JPH11220152A - 光電変換モジュールの製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】連続して搬送される保護フィルム上に光電変換
ユニットを均一に、皺なく熱接着でき、生産効率の高い
光電変換モジュールの製造方法および製造装置を提供す
る。 【解決手段】長尺のフィルム基板から裁断された光電変
換ユニット1uを平面に吸着保持しつつ、保護フィルム12
を加熱ロール22k により光電変換ユニットに押しつけ、
加熱ロールを平面に沿って転がしながら光電変換ユニッ
トと保護フィルムとを熱接着する光電変換モジュールの
製造方法において、前記平面と前記加熱ロールの表面の
何方か一方は弾性体(22g) であり、他方は剛体(32q) で
あることとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池素子など
の光電変換素子が可撓性のフィルム基板上に形成されて
なる光電変換ユニットの複数個を、両面の保護のため、
可撓性の耐侯性フィルムで挟み込んだ光電変換モジュー
ルの製造方法および製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高分子材料フィルムのような可撓性基板
とその表面上の背後電極層、薄膜光電変換層および透明
電極層の積層からなる薄膜光電変換素子からなる光電変
換ユニット（以降ユニットと略称する）の複数個を、接
続導線により直列または並列接続し、また両面を保護フ
ィルム等により被覆することによって外気の水分やガス
の影響より保護したものを光電変換モジュールという。

【０００３】ユニットをモジュール化するための光電変
換モジュールの製造装置を、本出願人は先に特開平８−
２８９６６４号公報に提案している。図３はかかる光電
変換モジュールの製造装置を示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は左側面図である。この
製造装置は光電変換素子が形成されているフィルム基板
の搬送ラインと保護フィルムの搬送ラインと、これらの
ラインの交差する位置にあるユニットの保護フィルムへ
の供給等を行う供給装置からなっている。

【０００４】フィルム基板の搬送ラインでは、送り出し
ロール１Ｌから繰り出される光電変換素子が形成されて
いるフィルム基板１ｓの素子側に、送り出しロール１１
Ｌから供給される熱接着性樹脂よりなる中間フィルム１
１が重ねられ、加熱ロール２１により熱接着される。供
給装置３０では長尺のフィルム基板１ｓからユニット１
ｕが裁断（抜き取られ）され、残りのフィルム基板１ｓ
は巻き取りロール１Ｒに巻き取られる。

【０００５】フィルム基板の搬送ラインに直交している
保護フィルムの搬送ラインでは、送出しロール１２Ｌか
ら繰り出される搬送基体（以下基体と略称する）でもあ
る保護フィルム１２は、供給装置３０でユニット１ｕが
所定数並べられて搭載された後、送り出しロールｋＬか
ら繰り出される導電性テープ１ｋが所定の電極に重ねら
れ、さらに送り出しロール１３Ｌから繰り出される保護
フィルム１３が重ねられ、加熱ロール２２により加熱さ
れ、フィルム基板１ｓと保護フィルム１２は熱接着性の
中間フィルム１１を介して、また保護フィルム１３はフ
ィルム基板１ｓに直接熱接着されて、３枚フィルムがラ
ミネートされたモジュールが形成される。熱接着と同時
に電極の表面上にコートされたハンダは溶かされて導電
性テープ１ｋは接続固定される。こうして、保護フィル
ム１２を搬送基体とするモジュールは巻き取りロール１
２Ｒに巻き取られる。

【０００６】供給装置３０では、中間フィルム１１が既
に熱接着されたフィルム基板１ｓの裁断は第１の裁断刃
３３と第２の裁断刃３４によって行われる。第１の搬送
ライン（フィルム基板の搬送）の上手側に設置されてい
る第１の裁断刃３３はフィルム基板搬送方向に垂直方向
のガイド３ｇに取り付けられており、その位置変更を行
うことができる。フィルム基板搬送に従い、その方向に
先ず２本の切れ目を入れる。

