(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブルな基体フィルムに光電変換素子が形成されてなる複数個の太陽電池ユニットを、前記ユニット間を接続する配線部材と共に、２枚の長尺の熱接着性で絶縁性の封止フィルムに挟み込み封止してなる太陽電池モジュールを製造するために、前記封止フィルムと離型性の支持フィルムとを熱接着したベースフィルムをロールにより搬送しながら、前記部材の供給、接着および封止を行なう太陽電池モジュールの製造方法において、前記封止フィルムと前記離型性の支持フィルムとの熱接着時に前記封止フィルムの表面に凹凸加工を施し、前記部材の供給、接着および封止を行なうことを特徴とする太陽電池モジュールのロール式製造方法。
【請求項２】
前記封止フィルムへの凹凸加工は、表面に凹凸加工を施された離型性の型部材を前記封止フィルムに圧着または加熱圧着しながら前記型部材の凹凸を連続的に前記封止フィルムの表面に転写することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュールのロール式製造方法。
【請求項３】
前記型部材はロールまたはフィルムであることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュールのロール式製造方法。
【請求項４】
前記型部材の凹凸はエンボス加工、マット加工または化学エッチングによって形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の太陽電池モジュールのロール式製造方法。
【請求項５】
前記封止フィルムはエチレンビニルアセテートからなることを特徴とする請求項１ないし４に記載の太陽電池モジュールのロール式製造方法。
【請求項６】
前記型部材フィルムは、フッ素系樹脂コーティングフィルム、シリコーン系樹脂コーティングフィルム、表面処理を施したポリエチレン系樹脂フィルム、ポリオレフィン系樹脂フィルム、金属箔または紙であることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュールのロール式製造方法。
【請求項７】
フレキシブルな基体フィルムに光電変換素子が形成されてなる複数個の太陽電池ユニットを、前記ユニット間を接続する配線部材と共に、２枚の長尺の熱接着性で絶縁性の封止フィルムに挟み込み封止してなる太陽電池モジュールを製造するために、前記封止フィルムと離型性の支持フィルムとを熱接着したベースフィルムをロールにより搬送しながら、前記部材の供給、接着および封止を行なう太陽電池モジュールの製造方法において、前記封止フィルムと前記離型性の支持フィルムとの熱接着部に前記封止フィルムの表面に凹凸加工を施す手段を有することを特徴とする太陽電池モジュールのロール式製造装置。
【請求項８】
前記封止フィルムの表面に凹凸加工を施す手段は表面に凹凸加工を施された離型性の型部材フィルムと、前記型部材フィルムの供給ロールと、前記型部材フィルムと前記ベースフィルムを挟み込む熱圧着ロールとからなり、前記型部材フィルムの凹凸面は前記封止フィルムに面していることを特徴とする請求項７に記載の太陽電池モジュールのロール式製造装置。
【請求項９】
前記封止フィルムの表面に凹凸加工を施す手段は、前記封止ベースフィルムを挟み込む熱圧着ロールからなり、少なくとも前記熱圧着ロールの封止フィルムに面するロールは表面に凹凸加工を施された型部材ロールであることを特徴とする請求項７に記載の太陽電池モジュールのロール式製造装置。
【請求項１０】
前記封止フィルムに接触するロールの表面はフッ素系樹脂であり、前記封止フィルムに対して離型性を有していることを特徴とする請求項７ないし９に記載の太陽電池モジュールのロール式製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フレキシブルな太陽電池ユニットを２枚の長尺の封止フィルム間にに封止するロール式太陽電池モジュールの製造方法および製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フレキシブルな基体フィルム上に光電変換素子が形成されてなる太陽電池ユニットを２枚の長尺の封止フィルム間に封止してなる太陽電池モジュールは、量産性が高く低コストであり、施工性が良い、また、フレキシブルなため曲面にも設置できるのでデザイン性も高いなどの特長をもっている。図６は太陽電池モジュールの１例の一部を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＸＸ断面図である。