JPH06151937A - 太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

太陽電池モジュールの製造方法

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JPH06151937A
JPH06151937A JP4328489A JP32848992A JPH06151937A JP H06151937 A JPH06151937 A JP H06151937A JP 4328489 A JP4328489 A JP 4328489A JP 32848992 A JP32848992 A JP 32848992A JP H06151937 A JPH06151937 A JP H06151937A
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sealing resin
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敦夫 石川
Toshito Endou
俊人 円藤
Hideo Yamagishi
英雄 山岸
Koji Noda
浩二 野田
Masakazu Isurugi
正和 石動
Masanobu Izumina
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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】大型の太陽電池モジュールが、高い信頼性を維
持しながら安価に製造可能とな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。 【構成】透光性材料上に電極層と非晶質半導体層等を積
層し、封止樹脂層を形成してなる太陽電池モジュールの
製造方法であって、ポリイソブチレンを主鎖骨格とした
前記封止樹脂層を、100ポアズ以上100000ポア
ズ以下の粘度においてダイスを取り付けた押し出し機を
用いて塗布形成するところにある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、非晶質太陽電池モジュ
ールの製造方法に関し、更に詳しくは屋外で設置使用さ
れる大型の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】アモルファスシリコンを始めとする非晶
質太陽電池は、結晶太陽電池と比較して基板の選択自由
度が高く、ガラス基板や金属基板、さらには樹脂基板な
どの上に比較的低温で容易に形成し得るという特徴を有
している。本発明の対象となる大型の太陽電池モジュー
ルについては、屋外に設置される関係上強度面での補強
が必要であることから、強化ガラスあるいは合わせガラ
ス上に、第1の電極層、非晶質半導体層、第2の電極層
を形成し、保護膜としてのシート状樹脂で接着剤として
の充填材を挟んで、真空ラミネート法によって封止する
ことにより形成されている。現在行われているこの方式
では、充填材並びに裏面封止に用いられている保護膜は
コストが高く、太陽電池モジュールの低コスト化の障害
となっている。
【0003】この点をコスト面から改良し、前記充填材
として本出願人によって特開平3−140316号に示
されたポリイソブチレン系樹脂を用い、従来の保護膜を
省略した太陽電池の裏面封止技術が同出願人によって提
案される。図4には、このような太陽電池モジュールの
断面構造図の一例を示している。aは強化ガラス基板、
bは強化ガラス基板a上に形成された太陽電池素子、c
はポリイソブチレン系樹脂層をそれぞれ示している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらポリイソ
ブチレン系樹脂を前記ガラス基板a上全面に塗布するに
当たっては、図5に示すようにスクリーン印刷の際に用
いるスキージdを使用しており、前記樹脂の塗布厚の均
一性に問題点があった。この原因としてはスキージdの
うねりや反り、あるいはスキージ角度の不安定性が考え
られ、さらには基板に用いている強化ガラスaのうねり
が、ガラス全長に対して±0.5%程度存在しているこ
とも塗布厚の均一性を損ねる一因となっている。また塗
布作業における問題としては、スキージd前面にある樹
脂溜りeの量を常に適正に保つ必要があり、この樹脂量
がばらつけば塗りむらや塗り残しが生じ、重ね塗りを行
わなければならないという問題点が有る。また生産性を
考慮すると、この方式では1枚の基板を塗布する度にそ
のつど適量の樹脂を基板の幅方向に均一に供給しなけれ
ばならず、塗布工程の作業性を低下させることになって
いる。
【0005】このようにポリイソブチレンを充填材とし
て用いて、保護膜を省略してはいるものの、従来の方法
では塗布工程の作業性が悪く、結果として工数が増加し
て製造コストを充分低減できえないという問題点を有し
ている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の問題点を
鑑みて案出されたものであって、大型の太陽電池モジュ
ールが、高い信頼性を維持しながら安価に製造可能とな
る太陽電池モジュールの製造方法を提供するものであ
り、その特徴とするところは、透光性材料上に電極層と
非晶質半導体層等を積層し、封止樹脂層を形成してなる
太陽電池モジュールの製造方法であって、ポリイソブチ
レンを主鎖骨格とした前記封止樹脂層を、100ポアズ
以上100000ポアズ以下の粘度において塗布形成す
るところにある。また前記封止樹脂層をダイスを取り付
けた押し出し機を用いて塗布したり、前記封止樹脂を塗
布後200℃以下で硬化したり、あるいは前記封止樹脂
層の膜厚を硬化後0.05mm以上とし、また前記封止
樹脂層に硬化後における水蒸気透過率で、100μmの
膜厚に於て1g/m2 ・day以下のものを用いること
も考慮されるものである。
【0007】
【作用】本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、幅
方向に均一な厚みを有した封止樹脂をカーテンの如き吐
出形態としてダイスのリップから押し出し、ダイスの直
下に太陽電池を形成したガラス基板を載置したベルトを
設置、移動させることにより、連続的に同ガラス基板を
ダイスの下に供給しながら前記封止樹脂を塗布するもの
である。この際に塗布される樹脂層の厚みは、ダイスの
リップ幅に比例したものとなるのである。
【0008】
【実施例】本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、
透光性材料に電極層や非晶質半導体層等を形成してさら
に封止樹脂層を形成するものであり、封止樹脂層として
水蒸気透過率の低いポリイソブチレン系の樹脂を塗布形
成するものである。さらには、この封止樹脂層の塗布方
法には、ダイスを取り付けた押し出し機が用いられる。
ここでいう押し出し機とは、塗布厚に相当するリップと
称するスリットを通して一定厚さで樹脂を押し出すこと
ができる装置を指し、例えばバレル内に挿入されたスク
リューやギヤポンプなどにより強制的に樹脂を押し出
し、前記スリットによりカーテン状の吐出形態を形成す
る装置を言うものである。
【0009】以下に本発明を具体的実施例に基づいてさ
らに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例によって