【０００７】この後、フィルム基板１ｓの切れ目を入れ
たユニット１ｕ部分を、フィルム基板１ｓと保護フィル
ム１２の対向する位置まで搬送し、停止し、ユニット１
ｕ部分を吸着位置Ｐ１に停止した吸着テーブル３２ｔに
真空吸着させ、固定する。フィルム基板搬送方向に垂直
に移動する２個の超音波カッターで、先の切れ目の間に
次の切れ目を入れて、ユニット１ｕを裁断する。

【０００８】裁断されたユニット１ｕを真空吸着した吸
着テーブル３２ｔを、加熱ロール２２ｋより保護フィル
ム１２の搬送方向上手の位置Ｐ２まで移動し、位置Ｐ１
でユニット１ｕを吸着した吸着テーブル３２ｔを保護フ
ィルム１２上に搭載する位置Ｐ２に移動させ、吸着面を
保護フィルム１２の搬送面より少し高い位置まで下降さ
せ停止する。同時に保護フィルム１２の搬送も停止す
る。吸着面の搬送方向下手の端の位置Ｑ１で加熱ロール
２２ｋを上昇させ、保護フィルム１２を吸着面（ユニッ
ト１ｕ）に押しつける。加熱ロール２２ｋを搬送方向下
手の端の位置Ｑ２まで所定の速度で移動させ、保護フィ
ルム１２とユニット１ｕの仮熱接着を行う。

【０００９】保護フィルム１２は加熱ロール２２ｋで持
ち上げられており、加熱ロール２２ｋと吸着テーブル３
２ｔは共に剛体であるので、吸着テーブル３２ｔのテー
ブル面と加熱ロール２２ｋとのほぼ接線上で加圧および
熱接着プロセスは行われる。仮熱接着した後、吸着テー
ブル３２ｔをユニット１ｕを吸着する位置Ｐ１に戻し、
位置Ｑ２で加熱ロール２２ｋを降下させ、位置Ｑ１に戻
す。以降この動作を繰り返し複数の光電変換モジュール
を製造する。

【００１０】仮接着は間欠送りなので、加熱ロール２２
の搬送方向上手にアキュームレータとして、ロール４を
設けてある。アキュームレータより上手で、保護フィル
ム１２が停止している間は、ロール４を上昇中とし、ま
た搬送している間はロール４を停止させ、ロール４以降
の保護フィルム１２の搬送を常に所定の速度に維持して
いる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記の光電変換モジュ
ールの製造装置においては次のような問題点が生じてい
る。通常吸着テーブルのようなフレキシブルフィルム基
材を保持するための材料は金属やプラスチックの焼結体
を利用したものであり、吸着表面は剛体といってよい。
また、押し付ける加熱ロールも金属であり剛体同志で、
基材を挟み込むことになる。吸着テーブルや加熱ロール
の加圧面の精度が悪い場合や、加圧される基材に厚さに
ムラがある場合には、基材に対する加圧力や熱伝達が均
一にならず、従って接着または接着力は均一ではない。
また、加圧力の不均一は基材を吸着テーブルに対してず
らせることもあり、基材に皺が発生することもある。こ
のような場合、後のラミネート工程で気泡を巻き込み原
因になる。

【００１２】また、基材の薄い部分も十分加熱できるよ
うに加熱ロールの温度を上げると、厚い部分は過熱され
フィルムが熱変形をおこすため基材の寸法精度が安定し
ない。本発明の目的は、搬送ラインに連続して繰り出さ
れる保護フィルム上に光電変換ユニットを均一に、皺な
く熱接着でき、生産効率の高い光電変換モジュールの製
造方法および製造装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、長尺のフィルム基板から裁断された光電変換ユニ
ットを平面に吸着保持しつつ、保護フィルムを加熱ロー
ルにより光電変換ユニットに押しつけ、加熱ロールを平
面に沿って転がしながら光電変換ユニットと保護フィル
ムとを熱接着する光電変換モジュールの製造方法におい
て、前記平面と前記加熱ロールの表面の何方か一方は弾
性体であり、他方は剛体であることとする。なお、剛体
とは通常の金属材料やセラミクスなどで代表されるヤン
グ率の大きい材料であり、弾性体はこれに対してヤング
率の小さく弾性限界歪みが大きい材料であり、例えばゴ
ムや他の高分子材料またはこれらのスポンジ状の材料で
ある。

