(57)【要約】【課題】シリコンラバーの蓋部材でモジュール材料を覆う作業や真空引きを行う作業を１人の作業者で行うことができ、しかもラミネート処理を行う各工程をモジュール材料が移動する際における蓋部材の捲れ上がりを防止できる真空ラミネート装置及び真空ラミネート方法を提供する。【解決手段】基材１１の４つの角部夫々に対応する枠体１２上の位置に固定機構３０を設ける。これにより、モジュール材料２０を蓋部材２１で覆う際に蓋部材２１の片側を押さえつける作業や、真空引きする際に蓋部材２１の四隅を枠体１２の内周部に押さえつける作業を１人で行うことができ、作業人員の削減に伴う作業効率向上が図れる。またラミネート処理を行う各工程間での真空漏れなどによる蓋部材２１の捲れ上がり等を防止でき、次工程への搬入を阻害したり、次工程にて排気できなくなったりすることがない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空排気を行う為の一定の隙間を有し断面が略三角形状を成す枠体が外周部に設けられた方形状の基材と、前記基材及び枠体を覆うシート状の蓋部材とで処理空間を形成する真空ラミネート装置において、前記蓋部材を前記基材に位置決め且つ固定するための固定機構を具備することを特徴とする真空ラミネート装置。
【請求項２】
前記固定機構が、前記基材の４つの角部それぞれに対応する前記枠体上の位置に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の真空ラミネート装置。
【請求項３】
前記固定機構が、前記蓋部材を前記枠体の内周にバネにより押さえ込む機構であることを特徴とする請求項１に記載の真空ラミネート装置。
【請求項４】
前記固定機構が、前記蓋部材を前記枠体の内周にネジにより押さえ込む機構であることを特徴とする請求項１に記載の真空ラミネート装置。
【請求項５】
前記蓋部材の４つの角部それぞれに貫通孔が開けられており、
前記固定機構が、前記蓋部材の４つの角部それぞれに開けられた貫通孔に掛る機構であることを特徴とする請求項１に記載の真空ラミネート装置。
【請求項６】
真空排気を行う為の一定の隙間を有し断面が略三角形状を成す枠体が外周部に設けられた方形状の基材と、前記基材及び枠体を覆うシート状の蓋部材とで処理空間を形成し、該処理空間にモジュールを構成するシート状の各材料を積層配置した後、前記各材料間の空気を取り除く脱気を行い、脱気後に加熱を行う真空ラミネート方法において、前記基材の４つの角部それぞれに対応する前記枠体上の位置に固定機構を配設し、前記各固定機構にて前記蓋部材を前記基材に位置決め且つ固定することを特徴とする真空ラミネート方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空ラミネート装置に係り、特に太陽電池モジュールの製造装置に適用される真空ラミネート装置及び真空ラミネート方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、真空ラミネート処理は、半導体関連、特に太陽電池等の外気に晒して用いられる素子の最終的な製造方法として適用される。この処理は、素子を温湿度・外圧等に対し、耐久性を向上させるために行われるものである。太陽電池モジュールの一作製方法として、先ず真空ラミネート装置内に太陽電池モジュールを構成するシート状の各材料（以下、”モジュール材料”と呼ぶ）を積層させながら配置し、シリコンラバーを使用した蓋部材にて上面を覆うことによって真空引きを行い、各材料間の空気を取り除く、いわゆる脱気を行う。次に、この真空引きした状態で加熱を行う。この加熱により昇温し、封止材が架橋あるいは硬化するための温度に達し、封止材が十分硬化するまでこの温度を所定の時間保持する。その後、冷却し、真空引きを停止し、大気圧に戻す。この手順により太陽電池が完成する。
【０００３】
各材料間の脱気を効率よく行える方法として、例えば特許文献１で開示されたモジュール材料の真空ラミネート方法が知られている。この先行文献で開示された方法は、図８に示すように、ラミネート処理空間にモジュール材料１０１を配置し、前記ラミネート処理空間を真空引きする工程と、前記ラミネート処理空間を加熱処理することによりモジュール材料１０１へラミネート処理を行う工程とを有する真空ラミネート方法において、モジュール材料１０１の直上及び直下に通気層形成部材１０３、１０４を配置するようにしたものである。
【０００４】
