JPS6042854A - 太陽電池パネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、太陽電池パネルの製造方法に閃する。

更に詳しくは、太陽電池パネルの各（Ｊ〃成貿東間を安
定に貼合してなるそわの製造方法にじ１１する。

太陽７１Ｔ１池は、光が照射されると電流４生ずる機能
のあるシリコン半導体、セレン半導体、硫化カドミウム
牛導体などからなる太陽電池素子群をインターコネクタ
ー全１■いて直列または並列に接続し、ガラス、ポリア
クリレート、ポリカーボネートなどの材質力）らなる上
部透明保護材とガラス、ステンレろスチール、アルミニ
ウム、プラスチックなどの材質からなる下部基板保護材
とで保棹することによってパヅケージ化したものであり
、半導体素子群とこれらの各保護材との間は、普通封止
材料を兼ねる充堺接着材シートを用いて接合されている
。

ところで、充埴接着材シートを用いて太陽電池バネ１し
の上記各構成要素間を貼合する際、インターコネクター
で結線された太陽電池バネの位置が貼合前後で修動した
り、あるいは貼自製′造された太陽電池パネルの端部に
封止材料がなかったりまたは非常に少ない部分が生じた
りすることがあるという開閉のあることが判明した。

太陽電池素子間の位置ずれは、そこに短絡を生ずること
があり、それは太陽電池にとって重大な欠陥となる。ま
た、封止材料は、ぞれが所定の位置に所定の厚さで確保
されていないと、各構成要素間の接着やエラストマー的
機能という働きを十分に期待することができなくなると
いう重大な欠陥を生ずる。

太陽電池にあっては、用いられた％子の結、線方式にも
よるが、一般にその内の一つの素子の欠陥でも、それは
その素子自体の性能低下だけでは済まされず、パネル全
体がその転子の性能低下と同率捷たは更にそれの；数分
の御名性能を低下させるに至るので、致命的な欠陥とい
える。

そこで、本発明者らＶｔ１充填充填材シートを用い、各
構成要素間を加熱貼合して行われる太陽電池パネルの製
造工程についての検討を行なった。

太１ｉＩ３電池パネルの製造は、−・Ｑ′ｙに次のよう
にして行わ九る。まず、パネル寸法とほぼ同じ寸法の通
常長方Ｊにの上部西明保ａ′！１材、インターコネクタ
ーで結線された太ト１ｂ電池素子群およびパオル寸失と
ほぼ同じかあるいけこれより若干太き目の寸法の下部基
板保護材の間に必要な充填接着材シートを挾み、所定の
構成に重ね合せる。次に、これらを約４００　Ｔｏｒｒ
　坩下の減圧下で脱気後またけ脱気と同時Ｖこメ９０〜
１２０℃に加熱して圧着し、必要に応じて更に加熱また
は加熱圧着する０ こうした脱気、加熱および圧着による貼合の一連の工程
で、充填接着材シートは、加熱溶融する迄の段階で温度
が上昇するにつれて残留応力が緩和され、即ちシート自
体の収縮が生じる。この結果、太陽電池素子間の位置ず
れやパネル端部での封止材料の欠如が生じ、その後圧着
が行われてそれらの欠陥がそのまま固定される。

こうした欠陥を除去すべく、種々の試みが本発明者らに
よって行われた。まず、貼合工程における脱気を十分に
行なった。次に、圧着を行なった。

次に、圧着したまま加熱した。その結果、素子間の位１
かずれやパネル端部での封止材料の欠如といった事態を
回避できたが、残念ながらこの方法をくり返すことを考
えた。場合、貼合後次の貼合せを行なう前に装ｆｄを室
温に冷却することになる。このような昇温−冷却サイク
ルは、比較的長時間をｙする上、五本ルギーのロスでも
あり、実用性の点で好ましい方法とはいえなかった。