【００１４】長尺のフィルム基板から裁断された光電変
換ユニットを平面状のテーブル面に保持する吸着テーブ
ルと、搬送ライン上の熱接着性の保護フィルムを保持さ
れた光電変換ユニットに押しつけ、テーブル面に沿って
転がる加熱ロールとを有し、請求項１に記載の熱接着を
行う光電変換モジュールの製造装置において、前記吸着
テーブル面は剛体であり、前記加熱ロールの表面は弾性
体であることとする。

【００１５】前記加熱ロールの周囲長は加熱ロールの転
がり方向に沿っての熱接着長以上であると良い。前記加
熱ロールの表面の弾性体がゴムであると良い。長尺のフ
ィルム基板から裁断された光電変換ユニットを平面状の
テーブル面に保持する吸着テーブルと、搬送ライン上の
熱接着性の保護フィルムを保持された光電変換ユニット
に押しつけ、テーブル面に沿って転がる加熱ロールとを
有し、請求項１に記載の熱接着を行う光電変換モジュー
ルの製造装置において、前記吸着テーブル面は弾性体で
あり、前記加熱ロールの表面は剛体であることとする。

【００１６】前記吸着テーブルの吸着面の弾性体は、弾
性体であるにもかかわらず、通気性の連続多孔質体のも
のを用いることにより、吸着性をより確保できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の製造方法によれば、いず
れか一方が剛体であり他方が弾性体である円筒面と平面
であるので、挟み込んだ搬送基材やユニットの厚さむら
や剛体表面の僅かな凹凸などを弾性体が吸収し、加圧力
が均一になり接着は均一に行われ、また加熱ロールが移
動する方向にフィルムを偏って引っ張ることがなくな
り、フィルムに皺やフィルム間のずれなどが生じないこ
とが期待できる。

【００１８】加熱ロールの表面が弾性体で加熱ロールの
場合は、加熱ロールの周囲長が熱接着長以上としてある
ので、ロール１回転以内で１回の熱接着が終了するた
め、一般に弾性体は熱伝達が良くない点が避けられ、既
に熱が奪われた低温部分が再度熱接着に巡らず、均一な
接着力が得られることが期待できる。弾性体材料として
は、耐熱性を有するシリコーンゴム、ネオプレンゴム、
ウレタンゴムまたはフッ素ゴムなど、またはこれらのス
ポンジ状の材料などを用いることができる。 実施例１ 図１は本発明係る実施例の光電変換モジュールの製造装
置における吸着テーブルおよび加熱ロール付近を示す部
分拡大断面図である。この光電変換モジュールの製造装
置においては、フィルム基板の搬送ラインおよびユニッ
トの裁断、搬送、保護フィルムの搬送ラインなど全体構
成は図３に示した従来例と同じなので説明を省略する。

【００１９】３２ｑは剛体である通気性多孔質の吸着テ
ーブル面であり、対向する加熱ロール２２ｋは金属の加
熱部分の表面を弾性体層２２ｑとしてゴム層とした。基
材（保護フィルムおよびユニット）の厚みムラや吸着テ
ーブルの凹凸を吸収し確実に加圧するためには、弾性体
層２２ｇは厚さを増したほうが有利であるが、ゴムの熱
伝導率は金属の１／２００〜１０００程度であるため熱
伝達においては不利になる。実験結果ではゴムの厚さは
３〜４mmが適当で、本実施例では硬度５０°（ＪＩＳ
Ｋ ６３０１）のシリコーンゴムからなる厚さ３mmのシ
ートを加熱ロールの周囲に巻き付け接着し使用した。