従来の真空ラミネート装置では、モジュール材料を蓋部材で覆う際に２人がかりの作業になり、この際に、真空ラミネート装置が歪むことなく、また真空ラミネート装置とシリコンラバーを使用した蓋部材との間でリークが生じないように固定しながら真空引きを行うようにしている。
【特許文献１】特開平１１−８７７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、太陽電池モジュールの作製においては、モジュール材料を蓋部材で覆う作業や真空引き作業に２人の作業者を必要とするため、作業効率が良くないという問題がある。すなわち、モジュール材料を蓋部材で覆う作業では、２人の作業者のうち１人が蓋部材の片側を固定し、もう１人が広げる。また、真空引き作業では、２人の作業者が枠体の角内周部の４箇所を押さえる。
【０００６】
また、モジュール材料にラミネート処理を行う工程には、投入・ローディング・加熱・冷却・取り出しの４工程があり、各工程はそれぞれ独立した装置で行われるが、各工程間での真空漏れなどによる蓋部材の捲れ上がりが生じた場合に次工程に送ることができなくなる問題がある。すなわち、各装置はベルトコンベアで連結されていて、真空排気されたモジュール材料がベルトコンベア上を搬送されてラミネート処理が行われるが、その際、モジュール材料は常に真空排気が行われているのではなく、各装置にベルトコンベアで搬送されて、各々の処理において真空排気が行われる。それ故に、各工程の装置間を移動する際に真空が保持されず、蓋部材が捲れ上がり、次工程への搬入を阻害してしまう恐れや、次工程にて排気できなくなる恐れが生じる。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、シリコンラバーを使用した蓋部材でモジュール材料を覆う作業や真空引きを行う作業を１人の作業者で行うことができ、しかもラミネート処理を行う各工程をモジュール材料が移動する際における蓋部材の捲れ上がりを防止することができる真空ラミネート装置及び真空ラミネート方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の真空ラミネート装置は、真空排気を行う為の一定の隙間を有し断面が略三角形状を成す枠体が外周部に設けられた方形状の基材と、前記基材及び枠体を覆うシート状の蓋部材とで処理空間を形成する真空ラミネート装置において、前記蓋部材を前記基材に位置決め且つ固定するための固定機構を具備することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、枠体上に固定機構を取り付けることによって、モジュール材料を蓋部材で覆う際に蓋部材の片側を押さえつける作業や、真空引きする際に前記蓋部材の四隅を枠体内周部に押さえつける作業を１人の作業者で行うことができ、作業人員の削減に伴う作業効率の向上が図れる。また、蓋部材を固定できることから、ラミネート処理を行う各工程間での真空漏れなどによる蓋部材の捲れ上がり等を防止できる。これにより、次工程への搬入を阻害したり、次工程にて排気できなくなったりすることがない。また、従来の真空ラミネート装置にも簡便な装置改良にて固定機構を取り付けることができ、従来の真空ラミネート装置の有効活用が可能となる。
【００１０】
また本発明では、上記真空ラミネート装置において、前記固定機構が、前記基材の４つの角部それぞれに対応する前記枠体上の位置に設けられたことを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、真空引きする際に蓋部材の四隅を枠体の角内周部に押さえつけることができる。
【００１２】
また本発明では、上記真空ラミネート装置において、前記固定機構が、前記蓋部材を前記枠体の内周にバネにより押さえ込む機構であることを特徴とする。
【００１３】
また本発明では、上記真空ラミネート装置において、前記固定機構が、前記蓋部材を前記枠体の内周にネジにより押さえ込む機構であることを特徴とする。
【００１４】
また本発明では、上記真空ラミネート装置において、前記蓋部材の４つの角部それぞれに貫通孔が開けられており、前記固定機構が、前記蓋部材の４つの角部それぞれに開けられた貫通孔に掛る機構であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の真空ラミネート方法は、真空排気を行う為の一定の隙間を有し断面が略三角形状を成す枠体が外周部に設けられた方形状の基材と、前記基材及び枠体を覆うシート状の蓋部材とで処理空間を形成し、該処理空間にモジュールを構成するシート状の各材料を積層配置した後、前記各材料間の空気を取り除く脱気を行い、脱気後に加熱を行う真空ラミネート方法において、前記基材の４つの角部それぞれに対応する前記枠体上の位置に固定機構を配設し、前記各固定機構にて前記蓋部材を前記基材に位置決め且つ固定することを特徴とする。
