WO2006068234A1 - Ｃｉｓ系薄膜太陽電池モジュール、該太陽電池モジュールの製造方法及び分離方法 - Google Patents

Ｃｉｓ系薄膜太陽電池モジュール、該太陽電池モジュールの製造方法及び分離方法 Download PDF

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Katsumi Kushiya
Manabu Tanaka
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Showa Shell Sekiyu K.K.
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Definitions

  • CIS-based thin-film solar cell module CIS-based thin-film solar cell module, method for producing the solar cell module, and method for separating the solar cell module
  • the present invention relates to a recyclable CIS-based thin-film solar cell module and a method for producing and separating the solar cell module.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-142720
  • the crystalline silicon-based solar cell module 1A described in Patent Document 1 includes a surface glass 4 / EVA resin (sealing material) 3 / non-adhesiveness in order from the sunlight incident side.
  • the crystalline silicon-based solar cell module 1A includes an EVA resin (encapsulant) 3 and a non-adhesive sheet 6 on the sunlight incident side of the crystalline silicon-based solar cell 2 and on the opposite side (back surface). It has a structure that adheres and seals, that is, uses a set of two non-adhesive sheets 6.
  • a plurality of solar battery cells are usually connected alternately on the front and back with two electrode ribbons. Structure (strings) force.
  • an EVA resin injection hole penetrating the non-adhesive sheet 6 on the front and back sides. 6A is opened, EVA resin enters the hole 6A, and the EVA resin partially adheres to the front and back around the cell to hold and fix the crystalline silicon solar cell 2.
  • a portion protruding from the cell portion larger than the solar cell portion is used as a cutting allowance 6B.
  • FIG. 10 cross-sectional view
  • the two non-adhesive sheets 6 were peeled off to take out a plurality of crystalline silicon solar cells 2 sandwiched between them and connected by electrode ribbons. .
  • the recyclable crystalline silicon solar cell module requires a step of fixing the plurality of cells one by one, and the cell filling rate can be improved because the spacing between the cells cannot be reduced to zero. Therefore, there was a problem that the output was lost due to this.
  • the structure of the recyclable crystalline silicon solar cell module and the method for manufacturing the solar cell module require two non-adhesive sheets on the upper and lower sides. Since it was necessary to provide through holes in the non-adhesive sheet, there was a problem that the number of manufacturing steps was large and complicated.
  • the present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and the object of the present invention is different from the crystalline silicon solar cell module, and is produced on a large-sized, large-area glass substrate.
  • the CIS-based thin-film solar cell module having the above-described structure is separated for each constituent member by a simple separation method to enable separate collection.
  • the present invention solves the above-mentioned problems, and the CIS-based thin-film solar cell device in which each thin-film layer is formed in a laminated structure on a glass substrate is crosslinked by heating on the incident light side.
  • EVA polyethylene butyl acetate
  • the present invention covers, as an adhesive, a resin such as EVA resin that crosslinks by heating on the incident light side of a CIS-based thin film solar cell device in which each thin film layer is formed in a laminated structure on a glass substrate.
  • a resin such as EVA resin that crosslinks by heating on the incident light side of a CIS-based thin film solar cell device in which each thin film layer is formed in a laminated structure on a glass substrate.
  • a method of manufacturing a CIS-based thin-film solar cell module in which a glass sheet is pasted and a back sheet is pasted using a resin such as EVA resin that is crosslinked by heating on a glass substrate on the back side opposite to the incident light side The CIS-based thin film solar cell device is heated in a state where a non-adhesive plastic resin is sandwiched between the CIS-based thin film solar cell device and a resin such as EVA resin, and the CIS-based thin film is crosslinked with the resin such as the EVA resin.
  • This is a method for manufacturing a CIS-based thin film solar cell module in which a force bar glass is attached to the incident light side of a solar cell device.
  • a non-adhesive and highly transparent sheet made of plastic is sandwiched between the CIS-based thin film solar cell device and a resin such as EVA resin. After placing the cover glass on top, the whole is heated with a laminator or the like, the resin such as the EVA resin is cross-linked, and the non-adhesive sheet at the lower part is fixed. It is a manufacturing method of a thin film solar cell module.
  • the non-adhesive plastic resin has high transparency and translucency
  • the non-adhesive plastic resin is in the form of a large-area sheet and several dozen.
  • the CIS-based thin film solar cell module according to (1) or the above (2) which is any one of polycarbonate resin, ETFE resin, polyester resin, polypropylene resin, etc. Or a method for producing a CIS-based thin-film solar cell module described in (3).
  • the present invention provides a method for producing the CIS thin film solar cell module according to (1) or the CIS thin film solar cell module according to any one of (2) to (5).
  • the cover glass, the resin such as EVA resin, the non-adhesive sheet, the CIS thin film solar cell device, the glass substrate, the resin such as EVA resin, and the back sheet were laminated in this order from the incident light side.
  • CIS-based thin-film solar cell module, first laminate comprising cover glass and resin such as EVA resin, non-adhesive sheet, CIS-based thin-film solar cell device, glass substrate, and resin such as EVA resin and back which is separated into a second laminate consisting of sheets,
  • a CIS-based thin-film solar cell comprising the second laminate separated in the separation step I (consisting of a CIS-based thin-film solar cell device, a glass substrate, a resin such as EVA resin, and a back sheet).
  • the device is removed and separated into a CIS-based thin-film solar cell device and a third laminate composed of a glass substrate, a resin such as EVA resin, and a back sheet.
  • the separation step III is the separation step The resin such as EVA resin is removed from the first laminated body (comprising cover glass and EVA resin or the like) separated in I, and separated into a cover glass and an EVA resin or the like.
