(57)【要約】【課題】  簡便な構造により、基板（特に曲面の基板）状に、シート状部材を正確な位置に積層することが可能な太陽電池モジュールの製造装置および製造方法を提供すること。【解決手段】  本発明は、充填材、太陽電池マトリクス、および裏面保護材からなる群より選択される少なくとも１つのシート状部材を支持する支持部２と、前記シート状部材を、曲面基板上に積層するための載置部３とを備える太陽電池モジュールの製造装置１であって、前記支持部２は、前記シート状部材の対向する辺を含む２つの側部を吸着保持するような吸着部２１を有し、前記吸着部２１は、前記側部間の距離が小さくなるように移動可能であることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填材、太陽電池マトリクス、および裏面保護材からなる群より選択される少なくとも１つのシート状部材を支持する支持部と、
前記シート状部材を、曲面基板上に積層するための載置部と
を備える太陽電池モジュールの製造装置であって、
前記支持部は、前記シート状部材の対向する辺を含む２つの側部を吸着保持するような吸着部を有し、前記吸着部は、前記側部間の距離が小さくなるように移動可能であることを特徴とする、太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項２】
前記載置部は、前記曲面基板を保持する保持手段を有する、請求項１に記載の太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項３】
前記シート状部材が、太陽電池マトリクスと充填材との積層部材である、請求項１または２に記載の太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項４】
曲面基板上に、充填材、太陽電池マトリクス、および裏面保護材からなる群より選択される少なくとも１つのシート状部材を積層することによって得られる太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記シート状部材の対向する辺を含む２つの側部を保持する工程、
前記保持された２つの側部間の距離を小さくして、前記シート状部材を撓ませる工程、および
前記シート状部材の撓み部分を、前記曲面基板上に当接させた後、前記保持された２つの側部を解放する工程
を包含する、太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項５】
前記シート状部材が、太陽電池マトリクスと充填材との積層部材である、請求項４に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュール製造装置および太陽電池モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護の観点から、太陽光発電システムが導入されている。ところで、太陽光発電システムの１ユニットを形成する太陽電池モジュールは、設置場所などに応じて、平面状のみならず、曲面状のものも開発されている（例えば、特許文献１）。このような太陽電池モジュールは、一般に、透光性の基板上に、受光面側充填材、太陽電池マトリクス、非受光面側充填材、裏面保護材などのシート状部材を順に重ねあわせて積層体（モジュール積層体）とし、このモジュール積層体を加熱加圧することによって製造される。この製造工程において、各シート状部材を基板上の正確な位置に配置することが求められている。
【特許文献１】特開２００２−２４６６２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、基板上の正確な位置に、各シート状部材を配置することに関しては十分な検討がなされていない。特に、曲面の基板、例えば、基板の凹面側にシート状部材を重ねる場合には、シート状部材を平面に保持したまま搬送すると、シート状部材を基板へ近接できる距離に限界があるため、シート状部材を正確な位置に積層することが困難である。
【０００４】
