KR20150026778A - 태양전지 모듈의 제조 방법 - Google Patents

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KR20150026778A KR20140072684A KR20140072684A KR20150026778A KR 20150026778 A KR20150026778 A KR 20150026778A KR 20140072684 A KR20140072684 A KR 20140072684A KR 20140072684 A KR20140072684 A KR 20140072684A KR 20150026778 A KR20150026778 A KR 20150026778A
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도모요시 후리하타
히로토 오와다
준이치 즈카다
아츠오 이토
아츠시 야기누마
나오키 야마카와
미노루 이가라시
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신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
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Abstract

<과제>
종래의 태양전지 모듈의 제조 장치를 사용하여 태양전지 소자를 손상시키지 않고 태양전지 소자 매트릭스를 간극 없이 봉지할 수 있고, 내구성이 뛰어난 태양전지 모듈을 제조할 수 있는 태양전지 모듈의 제조 방법을 제공한다.
<해결수단>
패널과 백시트 사이에 태양전지 소자 매트릭스를 수지 봉지하여 태양전지 모듈을 제조하는 태양전지 모듈의 제조 방법에 있어서, (i) 보강성 실리카를 첨가한 밀러블 타입의 실리콘 고무 조성물로 이루어지는 미가황의 2매의 실리콘 고무 시트 양면에 엠보스 가공을 하는 공정과, (ii) 투명 패널(13a), 상기 실리콘 고무 시트(11), 태양전지 소자 매트릭스(14), 상기 실리콘 고무 시트(11), 백시트(13b)를 이 순번으로 적층 배치하는 공정과, (iii) 상기 태양전지 모듈 구성 부재의 가적층체를 가열하면서 진공 라미네이트 처리하여 상기 태양전지 소자 매트릭스를 봉지하는 공정을 포함한다.

Description

태양전지 모듈의 제조 방법{MANUFACTURING METHOD OF SOLAR CELL MODULE}
본 발명은 태양전지 소자 매트릭스를 수지 봉지하는 태양전지 모듈의 제조 방법에 관한 것이다.
태양전지 모듈의 고효율화 및 20년 내지 30년 초과의 장기 신뢰성을 확보하기 위한 방책으로서 봉지재에 주목한 보고나 제안이 이루어지고 있다. 고효율화라는 점에 있어서는 현재 봉지재의 주류인 에틸렌－초산비닐 공중합체(이하 EVA로 약한다)와 비교하여 실리콘 재료가 파장 300~400nm 부근의 광투과율 특성에 기초하는 내부 양자 효율의 우위성이 보고되고(예를 들면 비특허문헌 1 참조), 또 실제로 EVA와 실리콘 재료를 봉지재에 이용했을 때의 출력 전력의 비교 실험도 보고되어 있다(예를 들면 비특허문헌 2 참조). 또한, 장기 신뢰성이라는 점에 있어서는, 실리콘을 봉지재에 이용한 모듈에서는 29년의 옥외 노출을 거쳐도 또한 최대 출력의 열화율이 불과 －0.22%/년인 것이 보고되어 있다(예를 들면 비특허문헌 3 참조).
원래 실리콘 재료를 봉지재로서 이용하는 것은 이미 1970년대 전반에 우주용의 태양전지를 제작한 후에 이루어져 있는 것이지만, 그것을 지상 용도쪽으로 제조함에 즈음하여, 실리콘 재료의 비용 문제나 봉지할 때의 작업성 문제가 있었기 때문에, 당시 저비용으로 또한 필름으로 공급 가능한 EVA로 치환되었다고 하는 경위가 있다.
그러나, 근년 태양전지의 고효율화나 장기 신뢰성이 재차 클로즈업됨과 동시에, 실리콘 재료의 봉지재로서의 성능, 예를 들면, 저모듈러스성, 고투명성, 고내후성 등이 재검토되어, 실리콘 재료를 이용한 새로운 봉지 방법도 여러가지 제안되어 있다.
예를 들면, 실리콘 시트를 이용하는 방법으로서는 일본 특허공표 2009－515365호 공보(특허문헌 1)에서는 유기 폴리실록산 주체의 핫멜트(hot melt) 타입의 시트를 이용한 봉지가 제안되어 있다. 그러나, 고투명성을 유지한 채 시트 상에 가공하는 것은 어렵고, 예를 들면 1mm 전후의 두께로 가공하기 위해는, 그 「무름」 때문에 주형법이나 프레스법 등의 가공 방법에 한정되어 양산에 적합하지는 않다. 또, 일본 특허공표 2010－505670호 공보(특허문헌 2)에서는 열가소성의 실리콘 시트로서 폴리실록산－요소계의 코폴리머가 제안되어 있다. 그러나, 특히 저파장측의 투명성에 있어서는 폴리실록산에 비해 떨어질 가능성이 있고, 또 공중합체 제조 때문에 고비용으로 될 가능성이 있다.
한편, 액상의 실리콘 조성물(액체 실리콘 재료)을 이용하는 방법으로서 일본 특허공표 2007－527109호 공보(특허문헌 3)에서는 기판 상에 코팅된 액체 실리콘 재료 상 또는 액체 실리콘 재료 중에, 접속된 태양전지를 다축 로봇에 의해 배치하고, 그 후에 액체 실리콘 재료를 경화함으로써 기포를 혼입시키지 않고 봉입하는 것이 제안되어 있다. 또, 일본 특허공표 2011－514680호 공보(특허문헌 4)에서는 이동 가능한 플레이트를 가진 셀 프레스를 사용하여, 진공하에서 태양전지 셀을 배치함으로써 기포를 혼입시키지 않고 봉입하는 것이 제안되어 있다. 그러나, 어느 방법에 있어서도 종래의 태양전지의 봉지 방법과는 크게 달라 현행의 양산 장치에서는 대처할 수 없을 가능성이 있다.
또 그 외에는 2매의 유리 각각에 실리콘 조성물을 도포한 후, 태양전지의 셀 매트릭스를 그들 사이에 진공하에서 끼워넣어 가열 경화시키는 것이 알려져 있다. 그렇지만, 실리콘 조성물을 도포시킨 후에 포개어 경화시키는 것은 그 점도가 낮기 때문에 도포면을 수직, 하방으로 향함으로써, 유동에 의해 막두께 불균일이 발생하기 때문에, 수평한 정반(定盤) 상에서 처리될 필요가 있어 양산 공정에 있어서는 대형 장치로 된다. 이것을 경화시킨 후에 하방으로 향함으로써 유동을 억제하는 것이 가능하게 되지만, 실리콘 조성물을 일단 경화시키면 포개어도 접착되지 않기 때문에, 결국 진공하에서 실리콘 조성물을 디스펜스(dispense)시키는 것이 요구되어 대형 장치의 도입이 필수로 된다.
이러한 공정상의 번잡 때문에 저모듈러스라는 특성을 살린 실리콘 재료가 태양전지 모듈의 양산에 있어서의 적용이 진전되지 않았다.
일본 특허공표 2009－515365호 공보 일본 특허공표 2010－505670호 공보 일본 특허공표 2007－527109호 공보 일본 특허공표 2011－514680호 공보
S. Ohl, G. Hahn, "Increased　internal　quantum　efficiency　of　encapsulated　solar　cell　by　using　two－component　silicone　as　Encapsulant　material", Proc. 23rd, EU　PVSEC, Valencia (2008), pp.2693－2697 Barry　Ketola, Chris　Shirk, Philip　Griffith, Gabriela　Bunea, "DEMONSTRATION　OF　THE　BENEFITS　OF　SILICONE　ENCAPSULATION　OF　PV　MODULES　IN　A　LARGE　SCALE　OUTDOOR　ARRAY", Dow　Corning　Corporation 이토 아츠오, 오와다 히로토, 후리하타 토모요시, 김형배, 야마카와 나오키, 야기누마 아츠시, 토모요 시라키, 와타나베 모모키, 사카모토 사다오： 제9회 차세대 태양광 발전 시스템 심포지움 예고집, 2012, p.54
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 미가황의 실리콘 고무 시트를 봉지재로서 이용하여 태양전지 소자 매트릭스를 봉지할 때에 기포의 혼입을 억제하고, 또한 종래의 태양전지 모듈의 제조 장치를 사용하여 태양전지 소자를 손상시키지 않고 봉지할 수 있고, 또한 내구성이 뛰어난 태양전지 모듈을 제조할 수 있는 태양전지 모듈의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 하기의 태양전지 모듈의 제조 방법을 제공한다.
〔1〕투명 패널과 패널 사이, 또는 투명 패널과 백시트(back sheet) 사이에 복수의 태양전지 소자가 매트릭스 형상으로 배치되고 서로 전기 접속되어 이루어지는 태양전지 소자 매트릭스를 수지 봉지하여 태양전지 모듈을 제조하는 태양전지 모듈의 제조 방법에 있어서,
(공정 1) 투명 패널의 일면에 밀러블 타입(millable type)의 실리콘 고무 조성물로 이루어지는 미가황의 실리콘 고무 시트가 첩부되어 이루어지고, 당해 실리콘 고무 시트의 표면에 소정 패턴의 요철을 가지는 제1적층체를 준비하는 공정과,
(공정 2) 패널 또는 백시트의 일면에 밀러블 타입의 실리콘 고무 조성물로 이루어지는 미가황의 실리콘 고무 시트가 첩부되어 이루어지고, 당해 실리콘 고무 시트의 표면에 소정 패턴의 요철을 가지는 제2적층체를 준비하는 공정과,
(공정 3) 상기 제1적층체와 제2적층체를 서로의 실리콘 고무 시트의 요철면을 대향시켜 배치함과 아울러, 그 사이에 태양전지 소자 매트릭스를 배치하고, 그 상태에서 감압하고, 상기 제1적층체 및 제2적층체를 가열하면서 눌러 실리콘 고무 시트를 경화시켜 상기 태양전지 소자 매트릭스를 봉지하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
〔2〕상기 공정 1은, 상기 실리콘 고무 조성물로 이루어지는 미가황의 실리콘 고무 시트의 적어도 일면에 엠보스(emboss) 가공을 하는 공정과, 투명 패널의 일면에 상기 엠보스 가공한 실리콘 고무 시트를 적어도 첩부 반대면측이 엠보스 가공면으로 되도록 첩부하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는〔1〕에 기재된 태양전지 모듈의 제조 방법.
〔3〕상기 공정 2는, 상기 실리콘 고무 조성물로 이루어지는 미가황의 실리콘 고무 시트의 적어도 일면에 엠보스 가공을 하는 공정과, 패널 또는 백시트의 일면에 상기 엠보스 가공한 실리콘 고무 시트를 적어도 첩부 반대면측이 엠보스 가공면으로 되도록 첩부하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는〔1〕또는〔2〕에 기재된 태양전지 모듈의 제조 방법.
〔4〕상기 실리콘 고무 시트의 양면에 엠보스 가공을 하는 것을 특징으로 하는〔2〕또는〔3〕에 기재된 태양전지 모듈의 제조 방법.
〔5〕상기 엠보스 가공은 표면에 요철을 설치한 시트 형상의 형(型) 부재를 실리콘 고무 시트의 양면에 밀어붙여 행하는 것인 것을 특징으로 하는〔4〕에 기재된 태양전지 모듈의 제조 방법.
〔6〕상기 엠보스 가공 후 실리콘 고무 시트의 어느 일면측의 형(型) 부재를 박리하여 그 면을 엠보스 구조의 오목 부분을 찌부러뜨리지 않게 투명 패널, 패널 또는 백시트에 첩부하고, 다음에 실리콘 고무 시트의 반대면측의 형 부재를 박리한 후에 상기 공정 3을 행하는 것을 특징으로 하는〔5〕에 기재된 태양전지 모듈의 제조 방법.
〔7〕상기 공정 1은, 투명 패널의 일면에 상기 실리콘 고무 조성물로 이루어지는 미가황의 실리콘 고무 시트를 첩부하는 공정과, 상기 투명 패널에 첩부한 실리콘 고무 시트 표면에 엠보스 가공을 하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는〔1〕에 기재된 태양전지 모듈의 제조 방법.
〔8〕상기 공정 2는, 패널 또는 백시트의 일면에 상기 실리콘 고무 조성물로 이루어지는 미가황의 실리콘 고무 시트를 첩부하는 공정과, 상기 패널 또는 백시트에 첩부한 실리콘 고무 시트 표면에 엠보스 가공을 하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는〔1〕또는〔7〕에 기재된 태양전지 모듈의 제조 방법.
〔9〕상기 투명 패널, 패널 또는 백시트에의 실리콘 고무 시트의 첩부는 압착 롤을 가지는 라미네이터(laminator) 장치를 이용하여 행하는 것인〔7〕또는〔8〕에 기재된 태양전지 모듈의 제조 방법.
〔10〕상기 투명 패널, 패널 또는 백시트에의 실리콘 고무 시트의 첩부는 감압하에서 행하는 것을 특징으로 하는〔7〕~〔9〕의 어느 하나에 기재된 태양전지 모듈의 제조 방법.
〔11〕상기 엠보스 가공은 표면에 요철을 설치한 롤(roll)을 형 부재로서 실리콘 고무 시트에 밀어붙여 행하는 것인 것을 특징으로 하는〔7〕~〔10〕의 어느 하나에 기재된 태양전지 모듈의 제조 방법.
〔12〕상기 실리콘 고무 시트의 두께가 0.3~2mm인〔1〕~〔11〕의 어느 하나에 기재된 태양전지 모듈의 제조 방법.
