(57)【要約】【課題】太陽電池モジュールの製造において、太陽電池用セルを封止する際に簡便に安定して空気を抜くことができる太陽電池用封止シートの製造方法の提供を目的とする。【解決手段】一定方向に走行する工程紙１の表層に形成された剥離剤層上に、太陽電池用封止シートを形成する樹脂組成物（Ａ）をシート状に押出成形してシート前駆体層を形成する成形工程と、工程紙１上の前記シート前駆体層を、幅方向に沿って温度が異なるように加熱してアニール処理するアニール工程と、アニール処理が施された前記シート前駆体層を冷却し、工程紙１と太陽電池用封止シート２が積層された積層体３を得る冷却工程と、積層体３から工程紙１を剥離する剥離工程とを有する太陽電池用封止シートの製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の成形工程、アニール工程、冷却工程および剥離工程を有する太陽電池用封止シートの製造方法。
成形工程：一定方向に走行する工程紙の表層に形成された剥離剤層上に、前記太陽電池用封止シートを形成する樹脂組成物をシート状に押出成形してシート前駆体層を形成する工程。
アニール工程：前記工程紙上の前記シート前駆体層を、幅方向に沿って温度が異なるように加熱してアニール処理する工程。
冷却工程：アニール処理が施された前記シート前駆体層を冷却し、前記工程紙と太陽電池用封止シートが積層された積層体を得る工程。
剥離工程：前記積層体から前記工程紙を剥離する工程。
【請求項２】
前記工程紙上の前記シート前駆体層に対し、該シート前駆体層の幅方向の中央から側端に向かうほど温度が低くなるように加熱してアニール処理する、請求項１に記載の太陽電池用封止シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池用封止シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールの製造においては、シリコン発電素子等の太陽電池用セルを封止する太陽電池用封止シートが用いられる。具体的には、太陽電池モジュールは、一般に太陽電池用封止シートによってシリコン発電素子等の太陽電池用セルが封止され、その両側に、表面側の保護部材であるガラス基板と裏面側の保護部材であるバックシートが設けられて形成される。
【０００３】
太陽電池用封止シートの製造方法としては、例えば、以下に示す方法が挙げられる。
一定方向に走行するシート基材上に、太陽電池用封止シートを形成する樹脂組成物をシート状に押出成形し、幅方向に温度が均一になるように加熱してアニール処理を施し、冷却して太陽電池用封止シートを形成した後、巻取ロールに巻き取る方法（例えば、特許文献１）。
【０００４】
太陽電池用封止シートによって太陽電池用セルを封止する際には、太陽電池用封止シートによって形成される封止層内に空気が残留しないように、空気を充分に抜くことが重要である。そのため、太陽電池用封止シートによる太陽電池用セルの封止は特に慎重に行われる。
この太陽電池用封止シートによる太陽電池用セルの封止において、より簡便に安定して空気を抜くことができれば、より高品質な太陽電池モジュールをより高い生産性で製造できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２０３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、太陽電池モジュールの製造において、太陽電池用セルを封止する際に簡便に安定して空気を抜くことができる太陽電池用封止シートの製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。
［１］下記の成形工程、アニール工程、冷却工程および剥離工程を有する太陽電池用封止シートの製造方法。
成形工程：一定方向に走行する工程紙の表層に形成された剥離剤層上に、前記太陽電池用封止シートを形成する樹脂組成物をシート状に押出成形してシート前駆体層を形成する工程。
アニール工程：前記工程紙上の前記シート前駆体層を、幅方向に沿って温度が異なるように加熱してアニール処理する工程。
冷却工程：アニール処理が施された前記シート前駆体層を冷却し、前記工程紙と太陽電池用封止シートが積層された積層体を得る工程。
剥離工程：前記積層体から前記工程紙を剥離する工程。
