JPH0823116A

JPH0823116A - 太陽電池モジュールとその製造方法

Info

Publication number: JPH0823116A
Application number: JP6155623A
Authority: JP
Inventors: Yoshiya Hatsutori; 善哉服部; Masao Shizuki; 誠雄志津木; Shinji Okuda; 伸二奥田
Original assignee: Sunstar Engineering Inc
Current assignee: Sunstar Engineering Inc
Priority date: 1994-07-07
Filing date: 1994-07-07
Publication date: 1996-01-23
Also published as: EP0698928A3; US5578142A; EP0698928A2

Abstract

(57)【要約】【目的】製造方法が簡便で且つ品質や信頼性に優れる太
陽電池モジュールとその製造方法を提供することを目的
とする。【構成】透光板の受光面と背設する面側に太陽電池素子
を配置した太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルの端
面全周に亙って設けられ、太陽電池パネルの受光面と背
設する面側を支持するための突片を有するとともに、太
陽電池パネルの受光面側を開放状態とするフレームとよ
りなり、ポリヒドロキシ化合物と過剰量のポリイソシア
ネート化合物とを反応して得られるウレタンプレポリマ
ーを主成分とする反応性ホットメルト型接着剤によっ
て、太陽電池パネルを、前記突片上において前記フレー
ムに接着した太陽電池モジュールとその製造方法であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、製造方法が簡便でかつ
信頼性に優れる太陽電池モジュールとその製造方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球環境問題の高まりから太陽電
池への関心が高まってきている。この太陽電池は、太陽
電池モジュールとして屋外に設置される場合が多く、一
般に太陽電池パネルに、取り付け用のフレームを取り付
けた構造となっている。図４にはこのような従来の太陽
電池モジュールの構造を表している。図４は従来の太陽
電池モジュール構造の代表例を示し、（イ）として平面
図を、そして（ロ）として（イ）におけるＢ−Ｂ断面図
をそれぞれ表している。図示するように、従来の太陽電
池モジュールは透光板５０の受光面と背設する面側に、
エチレンビニルアセテート（以下ＥＶＡと称す）等の充
填材５２によって太陽電池素子５３・・を封入するとと
もに、裏面をポリビニールフロライド（以下ＰＶＦとい
う）のバックシート５４でカバーした太陽電池パネル５
６の端部に、４つのアルミニウム枠体５８・・によって
構成されるフレーム５９を嵌入させることによって太陽
電池モジュール６０とする構造が一般的である。そして
太陽電池パネル５６とフレーム５９とを固定するため、
ブチルゴム等のシール材６２によって太陽電池パネル５
６の端部をシーリング固定している。さらにフレーム５
９に設けた取り付け穴６４によって、屋外に設けた骨組
み等にネジ止めし、太陽電池アレイが構成される。また
特開平４−１３０４５７号のように、上記ブチルゴムの
代わりにシリコーン系シール材とブチルゴムを併用する
ことも提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の太陽電池モジュール６０では、以下に述べる主に
３つの問題点が有った。先ず第１に、太陽電池パネル５
６に対するフレーム５９への嵌入態様に起因するものと
して、太陽電池モジュール６０の製造方法が煩雑になっ
てしまい、これによって太陽電池モジュール６０の外形
寸法誤差が大きくなるという点が挙げられる。図示した
ように、従来の太陽電池モジュール６０では、フレーム
５９を構成する４つの枠体５８・・のコ字状部分に、太
陽電池パネル５６の端部を嵌め込む構造であるため、太
陽電池モジュール６０が方形状の場合には、図４（イ）
に示したように、４つの枠体５８・・を太陽電池パネル
の４辺にそれぞれ嵌め込み、これら４つの枠体５８・・
をネジ止め等の方法によって相互に固定してフレーム５
９を構成しなければならず、組み立てに手間が掛かると
いう問題点が有った。また、太陽電池パネル５６とフレ
ーム５９との間にはブチルゴムのシール材６２が介在し
ているため、太陽電池モジュール６０の外形寸法がこの
シール材層６２の厚みが変わることでばらついてしまう
という問題点にもなっていた。そして太陽電池モジュー
ル６０の外形寸法がばらつくと、取り付け穴６４と屋外
に設けた骨組み等との位置関係がずれてしまい、太陽電
池アレイの組み立て時に不都合が生じてしまうことにな
る。

【０００４】次に第２の問題点としては、ブチルゴムの
軟化の問題がある。ブチルゴムは太陽電池モジュール６
０のシール材６２として優れた特性を持ってはいるが、
例えば太陽電池モジュール６０を熱帯地方へ輸出する場
合、梱包状態で太陽電池モジュール６０に荷重が掛かっ
た状態で高温になるため、ブチルゴムが変形したり軟化
するという問題点も有った。

【０００５】第３の問題点としては、ブチルゴムと常温
で湿気硬化性のシリコーン系シール材等を併用したもの
では上記第２の問題点は解消するものの、常温ではペー
スト状であって湿気等との反応によって硬化するが、太
陽電池モジュール６０を作製した直後はペースト状の未
硬化状態であり、移動・段積み時などの僅かの振動によ
って太陽電池パネル５６とフレーム５９との間でズレが
発生することがある。従って、硬化するまで組み立て後
の状態で数時間〜数日間硬化養生しなければならず、製
造工程上の問題となっていた。