〔13〕상기 공정 3은, 상기 제1적층체 또는 제2적층체의 실리콘 고무 시트 상에 태양전지 소자 매트릭스를 놓고, 상기 제1적층체와 제2적층체를 실리콘 고무 시트를 내측으로 하여 포개고, 감압하에서 가열하면서 눌러 실리콘 고무 시트를 경화시켜 상기 태양전지 소자 매트릭스를 봉지하는 공정인〔1〕~〔12〕의 어느 하나에 기재된 태양전지 모듈의 제조 방법.
〔14〕상기 공정 3의 가열 온도는 70~150℃인〔1〕~〔13〕의 어느 하나에 기재된 태양전지 모듈의 제조 방법.
〔15〕상기 백시트는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 필름의 양면을 불화비닐 수지 필름으로 피복한 복합 시트인〔1〕~〔14〕의 어느 하나에 기재된 태양전지 모듈의 제조 방법.
〔16〕상기 실리콘 고무 조성물은
(A) 성분으로서 하기 평균 조성식 (I)
　R1 aSiO(4－a)/2　　　　　　　(I)
(식 중 R1은 동일 또는 이종의 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소기를 나타내고, a는 1.95~2.05의 양수이다)
로 표시되는 1분자 중에 알케닐기를 적어도 2개 가지는 중합도가 100 이상인 오가노폴리실록산　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 100질량부,
(B) 비표면적이 50m2/g 이상인 보강성 실리카　　　　　　　 10~150질량부,
(C) 경화제　　　　　　　　　　　　　　　　 (A) 성분을 경화시키는 유효량
을 포함하는 것을 특징으로 하는〔1〕~〔15〕의 어느 하나에 기재된 태양전지 모듈의 제조 방법.
〔17〕상기 (C) 성분은 오가노하이드로전폴리실록산(organohydrogenpolysiloxane)과 히드로실릴(hydrosilyl)화 반응 촉매의 조합, 또는 유기 과산화물인 것을 특징으로 하는〔16〕에 기재된 태양전지 모듈의 제조 방법.
본 발명의 태양전지 모듈의 제조 방법에 의하면, 투명 패널, 및 패널 또는 백시트 각각에 첩부한 미가황의 실리콘 고무 시트로, 적어도 소정 패턴의 요철을 부여한 면(엠보스 가공면)으로 태양전지 소자 매트릭스를 감압(진공)하에서 끼워넣고 누르므로 기포의 혼입(공극의 형성)을 억제하고, 또한 태양전지 소자를 손상시키지 않고, 당해 태양전지 소자 매트릭스를 봉지할 수가 있다. 또한, 미가황의 실리콘 고무 시트를 첩부한 투명 패널, 및 미가황의 실리콘 고무 시트를 첩부한 패널 또는 백시트를 감압(진공)하에서 가열하면서 누름으로써 실리콘 고무 시트의 경화가 진행되고, 그 내부의 태양전지 소자 매트릭스를 밀봉하게 되어, 태양전지 모듈의 단면으로부터의 수분 등의 가스의 침입를 방지할 수 있어, 내구성이 높은 태양전지 모듈을 실현할 수 있다. 또, 이 제조 방법에 의하면, 종래의 EVA 필름을 이용한 태양전지 모듈 제조 장치인 진공 라미네이터 장치를 사용하는 것이 가능하게 되므로, 새로이 액상 실리콘을 도포하는 등의 장치를 준비하지 않고 태양전지 모듈을 제조할 수가 있다.
또, 미가황의 실리콘 고무 시트에 엠보스 가공을 할 때에는 미리 엠보스 모양의 시트 형상 또는 롤 형상의 형 부재를 실리콘 고무 시트에 밀어붙여 엠보스 모양을 전사하도록 하면, 미가황의 몰랑한 실리콘 고무 시트를 흠내지 않고 또한 균일하게 엠보스 가공을 할 수가 있다.
도 1은 본 발명에 관계되는 태양전지 모듈의 제조 방법의 제1의 실시형태에 있어서의 실리콘 고무 시트의 엠보스 가공 공정을 나타내는 단면도이고, (a)는 엠보스 가공 전, (b)는 엠보스 가공 후의 상태를 나타낸다.
도 2는 엠보스 가공용의 형 부재의 엠보스 패턴의 구성을 나타내는 개략도이고, (a)는 전체 정면도, (b)는 엠보스 단위의 정면도이다.
도 3은 본 발명에 관계되는 태양전지 모듈의 제조 방법의 제1의 실시형태에 있어서의 실리콘 고무 시트의 패널에의 첩부의 모습을 나타내는 단면도이고, (a)는 실리콘 고무 시트 첩부 전, (b)는 실리콘 고무 시트 첩부 후의 상태를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 관계되는 태양전지 모듈의 제조 방법의 제1의 실시형태에 있어서 태양전지 모듈 구성 부재의 적층 배치 상태를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명에 관계되는 태양전지 모듈의 제조 방법에 있어서 진공 라미네이터 장치의 라미네이트 처리에 의해 태양전지 소자 매트릭스를 수지 봉지한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명에 관계되는 태양전지 모듈의 제조 방법의 제2의 실시형태에 있어서 사용하는 글래스 라미네이터의 구성예를 나타내는 사시도이다.
도 7은 투명 패널에 첩부한 실리콘 고무 시트 표면에 엠보스 가공을 하는 모습을 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명에 관계되는 태양전지 모듈의 제조 방법의 제2의 실시형태에 있어서 사용하는 필름 라미네이터의 구성예를 나타내는 사시도이다.
도 9는 백시트에 첩부한 실리콘 고무 시트 표면에 엠보스 가공을 하는 모습을 나타내는 단면도이다.
도 10은 본 발명에 관계되는 태양전지 모듈의 제조 방법의 제2의 실시형태에 있어서 태양전지 모듈 구성 부재의 적층 배치 상태를 나타내는 단면도이다.
도 11은 실시예 1의 태양전지 모듈 구성 부재의 적층 배치 상태를 나타내는 단면도이다.
도 12는 비교예 1의 태양전지 모듈 구성 부재의 적층 배치 상태를 나타내는 단면도이다.
도 13은 참고예 1의 태양전지 모듈 구성 부재의 적층 배치 상태를 나타내는 단면도이다.
도 14는 참고예 2의 태양전지 모듈 구성 부재의 적층 배치 상태를 나타내는 단면도이다.
도 15는 참고예 3의 태양전지 모듈 구성 부재의 적층 배치 상태를 나타내는 단면도이다.
도 16은 참고예 4의 태양전지 모듈 구성 부재의 적층 배치 상태를 나타내는 단면도이다.
본 발명에 관계되는 태양전지 모듈의 제조 방법은, 투명 패널과 패널 사이, 또는 투명 패널과 백시트 사이에 복수의 태양전지 소자가 매트릭스 형상으로 배치되고 서로 전기 접속되어 이루어지는 태양전지 소자 매트릭스를 수지 봉지하여 태양전지 모듈을 제조하는 태양전지 모듈의 제조 방법에 있어서,
(공정 1) 투명 패널의 일면에 밀러블 타입의 실리콘 고무 조성물로 이루어지는 미가황의 실리콘 고무 시트가 첩부되어 이루어지고, 당해 실리콘 고무 시트의 표면에 소정 패턴의 요철을 가지는 제1적층체를 준비하는 공정과,
(공정 2) 패널 또는 백시트의 일면에 밀러블 타입의 실리콘 고무 조성물로 이루어지는 미가황의 실리콘 고무 시트가 첩부되어 이루어지고, 당해 실리콘 고무 시트의 표면에 소정 패턴의 요철을 가지는 제2적층체를 준비하는 공정과,
(공정 3) 상기 제1적층체와 제2적층체를 서로의 실리콘 고무 시트의 요철면을 대향시켜 배치함과 아울러, 그 사이에 태양전지 소자 매트릭스를 배치하고, 그 상태에서 감압하고, 상기 제1적층체 및 제2적층체를 가열하면서 눌러 실리콘 고무 시트를 경화시켜 상기 태양전지 소자 매트릭스를 봉지하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 것이다.
이하에 본 발명에 관계되는 태양전지 모듈의 제조 방법의 매우 적합한 태양에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.
(제1의 실시형태)
본 발명에 관계되는 태양전지 모듈의 제조 방법은, 제1의 실시형태로서, 상기 공정 1이 상기 실리콘 고무 조성물로 이루어지는 미가황의 실리콘 고무 시트의 적어도 일면에 엠보스 가공을 하는 공정과, 투명 패널의 일면에 상기 엠보스 가공한 실리콘 고무 시트를 적어도 첩부 반대면측이 엠보스 가공면으로 되도록 첩부하는 공정을 가지는 것이고, 또 상기 공정 2가 상기 실리콘 고무 조성물로 이루어지는 미가황의 실리콘 고무 시트의 적어도 일면에 엠보스 가공을 하는 공정과, 패널 또는 백시트의 일면에 상기 엠보스 가공한 실리콘 고무 시트를 적어도 첩부 반대면측이 엠보스 가공면으로 되도록 첩부하는 공정을 가지는 것인 것이 바람직하다.
즉, 본 실시형태에 있어서의 태양전지 모듈의 제조 방법은, 투명 패널과 패널 사이, 또는 투명 패널과 백시트 사이에 복수의 태양전지 소자가 매트릭스 형상으로 배치되고 서로 전기 접속되어 이루어지는 태양전지 소자 매트릭스를 수지 봉지하여 태양전지 모듈을 제조하는 태양전지 모듈의 제조 방법에 있어서,
(i) (A) 성분으로서 하기 평균 조성식 (I)
　R1 aSiO(4－a)/2　　　　　　　(I)
(식 중 R1은 동일 또는 이종의 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소기를 나타내고, a는 1.95~2.05의 양수이다)
로 표시되는 1분자 중에 알케닐기를 적어도 2개 가지는 중합도가 100 이상인 오가노폴리실록산　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 100질량부,
(B) 비표면적이 50m2/g 이상인 보강성 실리카　　　　　　　 10~150질량부,
(C) 경화제　　　　　　　　　　　　　　　 (A) 성분을 경화시키는 유효량
을 포함하는 실리콘 고무 조성물로 이루어지는 미가황의 2매의 실리콘 고무 시트 각각의 적어도 일면에 엠보스 가공을 하는 공정과,
(ii) 투명 패널의 일면에 상기 엠보스 가공한 실리콘 고무 시트의 일방을 적어도 첩부 반대면측이 엠보스 가공면으로 되도록 첩부하고, 패널 또는 백시트의 일면에 상기 엠보스 가공한 실리콘 고무 시트의 타방을 적어도 첩부 반대면측이 엠보스 가공면으로 되도록 첩부하는 공정과,
(iii) 상기 투명 패널, 또는 패널 또는 백시트의 실리콘 고무 시트 상에 태양전지 소자 매트릭스를 배치하고, 상기 투명 패널과 패널 또는 백시트를 실리콘 고무 시트를 내측으로 하여 포개고, 진공하에서 가열하면서 눌러 실리콘 고무 시트를 경화시켜 상기 태양전지 소자 매트릭스를 봉지하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
(i) 엠보스 가공 공정
미가황의 실리콘 고무 시트(10)의 적어도 일면, 바람직하게는 양면에 시트 형상의 형 부재(20)를 밀어붙여 엠보스 가공을 하는 공정이다(도 1).
미가황의 실리콘 고무 시트는 이하에 나타내는 밀러블 타입의 실리콘 고무 조성물로 이루어진다.
즉, (A) 성분은 하기 평균 조성식 (I)로 표시되는 1분자 중에 알케닐기를 적어도 2개 가지는 중합도가 100 이상인 오가노폴리실록산이다.
　R1 aSiO(4－a)/2　　　　　(I)
(식 중 R1은 동일 또는 이종의 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소기를 나타내고, a는 1.95~2.05의 양수이다)
상기 평균 조성식 (I) 중 R1은 동일 또는 이종의 비치환 혹은 치환의 1가 탄화수소기를 나타내고, 통상 탄소수 1~12, 특히 탄소수 1~8의 것이 바람직하고, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 헥실기, 옥틸기 등의 알킬기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등의 시클로알킬기, 비닐기, 알릴기, 프로페닐기 등의 알케닐기, 시클로알케닐기, 페닐기, 톨릴기 등의 아릴기, 벤질기, 2－페닐에틸기 등의 아랄킬기, 혹은 이들 기의 수소 원자의 일부 또는 전부를 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 등의 할로겐 원자 혹은 시아노기 등으로 치환한 기 등을 들 수 있고, 메틸기, 비닐기, 페닐기, 트리플루오로프로필기가 바람직하고, 특히 메틸기, 비닐기가 바람직하다.
구체적으로는 당해 오가노폴리실록산의 주쇄를 구성하는 디오가노실록산 단위(R1 2SiO2 /2, R1은 상기와 동일, 이하 마찬가지)의 반복 구조가 디메틸실록산 단위만의 반복으로 이루어지는 것, 또는 이 주쇄를 구성하는 디메틸실록산 단위의 반복으로 이루어지는 디메틸폴리실록산 구조의 일부로서 페닐기, 비닐기, 3, 3, 3－트리플루오로프로필기 등을 치환기로서 가지는 디페닐실록산 단위, 메틸페닐실록산 단위, 메틸비닐실록산 단위, 메틸－3, 3, 3－트리플루오로프로필실록산 단위 등의 디오가노실록산 단위를 도입한 것 등이 매우 적합하다.