  • a back sheet is removed from the third laminate (consisting of a glass substrate, a resin such as EVA resin and a back sheet) separated in the separation step II, and a back sheet and glass
  • the substrate is separated into a fourth laminate composed of a resin such as EVA resin
  • the separation step V includes the fourth laminate (glass substrate and EVA resin, etc.) separated in the separation step IV.
  • the resin is removed from the resin such as EVA resin and separated into the resin such as EVA resin and the glass substrate.
  • the separation step I force CIS-based thin-film solar cell module is cut from the rear surface of the glass substrate by a knife or a cutting tool such as a cutter, and the non-adhesive process is performed.
  • the first laminated body (made of a resin such as a cover glass and EVA resin) adjacent to one surface of the plastic resin and the second laminated body (a CIS-based thin film solar cell device, a glass substrate, and a resin such as EVA resin)
  • the separation step II may be performed by using the second laminate (CIS thin film) by a dry mechanical method such as a sand blast method, a scraping method using a metal blade, or a combination of these methods.
  • a dry mechanical method such as a sand blast method, a scraping method using a metal blade, or a combination of these methods.
  • Force Remove CIS thin film solar cell device, CIS thin film solar cell device and third laminate glass substrate, EVA resin, etc.
  • the present invention provides the separation step III force dry mechanical removal method, such as sandblast method or wet chemical removal method, such as boiling method, high temperature steam spraying method, in acid
  • removing the resin such as EVA resin from the first laminated body consisting of a resin such as a cover glass and EVA resin
  • the resin is separated into a resin such as EVA resin and the cover glass ( This is a method for separating a CIS-based thin-film solar cell module described in 6).
  • the separation step IV removes the back sheet from the third layered body (consisting of a glass substrate, a resin such as EVA resin, and the back sheet) by a mechanical peeling method.
  • the present invention provides the fourth laminate (with a glass substrate) by the separation step V 1 dry mechanical method, for example, sand blasting method, scraping method with a metal blade, or a combination of these methods.
  • dry mechanical method for example, sand blasting method, scraping method with a metal blade, or a combination of these methods.
  • the present invention has a structure in which a non-adhesive plastic sheet is sandwiched between an incident light side at the top of a solar cell device and a resin such as EVA resin, which is an adhesive.
  • a resin such as EVA resin
  • the number of processes can be reduced easily without deteriorating the output characteristics and durability.
  • a simple method can produce a CIS-based thin-film solar cell module with a structure that can be easily recycled, and the CIS-based thin-film solar cell module with the above structure can be separated for each component by a simple separation method. , Can be collected separately.
  • the present invention provides a CIS thin film solar cell module that can be easily recycled, a method for manufacturing the solar cell module, and a method for separating the solar cell module.
  • a CIS thin film solar cell module 1 is shown in FIG.
  • an ethylene vinyl phosphate (EVA) resin (other than the EVA resin) cross-linked by heating on the incident light side of a CIS-based thin film solar cell device 1 in which each thin film layer is formed in a laminated structure on a glass substrate 2A
  • the cover glass 4 is pasted using 3 as an adhesive
  • the back sheet 5 is pasted using EVA resin 3 that is crosslinked by heating to the glass substrate 2A on the back side opposite to the incident light side.
  • each component can be easily separated and easily recycled. .
  • a CIS-based thin film solar cell module is manufactured by the following manufacturing method.
  • a cover glass 4 is affixed to the incident light side of the CIS-based thin-film solar cell device 2B in which each thin film layer is formed in a laminated structure on the glass substrate 2A, using EVA resin 3 crosslinked by heating as an adhesive.
  • This is a manufacturing method of the CIS-based thin film solar module 1 having a structure in which a back sheet 5 is pasted by using an EVA resin 3 crosslinked by heating to a glass substrate 2A on the back side opposite to the side, using an adhesive. Heat is applied with non-adhesive plastic resin 6 sandwiched between battery device 2B and EVA resin 3, and the EVA resin 3 is cross-linked to cover the incident light side of CIS-based thin-film solar cell device 2B.
  • a CIS-based thin-film solar cell module is manufactured by attaching glass 4.
  • a non-adhesive plastic resin 6 preferably a polyester resin
  • Metamorphosis i®3 ⁇ 4 8 5 phase key 8 5% and stored in dark state for 100 hours (42 days)
  • non-adhesive plastic resin 6 a polyester resin is desired.
  • the non-adhesive plastic resin 6 is preferably one that has high transparency and translucency, is heat resistant to heating at 100 to 200 ° C, and does not discolor due to ultraviolet rays.
  • the non-adhesive plastic resin 6 is a sheet having a large area and has a thickness of up to several tens of ⁇ m (supplied), such as polycarbonate resin, ETFE resin, polyester resin, and polypropylene resin. Any one of them and a polyester resin is desirable.
  • the method for separating (recycling) the CIS-based thin film solar cell module 1 of the present invention includes the production of the CIS-based thin-film solar cell module having the above structure or the CIS-based thin-film solar cell module. It separates and collects each component of the CIS-based thin-film solar cell module produced by the method, and consists of the following separation steps I to V.
  • the CIS thin film solar cell module 1 is cut from the back sheet 5 from the back sheet 5 by cutting the outer peripheral portion of the glass substrate 2A from the back surface with a cutting tool such as knife or cutter.
  • a cutting tool such as knife or cutter.
  • the cover glass 4, EVA resin 3, non-adhesive sheet 6, CIS thin film solar cell device 2B, glass substrate 2A, EVA resin 3, and backsheet 5 were laminated in this order from the incident light side.
  • the CIS-based thin-film solar cell module 1 By pulling up the upper surface (back sheet) of the CIS-based thin-film solar cell module 1 with a suction means such as a suction pad, the first laminate composed of the cover glass 4 and the EVA resin 3, the non-adhesive sheet 6, and the CIS The thin film solar cell device 2B, the glass substrate 2A, the EVA resin 3 and the back sheet 5 are separated into a second laminate.