何ら制限を受けるものではない。
【0010】まず図3に示すように、厚さ4mm、50
0mm×600mmの大きさの強化ガラス10に第1の
電極層11、非晶質半導体層12、第2の電極層13を
順次積層、レーザースクライブ法により分離して集積型
太陽電池を作製した。ここで第1の電極層11には熱分
解型気相成長によるSnO2 を、非晶質半導体層12に
はプラズマ分解型気相成長によるアモルファスシリコン
と微結晶シリコンの組み合わせたものを、第2の電極層
13には電子ビーム蒸着によるアルミニウムをそれぞれ
積層したものである。このような集積型太陽電池を、A
M−1.5、100mW/cm2 の擬似太陽光の照射下
で測定したところ、15Wの出力が確認された。この集
積型太陽電池の製造方法としては本例に限られるもので
はなく、他の公知方法も適宜選択されうるものである。
【0011】このようにして形成した太陽電池モジュー
ルの裏面に、ポリイソブチレン樹脂による封止樹脂層を
塗布形成するわけであるが、次にその製造装置および方
法が図1によって示される。図例のものは一方から太陽
電池基板1をセットし、他方より該基板1を連続的に取
り出しうるようベルト2を設け、該ベルト2の中央付近
にダイス3を固定し、先端のリップ4から裏面封止樹脂
であるポリイソブチレンが連続的に吐出されるようにし
たものである。ここでリップ幅は600mm、リップ4
の吐出間隙はリップ4の全幅に渡って0.8mmとなる
ように組み付けてあり、これにより吐出されるポリイソ
ブチレンも全幅に渡って均一な厚みとなるものである。
ダイス3の直上にはギヤポンプ5が取り付けてあり、樹
脂の定量的吐出を可能にしている。さらにギヤポンプ5
と樹脂タンク6がボールバルブ7を介して配管でつなが
れており、前記樹脂タンク6を、オートクレーブと同構
造とし、減圧や加圧を可能としている。即ち、例えばポ
リイソブチレン樹脂の粘度が10000ポアズ以上の場
合には、ギヤポンプ5からダイス3に安定的に前記樹脂
を供給しうるよう樹脂タンク6内を加圧状態としたり、
樹脂タンク6内に前記樹脂を投入後、脱泡の目的で樹脂
タンク6内を減圧状態としたりすることによって、作業
性向上の一助とすることができるのである。
【0012】次にリップ4先端とベルト2上の太陽電池
基板1との間隔は25mmとし、太陽電池基板1の搬送
速度は30〜45cm/分としている。ポリイソブチレ
ン樹脂の吐出の際、ダイス3のリップ4と太陽電池基板
1との間で、樹脂のネッキングにより吐出された樹脂幅
が500mm程度に狭まり、そして搬送速度を一定とす
ることで太陽電池基板1に塗布される樹脂幅は常に一定
となり、幅500mmのガラス基板上に連続してポリイ
ソブチレン樹脂を塗布することが可能となる。
【0013】このような押し出し機を用いて、まず樹脂
タンク6にBS型粘度計で3500ポアズを示すポリイ
ソブチレン樹脂を3kg投入し、樹脂タンク6を密閉系
にしてロータリーポンプ8によって真空引きを3時間行
って前記樹脂を脱泡した。この調粘済樹脂は、硬化後の
100μmの膜厚における水蒸気透過率が1g/m2
day以下となるものであり、これにより必要充分な信
頼性が確保できるものである。またシリカ、二酸化チタ
ン、カーボンブラック、タルク等の充填剤を添加するこ
とも可能である。真空脱泡後、樹脂タンク6を開放系と
して前記樹脂を自重で配管内を落下せしめ、ギアポンプ
5の樹脂送り量と樹脂タンク6からの樹脂の供給量が平
衡状態となる様に設定して、ダイス3から樹脂を吐出さ
せて太陽電池基板1上にポリイソブチレン樹脂を塗布さ
せた。このときの太陽電池基板1の搬送速度は30mm
/分であり、500mm×600mmの前記基板1全面
にわたって0.8mmのポリイソブチレン樹脂の塗布層
9が得られた。この塗布厚も、前述の水蒸気透過率とと
もに太陽電池モジュールの信頼性を確保する上で重要で
あるが、最低0.05mm以上あれば充分である。なお
この際、端面からの水分の進入防止を考慮して図2のよ
うに前記樹脂基板1の端面が被覆されるようにした。
【0014】このようにして形成した太陽電池基板1を
130℃で1時間熱処理して塗布済の前記樹脂を硬化さ
せ、電極取り出し部の硬化済樹脂を除去した後、半田付
けによってリード線を接続するとともに、リード線接続
部であって裏面金属電極等が露出している部分にさらに
ポリイソブチレン樹脂を塗布して前記露出部分を被覆
し、再度130℃で硬化させた。この時の硬化温度は形
成済の太陽電池素子に熱的影響を与えぬよう、200℃
以下のできるだけ低温で行うことが望ましい。冷却後、
前記基板端面をアルミニウムのフレームでカバーして太
陽電池モジュールを完成させた。これをAM−1.5、
100mW/cm2 の擬似太陽光下で測定したところ1
5Wの出力が得られ、特に塗布工程における出力低下は
見られなかった。
【0015】さらにこの太陽電池モジュールに対して、
122.77℃、85%RH、2気圧の条件によるプレ
ッシャークッカー試験を500時間行ったところ、特に
問題となるような特性の変化は見られなかった。この試
験方法は、実際には5年〜10年の屋外暴露に相当する
ものであり、本製造方法にかかる太陽電池モジュールが
優れた信頼性を有していることが確認された。
【0016】また、封止樹脂層は必ずしも単層である必
要はなく、例えば他に酸素の透過防止層を予め別の方法
で塗布しておいても良いし、封止樹脂を塗布する前に表
面の改質や表面の凹凸を制御するために低粘度の樹脂を
塗布する工程等と組み合わせることも可能である。
【0017】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、封止樹脂と
してポリイソブチレン樹脂の粘度を100ポアズ〜10
0000ポアズとして太陽電池基板上に塗布することに
より、押し出し機に設けたダイスのリップから一定厚み
の樹脂を押し出して塗布できるので、封止樹脂の膜厚が
常に一定となり、太陽電池モジュールの信頼性が確実に
確保される。しかも、ダイスの直下にベルトを設けるこ
とにより、連続的に太陽電池基板を供給して封止樹脂を
塗布することができるので、従来方法に比べて飛躍的に
生産性が向上し、太陽電池モジュールの製造コストを大
幅に低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における封止樹脂塗布方法および塗布装
置の構造を表す説明図
【図2】太陽電池基板端面がポリイソブチレン樹脂で被
覆された様子を表す説明図
【図3】本発明の実施例に用いた集積型太陽電池の概略
断面構造を表す説明図
【図4】封止樹脂としてポリイソブチレンを用いた太陽
電池モジュールの概略断面構造を表す説明図
【図5】ポリイソブチレン樹脂がスキージを用いて塗布
される様子を表す説明図
【符号の説明】
1 太陽電池基板 2 ベルト 3 ダイス 4 リップ 5 ギヤポンプ 6 樹脂タンク 7 ボールバルブ 8 ロータリーポンプ 9 塗布層 10、a 強化ガラス基板 11 第1の電極層 12 非晶質半導体層 13 第2の電極層 b 強化ガラス上に形成した太陽電池素子 c ポリイソブチレン層 d スキージ e 樹脂溜り
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石動 正和 京都府京都市北区小山堀池町28−16 (72)発明者 泉名 政信 埼玉県大宮市堀の内町1−60−1

