脂注入器７２の移動に伴って基板並置用治具７１を図上左方向へ水平移動（矢符Ｍｐｐ）させ、次に処理すべきレシーバ基板２０を樹脂注入器７２の下方に位置させる。その状態で樹脂注入器７２を下方へ垂直移動させて対応するレシーバ基板２０に対して封止樹脂の充填を行なう。

樹脂注入器７の垂直移動と基板並置用治具７１の水平移動とを順次繰り返すことにより、複数のレシーバ基板２０に対して樹脂封止部３３を容易かつ迅速に生産性良く形成することが可能となる。つまり、基板並置用治具７１と樹脂注入器７との組み合わせにより、複数の太陽電池素子１１に対して封止樹脂の供給を安定して行なうことが可能となり、容易に樹脂封止部３３を形成することができるので、太陽電池を生産性良く製造できる太陽電池製造装置７０とすることができる。

基板並置用治具７１は、封止枠３１（透光性被覆板３２）がレシーバ基板２０に対して相対的に上方に位置するようにレシーバ基板２０を垂直方向に対して傾斜させた状態で並置する構成としてある。つまり、垂直方向の上方から開口部３１ｓを視認できるようにレシーバ基板２０を傾斜させてある。したがって、樹脂注入器７２から開口部３１ｓへ注入される封止樹脂は、レシーバ基板２０の表面に沿って流れ勾配θで流れることが可能となり、円滑な樹脂流れを実現することができ、封止樹脂を封止領域へ安定的に充填することができる。

なお、流れ勾配θは、気泡の巻き込み防止、充填時間の短縮などのバランスを考慮して、垂直方向に対して５度ないし１０度程度とすることが好ましい。

樹脂注入器７２は、開口部３１ｓの水平方向での中央より左右いずれかに偏倚した位置で封止樹脂を封止領域へ充填する配置としてある（図１０）。この構成により、樹脂流れをさらに円滑にすることが可能となり、封止樹脂への気泡の巻き込みをさらに低減して脱泡を容易にすることが可能となることから、気泡の混入が少ない樹脂封止部３３を歩留まり良く形成することができる。

図１１は、図９で示した基板並置用治具の実施例を説明する説明図であり、（Ａ）は図９と同方向での状態を示す正面図、（Ｂ）は（Ａ）の矢符Ｂ方向から見た側面図、（Ｃ）は（Ａ）の矢符Ｃ方向から見た平面図である。なお、（Ａ）（Ｂ）では、参考のためにレシーバ基板２０を１個配置した状態を示す。

基板並置用治具７１は、上述したとおり開口部３１ｓを上方に向けてレシーバ基板２０を複数並置する形態としてある。基板並置用治具７１は、レシーバ基板２０の１つの角部を当接させて載置（支持）する基板載置溝７１ｂｇを有する並置底板７１ｂと、並置底板７１ｂの両側に立設されレシーバ基板２０の対向する２つの角部をそれぞれ係止する基板係止溝７１ｓｇを有する並置側板７１ｓとを備える。

基板並置用治具７１は、基板係止溝７１ｓｇを例えば１０対形成してあることから、レシーバ基板２０を１０個並置することができる。基板係止溝７１ｓｇは、水平方向での等ピッチ移動に対応させて等しい配置間隔Ｄｐｇで形成してある。配置間隔Ｄｐｇに対応させて基板並置用治具７１を移動させることにより、水平方向（矢符Ｍｐｐ）での等ピッチ移動が可能となる。

基板載置溝７１ｂｇは、開口部３１ｓを容易に水平に位置させるためレシーバ基板２０の角部両辺に当接するＶ字状に形成してある。つまり、基板載置溝７１ｂｇにレシーバ基板２０の角部両辺を当接させて載置することにより、極めて容易にレシーバ基板２０を基板並置用治具７１に並置することが可能となる。

