WO1997007549A1 - Solar cell module and its manufacturing method - Google Patents

Description

明 細 書

太陽電池モジュールおよびその製造法 技術分野

本発明は太陽電池モジュールおよびその製造法、 更に詳しくは、 太陽電 池パネルを適当なフレームに取付けたことから成り、 特に該取付用接着剤 として特定の湿気硬化性ホッ トメルト型接着剤を用いたことにより、 必ず しもブライマーを用いることなく接着ができ、 しかも耐候性などの耐久性 に優れ、 かつ電池機能の信頼性および品質に優れた太陽電池モジュール、 および簡便かつ迅速に作業しうるその製造法に関する。

背景技術

近年、 地球環境保全の立場から太陽電池利用への関心が高まってきてい る。 この太陽電池は、 モジュールとして屋外に配置される場合が多く、 か かる太陽電池モジュ一ルは一般に、 透光板の受光面と反対面に太陽電池素 子を配設してなる太陽電池パネルと、 該太陽鼋池パネルの取付用フレーム とで構成される。 ここで、 取付用フレームとしては、 たとえば太陽電池パ ネルの周辺端部に対し、 四方から嵌合しうる 4つの枠体を持つタイブのも のが多用されているが、 この場合、 4つの枠体をそれぞれ太陽電池バネル の端部に嵌め込み、 これら 4つの枠体をネジ止め等の方法で相互に固定し てフレームを構成しなければならず、 組立てに手間がかかるという問題が ぉ た

また、 太陽罨池パネルと枠体を固着するためシール材が介在されるが、 シール材の厚みのバラツキによっては、 フレームの、 ひいては太陽電池モ ジュ一ル全体の外形寸法が歪むという事態を招く。

—方、 上記シール材としては、 水分を遮断し （比較的に水蒸気透過が少 ない） 、 かつ安価であることから、 ブチルゴム系が用いられているが、 熱 により钦化、 たとえば太陽電池モジュールの熱帯地への梱包輸送時に、 高 温、 荷重下でブチルゴムが钦化流動を起こし、 パネルが自重で沈降してし まうことがある。 このため、 ブチルゴ厶系シール材に近接して、 パネルの 下面と枠体の間隙部に弾性部材を充填することにより、 パネルの沈降を防 止したり （実開平 3— 1 0 5 6 0号公報参照） 、 あるいはプチルゴム系シ ール材に加えて、 耐候性、 耐熱性を付与するためシリコーン系シール材を 併用する方法 （実開平 4一 1 3 0 4 5 7号公報参照） が採用されている。 しかし、 前者の弾性部材の充填法でも、 依然ブチルゴム系シール材が钦化 してフレームから露出して外観を損なわしめ、 結局は雨水等の浸入を許す 結果、 電池機能を阻害することになる。 また、 後者のシリコーン系シール 材の併用法では、 該シリコーン系シール材は湿気硬化性を有するが、 常温 ペースト状であるため、 塗布後硬化するまでの間、 組立て後の状態で数時 間〜数日間の養生硬化が必要であり、 未硬化状態における移動 ·段積み時 などの僅かな振動によっても、 パネルとフレーム間でズレが発生すること がある。

そこで、 本発明者らは、 上記フレーム構造による駔立て手間の問題や外 形寸法の歪み並びにプチルゴ厶系シール材に関連する上記改善シール法で の品質上および製造工程上の問題を解決すべき鋭意研究を進めたところ、 太陽電池バネルの端部全周にわたって設けられ、 透光板の受光面と反対面 を支持する突片を具備し、 かつ透光板の受光面を開放状態とするフレーム を使用し、 かつ太陽電池パネルの該フレームへの取付用接着剤として、 ポ リヒ ドロキシ化合物と過剰量のポリイソシァネート化合物とを反応させて 得られるウレタンプレボリマーを主成分とする湿気硬化性ホッ トメル卜型 接着剤を使用すれば、 上述の問題点を悉く解消した太陽電池モジュールが 製造されることを見出し、 該太陽電池モジュールおよびその製造法につい て特許出願中である （特願平 6— 1 5 5 6 2 3号参照） 。

発明の開示

しかして、 かかる特許出願中の発明において、 使用する取付用接着剤に ついてさらに検討を進めた結果、 1分子中に少なくとも 2つの加水分解性 シリル基を含有するポリマーを主成分とする湿気硬化性ホッ 卜メル卜型接 着剤を使 ¾すれば、 太陽電池パネルおよびフレームに対する接着性を向上 するためのブライマーを使用しなくとも、 良好な接着性が得られ、 かつ硬 化物性面での耐候性や耐久性の向上が認められ、 本発明を完成させるに至つ た。

すなわち、 本発明は、 透光板の受光面と反対面に太陽電池素子を配設し てなる太陽電池パネル、 および該太陽電池パネルの端部全周にわたって設 けられ、 透光板の受光面と反対面を支持する突片を具備し、 かつ透光板の 受光面を開放状態とするフレームから成り、 上記太陽電池パネルをフレー ムの突片上に、 1分子中に少なく とも 2つの加水分解性シリル基を含有す るポリマーを主成分とする湿気硬化性ホッ トメル卜型接着剤で接着固定し たことを特徴とする太陽電池モジユール、 並びに前記フレームの突片上に、 1分子中に少なくとも 2つの加水分解性シリル基を含有するポリマーを主 成分とする湿気硬化性ホッ トメルト型接着剤を溶融塗布する工程、 および 該フレームの溶融塗布した突片上に太陽電池パネルを载置した後、 冷却固 化によって上記ホッ トメルト型接着剤の初期接着強度を発現させると共に、 湿気硬化により完全固化させて、 フレームの突片上に太陽電池パネルを接 着固定する工程から成ることを特徴とする太陽鼋池モジュールの製造法を 提供するものである。