次に、ノ々ネル端部の一部をセロファンテープな−どで
仮どめする方法を行なったが、貼合工程中またけ貼合工
程後にセロファンテープを除去する工程が加わるので、
やはり好ましくなかった。更に、封止材料の収縮を予め
見積って、充填接着材シートの寸法をパネルの寸法より
太き目にして用いることも試みたが、貼合後パネルから
はみ出した封止材料が一部にみられ、それを除去する必
要があり、好ましい方法ではなかった。

以上の各検討を経て、本発明者らが到達した方法は、各
構成要素を所定の構成で重ね合せた後、用いられた充填
Ｕｔｉ材シートのパネル端部に位置する一方の対辺であ
って、シート加工の引取方向と直角方向に当る対辺部分
管加熱圧増して仮接着した後、脱気、加熱および圧着し
て貼合する方法であり、この方法に従えば太陽電池素子
間の位置ずれやパネル端部での封止材料の欠如を生ずる
ことのない、安定に貼合された太陽電池パネルを効重重
に製造することができる。

従って、本発明は太陽電池パ゛′ネルの製造方法に係り
、太陽電池の装造は、上部透明保護材、インターコネク
ターで結線された太陽電池素子群および下部基板保護材
をパネルとほぼ同一寸法の充填侍着材シートで貼合する
に際し、前記各構成要素を所定の構成で重ね合せた後、
用いられた充填接バう材シートのパネル端部に位置する
一方の対辺であって、シート加工の引取方向と直角方向
に当る対辺部分をシート材料の溶融ン晶度以上に加熱し
、その部分を仮接着させた後、脱気、加熱および圧着し
て貼合することにより行われる。

図面の第１〜２図には、かがる方法により製造さり、る
太陽電池パネルの仮接着状郭が平面図およびソノＩＩ　
ｎ　子ｉ、ｉ　’に？　ｉ’ｉｉ’ｉ図として示されて
おり、Ｆｉｌち上部ｙ秀明保睦材１、充填接着材シート
２、インターコネクター３で結線された太Ｉ（ｉＳ電池
素子４群、ゴＣ檎接着材シート２′および下部基板保護
材５からなる構成で重ね合されたものが、充填接着材シ
ートのバネ・ル端部に位置する各対辺の一方の対辺であ
って、シート加工のσ［取方向６と直角方向に当る対辺
部分７，７′で、幅ａ、　ａ／にわたって融着ｒ（より
ＯＹ、接＃されている。

ｔＪｊね合′される各構成要１１必要に応じて洗浄、調
湿などの処理あるいはプライマー処理して用いられる。

仮接着は、電気ヒーター加熱方式の熱板、インパルス方
式の熱板あるいは誘電加熱方式なと、プラス乎ツク拐料
に一般にイリｉ用されている加熱方式であれば、特にそ
の種類を問わない。こ第１らの加熱方式では、平板拾造
の熱板よりはむしろ台形、Ｖ字彫、半円柱形などの圧名
脱気に好都合な熱板を用い、下部基板保護材および／ま
たは上部透明保眸材併１より加熱加圧し、下部基板保護
材と充填接着材シートとの間、充填四語材シートと上部
凸明保帥材との間を仮接琳する。

加熱冬作については、充填接着材シート材料かに１融す
る温度以上であって熱分解温度以ｆの温度範ＦＩＨ１一
般には融点より約２０〜５０℃高い温度範囲に加熱され
るように、熱板などの温度や時間を選択する。例えばエ
チレン−酢酸ビニル共重合樹脂シートが用いられた場合
には、約１５０℃の熱板を約３〜３０秒間圧着すること
により、プラス板などの上部、ｈ明保ｎ材と仮接着する
ことができる。

仮層着のための圧着は、一般に約０．１〜３〜程曳の加
圧下でイ」−ｉ）れるが、特に制限はない。圧着ｊ−た
仮接着部分には空気が残らない方が好ましく、寸たその
接着面も２もあ１り大きくない方がよく、そのシート加
工方向に対する幅は約２圏程度の長さで十分であり、そ
れも全面的または部分的のいすねであってもよい。そし
て、ぞの仮綴−Ｎｂｈ位は、パネル端ｇｌ＜の部分に限
られず、それより若干内側の部分であってもよい。