  • a suction means such as a suction pad
  • the separation step II is a dry mechanical method such as a sand blast method, a scraping method using a metal blade, or a combination of these methods.
  • CIS thin film solar cell device 2B is removed from the laminate of 2 (consisting of CIS thin film solar cell device 2B, glass substrate 2A, EVA resin 3 and back sheet 5), and CIS thin film solar cell device 2B. Separated into a third laminate consisting of glass substrate 2A, EVA resin 3 and backsheet 5.
  • the separation step III includes a dry mechanical removal method such as a sand blasting method or a wet chemical removal method such as a boiling method, a high-temperature steam spraying method,
  • the EVA resin 3 is removed from the first laminate (comprising the cover glass 4 and the EVA resin 3) separated in the separation step I by an immersion method, and separated into the cover glass 4 and the EVA resin 3. Release.
  • the third laminate (glass substrate 2A, EVA resin 3, backsheet 5 and the like separated in the separation step II by a mechanical peeling method is used.
  • the back sheet 5 is removed and separated into a knock sheet 5 and a fourth laminate composed of the glass substrate 2A and EVA resin 3.
  • the separation step V is performed by a dry mechanical method such as a sandblasting method, a scraping method using a metal blade, or a combination of these methods.
  • a dry mechanical method such as a sandblasting method, a scraping method using a metal blade, or a combination of these methods.
  • the easily recyclable CIS-based thin-film solar cell module 1 includes a non-polyester resin or the like formed between the solar cell device 2B and the EVA resin 3 which are constituent members of the module 1.
  • An adhesive sheet (film) 6 is sandwiched, and the solar cell module 1 of this structure is separated into individual components of the CIS-based thin-film solar cell module 1, that is, glass by the separation process I force separation process V separation process.
  • Substrate 2A, solar cell device 2B, EVA resin 3, cover glass (surface glass) 4, back sheet (back material) 5, non-adhesive sheet (film) 6 can be easily separated and collected as resources .
  • the cover glass (surface glass) 4 is expensive, and the glass substrate 2A and the solar cell device 2B are expensive and contain a rare metal such as Ga or In because they are CIS-based thin films. Therefore, valuables and scarce resources can be used effectively.
  • FIG. 1 is a diagram (sectional view) showing the structure of a CIS-based thin film solar cell module 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram (sectional view) showing a state (separation step I) in which the CIS-based thin-film solar cell module 1 of the present invention is cut from the upper surface.