太陽電池ユニット１ｕは１枚のフレキシブルな基体フィルム１ｓ上に電極層１ａ、光電変換層１ｐおよび電極層１ｂからなる太陽電池素子が形成されてなっている。通常、複数の太陽電池素子は接続されているが、簡明のため１素子としてある。電力取り出し用の電極は太陽電池ユニットの両端の電極１ｅである。この例では取り出し電極が太陽電池素子とはフィルムの反対側面（裏面）にある場合であり、太陽電池素子の有効面積が大きい。電力取り出し用の電極が太陽電池素子側の面にある太陽電池ユニットを用いることもできる。太陽電池モジュールＭはより高い電圧あるいは電力を取り出すためにこの太陽電池ユニットを主配線２と補助配線３により多数接続し、長尺の封止フィルム４１、４２で挟み封止し耐候性を増加させたものである。さらに、太陽電池素子への水分の侵入の防止、太陽電池素子への紫外線の遮断あるいは設置作業時などの損傷防止のために保護フィルム５１、５２で被覆してある。保護フィルムを用いない場合もある。
【０００３】
このようなフレキシブルで長尺な太陽電池モジュールの製造方法には、太陽電池モジュールの構成材料をロールに巻かれた状態で供給し、配線部材の供給と接続、封止フィルムや保護フィルムの接着、封止などを連続的に行ない、最後に太陽電池モジュールをロールに巻き取るロールツーロール方式または、これらを一時停止しながら行うステッピングロール方式が採用されている。以下これらをロール方式と総称する。
【０００４】
封止フィルムとしては、熱接着性がよく、耐候性も高いエチレンビニルアセテート（以下、略号ＥＶＡを用いる）フィルムが広く用いられている。ＥＶＡは熱可塑性であり、またホットメルト系の接着性のある樹脂であり、その熱物性は次のような特徴を持っている。軟化温度は６０〜８０℃である。６０〜１５０℃の間では粘度は徐々に高くなるが顕著には変わらない。ＥＶＡ中に架橋剤が添加されていれば、１２０℃以上で架橋反応が起こり熱的に安定化する。一方、ＥＶＡの融着性は、一定圧力の下では融着力は温度上昇と共に、また時間経過と共に増加する。従って、ＥＶＡの熱圧着条件としては、熱圧着と架橋を連続的に行う場合には６０〜１２０℃が適している。架橋条件としては、ＥＶＡのゲル化を充分に進めるために、１４０〜１５０℃で、１０〜１５分が適当である。
【０００５】
ロール方式においては、ロールに巻き取られているＥＶＡフィルムを、たわみや寸法変化が生じないように、張力を制御しながら一定速度で送りだす必要がある。そのための１方式として、ＥＶＡフィルムを製造工程の間だけ一時的に離型性（あるいは密着性の小さい）のある支持フィルムに固定させて搬送させる方式（以下、支持搬送方式と呼ぶ）が知られており、ＥＶＡフィルム同志またはＥＶＡフィルムと保護フィルムの圧着時にしわや気泡の発生はかなり抑制できるようになった。
【０００６】
図７は従来の支持搬送方式の太陽電池モジュールの製造装置の模式図である。ロール４１ｉとロール６１ｉからそれぞれ送りだされた第１の封止フィルム４１と第１の支持フィルム６１はロール１０により熱圧着され、ベースフィルム８１とされる（工程１）。第１の封止フィルム４１にはロール２ｉから送りだされる主配線２が供給され、（工程２）、太陽電池ユニット１ｕが枚葉式で供給され所定の位置に配置される（工程３）さらに補助配線３が供給され、所定の位置に配置される（工程４）。そして、ロール４２ｉとロール６２ｉからそれぞれ送りだされた第２の封止フィルム４２と第２の支持フィルム６２のベースフィルム８２（工程１と同じ工程による）が被せられ、ロール１３により熱圧着される（工程５）。このように重ねられた各フィルムは加熱装置１４中で脱気加熱され封止が行われる（工程５）。ロール１５以降、第１、２の支持フィルム６１、６２は剥離されそれぞれロール６１ｅ、６２ｅに巻き取られる。残った太陽電池モジュールＭはロールＭｅに巻き取られて（工程７）製造工程は終了する。
【０００７】
支持フィルムが保護フィルムによって兼用されることもあり、この場合は保護フィルムは剥離されない。また工程２〜４は工程順が変わる場合もある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＥＶＡは上記の物性を有しているために、支持搬送方式においては、離型性の支持フィルムと封止フィルムの互いに接していない方の表面が製造装置の圧着ロールや搬送ロールに粘着したり、次に供給される封止フィルムと粘着したりすることがあり、搬送が不安定になるという問題があった。特に封止フィルムが極めて平滑である場合には、粘着性が高く搬送不良が起こりやすい。これを防止するために、封止フィルムに予めエンボス加工またはマット加工などにより凹凸を付しておいても、支持フィルムとの熱圧着時に凹凸はつぶれてしまい、以降の工程では同じ問題が生ずる。