또한, 분자쇄 양 말단은 예를 들면 트리메틸실록시기, 디메틸페닐실록시기, 비닐디메틸실록시기, 디비닐메틸실록시기, 트리비닐실록시기 등의 트리오가노실록시기(R1 3SiO1 /2)나 히드록시디메틸실록시기 등의 히드록시디오가노실록시기(R1 2(HO) SiO1 /2) 등으로 봉쇄되어 있는 것이 바람직하다. 이들 중에서도 특히 트리비닐실록시기는 반응성이 높아 바람직하다.
특히, (A) 성분으로서의 오가노폴리실록산은 1분자 중에 2개 이상의 규소 원자에 결합한 알케닐기를 가지는 것이 필요하다. 통상 2~50개, 특히 2~20개 정도의 알케닐기를 가지는 것이 바람직하고, 특히 비닐기를 가지는 것인 것이 바람직하다. 이 경우 전 R1 중 0.01~20몰%, 특히 0.02~10몰%가 알케닐기인 것이 바람직하다. 또한, 이 알케닐기는 분자쇄 말단에서 규소 원자에 결합하고 있어도, 분자쇄 도중 (분자쇄 비말단)의 규소 원자에 결합하고 있어도, 그 양방이어도 좋지만, 적어도 분자쇄 말단의 규소 원자에 결합하고 있는 것이 바람직하다.
또, a는 1.95~2.05, 바람직하게는 1.98~2.02, 보다 바람직하게는 1.99~2.01의 양수이다. 또, 전 R1 중 90몰% 이상, 바람직하게는 95몰% 이상, 더 바람직하게는 알케닐기를 제외한 모든 R1이 알킬기, 특히 메틸기인 것이 바람직하다.
이들 오가노폴리실록산은 예를 들면 오가노할로제노실란의 1종 또는 2종 이상을 (모두) 가수분해 축합함으로써, 혹은 환상 폴리실록산(실록산의 3량체, 4량체 등)을 알칼리성 또는 산성의 촉매를 이용하여 개환 중합함으로써 얻을 수 있다. 이들은 기본적으로 직쇄상의 디오가노폴리실록산이지만, (A) 성분으로서는 분자량(중합도)이나 분자 구조가 다른 2종 또는 3종 이상의 혼합물이라도 좋다.
또한, 상기 오가노폴리실록산의 중합도는 100 이상(통상 100~100,000)이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2,000~50,000, 특히 바람직하게는 3,000~20,000이고, 실온(25℃)에 있어서 자기 유동성이 없는 이른바 생고무상(비액상)인 것이 바람직하다. 중합도가 너무 작으면 컴파운드(compound)로 했을 때에 롤 점착 등의 문제가 생겨 롤 작업성이 저하될 우려가 있다. 또한, 이 중합도는 통상 톨루엔을 전개 용매로 하여 겔 퍼미에이션 크로마토그래피(GPC) 분석에 의한 표준 폴리스티렌 환산의 중량평균중합도로서 측정할 수가 있다(이하 동일).
(B) 성분의 보강성 실리카는 기계적 강도가 뛰어나고 또한 투명성이 뛰어난 실리콘 고무 조성물을 얻기 위해 첨가되는 것이다.
뛰어난 기계적 강도를 갖게 하기 위해서는 비표면적(BET 흡착법)이 50m2/g 이상인 것이 필요하고, 바람직하게는 100~450m2/g, 보다 바람직하게는 100~300m2/g이다. 비표면적이 50m2/g 미만이면 경화물의 기계적 강도가 낮아져 버린다. 또, 특히 경화 후의 실리콘 고무로서 파장 300nm 이하에서의 뛰어난 투명성을 갖게 하기 위해서는 비표면적 200m2/g 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 250m2/g 이상이다. 이에 의해 예를 들면 상기 실리콘 고무 조성물의 두께 2mm의 경화물 시트의 전광선 투과율이 90% 이상이고 또한 헤이즈(haze)치가 10 이하로 된다.
이들 보강성 실리카로서는 예를 들면 연무질 실리카(건식 실리카 또는 퓸드(fumed) 실리카), 침강 실리카(습식 실리카) 등을 들 수 있고, 또 이들의 표면을 클로로실란이나 헥사메틸디실라잔 등으로 소수화 처리한 것도 매우 적합하게 이용된다. 이들 중에서도 동적 피로 특성이 뛰어난 연무질 실리카가 바람직하다. (B) 성분은 1종 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 좋다.
(B) 성분의 보강성 실리카로서는 시판품을 이용할 수가 있고, 예를 들면 에어로질 130, 에어로질 200, 에어로질 300, 에어로질 R－812, 에어로질 R－972, 에어로질 R－974 등의 에어로질 시리즈(일본에어로질(주)제), Cabosil　MS－5, MS－7(카봇사제), 레오로실 QS－102, 103, MT－10(토쿠야마사제) 등의 표면 미처리 또는 표면 소수화 처리된(즉 친수성 또는 소수성의) 퓸드 실리카나, 토쿠실 US－F(토쿠야마사제), NIPSIL－SS, NIPSIL－LP(일본실리카(주)제) 등의 표면 미처리 또는 표면 소수화 처리된 침강 실리카 등을 들 수 있다.
(B) 성분의 보강성 실리카의 배합량은 (A) 성분의 오가노폴리실록산 100질량부에 대해 10~150질량부이고, 바람직하게는 50~120질량부이고, 더 바람직하게는 70~100질량부이다. (B) 성분의 배합량이 너무 적은 경우에는 보강 효과가 얻어지지 않고, 또 실리콘 고무 컴파운드 경화 후의 투명성이 저하된다. 너무 많은 경우에는 실리콘 폴리머 중에의 실리카의 분산이 곤란하게 됨과 동시에 가공성이 나빠지고, 또 기계적 강도도 저하된다.
(C) 성분의 경화제로서는 상기 (A) 성분을 경화시킬 수 있는 것이면 특히 한정되는 것은 아니지만, 일반적으로 고무 경화제로서 공지의 (a) 부가 반응(히드로실릴화 반응)형 경화제, 즉 오가노하이드로전폴리실록산(가교제)과 히드로실릴화 반응 촉매의 조합, 또는 (b) 유기 과산화물이 바람직하다.
상기 (a) 부가 반응(히드로실릴화 반응)에 있어서의 가교제로서의 오가노하이드로전폴리실록산은 1분자 중에 적어도 2개의 규소 원자와 결합한 수소 원자(SiH기)를 함유하는 것으로, 하기 평균 조성식 (II)로 표시되는 종래부터 공지의 오가노하이드로전폴리실록산이 적용 가능하다.
　R2 bHcSiO(4－b－c)/2　　　　　　　(II)
(식 중 R2는 동일 또는 이종의 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소기를 나타내고, b는 0.7~2.1, c는 0.01~1.0, 또 b＋c는 0.8~3.0의 양수이다)
여기서, R2는 탄소수 1~8의 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소기로, 바람직하게는 지방족 불포화 결합을 가지지 않는 것이다. 구체적인 예로서는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, tert－부틸기, 펜틸기, 헥실기 등의 알킬기, 시클로헥실기 등의 시클로알킬기, 페닐기 등의 아릴기, 벤질기 등의 아랄킬기 등의 비치환의 1가 탄화수소기, 3, 3, 3－트리플루오로프로필기, 시아노메틸기 등의 상기 1가 탄화수소기의 수소 원자의 적어도 일부가 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 등의 할로겐 원자나 시아노기로 치환된 치환 알킬기 등의 치환 1가 탄화수소기이다. b는 0.7~2.1, c는 0.01~1.0, 또 b＋c는 0.8~3.0, 바람직하게는 b는 0.8~2.0, c는 0.10~1.0, 보다 바람직하게는 0.18~1.0, 더 바람직하게는 0.2~1.0, 또 b＋c는 1.0~2.5를 만족하는 양수로 표시된다.
또, 오가노하이드로전폴리실록산의 분자 구조는 직쇄상, 환상, 분기상, 삼차원 망상의 어느 구조라도 좋다. 이 경우 1분자 중의 규소 원자의 수(또는 중합도)는 2~300개, 특히 4~200개 정도의 실온(25℃)에서 액상의 것이 매우 적합하게 이용된다. 또한, 규소 원자에 결합하는 수소 원자(SiH기)는 분자쇄 말단에 있어도, 측쇄(분자쇄 도중)에 있어도, 그 양방에 있어도 좋고, 1분자 중에 적어도 2개(통상 2~300개), 바람직하게는 3개 이상(예를 들면 3~200개), 보다 바람직하게는 4~150개 정도 함유하는 것이 사용된다.
이 오가노하이드로전폴리실록산으로서 예를 들면, 1, 1, 3, 3－테트라메틸디실록산, 1, 3, 5, 7－테트라메틸시클로테트라실록산, 메틸하이드로전시클로폴리실록산, 메틸하이드로전실록산·디메틸실록산 환상 공중합체, 트리스(디메틸하이드로전실록시)메틸실란, 트리스(디메틸하이드로전실록시)페닐실란, 양 말단 트리메틸실록시기 봉쇄 메틸하이드로전폴리실록산, 양 말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸하이드로전실록산 공중합체, 양 말단 디메틸하이드로전실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산, 양 말단 디메틸하이드로전실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸하이드로전실록산 공중합체, 양 말단 트리메틸실록시기 봉쇄 메틸하이드로전실록산·디페닐실록산 공중합체, 양 말단 트리메틸실록시기 봉쇄 메틸하이드로전실록산·디페닐실록산·디메틸실록산 공중합체, 환상 메틸하이드로전폴리실록산, 환상 메틸하이드로전실록산·디메틸실록산 공중합체, 환상 메틸하이드로전실록산·디페닐실록산·디메틸실록산 공중합체, (CH3)2HSiO1 /2 단위와 SiO4 /2 단위로 이루어지는 공중합체, (CH3)2HSiO1/2 단위와 SiO4 /2 단위와 (C6H5)SiO3 /2 단위로 이루어지는 공중합체 등이나, 상기 각 예시 화합물에 대해 메틸기의 일부 또는 전부가 에틸기, 프로필기 등의 다른 알킬기나 페닐기 등의 아릴기로 치환된 것 등을 들 수 있다. 또, 이들 오가노하이드로전폴리실록산으로서는 구체적으로 하기 구조식의 화합물을 예시할 수가 있다.
Figure pat00001
(식 중 k는 2~10의 정수, s 및 t는 각각 0~10의 정수이다)
이 오가노하이드로전폴리실록산으로서는 25℃에 있어서의 점도가 0.5~10,000mPa·s, 특히 1~300mPa·s인 것이 바람직하다. 점도는 회전 점도계에 의해 측정할 수가 있다.
또, 이 오가노하이드로전폴리실록산은 (A) 성분 중의 규소 원자에 결합한 알케닐기 등의 지방족 불포화기에 대한 오가노하이드로전폴리실록산 중의 규소 원자에 결합한 수소 원자(즉 SiH기)의 몰비(SiH기/지방족 불포화기)가 0.5~10몰/몰, 바람직하게는 0.8~6몰/몰, 보다 바람직하게는 1~5몰/몰로 되는 양으로 배합하는 것이 바람직하다. 0.5몰/몰 미만이면 가교가 충분하지 않아 충분한 기계적 강도가 얻어지지 않는 경우가 있고, 또 10몰/몰을 넘으면 경화 후의 물리 특성이 저하되고, 특히 내열성과 내압축영구변형성이 현저하게 열화하는 경우가 있다.
오가노하이드로전폴리실록산의 배합량은 (A) 성분의 오가노폴리실록산을 경화시키는 유효량이고, (A) 성분의 오가노폴리실록산 100질량부에 대해 0.1~30질량부인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1~10질량부, 더 바람직하게는 0.3~10질량부이다.
또, 상기 (a) 부가 반응(히드로실릴화 반응)에 있어서의 가교 반응에 이용되는 히드로실릴화 반응 촉매는, (A) 성분 중의 지방족 불포화기(예를 들면 알케닐기 등)와 가교제로서의 상기 오가노하이드로전폴리실록산 중의 규소 원자 결합 수소 원자(SiH기)를 부가 반응시키는 촉매이다. 히드로실릴화 반응 촉매로서는 백금족 금속계 촉매를 들 수 있고, 백금족의 금속 단체와 그 화합물이 있고, 이것에는 종래 부가 반응 경화형 실리콘 고무 조성물의 촉매로서 공지의 것을 사용할 수 있다. 예를 들면 실리카, 알루미나 또는 실리카겔과 같은 담체에 흡착시킨 미립자상 백금 금속, 염화제2백금, 염화백금산, 염화백금산 6수염의 알코올 용액, 팔라듐 촉매, 로듐 촉매 등을 들 수 있지만, 백금 또는 백금 화합물이 바람직하다.
히드로실릴화 반응 촉매의 첨가량은 부가 반응을 촉진할 수 있는 이른바 촉매량이면 좋고, 통상 (A) 성분에 대해 백금계 금속 질량으로 환산하여 1ppm~1질량%의 범위에서 사용되지만, 10~500ppm의 범위가 바람직하다. 첨가량이 1ppm 미만이면, 부가 반응이 충분히 촉진되지 않아 경화가 불충분한 경우가 있고, 한편, 1질량%를 초과하면, 이것보다 많이 가해도 반응성에 대한 영향도 적고 경제적이지 못한 경우가 있다.
또, 상기의 촉매 외에 경화 속도를 조정할 목적으로 부가 가교 제어제를 사용해도 좋다. 구체적으로는 에티닐시클로헥산올이나 테트라메틸테트라비닐시클로테트라실록산 등을 들 수 있다.