本発明で用いる湿気硬化性ホッ トメルト型接着剤の主成分ポリマーであ る 1分子中に少なくとも 2つの加水分解性シリル基を含有するボリマーと しては、. 具体的に 2種のものに大別され、 その内容は以下の通りである。 (A) イソシァネート基と反応しうる官能基としてヒ ドロキシル基、 メ ルカブト基またはモノ置換もしくは非置換のアミ ノ基を少なく とも 2つ有 し、 そして該官能基とのゥレタン結合もしくはゥレア結合を介して 1分子 中に少なく とも 2つの加水分解性シリル基を導入したポリマー。

該ポリマー（A)は、 出発ポリマーとしてイソシァネー ト基と反応しうる 官能基、 すなわち、 ヒ ドロキシル基（OH：)、 メルカプト基（SH)またはモ ノ置換もしくは非置換のアミノ基 （NHR、 ここで Rは H、 アルキル基、 フユニル基等） を少なくとも 2つ有するポリマー （通常、 分子量 1000 〜 50000、 好ましくは 3000〜 30000) を用い、 該出発ポリマ 一 （OH含有ポリマー、 SH含有ポリマー、 NHR含有ポリマー） の官能 基に対して過剰量のジイソシァネー 卜化合物 （たとえばトリ レンジイソシ ァネー ト、 4, 4'ージフエニルメタンジイソシァネー ト、 キシリ レンジィ ソシァネー ト、 ナフチレンジイソシァネー ト、 パラフェニレンジィソシァ ネー 卜、 テトラメチルキシリ レンジィソシァネート、 へキサメチレンジィ ソシァネー 卜、 ジシクロへキシルメタンジイソシァネート、 イソフエロン ジイソシァネー 卜、 リ ジンジイソシァネー ト、 水添キシリ レンジイ ソシァ ネート、 シクロへキシルジイソシァネー ト、 トリジンジイソシァネートな ど） を反応させて遊離のイソシァネート基（NCO)を形成し、 次いで該 N COに対して、 反応しうる官能基を有するアルコキシシラン （たとえばァ ーァミ ノプロビルトリメ トキシシラン、 7—アミノブ口ピルトリエトキン シラン、 ァーアミノブ口ピルメチルジメ トキシシラン、 N—アミ ノエチル ァミ ノプロピル卜リメ トキシシラン、 N—アミ ノエチルァミ ノブ口ピルメ チルジメ トキシシラン、 1, 3—ジアミノイソプロビルト リメ トキシシラ ン、 ァ一 N—フエニルァミ ノプロビルト リメ トキシシラン、 ビス（トリメ トキシシリルブロピル）ァミン、 ァーゥレイ ドブロピル卜リメ トキシシラ ン、 7—ヒ ドロキシプロビルトリメ トキシシラン、 ァーメルカブ卜プロビ ルトリメ トキシシラン、 ァーメルカプトプロピルメチルジメ トキシシラン 等） を約当量乃至過剰に反応させることによって加水分解性シリル基を導 入するか；または該出発ポリマーの官能基に対してィソシァネートアルコ キシシラン （たとえばイソシァネートプロピルトリエトキンシラン、 イソ シァネートプロビルトリメ トキシシラン、 イソシァネートプロピルメチル ジメ トキシンラン、 イソシァネート トリメ トキシシラン、 ジイソシァネー トジメ トキシシラン等） を約当量乃至過剰に反応させることによって加水 分解性シリル基を導入することにより製造することができる。

なお、 上記出発ポリマーの中で、 〇H含有ボリマーとしては、 水または エチレングリコール、 プロピレングリコール、 グリセリン、 トリメチロー ルプロパン、 ペンタエリスリ トール、 ソルビトール、 ショ糖などの多価ァ ルコールに、 プロピレンォキサイ ドまたはプロピレンォキサイ ドと他のァ ルキレンォキサイ ド （エチレンォキサイ ドなど） とを付加重合して得られ るボリエーテルポリオール類； ポリエチレングリコール（PEG )、 ポリブ ロビレングリコール（P P G)、 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， へキンレングリコールなどのオリゴグリコール 等のポリアルキレングリコール類： ポリテトラメチレンエーテルダリコー ル類； ポリカブロラク トンポリオール類；ポリエチレンアジぺートのよう なポリエステルポリオ一ル類；ポリブタジエンポリオ一ル類およびその水 添物； ヒマシ油のような OH含有高級脂肪酸エステル類が挙げられる。 上記 SH含有ポリマーとしては、 式：

HS-CR!-S · S)n-R!-SH

(式中、 R,は一 C₂H₄—、 一 C₃H₆—、 一 C₂H₄— 0— C₂H₄—、 一 C₂H₄—〇一CH₂—〇一C₂H₄—、 一 C₃H₆— O— C₃H₆— 0— C₃H₆ 一、 または一 C₂H₄— 0— (C₂H₄— 0)い ₃₀— C₂H₄—；および nは 2〜 50である）

