(57)【要約】【課題】太陽電池モジュールの一部（ガラス基板、太陽電池積層体、バックシートの少なくとも何れか）が金属フレーム内に取り残されることなく、ガラス基板／太陽電池積層体／バックシートの積層構造と金属フレームを分離することができる太陽電池モジュールの解体方法を提供することである。【解決手段】実施形態の太陽電池モジュールの解体方法は、太陽電池積層体と、ガラス基板と、バックシートと、前記ガラス基板／前記太陽電池積層体／前記バックシートの積層構造の外周を取り囲み、且つ、前記ガラス基板および前記バックシートの各面上に前記外周から内側に延びて挟み込むように設けられた金属フレームと、前記積層構造と前記金属フレームの間に介在し両者を固着させる封止材とを有する太陽電池モジュールの解体方法であり、前記金属フレームの側面の一部を積層構造の全周囲にわたって削ることにより、前記金属フレームを分離するフレーム分離工程と、前記積層構造と前記金属フレームを分離する積層構造分離工程とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池積層体と、この太陽電池積層体の受光面側に設けられたガラス基板と、前記太陽電池積層体の非受光面側に設けられたバックシートと、前記ガラス基板／前記太陽電池積層体／前記バックシートの積層構造の外周を取り囲み、且つ、前記ガラス基板および前記バックシートの各面上に前記外周から内側に延びて挟み込むように設けられた金属フレームと、前記ガラス基板／前記太陽電池積層体／前記バックシートの積層構造と前記金属フレームの間に介在し両者を固着させる封止材とを有する太陽電池モジュールの解体方法であり、
前記金属フレームの側面の一部を、前記ガラス基板／前記太陽電池積層体／前記バックシートの積層構造の全周囲にわたって削ることにより、前記金属フレームを分離するフレーム分離工程と、
前記金属フレームが分離された部分付近を支点として前記金属フレームに力を加えることにより、前記ガラス基板／前記太陽電池積層体／前記バックシートの積層構造と前記金属フレームを分離する積層構造分離工程とを有することを特徴とする太陽電池モジュールの解体方法。
【請求項２】
前記フレーム分離工程において、ガラス基板／太陽電池積層体／バックシートの積層構造を削らない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解体方法。
【請求項３】
前記フレーム分離工程において、前記金属フレームの側面の一部と共に、前記金属フレームの角部分を削ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の太陽電池モジュールの解体方法。
【請求項４】
前記フレーム分離工程において、前記金属フレームの側面の一部および前記金属フレームの角部分と共に、前記金属フレームと前記ガラス基板の間の前記封止材の一部を削ることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュールの解体方法。
【請求項５】
前記フレーム分離工程において、開先機を用いて前記金属フレームの側面の一部を削ることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの解体方法。
【請求項６】
前記開先機の立体形状は円錐または円錐台の何れかであることを特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュールの解体方法。
【請求項７】
前記フレーム分離工程において、前記開先機は前記太陽電池積層体の厚さ方向の位置を維持して、前記金属フレームの側面の一部を削ることを特徴とする請求項６に記載の太陽電池モジュールの解体方法。
【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からガラス基板／太陽電池積層体／バックシートの積層構造と金属フレームを分離する解体方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池発電は、再生可能エネルギーの一つとして注目されており、特に震災以後、家庭用から電力用（メガソーラ）まで幅広い用途での需要が拡大している。太陽電池モジュールは、耐久性の維持または設置上の利便性等から、通常、板状の太陽電池パネル（太陽電池積層体とガラス基板とバックシートからなる積層構造）の外周に金属フレーム（外枠）を設置する構造のものが採用されている。この種の太陽電池モジュールは、太陽電池パネル外周が嵌め込まれた金属フレームの嵌合部内に封止材を充填することによって、耐水性および止水性を向上させている。太陽電池モジュールの耐用年数は２０年とも３０年とも言われており、今後、太陽電池モジュールのリサイクルが大量に発生することが見込まれている。ところが、上記のように太陽電池モジュールは、耐水性および止水性を高めるために太陽電池パネルと金属フレームとが封止材によって強固に固定されており、解体して化学成分別に回収しリサイクルすることが非常に困難な構造となっている。
【０００３】