史に、太陽電池パネルとしての電極端子の取出しｆＪど
の作業を考慮して、仮接着を一度に行わすに、数回に分
けて行なってもよい。例えば、ガラス枦７１どの上部透
明保護拐と充填接着制シート（Ａ）とを捷す仮接着し、
そｄ上にインターコネクターで結線さ１＋た太陽電池１
子群および充填接着側シー）（Ｂ）−下部基板保護材積
層物を順次重ね合せ、これらの處ね合せたものの間から
電極端子を取出した後、残りの各ツ間の仮接着を行４゛
っでもよい。

なお、上部透明保砕材と充填接着材シート（Ａｌとを仮
接着すＺ、際には、ゆるい張力をがけて１反接着するこ
とができ２．。このようにして仮接着すると、より平ら
′ｆ：ｃ充Ｊｌ’ｉ　）７）陪材シート表面が得られ、
インターコネクターで結線された太陽電池素子群の落着
きがよく′ｆ、ｒるばがりでけ１ｃ＜、その後の加熱圧
着の際重ね合、ぜたもの全体のより均一な加熱が可能と
なり、その結果パネルの端部以外の部分での加熱むらに
よる部分的な収綜が抑制ざ八、太陽電池素子群の位置ず
れ′ｆ：１゛ども効ＭＬ的に解消される。

このように、仮接朋は充拍抄着材シートのパイ、ノリ１
′ｉ、１部に位置する一方の対辺であって、シート加ユ
ニの引取方向と直角方向に当る対辺＃ｉ：分について行
われるが、イ１１！の対辺であるシート加工の引取方向
に当る対辺部分についても、更にｇｌｓｌ約分同様な方
法で仮接着させることができる。この場合には、太ｌＪ
Ａ電池素子群の位置関係の安定イト二にとって、更に好
ましい結果をもたらす。

充填接着材シートのシー）　１１１１王の引ＴＩ’／方
向と直角方向に当る対辺部分を仮接合させて太陽電池パ
ネルを製造するに際し、充填接着材シートをパネル寸法
より大・−き目の寸法にして用い、このシートのパネル
端部よりはみ出している部分を加熱圧着と同時に引張る
と容易に溶断され、これによっても仮接合させ得ること
が判った。

従って、本発明はまた太陽電池パネルの他の製造方法に
係り、この方法による太陽電池パネルの製造では、Ｌ部
透明保饅材、インターコネクターでｔ１１７ｗさｔまた
太陽電油素子群および下部〃板保護材をパネルより大き
い寸法の充填接着材シートで貼合するに隙し、前記各構
成要素を所定の構成で重ね合せた後、用いられた充幀接
着材シートのパＭ’、！！　’ｌＦ＋Ｘ度以上に加熱し
、その部分を溶断させた後、炉気１．加熱および圧着し
て貼合することにより行われる。

図面の第３図は、かかる方法により製造される太陽電池
パネルｒ・溶断状態が部分断面図として示されており、
上部透明保護材１、充填接着材シート２、インターコネ
クター３で結線された太陽電池素子４群、充填接着材シ
ート２′および下部基板保護材５からなる構成で重ね合
されたものが、充填接着台シートのパネル端部に位置す
る各対辺の一方の対、辺であって、シート加工の引取方
向と直角方向に当る対辺部分で、エアーシリンダー１０
のヒーター８によって溶断９，９′されている。

この方法によれば、充填接着材シートのシート加工の引
取方向一対辺間の寸法をパネル寸法に合せて裁断する必
要はなく、例えばシートの幅（シート加工の引取方向←
を奔与４の対辺間の寸法）をパネル寸法に金敷させたロ
ール巻さシート状充填接着材を川音し、このシートを巻
出して、仮接着時に溶断する′だけでよし゛）。即ち、
充填接着材シートの裁断工程と仮接着工程とを合体する
ことができるという特徴を有している。これに対し、充
填接着材シートを予め禁断して用いる場Ｈｔｃは、裁断
時から貼合時の間にジ−ドア一部が収縮する場合があり
、この１ａｇ　縮を見込んでシートを裁断する必要があ
るが、この場合にはそのような配慮をす不必要がなく、
容易に所定の寸法の充填接着材シートを貼合することが
できる。