【０００６】このように、従来の太陽電池モジュール６
０にあっては、フレーム５９の構造やブチルゴムの使
用、およびブチルゴムとシリコーン系シール材との併用
が、上記のような品質上や製造工程上の重大な問題点の
原因となっていた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来の課題を解決し、製造方法が簡便でかつ品質や信頼性
に優れる太陽電池モジュールとその製造方法を提供する
ものである。このような本発明のうち、先ず太陽電池モ
ジュールとしては、透光板の受光面と背設する面側に太
陽電池素子を配置した太陽電池パネルと、前記太陽電池
パネルの端部全周に亙って設けられ、太陽電池パネルの
受光面と背設する面側を支持するための突片を有すると
ともに、太陽電池パネルの受光面側を開放状態とするフ
レームとよりなり、ポリヒドロキシ化合物と過剰量のポ
リイソシアネート化合物とを反応させて得られるウレタ
ンプレポリマーを主成分とする反応性ホットメルト型接
着剤によって、太陽電池パネルを、前記突片上において
前記フレームに接着したことを特徴的構造としている。
また、前記反応性ホットメルト型接着剤として、ポリヒ
ドロキシ化合物と過剰量のポリイソシアネート化合物と
を反応させて得られるウレタンプレポリマーと、熱可塑
性重合体とを含有することが、第２の特徴である。

【０００８】また、このような太陽電池モジュールの製
造方法としては、太陽電池素子を配置した太陽電池パネ
ルの受光面と背設する面側を支持するための突片を有す
るとともに、前記太陽電池パネルの端部全周に亙って設
け得る形状で、かつ太陽電池パネルの受光面側を開放状
態とするフレームの前記突片上に、ポリヒドロキシ化合
物と過剰量のポリイソシアネート化合物とを反応させて
得られるウレタンプレポリマーを主成分とする反応性ホ
ットメルト型接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、フレ
ームの突片上に太陽電池パネルを載置し、前記接着剤塗
布工程において塗布された接着剤によって、太陽電池パ
ネルをフレームに接着する太陽電池パネル接着工程とを
用いることが特徴である。ここで接着剤塗布工程に先立
って、太陽電池素子を配置した太陽電池パネルの受光面
と背設する面側を支持するための突片を有するととも
に、前記太陽電池パネルの端部全周に亙って設け得る形
状で、かつ太陽電池パネルの受光面側を開放状態とする
フレームを作製するフレーム作製工程を設けることもで
きる。このフレームは、太陽電池パネルの各辺それぞれ
に対応する個別の枠体を組み立てたり、ダイキャストや
射出成形、切削等によって一体的に製造することができ
る。

【０００９】本発明に用いる反応性ホットメルト型接着
剤は、ポリヒドロキシ化合物と過剰量のポリイソシアネ
ート化合物とを反応して得られるウレタンプレポリマー
を主成分とするものであって、常温で固形または半固形
であり、加熱することによって流動可能なペースト状あ
るいは液状となり、再度常温に冷却させると固化し、初
期接着強度を発現するものである。そして固化後にさら
に水分と反応して硬化が進むので、耐熱、耐水などの耐
久生に極めて優れるものとなる。従って本発明の反応性
ホットメルト型接着剤を用いた太陽電池モジュールは、
熱帯地方へのデリバリー上の問題が解消し、かつ太陽電
池モジュールの製造方法においても、簡便にしかも迅速
に作業を行うことができるので、製造工程上の問題点が
解消するという特徴がある。

【００１０】上記の通り反応性ホットメルト型接着剤
は、ポリヒドロキシ化合物と過剰量のポリイソシアネー
ト化合物とを反応して得られるウレタンプレポリマーを
主成分とするもので、必要に応じて熱可塑性重合体、接
着付与剤、可塑剤、軟化剤、充填剤、染料、顔料、老化
防止剤等を配合してなるものである。このウレタンプレ
ポリマーは、ポリオキシアルキレンエーテルポリオー
ル、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、ポ
リブタジエンポリオールなどのゴム系ポリオールやヒマ
シ油誘導体などのうちから選ばれる１種または２種以上
のポリヒドロキシ化合物と、ジフェニルメタンジイソシ
アネート、ジメチルジフェニルメタンジイソシアネー
ト、ナフタレンジイソシアネート、イソフェロンジイソ
シアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネート、
トリレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシア
ネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシレンジ
イソシアネート、Ｐ−フェニレンジイソシアネート、ポ
リイソシアネートのトリメチロールプロパン付加物また
はポリイソシアネートの重合体などのうちから選ばれる
１種または２種以上の過剰量のポリイソシアネート化合
物とを、所望の物性値が得られるようにそれぞれ適宜選
択するとともに配合を決定し、これらを６０℃〜１３０
℃の加温下で数時間反応させて得られる、活性ＮＣＯ基
を有するウレタンプレポリマーであり、常温で液体ない
し固形状態になり、大気中の湿気により硬化反応するも
のである。

【００１１】ここで上記本発明に用いられる反応性ホッ
トメルト型接着剤の望ましい例としては、すでに本出願
人によって提案されている、特開平５−５０８８号記載
のものが代表的な例として挙げられる。具体的には分子
量６０００〜４００００の末端に水酸基を有するポリオ
キシアルキレンエーテルポリオールに対し、過剰量のポ
リイソシアネート化合物を反応させて得られるウレタン
プレポリマー、および熱可塑性重合体を含有するものが
例示できる。この場合、ウレタンプレポリマーとして
は、ポリオキシアルキレンエーテルポリオールに対しポ
リイソシアネート化合物をＮＣＯ／ＯＨの当量比が１．
５〜３．５となるように反応させたものとし、その含有
量を２０〜６０重量％とすることが効果的である。ま
た、熱可塑性重合体としては、その含有量を５〜５０重
量％とすることが効果的である。