【０００９】
本発明の目的は、封止フィルムや支持フィルムがロールや次に供給される封止フィルムに粘着したりせず、これらのフィルムの搬送が滑らかに、安定に行われるロール方式の太陽電池モジュールの製造方法および製造装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、フレキシブルな基体フィルムに光電変換素子が形成されてなる複数個の太陽電池ユニットを、前記ユニット間を接続する配線部材と共に、２枚の長尺の熱接着性で絶縁性の封止フィルムに挟み込み封止してなる太陽電池モジュールを製造するために、前記封止フィルムと離型性の支持フィルムとを熱接着したベースフィルムをロールにより搬送しながら、前記部材の供給、接着および封止を行なう太陽電池モジュールの製造方法において、前記封止フィルムと前記離型性の支持フィルムとの熱接着時に前記封止フィルムの表面に凹凸加工を施し、前記部材の供給、接着および封止を行なうこととする。
【００１１】
前記封止フィルムへの凹凸加工は、表面に凹凸加工を施された離型性の型部材を前記封止フィルムに圧着または加熱圧着しながら前記型部材の凹凸を連続的に前記封止フィルムの表面に転写すると良い。
前記型部材はロールまたはフィルムであると良い。
前記型部材の凹凸はエンボス加工、マット加工または化学エッチングによって形成されていると良い。
【００１２】
前記封止フィルムはエチレンビニルアセテートからなると良い。前記型部材フィルムは、フッ素系樹脂コーティングフィルム、シリコーン系樹脂コーティングフィルム、表面処理を施したポリエチレン系樹脂フィルム、ポリオレフィン系樹脂フィルム、金属箔または紙であると良い。
また、フレキシブルな基体フィルムに光電変換素子が形成されてなる複数個の太陽電池ユニットを、前記ユニット間を接続する配線部材と共に、２枚の長尺の熱接着性で絶縁性の封止フィルムに挟み込み封止してなる太陽電池モジュールを製造するために、前記封止フィルムと離型性の支持フィルムとを熱接着したベースフィルムをロールにより搬送しながら、前記部材の供給、接着および封止を行なう太陽電池モジュールの製造方法において、前記封止フィルムと前記離型性の支持フィルムとの熱接着部に前記封止フィルムの表面に凹凸加工を施す手段を有するものとする。
【００１３】
前記封止フィルムの表面に凹凸加工を施す手段は表面に凹凸加工を施された離型性の型部材フィルムと、前記型部材フィルムの供給ロールと、前記型部材フィルムと前記ベースフィルムを挟み込む熱圧着ロールとからなり、前記型部材フィルムの凹凸面は前記封止フィルムに面していると良い。
前記封止フィルムの表面に凹凸加工を施す手段は、前記封止ベースフィルムを挟み込む熱圧着ロールからなり、少なくとも前記熱圧着ロールの封止フィルムに面するロールは表面に凹凸加工を施された型部材ロールであると良い。
【００１４】
前記封止フィルムに接触するロールの表面はフッ素系樹脂であり、前記封止フィルムに対して離型性を有していると良い。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る実施例の太陽電池モジュールの支持搬送方式のロール式製造方法を示す模式図である。従来の工程１が本発明に係る新規工程１となっている他は従来の支持搬送方式のロール式製造方法と同じであるので、従来の工程１に替わる新規工程１のみを説明する。
【００１６】
新規工程１では、第１の封止フィルム４１と第１の支持フィルム６１が供給された後、新たに設けられた第１の封止フィルム４１への凹凸加工手段１００により、封止フィルム４１の少なくとも太陽電池ユニット１ｕが配置される側（第１の支持フィルム６１に対向する面とは反対側）の面が凹凸面とされる。同様に、第２の封止フィルム４２の少なくとも太陽電池ユニット１ｕに対向する面も、凹凸付加手段１００により、凹凸面とされる。
【００１７】
支持フィルムとして保護フィルムを用いることもできる。
本発明に係る凹凸付加手段は、第１は予め凹凸加工を施された型フィルムの凹凸面を封止フィルムに対向させ両フィルムを挟む熱圧着ロールにより熱圧着するときに、同時に行われる凹凸の転写であり、第２に少なくとも封止フィルムに面する熱圧着ロールの表面が凹凸加工されている圧着ロール間を通過させることによる凹凸の転写である。
【００１８】
封止フィルム側の面に凹凸を有する支持フィルムを用いてもよい。