で示され、 一般に透明コハク色で常温液体乃至粘稠液状物の液状ポリサル フアイ ドポリマーが挙げられる。 たとえば、 東レ ·チォコール (株)製の式

HS -(C₂H₄OCH₂0 C₂H₄S S)n-C₂H₄0 CH₂0 C₂H₄ - SH で示される、 平均分子量 4000の、 商品名「チォコール LP— 2」、 「同 LP— 12」、 「同 L P— 32 J等、 また同社商品名「チォコール L P— 31」 (平均分子量 7500) がある。

上記 NHR含有ポリマーとしては、 たとえばテキサコ（TEX CO)社製 の商品名「ジェファーミ ン（ J EFF AM I NE)D— 230」、 「同 D— 4 00」、 「同 T- 403」、 「同 EDR— 148」等が市販されている （なお、 かかる市販品の構造は、 H₂N— PPG— NH₂で示される） 。

(B) アクリル酸エステル単量体の少なくとも 1種と、 ビニルアルコキ シシランおよび（メタ）ァクリロキシアルコキシシランの群から選ばれる少 なくとも 1種と、 連鎖移動剤としてメルカブトアルコキシシランの少なく とも 1種とのラジカル共重合によって得られる 1分子中に少なくとも 2つ のアルコキシシリル基を含有するポリマー。

該ポリマー（B)は、 アクリル酸エステル単量体 （たとえばェチルァクリ レート、 プロビルァクリレート、 n—ブチルァクリレート、 イソプチルァ クリレート、 アミルァクリ レート、 へキシルァクリレート、 2—ェチルへ キシルァク リ レート、 シクロへキシルァク リ レート、 π—才クチルァク リ レート等の炭素数 2〜8の直鎖、 分枝鎖および脂環状アルキルエステル類 が好ましい） の少なくとも 1種と、 ビニルアルコキシシラン （たとえばビ ニルト リメ 卜キシシラン、 ビニルメチルジメ トキシシラン、 ビニルト リエ トキシンラン、 ビニルジメチルメ トキシシラン、 ビニルトリス （ ーメ ト キシエトキン） シラン等） および（メタ）ァクリロキシアルコキシシラン （た とえばァーメタクリロキシプロビルト リメ 卜キシシラン、 ァーメタク リロ キンプロピルメチルジメ トキシンラン、 7一ァク リロキシプロピルトリメ トキシシラン等） の群から選ばれる少なく とも 1種とを、 連鎖移動剤とし てメルカプトアルコキシンラン （たとえば 7—メルカプトプロピルメチル ジメ トキシシラン、 ァーメルカプトプロビル卜リメ トキシシラン等） の少 なく とも 1種の存在下、 ラジカル重合開始剤 （たとえばな， α '—ァゾビス ィソブチロニ トリル、 a '—ァゾビスィソバレロ二トリル、 過酸化ベン ゾィル、 メチルェチルケトンパーォキシ ド等） を用いて公知の重合法、 塊 状重合、 溶液重合などの手法でラジカル共重合、 またはレ ドックス触媒 （た とえば遷移金属塩、 ァミン等と過酸化物系ラジカル重合開始剤の組合せ） を用いてレ ドックス重合を行うことによつて製造することができる。

この場合、 ァクリル酸エステル単量体 1モル当りメルカプトアルコキシ シラン （連鎖移動剤） 0 . 0 0 1〜0 . 0 5モル （特に 0. 0 0 2〜0. 0 3 モル） を用い、 またメルカブトアルコキシンラン 1モル当り ビニルアルコ キシシランおよび/または（メタ）ァクリロキシアルコキシシラン 0 . 4〜 2. 0モルを用いればよい。

さらにまた、 上記アク リル酸エステル単量体の一部に代えて、 通常 2 0 〜5 0モル％以下の割合でァクリル酸エステル単量体と共重合しうる他の 単量体、 たとえばメタク リル酸エステル類 （メチルメタク リ レート、 ェチ ルメタク リ レー卜、 η—ブチルメタク リ レー ト、 ィソブチルメタク リ レー 卜、 2—ェチルへキシルメ タク リ レー ト、 ラウリルメタク リ レート、 トリ デシルメタク リ レー ト、 ベンジルメタク リ レー ト、 シク口へキシルメタク リ レー 卜、 テトラヒ ドロフルフリルメタク リ レー 卜、 2—ヒ ドロキシェチ ルメタク リ レー ト、 2—ヒ ドロキンプロピルメタク リ レート、 グリシジル メタク リ レー 卜、 2—メ 卜キシェチルメタクリ レー 卜、 2—ェトキシェチ ルメタク リ レー ト、 ジメチルァミ ノェチルメタク リ レー トなど） 、 前記 外のァクリル酸エステル類 （メチルァク リ レー 卜、 グリ シジルァクリ レー ト、 2—ヒ ドロキンェチルァクリ レート、 2—ヒ ドロキシプロピルァクリ レー ト、 ジメチルアミノエチルァク リ レー 卜など） 、 ビニルメチルジクロ ロシラン、 ァーメタクリロキシプロピルメチルジクロロシラン、 ァ一ァク リ口キンプロピルト リクロロンラン、 メルカプト基含有ァク リル系モノマ 一 [ヒ ドロキンェチル（メタ）ァクリ レー トとチォグリコール酸との等モル 反応物など]、 ィソシァネー ト基含有ァクリル系モノマー [メタクリロイル イソシァネー ト、 ァクリロイルェチルイソシァネー トなど]、 その他、 （メ タ）アク リル酸、 酢酸ビニル、 プロビオン酸ビニル、 バーサティ ック酸ビ ニル [シ 1ル化学 (株）製の商品名「ベォバ」]、 塩化ビニル、 ビニルアルコー ル、 アクリロニトリル、 スチレン、 （メタ）ァク リル酸アミ ド、 N—メチロ ールアクリル酸アミ ド、 N, N -ジメチル（メタ）ァリルァミ ン、 ビニルビ リジン、 無水マレイン酸、 ビニルピロリ ドン等を併用されてよい。

