(57)【要約】【課題】反りが生じた太陽電池セルでも高精度に接続することが容易であり、搬送中でも太陽電池セルがずれないようにすることができる太陽電池モジュールの製法を提供する。【解決手段】未溶融のはんだ２ａを溶融する際の加熱により粘着力が低下する粘着シート３上に、隣り合う太陽電池セル１の側縁部を、未溶融のはんだ２ａを介して、上下に重ね合わせた状態で、複数の太陽電池セル１を粘着固定して配置する。そして、加熱により、上記未溶融のはんだ２ａを溶融するとともに、粘着シート３の粘着力を低下させる。その後、加熱炉から取り出して冷却し、溶融したはんだを凝固させ、その凝固したはんだにより隣り合う太陽電池セル１が接続した太陽電池モジュールを得る。そして、その粘着力が低下した粘着シート３から太陽電池モジュールを剥離する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣り合う太陽電池セルの側縁部を、未溶融の導電性接合剤を介して、上下に重ね合わせた状態で、複数の太陽電池セルを配置する工程と、上記導電性接合剤を加熱溶融した後、冷却凝固することにより、隣り合う太陽電池セルを接続する工程とを備え、上記複数の太陽電池セルが直列に接続された太陽電池モジュールを得る太陽電池モジュールの製法であって、上記太陽電池セルの配置が、上記導電性接合剤を溶融する際の加熱により粘着力が低下する粘着シート上でなされ、上記太陽電池セルを配置する際には、それら太陽電池セルを上記粘着シートの粘着力を利用して固定し、上記導電性接合剤を加熱溶融した後には、上記粘着シートの粘着力低下を利用して、その粘着シートから太陽電池モジュールを剥離し易くすることを特徴とする太陽電池モジュールの製法。
【請求項２】
上記粘着シートの剪断接着強度が、太陽電池セルの配置時には、３９．２Ｎ／ｃｍ2 よりも大きく、導電性接合剤の加熱溶融後には、５．９Ｎ／ｃｍ2 よりも小さくなる請求項１記載の太陽電池モジュールの製法。
【請求項３】
上記粘着シートが、基材シートと、この基材シートの少なくとも片面に形成され、導電性接合剤を溶融する際の加熱により発泡する粘着層とからなる加熱剥離シートであり、上記太陽電池セルの配置が、上記粘着層上でなされる請求項１または２記載の太陽電池モジュールの製法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数枚の太陽電池セルを接続して太陽電池モジュールを製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、太陽電池モジュールは、図３に示すように、複数の長尺板状の太陽電池セル１を幅方向に直列に接続することにより、所定の電圧が得られるようになっている。太陽電池セル１の接続は、隣り合う太陽電池セル１の長手方向に沿った側縁部を、溶融した後に凝固させたはんだ２等の導電性接合剤を介して、上下に重ね合わせることによりなされている。
【０００３】
このような太陽電池モジュールＡの製法として、製造作業が容易となる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。その方法は、まず、図４に示すように、太陽電池セル１の載置面に多数の段差が形成された組立用基台３０を用い、その組立用基台３０の各段部に、太陽電池セル１を１枚ずつ載置し、複数の太陽電池セル１を接続しない状態で太陽電池モジュールＡ（図３参照）の形状に配置する。この状態では、隣り合う太陽電池セル１の長手方向に沿った側縁部が、未溶融のはんだ２ａを介して、上下に接触している。ついで、それを加熱炉に搬送し、加熱することにより、上記未溶融のはんだ２ａを溶融させる。その後、それを加熱炉から取り出し、溶融したはんだを冷却して凝固させ、その凝固したはんだ２により、複数の太陽電池セル１が直列に接続され、太陽電池モジュールＡ（図３参照）が得られる。このように、上記特定の組立用基台３０を用いることにより、製造作業を容易にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−７７１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、太陽電池セル１は薄いため、反りが生じ易く、上記組立用基台３０を用いても、反りが生じた太陽電池セル１は、隣の太陽電池セル１と高精度に接続することが困難になっている。