(57)【要約】      （修正有）【課題】端子ボックスと太陽電池パネルの間の接着剤層に気泡が残らないようにすることによって端子ボックスから太陽電池パネルへの熱伝達を効果的に行うことを可能とする太陽電池パネルモジュールの製造方法の提供。【解決手段】太陽電池パネルを構成する層部材を積層する工程、積層された層部材を減圧及び加熱して一体化する工程、及び太陽電池パネル用端子ボックスを太陽電池パネルに接着剤を用いて接着する工程を含む、太陽電池パネルモジュールの製造方法において、前記接着工程が前記一体化工程より前に行われること、及び前記一体化工程において太陽電池パネル及びそれに接着された太陽電池パネル用端子ボックスを減圧及び加熱を受ける空間に入れることによって接着剤中に混入する気泡が除去されると同時に太陽電池パネルの層部材の一体化が行われることを特徴とする方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池パネル用端子ボックスを太陽電池パネルに接着剤を用いて接着する工程を含む、太陽電池パネルモジュールの製造方法において、接着剤中に混入する気泡が太陽電池パネル及びそれに接着された太陽電池パネル用端子ボックスを減圧空間に入れることによって除去されることを特徴とする方法。
【請求項２】
太陽電池パネルを構成する層部材を積層する工程、積層された層部材を減圧及び加熱して一体化する工程、及び太陽電池パネル用端子ボックスを太陽電池パネルに接着剤を用いて接着する工程を含む、太陽電池パネルモジュールの製造方法において、前記接着工程が前記一体化工程より前に行われること、及び前記一体化工程において太陽電池パネル及びそれに接着された太陽電池パネル用端子ボックスを減圧及び加熱を受ける空間に入れることによって接着剤中に混入する気泡が除去されると同時に太陽電池パネルの層部材の一体化が行われることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の方法により製造された太陽電池パネルモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽電池パネル及びそれに接着された太陽電池パネル用端子ボックスを含む太陽電池パネルモジュールの製造方法に関する。特に本発明は端子ボックスと太陽電池パネルの間の接着剤層に気泡が残らないようにすることによって端子ボックスから太陽電池パネルへの熱伝達を効果的に行うことを可能とする太陽電池パネルモジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池パネルモジュールは、一般に太陽光を電力に変換する太陽電池パネルと、一つの太陽電池パネルを隣接する他の太陽電池パネルに電気的に接続するために太陽電池パネルの裏面に接着された端子ボックスを含めて作られる。
【０００３】
太陽電池パネルは図１の概略断面図に示される通り、表面から順にガラス板等の基板、その上に配置されたセル（光電変換素子）、その上に配置された封止用樹脂、その上に配置された裏面保護シートという４種類の層部材から一般的に構成される。セルからは一対の電力取り出し線が裏面保護シートの一部を貫通して裏面に引き出されており、ここに端子ボックス内の端子板が接続される。
【０００４】
一方、太陽電池パネル用端子ボックスは図３の蓋を取り除いた内部模式図に示される通り、一般に樹脂製のモールド成形品の筐体の内部に複数の端子板及びそれらの端子板に接続された外部接続用ケーブルが配置された構成を有する。筐体の底板には太陽電池パネルからの電力取り出し線を筐体内部へ通して端子板に接続するための開口が設けられている。また、端子板の間には端子板を相互に接続するバイパスダイオードが設けられている。
【０００５】
このバイパスダイオードは太陽電池パネルの起電力が低下した時に逆方向電圧の印加による電流を一方の外部接続用ケーブルから他方の外部接続用ケーブルへ短絡させるためのものである。太陽電池パネルにおいては様々な理由によりパネルの起電力が低下することがある。例えば、石などの重量物の衝突により太陽電池パネルを構成するセルの一部が破損したり、建物の影や降雪等の影響により太陽電池パネルを構成するセルの一部への太陽光の入射が遮られた場合、その太陽電池パネルでの起電力が低下してしまう。この場合、正常に発電している他の太陽電池パネルで発生した電圧が起電力が低下した太陽電池パネルに逆方向電圧という形で印加されることになる。これは太陽電池パネル全体の発電量を低下させるのみならず、起電力が低下した太陽電池パネルでの異常発熱現象（ホットスポット）の発生をもたらす。バイパスダイオードはかかる発電量の低下及び異常発熱現象の発生を防止するために設けられるものであり、逆方向電圧の印加時の電流を一方の接続用ケーブルから他方の接続用ケーブルへ短絡させ、起電力が低下した太陽電池パネルをバイパスさせる役割を果たす。