本発明で用いる湿気硬化性ホッ トメルト型接着剤 （以下、 湿気硬化 HM Aと称す） は、 上述のポリマ一 (A)または（B )を主成分とし、 通常これに 必要に応じて熱可塑性重合体、 充填剤および可塑剤を配合し、 さらに適当 な添加剤、 たとえば粘度調整用溶剤、 硬化触媒、 粘着付与剤、 軟化剤、 揺 変剤 （ベントン、 無水ゲイ酸、 ゲイ酸誘導体、 尿素誘導体など〉 、 染顔料、 老化防止剤、 紫外線吸収剤、 難燃剤、 ンラン化合物、 脱水剤等を配合する ことにより構成され、 常温で固形乃至半固形を呈し、 通常 7 0〜1 0 0 °C の加熱によって流動可能なペースト状あるいは液状となる。 かかる加熱溶 融後、 常温に?令却すると、 固化して初期接着強度を発現し、 そして大気中 の湿気硬化により完全な固化状態に達し、 特に接着性に優れ、 耐候性、 耐 熱性などの耐久性に極めて優れた硬化物を形成することができる。

上記熱可塑性重合体は、 湿気硬化 HMAの凝集力を向上させ、 初期接着 強度の発現向上に寄与すると共に、 湿気硬化 HM Aのガラス転移温度を低 下させて低温弾性を付与し、 かつ低温から高温への物性変化を少なくする ことができ、 さらに湿気硬化 HMAのコスト低減にも寄与する。 かかる熱 可塑性重合体の好適例としては、 多官能の環含有活性水素含有化合物 （た とえば分子量 4 0 0〜2 0 0 0の、 ビスフユノール樹脂、 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、 フエ ノール樹脂、 テルペンフヱノール樹脂、 ロジン榭脂、 ポリエステル樹脂等） およびジオール類 （たとえばエチレングリ コール、 1 , 4—ブタンジォー ル、 1 . 6—へキサンジオール、 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ォ ール、 ボリアク リルジオール、 ポリオキシアルキレンジオール、 ポリオキ シアルキレン付加ビスフエノール等） またはトリオール類 （たとえばトリ 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、 ポリオキン アルキレント リオール等） に対し、 過剰量のポリイソシァネー ト化合物 [た とえば 2. 4—または 2 , 6—トリ レンジイソシァネー ト、 4 , 4 'ージフエ ニルメタンジイソシァネー ト（MD I )、 1 , 3—または 1 , 4一キシリレン ジイソシァネー ト、 1 . 5一ナフタレンジイソシァネート、 イソフュロン ジイソシァネー ト、 へキサメチレンジィソシァネ一 ト、 テ トラメチレンジ イソシァネー ト、 ジメチルジフエニルメ タンジイソシァネー ト、 シクロへ キシルメタンジイソシァネー ト、 p—フエ二レンジイソシァネート、 これ らのポリィソシァネー卜のトリメチロールプロパン付加物、 またはポリィ ソシァネー卜重合体、 特に MD Iが好ましい]を反応させて得られるもの (通常、 融点 7 0〜1 0 0 °C) が挙げられ、 たとえば (株)東洋化学研究所 から商品名「熱可塑性樹脂トーョーエースじ一 B」で市販されている - かかる好適な熱可塑性重合体は、 分子中にゥレタン結合および環化合物 が導入されており、 これによつ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ゥレタン結合による極性によって、 特に主成分ポリマー（A)との相溶性が良好となる。 なお、 これ以外にも他 の熱可塑性重合体として、 ポリウレタン樹脂、 ポリエステル樹脂、 ポリオ レフィ ン榭脂、 ポリアクリル樹脂、 エチレン一酢酸ビニル共重合体、 スチ レン系樹脂、 ポリ塩化ビニル樹脂、 ポリアミ ド樹脂、 ゴム類等を使^する ことができ、 この中で特にエチレン一酢酸ビニル共重合体が好ましい。 な お、 主成分ポリマー（B )の場合には、 重合成分および重合度を調整すれば、 熱可塑性重合体を併用しなくてもよい。

上記充填剤としては、 たとえばケィ酸誘導体、 タルク、 金属粉、 炭酸力 ルンゥム、 クレー、 カーボンブラック等が挙げられる。

上記可塑剤としては、 たとえばジブチルフタレート、 ジォクチルフタレ 一卜、 ジンクロへキシルフ夕レー ト、 ジイソォクチルフタレー ト、 ジイソ デシルフタレ一卜、 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ェー ト、 エポキシ系可塑剤、 トルエン一スルホアミ ド、 クロ口パラフィ ン、 アジピン酸エステル、 ヒマシ油等が挙げられる。