また、加熱炉への搬送中に、微細な振動で、太陽電池セル１の載置位置がずれ、そのずれたままの状態で、隣の太陽電池セル１と接続するおそれもある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、反りが生じた太陽電池セルでも高精度に接続することが容易であり、搬送中でも太陽電池セルがずれないようにすることができる太陽電池モジュールの製法の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明の太陽電池モジュールの製法は、隣り合う太陽電池セルの側縁部を、未溶融の導電性接合剤を介して、上下に重ね合わせた状態で、複数の太陽電池セルを配置する工程と、上記導電性接合剤を加熱溶融した後、冷却凝固することにより、隣り合う太陽電池セルを接続する工程とを備え、上記複数の太陽電池セルが直列に接続された太陽電池モジュールを得る太陽電池モジュールの製法であって、上記太陽電池セルの配置が、上記導電性接合剤を溶融する際の加熱により粘着力が低下する粘着シート上でなされ、上記太陽電池セルを配置する際には、それら太陽電池セルを上記粘着シートの粘着力を利用して固定し、上記導電性接合剤を加熱溶融した後には、上記粘着シートの粘着力低下を利用して、その粘着シートから太陽電池モジュールを剥離し易くするという構成をとる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の太陽電池モジュールの製法は、導電性接合剤を溶融する際の加熱により粘着力が低下する粘着シートを用い、加熱前に、その粘着シート上に、太陽電池セルを配置するため、その太陽電池セルに反りが生じていても、その反りをなくした状態にして、太陽電池セルを上記粘着シート上に粘着固定することができる。その粘着固定のため、加熱炉等への搬送中に振動を受けても、太陽電池セルは位置ずれしない。そして、加熱炉等で導電性接合剤を加熱溶融すると、その加熱により、上記粘着シートの粘着力を低下させることができる。その後、上記溶融した導電性接合剤を冷却凝固すると、その冷却凝固した導電性接合剤により、隣り合う太陽電池セルを高精度に接続することができ、高品質の太陽電池モジュールを形成することができる。そして、その太陽電池モジュールを、上記粘着力が低下した粘着シートから、容易に剥離することができる。さらに、上記のように、粘着シートを利用して太陽電池モジュールを形成することから、従来のような大がかりな前記組立用基台が不要となるため、加熱炉等への搬送が軽くなり容易にできる。
【０００９】
特に、上記粘着シートの剪断接着強度が、太陽電池セルの配置時には、３９．２Ｎ／ｃｍ2 よりも大きく、導電性接合剤の加熱溶融後には、５．９Ｎ／ｃｍ2 よりも小さくなる場合には、太陽電池セルの粘着固定および太陽電池モジュールの剥離が、より適正になされる。
【００１０】
また、上記粘着シートが、基材シートと、この基材シートの少なくとも片面に形成され、導電性接合剤を溶融する際の加熱により発泡する粘着層とからなる加熱剥離シートである場合には、太陽電池モジュールの剥離が、より容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の太陽電池モジュールの製法の一実施の形態により得られる太陽電池モジュールを模式的に示す正面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、上記太陽電池モジュールの製法の一実施の形態を模式的に示す説明図である。
【図３】一般的な太陽電池モジュールを模式的に示す斜視図である。
【図４】従来の太陽電池モジュールの製法を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。
【００１３】
図１は、本発明の太陽電池モジュールの製法の一実施の形態により得られる太陽電池モジュールを模式的に示す正面図である。この実施の形態の太陽電池モジュールＡは、複数の長尺板状の太陽電池セル１を幅方向（図１のＸ方向）に直列に接続したものである。その接続は、隣り合う太陽電池セル１の長手方向に沿った側縁部を、溶融後に凝固したはんだ（導電性接合剤）２を介して、上下に重ね合わせることによりなされている。
【００１４】
この実施の形態では、上記太陽電池モジュールＡを、つぎのような製法で作製する。
【００１５】
まず、図２（ａ）に示すように、未溶融のはんだ２ａ〔図２（ｃ）参照〕を溶融する際の加熱により粘着力が低下する粘着シート３を準備する。この粘着シート３は、この実施の形態では、１層の粘着層からなっており、粘着剤に発泡剤を配合したものとなっている。すなわち、加熱による粘着力の低下は、その加熱により粘着シート３が発泡して太陽電池セル１との接着面積が小さくなることによるものである。