［２］前記工程紙上の前記シート前駆体層に対し、該シート前駆体層の幅方向の中央から側端に向かうほど温度が低くなるように加熱してアニール処理する、［１］に記載の太陽電池用封止シートの製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の太陽電池用封止シートの製造方法によれば、太陽電池モジュールの製造において、太陽電池用セルを封止する際に簡便に安定して空気を抜くことができる太陽電池用封止シートが得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の太陽電池用封止シートの製造工程の概略図である。
【図２】本発明の太陽電池用封止シートの製造方法におけるアニール処理前の積層体の断面図である。
【図３】図１の製造工程におけるアニール処理部の幅方向の断面図である。
【図４】本発明の太陽電池用封止シートの製造方法における冷却後の積層体の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の太陽電池用封止シートの製造方法の一例を示して詳細に説明する。太陽電池用封止シートは、太陽電池モジュールにおいて、シリコン発電素子等の太陽電池用セルを封止するのに使用されるシートである。太陽電池用封止シートを使用する太陽電池モジュールは、例えば、ガラス基板、太陽電池用封止シート、シリコン発電素子、太陽電池用封止シートおよびバックシートをこの順に積層し、加熱加圧してシリコン発電素子を太陽電池用封止シート内に埋没させ、太陽電池用封止シートを架橋硬化させて接着一体化することで得られる。
以下、太陽電池用封止シートを形成する樹脂組成物を「樹脂組成物（Ａ）」という。
【００１１】
図１は、本発明の太陽電池用封止シートの製造方法に使用できるシート製造装置の一例を示した概略図である。
本実施形態のシート製造装置１００は、図１〜３に示すように、一定方向に走行する工程紙１の表層に形成された剥離剤層上に、太陽電池用封止シートを形成する樹脂組成物（Ａ）２ａをシート状に押出成形してシート前駆体層２Ａを形成する成形部１０と；工程紙１上のシート前駆体層２Ａを加熱してアニール処理するアニール処理部２０と；シート前駆体層２Ａの表面にエンボス加工を施すエンボス加工部３０と；シート前駆体層２Ａを冷却して太陽電池用封止シート２を形成する冷却部４０と；工程紙１と太陽電池用封止シート２を剥離する剥離部５０と；工程紙１と太陽電池用封止シート２を巻き取る巻き取り部６０とを有する。
【００１２】
成形部１０は、工程紙１を送り出す送出ロール１１と；工程紙１を両面から加熱するヒータ１２、１３と；工程紙１上に樹脂組成物（Ａ）２ａを押出成形するダイ１４と；ダイ１４から押し出された樹脂組成物（Ａ）２ａを工程紙１に圧着する押圧ゴムロール１５と；工程紙１とシート前駆体層２Ａの積層体３Ａを搬送する搬送ロール１６、１７および搬送ベルト１８とを有する。
【００１３】
ヒータ１２、１３としては、例えば、赤外線ヒータ等が挙げられる。
ダイ１４としては、例えば、樹脂組成物（Ａ）２ａをシート状に押出成形できるＴダイ等が挙げられる。
【００１４】
アニール処理部２０は、工程紙１上に形成したシート前駆体層２Ａを、幅方向に沿った温度が異なるように加熱する加熱手段２１を有する。加熱手段２１は、複数のヒータからなる。この例の加熱手段２１は、図３に示すように、６つのヒータ２１ａ〜２１ｆを有する。ヒータ２１ａ〜２１ｆは、それぞれ個別に温度調節が可能なヒータである。
ヒータ２１ａ〜２１ｆとしては、例えば、赤外線ヒータ、ハロゲンヒータ、電気ヒータ等が挙げられる。
加熱手段２１が有するヒータの数は、この例では６個であるが、５個以下であってもよく、７個以上であってもよい。加熱手段２１が有するヒータの数は、５〜１２個が好ましい。
【００１５】
エンボス加工部３０は、工程紙１上に形成したシート前駆体層２Ａの表面にエンボス加工を施すエンボスが外周面に形成されたエンボスロール３１を有する。工程紙１上に形成したシート前駆体層２Ａの表面２ｅ（図３）にエンボスロール３１を押圧することで、エンボスロール３１の外周面に形成されたエンボスがシート前駆体層２Ａの表面２ｅに転写される。
【００１６】
冷却部４０は、工程紙１とシート前駆体層２Ａの積層体３Ａを冷却する冷却手段（不図示）と、積層体３Ａを搬送する搬送ロール４１を有する。冷却手段によってシート前駆体層２Ａが冷却されることで太陽電池用封止シート２が形成される。
冷却手段としては、例えば、冷却ファン等が挙げられる。
また、搬送ロール４１を冷却ロールとしてもよい。
【００１７】
剥離部５０は、積層されている工程紙１と太陽電池用封止シート２を剥離する剥離ロール５１、５２を有する。
巻き取り部６０は、太陽電池用封止シート２を巻き取る巻取ロール６１と、工程紙１を巻き取る巻取ロール６２を有する。
【００１８】