以上の配合成分から成る湿気硬化 HMAにおいて、 通常、 主成分ポリマ 一（A)または（B )の含有量は 2 0〜6 0 % (重量％、 以下同様） 、 好まし くは 3 0 ~ 5 0 %に選定すればよく、 また熱可塑性重合体では 5 0 %以下、 充填剤では 5 0 %以下、 可塑剤では 2 0 %以下、 および前記添加剤全量で は 1 0 %以下の含有量に選定されていることが好ましい。 主成分ポリマー（A)または（B )が 2 0 %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 6 0 %を越えると、 作業性に 問題が生じ易くなる傾向にある。

熱可塑性重合体が 5 0 %を越えると、 寒冷時の物性が満足されない傾向 にある。

充填剤が 5 0 %を越えると、 湿気硬化 H MA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。

可塑剤が 2 0 %を越えると、 接着性や初期強度面で劣る傾向にある。 上記湿気硬化 HM Aは、 たとえば以下の手順によって調製しうる。

先ず、 熱可塑性重合体を溶融し、 これを該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、 窒素雰囲気下で主成分ポリマー（A)ま たは（B )を添加し、 撹拌しながら充填剤および可塑剤を加え、 真空下で脱 泡撹拌する。 その後、 添加剤としてたとえば粘度調整用溶剤および硬化触 媒を加え、 さらに真空脱泡撹拌することにより、 湿気硬化 HMAを得る。 別法として、 予め反応釜の中に可塑剤を投入しておき、 その中で主成分 ボリマー（A)または（B )の製造を行った後、 順次、 熱可塑性重合体、 充填 剤および添加剤を加える手順によっても湿気硬化 H M Aを調製することが できる。

図面の簡単な説明

図 1は、 本発明太陽電池モジュールの一例を示し、 （ィ）はその平面図お よび（口）は（ィ）における A— A線断面図である。

図 2は、 本発明太陽電池モジユールの他の例の一部を示す断面図である。 図 3は、 本発明製造法の組立てラインを模式的に示すフローシートであ る。

発明を実施するための最良の形態 以下、 図面を参照して本発明に係る太陽電池モジュールおよびその製造 法について詳述する。

図 1の（ィ） .（口）に示される本発明の太陽電池モジュール 1は、 透光板 2の受光面 2 aと反対面に太陽電池素子 3を配設してなる太陽電池パネル 4、 および該太陽電池パネル 4の端部全周にわたって設けられ、 透光板 2 の受光面 2 aと反対面を支持する突片 5を具備し、 かつ透光板 2の受光面 2 aを開放状態とするフレーム 6から成り、 上記太陽電池パネル 4をフレ ーム 6の突片 5上に、 上述のポリマー（A )または（B )を主成分とする湿気 硬化 H MA 7で接着固定したことで構成されている。

ここで、 太陽電池パネル 4には、 透光板 2としてたとえば白板ガラスが 用いられ、 その受光面 2 aと反対面に配設される複数枚の結晶系太陽電池 素子 3が、 たとえばエチレン一酢酸ビニル共重合体（E V A )のシール材 8 で封入され.ると共に、 たとえばポリビニルフルオラィ ド（P V F )によって アルミニウム箔をサンドィツチしたバックシート 9で裏面側がカバーされ ている。 そして、 それぞれ図示しないが、 各太陽電池素子 3間はシール材 8中で結線接続し、 バックシート 9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つている。 さら に防水機能向上のために、 必要に応じて受光面側における湿気硬化 H M A 7の露出部を、 モール 1 0等でカバーすることができる。 このモール 1 0 は、 湿気硬化 HMA 7が冷却固化する前に添設され、 湿気硬化 HMA 7の 冷却固化および湿気硬化とともに太陽電池パネル 4、 フレーム 6、 モール 1 0の 3者間で接着固定されることになる。 なお、 モール 1 0の使用はあ くまで外観向上のためのものであって、 該モール 1 0を省略した場合の態 様は図 2で示される。

さらに、 上記太陽電池素子 3として結晶系太陽電池素子を用いたが、 こ れ以外にも、 透光板 2の受光面 2 aと反対面に非晶質シリコーン等の薄膜 半導体による太陽電池素子を直接設け、 該太陽電池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できる。 このように、 本 発明においては太陽電池パネルの構造は特に限定されるものではない。

—方、 上記フレーム 6は、 铸造ゃ射出成形によって一体的に形成された 構造体（たとえばアルミダイキャストゃエンジニアリングプラスチック等 の射出成形体）、 あるいは 4本の所定形状の枠体を組立てたものでよく、 また図示の如く、 取付穴 1 1を設けることにより、 屋外に設けたアレイ設 置用架台（図示せず）にネジ止めし、 太陽電池ァレイを構成することができ る。

次に、 本発明に係る太陽電池モジュール 1の製造法は、 上記フレーム 6 の突片 5上に当該湿気硬化 H MA 7を溶融塗布する工程、 および該フレー ム 6の溶融塗布した突片 5上に太陽電池パネル 4を載置した後、 冷却固化 によって湿気硬化 H M A 7の初期接着強度を発現させると共に、 湿気硬化 により完全固化させて、 フレーム 6の突片 5上に太陽電池パネル 4を接着 固定する工程から成ることを特徴とし、 以下、 図 3に模式的に示される太 陽電池モジュールの組立てラインに沿って、 その製造全体について説明す る。