なお、充填接着材シートには、エラストマー的性吠が必
要なことから、ロール状に巻ｐｚだ場合偏ら巻出したと
き平面とは、ならず、一部門凸面となることがある。し
かしながら、充填接着材シートは、引張りながら溶断す
ることができるため、この時点でシート平面を平らにす
ることができ、このことは太＋９１池素子間の位置ずれ
を防止する上からも有利である。

溶断の際には、必要に応じて約５００９７４０　ｃｍ幅
以下の張力をかけ、充填接着材シートを引張りながら行
われるが、これにつれて溶断部分が引取られないように
押えの圧力がヒーターなどに加えられ、その圧力はシー
ト材料の溶融粘度によっても異なるが、例えばエチレン
−酢酸ビニル共重合樹脂製シートの場合には１〜程度で
十分である。

以上述べた第１の仮接着法あるいは第２の溶断法のいず
れを用いる場合でも、ヒーターへめ充１１接着材シート
の付着を防止するために、その間にテトラフルオロエチ
レン樹脂フィルムを介在させることは好ましいことであ
る。

本発明に係る太陽電池パネルの製造方法においては、こ
れら第１および第２の方法を同時に採用することもでき
、即ち用いられた充填接着材シー分には前記第１の仮接
着法を、また他の一方の辺部分には前記第２の溶ｍｌ法
を採用することができる。この場合、この対辺のそれぞ
れの辺の加熱接合は、同時にまたけ順次行なうことがで
きる。

充填接着材シートは、上部透明保護材および下部基板保
護材と溶融接着し得るものであれば、その材質に特に制
限はなく、例えばブチラール樹脂やエチレン−酢酸ビニ
ル共重合樹脂などのシートが用いられる。

ブチラール樹脂としては、ブチラール化度が６５モル％
前後で、トリエチレングリコール−２−エチルブチレー
トなどの可塑剤を含有するものが用いられる。また、エ
チレン−酢酸ビニル共重合樹脂としては、未変性の樹脂
ばかりではなく、これをシラン変性した樹脂あるいは有
機過酸化物を含有する樹脂などが用いられる。これらの
共重合樹脂シート中には、更に必要に応じて紫外線吸収
剤、酸化防止剤、染料、顔料またはシランカッブリシダ
剤のような接着促進剤を含有せしめることができる。

シート状で用いられる充填接着材は、Ｔ−ダイ押出成形
、カレンダー成形、インフレーション成形、射出成形、
圧縮成形などの任意の成形方法で成形し得るが、連続生
産などのシート加工コストの観点力）らは、Ｔ−ダイ押
出成形法により成形されたシートが好ましい。Ｔ−ダイ
押出成形では、一般にシート加工の引取方向に張力がか
かり、シート自体にその方向の歿留応力が蓄積されるが
、本発明に係る太陽電池パネルの製造方法にそれを用い
た場合には、それが格別の欠点をもたらさない。充填接
着材シートは、通常的０．１〜１ｆｉの厚ざを有するも
のが用いられ、貼合作業の作業性の点から、その少くと
も片面がエンボス加工されているものが好ましい。

ト部透明保護材としては、ガラス板、ポリカーボネート
フィルム、ポリメタクリル酸メチルフィルム、ポリフッ
化ビニルフィルムなどが用いられる。太＠電池素子とし
ては、単結晶または多結晶のシリコン基板上に形成され
たシリコン半導体やステンレススチール板、プラスチッ
クフィルム、ガラス板などの基板上に形成されたアモル
ファスシリコン半導体、硫化カドミウム半導体などが用
いられる。また、下部基板保設材としては、ポリフッ化
ビニルフィルム、ボ°すフッ化ビニル／アルミニウム／
ポリフッ化ビニル積層体、ポ°リフッ化ビニル／ポリエ
ステルｗＩｔｙｉ体など力；用いられる。