本発明の目的は、簡便な構造により、基板（特に曲面の基板）上に、シート状部材を正確な位置に積層することが可能な太陽電池モジュールの製造装置および製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、充填材、太陽電池マトリクス、および裏面保護材からなる群より選択される少なくとも１つのシート状部材を支持する支持部と、前記シート状部材を、曲面基板上に積層するための載置部とを備える太陽電池モジュールの製造装置を提供し、前記製造装置は、前記支持部が、前記シート状部材の対向する辺を含む２つの側部を吸着保持するような吸着部を有し、前記吸着部が、前記側部間の距離が小さくなるように移動可能であることを特徴とする。
【０００６】
ある実施態様においては、前記載置部は、前記曲面基板を保持する保持手段を有する。
【０００７】
ある実施態様においては、前記シート状部材が、太陽電池マトリクスと充填材との積層部材である。
【０００８】
本発明はまた、曲面基板上に、充填材、太陽電池マトリクス、および裏面保護材からなる群より選択される少なくとも１つのシート状部材を積層することによって得られる太陽電池モジュールの製造方法を提供し、前記製造方法は、前記シート状部材の対向する辺を含む２つの側部を保持する工程、前記保持された２つの側部間の距離を小さくして、前記シート状部材を撓ませる工程、および前記シート状部材の撓み部分を、前記曲面基板上に当接させた後、前記保持された２つの側部を解放する工程
を包含する。
【０００９】
ある実施態様においては、前記シート状部材が、太陽電池マトリクスと充填材との積層部材である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の太陽電池モジュールの製造装置によれば、曲面基板上の正確な位置に、充填材、太陽電池マトリクス、裏面保護材などのシート状部材を積層することができる。特に、シート状部材を基板の凹面に沿って湾曲させて、基板と近接させつつ位置あわせができるため、曲面基板とシート状部材とを重ね合わせたときの位置ズレ、シート状部材への負荷を少なくすることが可能であり、製造される太陽電池モジュールの品質を高めることができる。
【００１１】
また、シート状部材として、太陽電池マトリクスと充填材との積層部材を用いる場合、充填材を保持することにより太陽電池マトリクスを直接保持する必要がないため、積層時において太陽電池マトリクスへの負荷を抑制することができる。太陽電池マトリクスへの負荷が抑制されることで、太陽電池マトリクス中の太陽電池素子のクラックや、太陽電池素子と導体との接合部の剥離が抑制されるため、得られる太陽電池モジュールの発電効率の低下を抑制することができる。さらに曲面基板と太陽電池マトリクスとの間で位置ズレが生じる場合は、充填材の側部を支持部で支持したまま移動させることで、太陽電池マトリクスへの負荷を抑制しながら位置調整することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の太陽電池モジュールの製造装置およびその製造方法に係る実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。まず、本発明の製造装置に適用される太陽電池モジュールについて説明する。
【００１３】
（太陽電池モジュール）
本発明に適用される太陽電池モジュールの一例として、スーパーストレート構造の太陽電池モジュールを図１に示す。図１（ａ）は太陽電池モジュールの構成部材を重ねてなるモジュール積層体１００の分解斜視図を示し、図１（ｂ）は図１（ａ）のモジュール積層体１００を加熱加圧して一体化してなる太陽電池モジュールの断面図を示す。
【００１４】
図１（ｂ）に示すように、太陽電池モジュールは、受光面側から順に、透光性で湾曲した曲面基板１０１、透明な熱硬化性樹脂よりなる受光面側充填材１０２、受光面側充填材１０２および非受光面側充填材１０４に周囲を保護され、太陽電池素子を導体で電気的に接続した太陽電池マトリクス１０３、熱硬化性樹脂よりなる非受光面側充填材１０４、およびフィルム状で裏面を保護する裏面保護材１０５からなる。本発明の製造装置で積層されるシート状部材としては、例えば、充填材（受光面側充填材１０２および非受光面側充填材１０４）、太陽電池マトリクス１０３、裏面保護材１０５などが挙げられる。太陽電池モジュールは、一般に、太陽電池素子の発電を外部へ出力する端子ボックス１０６が設けられる。
【００１５】
（太陽電池モジュールの製造装置）