なお、 上記湿気硬化 HMA 7の突片 5への溶融塗布に先立ち、 必らずし も必要としないが、 必要に応じ接着力をより高めるために、 太陽電池パネ ル 4および/または突片 5の接着面に（通常は、 太陽電池パネル 4の接着 面に）予め適当なプライマーを塗布することができる。 かかるブライマー としては、 主にポリイソシァネー ト化合物、 シランカップリ ング剤、 チタ ネートカツプリング剤のいずれか 1種または 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、 ポリエステル榭脂、 塩素化重 合体等の皮膜形成物質を添加したもの（通常、 固形分 3〜2 0 %の溶剤溶 液）が例示され、 ハケ、 スプレー等により塗布した後、 乾燥してから、 湿 気硬化 HMAを溶融塗布すればよい。 この溶融塗布をロボッ 卜で自動的に 行う場合には、 ホッ 卜メルトアブリケ一ターを使用することができる。 図 3の組立てラインは、 フレーム用ライン 2 1と太陽電池パネル用ライ ン 2 3に二分したものであり、 ここで、 先ずパネル用パレッ ト 2 5より太 陽電池パネル 4を取り出し、 太陽電池パネル用ライン 2 3上のパネル投入 ステージョン①に供給する。

次にプライマーを塗布する場合、 プライマー塗布ステーション②におい て、 太陽電池パネル 4の接着面にプライマー 2 7 (たとえばサンスター技 研 (株）製のプライマー # 4 3 5— 4 0等）を塗布した後、 オープンステー シヨン③でプライマ一 2 7の乾燥時間として約 1分間放置し、 次いで搬出 ステーショ ン④へ移され、 適当な時点で、 該搬出ステーション④からフレ ーム用ライン 2 1のパネル貼り合わせステーション（3 )へ搬出される。 なお、 ブライマー塗布を行なわない場合は、 上記パネル用パレツ ト 2 5 から太陽電池パネル 4を取り出し、 そのままパネル ¾り合わせステーショ ン（3 )へ搬出されることになる。

一方、 フレーム用ライン 2 1では、 フレーム投入ステーション（1 )に、 組立て済みのフレーム 6を投入する。 なお、 このフレーム投入ステーショ ンに先立って、 フレーム 6を作製するフレーム作製ステーション（図示せ ず)を設けてもよい。

次に接着剤塗布ステーション（2 )において、 ポリマー（A)または（B )を 主成分とする湿気硬化 HMA 7の 7 0〜1 0 0てで加熱溶融したものを、 フレーム 6の突片 5 (およびフレーム 6内の周辺箇所を含んでもよい、 以 下同様）上に塗布する。 なお、 この溶融塗布の前に、 上記プライマー塗布 ステージョン②で行ったと同様に、 該突片 5上にも予めプライマーを塗布 しておいてもよい。

続いて、 パネル貼り合せステーショ ン（3 )において、 上記搬出ステーショ ン④からのブライマー処理した、 またはパネル用パレツ 卜 2 5から取り出 したプライマー未処理の太陽電池パネル 4を突片 5上に載置する。 ここで、 フレーム 6が太陽電池パネル 4の外周形状に即してフレーム組立てを行つ たものであるにも拘らず、 その突片 5があたかもフレーム 6の内側に貼り 出した棚部の如き構造をとるため、 簡単に太陽電池パネル 4の貼り合せ接 着を行うことができる。

最後に必要に応じて、 モール取り付けステーション（4 )でモール 1 0を 取り付けることにより、 湿気硬化 HMA 7の露出部をカバーする。 以上の 手順によって、 目的とする太陽電池モジュール 1が完成する。

かかる製造法で用いる湿気硬化 HMAは、 溶融塗布後、 冷却によって急 激に增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（なお、 この段階では、 完全硬化には至ってい ないものの、 移動、 堆積、 梱包などの外力が加わった場合にもフレームが ズレない程度の充分な強度を有しているため、 後の検査工程等におけるハ ンドリ ングに特に支障はない）。 さらに、 大気中の湿気との反応性（湿気硬 化性）を有しているので、 その後の反応の進行により、 より高い硬度のゴ ム弾性を有するようになる。

なお、 かかる組立てラインにおける太陽電池パネル 4ゃフレーム 6の搬 送作業、 並びにブライマー 2 7や湿気硬化 H M A 7の塗布作業は、 適当な ロボッ 卜 2 9、 3 1によって行ってよく、 該ロボッ 卜として、 一般的な 6 軸多関節型ロボッ トなどが使用できる。

次に、 本発明で用いる湿気硬化 HMAの製造例（実施例として）を挙げ、 比較例との接着試験を評価する。

実施例 1

〔1)ボリマー（A)の製造

平均分子量 10000の PPG [旭硝子 (株)製、 PML-4010'」10 5gを 30 Oralセパラブルフラスコに入れ、 80。Cに加熱した後、 窒素棼 囲気下トリレンジィソシァネート 3.35gを加え（ΟΗΖΝ(:〇= 1ノ 2. 1)、 同温度で 24時間反応させる。 次いで 40°Cまで放冷後、 7—アミ ノブ口ピルトリエトキンシラン [信越シリコーン（株)製、 KB E— 903] 3.32gを加え、 攪拌反応させて PPGの分子内に加水分解性シリル基を 導入することにより、 ポリマー（A)を得る。

