JP5993728B2 - 太陽電池用封止シートの製造方法 - Google Patents
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Description
一定方向に走行するシート基材上に、太陽電池用封止シートを形成する樹脂組成物をシート状に押出成形し、幅方向に温度が均一になるように加熱してアニール処理を施し、冷却して太陽電池用封止シートを形成した後、巻取ロールに巻き取る方法(例えば、特許文献1)。
この太陽電池用封止シートによる太陽電池用セルの封止において、より簡便に安定して空気を抜くことができれば、より高品質な太陽電池モジュールをより高い生産性で製造できる。
[1]下記の成形工程、アニール工程、冷却工程および剥離工程を有する太陽電池用封止シートの製造方法。
成形工程:一定方向に走行する工程紙の表層に形成された剥離剤層上に、前記太陽電池用封止シートを形成する樹脂組成物をシート状に押出成形してシート前駆体層を形成する工程。
アニール工程:前記工程紙上の前記シート前駆体層に対し、該シート前駆体層の幅方向の中央から側端に向かうほど温度が低くなるように加熱してアニール処理する工程。
冷却工程:アニール処理が施された前記シート前駆体層を冷却し、前記工程紙と太陽電池用封止シートが積層された積層体を得る工程。
剥離工程:前記積層体から前記工程紙を剥離する工程。
以下、太陽電池用封止シートを形成する樹脂組成物を「樹脂組成物(A)」という。
本実施形態のシート製造装置100は、図1〜3に示すように、一定方向に走行する工程紙1の表層に形成された剥離剤層上に、太陽電池用封止シートを形成する樹脂組成物(A)2aをシート状に押出成形してシート前駆体層2Aを形成する成形部10と;工程紙1上のシート前駆体層2Aを加熱してアニール処理するアニール処理部20と;シート前駆体層2Aの表面にエンボス加工を施すエンボス加工部30と;シート前駆体層2Aを冷却して太陽電池用封止シート2を形成する冷却部40と;工程紙1と太陽電池用封止シート2を剥離する剥離部50と;工程紙1と太陽電池用封止シート2を巻き取る巻き取り部60とを有する。
ダイ14としては、例えば、樹脂組成物(A)2aをシート状に押出成形できるTダイ等が挙げられる。
ヒータ21a〜21fとしては、例えば、赤外線ヒータ、ハロゲンヒータ、電気ヒータ等が挙げられる。
加熱手段21が有するヒータの数は、この例では6個であるが、5個以下であってもよく、7個以上であってもよい。加熱手段21が有するヒータの数は、5〜12個が好ましい。
冷却手段としては、例えば、冷却ファン等が挙げられる。
また、搬送ロール41を冷却ロールとしてもよい。
巻き取り部60は、太陽電池用封止シート2を巻き取る巻取ロール61と、工程紙1を巻き取る巻取ロール62を有する。
成形工程:図1に示すように、成形部10において、一定方向に走行する工程紙1の表層に形成された剥離剤層上に、樹脂組成物(A)2aをシート状に押出成形して、図2に示すように、シート前駆体層2Aを形成する工程。
アニール工程:図1および図3に示すように、アニール処理部20において、工程紙1上のシート前駆体層2Aを、幅方向に沿って温度が異なるように加熱してアニール処理する工程。
エンボス工程:エンボス加工部30において、工程紙1上のシート前駆体層2Aの表面2eにエンボス加工を施す工程。
冷却工程:冷却部40において、アニール処理が施されたシート前駆体層2Aを冷却し、図4に示すように、工程紙1と太陽電池用封止シート2が積層された積層体3を得る工程。
剥離工程:剥離部50において、積層体3から工程紙1を剥離する工程。
巻き取り工程:巻き取り部60において、工程紙1を剥離した太陽電池用封止シート2を巻き取る工程。
送出ロール11から帯状の工程紙1を所定の張力を加えて送り出し、ヒータ12、13によって、走行する工程紙1を両面から加熱することで予熱する。そして、搬送ロール16と搬送ロール17によって駆動される搬送ベルト18で支持している工程紙1上に、ダイ14から樹脂組成物(A)2aをシート状に押出成形し、押圧ゴムロール15によって所定の厚みに調整して、シート前駆体層2Aを形成する。