【００１６】
この方法によれば、枠体上に固定機構を取り付けることによって、積層配置したシート状の各材料を蓋部材で覆う際に蓋部材の片側を押さえつける作業や、真空引きする際に蓋部材の四隅を枠体内周部に押さえつける作業を１人の作業者で行うことができ、作業人員の削減に伴う作業効率の向上が図れる。また、蓋部材を固定できることから、ラミネート処理を行う各工程間での真空漏れなどによる蓋部材の捲れ上がり等を防止できる。これにより、次工程への搬入を阻害したり、次工程にて排気できなくなったりすることがない。また、従来の真空ラミネート装置にも簡便な装置改良にて固定機構を取り付けることができ、従来の真空ラミネート装置の有効活用が可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、枠体上に固定機構を設置することにより、シリコンラバーを使用した蓋部材の設置が枠体に固定して行えるので、従来作業者２人要するところを１人で行え、作業人員の削減に伴う作業効率の向上が図れる。また、蓋部材を固定機構にて常時固定していることから、ラミネート処理を行う各工程間での真空漏れなどによる蓋部材の捲れ上がり等を防止でき、次工程への搬入を阻害したり、次工程にて排気できなくなったりすることがない。また、従来の真空ラミネート装置にも簡便な装置改良にて固定機構を取り付けることができ、従来の真空ラミネート装置の有効活用が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施の形態に係る真空ラミネート装置の概略構成を示す斜視図である。同図において、本実施の形態の真空ラミネート装置１０は、方形状の基材１１と、枠体１２と、板材１３と、保持部材１５と、接続部１６と、バルブ１７と、固定機構３０とを有して構成される。基材１１は、真空ラミネート装置１０の底部となり、ラミネート処理されるモジュール材料（例えば、太陽電池モジュールを構成するシート状の各材料）を置くための部材である。枠体１２は、排気枠部材１２Ｌと凸状枠部材１２Ｗとから構成され、基材１１の外周部に設けられている。接続部１６は、真空ラミネート装置１０から外部に空気を排出する際の経路であり、その端にはバルブ１７が設けられている。真空ラミネート装置１０は、バルブ１７の排出側を介して、外部に設置された真空ポンプ６０と接続される。
【００２０】
図２は、図１のＡ−Ａ’線断面図である。同図に示すように、排気枠部材１２Ｌは、その断面が略三角形状を成しており、基材１１と接する外側の一面と基材１１とを気密状態として固定され、内側端部に一定の隙間１４を基材１１に対して有している。この隙間１４が真空排気する際の経路となる。
【００２１】
図３は、図１のＢ−Ｂ’線断面図である。同図に示すように、凸状枠部材１２Ｗは、基材１１に凸形状を形成する部材であり、断面形状が円形の棒材、或いは基材１１に対して所定の角度で傾斜している面を有するように折り曲げられた板材である。
【００２２】
図４は、図３においてモジュール材料２０を省いた状態を示す断面図である。同図に示すように、シリコンラバーを使用した蓋部材２１は基材１１と枠体１２を覆い、ラミネート処理を行うラミネート空間部２２を形成するための部材である。ラミネート空間部２２は、蓋部材２１、基材１１、枠体１２とで形成される空間であり、モジュール材料２０をラミネート処理する場合に、この空間に積層、配置を行う。
【００２３】
図５〜図７は、図１のＣ領域を拡大した斜視図であり、３つの形態の固定機構３０を示している。これらのいずれか１つが枠体１２の角内周部の４箇所それぞれに設置される。
【００２４】
図５に示す第１形態の固定機構３０Ｘは、蓋部材２１を位置決め・固定させる役割を有しており、留め部材３０ａと、支持部材３０ｂと、押さえ部材３０ｃとを有する。留め部材３０ａと支持部材３０ｂは図示せぬバネ部材に接続されており、このバネの力により蓋部材２１を押さえ部材３０ｃにて枠体１２の内周、すなわち、枠体１２の内側に配置される基材１１の部分に押さえ込んで固定する。
【００２５】