(2)湿気硬化 HMAの調製

上記（1)ポリマー（A)l 0 Ogを窒素置換された攪拌混合機に投入し、 温度を 80°Cに設定する。 次いで、 90°C、 3時間で溶融した熱可塑性重 合体 [(株)東洋化学研究所製、 熱可塑性樹脂トーョーエース U— B]30g を加え、 同温度で 20分間攢拌した後、 ジシクロへキシルフタレート 15 gを投入し、 次いで予備乾燥したカーボンブラック 80sおよび炭酸カルシ ゥム 25gを添加し、 1 OmmHgで 30分間真空攪拌した後、 ァーアミノブ 口ビルトリメ トキシンラン 8g、 キンレン 15gおよび硬化触媒 [ジブチル 錫ジラウレート（DBTDL)の 1%キシレン溶液 0.3g]を加え、 さらに 30分間真空脱泡攪拌して湿気硬化 HM Aを得、 これをアルミカー卜リッ ジに取り出し、 密封する。

実施例 2

(1)ポリマー（A)の製造

旭ガラス（株)製の P PG(PML— 4010) 1058を80°〇に加熱後、 ィソシァネートプロピルメチルジメ トキシシラン [信越シリコーン（株）製、 KBM-9207]3.7gを加え、 24時間反応させてポリマー（A)を得 る _c

〔2)湿気硬化 HMAの調製

上記（1)のポリマー（A)l 00gを用いる以外は、 実施例 1の（2)と同 様な配合および条件で湿気硬化 H M Aを得る。

実施例 3

(1)ポリマー（B)の製造

n—プチルァクリレート 64g(0.5モル）、 ェチルァクリレート 50g(0 .5モル）、 7—メタク リ口キンプロピルメチルジメ トキシシラン 3.49g (0.015モル）および 7—メルカプトプロピルメチルジメ トキシシラン 0.72g(0. 004モル）を混合し、 これにな， α'—ァゾビスィソブチ口 二トリノレ（A I BN)0.3 gおよびジォクチルフタレート可塑剤 6 Ogを加 えて攪拌混合する。 この混合液の一部（2 Og)をセパラブルフラスコに入 れ、 窒素^囲気下 80°Cまで徐々に加熱する。 数分後に重合が始まり、 粘 度が上昇するのを確認しつつ、 そのまま攪拌および加熱を続ける。 10分 後、 滴下漏斗を用いて残りの混合液を徐々に滴下して重台に供する。 滴下 終了後、 約 30分間そのまま加熱を続け、 これに A 1 BN(0. lg〉を添加 し、 さらに約 1時間加熱攪拌を铳け、 共重合反応を完了させる。 得られる ポリマー（B)は、 無色透明の粘稠液体で、 G P Cによる平均分子量は 32 000であった。

( 2)湿気硬化 HM Aの調製

上記（1)のボリマー（B) 6 Ogに炭酸カルシウム 40gおよび酸化チタン 10gを加え、 予備混合後 3本ロールにて均一に混練し、 さらに減圧混合 機中で 5分間脱泡し、 さらに DBTDLC0. lg)、 n—才クチルアミン 0. 2g、 メタノール 2gおよびァ一アミノブ口ピルト リメ トキシシラン 3gを 加え、 減圧混合を行って湿気硬化 HMAを得、 これをァノレミカー卜リ ッジ に取り出し、 密封する。

実施例 4

(1)ポリマー（B)の製造

2—ェチルへキシルァクリレート 147.2g(0.8モル）、 メチルメタ クリレート 20g(0.2モル）、 ァーメタクリロキシプロピルトリメ トキシ シラン 4.98g〔0.02モル）、 7—メルカプトプロピル卜 リメ トキシシ ラン 0.49 g( 0.0025モル）およびジォクチルフタレート 85gを混合 し、 これに A I BN(0.3g)を加えて攪拌混合する。 以後の操作は、 実施 例 3の（1)と同様に共重合反応を行ってポリマー（B)を得る。 該ポリマー (B)は、 無色透明の粘稠液体で、 GPCによる平均分子量は 56000で のった o

(2)湿気硬化 HMAの調製

上記（1)のボリマ一 (B) 60gを用いる以外は、 実施例 3の（2)と同様 な配合および条件で湿気硬化 HM Aを得る。

比較例 1

下記組成のプチルゴム系ホッ トメルト型接着剤を用いる。

組成 % ブチルゴム（ェクソン社製、 ブチルゴム 065) · · 20 ァタクチックボリプロピレン [三菱油化（株）製、

APP · B - 3000] · · 20 ポリブテン〔日本石油 (株:)製、 ポリブテン HV— 300〕

24 粘着付与剤 [荒川化学 (株)製、 タツキフアイヤー

アルコン P— 115] . · 32 ポリプロピレンヮックス [三菱石油化学（株）製、

PPワックス HWNP055] ■ · · 4

比較例 2

市販の 1成分形成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]を用いる。

比較例 3

(1)ゥレタンプレボリマーの製造

分子量 12500のポリオキシプロピレンェチレントリオール (旭硝子（株 )製、 X 8805、 3官能、 EO分 12%、 OH価 13.8)10 Ogを窒素 置換された反応槽に投入し、 窒素雰囲気下 4, 4'—ジフユニルメタンジィ ソシァネート（MD 1)7.9£を加ぇ（?^じ0ノ011=2.61)、 温度を 8 0±5。C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レー ト（DBTDL)の 1%キシレン溶液 0.05gを加え、 同温度で 20時間反 応させ、 遊雜 NCO量 1.48%、 粘度 24000cps/80°C、 3800 0 Ocps/20°Cのウレタンプレポリマーを得る。

