WO2016021151A1 - 太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

太陽電池モジュールの製造方法 Download PDF

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surface side
cell module
protective member
back surface
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正治 竹中
慶 中村
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a solar cell module.
  • a solar cell module When a solar cell is mounted on a curved surface, a solar cell module that conforms to the curved surface shape is desired.
  • a solar cell module is a resin in which solar cells are sealed between a front side transparent protective member made of a glass plate and the like, and a back side protective member made of a resin sheet having flexibility. It is comprised by arrange
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing a solar cell module having a curved shape.
  • the filler layer 30 which sealed the photovoltaic cell 31 is mounted on the surface side transparent protection member 10 which has a curved surface shape, and the flat plate shape back surface side protection which has flexibility on it. After the member 50 is placed, the solar cell module is manufactured by pressing. In the filler layer 30, each solar battery cell 31 is electrically connected by a wiring material 32.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the solar cell module 2 after being pressed from the state shown in FIG.
  • the conventional manufacturing method has a problem that the back surface side protection member 50 cannot follow the curved surface, and a lot of wrinkles are generated in the back surface protection member 50.
  • An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a solar cell module capable of suppressing the occurrence of wrinkles on a back surface side protection member in a method for manufacturing a solar cell module having a curved shape.
  • the method for manufacturing a solar cell module includes a surface-side transparent protective member having a curved shape, a back-side protective member having a curved shape corresponding to the curved shape of the front-side transparent protective member, and the surface
  • a method of manufacturing a solar cell module including a filler layer that is disposed between a side transparent protective member and the back surface side protective member and seals solar cells therein, and has the curved surface shape
  • the solar battery cell and the filler layer are arranged between the step of preparing the front surface side transparent protective member and the back surface side protective member having the curved surface shape, and the front surface side transparent protective member and the back surface side protective member. And a step of manufacturing a solar cell module by pressing.
  • the present invention in the method for producing a solar cell module having a curved shape, it is possible to suppress the occurrence of wrinkles on the back surface side protection member.
  • FIG. 1 is a typical sectional view showing the solar cell module of an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing the solar cell module of the embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a process for manufacturing the solar cell module of the embodiment.
  • a back surface side protection member having a curved surface shape is placed on a filler layer placed on a front surface side transparent protection member having a curved surface shape, and a solar cell module is manufactured by pressing.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the back surface side protection member having a flat plate shape is placed on a mold having a curved surface shape.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a state where the back surface side protection member is heated on the mold and a curved surface shape is given to the back surface side protection member.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a conventional manufacturing method.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a solar cell module manufactured by the conventional manufacturing method shown in FIG.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a solar cell module of an embodiment.
  • the solar cell module 1 of the present embodiment is disposed between the front surface side transparent protective member 10, the back surface side protective member 20, the front surface side transparent protective member 10 and the back surface side protective member 20, And a filler layer 30 for sealing the solar battery cell 31 therein.
  • the first main surface 11 on the front surface side and the second main surface 12 on the back surface side of the front surface side transparent protective member 10 have a curved shape that swells to the front surface side.
  • the first main surface 21 on the front surface side and the second main surface 22 on the back surface side of the back surface side protective member 20 also have a curved shape that swells to the front surface side.
  • the curved surface shape of the back surface side protective member 20 corresponds to the curved surface shape of the front surface side transparent protective member 10.
  • each solar battery cell 31 is electrically connected by a wiring material 32.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing the solar cell module of the embodiment shown in FIG.
  • the curved surface shape of the front surface side transparent protective member 10 and the curved surface shape of the back surface side protective member 20 are curved surface shapes that swell toward the front surface side, and are curved in the x direction and perpendicular to the y direction. Even curved. Therefore, the curved surface shape of the front surface side transparent protective member 10 and the curved surface shape of the back surface side protective member 20 are three-dimensional curved surface shapes.
  • the front surface side transparent protective member 10 can be composed of, for example, a glass plate, a transparent resin substrate such as an acrylic plate and a polycarbonate plate.
  • the filler layer 30 can be composed of a crosslinkable resin such as ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA) or a non-crosslinkable resin such as polyolefin.
  • the back surface side protection member 20 is formed of a flexible sheet material in the present embodiment.
  • the flexible sheet material include resin sheet materials such as polyvinylidene fluoride (PVF), polyethylene terephthalate (PET), and polytetrafluoroethylene (ETFE).