工程紙1の予熱温度T1(℃)と、ダイ14から押し出される樹脂組成物(A)2aの温度T2(℃)の関係は、T2−25≦T1≦T2+25が好ましく、T2−10≦T1≦T2+20がより好ましい。工程紙1の予熱温度T1が下限値以上であれば、前述したシート前駆体層2Aの内部応力が高くなることを抑制する効果が得られやすい。工程紙1の予熱温度T1が上限値以下であれば、樹脂組成物(A)2aに使用される架橋剤が分解することを抑制しやすい。
ダイ14から押し出される樹脂組成物(A)2aの温度T2(℃)は、使用する樹脂および架橋剤の種類等により適宜選定され、80〜110℃が好ましい。
工程紙1に使用する紙としては、例えば、グラシン紙(厚さ25〜100μm、JIS P8113で規定されるMD方向およびTD方向のそれぞれの引張強度が共に1〜10kN/m2、JIS P8113で規定されるMD方向およびTD方向のそれぞれの伸びが共に0.5〜6.0%、JIS P8116で規定されるMD方向およびTD方向のそれぞれの引裂強さが共に100〜1000mN。)が挙げられる。
目止め剤としては、例えば、ポリアクリル酸エステル共重合体、でんぷん、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。
剥離剤としては、例えば、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。
光安定剤としては、ヒンダードアミン系光安定剤等が挙げられる。
紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチル酸エステル系紫外線吸収剤等が挙げられる。
酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、ホスファイト系酸化防止剤等が挙げられる。
シランカップリング剤としては、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
アニール処理部20において、図3に示すように、幅方向に沿って設けられた複数のヒータ21a〜21fからなる加熱手段21によって、工程紙1上に形成したシート前駆体層2Aを加熱してアニール処理する。このとき、各々のヒータ21a〜21fによる加熱温度を異なる温度に設定し、シート前駆体層2Aが幅方向に沿って異なる温度でアニール処理されるようにする。
アニール処理は、シート前駆体層2Aの幅方向の中央2bから側端2c、2dに向かうほど温度が低くなるように加熱することが好ましい(図3)。具体的には、ヒータ21a〜21fによる加熱温度をTa〜Tf(℃)とすると、例えば、(Ta、Tf)<(Tb、Te)<(Tc、Td)のように、外側のヒータによる加熱温度がより低くなるように設定してアニール処理を行うことが好ましい。これにより、幅方向の中央から側端側に向かうほどひずみが大きく、幅方向の中央から側端に向かって空気が移動しやすい、より空気が抜けやすい太陽電池用封止シート2が得られる。
この場合、シート前駆体層2Aの幅方向の中央2b側の最も高いシート温度と、側端2c、2d側の最も低いシート温度の差は、10〜30℃が好ましい。シート前駆体層2Aの幅方向の中央2b側の最も高いシート温度は105〜115℃が好ましい。シート前駆体層2Aの側端2c、2d側の最も低いシート温度は、85〜95℃が好ましい。
エンボス加工部30において、工程紙1上のシート前駆体層2Aの表面2eにエンボスロール31を押し当て、エンボスロール31の外周面に形成されたエンボスをシート前駆体層2Aの表面2eに転写する。
冷却部40において、冷却ファン等の冷却手段によってシート前駆体層2Aを冷却し、図4に示すように、工程紙1と太陽電池用封止シート2が積層された積層体3を得る。
剥離部50において、剥離ロール51と剥離ロール52によって、積層体3から工程紙1を剥離し、工程紙1と太陽電池用封止シート2を分離する。