【０００６】
ところで、バイパスダイオードが上述の役割を果たす際、ダイオードの順方向へ大電流が流れるため、バイパスダイオードは激しく発熱し、ダイオードの適正な使用温度を超えてしまうことがある。ダイオードがその適正な使用温度を超えるとダイオードとして機能しなくなる（熱暴走）のみならず、ダイオード及び周辺回路が破壊される恐れがある。また、たとえダイオード及び周辺回路が破壊されなかったとしても、このような熱暴走が繰り返されるとダイオードの寿命が著しく短くなる。従って、バイパスダイオードの動作時に発生する熱がバイパスダイオードの適正な使用温度を超えないように発生した熱を効率良く放熱させる必要がある。
【０００７】
太陽電池パネル用端子ボックス内に組み込まれたバイパスダイオードから発生した熱を放熱させる方法としては、端子ボックス表面から周辺大気への放熱や、端子板・外部接続用ケーブルを通した周辺大気への放熱といったバイパスダイオード表面と周辺大気との温度差を利用した技術が従来適用されている。しかし、かかる放熱技術は意図したほど効率的ではなく、現状として実使用環境を考慮したときに全ての環境中でバイパスダイオードの温度をダイオードの適正な使用温度内に抑えることは極めて困難である。
【０００８】
この問題に関して、出願人は最近、バイパスダイオードから発生する熱を周辺大気ではなく太陽電池パネルのほうに逃がすことにより効率良く放熱させる技術を提案した（特許文献１）。この技術は、端子ボックスの筐体の底板をアルミニウム等の高熱伝導材料から形成させ、この底板の上にバイパスダイオードを密着して配置させることにより、バイパスダイオードの発生する熱を底板を介して太陽電池パネルの方に効果的に伝達させるというものである。
【０００９】
しかし、かかる構成を有する端子ボックスを実際に太陽電池パネルに接着して太陽電池パネルモジュールを製造したところ、製造された製品間に端子ボックスから太陽電池パネルへの熱伝達効率の若干のバラつきが存在することがあった。従って、かかる製品間の熱伝達効率のバラつきを減少させて製品としての品質安定性を一層向上させることが望まれていた。
【特許文献１】特許第３６００６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はかかる従来技術の現状に鑑み創案されたものであり、その目的は、バイパスダイオードの発生する熱を端子ボックスから太陽電池パネルへ伝達させて放熱させるタイプの太陽電池パネルモジュールにおいて、端子ボックスから太陽電池パネルへの熱伝達効率のバラつきを減少させて製品としての品質安定性を一層向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らはかかる課題を解決するために熱伝達効率の上記バラつきが生ずる原因について鋭意調査したところ、端子ボックスを太陽電池パネルに接着するために用いる接着剤中の残留気泡が部分的な熱伝達効率の低下をもたらしていることを見出した。
【００１２】
太陽電池パネルモジュールは日当たりの良い家屋の屋根等に設置されるが、この設置場所に太陽電池パネルモジュールを持ち上げる際、端子ボックスから延びている外部接続用ケーブルを設置作業者が把持して持ち上げることが一般的である。従って、端子ボックスと太陽電池パネルとの間の接着は、かかる持ち上げ作業の際に端子ボックスが太陽電池パネルからはずれないように高い張力（通常２０ｋｇ以上）に耐えられる強度を有さなければならない。そのため、端子ボックスを太陽電池パネルに接着するために用いる接着剤としては高粘度の接着剤が従来用いられている。
【００１３】
一方、このように高粘度の接着剤を用いて端子ボックスを太陽電池パネルに接着すると、接着剤中に混入する気泡が硬化した接着剤層に残る場合がある。気泡の部分は接着剤の部分と比べて熱伝導率が著しく低いため、これらの残留気泡が存在すると接着剤層の熱伝達効率が部分的に低下する。これが端子ボックスから太陽電池パネルの円滑な熱伝達の妨げとなっていたのである。
【００１４】
そこで、本発明者らは太陽電池パネルの端子ボックスの接着に用いる接着剤に混入しうる気泡を除去する有効な方法について鋭意研究を行い、遂に本発明を完成するに至った。
【００１５】