  • the flexible sheet material may be a laminate of a metal foil such as an aluminum foil.
  • the thickness of the back surface side protection member 20 is preferably in the range of 50 ⁇ m to 350 ⁇ m, and more preferably in the range of 130 ⁇ m to 250 ⁇ m.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a process for manufacturing the solar cell module of the embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining a process for manufacturing the solar cell module of the present embodiment.
  • a front surface side transparent protective member 10 having a curved surface shape and a back surface side protective member 20 having a curved surface shape are prepared (step S11).
  • a surface side transparent protective member 10 having a curved shape is prepared.
  • the surface-side transparent protective member 10 having a curved surface shape can be manufactured, for example, by subjecting a glass plate or resin plate having a flat plate shape to a bending process or a cutting process by heating. Moreover, you may manufacture by pressing using a metal mold
  • the back surface side protection member 20 which has a curved surface shape is prepared.
  • the solar cell module 1 is manufactured by disposing the solar cell 31 and the filler layer 30 between the front surface side transparent protective member 10 and the back surface side protective member 20 and pressing them (Step S12).
  • a sheet of a crosslinkable resin or a non-crosslinkable resin that becomes the filler layer 30 is laminated on the surface-side transparent protective member 10, and a plurality of pieces electrically connected by the wiring member 32 thereon.
  • the solar battery cell 31 is disposed.
  • a sheet of a crosslinkable resin or non-crosslinkable resin that becomes the filler layer 30 is disposed thereon.
  • the back surface side protection member 20 having a curved surface shape is laminated on the filler layer 30. Thereafter, this laminate is pressed while being heated. Thereby, the solar cell module 1 which laminated
  • the back-side protection member 20 having a curved surface shape in advance is used instead of using the back-side protection member 50 having a flat plate shape. Is used. For this reason, generation
  • the heating temperature at the time of press working is a temperature at which the back surface side protection member 20 is not thermally deteriorated.
  • the temperature is preferably in the range of 100 ° C. to 240 ° C., more preferably in the range of 120 ° C. to 180 ° C.
  • the temperature difference between the peripheral portion 1b and the central portion 1a is preferably within a range of 20 ° C. to 50 ° C., and more preferably within a range of 40 ° C. to 50 ° C.
  • FIG. 5 and FIG. 6 are schematic cross-sectional views for explaining an example of a step of imparting a curved surface shape to a back surface protection member having a flat plate shape.
  • FIG. 5 shows a state where the back surface side protection member 23 having a flat plate shape is placed on a mold having a curved surface shape.
  • the upper surface 41 of the mold 40 has a curved surface shape that is imparted to the back surface side protection member 23.
  • the upper surface 41 is formed with an intake hole (not shown).
  • the back surface side protection member 23 is held on the upper surface 41 of the mold 40 by being sucked through the intake holes.
  • FIG. 5 shows a state where the back surface side protection member 23 having a flat plate shape is placed on a mold having a curved surface shape.
  • the upper surface 41 of the mold 40 has a curved surface shape that is imparted to the back surface side protection member 23.
  • the upper surface 41 is formed with an intake hole (not shown).
  • the back surface side protection member 23 is held
  • the back surface side protection member 23 is deformed so as to follow the shape of the upper surface 41 of the mold 40.
  • the back surface side protection member 23 is softened by heating the back surface side protection member 23, and the back surface side protection member 23 is sucked by the weight of the back surface side protection member 23 and the suction holes formed in the top surface 41. Is brought into close contact with the upper surface 41 of the mold 40. Thereby, the back surface side protection member 23 is deformed so as to follow the shape of the upper surface 41 of the mold 40.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a state where a curved surface shape is imparted to the back surface side protection member. As shown in FIG. 6, a curved surface shape along the shape of the upper surface 41 of the mold 40 is given to the back surface side protection member 20.
  • the solar cell module 1 of the present embodiment can be manufactured using the back surface side protection member 20 having a curved surface shape obtained as described above.
  • the method of giving the curved surface shape to the back surface side protection member is not limited to the method of the above embodiment.
  • the three-dimensional curved surface shape is described as an example of the curved surface shape, but the present invention is not limited to this.
  • a two-dimensional curved shape that curves only in the x direction or the y direction may be used.