【００１２】本発明におけるポリオキシアルキレンエー
テルポリオールとしては、式：

【化１】〔式中、Ｒは炭素数２〜６個の炭化水素残基とくにアル
キレン基およびａは２〜８の、好ましくは２〜４の整数
である〕の多価ヒドロキシル化合物（たとえばａ＝２の
場合エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロ
ピレングリコール、ブチレングリコール、１，６−ヘキ
サンジオール；ａ＝３の場合グリセリン、トリメチロー
ルプロパン、トリエチレントリオール、１，２，６−ヘ
キサントリオール；ａ＝４の場合ペンタエリスリトー
ル；ａ＝６の場合ソルビトール；ａ＝８の場合シュクロ
ーズ）の１種または２種以上、ならびに適当な触媒（た
とえば金属触媒）の存在下に、プロピレンオキサイドま
たはプロピレンオキサイド／エチレンオキサイドを開環
重合させて得られる、式：

【化２】または式：

【化３】〔式中、ｎは１３〜３５０の整数、ｍは０〜４４０の整
数、Ｒおよびａは前記と同意義である〕のポリオキシア
ルキレンエーテルポリオール（たとえばポリオキシプロ
ピレンジオール、ポリオキシプロピレンエチレンジオー
ル、ポリオキシプロピレントリオール、ポリオキシプロ
ピレンテトラオール、ポリオキシプロピレンエチレンテ
トラオールなど）を指し、その中で分子量６０００〜４
００００、好ましくは反応性ホットメルト型接着剤の物
性およびウレタンプレポリマーの性状、作業性の点から
１００００〜３００００のものを使用する。尚、上記プ
ロピレンオキサイド（ＰＯ）やエチレンオキサイド（Ｅ
Ｏ）に代えてブチレンオキサイドを開環重合させたもの
を使用してもよい。上記分子量が６０００未満である
と、寒冷時（−３０〜−４０℃）の伸びが不足し、かつ
硬度が高くなりすぎ、また４００００を越えても物性上
問題ないが、現在のところ、副生成物が多くなりすぎ、
合成することが困難である。また、これらのポリオキシ
アルキレンエーテルポリオールにあって、官能基数（Ｏ
Ｈ数、すなわちａ）は２〜４、特に２〜３のものが好ま
しい。

【００１３】このようなポリオキシアルキレンエーテル
ポリオールは、一般に−７０〜−６０℃の極めて低いＴ
ｇを有することから、そのイソシアネート硬化物とし
て、寒冷時のエラストマー物性の発現に貢献する。

【００１４】本発明におけるポリイソシアネート化合物
としては、前述の通り、例えば２，４−または２，６−
トリレンジイソシアネート、４，４′−ジフェニルメタ
ンジイソシアネート（ＭＤＩ）、１，３−または１，４
−キシリレンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジ
イソシアネート、イソフェロンジイソシアネート、ヘキ
サメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシ
アネート、およびこれらのポリイソシアネートのトリメ
チロールプロパン付加物、またはポリイソシアネート重
合体などの通常のウレタン樹脂に用いられるものが使用
可能であるが、湿気硬化速度、安全性、工業的価格から
特にＭＤＩが好ましい。

【００１５】本発明で用いるウレタンプレポリマーは、
上記ポリオキシアルキレンエーテルポリオールと過剰量
のポリイソシアネート化合物を、通常６０〜１３０℃の
温度、０．５〜５時間の条件で反応させることにより得
られる。これら反応成分の割合は通常、ＮＣＯ／ＯＨの
当量比が１．５〜３．５、好ましくは２〜３の範囲内と
なるように設定すればよい。この比が１．５未満である
と、得られるウレタンプレポリマーにおいて急激な粘度
上昇が発生し、かつ７０〜８０℃保温時の熱安定性が極
端に悪くなり、また３．５を越えると、過剰のＮＣＯ基
が残存して、上記７０〜８０℃における保温安定性は良
好となるが、湿気硬化時のＣＯ₂による発泡の問題が著
しくなる傾向にある。

【００１６】本発明で用いる熱可塑性重合体としては、
基本的には多官能の環含有活性水素含有化合物（分子量
が通常４００〜２０００）および、ジオールまたはトリ
オール成分（たとえばエチレングリコール、１，４−ブ
タンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，８−オ
クタンジオール、ポリカーボネートジオール、ポリテト
ラメチレングリコール、水添ポリブタジエンジオール、
ポリアクリルジオール、ポリオキシアルキレンエーテル
ジオール、ポリオキシアルキレン付加ビスフェノール、
その他活性水素含有化合物などのジオール類、トリメチ
ロールプロパン、グリセリン、トリエチレントリオー
ル、ポリオキシアルキレンエーテルトリオールなどのト
リオール類）と過剰量のポリイソシアネート化合物（前
記例示のものが使用できるが、ウレタンの凝集エネルギ
ーを上げるため、特に安全性、工業的価格からＭＤＩが
好ましい。）との反応で得られるものが挙げられる。多
官能の環含有活性水素含有化合物としては、ビスフェノ
ール樹脂、テルペン樹脂、クマロン樹脂、キシレン樹
脂、ロジンエステル樹脂、スチレン樹脂、フェノール樹
脂、テルペンフェノール樹脂、ロジン樹脂、ポリエステ
ル樹脂が含まれる。このようにして製造される熱可塑性
重合体（融点は通常７０〜１００℃）は、たとえば
（株）東洋化学研究所から「熱可塑性樹脂トーヨーエー
スＵ−Ｂ」との商品名で市販されている。