【００２０】また、シリコーンゴムの熱伝導率は低く一
旦失った弾性体表面まで熱を伝達するのに時間を要する
ので、加熱ロール２２ｋの周囲長さ（π×直径Ｄ）をユ
ニット長さＬ（すなわち接着距離）より長くし、一旦フ
ィルムを加熱して降温した表面が再度同じユニットを加
熱しないようにした。供給装置３０で裁断されたユニッ
ト１ｕは吸着テーブル３２ｔに真空吸着された後、保護
フィルム１２上の搭載位置Ｐ２に移動させ、吸着面を保
護フィルム１２の搬送面より少し高い位置まで下降させ
停止する。保護フィルムの搬送方向下手の端の位置Ｑ１
で、加熱ロール２２ｋを上昇させ、保護フィルム１２を
吸着面上のユニット１ｕに押しつける。加熱ロール２２
ｋを搬送方向下手の端の位置Ｑ２まで所定の速度で移動
させ、保護フィルム１２とユニット１ｕの仮接着を行
う。

【００２１】同じ吸着テーブル面に対して、従来の剛体
表面の加熱ロールおよび発明の弾性体表面の加熱ロール
を用いてモジュールを試作したところ、仮接着に起因す
る皺や接着不良部は発生しなかった。 実施例２ 図２は本発明係る他の実施例の光電変換モジュールの製
造装置における吸着テーブルおよび加熱ロール付近を示
す部分拡大断面図である。

【００２２】この光電変換モジュールの製造装置におい
てはフィルム基板の搬送ラインおよびユニットの裁断、
搬送および保護フィルムの搬送ラインは図３の例と同じ
なので説明を省略し、構成が異なる吸着テーブルの構造
について説明する。供給装置３０で裁断されたユニット
１ｕを吸着する吸着テーブル３２ｔは、多孔質プレート
３２ｈが接着されたパンチングプレート３２ｐをマニホ
ールドプレート３２ｍに固定して構成されている。パン
チングプレート３２ｐはマニホールドプレート３２ｍで
分配された流路を更に細分化して多孔質プレート３２ｈ
に導く働きをしている。パンチングプレート３２ｐの穴
形状は熱接着する際に加熱ロール２２ｋで加圧されても
多孔質プレート３２ｈが永久歪みを起こさないように、
小さく浅くした。また、多孔質プレート３２ｈは吸着時
の圧損が低くなるように連続気孔を有し、弾性に優れた
ものほど良い。

【００２３】本実施例では、パンチングプレート３２ｐ
は厚さ３mmのアルミニウム板に５×１８mmの長穴を１０
×２２mmピッチで開けたものとし、多孔質プレート３２
ｈは通気性の連続多孔質体（鐘紡 (株) 製、商標名ベル
イーターＡ）の６mm厚）のシート材をパンチングプレー
ト３２ｐに接着した。ユニット１ｕを真空吸着した吸着
テーブル３２ｔを、保護フィルム１２上の搭載位置Ｐ２
に移動させ、吸着面を保護フィルム１２の搬送面より少
し高い位置まで下降させ停止させ、保護フィルムの搬送
方向下手の端の位置Ｑ１で金属表面を持つ加熱ロール２
２ｋを上昇させ、保護フィルム１２を吸着面（ユニット
１ｕ）に押しつける。加熱ロール２２ｋを搬送方向下手
の端の位置Ｑ２まで所定の速度で移動させ、保護フィル
ム１２とユニット１ｕの熱接着を行う。

【００２４】このように加熱ロールを剛体としり、吸着
テーブル面を弾性体とした場合も仮接着に起因する皺や
接着不良部は発生しなかった。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、長尺のフィルム基板か
ら裁断された光電変換ユニットを平面に吸着保持しつ
つ、保護フィルムを加熱ロールにより光電変換ユニット
に押しつけ、加熱ロールを平面に沿って転がしながら光
電変換ユニットと保護フィルムとを熱接着する光電変換
モジュールの製造方法において、前記平面と前記加熱ロ
ールの表面の何方か一方を弾性体とし、他方を剛体とし
たため、吸着テーブルや加熱ロールの剛体の面の精度が
悪い場合や、加圧される基材に厚さにムラがある場合で
も、基材に対する加圧力が均一になり、均一な接着がで
きるようになり、光電変換モジュールの製造歩留りや信
頼性は向上する。