以下、シート製造装置１００を用いた太陽電池用封止シートの製造方法について説明する。該製造方法は、下記の成形工程、アニール工程、エンボス工程、冷却工程、剥離工程および巻き取り工程を有する。
成形工程：図１に示すように、成形部１０において、一定方向に走行する工程紙１の表層に形成された剥離剤層上に、樹脂組成物（Ａ）２ａをシート状に押出成形して、図２に示すように、シート前駆体層２Ａを形成する工程。
アニール工程：図１および図３に示すように、アニール処理部２０において、工程紙１上のシート前駆体層２Ａを、幅方向に沿って温度が異なるように加熱してアニール処理する工程。
エンボス工程：エンボス加工部３０において、工程紙１上のシート前駆体層２Ａの表面２ｅにエンボス加工を施す工程。
冷却工程：冷却部４０において、アニール処理が施されたシート前駆体層２Ａを冷却し、図４に示すように、工程紙１と太陽電池用封止シート２が積層された積層体３を得る工程。
剥離工程：剥離部５０において、積層体３から工程紙１を剥離する工程。
巻き取り工程：巻き取り部６０において、工程紙１を剥離した太陽電池用封止シート２を巻き取る工程。
【００１９】
成形工程：
送出ロール１１から帯状の工程紙１を所定の張力を加えて送り出し、ヒータ１２、１３によって、走行する工程紙１を両面から加熱することで予熱する。そして、搬送ロール１６と搬送ロール１７によって駆動される搬送ベルト１８で支持している工程紙１上に、ダイ１４から樹脂組成物（Ａ）２ａをシート状に押出成形し、押圧ゴムロール１５によって所定の厚みに調整して、シート前駆体層２Ａを形成する。
【００２０】
ヒータ１２、１３によって工程紙１を予熱することで、工程紙１上に樹脂組成物（Ａ）２ａを押出成形した際に、樹脂組成物（Ａ）２ａの温度が急激に下降してシート前駆体層２Ａの内部応力が高くなることを抑制しやすい。
工程紙１の予熱温度Ｔ１（℃）と、ダイ１４から押し出される樹脂組成物（Ａ）２ａの温度Ｔ２（℃）の関係は、Ｔ２−２５≦Ｔ１≦Ｔ２＋２５が好ましく、Ｔ２−１０≦Ｔ１≦Ｔ２＋２０がより好ましい。工程紙１の予熱温度Ｔ１が下限値以上であれば、前述したシート前駆体層２Ａの内部応力が高くなることを抑制する効果が得られやすい。工程紙１の予熱温度Ｔ１が上限値以下であれば、樹脂組成物（Ａ）２ａに使用される架橋剤が分解することを抑制しやすい。
ダイ１４から押し出される樹脂組成物（Ａ）２ａの温度Ｔ２（℃）は、使用する樹脂および架橋剤の種類等により適宜選定され、８０〜１１０℃が好ましい。
【００２１】
工程紙１は、表層に剥離剤層が形成された剥離紙である。樹脂組成物（Ａ）２ａは、工程紙１の剥離剤層上に押出成形される。工程紙１としては、例えば、紙の表面に目止め剤によって目止め層を形成した後に、該目止め層上に剥離剤によって剥離剤層を形成した剥離紙等が挙げられる。
工程紙１に使用する紙としては、例えば、グラシン紙（厚さ２５〜１００μｍ、ＪＩＳ  Ｐ８１１３で規定されるＭＤ方向およびＴＤ方向のそれぞれの引張強度が共に１〜１０ｋＮ／ｍ２、ＪＩＳ  Ｐ８１１３で規定されるＭＤ方向およびＴＤ方向のそれぞれの伸びが共に０．５〜６．０％、ＪＩＳ  Ｐ８１１６で規定されるＭＤ方向およびＴＤ方向のそれぞれの引裂強さが共に１００〜１０００ｍＮ。）が挙げられる。
目止め剤としては、例えば、ポリアクリル酸エステル共重合体、でんぷん、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。
剥離剤としては、例えば、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。
【００２２】
樹脂組成物（Ａ）２ａは、太陽電池モジュールに使用される通常の太陽電池用封止シートを形成できるものであればよく、公知の樹脂組成物が使用できる。例えば、太陽電池用封止シートを形成する樹脂、および該樹脂を架橋硬化させる架橋剤を含有する組成物が挙げられる。
【００２３】
太陽電池用封止シートを形成する樹脂としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が好ましい。架橋剤としては、公知の有機過酸化物（パーオキシケタール類、ジアルキルパーオキサイド類、パーオキシエステル類等）、光増感剤等が挙げられる。また、樹脂組成物（Ａ）２ａは、必要に応じて、架橋助剤、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、カップリング剤等の他の成分が配合されていてもよい。また、その他に、変色防止剤（脂肪酸金属塩等）、顔料、染料、充填材等が配合されてもよい。
【００２４】