【００１６】
ついで、図２（ｂ）に示すように、上記粘着シート３上に、１枚の太陽電池セル１を粘着固定した後、その太陽電池セル１の表面の一方（図では右側）の側縁部に、ディスペンサ等を用いて未溶融のはんだ２ａを形成する。そして、その未溶融のはんだ２ａの上に、２枚目の太陽電池セル１の側縁部の裏面が重なるようにして、その２枚目の太陽電池セル１を上記粘着シート３上に粘着固定する。これを繰り返し、図２（ｃ）に示すように、隣り合う太陽電池セル１の側縁部を、未溶融のはんだ２ａを介して、上下に重ね合わせた状態で、複数の太陽電池セル１を上記粘着シート３上に粘着固定する。このときの粘着シート３の剪断接着強度は、反りのある太陽電池セル１を反りをなくした状態にして粘着固定できるようにする観点から、また、振動等により剥離しないようにする観点から、３９．２Ｎ／ｃｍ2 よりも大きくなるように設定することが好ましい。
【００１７】
つぎに、図２（ｄ）に示すように、上記粘着シート３上に複数の太陽電池セル１を粘着固定したものを、加熱炉に搬送し、その加熱炉の熱源１０で加熱する。この加熱により、上記未溶融のはんだ２ａを溶融するとともに、上記粘着シート３を発泡させて膨張させ、その発泡膨張した粘着シート３Ａの粘着力を低下させる。その後、加熱炉から取り出して冷却し、溶融したはんだを凝固させ、その凝固したはんだ２により隣り合う太陽電池セル１が接続した太陽電池モジュールＡ（図１参照）を形成する。そして、その得られた太陽電池モジュールＡを上記発泡膨張した粘着シート３Ａから剥離する。このとき、発泡膨張した粘着シート３Ａの粘着力が低下していることから、太陽電池モジュールＡの剥離は、容易に行うことができる。このときの発泡膨張した粘着シート３Ａの剪断接着強度は、太陽電池モジュールＡの剥離を容易にする観点から、５．９Ｎ／ｃｍ2 よりも小さくなるように設定することが好ましい。
【００１８】
ここで、上記太陽電池モジュールＡの製法に用いた、加熱により粘着力が低下する粘着シート３について、詳しく説明する。
【００１９】
この粘着シート３は、先に述べたように、この実施の形態では、粘着剤に発泡剤を配合したものとなっている。
【００２０】
上記粘着剤としては、ゴム系粘着剤，アクリル系粘着剤，スチレン・共役ジエンブロック共重合体系粘着剤，シリコーン系粘着剤等があげられる。なお、必要に応じて、架橋剤，粘着性付与剤，可塑剤，充填剤，老化防止剤等の添加剤を適宜配合してもよい。
【００２１】
上記ゴム系粘着剤としては、例えば、天然ゴムまたは各種の合成ゴムをベースポリマーとするものがあげられる。アクリル系粘着剤としては、例えば、メチル基，エチル基，プロピル基，ブチル基，２−エチルヘキシル基，イソオクチル基，イソノニル基，イソデシル基，ドデシル基，ラウリル基，トリデシル基，ペンタデシル基，ヘキサデシル基，ヘプタデシル基，オクタデシル基，ノナデシル基，エイコシル基のような炭素数が２０以下のアルキル基を有するアクリル酸やメタクリル酸のようなアクリル酸系のアルキルエステル，ヒドロキシエチル基，ヒドロキシプロピル基，グリシジル基のような官能基含有基を有するアクリル酸やメタクリル酸等のエステル，アクリル酸，メタクリル酸，イタコン酸，Ｎ−メチロールアクリルアミド，アクリロニトリル，メタクリロニトリル，酢酸ビニル，スチレン，イソプレン，ブタジエン，イソブチレン，ビニルエーテル等を成分とするアクリル系ポリマーをベースポリマーとするものがあげられる。
【００２２】
上記発泡剤としては、例えば、炭酸アンモニウム，炭酸水素アンモニウム，炭酸水素ナトリウム，亜硝酸アンモニウム，水素化ホウ素ナトリウム，アジド類等の分解型の無機系発泡剤，アゾ系化合物等の有機系発泡剤等があげられる。
【００２３】
上記アゾ系化合物等の有機系発泡剤としては、例えば、トリクロロモノフルオロメタンやジクロロモノフルオロメタンのようなフッ化アルカン、アゾビスイソブチロニトリルやアゾジカルボンアミド、バリウムアゾジカルボキシレートのようなアゾ系化合物、パラトルエンスルホニルヒドラジドやジフェニルスルホン−３，３' −ジスルホニルヒドラジド、４，４' −オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）、アリルビス（スルホニルヒドラジド）のようなヒドラジン系化合物、ρ−トルイレンスルホニルセミカルバジドや４，４' −オキシビス（ベンゼンスルホニルセミカルバジド）のようなセミカルバジド系化合物、５−モルホリル−１，２，３，４−チアトリアゾールのようなトリアゾール系化合物、Ｎ，Ｎ' −ジニトロソペンタメチレンテトラミンやＮ，Ｎ' −ジメチル−Ｎ，Ｎ' −ジニトロソテレフタルアミドのようなＮ−ニトロソ系化合物、その他の低沸点化合物等があげられる。