【００１７】この熱可塑性重合体は、反応性ホットメル
ト型接着剤の初期接着強度の発現向上に寄与するもので
あるが、上記反応により分子中にウレタン結合および環
化合物が導入されており、これによってモル凝集エネル
ギーを出し、熱可塑性となることができ、しかも環化合
物およびウレタン結合による極性によって、前記ウレタ
ンプレポリマーとの相溶性が良好となる。さらにその他
に熱可塑性重合体としては、ポリウレタン樹脂、ポリエ
ステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレン系樹脂、ポ
リ塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、またはゴム等を用
いることができる。熱可塑性重合体は、反応性ホットメ
ルト型接着剤のガラス転移温度を低下させて低温時の弾
性を付与し、しかも低温から高温の物性変化を少なくす
ることができる。またこれら熱可塑性重合体は、接着剤
の凝集力を向上させ、初期接着強度を増大させる。さら
に、反応性ホットメルト型接着剤のコスト低減などにも
寄与することができる。特にエチレン−酢酸ビニル共重
合体が望ましく使用することができる。

【００１８】本発明に用いる反応性ホットメルト型接着
剤は、上述のウレタンプレポリマーと、望ましくは熱可
塑性重合体を含有することを特徴とし、それ以外の含有
成分および含有量は適宜に選定すればよい。好ましい基
本的な接着剤組成としては、例えばウレタンプレポリマ
ー２０〜６０％（重量％、以下同様）（好ましくは３０
〜５０％）、熱可塑性重合体５０％以下、充填剤５０％
以下、さらに可塑剤２０％以下および前記記載の添加剤
１０％以下で構成することができる。

【００１９】上記ウレタンプレポリマーの含有量が２０
％未満であると、寒冷時での基本物性の伸びが出ず、か
つ硬度が高すぎ、また６０％を越えると、作業性に問題
が生じ易くなる傾向にある。

【００２０】上記熱可塑性重合体の含有量が５０％を越
えると、寒冷時の物性が満足されない傾向にある。

【００２１】上記充填剤としては、ケイ酸誘導体、タル
ク、金属粉、炭酸カルシウム、クレー、カーボンブラッ
ク等が挙げられる。この充填剤の含有量が５０％を越え
ると、反応性ホットメルト型接着剤としての加熱溶融時
の粘度が高すぎ、接着性や物性面に支障を来す傾向にあ
る。

【００２２】上記可塑剤としては、ジブチルフタレー
ト、ジオクチルフタレート、ジシクロヘキシルフタレー
ト、ジイソオクチルフタレート、ジイソデシルフタレー
ト、ジベンジルフタレート、ブチルベンジルフタレー
ト、トリオクチルホスフエート、エポキシ系可塑剤、ト
ルエン−スルホアミド、クロロパラフィン、アジピン酸
エステル、ヒマシ油等が挙げられる。含有量が２０％を
越えると、接着性や初期強度面で劣る傾向にある。

【００２３】上記添加剤のより詳しい具体例としては、
粘度調整用溶剤、硬化触媒、揺変剤（ベントン、無水ケ
イ酸、ケイ酸誘導体、尿素誘導体など）、染顔料、紫外
線吸収剤、粘着付与剤、難燃剤、シラン化合物、脱水剤
等が挙げられる。これらの含有量が１０％を越えると、
接着剤の性状や物性が劣る傾向にある。

【００２４】本発明に用いる反応性ホットメルト型接着
剤は、例えば以下の手順によって調製することができ
る。先ず、熱可塑性重合体を溶融し、これを溶融温度付
近に保温した窒素置換可能な釜に投入する。次いで、窒
素雰囲気下でウレタンプレポリマーを添加し、攪拌後、
充填剤および、必要に応じて可塑剤を加え、真空下で脱
泡攪拌する。その後、添加剤としてたとえば粘度調製用
溶剤および硬化触媒を加え、さらに真空脱泡攪拌して本
発明組成物を調製する。ただし投入順序は本例に限定さ
れるものではなく、例えば、予め反応釜の中に可塑剤を
投入しておき、その中でウレタンプレポリマーの合成を
行ってもよいし、ウレタンプレポリマー合成後に、熱可
塑性重合体や添加剤を加えてもよい。そして使用に際し
ては、必要に応じて、接着面となる太陽電池パネルおよ
びフレームの接着面に予めプライマーを塗布した後、本
接着剤が流動性を示す温度まで加熱して塗布すればよ
い。また、ロボットを用いて自動塗布する場合には、ホ
ットメルトアプリケーターを用いることもできる。

【００２５】なお本発明の太陽電池モジュールの製造に
用いられるプライマーとしては、主にポリイソシアネー
ト化合物、シランカップリング剤、チタネートカップリ
ング剤のいずれかまたは２種以上の混合物を有機溶剤に
溶解混合し、必要に応じてアクリル樹脂、ポリエステル
樹脂、塩素化重合体等の皮膜形成物質を添加して構成さ
れる。通常プライマーのビヒクル成分は、３〜２０重量
％の溶剤溶液であり、本発明の製造方法にあっては、プ
ライマーをハケ、スプレー等で塗布して数分以上乾燥
し、プライマー塗布面に反応性ホットメルト型接着剤を
塗布した後、太陽電池パネルを接着させればよい。