架橋助剤としては、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート等が挙げられる。
光安定剤としては、ヒンダードアミン系光安定剤等が挙げられる。
紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチル酸エステル系紫外線吸収剤等が挙げられる。
酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、ホスファイト系酸化防止剤等が挙げられる。
シランカップリング剤としては、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【００２５】
アニール工程：
アニール処理部２０において、図３に示すように、幅方向に沿って設けられた複数のヒータ２１ａ〜２１ｆからなる加熱手段２１によって、工程紙１上に形成したシート前駆体層２Ａを加熱してアニール処理する。このとき、各々のヒータ２１ａ〜２１ｆによる加熱温度を異なる温度に設定し、シート前駆体層２Ａが幅方向に沿って異なる温度でアニール処理されるようにする。
【００２６】
アニール処理では、工程紙１上のシート前駆体層２Ａを加熱することによって、シート前駆体層２Ａのひずみが解消される。このとき、アニール処理の加熱温度が高いほどひずみが解消される効果が大きい。本発明では、幅方向に沿って加熱温度が異なるようにしてシート前駆体層２Ａをアニール処理するため、アニール処理後のシート前駆体層２Ａの幅方向のひずみが不均一になり、最終的に幅方向のひずみが不均一な太陽電池用封止シート２が得られる。このような幅方向のひずみが不均一な太陽電池用封止シート２を太陽電池モジュールの製造に使用すると、太陽電池用セルを封止する際、より簡便に安定して空気を抜くことができる。これは、太陽電池用封止シート２におけるひずみが小さい部分から大きい部分に向かって空気が移動しやすく、太陽電池用封止シート２内での空気の移動効率が高まるためであると考えられる。
【００２７】
各ヒータ２１ａ〜２１ｆによる加熱温度については、アニール処理が行え、かつシート前駆体層２Ａ内の架橋剤が反応して架橋反応が進行してしまわない温度範囲で温度差を生じさせる。
アニール処理は、シート前駆体層２Ａの幅方向の中央２ｂから側端２ｃ、２ｄに向かうほど温度が低くなるように加熱することが好ましい（図３）。具体的には、ヒータ２１ａ〜２１ｆによる加熱温度をＴａ〜Ｔｆ（℃）とすると、例えば、（Ｔａ、Ｔｆ）＜（Ｔｂ、Ｔｅ）＜（Ｔｃ、Ｔｄ）のように、外側のヒータによる加熱温度がより低くなるように設定してアニール処理を行うことが好ましい。これにより、幅方向の中央から側端側に向かうほどひずみが大きく、幅方向の中央から側端に向かって空気が移動しやすい、より空気が抜けやすい太陽電池用封止シート２が得られる。
この場合、シート前駆体層２Ａの幅方向の中央２ｂ側の最も高いシート温度と、側端２ｃ、２ｄ側の最も低いシート温度の差は、１０〜３０℃が好ましい。シート前駆体層２Ａの幅方向の中央２ｂ側の最も高いシート温度は１０５〜１１５℃が好ましい。シート前駆体層２Ａの側端２ｃ、２ｄ側の最も低いシート温度は、８５〜９５℃が好ましい。
【００２８】
エンボス工程：
エンボス加工部３０において、工程紙１上のシート前駆体層２Ａの表面２ｅにエンボスロール３１を押し当て、エンボスロール３１の外周面に形成されたエンボスをシート前駆体層２Ａの表面２ｅに転写する。
【００２９】
冷却工程：
冷却部４０において、冷却ファン等の冷却手段によってシート前駆体層２Ａを冷却し、図４に示すように、工程紙１と太陽電池用封止シート２が積層された積層体３を得る。
【００３０】
剥離工程：
剥離部５０において、剥離ロール５１と剥離ロール５２によって、積層体３から工程紙１を剥離し、工程紙１と太陽電池用封止シート２を分離する。
【００３１】
巻き取り工程：
巻き取り部６０において、太陽電池用封止シート２を巻取ロール６１に巻き取り、工程紙１を巻取ロール６２に巻き取る。
【００３２】
以上説明した本発明の製造方法によれば、幅方向に沿ってひずみが不均一な太陽電池用封止シートが得られる。該太陽電池用封止シートは、ひずみの小さい部分から大きい部分に空気が移動しやすいことで、シート内での空気の移動効率が高いため、より簡便に安定して空気を抜くことができる。そのため、該太陽電池用封止シートを使用すれば、封止層に空気の残留がない高品質な太陽電池モジュールをより高い生産性で製造できる。特に、アニール工程において、シート前駆体層の幅方向の中央側から側端側に向かって温度が低くなるように加熱してアニール処理を行うことで、封止の際にシートの中央から側端に向かって空気が移動しやすく、より空気を抜きやすい太陽電池用封止シートが得られる。