基板係止溝７１ｓｇは、上述した封止樹脂の流れ勾配θを構成するために、垂直方向に対して傾斜角α（＝流れ勾配θ）を持たせて形成してある。したがって、レシーバ基板２０を基板並置用治具７１に並置（基板係止溝７１ｓｇに係止）することにより、封止樹脂に流れ勾配θを容易に持たせることが可能となる。

基板並置用治具７１に並置した複数のレシーバ基板２０に対する封止樹脂の充填（樹脂充填工程）を終了した後、レシーバ基板２０を並置した基板並置用治具７１を太陽電池製造装置７０から分離して加熱処理炉（不図示）により加熱処理して封止樹脂を硬化する（加熱処理工程）。なお、加熱処理の条件は上述したとおり、例えば１５０℃で３０分の加熱処理とすることができる。

レシーバ基板２０を基板並置用治具７１に並置した状態（開口部３１ｓを上方に位置させてレシーバ基板２０を立てかけた状態）を維持してレシーバ基板２０に対する加熱処理を施すことから、封止樹脂の充填時に巻き込まれた気泡を開口部３１ｓから容易に脱泡させて硬化することが可能となり、封止樹脂の脱泡性が良く、歩留まりと生産性の良い樹脂封止工程とすることができる。

図１２は、図９で示した太陽電池製造装置の基板並置用治具を等ピッチで水平移動させる水平移動機構を説明する説明図であり、（Ａ）は水平移動を行なう前の状態を示す水平移動機構の平面図、（Ｂ）はレシーバ基板４個分の水平移動を行なった状態を示す水平移動機構の平面図である。

太陽電池製造装置７０は、作業ステージ７３に固定して配置した等ピッチスケール７４を備える。等ピッチスケール７４は、基板係止溝７１ｓｇが有する配置間隔Ｄｐｇと等しい配置間隔Ｄｐｃで形成された櫛状凸部７４ｃを有する。基板並置用治具７１には、櫛状凸部７４ｃに対応して形成された櫛状凸部７５ｃを有する移動スケール７５が連結してある。

櫛状凸部７４ｃと櫛状凸部７５ｃは、櫛状として相互に嵌合する形状で構成することにより基板並置用治具７１の水平移動（矢符Ｍｐｐ）に対する位置精度を確保してある。なお、櫛状凸部７５ｃは少なくとも１個あれば良い。ここでは機械的強度および精度を確保するために配置間隔Ｄｐｃの４倍の間隔で形成した２個の櫛状凸部７５ｃを設けてある。

等ピッチスケール７４および移動スケール７５により水平移動機構を構成することができる。つまり、移動スケール７５（および基板並置用治具７１）を１個の櫛状凸部７４ｃに対応させて単位ストロークＳＴ１で示す経路で移動させることにより、基板並置用治具７１を容易に水平移動させることが可能となる。なお、確実にストローク移動させるために、作業ステージ７３に基板並置用治具７１と係合する案内溝を設けておいても良い。

樹脂注入器７２は、水平方向に対して固定してある。したがって、基板並置用治具７１を単位ストロークＳＴ１に対応させて水平移動させることにより、樹脂注入器７２は、隣接するレシーバ基板２０（開口部３１ｓ）に対して封止樹脂を順次充填することが可能となる。なお、図の見易さを考慮して樹脂注入器７２は、簡略化してある。

つまり、単位ストロークＳＴ１を順次繰り返すことにより、基板並置用治具７１を配置間隔Ｄｐｇと等しい配置間隔Ｄｐｃで等ピッチ移動させることができ、基板並置用治具７１に載置された複数のレシーバ基板２０に対して順次封止樹脂を充填することができる。

図１２（Ｂ）に、単位ストロークＳＴ１を例えば４回繰り返したストロークＳＴ４によりレシーバ基板４個分に対応させて基板並置用治具７１の水平移動を行なった状態を示す。樹脂注入器７２と基板並置用治具７１との相対位置は配置間隔Ｄｐｇの４個分に対応して変化している。つまり、基板並置用治具７１の水平移動に対応させてレシーバ基板２０に対する封止樹脂の充填を順次行なうことが可能となる。