これらの各構成要素から構成される貼合のための重ね合
せの順序には特に制限がなく、例えば次のようなものが
挙げられる。

ガラス板／充填接着材シート／インターコネクターで結
線された太陽電池素子群／充填接着材シート／ポリフッ
化ビニルフィルム ガラス基板上にインターコネクターで結線されたアモル
ファスシリコン素子を形成させたもの／充ＩＡ　Ｍ　着
付シート／ポリフッ化ビニルフィルムアルミニウム箔／
ポリフッ化ビニル７′イルムガラス板／充ｔｊ［、１材
シート／ステンレススチール基板上にインターコネクタ
ーで結線させたアモルファスシリコン素子を形成させた
もの以上のような構成に重ね合され゛た各構成要素は、
前述の如くにして充填接着材シートを仮接着および／ま
たは溶断した後、従来と同様の方法で脱気、加熱および
圧着されて、パネル全体が貼合される。

脱気は、仮接着や溶断がされていない方の対辺を通して
可能である。そして、本発明方法の場合には、脱気工程
と加熱工程とを同時に行なうことができるので、貼合時
間を短縮することが可能であり、この短縮時間は仮接着
または溶断に要する時間よりもけるかに大きい。即ち、
仮接着や溶断に要する時間は、一般に約３０秒間以内で
あるのに対し、脱気や加熱に要する時間は一般に約２〜
５分間またはそれ以上を要するので、その時、間短縮に
よる作業性の向上は著しいものがある。本発明方法では
、そればかりで。はなく、パネル全体が加熱された場合
、充填接着材シートのシート加工の引取方向の収縮は、
パネル端部の両辺で仮接着または溶断されて固定されて
いるので起らない。即ち、これらの接合手段による剪断
接着強度は、充填接着材シートの収縮力よりも勝ってい
るのである。

本発明方法により仮接着または溶断された充填接着材シ
ートは、パネル全体を各層平らとし、均一な加熱を可能
とするので、パネルに部分的ｒ（　Ｉｌｌ縮むらを生じ
ない。このため、パネルにおける太陽電池素子群の位置
・ずれやパネル端部での封止材料の欠如といった事態が
効果的に抑制される。

次に、実施例について本発明を説明する。

実施例 ガラス板（　１２００　Ｘ　４０６，Ｘ　３　ｍ）の上
に、順次有機過酷化物含有エチレンー酢酸ビニル共重合
樹脂シート（　１３００　Ｘ　４０６　Ｘ　Ｏ．８調）
、太陽電子素子群（９６Ｘ　９６　Ｘ　Ｏ，５ｍのシリ
コン単結晶半導体素子３６枚が第１図の平面図に示され
るように直列にインターコネクターで結線されたもの）
、上記と同じ有機過酸化物含有エチレン−酢酸ビニル共
重合樹脂シートおよびポリフッ化ビニルフィルム（１２
００Ｘ　４０６　Ｘ　Ｏ，１圏）を重ね合せた。

エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂シートは、その片側５
０−づつをガラス板端面の両側からはみ出させ、また太
陽電子素子群はガラス板端面より７　ｕｔｔｅｒ以上内
側に納まるように配置した。また、ポリフッ化ビニルフ
ィルムは、ガラス板と全面的に重ね合せた。

次に、ポリフッ化ビニルフィルムの上から、シート加工
の引取方向と直角方向に当る対辺部分に、第３図に示さ
れるような形状で、１５０℃の温度に設定された熱板を
、０．５〜．１５秒間の条件下で圧着し、加熱された対
辺の一方の辺部分を２１１ＩＩ＋の幅で仮接着させると
同時に、ガラス板端面力）らはみ出゛シたエチレン−酢
酸ビニル共重合樹脂シートを５００　Ｑ／　４００　ｔ
ｍ幅の張力下に溶断した。讐の後、他方の辺部分につい
ても、同様の仮接着を伴う溶断を行なった。