  • the curved surface shape has been described as an example of a curved surface shape (convex curved surface shape) that swells on the surface side of the solar cell module 1, the present invention is not limited to this.
  • the curved surface shape which swells to the back surface side of the solar cell module 1 may be sufficient.

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Abstract

　曲面形状を有する表面側透明保護部材（１０）と、表面側透明保護部材（１０）の曲面形状に対応した曲面形状を有する裏面側保護部材（２０）と、表面側透明保護部材（１０）と裏面側保護部材（２０）との間に配置され、太陽電池セル（３１）をその内部に封止する充填剤層（３０）とを含む太陽電池モジュール（１）を製造する方法であって、曲面形状を有する表面側透明保護部材（１０）及び曲面形状を有する裏面側保護部材（２０）を準備する工程と、表面側透明保護部材（１０）と裏面側保護部材（２０）との間に、太陽電池セル（３１）及び充填剤層（３０）を配置し、プレス加工することによって太陽電池モジュール（１）を製造する工程とを含む。

Description

太陽電池モジュールの製造方法
　本発明は、太陽電池モジュールの製造方法に関する。
　太陽電池を住宅に設置し、太陽電池で発電した電力を家庭内で利用したり、電力会社に販売したりすることが行われている。これまで、太陽電池は主に平坦な屋根の上に設置されてきたが、屋根以外の場所にも設置することも検討されている。特許文献１においては、曲面を有する透明ガラスの屋根材にフラットパネル状太陽電池を設けた構成が記載されている。
特開平５－５３４４号公報
　曲面に太陽電池を積載する場合、曲面形状に沿うような太陽電池モジュールが要望される。太陽電池モジュールは、一般に、ガラス板などからなる表面側透明保護部材と、可撓性を有する樹脂シートなどからなる裏面側保護部材との間に、太陽電池セルをその内部に封止した樹脂などからなる充填剤層を配置することにより構成されている。
　図７は、曲面形状を有する太陽電池モジュールを製造する従来の方法を示す模式的断面図である。図７に示すように、曲面形状を有する表面側透明保護部材１０の上に、太陽電池セル３１を封止した充填剤層３０を載せ、その上に可撓性を有する平板形状の裏面側保護部材５０を載せた後、プレス加工して太陽電池モジュールを製造する。充填剤層３０中において、各太陽電池セル３１は、配線材３２により電気的に接続されている。
　図８は、図７に示す状態からプレス加工した後の太陽電池モジュール２を示す模式的断面図である。図８に示すように、従来の製造方法では、裏面側保護部材５０が曲面に追従できず、裏面保護部材５０に多くのシワが発生するという問題があった。
　本発明の目的は、曲面形状を有する太陽電池モジュールを製造する方法において、裏面側保護部材にシワが発生するのを抑制することができる太陽電池モジュールの製造方法を提供することにある。
　本発明の一態様に係る太陽電池モジュールの製造方法は、曲面形状を有する表面側透明保護部材と、前記表面側透明保護部材の曲面形状に対応した曲面形状を有する裏面側保護部材と、前記表面側透明保護部材と前記裏面側保護部材との間に配置され、太陽電池セルをその内部に封止する充填剤層とを含む太陽電池モジュールを製造する方法であって、前記曲面形状を有する前記表面側透明保護部材及び前記曲面形状を有する裏面側保護部材を準備する工程と、前記表面側透明保護部材と前記裏面側保護部材との間に、前記太陽電池セル及び前記充填剤層を配置し、プレス加工することによって太陽電池モジュールを製造する工程とを含む。
　本発明によれば、曲面形状を有する太陽電池モジュールを製造する方法において、裏面側保護部材にシワが発生するのを抑制することができる。
図１は、実施形態の太陽電池モジュールを示す模式的断面図である。 図２は、実施形態の太陽電池モジュールを示す模式的斜視図である。 図３は、実施形態の太陽電池モジュールを製造する工程を示すフローチャートである。 図４は、曲面形状を有する裏面側保護部材を、曲面形状を有する表面側透明保護部材の上に載置された充填剤層の上に載置し、プレス加工して太陽電池モジュールを製造する工程を示す模式的断面図である。 図５は、平板形状を有する裏面側保護部材を、曲面形状を有する型の上に載置した状態を示す模式的断面図である。 図６は、裏面側保護部材を型の上で加熱し、裏面側保護部材に曲面形状を付与した状態を示す模式的断面図である。 図７は、従来の製造方法を示す模式的断面図である。 図８は、図７に示す従来の製造方法で製造された太陽電池モジュールを示す模式的断面図である。