한편, (b) 유기 과산화물로서는 예를 들면, 벤조일퍼록사이드, 2, 4－디클로로벤조일퍼록사이드, p－메틸벤조일퍼록사이드, o－메틸벤조일퍼록사이드, 2, 4－디큐밀퍼록사이드, 2, 5－디메틸－비스(2, 5－t－부틸퍼록시)헥산, 디－t－부틸퍼록사이드, t－부틸퍼벤조에이트, 1, 6－헥산디올－비스－t－부틸퍼록시카보네이트 등을 들 수 있다.
유기 과산화물의 첨가량은 (A) 성분 100질량부에 대해 0.1~15질량부, 특히 0.2~10질량부가 바람직하다. 첨가량이 너무 적으면 가교 반응이 충분히 진행하지 않고, 경도 저하나 고무 강도 부족, 압축영구변형 증대 등의 물성 악화를 일으키는 경우가 있고, 너무 많으면 비용적으로 바람직하지 않을 뿐만 아니라, 경화제의 분해물이 많이 발생하여, 압축영구변형 증대 등의 물성 악화나 얻어진 시트의 변색을 증대시키는 경우가 있다.
또, 투명 패널 및 패널 또는 백시트와의 접착성을 개선하기 위해, 통상의 방법에 의해 실란 커플링제를 첨가해도 좋다.
상기 (A), (B) 및 (C) 성분의 소정량을 2개 롤(roll), 니더(kneader), 밴버리 믹서(Banbury mixer) 등으로 혼련함으로써 실리콘 고무 조성물을 얻는다.
이와 같이 하여 조제된 실리콘 고무 조성물의 가소도(JIS　K6249에 준한다)는 150 이상 1,000 이하, 바람직하게는 200 이상 800 이하, 더 바람직하게는 250 이상 600 이하이다. 가소도가 150보다 작으면 시트의 점착성이 증대하여 작업성이 떨어지고 또 다음 공정 이후에 엠보스 가공하여 엠보스 시트를 박리할 때에도 작업하기 어려워진다. 또, 실리콘 고무 시트 표면에 부여되는 엠보스 구조의 요철 형상을 유지하는 것이 곤란하게 된다. 한편, 가소도가 1,000을 초과하면, 시트 자체가 무르게 되어 엠보스 가공하기 어려워질 가능성이 있다.
또한, 상기 실리콘 고무 조성물은 캘린더 성형법, 인젝션법, 프레스법 등의 통상의 방법에 의해 시트화할 수가 있다. 이때 실리콘 고무 시트의 두께는 0.3mm 이상 2.0mm 이하의 두께로 성형하는 것이 바람직하고, 0.3mm 이상 1.0mm 이하가 보다 바람직하다. 0.3mm보다 얇으면 다음 공정의 엠보스 가공할 때에 시트가 몰랑하기 때문에 흠질 가능성이 있고, 2.0mm보다 두꺼우면 특히 캘린더 성형 방법에서는 성형이 곤란하게 되고, 또 비용적으로도 떨어질 가능성이 있다. 이상과 같이 하여, 점착성이 있고 표면이 평탄한 미가황의 실리콘 고무 시트(10)를 얻는다.
다음에, 얻어진 미가황의 실리콘 고무 시트의 양면에 엠보스 가공을 하는 공정에 대해 설명한다. 본 발명에서 행하는 엠보스 가공은, 도 1에 나타내듯이, 표면에 요철을 설치한 시트 형상의 형(型) 부재(엠보스 시트라고도 한다)(20)의 이 요철을 설치한 면(엠보스면)을 상기 실리콘 고무 조성물로 이루어지는 실리콘 고무 시트(10)에 밀어붙여 당해 형부재(20)의 엠보스 모양을 실리콘 고무 시트에 전사함으로써 엠보스 가공을 하는 것이다. 이때 2개의 형 부재(20)로 실리콘 고무 시트(10)를 끼우도록 하여, 당해 실리콘 고무 시트(10)의 양면에 엠보스 가공을 하면 좋다. 또, 형 부재(20)를 실리콘 고무 시트(10)에 밀어붙여 엠보스 가공할 때에는, 통상의 방법에 의해 고무 롤러 등을 이용하여 밀어붙일 수가 있다. 엠보스 가공 후의 형 부재(20)는 양면에 엠보스 가공한 실리콘 고무 시트(양면 엠보스 시트)(11)의 보호 시트로서 기능한다.
본 실시형태에서는 지금부터 실리콘 고무 시트의 양면에 엠보스 가공을 한 경우에 대해 설명한다.
또, 엠보스 가공을 행할 때에는 실온에서 행하는 것이 좋다. 온도가 높으면 고무 시트 조성물의 가황이 진행해 버릴 가능성이 있고, 한편 온도가 낮으면 엠보스 모양의 전사가 능숙하게 되지 않을 가능성이 있다. 통상은 비가열의 실온 가공이다.
이때에 이용하는 형 부재(20)의 재질은 실리콘 고무 시트에 대해 박리성이 좋은 것이면 특히 한정되지 않고, 예를 들면 폴리에틸렌제의 엠보스 시트를 이용할 수가 있다. 또, 형 부재(20)의 두께는 0.08mm 이상 0.3mm 이하인 것이 바람직하다. 0.08mm보다 얇으면 형 부재(20)를 실리콘 고무 시트(10)에 밀어붙일 때에 엠보스 모양이 찌부러져 버릴 가능성이 있고, 0.3mm보다 두꺼우면 고비용으로 되어 버린다.
또 형 부재(20)의 엠보스 모양은 특히 한정하지 않지만, 형 부재(20)의 엠보스면의 엠보스 모양의 볼록 부분(도 2 (a)에 있어서의 엠보스 볼록부(21a))이 직선상이고 또한 격자상으로 되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 다음 공정에서 엠보스 가공한 실리콘 고무 시트(11)를 패널 등에 첩부하고, 또한 후술하는 감압(진공)하 라미네이트(laminate)할 때에, 형 부재(20)의 엠보스면의 엠보스 볼록부(21a)로 전사된 실리콘 고무 시트(11)의 엠보스 오목부(11b)에 의해 보다 기포를 빠지기 쉽게 하기 때문이다. 즉, 감압시에 엠보스 오목부(11b)가 공기의 빠지는 통로로 되어, 태양전지 소자 매트릭스(14)와의 사이나 투명 패널(13a)(또는 패널 또는 백시트(13b))과의 사이의 공간이 용이하게 탈기되어 기포의 발생을 방지할 수가 있다. 탈기로 배출되는 기체는 공기뿐만 아니라, 공기 중의 수증기, 미가황의 실리콘 고무 시트로부터 발생하는 저분자의 실록산 가스 및 수증기를 포함하는 기체로서 배출되는 총체이다. 대표하여 공기로서 나타낸다. 이 탈기가 불충분하면, 태양전지 소자 매트릭스와 미가황의 실리콘 고무 시트 사이에서 기포에 기인하는 미접착부(공극)가 생겨, 태양전지 소자 매트릭스의 봉지가 불충분하게 되어, 태양전지 모듈의 옥외 노출시에 그 부분을 타고 수증기가 침입하기 쉬워지기 때문에, 태양전지 전극의 부식이 발생하여 장기 신뢰성을 손상시키게 된다.
형 부재(20)의 엠보스 모양(요철 패턴)은, 실리콘 고무 시트(11)에 있어서의 엠보스 오목부(11b)가 공기의 빠지는 통로로 되는 것이라면 특히 한정되지 않고, 다이아몬드형의 엠보스 단위가 이어진 다이아몬드 모양, 직사각형의 엠보스 단위가 이어진 격자 모양, 원형의 엠보스 단위가 이어진 망목 모양, 거북 등딱지의 엠보스 단위가 이어진 거북 등딱지 모양, 파형의 엠보스 단위가 이어진 파형 모양, 닫힌 선 형상의 엠보스 단위가 이어진 부정형 모양 등 어느 것이라도 좋다. 또, 격자상에 홈을 형성하고, 사방의 홈으로 구획된 정방형 혹은 방형의 볼록면 혹은 오목면의 형상이라도 좋다. 또, 방형, 정방형으로 구분된 영역의 각 중심에 원통상, 혹은 타원상의 오목면, 볼록면을 설치한 형상이라도 좋고, 요철의 형상은 한정되지 않는다.
여기서, 형 부재(20)의 엠보스면의 엠보스 패턴예로서는 도 2에 나타내듯이 다이아몬드형의 엠보스 패턴(21)을 들 수 있다. 도 2 (a)가 다이아몬드형의 엠보스 패턴의 전체 정면도, (b)가 도 2 (a)의 엠보스 패턴을 구성하는 엠보스 단위의 정면도이다.
다이아몬드형 엠보스 패턴의 경우, 다이아몬드형의 엠보스 단위(21p)의 외주의 일변의 길이(L)가 2mm 이상 5mm 이하인 것이 바람직하다(도 2 (b)). 일변(L)이 2mm보다 작으면 엠보스의 모양이 정확히 전사될 수 없게 될 가능성이 있고, 5mm보다 크면 형 부재(20)를 미가황의 실리콘 고무 시트(10)에 밀어붙일 때에 엠보스 모양이 찌부러져 버릴 가능성이 있다. 또, 일변(L)이 2mm보다 작으면 실리콘 고무 시트(11)에 있어서 엠보스 오목부(21b)가 전사되어 형성되는 엠보스 볼록부(11a)가 작아져, 투명 패널(13a), 패널 또는 백시트(13b)에의 첩부 면적이 작아지기 때문에 엠보스 볼록부(21a)의 폭에 따라서는 실리콘 고무 시트(11)가 박리되는 경우가 있다. 역으로, 일변(L)이 5mm보다 크면 실리콘 고무 시트(11)의 첩부 면적이 커지지만, 상대적으로 실리콘 고무 시트(11)에 있어서의 엠보스 오목부(11b)가 적어지기 때문에 진공 라미네이트 공정에 있어서 탈기가 불충분하게 될 우려가 있다. 또한, 마찬가지 이유에서, 엠보스 단위가 직사각형인 경우에는 직사각형의 일변의 길이가 2mm 이상 5mm 이하인 것이 바람직하고, 원형인 경우에는 원형의 반경이 2mm 이상 5mm 이하인 것이 바람직하다.
또, 다이아몬드형의 엠보스 단위(21p)의 예각으로 되는 모서리부의 각도(α)가 40도 이상 70도 이하인 것이 바람직하다. 각도(α)가 40도보다 작으면 엠보스의 모양이 미가황의 실리콘 고무 시트에 정확히 전사될 수 없게 될 가능성이 있고, 70도보다 크면 형 부재(20)를 미가황의 실리콘 고무 시트(10)에 밀어붙일 때에 엠보스 모양이 찌부러져 버릴 가능성이 있다.
또한, 다이아몬드형의 엠보스 단위(21p)의 엠보스 볼록부(21a)의 폭(w)이 0.2mm 이상 1mm 이하인 것이 바람직하다. 폭(w)이 0.2mm보다 작으면 엠보스 볼록부(21a)가 실리콘 고무 시트에 정확히 전사될 수 없게 될 가능성이 있고, 1mm보다 크면 엠보스 오목부(21b)가 실리콘 고무 시트에 정확히 전사될 수 없게 될 가능성이 있다. 또한, 마찬가지 이유에서, 엠보스 단위가 직사각형이나 원형인 경우에도 엠보스 볼록부의 폭은 0.2mm 이상 1mm 이하인 것이 바람직하다.
다이아몬드형의 엠보스 단위(21p)의 엠보스 볼록부(21a)의 높이(엠보스 오목부(21b)의 깊이)는 0.1mm 이상 0.5mm 이하인 것이 바람직하다. 높이가 0.1mm보다 작으면 실리콘 고무 시트(11)의 엠보스 볼록부(11a)의 높이가 너무 낮아 진공 라미네이트 공정의 감압시에 공기가 빠지는 통로를 확보할 수 없게 될 우려가 있고, 높이가 0.5mm보다 크면 엠보스 볼록부(11a)가 너무 높아져 진공 라미네이트 공정에서 눌러도 대상물(태양전지 소자 매트릭스, 투명 패널, 패널, 백시트)과의 사이의 공간이 완전하게는 메워지지 않을 가능성이 있다. 또한, 마찬가지 이유에서, 엠보스 단위가 직사각형이나 원형인 경우에도 엠보스 볼록부의 높이는 0.1mm 이상 0.5mm 이하인 것이 바람직하다.
이상과 같이 실리콘 고무 시트(10)에 형 부재(20)의 엠보스면을 밀어붙인 후 당해 형 부재(20)를 박리하면, 형 부재(20)의 엠보스면의 요철 패턴이 거의 그대로 전사된 요철 패턴을 가지는 실리콘 고무 시트(11)로 된다(도 3 (a)). 즉, 실리콘 고무 시트(11)의 엠보스 오목부(11b)는 형 부재(20)의 엠보스 볼록부(21a)의 형상 및 치수에 대응한 것으로 되고, 엠보스 볼록부(11a)는 엠보스 오목부(21b)의 형상 및 치수에 대응한 것으로 된다.
(ii) 실리콘 고무 시트 첩부 공정(도 3)
본 공정에서는 투명 패널의 일면에 상기 엠보스 가공한 실리콘 고무 시트의 일방을 적어도 첩부 반대면측이 엠보스 가공면으로 되도록 첩부하고, 패널 또는 백시트의 일면에 상기 엠보스 가공한 실리콘 고무 시트의 타방을 적어도 첩부 반대면측이 엠보스 가공면으로 되도록 첩부한다.