【００２６】

【作用】上述のような本発明の構成は、以下の作用を奏
する。先ず、太陽電池パネルの端部全周に亙って設けら
れ、太陽電池パネルの受光面と背設する面側を支持する
ための突片を有するとともに、太陽電池パネルの受光面
側を開放状態とするフレームは、突片があたかもフレー
ム内側に張り出した棚部の如き構造となるので、フレー
ムを太陽電池パネルの外周形状に構成した後でも、突片
上に太陽電池パネルを載置して接着することが可能とな
るここで太陽電池パネルは、透光板の受光面と背設する面
側に太陽電池素子を配置した、従来と同等のものが使用
できる。そして、太陽電池パネルとフレームとの接着に
用いる、ポリヒドロキシ化合物と過剰量のポリイソシア
ネート化合物とを反応させて得られるウレタンプレポリ
マーを主成分とする反応性ホットメルト型接着剤は、大
気中の湿気との反応性を有しているので、加温して塗布
すると、塗布後の冷却によって急激に増粘して流動性を
失い、塗布量によっては数秒から数分以内に固化して初
期接着強度を発現する。また湿気硬化であるため、その
後の反応の進行により、より高硬度のゴム弾性を有する
ようになる。

【００２７】また、太陽電池モジュールの製造方法とし
ては、先ず接着剤塗布工程として、太陽電池素子を配置
した太陽電池パネルの受光面と背設する面側を支持する
ための突片を有するとともに、前記太陽電池パネルの端
部全周に亙って設け得る形状で、かつ太陽電池パネルの
受光面側を開放状態とするフレームの前記突片上に、ポ
リヒドロキシ化合物と過剰量のポリイソシアネート化合
物とを反応させて得られるウレタンプレポリマーを主成
分とする反応性ホットメルト型接着剤を塗布する。この
接着剤は、スポット的に設けてもよいし、全面に亙って
設けてもよい。なお、反応性ホットメルト型接着剤を塗
布するに当たり、予めプライマーを塗布するのが望まし
い。そして次に太陽電池パネル接着工程として、フレー
ムの突片上に太陽電池パネルを載置し、前記接着剤塗布
工程において塗布された接着剤によって、太陽電池パネ
ルをフレームに接着することで太陽電池モジュールが完
成する。この太陽電池パネルとフレームとの接着に、ポ
リヒドロキシ化合物と過剰量のポリイソシアネート化合
物とを反応させて得られるプレポリマーを主成分とする
反応性ホットメルト型接着剤を用いると、空気中の湿気
によって速やかに硬化させることができる。なおこの段
階では、接着剤は完全硬化には至っていないものの、得
られた太陽電池モジュールを移動、堆積、梱包してもフ
レームがずれない程度の充分な強度を有している。接着
剤の硬化は空気中の水分によって進行し、数日程度で充
分な接着強度およびゴム弾性を有するようになる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明を具体的実施例に基づき詳細に
説明する。図１には、本発明の太陽電池モジュールの構
造説明図を示し、（イ）が平面図、（ロ）が（イ）にお
けるＡ−Ａ断面図である。図例のものは、透光板１の受
光面と背設する面側に太陽電池素子３を配置した太陽電
池パネル５と、この太陽電池パネル５の端部全周に亙っ
て設けられ、太陽電池パネル５の受光面と背設する面側
を支持するための突片７を有するとともに、太陽電池パ
ネル５の受光面側を開放状態としたフレーム９とよりな
る太陽電池モジュール１１の構造例である。本例におけ
るフレーム９は一体的に形成された構造体であり、アル
ミダイキャストやエンジニアリングプラスチック等の射
出成形等によって作製される。そして、本発明における
太陽電池パネル５は、受光面側を開放状態としたフレー
ム９の突片７上に載置した構造であり、太陽電池パネル
５とフレーム９間は、従来のブチルゴムやブチルゴムと
シリコーン系シール材を併用したものに代わって、充分
な接着強度が得られる反応性ホットメルト型接着剤１３
で接着固定されることになる。この反応性ホットメルト
型接着剤１３としては、上述のようにポリヒドロキシ化
合物と過剰量のポリイソシアネート化合物とを反応させ
て得られるウレタンプレポリマーを主成分とする反応性
ホットメルト型接着剤が好適であるが、その詳細につい
ては後述する。さらに防水機能向上の為には、必要に応
じて受光面側における反応性ホットメルト型接着剤１３
の露出部を、図例のように乾式のモール１５でカバーす
ることも効果的である。そして接着部分にモール１５を
用いない構造としては、本図例以外にも図２に示すもの
が例示できる。このモール１５は、反応性ホットメルト
型接着剤１３が固化する前に添設し、接着剤１３の固化
および硬化とともに太陽電池パネル５、フレーム９、モ
ール１５の３者間が接着固定されることになる。そして
図１、図２いずれも、取り付け穴１６を介して、アレイ
設置用架台に対して固定される。本図例における太陽電
池パネル５は、透光板１として白板ガラスを用い、この
受光面と背設する面側に複数枚の結晶系太陽電池素子３
を、ＥＶＡの充填剤１７で封入するとともに、ＰＶＦに
よってアルミニウム箔をサンドイッチしたバックシート
１９によって裏面をカバーした構造となっている。そし
てそれぞれ図示しないが、各太陽電池素子３間は充填剤
１７中で結線接続し、バックシート１９上に設けた端子
ボックス内の出力端子と接続することで、外部に発電出
力が取り出せるようになっている。尚ここでは太陽電池
素子３として、結晶系太陽電池を用いた例であるが、こ
の他にも、透光板１の受光面と背設する面上に非晶質シ
リコン等の薄膜半導体による太陽電池素子３を直接設
け、素子上にエポキシ樹脂等の保護層を塗布コートした
タイプのものも使用可能である。このように、本発明に
おいては太陽電池パネル５構造は特に限定されるもので
はない。