上述したとおり、複数の太陽電池素子１１に対して封止樹脂の充填を順次安定的に行なうことが可能となり、樹脂封止部３３を容易に形成することができるので、歩留まりと生産性に優れた太陽電池製造装置７０とすることができる。

本発明の実施の形態１に係る太陽電池の概略構成を説明する説明図であり、（Ａ）はレシーバ基板に太陽電池素子が載置された状態を示す太陽電池の平面図、（Ｂ）は（Ａ）の矢符Ｂ−Ｂでの断面を示す断面図である。 本発明の実施の形態２に係る太陽電池の製造方法の工程を説明する工程説明図であり、（Ａ）は太陽電池素子をレシーバ基板に載置した状態を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）の矢符Ｂ−Ｂでの断面を示す断面図である。 本発明の実施の形態２に係る太陽電池の製造方法の工程を説明する工程説明図であり、（Ａ）はレシーバ基板の表面に封止枠を形成した状態を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）の矢符Ｂ−Ｂでの断面を示す断面図である。 本発明の実施の形態２に係る太陽電池の製造方法の工程を説明する工程説明図であり、（Ａ）は封止枠に透光性被覆板を接着した状態を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）の矢符Ｂ−Ｂでの断面を示す断面図である。 本発明の実施の形態２に係る太陽電池の製造方法の工程を説明する工程説明図であり、（Ａ）は開口部から封止樹脂を充填して樹脂封止部を形成した状態を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）の矢符Ｂ−Ｂでの断面を示す断面図である。 図４で示した被覆板接着工程をさらに詳細に説明する工程説明図であり、（Ａ）は被覆板接着用治具に透光性被覆板を載置した状態を概念的に示す概略側面図、（Ｂ）は封止枠を形成したレシーバ基板を透光性被覆板に位置合わせした状態を概念的に示す概略側面図、（Ｃ）は透光性被覆板と封止枠とを接着した状態を概念的に示す概略側面図である。 図６で示した被覆板接着用治具の実施例を示す平面図である。 図７で示した被覆板接着用治具にレシーバ基板を載置した状態を示す平面図である。 図５で示した樹脂封止工程をさらに詳細に説明する工程説明図であり、基板並置用治具に複数のレシーバ基板を並置し、樹脂注入器により封止樹脂を充填する状態を概念的に示す概略側面図である。 図９の矢符Ｓ方向から見た状態を示す概略正面図である。 図９で示した基板並置用治具の実施例を説明する説明図であり、（Ａ）は図９と同方向での状態を示す正面図、（Ｂ）は（Ａ）の矢符Ｂ方向から見た側面図、（Ｃ）は（Ａ）の矢符Ｃ方向から見た平面図である。 図９で示した太陽電池製造装置の基板並置用治具を等ピッチで水平移動させる水平移動機構を説明する説明図であり、（Ａ）は水平移動を行なう前の状態を示す水平移動機構の平面図、（Ｂ）はレシーバ基板４個分の水平移動を行なった状態を示す水平移動機構の平面図である。

符号の説明

１０ 太陽電池
１１ 太陽電池素子
２０ レシーバ基板
３０ 被覆部
３１ 封止枠
３１ｓ 開口部
３２ 透光性被覆板
３３ 樹脂封止部
６０ 被覆板接着用治具
６１ 被覆板載置部
６２ レシーバ基板載置部
６３ 位置決め凸部
６４ 内側段差部
６５ 外側段差部
７０ 太陽電池製造装置
７１ 基板並置用治具
７１ｂ 並置底板
７１ｂｇ 基板載置溝
７１ｓ 並置側板
７１ｓｇ 基板係止溝
７２ 樹脂注入器
７３ 作業ステージ
７４ 等ピッチスケール
７４ｃ 櫛状凸部
７５ 移動スケール
７５ｃ 櫛状凸部
Ｄｐｃ 配置間隔（等ピッチ）
Ｄｐｇ 配置間隔（等ピッチ）
Ｈ１、Ｈ２ 高さ
Ｍｐｐ 水平方向
Ｍｉｊ 垂直方向
ｔ３ 厚さ
α 傾斜角
θ 流れ勾配
ＳＴ１ 単位ストローク
ＳＴ４ ＳＴ１を4回繰り返したストローク