【００２６】また、加熱ロールの周囲に弾性を得る目的
で熱伝導の悪いゴム等を使用した場合でも、加熱ロール
は熱接着長さ以上の周囲長を持たせたため、ロール１回
転以内で１回の熱接着が終了し熱接着部分の温度低下は
なくなり、良質の熱接着が行える。または、前記吸着テ
ーブルの吸着面が弾性体で、前記加熱ロールの表面が剛
体とすることにより、吸着テーブルや加熱ロールの加圧
面の精度が悪い場合や、加圧される基材に厚さにムラが
ある場合でも、基材に対する加圧力が均一になり、基材
加圧力と基材温度が安定するため良質の熱接着を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１に係る実施例の光電変換モジ
ュールの製造装置における、ユニットを保護フィルム上
へ熱接着するための吸着テーブル・加熱ロール付近を示
す部分拡大図

【図２】本発明の請求項２に係る実施例の光電変換モジ
ュールの製造装置における、ユニットを保護フィルム上
へ熱接着するための吸着テーブルの断面を示す部分拡大
図

【図３】光電変換モジュールの製造装置を示し、（ａ）
は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図

【符号の説明】

１ｕ ユニット １１ 中間フィルム １２ 保護フィルム ２２ｋ 加熱ロール ２２ｍ 金属ロール ２２ｇ 弾性体層 Ｄ 加熱ロール径 Ｌ 熱接着長 ３２ｔ 吸着テーブル ３２ｖ テーブル本体 ３２ｑ 剛体多孔質プレート ３２ｍ マニホールドプレート ３２ｐ パンチングプレート ３２ｈ 弾性体多孔質プレート

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】長尺のフィルム基板から裁断された光電変
   換ユニットを平面に吸着保持しつつ、保護フィルムを加
   熱ロールにより光電変換ユニットに押しつけ、加熱ロー
   ルを平面に沿って転がしながら光電変換ユニットと保護
   フィルムとを熱接着する光電変換モジュールの製造方法
   において、前記平面と前記加熱ロールの表面の何方か一
   方は弾性体であり、他方は剛体であることを特徴とする
   光電変換モジュールの製造方法
2. 【請求項２】長尺のフィルム基板から裁断された光電変
   換ユニットを平面状のテーブル面に保持する吸着テーブ
   ルと、搬送ライン上の熱接着性の保護フィルムを保持さ
   れた光電変換ユニットに押しつけ、テーブル面に沿って
   転がる加熱ロールとを有し、請求項１に記載の熱接着を
   行う光電変換モジュールの製造装置において、前記吸着
   テーブル面は剛体であり、前記加熱ロールの表面は弾性
   体であることを特徴とする光電変換モジュールの製造装
   置。
3. 【請求項３】前記加熱ロールの周囲長は加熱ロールの転
   がり方向に沿っての熱接着長以上であることを特徴とす
   る請求項２に記載の光電変換モジュールの製造装置。
4. 【請求項４】前記加熱ロールの表面の弾性体がゴムであ
   ることを特徴とする請求項２または３に記載の光電変換
   モジュールの製造装置。
5. 【請求項５】長尺のフィルム基板から裁断された光電変
   換ユニットを平面状のテーブル面に保持する吸着テーブ
   ルと、搬送ライン上の熱接着性の保護フィルムを保持さ
   れた光電変換ユニットに押しつけ、テーブル面に沿って
   転がる加熱ロールとを有し、請求項１に記載の熱接着を
   行う光電変換モジュールの製造装置において、前記吸着
   テーブル面は弾性体であり、前記加熱ロールの表面は剛
   体であることを特徴とする光電変換モジュールの製造装
   置。
6. 【請求項６】前記吸着テーブルの吸着面の弾性体は通気
   性の連続多孔質体であることを特徴とする請求項５に記
   載の光電変換モジュールの製造装置。