図６に示す第２形態の固定機構３０Ｙは、蓋部材２１を位置決め・固定させる役割を有しており、支持部材３１ａと、ネジ部材３１ｂと、押さえ部材３１ｃとを有する。ネジ部材３１ｂをねじ込むことにより、蓋部材２１を押さえ部材３１ｃにて枠体１２の内周、すなわち、枠体１２の内側に配置される基材１１の部分に押さえ込んで固定する。なお、支持部材３１ａは、モジュール材料２０の各工程間での搬入の際に、各装置の搬入口に当たらないよう中央部を凹ませるようにしてもよい。
【００２６】
図７に示す第３形態の固定機構３０Ｚは、蓋部材２１を位置決め・固定させる役割を有しており、ネジ部材３２ａと、補強部材３２ｂとを有する。補強部材３２ｂには、ネジ部材３２ａを引っ掛けるための貫通孔が設けられている。この補強部材３２ｂの貫通孔は、蓋部材２１の経時変化による伸びを吸収するために楕円形や長方形なる形状にしてもよい。ネジ部材３２ａを補強部材３２ｂの穴を通して凸状枠部材１２Ｗにねじ込むことによって補強部材３２ｂとともに蓋部材２１を固定する。
【００２７】
上記のように構成された真空ラミネート装置１０では、基材１１の対向する２辺に固定された排気枠部材１２Ｌに、基材１１及び板材１３に対しては気密状態で、排気枠部材１２Ｌの内側端部に設けられた一定の隙間１４を排気口とする排気空間１８が形成される。さらに、排気空間１８には、板材１３を貫通して接続部１６が挿入されている。ラミネート処理の際には、ラミネート空間部２２から隙間１４を介して排気空間１８に空気が排出され、この排気空間からは接続部１６を介して外部に空気が排出される。
【００２８】
続いて、真空ラミネート装置１０でのラミネート処理について説明する。図２に示すように、基材１１に通気性シート材２３を置き、その上にモジュール材料２０を配置し、さらにその上に通気性シート材２４を置く。また、排気枠部材１２Ｌと基材１１との隙間には保持部材１５が配置される。保持部材１５は、例えばステンレスの平織り金網である。そして、蓋部材２１で基材１１と枠体１２を覆い、ラミネート空間部２２（図４参照）を形成する。そして、この状態で真空ラミネート装置１０の外部に接続された真空ポンプ６０を用いて脱気し、ラミネート処理を行う。
【００２９】
次に、本実施の形態の真空ラミネート装置１０を適用したラミネートモジュール製造装置によってラミネートモジュールを作成する際の手順、および実際に作成した結果について説明する。まず基材１１に通気性シート材２３を置き、その上にモジュール材料２０を配置し、更にその上に通気性シート材２４を置く。次いで作業者１名が、丸められている蓋部材２１を枠体１２に２〜３ｃｍ程度被さるように配置し、固定機構３０にて蓋部材２１の片側２箇所を固定・設置する。次いで、枠体１２全体を覆うように蓋部材２１を広げて、反対方向の片側２箇所を固定機構３０にて固定・設置する。ここで、固定機構３０とは図５に示す固定機構３０Ｘ、図６に示す固定機構３０Ｙ及び図７に示す固定機構３０Ｚのうち、任意のものを用いる。固定機構３０に要求される条件として、ラミネート時の熱によるモジュール材料２０や蓋部材２１の変形に対応できることや、各装置に搬入される際に出入り口にて引っ掛からないよう、設置高さに数ｍｍ程度と制限がある。また、固定機構３０そのものに熱変形が生じにくいように、構造をシンプルにすることや、既存の真空ラミネート装置に簡易的に取り付けられることが求められる条件として挙げられる。
【００３０】
固定機構３０Ｘ〜３０Ｚのうち、任意のもので蓋部材２１を固定した後、その状態にて真空排気を行う。モジュール材料２０は、蓋部材２１によって基材１１に押さえつけられるので、モジュール材料２０の材料間にて脱気が行われる。そして、保持部材１５を通過して排気された空気は、排気空間を有する枠体１２Ｌから接続部１６を介して外部に排出される。モジュール材料２０に対する脱気を終えた状態で第１工程として投入・ローディングを行い、順次、第２工程の熱風循環式加熱炉（図示略）へ搬送されていく。
【００３１】
モジュール材料２０が固定・設置された真空ラミネート装置１０を水平に１０個配置し終えると、各真空ラミネート装置１０のバルブ１７の排出側をマニホールド（図示略）に一括接続し、さらにマニホールドを真空ポンプ６０に接続し、各真空ラミネート装置１０を一括して真空引きを行う。真空ポンプ６０で脱気を行いながら、各モジュール材料２０に含まれる充填材が硬化する温度（約１５０℃）まで昇温させ、硬化が終了するまで３０分間保持する。その後、各真空ラミネート装置１０のバルブ１７を閉じて、熱風循環式加熱炉（図示略）から真空を保持したまま取り出して第３工程として冷却装置（図示略）へ移動させる。冷却装置で常温程度まで冷却された後、第４工程として取り出し装置へ移動させる。これらの各工程間での移動はバルブ１７を閉じ真空保持の状態にて行っている。仮に徐々に真空漏れが生じたとしても固定機構３０にて蓋部材２１を固定しているので、各工程間の出入り口にて蓋部材２１の捲れ上がり等による動作不良を抑制することが可能となっている。取り出した真空ラミネート装置１０のバルブ１７を開いてラミネート空間部を大気圧に戻す。