【００２９】次に上記太陽電池モジュール１１に用いる
反応性ホットメルト型接着剤１３の実施例として、以下
の条件で調整した。〔反応性ホットメルト型接着剤例１〕（１）ウレタンプレポリマーの合成分子量１２５００のポリオキシプロピレンエチレントリ
オール〔旭硝子（株）製、Ｘ−８８０５、３官能、ＥＯ
分１２％、ＯＨ価１３．８〕２０００ｇを窒素置換され
た反応槽に投入し、真空下（１０ｍｍＨｇ以下）で減圧
乾燥する。水分が０．０５％以下になったことを確認
後、これに４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト（ＭＤＩ）１５８ｇを加え（ＮＣＯ／ＯＨ＝２．６
１）、温度を８０±５℃に調整して１時間反応させる。
その後、ジブチルチンジラウリレート（ＤＢＴＤＬ）の
１％キシレン溶液１ｇを加え、同温度で２時間反応させ
て、遊離ＮＣＯ量１．４８％、粘度２４０００ｃｐｓ／
８０℃、３８００００ｃｐｓ／２０℃のウレタンプレポ
リマーを得る。（２）反応性ホットメルト型接着剤の調製上記（１）のウレタンプレポリマー４００ｇを窒素置換
された攪拌釜に投入し、温度を８０±１０℃に設定す
る。次いで、９０℃、３時間で溶融した熱可塑性重合体
〔（株）東洋化学研究所製、熱可塑性樹脂トーヨーエー
スＵ−Ｂ〕１００ｇを加え、同温度で２０〜３０分間攪
拌溶解させた後、ジシクロヘキシルフタレート５０ｇを
投入し、次いでそれぞれ予備乾燥したカーボンブラック
３５０ｇおよび炭酸カルシウム１００ｇを添加し、１０
ｍｍＨｇで３０分間真空攪拌した後、粘度調整用のキシ
レン５０ｇと硬化触媒（ＤＢＴＤＬの１％キシレン溶液
０．３ｇ）を加え、３０分間真空脱泡攪拌した後、密封
したアルミカートリッジに取出す。なお、この（２）で
調製した反応性ホットメルト型接着剤を「実施例１」と
した。

【００３０】〔反応性ホットメルト型接着剤例２〕（１）ウレタンプレポリマーの合成分子量２００００の熱可塑性飽和ポリエステルポリオー
ル（テレフタル酸系、ガラス転移点３℃）１００部（重
量部、以下同様）を加熱ニーダーにて１６０℃に加熱
し、これに分子量２０００の液状ポリエステルポリオー
ル（旭電化工業（株）製、ニューエースＦ７−６７）３
０部、次いでアジピン酸エステル系可塑剤５０部を配合
し、１４０℃にて１時間の加熱脱泡攪拌を行う。そして
２０℃に冷却し、これに４，４′−ジフェニルメタンジ
イソシアネート（ＭＤＩ）１０部を添加し、脱泡攪拌下
１２０℃で反応させる。イソシアネート基含有率が一定
値（約１．１％）になるまで反応を行い、ウレタンプレ
ポリマー溶液を得る。（２）反応性ホットメルト型接着剤の調製上記ウレタンプレポリマー溶液５９９部に、充填剤とし
て２００℃で予熱乾燥したカーボンブラック４００部を
混合し、３０分の加熱攪拌、次いで３０分の加熱脱泡攪
拌を行う。そして添加剤として、５％ジオクチルフタレ
ート溶液１部を加え、加熱脱泡攪拌を行って反応性ホッ
トメルト型接着剤を得る。なお、この（２）で調製した
反応性ホットメルト型接着剤を「実施例２」とした。

【００３１】〔反応性ホットメルト型接着剤例３〕（１）ウレタンプレポリマーの合成１，４−ブタジオール１００部を８０±１０℃で２時間
脱泡攪拌し、これに４，４′−ジフェニルメタンジイソ
シアネート（ＭＤＩ）３８９部を加え（ＮＣＯ／ＯＨ＝
１．４）、８０±５℃で４時間反応させて、活性ＮＣＯ
基含有率７．６％のジイソシアネートオリゴマーを得
る。次に分子量５０００のポリエーテルトリオール（三
井等圧化学（株）製、ＰＰＧＭＮ−５０００）１００
部を８０±１０℃で２時間脱泡攪拌し、これに上記活性
ＮＣＯ基含有率７．６％のジイソシアネートオリゴマー
７２．９部を加え（ＮＣＯ／ＯＨ＝２．２）、８０±５
℃で３時間反応させて活性ＮＣＯ基の含有率が１．７％
のウレタンプレポリマー溶液を得る。（２）反応性ホットメルト型接着剤の調製上記ウレタンプレポリマー溶液４３部に、充填剤として
２００℃で予熱乾燥したカーボンブラック４２部、およ
び可塑剤としてブチルベンジルフタレート１０部を混合
し、８０℃で１時間脱泡攪拌した後、これに硬化促進触
媒としてジブチルチンジラウレート（ＤＢＴＤＬ）の１
０％ジオクチルフタレート溶液０．５部を加えて反応性
ホットメルト型接着剤を得る。なお、この（２）で調製
した反応性ホットメルト型接着剤を「実施例３」とし
た。

【００３２】〔比較例１〕上記本発明に用いる反応性ホ
ットメルト型接着剤の比較例として、次の組成のブチル
ゴム系ホットメルト型接着剤を調製して比較例１とし
た。エクソン製ブチルゴム０６５を２０重量％、三菱油
化製ＡＰＰ・Ｂ−３０００を２０重量％、日本石油製ポ
リブテンＨＶ−３００を２４重量％、荒川化学製タッキ
ファイヤーアルコンＰ−１１５を３２重量％、三菱石油
化学製ＰＰワックスＨＷＮＰ０５５を４重量％の組成と
した。〔比較例２〕市販の１成分形シリコーン系シール材（サ
ンスター技研（株）製ペンギンシール＃２５０５）を比
較例２とした。