この、ようにして形成された仮接着パネルを、温度が１
１０℃に設定された熱板を有する二重真空貼合機内に入
れ、脱気、加熱を同特に行なった。脱気は、２分間後に
Ｉ　ＴＯｒｒに達し、その後その状態を保持した。４分
間後には、パネルの温度は糺７０℃に達した。この後、
二重真空貼合機の王室圧力を大気圧に戻し、上部と下室
の仕切り柔軟ゴムシートにより、パネルの各構成要素を
全面的に圧着した。この工程には、約２分間を要した。

この後、貼合機の全系の圧力を大気圧に戻し、パネルを
そこから取り出し、１６０℃の温度に設定された熱板の
上圧このパネルを約４０分間静置して過酸化物架橋を行
なった。

このよう忙して得られた太陽電池パネルは、エチレン−
酢酸ビニル共重合樹脂充填接着材シートおよびポリフッ
化ビニルフイ３ルム下部基板保護材がガラス板上部透明
保護材と同じ寸法で貼合されていた。また、太陽電池素
子群は、最初の重ね合せ工程でセットした位置からのず
れが±２ＩｌｌＩＩ以内で、位１ｄ安定性が良好であっ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は、太陽電池パネル製造時の仮接着状態を示す平
面図であり、第２図はその■−■線断面図である。−ま
た、第３図は、太陽電池ノ々ネル製造時の溶断状態を示
す部分断面図である。 （符号の説明） １・ｄ・・・・上部透明保護材 ２・・・・・・充填接眉材シート ３・・・・・・インターコネクター ４・・・・・・太陽電池素子 ５・・・・・・下部基板保護材 ６・・・・・・シート加工の引取方向 ７・・・・・・その直角方向に当る対辺部分８・・・・
・・ヒーター ９・・・・・・溶断部分 代理人 弁理士　吉　１）俊　夫

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　」二部透明保長材、インターコネクターで結線され
   た太陽１１．　ｆｌｊｌ素子群および下部基板深１Ｖｌ
   ｌ材をパネルとほぼ同一寸法の充填接着材ジ−トチ貼合
   するＶＣ際し、１１１を記各構成要素を所定の構成で爪
   ね合せた後、用いらノ１．たゴｌ＝填接着材シートのパ
   ネル端部１て位置する一方の対辺であって、シート加工
   のり１１１ｙ方向と直角方向（（当る対辺部分をシート
   材料の溶融温度以上に加熱し、その部分を仮拌着させた
   後、脱無い加熱および圧着して貼合することを特徴とす
   る太！佳５電池パネルの製造方法。 ２　上Ｍδ１．明閉砕材、インターコネクターで結線さ
   れた太１得ａ７池素子群および下部基す保＝Ｇｉ材をパ
   ネル１つ大きい寸法の充填碇着材シートで貼合するに陣
   し、前記各（１゛Ｉ￥Ｉ５■要素を所定の構成で石ね合
   せた後、用いらねた充填接着材シートのパ１、ル１瑞部
   に位置する一方の対辺であって、シート加工度以上にＤ
   口熱し、その部分を溶断させた後、脱気、加熱および圧
   ンｈして貼合°することを特徴とする太陽゛耐油パネル
   の製造方法。 ３、上部ｚＬｒ（ＩＪ憬詳利、インターコイ・フタ−て
   結線された太陽′、ＩＬｍシ素子群および一ド部基板保
   護材をパネルより大きい寸法の充填接冶拐シートで貼合
   するに際し、前記各構戊要１を所定のｈｌ成で屯ね合せ
   た後、用いらｎた充填機イ１材シートのパネル度以上に
   加熱し、加１’ｈされた対辺の一方の０部分を仮接着さ
   せ、その他方の辺部分を溶断させた後、脱気、加熱およ
   び圧着して貼合することを′祐徴とする太陽型７［（ロ
   バネルのり・Ｉ造方法。