【００３３】
なお、本発明の太陽電池用封止シートの製造方法は、前述したシート製造装置１００を用いる方法には限定されない。例えば、本発明の太陽電池用封止シートの製造方法は、エンボス工程を有しない方法であってもよく、巻き取り工程を有しない方法であってもよい。また、成形工程において、工程紙を予熱しない方法であってもよい。
【実施例】
【００３４】
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。
本実施例に使用した原料は以下のとおりである。
工程紙１：品名「Ｍ−Ｌｉｎｅｒ」、グラシン紙、目付量５０ｇ、シリコンコートタイプ、引張り強度８ｋＮ／ｍ２、引き裂き強度３５０ｍＮ、Ｍｏｎｄｉ社製。
樹脂組成物（Ａ）２ａ：エチレン−酢酸ビニル共重合体（商品名「CosmotheneMA-10」、ＴＰＣ社製）。
【００３５】
［実施例１］
図１に例示したシート製造装置１００により、厚み６００μｍの太陽電池用封止シートを製造した。
成形工程においては、ヒータ１２、１３による予熱温度を８０℃、ダイ１４から押し出す樹脂組成物（Ａ）２ａの温度を１００℃に設定した。
アニール工程においては、ヒータ２１ａにより加熱した部分のシート温度が９０℃、ヒータ２１ｂにより加熱した部分のシート温度が１００℃、ヒータ２１ｃにより加熱した部分のシート温度が１１０℃、ヒータ２１ｄにより加熱した部分のシート温度が１１０℃、ヒータ２１ｅにより加熱した部分のシート温度が１００℃、ヒータ２１ｆにより加熱した部分のシート温度が９０℃となるようにアニール処理を行った。
【００３６】
［比較例１］
アニール工程において、ヒータ２１ａ〜２１ｆにより加熱した部分のシート温度が全て１００℃となるようにした以外は、実施例１と同様にして太陽電池用封止シートを製造した。
【００３７】
［比較例２］
アニール工程において、ヒータ２１ａ〜２１ｆによる加熱を全て行わず、それ以外は、実施例１と同様にして太陽電池用封止シートを製造した。
【００３８】
［評価方法］
（１）加熱収縮率
得られた太陽電池用封止シートにおける、ヒータ２１ａ、２１ｂ、２１ｃの各々の下方を通過した部分から、それぞれ１４ｃｍ四方の試験片を３つ切り出した。ヒータ２１ａの下方を通過した試験片を試験片Ａ、ヒータ２１ｂの下方を通過した試験片を試験片Ｂ、ヒータ２１ｃの下方を通過した試験片を試験片Ｃとした。試験片Ａ〜Ｃのそれぞれに、巻き取り方向に沿って長さ１０ｃｍの印（直線）を入れ、９０℃のオーブンで１時間加熱し、加熱後の印の長さの変化から加熱収縮率（％）を測定した。
オーブン内でのシートの加熱は、シートが自由に収縮できるようにタルクを敷いたアルミ板上で行った。
（２）ラミネート試験
厚さ３．２ｍｍのシボガラス上に、太陽電池封止用シート、シリコン発電素子、太陽電池封止用シート、およびポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）系バックシートをこの順に積層して積層体とした。次いで、真空ラミネータを用い、熱板温度１５０℃、真空時間７分、プレス圧力０．１ＭＰａ、プレス時間１３分の条件で前記積層体を加熱圧着し、太陽電池封止用シートを架橋させ、太陽電池モジュールを得た。同様の方法で、合計１５枚の太陽電池モジュールを得た。
得られた太陽電池モジュールについて、シリコン発電素子、配線部分等に気泡残りが発生した枚数と、シリコン発電素子等の構成物のずれ等の異常が発生した枚数を調べた。
結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
2014108517.tif 000003
【００４０】
表１に示すように、実施例１で得られた太陽電池用封止シートは、比較例１、２で得られた太陽電池用封止シートに比べて、シリコン発電素子を封止する際に空気が抜けやすかった。また、実施例１で得られた太陽電池用封止シートを用いて製造した太陽電池モジュールは、構成物のずれ等の不具合もなかった。
【符号の説明】
【００４１】
１  工程紙
２  太陽電池用封止シート
２ａ  樹脂組成物（Ａ）
２Ａ  シート前駆体層
３  積層体
１０  成形部
２０  アニール処理部
２１  加熱手段
２１ａ〜２１ｆ  ヒータ
３０  エンボス加工部
４０  冷却部
５０  剥離部
６０  巻き取り部
【図１】
2014108517.tif 000004
【図２】
2014108517.tif 000005
【図３】
2014108517.tif 000006
【図４】
2014108517.tif 000007