【００２４】
他の発泡剤としては、例えば、イソブタン，プロパン，ペンタンのような容易にガス化して熱膨張性を示す物質をコアセルベーション法や界面重合法等で殻形成物質内に内包させた熱膨張性微粒子があげられる。その熱膨張性微粒子の平均粒径は、例えば、１〜５０μｍの範囲内に設定される。また、上記熱膨脹性微粒子を形成する殻形成物質としては、例えば、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体，ポリビニルアルコール，ポリビニルブチラール，ポリメチルメタクリレート，ポリアクリロニトリル，ポリ塩化ビニリデン，ポリスルホン等があげられる。
【００２５】
発泡剤の配合割合は、粘着力を低下させる度合に応じて設定されるが、この実施の形態では、例えば、１０〜９５重量％、好ましくは、２０〜８０重量％とされる。粘着シート３の発泡倍率は、この実施の形態では、例えば、１．５〜１００倍程度の発泡倍率となるように設定することが好ましい。
【００２６】
粘着シート３の形成は、上記発泡剤配合の粘着剤をセパレータ上に塗工形成すること等により行うことができる。粘着シート３の厚みは、例えば、１〜５００μｍの範囲内に設定される。
【００２７】
なお、上記実施の形態では、粘着シート３として、粘着層が加熱により発泡して、その粘着層の粘着力が低下するものを用いたが、他でもよく、例えば、発泡することなく粘着力が低下するものを用いてもよい。
【００２８】
また、上記実施の形態では、粘着シート３として、１層の粘着層からなるものを用いたが、他でもよく、例えば、基材シートと、この基材シートの片面または両面に形成された上記粘着層とからなるものを用いてもよい。上記基材シートとしては、例えば、ＰＥＴ等の樹脂シート、ステンレス等の金属シート等があげられる。
【００２９】
さらに、上記基材シートを有する粘着シートを用いる場合、その基材シートとして、高周波で誘導加熱するものでもよい。このような基材シートを用いると、前記加熱炉での熱源１０〔図２（ｄ）参照〕による加熱ではなく、高周波の照射により、基材シートを誘導加熱させ、その熱で、未溶融のはんだ２ａ〔図２（ｃ）参照〕を溶融させるとともに、粘着層の粘着力を低下させることができる。
【００３０】
上記高周波で誘導加熱する基材シートの形成材料としては、例えば、鉄，ニッケル，銅，アルミニウム，チタン，亜鉛，錫のような単成分を主成分とする合金、ＳＵＳ３４０等のステンレス鋼やパーマロイのような合金、フェライトのような金属酸化物、鉄・コバルトのようなアモルファス合金等の種々の導電体や磁性体があげられる。
【００３１】
また、上記基材シートの構造としては、例えば、箔からなる単層構造、ベース層に箔や蒸着膜等からなる導電体層や磁性体層を形成したラミネート構造、ベース層に導電粉や磁性粉を分散させた含有構造、ベース層に導電粉や磁性粉を分散含有する層を塗布した重畳構造等があげられる。磁性体または導電体は、２種以上を併用してもよい。また、基材シートの形状としては、例えば、ネット状，多孔質状，不織布状等があげられる。そして、基材シートの厚みは、例えば、１〜５００μｍの範囲内に設定される。
【００３２】
上記ベース層としては、例えば、紙，布，不織布のような繊維加工物、プラスチックないしゴム状の弾性を示すポリマーのフィルムないし発泡フィルム、あるいはそれらのプラスチックラミネート体、プラスチック同士の積層体等があげられる。
【００３３】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。但し、本発明は、実施例に限定されるわけではない。
【実施例】
【００３４】
〔太陽電池セルの作製〕
幅１０ｍｍ，長さ１００ｍ，厚み５０μｍのステンレス製基材（可撓性導電性基材）の片面に、厚み０．３μｍのＣｒ層（バリア層）と，厚み０．３μｍのＭｏ層（第１電極層）と，カルコパイライト化合物からなる厚み２μｍのＣＩＧＳ層（光吸収層）と，厚み７５ｎｍのＺｎＭｇＯ層（バッファ層）と，厚み０．５μｍのＩＴＯ層（第１電極層）とを、この順に積層形成し、太陽電池セル基体を得た。
【００３５】