本発明の太陽電池モジュールの製造装置の一例を図２に示す。図２に示す太陽電池モジュールの製造装置１は、支持部２および載置部３を備え、さらに必要に応じて、搬送部４および材料供給部５を備え得る。本発明の太陽電池モジュールの製造装置は、曲面基板上にシート状部材を積層することによって得られる太陽電池モジュールの製造に適用される。
【００１６】
支持部２は、太陽電池モジュールの材料であるシート状部材を支持する目的で設けられる。支持部２は、充填材、太陽電池マトリクス、裏面保護材などのシート状部材を単独、あるいは予め複数を組み合わせた積層体（例えば、充填材と太陽電池マトリクスとの積層体）を支持する。特に充填材の上に太陽電池マトリクスを配置した積層体を用いる場合、充填材のみを支持部２により支持することで、太陽電池マトリクスを直接支持する必要がないため太陽電池マトリクスの支持による負担を低減することができる。
【００１７】
支持部２は、図１に示すとおり、具体的には、シート状部材の対向する辺を含む２つの側部を吸着保持するような吸着部２１と伸縮部２２とを有している。この吸着部２１は、シート状部材の対向する辺を含む２つの側部間の距離が小さくなるように移動可能である。具体的には、上記伸縮部２２により移動可能であり、これによって、吸着部２１により保持したシート状部材を撓ませることが可能である。
【００１８】
吸着部２１は、シート状部材を確実に支持するために、シート状部材の両側部のそれぞれに沿うように、複数配置されることが好ましい。吸着部２１は、例えば、さらに回転機構を有することが好ましい。これによりシート状部材を撓ませる時（湾曲させる時）にシート状部材へ加わる負荷を低減することができる。この吸着部２１は、伸縮部２２を介して上下動可能にレール２３に取り付けられる。
【００１９】
伸縮部２２は、吸着部２１を水平方向に移動させることができ、レール２３は、吸着部２１を垂直方向へ移動させることができる。これにより吸着部２１は、太陽電池モジュールを構成するシート状部材を保持したまま、水平方向と垂直方向へ移動することができる。
【００２０】
載置部３は、配置された曲面基板１０１を載置する目的で設けられ、この曲面基板上に、シート状部材が積層される。載置部３は、例えば、図１に示すように、曲面基板を安定に保持する保持手段３１を設けることが好ましい。載置部３は、さらに、位置合わせが可能なように水平方向に移動可能であることが好ましい。
【００２１】
搬送部４は、搬送基板４１と搬送支持部４２よりなる。搬送基板４１は移動装置４３と昇降装置４４を介して軌道４５に取り付けられており、搬送支持部４２で支持されたシート状部材を垂直方向および水平方向に移動させる。これによりシート状部材を支持部まで搬送する。
【００２２】
材料供給部５は、例えばコンベアなどによりシート状部材を供給する。
【００２３】
（太陽電池モジュールの製造方法）
図３（ａ）から図３（ｅ）を用いて、本発明の太陽電池モジュールの製造装置を用いた太陽電池モジュールの製造方法の一例について説明する。なお、本発明においては、シート状部材（充填材、太陽電池マトリクス、および裏面保護材など）を積層する工程を順次繰り返すことによってモジュール積層体を得ることができる。
【００２４】
まず、図３（ａ）に示すように、例えば、受光面側充填材１０２を搬送部４の搬送支持部４２で持ち上げて、支持部２の位置まで搬送する。次いで、図３（ｂ）に示すように、受光面側充填材１０２を搬送部４から支持部２に受け渡す。具体的には、受光面側充填材１０２の対向する辺を含む側部をそれぞれ支持部２の吸着部２１で保持した後、搬送部４の搬送支持部４２の支持を解放する。
【００２５】
他方、図３（ｃ）に示すように、搬送部４により太陽電池マトリクス１０３を搬送して、吸着部２１で保持された受光面側充填材１０２上に重ね合わせる。図３に示す態様においては、このような受光面側充填材１０２と太陽電池マトリクス１０３との積層体をシート状部材として用いる。このような積層体をシート状部材とする場合、ワレやカケが生じ易い太陽電池マトリクス１０３を直接支持する必要がないため、生産効率を向上させることができる。
【００２６】