  • FIG. 3 is a diagram (sectional view) showing a separation step I in the separation method of the CIS-based thin film solar cell module 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram (sectional view) showing a separation step II in the separation method of the CIS-based thin film solar cell module 1 of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram (sectional view) showing a separation step III in the method for separating the CIS-based thin-film solar cell module 1 of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram (sectional view) showing a separation step IV in the separation method of the CIS-based thin-film solar cell module 1 of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram (sectional view) showing a separation step V in the separation method of the CIS-based thin-film solar cell module 1 of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram (sectional view) showing the structure of a conventional recycling-compatible crystalline silicon solar cell module 1B.
  • FIG.9 Multiple recyclable crystalline silicon solar cell modules 1B It is a figure (sectional drawing) which shows the string structure of a photovoltaic cell.
  • FIG. 10 is a diagram (sectional view) showing an incision position (cutting position) of a conventional recyclable crystalline silicon solar cell module 1B.

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Abstract

  出力特性及び耐久性を低下せずに、ＣＩＳ系薄膜太陽電池モジュールの構成部材を分離してリサイクルを可能にする。 　ＣＩＳ系薄膜太陽電池デバイス２の入射光側に加熱により架橋させたＥＶＡ樹脂等３を接着剤としてカバーガラス４を貼付した、サブストレート構造の薄膜太陽電池モジュール１において、前記太陽電池デバイス２とＥＶＡ樹脂３の間に非接着性のプラスチック（例えば、ポエステル）樹脂６を挟み込むことで、各構成部材の分離を可能にし、その後の簡単な分離工程により、各構成部材を分離回収する。

Description

明 細 書
CIS系薄膜太陽電池モジュール、該太陽電池モジュールの製造方法及 び分離方法
技術分野
[0001] 本発明は、リサイクル可能な CIS系薄膜太陽電池モジュール及び該太陽電池モジ ユールの製造方法及び分離方法に関する。 背景技術
[0002] 太陽電池モジュールは屋外で使用されることから、長寿命と地球上の様々な環境 に耐えうる耐久性が要求されるため、現在、加熱により架橋させたエチレンビュルァ セテート（以下、 EVAと略称する。）樹脂等を太陽電池モジュールの封止材又は接着 剤として使用して、カバーガラス（表面ガラス）又はバックシート (裏面材）を貼着する 構造が一般的である。現在主流の結晶系シリコン系太陽電池モジュールでは、最も 高価な結晶系シリコン系太陽電池セルが加熱により架橋させた EVA樹脂の中に封 止されているが、前記構成部材のリサイクルの観点から太陽電池モジュールを分離、 分解して構成部材を取り出す試みがなされている。前記結晶系シリコン系太陽電池 モジュールにおいて、リサイクル対応形の太陽電池モジュール (例えば、特許文献 1 参照。）が知られている。
[0003] 特許文献 1 :特開 2003— 142720号公報
[0004] 前記特許文献 1に記載の結晶系シリコン系太陽電池モジュール 1Aは、図 8に示す ように、太陽光入射側から順に、表面ガラス 4/EVA樹脂 (封止材) 3/非接着性シ ート 6/結晶系シリコン系太陽電池セル 2/非接着性シート 6/EVA樹脂 (封止材） 3 /裏面材 5からなる構造である。前記結晶系シリコン系太陽電池モジュール 1Aは結 晶系シリコン系太陽電池セル 2の太陽光入射側とその反対側 (裏面）に夫々非接着 性シート 6を介して EVA樹脂 (封止材) 3と接着し、封止する構造、即ち 2枚 1組の非 接着性シート 6を使用する構造となっている。そして、封止される結晶系シリコン系太 陽電池セル 2は、図 9に示すように、所定の出力特性得るために通常複数の太陽電 池セルが 2本の電極リボンで表裏で交互に接続された構造体 (ストリングス）力らなる。 このような複数のセルからなる結晶系シリコン系太陽電池セル 2では、前記電極材含 めた太陽電池セル 2を固定するために、非接着性シート 6に表裏に貫通する EVA榭 脂注入用孔 6Aを開けてこの孔 6Aに EVA樹脂が入り込んで部分的に EVA樹脂が 前記セルの周囲で表と裏で接着し、結晶系シリコン系太陽電池セル 2を保持、固定し ている。前記非接着性シート 6は太陽電池セルの部分より大きぐセル部分からはみ 出した部分を切り代 6Bとしてレ、る。