支持フィルムおよび圧着ロールへの凹凸加工としてはエンボス加工、マット加工または化学エッチングを適用することができる。あるいは、別途表面が凹凸加工されているロールにより別途支持フィルムまたは保護フィルムに凹凸を転写しておいてもよい。
【００１９】
支持フィルムと封止フィルムの熱圧着条件は、封止フィルム中の架橋剤が消費されないように、ＥＶＡの場合には１２０℃以下とする。
図２は本発明に係る新規工程１の後のベースフィルムの図１におけるＡＡ断面図であり、（ａ）は第１の支持フィルムが平滑面の場合、（ｂ）は第１の支持フィルムが凹凸面の場合である。符号Ｆが凹凸面である。
【００２０】
凹凸の転写方法は上記のように２種類あるので、２枚の封止フィルムに対してそれぞれ異種の転写方法を適用してもよい。
離型性の支持フィルムおよび型フィルムとしては封止フィルムに対して適度の接着性と剥離性を有し、また、圧着または熱圧着ロールに対しては接着性はなく、離型し易い（離型性の高い）材質のフィルムを用いることが好ましく以下のフィルムを用いることができる。フッ素系樹脂コーティングフィルム、シリコーン系樹脂コーティングフィルム、表面処理を施したポリエチレン系樹脂フィルム、ポリオレフィン系樹脂フィルム、金属箔または紙。
【００２１】
保護フィルムとしては、太陽電池素子への水分侵入の防止、紫外線の遮断、また太陽電池モジュールの保管、輸送、施工時の外力からの保護、光入射面の汚染防止、施工時の感電防止などの観点から、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、４フッ化エチレンパーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）等のフッ素系樹脂フィルム、フッ素系樹脂、シリコーン、ＳｉＯ２  のコーティングされているポリエチレン系樹脂またはポリオレフィン系樹脂のフィルムを用いると良い。
【００２２】
新規工程１を以降の工程とは独立して行うこともできる。この場合は、ベースフィルムは一旦ロールに巻き取られ、次工程の供給ロールとされる。
実施例１
図３は本発明に係る太陽電池モジュールの支持搬送方式のロール式製造装置の模式断面図である。第１の封止フィルム、第１の離型性の支持フィルムの供給から始まり、太陽電池ユニット、配線材料の供給、第２の封止フィルム、第２の離型性の支持フィルムの供給、封止工程を経て太陽電池モジュールの巻き取りまでの基本形態は従来の支持搬送方式のロール式製造装置と同じであるので、説明を省略し、発明に関わる点のみ説明する。
【００２３】
第１の封止フィルム４１と第１の支持フィルム６１が熱圧着されるロール１０の間には新たに離型性の第１の型フィルム７１が送り込まれ、フィルム構成は第１の支持フィルム６１、第１の封止フィルム４１および第１の型フィルム７１となる。第１の型フィルム７１の封止フィルム４１に対向する表面には凹凸加工を施してある。第１の型フィルム７１はロール７１ｉから送りだされ、ロール１０により熱圧着され、通過後直ちに剥離され、ロール７１ｅに巻き取られる。熱圧着されるとき、第１の型フィルム７１の凹凸が第１の封止フィルム４１に転写される。
【００２４】
第２の封止フィルム４２の供給の際も、同様に、第１の型フィルム７１と同じ凹凸を有する第２の型フィルム７２を用いて、第２の封止フィルム４２に凹凸を転写する。第２の型フィルム７２はロール７２ｉから送りだされ、ロール７２ｅに巻き取られる。
型フィルムは搬送方向の両端を接続してエンドレスフィルムとしてもよく、ロール７１ｉ、７１ｅなどは張力調節用ロールまたは搬送ロールに換えられる。
【００２５】
第１の型フィルム７１が存在するために封止フィルム４１は直接ロール１０に接触しないので、封止フィルム４１がロール１０１に粘着することはなくなった。また、封止フィルム４１には転写された凹凸があるので、以降の太陽電池ユニット、配線材料の搭載は気泡が間に生じたりせず、また以降のロール１１、１２に粘着することもなくなり、安定した搬送ができるようになった。
【００２６】
また、第１の封止フィルム４１と第２の封止フィルム４２の凹凸面が対向しているので２枚のフィルムの間の空間は連続しており、フィルムから発生したガスまたは間に残留していた空気はこの空間を通り容易に封止フィルム端部から外部へ発散することができ、減圧による脱気は素早く行われるようになった。
実施例２