　以下、好ましい実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。したがって、以下の実施形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。
　図１は、実施形態の太陽電池モジュールを示す模式的断面図である。図１に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール１は、表面側透明保護部材１０と、裏面側保護部材２０と、表面側透明保護部材１０及び裏面側保護部材２０の間に配置され、太陽電池セル３１をその内部に封止する充填剤層３０とを含んでいる。
　表面側透明保護部材１０の表面側の第１の主面１１及び裏面側の第２の主面１２は、表面側に膨らむ曲面形状を有している。また、裏面側保護部材２０の表面側の第１の主面２１及び裏面側の第２の主面２２も、表面側に膨らむ曲面形状を有している。裏面側保護部材２０が有する曲面形状は、表面側透明保護部材１０が有する曲面形状に対応している。充填剤層３０中において、各太陽電池セル３１は、配線材３２により電気的に接続されている。
　図２は、図１に示す実施形態の太陽電池モジュールを示す模式的斜視図である。図２に示すように、表面側透明保護部材１０が有する曲面形状及び裏面側保護部材２０が有する曲面形状は、表面側に膨らむ曲面形状であり、ｘ方向に湾曲するとともに、それと垂直なｙ方向にも湾曲している。したがって、表面側透明保護部材１０が有する曲面形状及び裏面側保護部材２０が有する曲面形状は、３次元の曲面形状である。
　表面側透明保護部材１０は、例えば、ガラス板や、アクリル板及びポリカーボネート板などの透明樹脂基板などから構成することができる。充填剤層３０は、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）などの架橋性樹脂や、ポリオレフィンなどの非架橋性樹脂などから構成することができる。
　裏面側保護部材２０は、本実施形態において、可撓性を有するシート材から形成されている。可撓性を有するシート材としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＦ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）などの樹脂シート材などが挙げられる。また、可撓性を有するシート材は、アルミニウム箔などの金属箔をラミネートしたものであってもよい。裏面側保護部材２０の厚みとしては、５０μｍ～３５０μｍの範囲であることが好ましく、１３０μｍ～２５０μｍの範囲であることがさらに好ましい。
　図３は、実施形態の太陽電池モジュールを製造する工程を示すフローチャートである。
　図４は、本実施形態の太陽電池モジュールを製造する工程を説明するための模式的断面図である。
　まず、曲面形状を有する表面側透明保護部材１０及び曲面形状を有する裏面側保護部材２０を準備する（ステップＳ１１）。
　具体的には、曲面形状を有する表面側透明保護部材１０を準備する。曲面形状を有する表面側透明保護部材１０は、例えば、平板形状を有するガラス板や樹脂板を、加熱による曲げ加工や切削加工等を施すことにより、製造することができる。また、金型等を用いて、プレス加工することにより製造してもよい。また、曲面形状を有する裏面側保護部材２０を準備する。
　次に、表面側透明保護部材１０と裏面側保護部材２０との間に、太陽電池セル３１及び充填剤層３０を配置し、プレス加工することによって太陽電池モジュール１を製造する（ステップＳ１２）。
　具体的には、表面側透明保護部材１０の上に、充填剤層３０となる架橋性樹脂または非架橋性樹脂のシートを積層し、その上に配線材３２により電気的に接続された複数の太陽電池セル３１を配置する。その上に充填剤層３０となる架橋性樹脂または非架橋性樹脂のシートを配置する。
　次に、図４に示すように、充填剤層３０の上に、曲面形状を有する裏面側保護部材２０を積層する。その後、この積層体を、加熱しながらプレス加工する。これにより、表面側透明保護部材１０、充填剤層３０、及び裏面側保護部材２０を積層した太陽電池モジュール１を製造することができる。
　本実施形態では、図７及び図８を参照して説明した従来の製造方法のように、平板形状を有する裏面側保護部材５０を用いるのではなく、予め曲面形状を付与した裏面側保護部材２０を用いている。このため、裏面保護部材２０にシワが発生するのを抑制することができる。したがって、本実施形態によれば、太陽電池モジュール１の外観性を高めることができる。