[0005] 前記構造の結晶系シリコン系太陽電池デバイス 2のリサイクル時の分離、切削方法 は、図 10 (断面図）に示すように、裏面側から切断線上を切断することにより、切り代 6 Bを切開して、前記 2枚の非接着性シート 6を引き剥がすことで、そこに挟まれ電極用 リボンで接続された複数個の結晶系シリコン系太陽電池セル 2を取り出す方法を採つ ていた。
[0006] 前記リサイクル対応形の結晶系シリコン系太陽電池モジュールには前記複数個の セルを 1枚づっ固定する工程が必要であり、セル間の間隔をゼロにできないことから セル充填率が向上できず、そのために出力が損失するという問題があった。
[0007] 以上のように、前記リサイクル対応型結晶系シリコン系太陽電池モジュールの構造 及び該太陽電池モジュールの作製方法にぉレ、ては、上下 2枚の非接着性シートを必 要とし、各非接着性シートに貫通孔を設ける必要があるため、製造工程数が多ぐ且 つ複雑であるという問題があった。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] 本発明は前記問題点を解消するためのもので、本発明の目的は、前記結晶系シリ コン系太陽電池モジュールとは異なり、大判 ·大面積のガラス等の基板上に作製され た集積型の薄膜太陽電池モジュール、特に、 CIS系薄膜太陽電池の出力特性及び 耐久性を低下することなぐ少ない工程数で、且つ簡単な方法により、リサイクルが容 易な構造の CIS系薄膜太陽電池モジュールを作製すると共に、簡単な分離方法によ り、前記構造の CIS系薄膜太陽電池モジュールを各構成部材毎に分離して、分別回 収可能にすることである。
課題を解決するための手段 [0009] (1)本発明は、前記問題点を解決するもので、ガラス基板上に各薄膜層が積層構 造で製膜された CIS系薄膜太陽電池デバイスの入射光側に加熱により架橋させたェ チレンビュルアセテート (EVA)樹脂等の樹脂を接着剤としてカバーガラスを貼付し た CIS系薄膜太陽電池モジュールにおレ、て、前記 CIS系薄膜太陽電池デバイスと E VA樹脂等の樹脂との間に非接着性のプラスチック樹脂を挟み込んだリサイクルが容 易な構造の CIS系薄膜太陽電池モジュールである。
[0010] (2)本発明は、ガラス基板上に各薄膜層が積層構造で製膜された CIS系薄膜太陽 電池デバイスの入射光側に加熱により架橋する EVA樹脂等の樹脂を接着剤として カバーガラスを貼付し、入射光側と反対の裏面側のガラス基板に加熱により架橋させ た EVA樹脂等の樹脂を接着剤としてバックシートを貼付した CIS系薄膜太陽電池モ ジュールの製造方法にぉレ、て、前記 CIS系薄膜太陽電池デバイスと EVA樹脂等の 樹脂との間に非接着性のプラスチック樹脂を挟み込んだ状態で加熱し、前記 EVA樹 脂等の樹脂を架橋させた状態で前記 CIS系薄膜太陽電池デバイスの入射光側に力 バーガラスを貼付する CIS系薄膜太陽電池モジュールの製造方法である。
[0011] (3)本発明は、前記 CIS系薄膜太陽電池デバイスと EVA樹脂等の樹脂との間に非 接着性で透明度が高レ、プラスチックからなるシートを挟み込み、前記 EVA樹脂等の 樹脂の上にカバーガラスを置いた後、これら全体をラミネータ等で加熱し、前記 EVA 樹脂等の樹脂を架橋させ、この下部にある前記非接着性のシートを固定する前記（2 )に記載の CIS系薄膜太陽電池モジュールの製造方法である。
[0012] (4)本発明は、前記非接着性のプラスチック樹脂が、透明度が高ぐ透光性があり、
100〜200°Cの加熱に対して耐熱性があり、紫外線により変色しないものである前記 (1)に記載の CIS系薄膜太陽電池モジュール又は前記（2)若しくは（3)に記載の CI S系薄膜太陽電池モジュールの製造方法である。
[0013] (5)本発明は、前記非接着性のプラスチック樹脂が、大面積のシート状で且つ数十
z m迄の厚さで、ポリカーボネイト樹脂、 ETFE樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレ ン樹脂等の何れか一種類であり、ポリエステル樹脂が望ましい前記（1)に記載の CIS 系薄膜太陽電池モジュール又は前記（2)若しくは（3)に記載の CIS系薄膜太陽電池 モジュールの製造方法である。 [0014] (6)本発明は、前記前記（1)に記載の CIS系薄膜太陽電池モジュール又は前記（2 )乃至（5)の何れか 1つに記載の CIS系薄膜太陽電池モジュールの製造方法により 作製された CIS系薄膜太陽電池モジュールの各構成部材を分離回収する CIS系薄 膜太陽電池モジュールの分離方法であって、前記分離方法は分離工程 I乃至 Vか らなり、
前記分離工程 Iは、入射光側からカバーガラス、 EVA樹脂等の樹脂、非接着性シ ート、 CIS系薄膜太陽電池デバイス、ガラス基板、 EVA樹脂等の樹脂、バックシート の順で積層された CIS系薄膜太陽電池モジュールを、カバーガラスと EVA樹脂等の 樹脂とからなる第 1の積層体と、非接着性シートと、 CIS系薄膜太陽電池デバイスとガ ラス基板と EVA樹脂等の樹脂とバックシートとからなる第 2の積層体とに分離するも のであり、
前記分離工程 IIは、前記分離工程 Iで分離された前記第 2の積層体 (CIS系薄膜太 陽電池デバイスとガラス基板と EVA樹脂等の樹脂とバックシートとからなる）から CIS 系薄膜太陽電池デバイスを除去して、 CIS系薄膜太陽電池デバイスと、ガラス基板と EVA樹脂等の樹脂とバックシートとからなる第 3の積層体とに分離するものであり、 前記分離工程 IIIは、前記分離工程 Iで分離された前記第 1の積層体 (カバーガラ スと EVA樹脂等の樹脂とからなる)から EVA樹脂等の樹脂を除去して、カバーガラス と EVA樹脂等の樹脂とに分離するものであり、
前記分離工程 IVは、前記分離工程 IIで分離された前記第 3の積層体 (ガラス基板と EVA樹脂等の樹脂とバックシートとからなる）からバックシートを除去して、バックシー トと、ガラス基板と EVA樹脂等の樹脂とからなる第 4の積層体とに分離するものであり 前記分離工程 Vは、前記分離工程 IVで分離された前記第 4の積層体 (ガラス基板 と EVA樹脂等の樹脂とからなる）から EVA樹脂等の樹脂を除去して、 EVA樹脂等の 樹脂とガラス基板とに分離するものである、
CIS系薄膜太陽電池モジュールの分離方法である。