즉, 도 3에 나타내듯이, 엠보스 가공한 실리콘 고무 시트(11)의 어느 일면측의 형 부재(20)를 박리하고(도 3 (a)), 그 면의 엠보스 볼록부(엠보스 구조의 볼록 부분)(11a)를 투명 패널(13a)(또는 패널 또는 백시트(13b))에 가볍게 눌러 댐과 아울러 엠보스 오목부(엠보스 구조의 오목 부분)(11b)를 찌부러뜨리지 않게 하여 그 면을 투명 패널(13a)(또는 패널 또는 백시트(13b))에 첩부한다(도 3(b)).
여기서, 투명 패널은 태양광을 입사시키는 측(수광면측)으로 되는 투명 부재이고, 수광면 패널이라고도 하는 것이고, 투명성, 내후성, 내충격성을 비롯하여 옥외 사용에 있어서 장기의 신뢰 성능을 가지는 부재가 필요하다. 예를 들면 백판 강화 유리, 아크릴 수지, 불소 수지 또는 폴리카보네이트 수지 등을 들 수 있고, 특히 두께 3~5mm 정도의 백판 강화 유리가 바람직하다.
또, 패널 또는 백시트는 투명 패널에 대해 대향하여 배치되는 것이고, 패널로서는 태양전지 소자의 온도를 효율적으로 방열하는 것이 요구되고, 재료로서 유리재, 합성수지재, 금속재 또는 그들의 복합 부재를 들 수 있다. 유리재의 예로서는 청판 유리, 백판 유리 또는 강화 유리 등을 들 수 있고, 합성수지재로서는 아크릴 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지 또는 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 또 금속재로서는 동, 알루미늄 또는 철 등을 들 수 있고, 복합 부재로서는 실리카를 비롯하여 산화티탄, 알루미나, 질화알루미늄 등 높은 열전도성을 가지는 재료를 담지한 합성수지 등을 들 수 있다. 또한, 이 패널이 태양광 입사의 반대면의 패널로 되는 경우, 태양광을 입사시키는 패널과 함께 투명성을 가지는 부재를 이용함으로써, 태양광의 직달(直達)광 및 산란광의 일부를 태양광 입사의 반대면측으로 투과시킬 수가 있고, 예를 들면 초원 등에 설치한 경우, 태양전지 모듈의 입사면과 반대측의, 즉 본래 응달로 되어 버리는 부분에도 태양광의 일부가 조사됨으로써 식물의 생육을 촉진하여 가축의 방목 등에도 이용할 수 있다.
백시트로서는 예를 들면 ETFE(에틸렌－테트라플루오로에틸렌 공중합체) 필름, PVF(폴리불화비닐) 필름 등의 불소 수지 필름, 또 알루미늄박이나 PET를 PVF의 시트로 끼워 넣거나 한 적층 시트 등을 이용할 수가 있다.
상기 실리콘 고무 시트의 첩부 방법으로서는, 예를 들면 투명 패널(13a)에, 상기 (i) 공정에서 얻어진 엠보스 가공한 실리콘 고무 시트(11)의 양면에 밀어붙인 채로 되어 있는 형 부재(20) 중 어느 일방을 박리하고(도 3 (a)), 그 면을 패널(13a)에 댄 상태에서 통상의 방법에 의해 고무 롤러 등으로 눌러 실리콘 고무 시트(11)를 첩부한다(도 3 (b)). 그때 실리콘 고무 시트(11)의 엠보스 모양 중 엠보스 볼록부(11a)가 패널(13a)에 맞닿아 약간 눌려찌부러진 상태로 되어 실리콘 고무 시트(11)가 첩부되게 되지만, 엠보스 오목부(오목면의 홈 부분)(11b)를 찌부러뜨리지 않게 한다. 엠보스 오목부(11b)를 찌부러뜨려 버리면, 다음 공정의 진공 라미네이트 처리시에 기포가 빠지기 어려워질 가능성이 있다. 투명 패널에 대향 배치되는 패널 또는 백시트(13b)에 대해서도 마찬가지 방법에 의해 실리콘 고무 시트(11)를 첩부한다.
(iii) 진공 라미네이트 처리 공정
다음에, 실리콘 고무 시트(11)의 반대면측의 형 부재(20)를 박리한 후에, 투명 패널(13a), 또는 패널 또는 백시트(13b)의 실리콘 고무 시트(11) 상에 태양전지 소자 매트릭스(14)를 배치하고, 투명 패널(13a)과 패널 또는 백시트(13b)를 실리콘 고무 시트(11)를 내측으로 하여 포갠다(도 4). 즉, 투명 패널(13a), 엠보스 가공한 실리콘 고무 시트(양면 엠보스 시트)(11), 태양전지 소자 매트릭스(14), 엠보스 가공한 실리콘 고무 시트(11), 백시트(13b)를 이 순번으로 적층 배치하고 있다. 이때 실리콘 고무 시트(11)는 태양전지 소자 매트릭스(14) 전체를 덮도록 배치된다.
또한, 실리콘 고무 시트에 대해 일면에만 엠보스 가공을 한 경우에는 실리콘 고무 시트의 엠보스 가공면을 태양전지 소자 매트릭스측을 향해 배치하게 된다.
상기와 같이 태양전지 모듈 구성 부재를 적층 배치한 것에 대해, 진공 라미네이터 장치(미도시)를 이용하여 진공하에서 가열하면서 눌러 실리콘 고무 시트를 경화시켜 상기 태양전지 소자 매트릭스를 봉지한다.
여기서, 태양전지 소자는 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘 중에서 선택되는 1종 혹은 2종의 실리콘 재료(실리콘 기판)를 이용하여 제작된 태양전지 셀이다. 또, 태양전지 소자 매트릭스(14)는 복수의 태양전지 셀을 종횡 이차원 방향 각각으로 복수매 배치되는 상태(매트릭스 형상)로 배치하여 서로 전기 접속한 것이다. 통상 2~60개의 태양전지 셀이 서로 탭선 등의 인터커넥터로 전기적으로 직렬로 접속된 직선상의 태양전지 소자 스트링을 복수 준비하고, 이들(태양전지 소자 스트링)을 평행하게 배열하고, 그 태양전지 소자 스트링끼리를 직렬 접속하여 태양전지 소자 매트릭스(14)를 구성하고 있다. 또한, 태양전지 소자가 양면 수광형인 경우, 투명 패널(13a)뿐만 아니라, 투명 패널(13a)에 대향 배치되는 패널 또는 백시트(13b)도 투명한 것으로 한다.
또, 진공 라미네이터 장치로서는 유연한 막체로 칸막이된 인접하는 2개의 감압조를 가지는 범용의 태양전지 모듈 제작용의 라미네이터 장치를 채용할 수 있다.
이 경우 예를 들면 일방의 감압조 내에, 도 4에 나타내듯이 투명 패널(13a) 및 백시트(13b) 등의 태양전지 모듈 구성 부재를 가적층한 상태에서 세트하여 2개의 감압조를 감압하고 대략 진공 상태로 한다. 여기서, 본 발명에서 이용하는 미가황의 실리콘 고무 시트는 점착성이 있기 때문에, 평탄한 실리콘 고무 시트를 그대로 상기와 같이 가적층한 경우, 태양전지 소자 매트릭스와의 사이, 실리콘 고무 시트끼리의 사이에서 부분적으로 달라붙어 감압시의 배기 경로가 폐색되게 되고, 배출되지 않고 남은 공기가 결과적으로 기포로서 남아 미접착 영역(공극)이 발생한다. 탈기로 배출되는 기체는 공기뿐만 아니라, 공기 중의 수증기, 미가황의 실리콘 고무 시트로부터 발생하는 저분자의 실록산 가스 및 수증기를 포함하는 기체로서 배출되는 총체이고, 공기를 그 대표로서 나타내고 있는 것은 상기와 마찬가지다. 미접착 영역이 발생하면 태양전지 소자 매트릭스의 봉지가 불충분하게 되어, 태양전지 모듈의 옥외 노출시의 수증기의 침입이 용이하게 되어, 셀의 전극의 부식을 발생시켜 장기 신뢰성을 손상시키게 된다. 태양전지 모듈은 폭이 1m보다 약간 작고, 길이가 약 1.6m인 큰 패널이지만, 그 중에 수개의 기포 기인의 미접착 부분(공극)이 발생하면 완성품으로 되지 않고, 이러한 공극의 발생은 제조 공정상의 큰 문제로 된다. 본 발명에서는 이 진공 라미네이터 장치에 있어서의 감압시에, 투명 패널(13a)과 실리콘 고무 시트(11) 사이, 태양전지 소자 매트릭스(14)와 실리콘 고무 시트(11) 사이 및 실리콘 고무(11)와 백시트(13b) 사이의 공간의 기체(공기)는 실리콘 고무 시트(11)에 설치된 엠보스 오목부(11b)로 확보된 공간을 통해서 탈기하는 것이 가능하다. 이때의 감압 상태(진공도)의 정도는 이후의 압축시에 각 적층 사이의 간극이 기포로서 남지 않고 완전하게 메워지는 정도로 하면 좋다. 다음에, 가적층된 투명 패널(13a) 및 백시트(13b) 등의 태양전지 모듈의 구성 부재가 세트된 감압조 내의 감압 상태를 유지한 채 타방의 감압조의 감압을 개방하고, 상압으로 하거나 또는 가압하여 막체로 투명 패널(13a) 및 백시트(13b)를 그 판두께 방향으로 압축하도록 한다. 이때 상기와 같이 각 적층 사이가 탈기되어 있으므로 그 공간이 실리콘 고무에 의해 간극 없이 메워지게 된다. 이때 투명 패널(13a) 및 백시트(13b)를 70~150℃, 바람직하게는 90~130℃, 더 바람직하게는 110~120℃로 가열하면서 1~30분간 누르면, 2매의 미가황의 실리콘 고무 시트(11)끼리가 융착함과 아울러 경화하고, 또한 태양전지 소자 매트릭스, 투명 패널(13a) 및 백시트(13b)에 고착하게 된다. 즉, 태양전지 소자 매트릭스(14)가 투명 패널(13a) 및 백시트(13b) 사이에서 상기 실리콘 고무 조성물의 경화물인 봉지재(12)로 봉지된 상태로 된다(도 5). 이에 의해 봉지재(12)로 밀봉하게 되어, 태양전지 모듈의 단면으로부터의 수분 등의 가스의 침입을 방지할 수 있어, 내구성이 높은 태양전지 모듈을 실현할 수 있다.
이때 70℃보다 가열 온도가 낮으면, 실리콘 고무 시트(11)의 가황 반응이 완전하게는 진행되지 않을 가능성이 있고, 150℃보다 온도가 높으면, 가황 반응 속도가 커져, 실리콘 고무 시트(11)의 경화가 빠르게 되어 봉지가 완전하게는 될 수 없게 되어, 투명 패널(13a)이나 백시트(13b) 사이에 공극이 생겨 버릴 가능성이 있다.
마지막으로, 봉지 후의 투명 패널 및 패널 또는 백시트의 외주 단부(액자 단부)에 프레임 부재를 장착하여 태양전지 모듈을 완성한다.
프레임 부재는 충격, 풍압 또는 적설에 대한 강도가 뛰어나고, 내후성을 가지고, 또한 경량인 알루미늄 합금, 스테인리스강 등으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이들 재료로 성형한 프레임 부재가 태양전지 소자를 끼운 패널의 외주를 둘러싸도록 장착되어 나사 등에 의해 고정된다.
이상과 같이 제조된 태양전지 모듈은, 태양전지 소자 매트릭스가 실리콘 고무 경화물을 통하여 평탄한 투명 패널 및 패널 또는 백시트에 보지(保持)되게 되기 때문에, 고효율로 장기 신뢰성을 가지는 것으로 된다. 또, 본 발명에 의하면 이러한 고성능의 태양전지 모듈의 양산이 용이하게 된다.
(제2의 실시형태)
본 발명에 관계되는 태양전지 모듈의 제조 방법은, 제2의 실시형태로서, 상기 공정 1이 투명 패널의 일면에 상기 실리콘 고무 조성물로 이루어지는 미가황의 실리콘 고무 시트를 첩부하는 공정과, 상기 투명 패널에 첩부한 실리콘 고무 시트 표면에 엠보스 가공을 하는 공정을 가지는 것이고, 상기 공정 2가 패널 또는 백시트의 일면에 상기 실리콘 고무 조성물로 이루어지는 미가황의 실리콘 고무 시트를 첩부하는 공정과, 상기 패널 또는 백시트에 첩부한 실리콘 고무 시트 표면에 엠보스 가공을 하는 공정을 가지는 것인 것이 바람직하다.
이하 본 실시형태에 있어서의 각 공정에 대해 설명한다. 또한, 본 실시형태에서 사용하는 실리콘 고무 시트(10), 투명 패널(13a), 패널 또는 백시트(13b)는 제1의 실시형태와 동일한 것이다.
(공정 1 (i)) 실리콘 고무 시트 첩부 공정(도 6)
본 공정에서는 실리콘 고무 시트(10), 즉 상술한 밀러블 타입의 실리콘 조성물로 이루어지는 점착성이 있는 미가황의 실리콘 고무 시트를 준비하고, 도 6에 나타내는 압착 롤러를 가지는 라미네이터 장치(글래스 라미네이터(30))를 이용하여 이것을 투명 패널(13a)에 첩부한다.