　プレス加工する際の加熱温度は、裏面側保護部材２０が熱劣化しない程度の温度であることが好ましい。具体的には、１００℃～２４０℃の範囲内の温度であることが好ましく、１２０℃～１８０℃の範囲内の温度であることがさらに好ましい。また、太陽電池モジュール１の面方向（ｘ方向及びｙ方向）の周辺部１ｂを中央部１ａより高い温度となるように加熱することが好ましい。周辺部１ｂと中央部１ａの温度差は、２０℃～５０℃の範囲内であることが好ましく、４０℃～５０℃の範囲内であることがさらに好ましい。このような温度差を設けることにより、周辺部１ｂを積極的に加熱伸縮させ曲面形状へ追従し易くすることで、加工をより容易に行うことが出来る。
　図５及び図６は、平板形状を有する裏面保護部材に、曲面形状を付与する工程の一例を説明するための模式的断面図である。図５は、平板形状を有する裏面側保護部材２３を、曲面形状を有する型の上に載置した状態を示している。型４０の上面４１は、裏面側保護部材２３に付与する曲面形状を有している。上面４１には、図示しない吸気孔が形成されている。裏面側保護部材２３は、この吸気孔で吸引されることにより、型４０の上面４１に保持されている。図５に示す状態で、裏面側保護部材２３を加熱することにより、裏面側保護部材２３を、型４０の上面４１の形状に沿うように変形させる。具体的には、裏面側保護部材２３を加熱することにより、裏面側保護部材２３を軟化させ、裏面側保護部材２３の自重及び上面４１に形成された吸気孔による吸引で、裏面側保護部材２３を型４０の上面４１に密着させる。これにより、裏面側保護部材２３を、型４０の上面４１の形状に沿うように変形させる。
　図６は、裏面側保護部材に曲面形状を付与した状態を示す模式的断面図である。図６に示すように、型４０の上面４１の形状に沿った曲面形状が、裏面側保護部材２０に付与される。
　以上のようにして得られた、曲面形状を有する裏面側保護部材２０を用いて、図４を参照して説明したように、本実施形態の太陽電池モジュール１を製造することができる。しかしながら、裏面側保護部材に曲面形状を付与する方法は、上記実施形態の方法に限定されるものではない。
　上記の実施形態では、曲面形状として、３次元の曲面形状を例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ｘ方向またはｙ方向にのみ湾曲するような２次元の曲面形状であってもよい。
　また、曲面形状として、太陽電池モジュール１の表面側に膨らむ曲面形状（凸状の曲面形状）を例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、太陽電池モジュール１の裏面側に膨らむ曲面形状（凹状の曲面形状）であってもよい。
　以上、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法について、上記実施形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。実施形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
１，２…太陽電池モジュール
１ａ…太陽電池モジュールの面方向の周辺部
１ｂ…太陽電池モジュールの面方向の中央部
１０…表面側透明保護部材
１１…第１の主面
１２…第２の主面
２０…曲面形状を有する裏面側保護部材
２１…第１の主面
２２…第２の主面
２３…平板形状を有する裏面側保護部材
３０…充填剤層
３１…太陽電池セル
３２…配線材
４０…型
４１…上面
５０…裏面側保護部材

Claims (4)

  1. 　曲面形状を有する表面側透明保護部材と、前記表面側透明保護部材の曲面形状に対応した曲面形状を有する裏面側保護部材と、前記表面側透明保護部材と前記裏面側保護部材との間に配置され、太陽電池セルをその内部に封止する充填剤層とを含む太陽電池モジュールの製造方法であって、
    　前記曲面形状を有する前記表面側透明保護部材及び前記曲面形状を有する裏面側保護部材を準備する工程と、
    　前記表面側透明保護部材と前記裏面側保護部材との間に、前記太陽電池セル及び前記充填剤層を配置し、プレス加工することによって太陽電池モジュールを製造する工程とを含む、太陽電池モジュールの製造方法。
  2. 　前記裏面側保護部材が、可撓性を有するシート材から形成されている、請求項１に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  3. 　前記プレス加工の際に、前記太陽電池モジュールの面方向の周辺部を中央部より高い温度となるように加熱する、請求項１または２に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  4. 　前記曲面形状が、３次元の曲面形状である、請求項１～３のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
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