【００３３】〔接着試験〕実施例１〜３、および２つの
比較例の各接着剤の接着試験を行った。その結果を表１
に示す。なお各試験項目、条件および方法は表２に示
し、比較例１以外で用いたプライマーの種類については
表１の欄外に注記した。

【００３４】

【表１】

【表２】

【００３５】表に示すように、本発明に用いた反応性ホ
ットメルト型接着剤はホットメルト型である為、通常の
接着剤（シール材）に比べて初期接着強度が高く、完全
硬化後における強度並びに耐熱クリープ性においても、
表に示すようにブチルゴム系ホットメルト型に比べて優
れた物性が得られた。

【００３６】続いて、本発明の太陽電池モジュール１１
の製造方法について、図面を参照しつつ詳細に説明す
る。図３は、本発明の太陽電池モジュール１１の組み立
て工程例を模式的に表している。図例のものは、太陽電
池モジュール組み立てラインとして、フレーム用ライン
２１と太陽電池パネル用ライン２３に２分したものであ
り、以下結晶系の太陽電池モジュールの製造例を用いて
説明する。まずパネル用パレット２５より太陽電池パネ
ル５を取り出し、太陽電池パネル用ライン２３上のパ
ネル投入ステーションに供給する。この太陽電池パネル
５は前述したように、透光板１として白板ガラスを用
い、この受光面と背設する面側に複数枚の結晶系太陽電
池素子３をＥＶＡの充填剤１７で封入するとともに、Ｐ
ＶＦによってアルミニウム箔をサンドイッチしたバック
シート１９によって裏面をカバーしたものである。次い
でプライマー塗布ステーションにおいて、フレーム９
との接着面にプライマー３１を塗布する。このプライマ
ー３１は、上記反応性ホットメルト型接着剤１３の接着
促進剤として用いるものであり、サンスター技研製プラ
イマー＃４３５−４０等が例示できる。続いてオープ
ンステーションにてプライマー３１の乾燥時間として約
１分間放置した後、搬出ステーションからフレーム用
ライン側に搬出される。

【００３７】一方フレーム用ライン２１側では、（１）
フレーム投入ステーションに、組み立て済のフレーム９
を投入する。このフレーム９は、図１、図２で示した構
造、すなわち太陽電池素子３を配置した太陽電池パネル
５の受光面と背設する面側を支持するための突片７を有
するとともに、前記太陽電池パネル５の端部全周に亙っ
て設け得る形状で、かつ太陽電池パネル５の受光面側を
開放状態とした構造を有し、フレーム投入ステーション
に先立ってフレーム作製工程において作製しておくこと
もできる。そしてフレーム９は、鋳造や射出成形によっ
て一体構造としたものでもよいし、４本の枠体を組み立
てたものでもよい。次に（２）反応性ホットメルト型接
着剤塗布ステーション（表中には（２）接着剤塗布ステ
ーションと表記）にて上記ポリヒドロキシ化合物と過剰
量のポリイソシアネート化合物とを反応させて得られる
ウレタンプレポリマーを主成分とする反応性ホットメル
ト型接着剤１３を、７０℃に加熱溶融してフレーム９の
接着面上、すなわち主に突片７上に塗布する（接着剤塗
布工程）。この際、上記同様必要に応じて接着剤塗布前
のフレーム９の主として突片７上に、プライマーを塗布
する工程を入れることもできる。続いて、前記太陽電池
パネル用ライン２３の搬出ステーションから、プライ
マー塗布済の太陽電池パネル５を搬送し、（３）パネル
貼り合わせステーションにて反応性ホットメルト型接着
剤１３を塗布したフレーム９の突片７上に太陽電池パネ
ル５を載置する（太陽電池パネル接着工程）。最後に必
要に応じて（４）モール取り付けステーションにおい
て、図１で示したように、受光面側における反応性ホッ
トメルト型接着剤１３部分にモール１５を取り付け、太
陽電池モジュール１１が完成する。このモール１５の取
り付けは、反応性ホットメルト型接着剤１３が冷却固化
する前に行えばよい。そしてこの状態では、反応性ホッ
トメルト型接着剤１３は完全に硬化しておらず、表１で
示したように完全な接着強度は得られないが、ホットメ
ルト型接着剤であるので、フレーム９の突片７上に太陽
電池パネル５を載置した（必要に応じてモール１５を取
り付けた）段階で、冷却固化により充分な初期接着強度
が発現しており、後の検査工程等におけるハンドリング
上、特に支障は無い。

【００３８】そして、フレーム用ライン２１と太陽電池
用ライン２３間における太陽電池パネル５、フレーム９
の搬送やプライマー３１、反応性ホットメルト型接着剤
１３の塗布作業は、適当な搬送・組み立てロボット２
７、２９によって行うとよい。これらロボットは、一般
的な６軸多関節型ロボット等が使用できる。

【００３９】

【発明の効果】以上にような本発明においては、上記作
用の項で説明したところにより、以下の優れた効果が得
られる。先ず、太陽電池パネルの端部全周に亙って設け
られ、太陽電池パネルの受光面と背設する面側を支持す
るための突片を有するとともに、太陽電池パネルの受光
面側を開放状態とするフレームは、突片があたかもフレ
ーム内側に張り出した棚部の如き構造となるので、フレ
ームを太陽電池パネルの外周形状に構成した後でも、突
片上に太陽電池パネルを載置して接着することが可能と
なり、予めフレームを一体的に成形しておくことができ
ることから、従来のようにフレーム組み立て時の寸法誤
差や、太陽電池モジュール組み立て後におけるフレーム
のズレが発生することが無い。従って、寸法精度の高い
太陽電池モジュールが実現できる。