글래스 라미네이터(30)는 투명 패널(13a)을 반송 롤러(31)로 수평으로 지지하면서 반송하는 반송 기구, 실리콘 고무 시트 롤(10r)로부터 보호 필름(22) 부착 실리콘 고무 시트(10h)를 풀어내어 압착 롤러(32)측에 공급하는 시트 공급 기구, 투명 패널(13a)과 실리콘 고무 시트(10)를 압착하여 첩부하는 우레탄 고무제 또는 실리콘 고무제의 한 쌍의 압착 롤러(32, 32), 압착 롤러(32)의 출구측에서 실리콘 고무 시트(10)로부터 박리한 보호 필름(22)을 권취하는 권취 기구를 구비하는 글래스 라미네이터 장치이다. 도 중 우측이 장치 입구측, 도 중 좌측이 장치 출구측이다. 또, 도 중 화살표는 롤러 및 롤의 회전 방향을 나타낸다.
이때 실리콘 고무 시트(10)는 점착성을 가지기 때문에 태양전지 모듈의 크기(예를 들면 폭 1m 약간 못미침×길이 약 1.6m)에 대응한 실리콘 고무 시트(10)를 그대로의 상태에서 취급하는 것은 곤란하다. 그래서, 실리콘 고무 시트(10)의 일방의 면 또는 양면에 보호 필름(22)을 첩부하여 그 취급이 용이하게 되도록 하는 것이 바람직하다. 이 보호 필름(22)은 실리콘 고무 시트(10)의 흠 방지, 오염 방지 및 점착성의 보지가 가능하고, 또한 실리콘 고무 시트(10)로부터 용이하게 박리 가능하면 어떠한 필름이라도 좋지만, 예를 들면 폴리에틸렌, PET(폴리에틸렌테레프탈레이트)로 대표되는 폴리에스터 등으로 이루어지고 가요성(flexibility)을 가지는 평탄한(엠보스 가공이 없는) 필름, 혹은 이러한 필름에 도 2 (a)에 나타내는 것 같은 엠보스 패턴의 엠보스 가공을 한 엠보스 필름을 들 수 있다. 본 공정에서는 실리콘 고무 시트(10)의 일면에 보호 필름(22)을 첩부한 후에 롤 형상으로 감은 것(실리콘 고무 시트 롤(10r))을 본 공정용의 재료로서 준비한다.
본 공정에서는 먼저 도 6에 나타내는 글래스 라미네이터(30)에 있어서, 투명 패널(13a)을 반송 롤러(31)에 의해 도 중 우측으로부터 좌측 방향으로 반송함과 아울러, 장치 입구측 상방에 배치된 실리콘 고무 시트 롤(10r)로부터 보호 필름(22) 부착 실리콘 고무 시트(10h)를 보호 필름(22) 첩부면측이 상면, 실리콘 고무 시트(10) 노출면이 하면으로 되도록 풀어내어 투명 패널(13a)의 상면에 공급한다. 다음에, 압착 롤러(32, 32) 사이에 투명 패널(13a) 및 보호 필름(22) 부착 실리콘 고무 시트(10h)를 겹치도록 삽입하고, 투명 패널(13a)과 보호 필름(22) 부착 실리콘 고무 시트(10h)를 이 압착 롤러(32, 32)로 압착하여 첩합(貼合)한다. 이때 압착 롤러(32)는 가열되지 않고 첩부는 실온에서 행해진다. 압착 롤러(32)의 출구측에서는 첩합된 적층체로부터 보호 필름(22)이 박리되어 보호 필름 롤(22r)로서 권취되고, 투명 패널(13a)에 실리콘 고무 시트(10)가 첩부된 적층체(130a)가 얻어진다. 적층체(130a)에서는 투명 패널(13a)과 실리콘 고무 시트(10)가 간극 없이, 즉 기포를 혼입시키지 않고 밀착한 상태에서 첩합되어 있다.
또한, 이상의 첩부 처리는 대기압하에서 행해도 좋지만, 차동(差動) 배기에 의해 감압한 상태에서 행하면, 투명 패널(13a)과 실리콘 고무 시트(10) 사이에 기포가 말려들어가는 것을 방지하기 쉬워지기 때문에 바람직하다. 또, 패널 크기가 작은 것에 대해서는 회전 구동하는 상기 압착 롤러(32, 32)의 유닛에 수작업으로 투명 패널(13a)과 실리콘 고무 시트(10h)를 포개어 삽입하고 첩합한 후, 보호 시트(22)를 박리시켜 적층체(130a)를 얻도록 해도 좋다.
(공정 1 (ii)) 엠보스 가공 공정(도 7)
본 공정에서는 도 7에 나타내듯이, 상기와 같이 하여 얻어진 적층체(130a)의 실리콘 고무 시트(10)의 표면에 엠보스 가공을 한다. 도 7에 있어서 51은 평탄한 정반(定盤), 52는 롤러 형상의 형 부재인 엠보스 가공 롤러이다.
여기서, 엠보스 가공 롤러(52)는 스테인리스강 등의 금속, 폴리에틸렌이나 PEEK(폴리에터에터케톤) 등의 경질 플라스틱으로 이루어지는 것이 바람직하고, 실리콘 고무 시트에 대해 박리성이 좋은 것이면 보다 바람직하다. 또, 엠보스 가공 롤러(52)의 롤러 외주면에는 제1의 실시형태에서 기술한 것과 동일한 엠보스 모양(요철 패턴)이 설치되어 있다.
도 7에서는 먼저 평탄한 정반(51) 상에 적층체(130a)를 실리콘 고무 시트(10)가 상방을 향하도록 놓고, 이 실리콘 고무 시트(10)의 표면에 엠보스 가공 롤러(52)의 롤러 외주면을 밀어붙이면서 회전 이동시켜 당해 실리콘 고무 시트(10) 표면에 엠보스 모양(요철 패턴)을 전사시킨다. 이에 의해 실리콘 고무 시트의 일면 전면에 소정의 요철 패턴이 부여되고, 투명 패널(13a)의 일면에 소정 패턴의 요철을 가지는 실리콘 고무 시트(11＇)가 첩부된 제1적층체(131)가 얻어진다.
또한, 엠보스 가공은 이 방법에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 제1의 실시형태에서 나타낸 것처럼 형 부재(20)를 적층체(130a)의 실리콘 고무 시트(10)에 밀어붙여 엠보스 모양을 전사하도록 해도 좋다.
(공정 2 (i)) 실리콘 고무 시트 첩부 공정(도 8)
본 공정에서는 실리콘 고무 시트(10), 즉 상술한 밀러블 타입의 실리콘 조성물로 이루어지는 점착성이 있는 미가황의 실리콘 고무 시트를 준비하고, 도 8에 나타내는 압착 롤러를 가지는 라미네이터 장치(필름 라미네이터(40))를 이용하여 이것을 백시트(13b)에 첩부한다.
필름 라미네이터(40)는 백시트 롤(13br)로부터 백시트(13b)를 풀어내어 지지 롤러(41)로 지지하면서 압착 롤러(42)측에 공급하는 제1시트 공급 기구, 실리콘 고무 시트 롤(10r)로부터 보호 필름(22) 부착 실리콘 고무 시트(10h)를 풀어내어 지지 롤러(41)로 지지하면서 압착 롤러(42)측에 공급하는 제2시트 공급 기구, 백시트(13b)와 실리콘 고무 시트(10)를 압착하여 첩부하는 우레탄 고무제 또는 실리콘 고무제의 한 쌍의 압착 롤러(42, 42), 압착 롤러(42)의 출구측에서 실리콘 고무 시트(10)로부터 박리한 보호 필름(22)을 권취하는 권취 기구를 구비하는 필름 라미네이터 장치이다. 도 중 우측이 장치 입구측, 도 중 좌측이 장치 출구측이다. 또, 도 중 화살표는 롤러 및 롤의 회전 방향을 나타낸다.
본 공정에서는 먼저 도 8에 나타내는 필름 라미네이터(40)에 있어서, 장치 입구측 하방에 배치된 백시트 롤(13br)로부터 제1시트 공급 기구에 의해 백시트(13b)를 풀어내어 공급함과 아울러, 장치 입구측 상방에 배치된 실리콘 고무 시트 롤(10r)로부터 제2시트 공급 기구에 의해 보호 필름(22) 부착 실리콘 고무 시트(10h)를 보호 필름(22) 첩부면측이 표면, 실리콘 고무 시트(10) 노출면이 하면으로 되도록 풀어내어 백시트(13b)의 상면에 공급한다. 다음에, 압착 롤러(42, 42) 사이에 백시트(13b) 및 보호 필름(22) 부착 실리콘 고무 시트(10h)를 겹치도록 삽입하고, 백시트(13b)와 보호 필름(22) 부착 실리콘 고무 시트(10h)를 이 압착 롤러(42, 42)로 압착하여 첩합한다. 이때 압착 롤러(42)는 가열되지 않고 첩부는 실온에서 행해진다. 압착 롤러(42)의 출구측에서는 첩합된 적층체로부터 보호 필름(22)이 박리되어 보호 필름 롤(22r)로서 권취되고, 백시트(13b)에 실리콘 고무 시트(10)가 첩부된 적층체(130b)가 적층체 롤(130br)로서 권취된다. 적층체(130b)에서는 백시트(13b)와 실리콘 고무 시트(10)가 간극 없이, 즉 기포를 혼입시키지 않고 밀착한 상태에서 첩합되어 있다.
또한, 압착 롤러(42, 42)로 압착하는 부분에는 백시트(13b) 및 실리콘 고무 시트(10h)에 대해 백시트 롤(13br) 및 실리콘 고무 시트 롤(10r)측에 백텐션(back tension)을 걸면서, 당해 백시트(13b) 및 실리콘 고무 시트(10h)의 압착 방향으로 수직으로 되는 면이 서로 등속으로 되도록 공급하면, 백시트(13b)와 실리콘 고무 시트(10)가 간극 없이, 즉 기포를 혼입시키지 않고 밀착한 상태에서 첩합되기 때문에 바람직하다.
또, 이상의 첩부 처리는 대기압하에서 행해도 좋지만, 차동 배기에 의해 감압한 상태에서 행하면, 백시트(13b)와 실리콘 고무 시트(10) 사이에 기포가 혼입되는 것을 방지하기 쉬워지기 때문에 바람직하다.
(공정 2 (ii)) 엠보스 가공 공정(도 9)
본 공정에서는 도 9에 나타내듯이, 상기와 같이 하여 얻어진 적층체(130b)의 실리콘 고무 시트(10)의 표면에 엠보스 가공을 한다. 도 9에 있어서 61은 지지 롤러, 62는 롤러 형상의 형 부재인 엠보스 가공 롤러이다. 엠보스 가공 롤러(62)는 상술한 엠보스 가공 롤러(52)와 동일한 것이 좋지만, 여기에서는 지지 롤러(61)와의 사이에서 적층체(130b)를 끼워 누르는 것으로서 고정 배치된다. 도 중 화살표는 롤러 및 롤의 회전 방향을 나타낸다.
도 9에서는 먼저 도 중 우측에 배치된 적층체 롤(130br)로부터 적층체(130b)를 실리콘 고무 시트(10)가 상방을 향하도록 풀어내어, 엠보스 가공 롤러(62), 지지 롤러(61) 사이에 공급하고, 엠보스 가공 롤러(62)가 적층체(130b)의 통과 속도와 등속으로 회전하면서, 적층체(130b)의 실리콘 고무 시트(10)의 표면에 엠보스 가공 롤러(62)의 롤러 외주면을 밀어붙임으로써 당해 실리콘 고무 시트(10) 표면에 엠보스 모양(요철 패턴)을 전사시킨다. 이에 의해 실리콘 고무 시트의 일면 전면에 소정의 요철 패턴이 부여되고, 백시트(13b)의 일면에 소정 패턴의 요철을 가지는 실리콘 고무 시트(11＇)가 첩부된 제2적층체(132)이 얻어진다. 여기에서는 제2적층체(132)가 권취되어 제2적층체 롤(132r)로 되지만, 최종적으로 다음 공정의 진공 라미네이트 처리용으로서 소정 치수의 시트 형상의 제2적층체(132)로서 잘라낸다.
또한, 적층체(130b)가 작은 패널 크기의 것인 경우, 회전 구동하는 상기 지지 롤러(61), 엠보스 가공 롤러(62)의 유닛에 수작업으로 적층체(130b)를 삽입하여 실리콘 고무 시트(10)에 엠보스 가공을 하도록 해도 좋다.
또, 여기에서는 롤 형상의 백시트를 연속적으로 처리하는 방법을 나타냈지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 절판(切板) 형상의 백시트나 패널을 처리하도록 해도 좋다. 그 경우는 상술한 투명 패널(13a)의 처리(공정 1 (i), (ii))와 마찬가지 처리를 행하면 좋다.
(공정 3) 진공 라미네이트 처리 공정
다음에, 상기와 같이 하여 얻어진 제1적층체(131)와 제2적층체(132)를 서로의 실리콘 고무 시트(11＇)의 요철면을 대향시켜 배치함과 아울러, 그 사이에 태양전지 소자 매트릭스(14)를 배치하여 적층한다(도 10). 즉, 투명 패널(13a), 엠보스 가공한 실리콘 고무 시트(일면 엠보스 시트)(11＇), 태양전지 소자 매트릭스(14), 엠보스 가공한 실리콘 고무 시트(11＇), 백시트(13b)를 이 순번으로 적층 배치하고 있다.
상기와 같이 태양전지 모듈 구성 부재를 적층 배치한 것에 대해, 제1의 실시형태와 마찬가지로 진공 라미네이터 장치를 이용하여 진공하에서 가열하면서 눌러 실리콘 고무 시트를 경화시켜 상기 태양전지 소자 매트릭스를 봉지한다.