Claims (9)

1. 集光レンズで集光された太陽光を光電変換する太陽電池素子と、該太陽電池素子が表面の中央部に載置されたレシーバ基板と、前記太陽電池素子を被覆する被覆部とを備える太陽電池であって、
   前記被覆部は、
   前記レシーバ基板の前記表面に接着剤で形成され開口部を有して前記太陽電池素子の周囲を囲む平面視Ｕ字型の封止枠と、
   該封止枠に接着されて前記太陽電池素子を覆う透光性被覆板と、
   前記封止枠および前記透光性被覆板で画定された封止領域に封止樹脂を充填した樹脂封止部とを備えること
   を特徴とする太陽電池。
2. 前記透光性被覆板は、ガラス板であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
3. 前記封止枠は、白色のシリコーン樹脂で形成してあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の太陽電池。
4. 集光レンズで集光された太陽光を光電変換する太陽電池素子と、該太陽電池素子を表面の中央部に載置したレシーバ基板と、前記太陽電池素子を被覆する被覆部とを備える太陽電池を製造する太陽電池製造方法であって、
   前記被覆部を形成する被覆部形成工程は、
   開口部を有する平面視Ｕ字型の封止枠を前記太陽電池素子の周囲を囲んで前記レシーバ基板の前記表面に接着剤で形成する封止枠形成工程と、
   前記太陽電池素子を覆う透光性被覆板を前記封止枠に押圧して前記封止枠の高さを画定するように接着する被覆板接着工程と、
   前記封止枠および前記透光性被覆板で画定される封止領域に前記開口部から封止樹脂を充填して樹脂封止部を形成する樹脂封止工程と
   を備えることを特徴とする太陽電池製造方法。
5. 前記被覆板接着工程は、前記透光性被覆板を被覆板接着用治具に載置する被覆板載置工程と、前記封止枠を形成した前記レシーバ基板を前記被覆板接着用治具に載置して前記透光性被覆板を前記封止枠に押圧して前記封止枠の高さを画定するように接着する封止枠接着工程と、前記封止枠に接着した前記透光性被覆板と前記レシーバ基板を載置した前記被覆板接着用治具を加熱処理炉で加熱処理する加熱処理工程とを備えることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池製造方法。
6. 前記被覆板接着用治具は、前記透光性被覆板を載置する被覆板載置部と前記レシーバ基板を載置するレシーバ基板載置部との段差で前記被覆部の高さを画定する構成としてあることを特徴とする請求項５に記載の太陽電池製造方法。
7. 前記樹脂封止工程は、前記開口部を前記封止枠の上部に水平に位置させて前記レシーバ基板を基板並置用治具に並置する基板並置工程と、前記基板並置用治具に並置した前記レシーバ基板の前記開口部から前記封止領域へ樹脂注入器により封止樹脂を充填する樹脂充填工程と、封止樹脂を充填された前記レシーバ基板を載置した前記基板並置用治具を加熱処理炉で加熱処理する加熱処理工程とを備えることを特徴とする請求項４から請求項６までのいずれか一つに記載の太陽電池製造方法。
8. 前記基板並置用治具は、前記レシーバ基板を垂直方向に対して傾斜させた状態で並置する構成としてあることを特徴とする請求項７に記載の太陽電池製造方法。
9. 前記樹脂注入器は、前記開口部の中央より偏倚した位置で前記封止樹脂を充填する配置としてあることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の太陽電池製造方法。

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