【００４０】ここで太陽電池パネルは、透光板の受光面
と背設する面側に太陽電池素子を配置した従来と同等の
ものが使用できるので、汎用性も極めて高い。

【００４１】そして、太陽電池パネルとフレームとの接
着に用いる、ポリヒドロキシ化合物と過剰量のポリイソ
シアネート化合物とを反応させて得られるウレタンプレ
ポリマーを主成分とする反応性ホットメルト型接着剤
は、加温下で塗布した後に冷却によって急激に増粘・固
化し、充分な初期接着強度を発現する。従って、太陽電
池モジュールの作製直後に移動、堆積、梱包等の軽度の
振動を与えてもフレームやフレームと太陽電池パネル間
のズレがなく、また他の物が接触しても接着剤が付着す
ることもない。また、大気中の湿気との反応硬化によっ
て完全硬化状態になると、ゴム弾性を有する高強度体に
なるので、保管、輸送時において高温下に晒されたとし
ても軟化することがないので、フレームがずれてしまう
ことがなく、耐熱性ないし耐久性が優れる太陽電池モジ
ュールを得ることができる。

【００４２】太陽電池モジュールの製造方法としては、
先ず接着剤塗布工程として、太陽電池素子を配置した太
陽電池パネルの受光面と背設する面側を支持するための
突片を有するとともに、前記太陽電池パネルの端面全周
に亙って設け得る形状で、かつ太陽電池パネルの受光面
側を開放状態とするフレームの前記突片上に、ポリヒド
ロキシ化合物と過剰量のポリイソシアネート化合物とを
反応させて得られるウレタンプレポリマーを主成分とす
る反応性ホットメルト型接着剤を塗布し、さらに太陽電
池パネル接着工程として、フレームの突片上に太陽電池
パネルを載置し、前記接着剤塗布工程において塗布され
た接着剤によって、太陽電池パネルをフレームに接着す
る方法であるので、フレームを予め作製しておくことが
できるので、太陽電池モジュールの製造工程が簡単にな
る。またこのフレームは、太陽電池パネルの各辺それぞ
れに対応する個別の枠体を組み立てたり、ダイキャスト
や射出成形、切削等によって一体的に製造したりするこ
とができるので、フレームの組み立てコストを大きく低
減することができる。さらに、接着剤塗布工程に先立っ
てフレーム作製工程を設け、太陽電池素子を配置した太
陽電池パネルの受光面と背設する面側を支持するための
突片を有するとともに、前記太陽電池パネルの端部全周
に亙って設け得る形状で、かつ太陽電池パネルの受光面
側を開放状態とするフレームを、太陽電池モジュール製
造ラインの一部として作製することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の太陽電池モジュールの構造を表す説明
図で、（イ）は平面図、（ロ）は（イ）におけるＡ−Ａ
断面図

【図２】本発明の太陽電池モジュールにおける太陽電池
パネルとフレームとの接着部分の構造例を表す説明図

【図３】本発明の太陽電池モジュールの組み立て工程例
を表す説明図

【図４】従来の太陽電池モジュールの構造を表す説明図
で、（イ）は平面図、（ロ）は（イ）におけるＡ−Ａ断
面図

【符号の説明】

１透光板３太陽電池素子５太陽電池パネル７突片９フレーム１１太陽電池モジュール１３反応性ホットメルト型接着剤１５モール１７充填剤１９バックシート２１フレーム用ライン２３太陽電池パネル用ライン２５パネル用パレット２７、２９搬送・組み立てロボット３１プライマー５０透光板５２充填剤５３太陽電池素５４バックシート５６太陽電池パネル５８枠体５９フレーム６０太陽電池モジュール６２シール材６４取り付け穴

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光板の受光面と背設する面側に太陽電池
素子を配置した太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルの端部全周に亙って設けられ、太陽
電池パネルの受光面と背設する面側を支持するための突
片を有するとともに、太陽電池パネルの受光面側を開放
状態とするフレームと、よりなり、ポリヒドロキシ化合物と過剰量のポリイソシアネート化
合物とを反応させて得られるウレタンプレポリマーを主
成分とする反応性ホットメルト型接着剤によって、太陽
電池パネルを、前記突片上において前記フレームに接着
したことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】前記反応性ホットメルト型接着剤が、ポリ
ヒドロキシ化合物と過剰量のポリイソシアネート化合物
とを反応させて得られるウレタンプレポリマーと、熱可
塑性重合体とを含有する請求項１記載の太陽電池モジュ
ール。
【請求項３】太陽電池素子を配置した太陽電池パネルの
受光面と背設する面側を支持するための突片を有すると
ともに、前記太陽電池パネルの端部全周に亙って設け得
る形状で、かつ太陽電池パネルの受光面側を開放状態と
するフレームの前記突片上に、ポリヒドロキシ化合物と
過剰量のポリイソシアネート化合物とを反応させて得ら
れるウレタンプレポリマーを主成分とする反応性ホット
メルト型接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、フレームの突片上に太陽電池パネルを載置し、前記接着
剤塗布工程において塗布された接着剤によって、太陽電
池パネルをフレームに接着する太陽電池パネル接着工程
と、を用いる太陽電池モジュールの製造方法。