이 경우 예를 들면 진공 라미네이터 장치의 일방의 감압조 내에, 도 10에 나타내듯이 투명 패널(13a) 및 백시트(13b) 등의 태양전지 모듈 구성 부재를 가적층한 상태에서 세트하고 2개의 감압조를 감압하여 대략 진공 상태로 한다. 이때 투명 패널(13a)측의 실리콘 고무 시트(11＇)와 태양전지 소자 매트릭스(14) 사이, 태양전지 소자 매트릭스(14)와 백시트(13b)측의 실리콘 고무 시트(11＇) 사이의 공간의 기체(공기)는 실리콘 고무 시트(11＇)에 설치된 엠보스 오목부(11b)에서 확보된 공간을 통하여 탈기된다. 다음에, 가적층된 투명 패널(13a) 및 백시트(13b) 등의 태양전지 모듈의 구성 부재가 세트된 감압조 내의 감압 상태를 유지한 채, 타방의 감압조의 감압을 개방하여, 상압으로 하거나 또는 가압하여 막체로 투명 패널(13a) 및 백시트(13b)를 그 판두께 방향으로 압축하도록 한다. 이때 상기와 같이 각 적층 사이가 탈기되어 있으므로, 그 공간이 실리콘 고무에 의해 간극 없이 메워지게 된다. 또한, 투명 패널(13a)과 실리콘 고무 시트(11＇) 사이, 백시트(13b)와 실리콘 고무 시트(11＇) 사이는 상기 첩부 공정에서 간극 없이 밀착하고 있기 때문에 기포의 혼입 없이 메워진다. 이때 투명 패널(13a) 및 백시트(13b)를 70~150℃, 바람직하게는 90~130℃, 더 바람직하게는 110~120℃로 가열하면서 1~30분간 누르면, 2매의 미가황의 실리콘 고무 시트(11＇)끼리가 융착함과 아울러 경화하고, 또한 태양전지 소자 매트릭스, 투명 패널(13a) 및 백시트(13b)에 고착하게 된다. 즉, 태양전지 소자 매트릭스(14)가 투명 패널(13a) 및 백시트(13b) 사이에서 상기 실리콘 고무 조성물의 경화물인 봉지재(12)로 봉지된 상태로 된다(도 5). 이에 의해 봉지재(12)로 밀봉하게 되어, 태양전지 모듈의 단면으로부터의 수분 등의 가스의 침입을 방지할 수 있어, 내구성이 높은 태양전지 모듈을 실현할 수 있다.
마지막으로, 봉지 후의 투명 패널 및 패널 또는 백시트의 외주 단부(액자 단부)에 프레임 부재를 장착하여 태양전지 모듈을 완성한다.
이상과 같이 제조된 태양전지 모듈은 태양전지 소자 매트릭스가 실리콘 고무 경화물을 통하여 평탄한 투명 패널 및 패널 또는 백시트에 보지되게 되기 때문에, 고효율로 장기 신뢰성을 가지는 것으로 된다. 또, 본 발명에 의하면 이러한 고성능의 태양전지 모듈의 양산이 용이하게 된다.
<실시예>
이하 실시예, 비교예 및 참고예를 나타내어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기의 실시예에 제한되는 것은 아니다. 또한, 하기의 예에서 부는 질량부를 나타낸다. 또, 실온은 25℃를 나타낸다. 또, 질량평균중합도는 겔 퍼미이션 크로마토그래피(GPC) 분석에 있어서의 폴리스티렌 환산치이다.
［실시예 1］
이하의 조건으로 태양전지 모듈을 제작하였다.
먼저, 디메틸실록산 단위 99.825몰%, 메틸비닐실록산 단위 0.15몰%, 디메틸비닐실록산 단위 0.025몰%로 이루어지고, 평균중합도가 약 8,000인 오가노폴리실록산 100부, BET 비표면적 200m2/g의 건식 실리카(에어로질(Aerosil) 200(일본에어로질(주)제)) 80부, 양 말단에 실란올기를 가지고, 점도 29mPa·s(25℃)의 디메틸폴리실록산 5부를 니더로 배합하고 180℃에서 2시간 열처리하여 베이스 고무 컴파운드를 제작하였다.
다음에, 부가 경화제로서 C－25A(백금 촉매) 0.5부 및 C－25B(오가노하이드로전폴리실록산) 2.0부(모두 신에츠화학공업(주)제)를 2개 롤밀로 첨가 혼합하여 5mm 두께의 실리콘 고무 시트를 제작하였다. 또한, 얻어진 실리콘 고무 조성물의 가소도를 JIS　K6249에 준하여 측정한 바 430이었다.
다음에, 얻어진 5mm 두께의 실리콘 고무 시트를 실온에서 일본롤(주)제 캘린더 성형기로 1mm 두께의 실리콘 고무 시트로 성형한 후, 동 실온에서 이 실리콘 고무 시트의 양면에, 도 2에 나타내는 다이아몬드형 엠보스 패턴을 가지는 시트 형상의 형 부재로서 다이아몬드 엠보스 필름(이시지마화학공업(주)제, 엠보스 NEF 타입； 두께 0.15mm)을 그 엠보스면을 고무 롤러로 밀어붙여, 2매의 실리콘 고무 시트의 양면에 엠보스 가공을 하였다(이후 이 실리콘 고무 시트를 양면 엠보스 시트라고 한다). 또한, 이 형 부재의 엠보스 단위(21p)의 치수로서는 외주 일변의 길이(L)가 3.2mm, 예각으로 되는 모서리부의 각도(α)가 56도, 엠보스 볼록부(21a)의 w가 0.45mm이다.
다음에, 상기 양면 엠보스 시트의 일면의 형 부재(엠보스 필름)를 박리한 후, 그 엠보스 가공면을 수광면측의 투명 패널인 두께 3.2mm, 종횡 치수 340mm×360mm의 백판 강화 유리 기판(이하 유리 기판)에 접촉시키고, 고무 롤러로 당해 양면 엠보스 시트의 엠보스 오목부가 찌부러지지 않게 첩부하였다.
또한, 이면의 봉지 상태를 판별하기 위해 단층의 투명 PET 필름(두께 0.25mm)을 백시트로서 이용하여, 상기와 마찬가지로 하여 그 일면에, 다른 1매의 상기 양면 엠보스 시트의 일면의 형 부재(엠보스 필름)를 박리한 후, 그 엠보스 가공면을 접촉시키고, 고무 롤러로 당해 양면 엠보스 시트의 엠보스 오목부가 찌부러지지 않게 첩부하였다.
다음에, 도 11에 나타내듯이 태양전지 모듈의 구성 부재를 적층 배치하였다. 즉, 상기 유리 기판 상에 첩부한 양면 엠보스 시트의 다른 일면의 형 부재(엠보스 필름)를 박리한 후, 그 위에 태양전지 소자를 종횡 방향으로 2행 2열로 접속한 합계 4직(直)의 단결정 실리콘 태양전지 소자 매트릭스를 놓고, 또한 상기 백시트 상에 첩부한 양면 엠보스 시트의 다른 일면의 형 부재(엠보스 필름)를 박리한 후, 그 박리면(엠보스 가공면)을 아래로 하여 태양전지 소자 매트릭스 상에 놓았다.
다음에, 도 11에 나타내는 적층체를 진공 라미네이터 장치 내에 놓고 감압 진공하 110℃에서 15분간, 대기압에서 압착함으로써 태양전지 모듈 A를 제조하였다.
［비교예 1］
실시예 1에 있어서, 2매의 실리콘 고무 시트에 대해 어느 것도 양면의 엠보스 가공을 하지 않아 양면이 평평한 것을 이용한 외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 태양전지 모듈 B를 제조하였다. 또한, 그때의 진공 라미네이트 처리 전의 태양전지 모듈 구성 부재의 적층 배치 상태를 도 12에 나타낸다.
［비교예 2］
실시예 1에 있어서, 실리콘 고무 조성물에 대해, (B) 성분으로서 에어로질 200을 160부 이용한 외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 베이스 고무 컴파운드 및 5mm 두께의 실리콘 고무 시트를 제작하였다. 그러나, 얻어진 5mm 두께의 실리콘 고무 시트는 몹시 물러, 실온에서 일본롤(주)제 캘린더 성형기로 1mm 두께의 시트로 성형하려고 했지만 시트로 되지 않아 그 이후의 처리를 행할 수 없었다.
［참고예 1］
실시예 1에 있어서, 2매의 실리콘 고무 시트 중 1매를 일측면에만 실시예 1과 마찬가지의 엠보스 가공을 하고, 다른 일면은 엠보스 가공을 하지 않아 표면은 평평한 상태로 하고(이후 이 실리콘 고무 시트를 일면 엠보스 시트라고 한다), 다른 1매는 실시예 1과 마찬가지의 양면 엠보스 시트로 하였다. 상기 일면 엠보스 시트(11′)를 태양전지 소자 매트릭스(14)와 투명 패널(13a) 사이에 배치하고, 그 엠보스 가공면을 태양전지 소자 매트릭스(14)측을 향하게, 비엠보스 가공면(평평한 면)을 투명 패널(13a)측을 향하게 적층한 외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 태양전지 모듈 C를 제조하였다. 그때의 진공 라미네이트 처리 전의 태양전지 모듈 구성 부재의 적층 배치 상태를 도 13에 나타낸다.
［참고예 2］
실시예 1에 있어서, 2매의 실리콘 고무 시트 중 1매를 일면 엠보스 시트(11′)로 하고, 다른 1매를 실시예 1과 마찬가지의 양면 엠보스 시트(11)로 하여, 상기 일면 엠보스 시트(11′)를 태양전지 소자 매트릭스(14)와 투명 패널(13a) 사이에 배치하고, 그 비엠보스 가공면(평평한 면)을 태양전지 소자 매트릭스(14)측을 향하게, 엠보스 가공면을 투명 패널(13a)측을 향하게 적층한 외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 태양전지 모듈 D를 제조하였다. 그때의 진공 라미네이트 처리 전의 태양전지 모듈 구성 부재의 적층 배치 상태를 도 14에 나타낸다.
［참고예 3］
실시예 1에 있어서, 2매의 실리콘 고무 시트 중 1매를 일면 엠보스 시트(11′)로 하고, 다른 1매를 실시예 1과 마찬가지의 양면 엠보스 시트(11)로 하여, 상기 일면 엠보스 시트(11′)를 태양전지 소자 매트릭스(14)와 백시트(13b) 사이에 배치하고, 그 엠보스 가공면을 태양전지 소자 매트릭스(14)측을 향하게, 비엠보스 가공면(평평한 면)을 백시트(13b)측을 향하게 적층한 외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 태양전지 모듈 E를 제조하였다. 그때의 진공 라미네이트 처리 전의 태양전지 모듈 구성 부재의 적층 배치 상태를 도 15에 나타낸다.
［참고예 4］
실시예 1에 있어서, 2매의 실리콘 고무 시트 중 1매를 일면 엠보스 시트(11′)로 하고, 다른 1매를 실시예 1과 마찬가지의 양면 엠보스 시트(11)로 하여, 상기 일면 엠보스 시트(11′)를 태양전지 소자 매트릭스(14)와 백시트(13b) 사이에 배치하고, 그 비엠보스 가공면(평평한 면)을 태양전지 소자 매트릭스(14)측을 향하게, 엠보스 가공면을 백시트(13b)측을 향하게 적층한 외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 태양전지 모듈 F를 제조하였다. 그때의 진공 라미네이트 처리 전의 태양전지 모듈 구성 부재의 적층 배치 상태를 도 16에 나타낸다.
실시예 1, 비교예 1 및 참고예 1~4에 있어서, 각 태양전지 모듈의 실리콘 고무 경화물에 의한 봉지 상태를 관찰하였다.
표 1에 그들의 평가 관찰 결과를 나타낸다. 또한, 봉지 평가에 있어서는 태양전지 모듈의 투명 패널(13a) 및 백시트(13b)를 외측으로부터 눈으로 관찰하여, 각각의 면의 면적 전체에 있어서의 기포에 의해 생긴 미봉지 부분(공극)의 면적의 비율이 1% 미만인 상태를 「○」, 1% 이상 5% 미만인 상태를 「△」, 5% 이상인 상태를 「×」로 판정하였다.
Figure pat00002
［실시예 2］
디메틸실록산 단위 99.825몰%, 메틸비닐실록산 단위 0.15몰%, 디메틸비닐실록산 단위 0.025몰%로 이루어지고, 평균중합도가 약 8,000인 오가노폴리실록산 100부, BET 비표면적 200m2/g의 건식 실리카　Aerosil 200(일본에어로질(주)제) 80부, 양 말단에 실란올기를 가지고, 점도 29mPa·s(25℃)의 디메틸폴리실록산 5부를 니더로 배합하고 180℃에서 2시간 열처리하여 베이스 고무 컴파운드를 제작하였다.
다음에, 부가 경화제로서 C－25A(백금 촉매) 0.5부 및 C－25B(오가노하이드로전폴리실록산) 2.0부(모두 신에츠화학공업(주)제)를 2개 롤밀로 첨가 혼합하여 5mm 두께의 고무 컴파운드 시트를 제작하였다.