(2)湿気硬化 HMAの調製

実施例 1ノ（2)において、 ポリマー（A)に代えて上記（1)のゥレタンプ レポリマーを用いる以外は、 同様な配合および条件で湿気硬化 HMAを得 る。

接着試験

実施例 1〜 4および比較例 1〜 3の接着剤をそれぞれ用い、 プライマー 未処理の 2枚の試験鋼板（12.5關 X 25 ）に対して、 その接着部（幅 3 miD)に各接着剤を 60〜100てで溶融塗布して両鋼板を貼り合せた後、 以下の試験項目に供し、 結果を下記表 1に示す。

初期接着強度： 2CTC、 65%RHで 10分間放置後、 引張速度 50 ノ分で剪断強度を測定する。

常態接着強度： 20て、 65%RHで 7日間放置後、 引張速度 50mmZ 分で剪断強度を測定する。

耐熱クリープ性：20°C、 65%RHで 7日間放置後、 試験片の片端に

50 Ogのおもりを吊り下げ、 さらに 90てで 48時間垂直放置し、 試験 片の落下の有無を観察する。

耐候性 (WZO):接着剤をガラス板上にビード状に塗布し、 接着剤の表 面からゥュザオメ一ターに暴露し、 接着剤の表面のキレツの有無を観察す る。

表 1

実 施 例 比 較 例

ίί 験 項 目 1 2 3 4 1 2 3 初期接着強度 0. 4 0.3 0. 2 0. 3 1.0 測定不可 0. 3

(kg- f / cm²)

常態接着強度 42.0 40.0 30 33 1. 0 8.0 2. 0

(kg- f Zcm²)

耐熱クリーブ性 変化なし 変化なし 変化なし 変化なし 落下 変化なし 変化なし

650hrで 600hrで lOOOhr以上 lOOOhr以上 300hrで lOOOhr以上 700hrて 耐 候 性 キレツ発生 キレツ発生 もキレツ もキレツ キレツ発生 もキレツ キレツ発生 発生せず 発生せず 発生せず

産業上の利用可能性

以上の構成から成る本発明によれば、 太陽電池パネル 4のフレーム 6へ の取付けに、 先に開発したウレタンプレボリマーを主成分とする湿気硬化 性ホッ トメルト型接着剤に代えて、 1分子中に少なく とも 2つの加水分解 性シリル基を含有するポリマー（A)または（B )を主成分とする湿気硬化 H MAを用いたことにより、 接着性に優れ、 得られる太陽電池モジュールは 特に屋外設置での耐候性などの耐久性上の高度な要求にも充分満足でき、 かつ優れた電池機能の信頼性および品質を有することができ、 また、 突片 5を具備するフレーム 6の使用並びに該湿気硬化 HM Aの初期接着強度の 発現および強固な湿気硬化に基づき、 太陽電池モジュールの組立時の寸法 誤差および組立後のフレームのズレの発生がなく、 さらに製造組立てライ ンにおいても、 簡便かつ迅速な作業で実施できる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 透光板の受光面と反対面に太陽電池素子を配設してなる太陽電池パ ネル、 および

該太陽電池パネルの端部全周にわたつて設けられ、 透光板の受光面と反 対面を支持する突片を具備し、 かつ透光板の受光面を開放状態とするフレ ー厶

から成り、 上記太陽電池パネルをフレームの突片上に、 1分子中に少なく とも 2つの加水分解性シリル基を含有するポリマーを主成分とする湿気硬 化性ホッ トメル卜型接着剤で接着固定したことを特徴とする太陽電池モジュ ール。

2. 湿気硬化性ホッ 卜メル卜型接着剤の主成分ポリマーが、 イソシァネ 一ト基と反応しうる官能基としてヒ ドロキシル基、 メルカプ卜基またはモ ノ置換もしくは非置換のァミノ基を少なくとも 2つ有し、 そして該官能基 とのゥレタン結合もしくはゥレア結合を介して 1分子中に少なくとも 2つ の加水分解性シリル基を導入したポリマーである請求項 1に記載の太陽電 池モジュール。

3. 湿気硬化性ホッ トメルト型接着剤の主成分ポリマーが、 アクリル酸 エステル単量体の少なくとも 1種と、 ビニルアルコキシシランおよび（メ タ）ァクリロキシアルコキシシランの群から選ばれる少なくとも 1種と、 連鎖移動剤としてメルカブトアルコキシシランの少なくとも 1種とのラジ 力ル共重合によって得られる 1分子中に少なくとも 2つのアルコキシシリ ル基を含有するポリマーである請求項 1に記載の太陽電池モジユール。

4. 前記フレームの突片上に、 1分子中に少なくとも 2つの加水分解性 シリル基を含有するポリマーを主成分とする湿気硬化性ホッ トメルト型接 着剤を溶融塗布する工程、 および 該フレームの溶融塗布した突片上に太陽電池パネルを截置した後、 冷却 固化によって上記ホッ トメルト型接着剤の初期接着強度を発現させると共 に、 湿気硬化により完全固化させて、 フレームの突片上に太陽電池パネル を接着固定する工程から成ることを特徴とする請求項 1に記載の太陽電池

'モジュールの製造法。