即ち、本発明の第一態様によれば、太陽電池パネル用端子ボックスを太陽電池パネルに接着剤を用いて接着する工程を含む、太陽電池パネルモジュールの製造方法において、接着剤中に混入する気泡が太陽電池パネル及びそれに接着された太陽電池パネル用端子ボックスを減圧空間に入れることによって除去されることを特徴とする方法が提供される。
【００１６】
また、本発明の第二態様によれば、太陽電池パネルを構成する層部材を積層する工程、積層された層部材を減圧及び加熱して一体化する工程、及び太陽電池パネル用端子ボックスを太陽電池パネルに接着剤を用いて接着する工程を含む、太陽電池パネルモジュールの製造方法において、前記接着工程が前記一体化工程より前に行われること、及び前記一体化工程において太陽電池パネル及びそれに接着された太陽電池パネル用端子ボックスを減圧及び加熱を受ける空間に入れることによって接着剤中に混入する気泡が除去されると同時に太陽電池パネルの層部材の一体化が行われることを特徴とする方法が提供される。
【００１７】
本発明によれば、これらの方法により製造された太陽電池パネルモジュールも提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の第一態様によれば、太陽電池パネルの端子ボックスの接着に用いる接着剤に混入する気泡を有効に除去することができるため、端子ボックスから太陽電池パネルへの熱伝達効率のバラつきがなく品質安全性が向上した製品を提供することができる。また、本発明の第二態様によれば、かかる気泡の除去を太陽電池パネルの層部材の一体化と同時に行うため、さらなる工程の効率化及び合理化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
まず、従来の太陽電池パネルモジュールの製造方法について説明する。太陽電池パネルモジュールは一般に、太陽光を電力に変換するための太陽電池パネル、及び外部との電気的接続のための端子ボックスを含み、太陽電池パネルの裏面に端子ボックスが接着されている。太陽電池パネル及び端子ボックスはそれぞれ図１及び３に示される構成を有する。
【００２０】
従来の製造方法においては、太陽電池パネルと端子ボックスは別々に製造され、最後に完成した太陽電池パネルの裏面に完成した端子ボックスが接着されて太陽電池パネルモジュールが形成される。
【００２１】
太陽電池パネルは一般に、太陽電池パネルを構成する層部材を積層し、積層されたこれらの層部材を減圧及び加熱して一体化することにより製造される。この製造工程の詳細を図２を用いて説明すると、まずガラス板等の基板が準備され（ａ）、その上にセルが配列される（ｂ）。次にセルが配線された後（ｃ）、その上に封止用樹脂が乗せられ（ｄ）、続いてその上に裏面保護シートが乗せられる（ｅ）。以上が前述の積層工程に相当する。このようにして積層された層部材は最後に真空加熱装置により減圧及び加熱して封止用樹脂を溶融・接着させ、層部材を一体化させる（ｆ）。
【００２２】
一方、端子ボックスは一般に、筐体に端子板、外部接続用ケーブル及びバイパスダイオードといった内部部品を組付けることによって製造される。
【００２３】
太陽電池パネルと端子ボックスがそれぞれ完成された後、太陽電池パネルの裏面に端子ボックスが接着剤で接着され、端子ボックスの開口から電力取り出し線が引き出されて端子板に接続されて太陽電池パネルモジュールが完成する。
【００２４】
以上が従来の太陽電池パネルモジュールの製造方法である。これに対し、本発明の太陽電池パネルモジュールの製造方法は、上述の従来の製造方法において、接着剤中に混入しうる気泡を除去する工程を加えたことを特徴とする。具体的には、本発明によれば、かかる気泡の除去工程は従来の太陽電池パネルモジュール製造工程の最後に追加して行うか（第一態様）、又は太陽電池パネルの製造工程の最後の一体化工程で太陽電池パネルの層部材の一体化と同時に行うことができる（第二態様）。太陽電池パネルは複数の層部材が積層されたものであるので、これらの層部材の間にも気泡が混入するおそれがある。従って、太陽電池パネルの製造工程においては最後の一体化工程で熱を付与して封止用樹脂を溶融・接着させる際に同時に減圧を付与し、層部材間に混入した気泡を除去している。本発明の第二態様はパネルの一体化工程でのかかる減圧を利用して太陽電池パネルと端子ボックスの間の接着剤層中の気泡も除去するものである。即ち、本発明の第二態様では従来の製造手順を一部変更し、太陽電池パネルの一体化工程の前に端子ボックスを太陽電池パネルに接着することにより、端子ボックスがすでに接着された状態で太陽電池パネルを一体化工程に供し、太陽電池パネルの一体化工程での減圧を利用してパネルの層部材間に混入した気泡及び太陽電池パネルと端子ボックスの間の接着剤層中の気泡を同時に除去する。以下それぞれの態様について説明する。