다음에, 얻어진 5mm 두께의 고무 컴파운드 시트를 실온에서 일본롤 주식회사제 캘린더 성형기로 1mm 두께의 시트로 성형한 후, 동 실온에서 시트의 양면에 이시지마화학공업주식회사제의 다이아몬드 엠보스 필름(엠보스 NEF 타입； 두께 0.15mm)을 보호 필름으로서 그 엠보스 롤면으로 끼워 미가황의 실리콘 고무 시트(10)를 양면에서 보호하였다.
다음에, 상기 미가황의 실리콘 고무 시트의 일면의 엠보스 필름을 박리한 후, 두께 3.2mm, 340mm×360mm의 백판 강화 유리 기판(이하 투명 패널(13a)) 상에 실리콘 고무 시트 노출면이 유리판에 마주보도록 포갠 상태에서, 한 쌍의 실리콘 고무 롤러(압착 롤러)로 압착하여, 간극 없이 유리 기판에 미가황의 실리콘 고무 시트(10h)를 첩부하였다. 그 후 남는 엠보스 필름을 미가황의 실리콘 고무 시트(10)의 표면으로부터 벗겨 적층체(130a)를 얻었다.
또한, 이면의 봉지 상황을 판별하기 위해 두께 0.3mm, 340mm×360mm의 단층의 투명 PET 필름을 백시트(13b)로서 이용하여, 상기와 마찬가지로 하여 그 일면에, 상기 엠보스 필름으로 보호된 미가황의 실리콘 고무 시트의 일면의 엠보스 필름을 박리한 후, 투명 PET 필름 상에 실리콘 고무 시트 노출면이 투명 PET 필름에 마주보도록 포갠 상태에서, 한 쌍의 실리콘 고무 롤러(압착 롤러)로 간극 없이 투명 PET 필름(백시트(13b))에 실리콘 고무 시트(10h)를 첩부하였다. 그 후 남는 엠보스 필름을 미가황의 실리콘 고무 시트(10)로부터 벗겨 적층체(130b)를 얻었다.
다음에, 도 7에 나타내듯이, 상기 적층체(130a)를 정반(51) 상에 실리콘 고무 시트(10)가 위로 되도록 놓고, 이 실리콘 고무 시트(10)의 표면에 엠보스 가공 롤러(52)의 롤러 외주면을 밀어붙이면서 회전 이동시켜 당해 실리콘 고무 시트(10) 표면에 엠보스 모양(요철 패턴)을 전사시켜, 투명 패널(13a)의 일면에 소정 패턴의 요철을 가지는 실리콘 고무 시트(11＇)가 첩부된 제1적층체(131)를 얻었다. 또한, 엠보스 가공 롤러(52)는 직경 40mm, 길이 400mm의 스테인리스강제의 롤러로서, 그 외주면에 도 2 (a)에 나타내는 다이아몬드형의 엠보스 패턴으로서 그 홈의 고저차를 0.3mm로 한 요철 패턴을 형성한 것이다.
또, 직경 40mm, 길이 400mm의 실리콘 고무제의 지지 롤러와, 상기 엠보스 가공 롤러(52)를 양자의 이간 거리 1.15mm로서 대향하여 배치하고, 엠보스 가공 롤러(52)를 회전 구동시키면서, 상기 적층체(130b)를 실리콘 고무 시트(10)가 엠보스 가공 롤러(52)측으로 되도록 지지 롤러 엠보스 가공 롤러(52) 사이에 삽입하여 당해 실리콘 고무 시트(10) 표면에 엠보스 모양(요철 패턴)을 전사시켜, 백시트(13b)의 일면에 소정 패턴의 요철을 가지는 실리콘 고무 시트(11＇)가 첩부된 제2적층체(132)를 얻었다.
상기 제1적층체(131)의 실리콘 고무 시트(11＇)의 표면에, 태양전지 소자를 종횡 방향으로 2행 2열로 직렬 접속한 합계 4직의 단결정 실리콘 태양전지 소자 매트릭스를 놓고, 또한 상기 제2적층체(132)를 그 실리콘 고무 시트(11＇)가 태양전지 소자 매트릭스를 덮도록 놓았다.
다음에, 상기 적층체(도 10)를 진공 라미네이터 장치 내에 놓고, 감압 진공하 110℃에서 3분간 진공 흡입을 행하고, 대기압하에서 12분간 압착함으로써 태양전지 모듈 G를 제조하였다.
［비교예 2］
실시예 2에 있어서, 1mm 두께의 실리콘 고무 시트(10)를 340mm×360mm의 백판 강화 유리 기판(투명 패널(13a))에 첩부 처리하지 않고 놓고, 다음에 이 실리콘 고무 시트(10)의 표면에, 태양전지 소자를 종횡 방향으로 2행 2열로 직렬 접속한 합계 4직의 단결정 실리콘 태양전지 소자 매트릭스를 놓고, 또한 1mm 두께의 실리콘 고무 시트(10)를 당해 태양전지 소자 매트릭스를 덮도록 놓고, 마지막에 이 실리콘 고무 시트(10) 상에 두께 0.3mm, 340mm×360mm의 단층의 투명 PET 필름(백시트(13b))을 놓았다.
다음에, 이 가적층체를 진공 라미네이터 장치 내에 놓고, 감압 진공하 110℃에서 3분간 진공 흡입를 행하고, 대기압하에서 12분간 압착함으로써 태양전지 모듈 H를 제조하였다.
실시예 2, 비교예 2에 있어서, 각 태양전지 모듈의 실리콘 고무 시트 경화물에 의한 봉지 상태를 관찰하였다.
표 2에 그들의 평가 관찰 결과를 나타낸다. 또한, 봉지 평가에 있어서는 태양전지 모듈을 외측으로부터 눈으로 관찰하여, 투명 패널(13a)과 표면측 실리콘 고무 시트 경화물 사이, 표면측 실리콘 고무 시트 경화물과 태양전지 소자 매트릭스 사이, 태양전지 소자 매트릭스와 이면측 실리콘 고무 시트 경화물 사이, 이면측 실리콘 고무 시트 경화물과 백시트(13b) 사이 각각에 있어서의 공극의 유무 및 공극이 있는 경우에는 그 크기(공극을 구형으로서 본 경우의 최대의 직경)를 관찰하였다. 여기서, 공극이 없는 경우는 「○」, 공극이 있는 경우이고 그 크기(최대의 직경)가 5mm 미만인 것밖에 없는 경우에는 “약간 있음”으로서 「△」, 공극의 크기(최대의 직경)가 5mm 이상인 것이 있는 경우에는 “있음”으로서 「×」로 판정하였다.
Figure pat00003
실시예 2에서는 진공 라미네이트 처리 전에 실리콘 고무 시트를 투명 패널 및 백시트에 간극 없이 밀착하여 첩부해 둠으로써 공극의 발생 없이 경화시킬 수가 있다. 또, 실시예 2에서는 실리콘 고무 시트의 태양전지 소자 매트릭스에 대향하는 면에 엠보스 가공을 함으로써, 진공 라미네이트 처리에 있어서 단시간의 진공 흡입으로 실리콘 고무 시트 경화물과 태양전지 소자 매트릭스 사이에 공극의 발생 없이 경화시키는 것이 가능하다.
또한, 지금까지 본 발명을 도면에 나타낸 실시형태를 가지고 설명해 왔지만, 본 발명은 도면에 나타낸 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 다른 실시형태, 추가, 변경, 삭제 등 당업자가 생각해 낼 수 있는 범위 내에서 변경할 수 있고, 어느 태양에 있어서도 본 발명의 작용 효과를 가져오는 한 본 발명의 범위에 포함되는 것이다.
10　실리콘 고무 시트 10h　보호 시트 부착 실리콘 고무 시트
10r　실리콘 고무 시트 롤
11　양면 엠보스 시트(양면에 엠보스가 부여된 실리콘 고무 시트)
11′　일면 엠보스 시트(일면에 엠보스가 부여된 실리콘 고무 시트)
11a　엠보스 볼록부 11b　엠보스 오목부
12　봉지재 13a　투명 패널
13b　백시트 13br　백시트 롤
14　태양전지 소자 매트릭스 20　형 부재
21　엠보스 패턴 21a　엠보스 볼록부
21b　엠보스 오목부 21p　엠보스 단위
22　보호 시트 22r　보호 시트 롤
30　글래스 라미네이터 31　반송 롤러
32, 42 압착 롤러 40　필름 라미네이터
41, 61 지지 롤러 51　정반
52, 62 엠보스 가공 롤러 130a, 130b　적층체
130br　적층체 롤 131　제1적층체
132　제2적층체 132r　제2적층체 롤

Claims (17)

  1. 투명 패널과 패널 사이, 또는 투명 패널과 백시트 사이에 복수의 태양전지 소자가 매트릭스 형상으로 배치되고 서로 전기 접속되어 이루어지는 태양전지 소자 매트릭스를 수지 봉지하여 태양전지 모듈을 제조하는 태양전지 모듈의 제조 방법에 있어서,
    (공정 1) 투명 패널의 일면에 밀러블 타입(millable type)의 실리콘 고무 조성물로 이루어지는 미가황의 실리콘 고무 시트가 첩부되어 이루어지고, 당해 실리콘 고무 시트의 표면에 소정 패턴의 요철을 가지는 제1적층체를 준비하는 공정과,
    (공정 2) 패널 또는 백시트의 일면에 밀러블 타입의 실리콘 고무 조성물로 이루어지는 미가황의 실리콘 고무 시트가 첩부되어 이루어지고, 당해 실리콘 고무 시트의 표면에 소정 패턴의 요철을 가지는 제2적층체를 준비하는 공정과,
    (공정 3) 상기 제1적층체와 제2적층체를 서로의 실리콘 고무 시트의 요철면을 대향시켜 배치함과 아울러, 그 사이에 태양전지 소자 매트릭스를 배치하고, 그 상태에서 감압하고, 상기 제1적층체 및 제2적층체를 가열하면서 눌러 실리콘 고무 시트를 경화시켜 상기 태양전지 소자 매트릭스를 봉지하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공정 1은, 상기 실리콘 고무 조성물로 이루어지는 미가황의 실리콘 고무 시트의 적어도 일면에 엠보스 가공을 하는 공정과, 투명 패널의 일면에 상기 엠보스 가공한 실리콘 고무 시트를 적어도 첩부 반대면측이 엠보스 가공면으로 되도록 첩부하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공정 2는, 상기 실리콘 고무 조성물로 이루어지는 미가황의 실리콘 고무 시트의 적어도 일면에 엠보스 가공을 하는 공정과, 패널 또는 백시트의 일면에 상기 엠보스 가공한 실리콘 고무 시트를 적어도 첩부 반대면측이 엠보스 가공면으로 되도록 첩부하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 실리콘 고무 시트의 양면에 엠보스 가공을 하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 엠보스 가공은 표면에 요철을 설치한 시트 형상의 형 부재를 실리콘 고무 시트의 양면에 밀어붙여 행하는 것인 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 엠보스 가공 후, 실리콘 고무 시트의 어느 일면측의 형 부재를 박리하여 그 면을 엠보스 구조의 오목 부분을 찌부러뜨리지 않게 투명 패널, 패널 또는 백시트에 첩부하고, 다음에 실리콘 고무 시트의 반대면측의 형 부재를 박리한 후에 상기 공정 3을 행하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 공정 1은, 투명 패널의 일면에 상기 실리콘 고무 조성물로 이루어지는 미가황의 실리콘 고무 시트를 첩부하는 공정과, 상기 투명 패널에 첩부한 실리콘 고무 시트 표면에 엠보스 가공을 하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
  8. 제1항 또는 제7항에 있어서,
    상기 공정 2는, 패널 또는 백시트의 일면에 상기 실리콘 고무 조성물로 이루어지는 미가황의 실리콘 고무 시트를 첩부하는 공정과, 상기 패널 또는 백시트에 첩부한 실리콘 고무 시트 표면에 엠보스 가공을 하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 투명 패널, 패널 또는 백시트에의 실리콘 고무 시트의 첩부는 압착 롤러를 가지는 라미네이터 장치를 이용하여 행하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투명 패널, 패널 또는 백시트에의 실리콘 고무 시트의 첩부는 감압하에서 행하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 엠보스 가공은 표면에 요철을 설치한 롤을 형 부재로서 실리콘 고무 시트에 밀어붙여 행하는 것인 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리콘 고무 시트의 두께가 0.3~2mm인 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공정 3은, 상기 제1적층체 또는 제2적층체의 실리콘 고무 시트 상에 태양전지 소자 매트릭스를 놓고, 상기 제1적층체와 제2적층체를 실리콘 고무 시트를 내측으로 하여 포개고, 감압하에서 가열하면서 눌러 실리콘 고무 시트를 경화시켜 상기 태양전지 소자 매트릭스를 봉지하는 공정인 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공정 3의 가열 온도는 70~150℃인 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 백시트는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 필름의 양면을 불화비닐수지 필름으로 피복한 복합 시트인 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리콘 고무 조성물은
    (A) 성분으로서 하기 평균 조성식 (I)
    　R1 aSiO(4－a)/2　　　　　　　(I)
    (식 중 R1은 동일 또는 이종의 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소기를 나타내고, a는 1.95~2.05의 양수이다)
    로 표시되는 1분자 중에 알케닐기를 적어도 2개 가지는 중합도가 100 이상인 오가노폴리실록산　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 100질량부,
    (B) 비표면적이 50m2/g 이상인 보강성 실리카　　　　　　　 10~150질량부,
    (C) 경화제　　　　　　　　　　　　　　　　 (A) 성분을 경화시키는 유효량
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 (C) 성분은 오가노하이드로전폴리실록산과 히드로실릴화 반응 촉매의 조합, 또는 유기 과산화물인 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
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