ついで、その太陽電池セル基体の長手方向に沿った片側縁部の、端縁から１ｍｍの幅部分の表面に、厚み５０ｎｍのＮｉ層をスパッタリングにより形成した後、そのＮｉ層の表面に、厚み５０ｎｍのＣｕ層をスパッタリングにより形成した。太陽電池セル基体の裏面も、同様にして、Ｎｉ層とＣｕ層とを積層形成した。
【００３６】
そして、そのＮｉ層とＣｕ層とが積層形成された太陽電池セル基体を、長さ１００ｍｍ間隔で、幅方向に切断し、幅１０ｍｍ×長さ１００ｍｍの太陽電池セルを得た。
【００３７】
〔実施例１〕
加熱により発泡する粘着層を備えた加熱剥離シート（日東電工社製、熱剥離シート：リバアルファ No.3195）を準備した。そして、その加熱剥離シートの表面に、１枚の太陽電池セルを粘着固定した後、その太陽電池セルの表面の上記Ｃｕ層上に、Ｓｎ−Ｂｉ系はんだをディスペンサを用いて幅１ｍｍで塗布した。ついで、２枚目の太陽電池セルの側縁部の裏面が幅１ｍｍで重なるようにして、その２枚目の太陽電池セルを上記加熱剥離シート上に粘着固定した。これを１１回繰り返し、隣り合う太陽電池セルの側縁部が、未溶融のＳｎ−Ｂｉ系はんだを介して、上下に重ね合わされた状態で、１１枚の太陽電池セルが上記加熱剥離シート上に粘着固定された太陽電池モジュール基体（１００ｍｍ×１０１ｍｍ）を得た。
【００３８】
そして、上記加熱剥離シート上に太陽電池モジュール基体が粘着固定された状態のものを、２枚のガラス板で挟み、その状態で、加熱炉内に設置した。その後、加熱炉内を窒素雰囲気にし、２００℃で３０分間加熱することにより、未溶融のＳｎ−Ｂｉ系はんだを溶融するとともに、上記加熱剥離シートの粘着力を弱めた。その後、加熱炉から取り出し、溶融したＳｎ−Ｂｉ系はんだを凝固させ、隣り合う太陽電池セルが接続した太陽電池モジュールを得た。そして、その得られた太陽電池モジュールを上記加熱剥離シートから剥離した。
【００３９】
また、上記加熱剥離シートの剪断接着強度を、加熱炉で加熱する前と後とで、測定器（島津製作所社製、オートグラフ）を用いて測定した。その結果、加熱前が４６Ｎ／ｃｍ2 、加熱後が３Ｎ／ｃｍ2 であった。
【００４０】
〔実施例２〕
上記実施例１において、太陽電池セルの粘着固定を、加熱剥離シートに替えて、加熱しても発泡しない粘着層を備えた耐熱性シート（日東電工社製、実装工程用耐熱両面接着テープ No.581 ）を利用した。それ以外は、上記実施例１と同様にした。また、上記耐熱性シートの剪断接着強度は、加熱前が４２Ｎ／ｃｍ2 、加熱後が５．５Ｎ／ｃｍ2 であった。
【００４１】
〔比較例１〕
上記実施例１において、太陽電池セルの固定を、加熱剥離シートに替えて、ステージ上での真空吸着を利用した。それ以外は、上記実施例１と同様にした。
【００４２】
〔比較例２〕
上記実施例１において、太陽電池セルの固定を、加熱剥離シートに替えて、太陽電池セルの載置面に多数の段差が形成された従来の組立用基台（図４参照）を利用した。それ以外は、上記実施例１と同様にした。
【００４３】
〔比較例３〕
上記実施例１において、太陽電池セルを固定する固定手段（加熱剥離シート）を利用することなく、実施例１と同様にして、太陽電池モジュールを得た。
【００４４】
〔外観検査〕
上記実施例１，２および比較例１〜３において、それぞれ太陽電池モジュールを１００枚作製し、それらの外観を検査した。そして、太陽電池セルの剥がれ等の異常がないものを合格品として、その合格品の数を下記の表１に示した。
【００４５】
【表１】
2014154628.tif 000003
【００４６】
上記表１の結果から、実施例１，２では１００％合格品を作製できたのに対し、比較例１〜３では、それに至っていないことがわかる。その原因は、比較例１〜３では、太陽電池セルの接続時に、太陽電池セルが適正位置に固定されていない（ずれている）ことにあると推測される。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の太陽電池モジュールの製法は、太陽電池セルを高精度に接続した状態で太陽電池モジュールを作製する場合に利用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１  太陽電池セル
２ａ  未溶融のはんだ
３  粘着シート
【図１】
2014154628.tif 000004
【図２】
2014154628.tif 000005
【図３】
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【図４】
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