【００２５】
本発明の製造方法の第一態様では、端子ボックスが太陽電池パネルに接着剤を用いて接着された後、太陽電池パネル及びそれに接着された端子ボックスが減圧空間に入れられ、これにより接着剤中に混入しうる気泡が除去される。
【００２６】
上記減圧空間は太陽電池パネル及びそれに接着された端子ボックスを収容して密封することができる大きさ及び構造を有することが必要である。また、上記減圧空間は減圧を生じさせる手段を備えていることが必要である。かかる減圧空間は従来公知のいかなる装置によっても作り出すことができるが、太陽電池パネルの製造工程では積層された層部材を一体化するために真空加熱装置を用いるので、この真空加熱装置を転用することが生産設備の複雑化を防止する上で好ましい。具体的には完成した太陽電池パネルに端子ボックスを接着した後、太陽電池パネル及びそれに接着した端子ボックスを真空加熱装置に入れ、真空を付与することによって減圧を作り出せばよい。
【００２７】
減圧空間の減圧の程度及び減圧空間への滞在時間は接着剤中に混入する気泡が有効に除去される程度及び時間であればよく、これは接着剤の粘度や気泡の混入量に応じて適宜設定すればよい。
【００２８】
本発明の製造方法の第二態様では、太陽電池パネルへの端子ボックスの接着は完成した太陽電池パネルに対して行われるのではなく、太陽電池パネルを構成する層部材を積層した後、積層された層部材を減圧及び加熱して一体化する前の未完成の太陽電池パネルに対して（即ち、図２の工程（ｅ）終了後の太陽電池パネルに対して）行われる。その後、太陽電池パネルは端子ボックスが接着された状態で一体化工程に供され、太陽電池パネル及びそれに接着された端子ボックスを減圧及び加熱を受ける空間（真空加熱装置）に入れることによって接着剤中に混入しうる気泡が除去されると同時に太陽電池パネルの層部材の一体化が行われる。本発明の第二態様によれば、接着剤中に混入しうる気泡の除去と太陽電池パネルの層部材の一体化が同時に行われるため、第一態様のように接着剤中の気泡の除去工程を別途設ける必要がなく、さらに工程の効率化及び合理化を図ることができる。
【００２９】
なお、本発明の第二実施態様の場合、接着剤中に混入しうる気泡の除去は太陽電池パネルの層部材の一体化工程で同時に行われるため、接着剤は必然的に加熱されることになる。従って、この場合、加熱されることにより劣化して接着強度が低下するタイプの接着剤を用いることは好ましくなく、熱可塑性又は熱硬化性の接着剤を用いることが好ましい。
【００３０】
好ましい熱可塑性接着剤としては酢酸ビニル系、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、塩化ビニル系、メタクリル系、アクリル系、スチレン系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、ポリアミド系、セルロース系、イソブチレン系、ビニルエーテル系等の接着剤が挙げられる。また、好ましい熱硬化性接着剤としては尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の接着剤が挙げられる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の方法によれば太陽電池パネルへの端子ボックスの接着に用いる接着剤に混入しうる気泡を有効に除去することができるため、端子ボックスから太陽電池パネルへの円滑な熱伝達の妨げとなる残留気泡を接着剤層中に有さない太陽電池パネルモジュールを製造することができる。従って、本発明の方法によって製造された太陽電池パネルモジュールは端子ボックスから太陽電池パネルへの熱伝達効率のバラつきがなく、製品としての品質安定性を一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】一般的な太陽電池パネルの概略断面図である。
【図２−１】図１の太陽電池パネルの一般的な製造工程を示す図である。
【図２−２】図１の太陽電池パネルの一般的な製造工程を示す図である。
【図３】一般的な太陽電池パネル用端子ボックスの、蓋板を取り除いた内部模式図である。
【図１】
2006210419.tif 000002
【図２−１】
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【図２−２】
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【図３】
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