巻き取り部60において、太陽電池用封止シート2を巻取ロール61に巻き取り、工程紙1を巻取ロール62に巻き取る。
本実施例に使用した原料は以下のとおりである。
工程紙1:品名「M−Liner」、グラシン紙、目付量50g、シリコンコートタイプ、引張り強度8kN/m2、引き裂き強度350mN、Mondi社製。
樹脂組成物(A)2a:エチレン−酢酸ビニル共重合体(商品名「CosmotheneMA-10」、TPC社製)。
図1に例示したシート製造装置100により、厚み600μmの太陽電池用封止シートを製造した。
成形工程においては、ヒータ12、13による予熱温度を80℃、ダイ14から押し出す樹脂組成物(A)2aの温度を100℃に設定した。
アニール工程においては、ヒータ21aにより加熱した部分のシート温度が90℃、ヒータ21bにより加熱した部分のシート温度が100℃、ヒータ21cにより加熱した部分のシート温度が110℃、ヒータ21dにより加熱した部分のシート温度が110℃、ヒータ21eにより加熱した部分のシート温度が100℃、ヒータ21fにより加熱した部分のシート温度が90℃となるようにアニール処理を行った。
アニール工程において、ヒータ21a〜21fにより加熱した部分のシート温度が全て100℃となるようにした以外は、実施例1と同様にして太陽電池用封止シートを製造した。
アニール工程において、ヒータ21a〜21fによる加熱を全て行わず、それ以外は、実施例1と同様にして太陽電池用封止シートを製造した。
(1)加熱収縮率
得られた太陽電池用封止シートにおける、ヒータ21a、21b、21cの各々の下方を通過した部分から、それぞれ14cm四方の試験片を3つ切り出した。ヒータ21aの下方を通過した試験片を試験片A、ヒータ21bの下方を通過した試験片を試験片B、ヒータ21cの下方を通過した試験片を試験片Cとした。試験片A〜Cのそれぞれに、巻き取り方向に沿って長さ10cmの印(直線)を入れ、90℃のオーブンで1時間加熱し、加熱後の印の長さの変化から加熱収縮率(%)を測定した。
オーブン内でのシートの加熱は、シートが自由に収縮できるようにタルクを敷いたアルミ板上で行った。
(2)ラミネート試験
厚さ3.2mmのシボガラス上に、太陽電池封止用シート、シリコン発電素子、太陽電池封止用シート、およびポリエチレンテレフタレート(PET)系バックシートをこの順に積層して積層体とした。次いで、真空ラミネータを用い、熱板温度150℃、真空時間7分、プレス圧力0.1MPa、プレス時間13分の条件で前記積層体を加熱圧着し、太陽電池封止用シートを架橋させ、太陽電池モジュールを得た。同様の方法で、合計15枚の太陽電池モジュールを得た。
得られた太陽電池モジュールについて、シリコン発電素子、配線部分等に気泡残りが発生した枚数と、シリコン発電素子等の構成物のずれ等の異常が発生した枚数を調べた。
結果を表1に示す。
2 太陽電池用封止シート
2a 樹脂組成物(A)
2A シート前駆体層
3 積層体
10 成形部
20 アニール処理部
21 加熱手段
21a〜21f ヒータ
30 エンボス加工部
40 冷却部
50 剥離部
60 巻き取り部
Claims (1)
- 下記の成形工程、アニール工程、冷却工程および剥離工程を有する太陽電池用封止シートの製造方法。
成形工程:一定方向に走行する工程紙の表層に形成された剥離剤層上に、前記太陽電池用封止シートを形成する樹脂組成物をシート状に押出成形してシート前駆体層を形成する工程。
アニール工程:前記工程紙上の前記シート前駆体層に対し、該シート前駆体層の幅方向の中央から側端に向かうほど温度が低くなるように加熱してアニール処理する工程。
冷却工程:アニール処理が施された前記シート前駆体層を冷却し、前記工程紙と太陽電池用封止シートが積層された積層体を得る工程。
剥離工程:前記積層体から前記工程紙を剥離する工程。
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