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透光性材料上に電極層と非晶質半導体層等
    を積層し、封止樹脂層を形成してなる太陽電池モジュー
    ルの製造方法であって、ポリイソブチレンを主鎖骨格と
    した前記封止樹脂層を、100ポアズ以上100000
    ポアズ以下の粘度において塗布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。
  2. 【請求項2】前記封止樹脂層をダイスを取り付けた押し
    出し機を用いて塗布することを特徴とする、請求項1記
    載の太陽電池モジュールの製造方法。
  3. 【請求項3】前記封止樹脂を塗布後200℃以下で硬化
    することを特徴とする、請求項1または2記載の太陽電
    池モジュールの製造方法。
  4. 【請求項4】前記封止樹脂層の層厚を硬化後0.05m
    m以上とすることを特徴とする、請求項1〜3のいずれ
    か1項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  5. 【請求項5】前記封止樹脂層に硬化後における水蒸気透
    過率で、100μmの層厚において1g/m2 ・day
    以下のものを用いることを特徴とする、請求項1〜4の
    いずれか1項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100718975B1 (ko) * 2006-01-10 2007-05-17 주식회사 쎄크 반도체 칩 도포용 디스펜서 장치 및 이를 이용한 봉지재 정량 토출 방법
WO2011052747A1 (ja) * 2009-10-30 2011-05-05 旭硝子株式会社 シール部形成用硬化性樹脂組成物、積層体およびその製造方法

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US8748505B2 (en) 2009-10-30 2014-06-10 Asahi Glass Company, Limited Curable resin composition for forming seal part, laminate and process for its production

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