[0015] (7)本発明は、前記分離工程 I力 CIS系薄膜太陽電池モジュールを裏面よりナイ フ又はカッター等の切断工具によりガラス基板外周部を切断し、前記非接着性のプ ラスチック樹脂の一方の面に隣接する前記第 1の積層体 (カバーガラスと EVA樹脂 等の樹脂からなる）と前記第 2の積層体 (CIS系薄膜太陽電池デバイスとガラス基板と EVA樹脂等の樹脂とバックシートからなる）とに分離する前記（6)に記載の CIS系薄 膜太陽電池モジュールの分離方法である。
[0016] (8)本発明は、前記分離工程 IIが、乾式の機械的方法、例えば、サンドブラスト法、 金属刃による削り落とし法又はこれら方法の組合せ、により前記第 2の積層体（CIS 系薄膜太陽電池デバイスとガラス基板と EVA樹脂等の樹脂とバックシートからなる） 力 CIS系薄膜太陽電池デバイスを除去して、 CIS系薄膜太陽電池デバイスと第 3の 積層体 (ガラス基板と EVA樹脂等の樹脂とバックシートからなる）とに分離する前記（ 6)に記載の CIS系薄膜太陽電池モジュールの分離方法である。
[0017] (9)本発明は、前記分離工程 III力 乾式の機械的除去方法、例えば、サンドブラス ト法又は湿式の化学的な除去方法、例えば、煮沸法、高温蒸気吹付け法、酸中への 浸漬法、により前記第 1の積層体 (カバーガラスと EVA樹脂等の樹脂からなる）から E VA樹脂等の樹脂を除去して、 EVA樹脂等の樹脂とカバーガラスとに分離する前記 (6)に記載の CIS系薄膜太陽電池モジュールの分離方法である。
[0018] (10)本発明は、前記分離工程 IVが、機械的に引き剥がす方法により前記第 3の積 層体 (ガラス基板と EVA樹脂等の樹脂とバックシートからなる）からバックシートを除 去して、バックシートと第 4の積層体 (ガラス基板と EVA樹脂等の樹脂からなる）とに 分離する前記（6)に記載の CIS系薄膜太陽電池モジュールの分離方法である。
[0019] (11)本発明は、前記分離工程 V 1 乾式の機械的方法、例えば、サンドブラスト法 、金属刃による削り落とし法又はこれら方法の組合せ、により前記第 4の積層体 (ガラ ス基板と EVA樹脂等の樹脂からなる）力も EVA樹脂等の樹脂を除去して、 EVA樹 脂等の樹脂とガラス基板とに分離する前記 (6)に記載の CIS系薄膜太陽電池モジュ ールの分離方法である。
発明の効果
[0020] 本発明は、太陽電池デバイス上部の入射光側と接着剤である EVA樹脂等の樹脂の 間に非接着性のプラスチックシートを挟む構造により、 CIS系薄膜太陽電池モジユー ルの太陽電池の出力特性及び耐久性を低下することなぐ少ない工程数で、且つ簡 単な方法により、リサイクルが容易な構造の CIS系薄膜太陽電池モジュールを作製 することができると共に、簡単な分離方法により、前記構造の CIS系薄膜太陽電池モ ジュールを各構成部材毎に分離して、分別回収可能にすることができる。
発明を実施するための最良の形態
[0021] 本発明はリサイクルが容易な CIS系薄膜太陽電池モジュール、該太陽電池モジュ ールの製造方法及び分離方法を提供するものであり、 CIS系薄膜太陽電池モジユー ノレ 1は、図 1に示すように、ガラス基板 2A上に各薄膜層が積層構造で製膜された CI S系薄膜太陽電池デバイス 1の入射光側に加熱により架橋させたエチレンビニルァ セテート (EVA)樹脂 (前記 EVA樹脂以外の樹脂でも良い） 3を接着剤としてカバー ガラス 4を貼付し、入射光側と反対の裏面側のガラス基板 2Aに加熱により架橋させた EVA樹脂 3を接着剤としてバックシート 5を貼付した構造であり、前記 CIS系薄膜太 陽電池デバイス 2と EVA樹脂 3の間に非接着性のプラスチック樹脂 6を挟み込んだ 構造とすることにより、各構成部材の分離が容易で、リサイクルが容易な構造となる。
[0022] 前記のようなリサイクルが容易な構造にするために、以下のような製造方法により、 CIS系薄膜太陽電池モジュールを製造する。
ガラス基板 2A上に各薄膜層が積層構造で製膜された CIS系薄膜太陽電池デバイ ス 2Bの入射光側に加熱により架橋させた EVA樹脂 3を接着剤としてカバーガラス 4 を貼付し、入射光側と反対の裏面側のガラス基板 2Aに加熱により架橋させた EVA 樹脂 3を接着剤としてバックシート 5を貼付した構造の CIS系薄膜太陽電池モジユー ル 1の製造方法であり、前記 CIS系薄膜太陽電池デバイス 2Bと EVA樹脂 3との間に 非接着性のプラスチック樹脂 6を挟み込んだ状態で加熱し、前記 EVA樹脂 3を架橋 させた状態で前記 CIS系薄膜太陽電池デバイス 2Bの入射光側にカバーガラス 4を 貼付することで CIS系薄膜太陽電池モジュールが製造される。
[0023] 更に、詳細には、前記 CIS系薄膜太陽電池デバイス 2Bと EVA樹脂 3との間に非接 着性のプラスチック樹脂 6、望ましくは、ポリエステル樹脂を挟み込み、 EVA樹脂 3の 上にカバ一ガラス 4を置レ、た後、これら全体をラミネータ内で加熱して EVA樹脂 3を 架橋させ、この接着機能により前記 EVA樹脂 3にカバーガラス 4を貼付する。
[0024] [表 1] 非 ¾te性樹脂の選 ¾§果
Figure imgf000009_0001
而ぉ显性識： i®¾ 8 5 相 鍵 8 5 %で 1 0 0 0時間（ 4 2日間）暗忧態で保管
[0025] 非接着性のプラスチック樹脂 6として、ポリエステル樹脂が望ましレ、理由は、前記表
1に記載の実験結果のように、 EVA樹脂でモジュールィ匕した（非接着性のプラスチッ ク樹脂なしの） CIS系薄膜太陽電池モジュールの出力を 100%とした場合、非接着 性のプラスチック樹脂を挟んで EVA樹脂でモジュールィ匕した CIS系薄膜太陽電池モ ジュールの中で、非接着性のプラスチック樹脂としてはポリエステル樹脂力 出力の 低下が 1 %で最も少なぐしかも、低価格で、高湿試験 (耐久性)の結果も問題がない ことが判明した。
[0026] 前記非接着性のプラスチック樹脂 6は、透明度が高ぐ透光性があり、 100〜200°C の加熱に対して耐熱性があり、紫外線により変色しないものが望ましい。
[0027] 前記非接着性のプラスチック樹脂 6は、大面積のシート状で且つ数十 μ m迄の厚さ で (供給される）あり、ポリカーボネイト樹脂、 ETFE樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロ ピレン樹脂等の何れか一種類であり、ポリエステル樹脂が望ましい。
[0028] 前記リサイクルが容易な構造の CIS系薄膜太陽電池モジュール 1の分離 (リサイク ノレ)方法を以下に説明する。