【００３２】
以上のように本実施の形態の真空ラミネート装置１０では、枠体１２上に固定機構３０を備えたので、モジュール材料２０を蓋部材２１で覆う際に蓋部材２１の片側を押さえつける作業や、真空引きする際に蓋部材２１の四隅を枠体１２の内周部に押さえつける作業を１人の作業者で行うことができ、作業人員の削減に伴う作業効率の向上が図れる。また、固定機構３０で蓋部材２１を固定できることから、ラミネート処理を行う各工程間での真空漏れなどによる蓋部材２１の捲れ上がり等を防止できる。これにより、次工程への搬入を阻害したり、次工程にて排気できなくなったりすることがない。また、従来の真空ラミネート装置にも簡便な装置改良にて固定機構３０を取り付けることができ、従来の真空ラミネート装置の有効活用が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、太陽電池モジュールの製造装置に適用される真空ラミネート装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る真空ラミネート装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１の真空ラミネート装置のＡ−Ａ’線断面図である。
【図３】図１の真空ラミネート装置のＢ−Ｂ’線断面図である。
【図４】図３においてモジュール材料を省いた状態を示す断面図である。
【図５】図１の真空ラミネート装置におけるＣ領域を拡大した斜視図であり、第１形態の固定機構を示す。
【図６】図１の真空ラミネート装置におけるＣ領域を拡大した斜視図であり、第２形態の固定機構を示す。
【図７】図１の真空ラミネート装置におけるＣ領域を拡大した斜視図であり、第３形態の固定機構を示す。
【図８】従来の真空ラミネート装置の断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０            真空ラミネート装置        １１            基材
１２            枠体                      １２Ｌ          排気枠部材
１２Ｗ          凸状枠部材                １３            板材
１５            保持部材                  １６            接続部
１７            バルブ                    １８            排気空間
２０            モジュール材料            ２１            蓋部材
２２            ラミネート空間部          ２３            通気性シート材
２４            通気性シート材            ３０            固定機構
３０Ｘ          固定機構                  ３０Ｙ          固定機構
３０Ｚ          固定機構                  ３０ａ          留め部材
３０ｂ          支持部材                  ３０ｃ          押さえ部材
３１ａ          支持部材                  ３１ｂ          ネジ部材
３１ｃ          押さえ部材                ３２ａ          ネジ部材
３２ｂ          補強部材                  ６０            真空ポンプ
【図１】
2010153465.tif 000003
【図２】
2010153465.tif 000004
【図３】
2010153465.tif 000005
【図４】
2010153465.tif 000006
【図５】
2010153465.tif 000007
【図６】
2010153465.tif 000008
【図７】
2010153465.tif 000009
【図８】
2010153465.tif 000010