図４は本発明に係る他の実施例の太陽電池モジュールのロール式製造方法を示す模式断面図である。この実施例では、型部材として、型フィルムの代わりに、表面が離型性のフッ素系樹脂であり、さらに表面に凹凸を有する熱圧着ロール１０１を用いた。第１の封止フィルム４１と第１の支持フィルム６１を熱圧着ロール１０１の間を通過させるとき、熱圧着と同時に熱圧着ロール１０１の表面の凹凸は第１の封止フィルム４１に転写される。
【００２７】
実施例１と同じ作用であり、同じ効果が得られた。
実施例３
図５は本発明に係る別の実施例の太陽電池モジュールのロール式製造方法を示す模式断面図である。この実施例では、実施例１における離型性の第２の支持フィルムとして、保護フィルム５２を用いた。この場合は、保護フィルムは太陽電池モジュールの構成材料なので、型フィルムの剥離工程は不要である。
【００２８】
実施例１と同じ効果が得られた。
上記の他に、２枚の封止フィルムのそれぞれ異なる凹凸付加手段を適用してもゆく、その効果は実施例１と同じである。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、フレキシブルな基体フィルムに光電変換素子が形成されてなる複数個の太陽電池ユニットを、前記ユニット間を接続する配線部材と共に、２枚の長尺の熱接着性で絶縁性の封止フィルムに挟み込み封止してなる太陽電池モジュールを製造するために、前記封止フィルムと離型性の支持フィルムとを熱接着したベースフィルムをロールにより搬送しながら、前記部材の供給、接着および封止を行う太陽電池モジュールの製造方法において、前記封止フィルムの表面に凹凸加工を施した後に、前記部材の供給、接着および封止を行うこととしたため、封止フィルムには転写された凹凸があるので、以降の太陽電池ユニット、配線材料の搭載時には気泡が間に生じたりせず、また以降の搬送や熱圧着ロールに粘着することもなくなり、安定した搬送ができるようになり、工程監視等が不要となる。また、２枚の封止フィルムの凹凸面が対向しているので２枚のフィルムの間の空間は連続しており、フィルムから発生したガスまたは間に残留していた空気はこの空間を通り容易に封止フィルム端部から外部へ発散することができ、減圧による脱気は素早く行われるようになった。そのため、太陽電池モジュールの封止のばらつきはなくなり、信頼性は向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施例の太陽電池モジュールの支持搬送方式のロール式製造方法を示す模式図
【図２】本発明に係る新規工程１の後のベースフィルムの図１におけるＡＡ断面図であり、（ａ）は第１の支持フィルムが平滑面の場合、（ｂ）は第１の支持フィルムがが凹凸面の場合
【図３】本発明に係る太陽電池モジュールの支持搬送方式のロール式製造装置の模式断面図
【図４】本発明に係る他の実施例の太陽電池モジュールのロール式製造方法を示す模式断面図
【図５】本発明に係る別の実施例の太陽電池モジュールのロール式製造方法を示す模式断面図
【図６】太陽電池モジュールの１例の一部を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＸＸ断面図
【図７】従来の支持搬送方式の太陽電池モジュールの製造方法の模式図
【符号の説明】
１ｓ  基体フィルム
１ａ  第１の電極
１ｂ  第２の電極
１ｐ  光電変換層
１ｅ  裏面電極
１ｕ  太陽電池ユニット
２    主配線
３    補助配線
４１    第１の封止フィルム
４２    第２の封止フィルム
５１    第１の保護フィルム
５２    第２の保護フィルム
６１    第１の支持フィルム
６２    第２の支持フィルム
８    ベースフィルム
７１    第１の型フィルム
７２    第２の型フィルム
２ｉ  送り出しロール
４１ｉ  送り出しロール
５２ｉ  送り出しロール
６１ｉ  送り出しロール
６２ｉ  送り出しロール
７１ｉ  送り出しロール
７２ｉ  送り出しロール
６１ｅ  巻き取りロール
６２ｅ  巻き取りロール
７１ｅ  巻き取りロール
７２ｅ  巻き取りロール
Ｍ    太陽電池モジュール
Ｍｅ  巻き取りロール
１０    熱圧着ロール
１１    熱圧着ロール
１２    熱圧着ロール
１３    熱圧着ロール
１４    熱圧着ロール
１５    ロール
１０１    凹凸表面ロール
１６    架橋反応装置
１００    凹凸付与装置
Ｆ    凹凸面
【図１】
0003564889.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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