本発明の CIS系薄膜太陽電池モジュール 1の分離 (リサイクル)方法は、前記構造 の CIS系薄膜太陽電池モジュール又は前記 CIS系薄膜太陽電池モジュールの製造 方法により作製された CIS系薄膜太陽電池モジュールの各構成部材を分離回収す るもので、以下の分離工程 I〜分離工程 V力 構成される。
[0029] 分離工程 Iは、図 2に示すように、 CIS系薄膜太陽電池モジュール 1を裏面よりナイ フ又はカッター等の切断工具によりガラス基板 2Aの外周部をバックシート 5から切断 した後、図 3に示すように、入射光側からカバーガラス 4、 EVA樹脂 3、非接着性シー ト 6、 CIS系薄膜太陽電池デバイス 2B、ガラス基板 2A、 EVA樹脂 3、バックシート 5の 順で積層された CIS系薄膜太陽電池モジュール 1の上面 (バックシート）を吸着パッド 等の吸着手段により引き上げることにより、カバーガラス 4と EVA樹脂 3とからなる第 1 の積層体と、非接着性シート 6と、 CIS系薄膜太陽電池デバイス 2Bとガラス基板 2Aと EVA樹脂 3とバックシート 5とからなる第 2の積層体とに分離する。
[0030] 分離工程 IIは、図 4に示すように、乾式の機械的方法、例えば、サンドブラスト法、金 属刃による削り落とし法又はこれら方法の組合せにより、前記分離工程 Iで分離され た前記第 2の積層体 (CIS系薄膜太陽電池デバイス 2Bとガラス基板 2Aと EVA樹脂 3 とバックシート 5とからなる）から CIS系薄膜太陽電池デバイス 2Bを除去して、 CIS系 薄膜太陽電池デバイス 2Bと、ガラス基板 2Aと EVA樹脂 3とバックシート 5とからなる 第 3の積層体とに分離する。
[0031] 分離工程 IIIは、図 5に示すように、乾式の機械的除去方法、例えば、サンドブラスト 法又は湿式の化学的な除去方法、例えば、煮沸法、高温蒸気吹付け法、酸中への 浸漬法により、前記分離工程 Iで分離された前記第 1の積層体 (カバーガラス 4と EV A樹脂 3とからなる）から EVA樹脂 3を除去して、カバーガラス 4と EVA樹脂 3とに分 離する。
[0032] 分離工程 IVは、図 6に示すように、機械的に引き剥がす方法により、前記分離工程 I Iで分離された前記第 3の積層体 (ガラス基板 2Aと EVA樹脂 3とバックシート 5とから なる）からバックシート 5を除去して、ノ ックシート 5と、ガラス基板 2Aと EVA樹脂 3とか らなる第 4の積層体とに分離する。
[0033] 分離工程 Vは、図 7に示すように、乾式の機械的方法、例えば、サンドブラスト法、 金属刃による削り落とし法又はこれら方法の組合せにより、前記分離工程 IVで分離さ れた前記第 4の積層体 (ガラス基板 2Aと EVA樹脂 3とからなる）から EVA樹脂 3を除 去して、 EVA樹脂 3とガラス基板 2Aとに分離する。
[0034] 以上のように、本発明のリサイクルが容易な CIS系薄膜太陽電池モジュール 1は、 そのモジュール 1の構成部材である太陽電池デバイス 2Bと EVA樹脂 3の間にポリェ ステル樹脂等からなる非接着性シート（フィルム） 6を挟む構造とし、この構造の太陽 電池モジュール 1を前記分離工程 I力 分離工程 Vの分離プロセスにより、前記 CIS 系薄膜太陽電池モジュール 1の個々の構成部材、即ち、ガラス基板 2A、太陽電池 デバイス 2B、 EVA樹脂 3、カバーガラス（表面ガラス） 4、バックシート（裏面材） 5、非 接着性シート (フィルム） 6に簡単に分離し、資源として分別回収することができる。
[0035] 前記構成部材の内、カバーガラス (表面ガラス) 4は高価であり、ガラス基板 2A及び 太陽電池デバイス 2Bは高価な上に、 CIS系薄膜であるため Ga、 In等の稀少金属を 含有するので、有価物及び稀少資源を有効に利用することができる。
図面の簡単な説明
[0036] [図 1]本発明の CIS系薄膜太陽電池モジ ール 1の構造を示す図（断面図）である。
[図 2]本発明の CIS系薄膜太陽電池モジ ール 1を上面から切断する状態 (分離ェ 程 I )を示す図（断面図）である。
[図 3]本発明の CIS系薄膜太陽電池モジユール 1の分離方法における分離工程 Iを 示す図（断面図）である。
[図 4]本発明の CIS系薄膜太陽電池モジユール 1の分離方法における分離工程 IIを 示す図（断面図）である。
[図 5]本発明の CIS系薄膜太陽電池モジユール 1の分離方法における分離工程 IIIを 示す図（断面図）である。
[図 6]本発明の CIS系薄膜太陽電池モジユール 1の分離方法における分離工程 IVを 示す図（断面図）である。
[図 7]本発明の CIS系薄膜太陽電池モジユール 1の分離方法における分離工程 Vを 示す図（断面図）である。
[図 8]従来のリサイクル対応型結晶系シリコン太陽電池モジュール 1Bの構造を示す 図（断面図）である。
[図 9]従来のリサイクル対応型結晶系シリコン太陽電池モジュール 1Bにおける複数の 太陽電池セルのストリングス構造を示す図（断面図）である。
[図 10]従来のリサイクル対応型結晶系シリコン太陽電池モジュール 1Bの切開位置（ 切断位置）を示す図（断面図）である。
符号の説明
1 CIS系薄膜太陽電池モジュール
1A 結晶系太陽電池モジュール
2 CIS系薄膜太陽電池デバイス
2A ガラス基板
2B CIS系薄膜太陽電池デバイス
3 EVA樹脂 (封止材）
4 カバーガラス
5 バックシート
6 非接着性シート (フィルム）
6A EVA樹脂注入用孔
6B 切り代

Claims

請求の範囲
[1] ガラス基板上に各薄膜層が積層構造で製膜された CIS系薄膜太陽電池デバイスの 入射光側に加熱により架橋させたエチレンビュルアセテート (EVA)樹脂等の樹脂を 接着剤としてカバーガラスを貼付した CIS系薄膜太陽電池モジュールにおレ、て、前 記 CIS系薄膜太陽電池デバイスと EVA樹脂等の樹脂との間に非接着性のプラスチ ック樹脂を挟み込んだリサイクルが容易な構造であることを特徴とする CIS系薄膜太 陽電池モジュール。