次いで、図３（ｄ）に示すように、伸縮部２２で吸着部２１が互いに近付く方向に移動させて、受光面側充填材１０２の相対する側部の距離を短くして、受光面側充填材１０２および太陽電池マトリクス１０３からなるシート状部材を撓ませる。これによりシート状部材（受光面側充填材１０２および太陽電池マトリクス１０３の積層体）は、中央部が曲面基板１０１方向に撓み、凹状に湾曲した曲面基板１０１に接近する。本発明の製造方法においては、シート状部材（太陽電池マトリクス）に落下などの衝撃を加えることなく、曲面基板１０１と精度よく位置合わせすることが可能である。このようにシート状部材を撓ませる工程では、受光面側充填材１０２とともに太陽電池マトリクス１０３も撓むが、太陽電池マトリクス１０３は固定されていないため、クラックや剥離を招くような過度の負荷が抑制される。なお、図３（ｄ）では、シート状部材の負担を軽減させる観点から、吸着部２１は回転機構を有している。シート状部材と曲面基板１０１との位置合わせについては、例えば、受光面側充填材１０２および太陽電池マトリクス１０３を撓ませたまま、ＣＣＤカメラ（不図示）などで観察して行うことが好ましい。
【００２７】
その後、シート状部材の撓み部分を、前記曲面基板上に当接させた後、前記保持された２つの側部を解放することによって、図３（ｅ）に示すように、曲面基板１０１上に受光面側充填材１０２および太陽電池マトリクス１０３の順に精度よく積層させることができる。
【００２８】
さらに、非受光面側充填材１０４および裏面保護材１０５をそれぞれ、同様の積層工程により、太陽電池マトリクス１０３の上に積層することによりモジュール積層体１００が得られる。
【００２９】
本発明においては、上記モジュール積層体１００を、例えばラミネート装置により加熱加圧して受光面側充填材１０２および非受光面側充填材１０３を太陽電池マトリクス１０３の周囲に充填し、さらに裏面側保護材１０５に端子ボックス１０６を設けることによって太陽電池モジュールが得られる。
【００３０】
（変形例）
図２および図３の実施態様では、支持部２および搬送部４が分離された製造装置を示したが、本発明においては、これらに限定されない。例えば、支持部２と搬送部４とは一体であってもよい。図４は、本発明の太陽電池モジュールの製造装置の別の実施態様、すなわち支持部２と搬送部４とが一体化された実施態様を示す。図４（ａ）に示すように、支持部２の吸着部２１は伸縮部２２を介して搬送部４の両側部に設けられている。そして図４（ｂ）に示すように、予め積層された受光面側充填材１０２および太陽電池マトリクス１０３の積層物（シート状部材）を、搬送部４の搬送支持部４２および吸着部２１で吸着して持ち上げる。次いで、図４（ｃ）に示すように、シート状部材を、曲面基板１０１の上方に搬送するとともに、搬送支持部４２による支持を解放した後、伸縮部２２により吸着部２１を互いに近づける。これにより、シート状部材を撓ませることができる。そして図４（ｄ）に示すように、曲面基板１０１上にシート状部材（受光面側充填材１０２および太陽電池マトリクス１０３）の中央部を当接させた後、支持部２１による支持を解放する。このような実施態様は、図２および３に示す製造装置の実施態様に比べてレール２３が不要であるため、そのために設けられる駆動部を削減することが可能である、装置の構造を簡単にすることができる。
【００３１】
また、上記の実施態様では、吸着部２１がシート状部材で一組の相対する二辺を支える装置を説明したが、これ以外にも支持部２がシート状部材の側部である四辺（特に側端部である四つの端部）を保持する構造であってもよい。このような構造は、例えば、曲面基板１０１が球形に湾曲しており、曲率半径が小さく、湾曲が急な場合であっても、シート状部材を基板の形状に合せて撓ませることで、落下などの衝撃を加えることなく積層することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】（ａ）はモジュール積層体の一例を示す分解斜視図であり、（ｂ）は太陽電池モジュールを示す断面図である。
【図２】本発明の太陽電池モジュールの製造装置の一例を示す図面である。
【図３】本発明の太陽電池モジュールの製造方法の一例を示す図面である。
【図４】本発明の太陽電池モジュールの製造方法の別の実施態様を示す図面である。
【符号の説明】
【００３３】
１：太陽電池モジュールの製造装置
２：支持部
３：載置部
２１：吸着部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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