[2] ガラス基板上に各薄膜層が積層構造で製膜された CIS系薄膜太陽電池デバイスの 入射光側に加熱により架橋する EVA樹脂等の樹脂を接着剤としてカバーガラスを貼 付し、入射光側と反対の裏面側のガラス基板に加熱により架橋させた EVA樹脂等の 樹脂を接着剤としてバックシートを貼付した CIS系薄膜太陽電池モジュールの製造 方法において、前記 CIS系薄膜太陽電池デバイスと EVA樹脂等の樹脂との間に非 接着性のプラスチック樹脂を挟み込んだ状態で加熱し、前記 EVA樹脂等の樹脂を 架橋させた状態で前記 CIS系薄膜太陽電池デバイスの入射光側にカバーガラスを 貼付することを特徴とする CIS系薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
[3] 前記 CIS系薄膜太陽電池デバイスと EVA樹脂等の樹脂との間に非接着性で透明度 が高レ、プラスチックからなるシートを挟み込み、前記 EVA樹脂等の樹脂の上にカバ 一ガラスを置いた後、これら全体をラミネータ等で加熱し、前記 EVA樹脂等の樹脂を 架橋させ、この下部にある前記非接着性のシートを固定することを特徴とする請求項 2に記載の CIS系薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
[4] 前記非接着性のプラスチック樹脂は、透明度が高ぐ透光性があり、 100〜200°Cの 加熱に対して耐熱性があり、紫外線により変色しないものであることを特徴とする請求 項 1に記載の CIS系薄膜太陽電池モジュール又は請求項 2若しくは 3に記載の CIS 系薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
[5] 前記非接着性のプラスチック樹脂は、大面積のシート状で且つ数十 a m迄の厚さで 、ポリカーボネイト樹脂、 ETFE樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂等の何 れか一種類であり、ポリエステル樹脂が望ましいことを特徴とする請求項 1に記載の C IS系薄膜太陽電池モジュール又は請求項 2若しくは 3に記載の CIS系薄膜太陽電 池モジュールの製造方法。
[6] 前記請求項 1に記載の CIS系薄膜太陽電池モジュール又は請求項 2乃至 5の何れ 力 1つに記載の CIS系薄膜太陽電池モジュールの製造方法により作製された CIS系 薄膜太陽電池モジュールの各構成部材を分離回収する CIS系薄膜太陽電池モジュ ールの分離方法であって、前記分離方法は分離工程 I乃至 Vからなり、
前記分離工程 Iは、入射光側からカバーガラス、 EVA樹脂等の樹脂、非接着性シ ート、 CIS系薄膜太陽電池デバイス、ガラス基板、 EVA樹脂等の樹脂、バックシート の順で積層された CIS系薄膜太陽電池モジュールを、カバーガラスと EVA樹脂等の 樹脂とからなる第 1の積層体と、非接着性シートと、 CIS系薄膜太陽電池デバイスとガ ラス基板と EVA樹脂等の樹脂とバックシートとからなる第 2の積層体とに分離するも のであり、
前記分離工程 IIは、前記分離工程 Iで分離された前記第 2の積層体 (CIS系薄膜太 陽電池デバイスとガラス基板と EVA樹脂等の樹脂とバックシートとからなる）から CIS 系薄膜太陽電池デバイスを除去して、 CIS系薄膜太陽電池デバイスと、ガラス基板と EVA樹脂等の樹脂とバックシートとからなる第 3の積層体とに分離するものであり、 前記分離工程 IIIは、前記分離工程 Iで分離された前記第 1の積層体 (カバーガラ スと EVA樹脂等の樹脂とからなる)から EVA樹脂等の樹脂を除去して、カバーガラス と EVA樹脂等の樹脂とに分離するものであり、
前記分離工程 IVは、前記分離工程 IIで分離された前記第 3の積層体 (ガラス基板と EVA樹脂等の樹脂とバックシートとからなる）からバックシートを除去して、バックシー トと、ガラス基板と EVA樹脂等の樹脂とからなる第 4の積層体とに分離するものであり 前記分離工程 Vは、前記分離工程 IVで分離された前記第 4の積層体 (ガラス基板 と EVA樹脂等の樹脂とからなる）から EVA樹脂等の樹脂を除去して、 EVA樹脂等の 樹脂とガラス基板とに分離するものである、
ことを特徴とする CIS系薄膜太陽電池モジュールの分離方法。
[7] 前記分離工程 Iは、 CIS系薄膜太陽電池モジュールを裏面よりナイフ又はカッター等 の切断工具によりガラス基板外周部を切断し、前記非接着性のプラスチック樹脂の 一方の面に隣接する前記第 1の積層体 (カバーガラスと EVA樹脂等の樹脂からなる )と前記第 2の積層体 (CIS系薄膜太陽電池デバイスとガラス基板と EVA樹脂等の榭 脂とバックシートからなる）とに分離することを特徴とする請求項 6に記載の CIS系薄 膜太陽電池モジュールの分離方法。
[8] 前記分離工程 IIは、乾式の機械的方法、例えば、サンドブラスト法、金属刃による削り 落とし法又はこれら方法の組合せ、により前記第 2の積層体 (CIS系薄膜太陽電池デ バイスとガラス基板と EVA樹脂等の樹脂とバックシートからなる）から CIS系薄膜太陽 電池デバイスを除去して、 CIS系薄膜太陽電池デバイスと第 3の積層体 (ガラス基板 と EVA樹脂等の樹脂とバックシートからなる）とに分離することを特徴とする請求項 6 に記載の CIS系薄膜太陽電池モジュールの分離方法。
[9] 前記分離工程 ΠΙは、乾式の機械的除去方法、例えば、サンドブラスト法又は湿式の 化学的な除去方法、例えば、煮沸法、高温蒸気吹付け法、酸中への浸漬法、により 前記第 1の積層体 (カバーガラスと EVA樹脂等の樹脂からなる）から EVA樹脂等の 樹脂を除去して、 EVA樹脂等の樹脂とカバーガラスとに分離することを特徴とする請 求項 6に記載の CIS系薄膜太陽電池モジュールの分離方法。
[10] 前記分離工程 IVは、機械的に引き剥がす方法により前記第 3の積層体 (ガラス基板と EVA樹脂等の樹脂とバックシートからなる）からバックシートを除去して、バックシート と第 4の積層体 (ガラス基板と EVA樹脂等の樹脂からなる）とに分離することを特徴と する請求項 6に記載の CIS系薄膜太陽電池モジュールの分離方法。
[11] 前記分離工程 Vは、乾式の機械的方法、例えば、サンドブラスト法、金属刃による削 り落とし法又はこれら方法の組合せ、により前記第 4の積層体 (ガラス基板と EVA樹 脂等の樹脂からなる)から EVA樹脂等の樹脂を除去して、 EVA樹脂等の樹脂とガラ ス基板とに分離することを特徴とする請求項 6に記載の CIS系薄膜太陽電池モジュ ールの分離方法。
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