図９は従来技術の太陽電池モジュールの図面であり、図９（ａ）は太陽電池モジュールの斜視図、図９（ｂ）はＡ面における断面図である。太陽電池モジュールは、太陽電池素子が形成された半導体基板を含む太陽電池積層体と、その受光面側に設けられたガラス基板と、その非受光面側に設けられたバックシートと、それらの積層構造の周囲を取り囲み、間に封止材を介して積層構造と固着されている金属フレームとを有する。図１０は従来技術の太陽電池モジュールの解体方法の工程図である。図１０（ａ）に示すように、金属フレームの端部を支点（図中に矢印で表記）として金属フレーム５に力を加え、太陽電池積層体２を分離すると、図１０（ｂ）に示すように、支点で過大な力が発生し、太陽電池積層体２が途中で粉砕され、太陽電池モジュール１の一部（ガラス基板、太陽電池積層体、バックシートの少なくとも何れか）が金属フレーム５内に取り残されてしまい、効率的な回収を行なうことができない。
【０００４】
また、金属フレームをレーザー切断装置やウォータージェット切断装置を用いて太陽電池モジュールから分離した後、ガラス基板をその厚みに基づいて粉砕する太陽電池モジュールの解体方法も知られている（特許文献１）。しかしながら、この解体方法でも、太陽電池モジュールの一部（ガラス基板、太陽電池積層体、バックシートの少なくとも何れか）が金属フレーム内に取り残され、効率的な回収を行なうことができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１９２９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、太陽電池モジュールの一部（ガラス基板、太陽電池積層体、バックシートの少なくとも何れか）が金属フレーム内に取り残されることなく、且つ、ガラス基板と太陽電池積層体を破損させずに、ガラス基板／太陽電池積層体／バックシートの積層構造と金属フレームを分離することができる太陽電池モジュールの解体方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するために、実施形態の太陽電池モジュールの解体方法は、太陽電池積層体と、この太陽電池積層体の受光面側に設けられたガラス基板と、前記太陽電池積層体の非受光面側に設けられたバックシートと、前記ガラス基板／前記太陽電池積層体／前記バックシートの積層構造の外周を取り囲み、且つ、前記ガラス基板および前記バックシートの各面上に前記外周から内側に延びて挟み込むように設けられた金属フレームと、前記ガラス基板／前記太陽電池積層体／前記バックシートの積層構造と前記金属フレームの間に介在し両者を固着させる封止材とを有する太陽電池モジュールの解体方法であり、前記金属フレームの側面の一部を、前記ガラス基板／前記太陽電池積層体／前記バックシートの積層構造の全周囲にわたって削ることにより、前記金属フレームを分離するフレーム分離工程と、前記金属フレームが分離された部分付近を支点として前記金属フレームに力を加えることにより、前記ガラス基板／前記太陽電池積層体／前記バックシートの積層構造と前記金属フレームを分離する積層構造分離工程とを有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態による太陽電池モジュールの解体方法の様子を示す図。
【図２】第１の実施形態による太陽電池モジュールの解体方法の工程図。
【図３】第２の実施形態による太陽電池モジュールの解体方法の様子を示す図。
【図４】第２の実施形態による太陽電池モジュールの解体方法における開先機の別形態を示す図。
【図５】第２の実施形態による太陽電池モジュールの解体方法における削除部分の別形態を示す図。
【図６】第３の実施形態による太陽電池モジュールの解体方法の様子を示す図。
【図７】第３の実施形態による太陽電池モジュールの解体方法における削除部分の別形態を示す図。
【図８】実施形態による太陽電池モジュールの解体方法の対象となる太陽電池モジュールの種類を示す図。
【図９】太陽電池モジュールの斜視図および断面図。
【図１０】背景技術による太陽電池モジュールの解体方法の工程図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施形態による太陽電池モジュールの解体方法について、図面を参照して説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
第１の実施形態による太陽電池モジュールの解体方法を図１および図２を参照して説明する。図１は第１の実施形態による太陽電池モジュールの解体方法におけるフレーム分離工程までの様子を示し、図１（ａ）は太陽電池モジュール１の斜視図、図１（ｂ）は面Ａにおける断面図、図１（ｃ）は前記断面図の拡大図である。太陽電池モジュール１は、太陽電池素子が形成された半導体基板を含む太陽電池積層体２と、その受光面側に設けられたガラス基板３と、非受光面側に設けられたバックシート４とで構成される積層構造をベースとし、構造上の強度および耐久性の維持から、この積層構造の外周に外枠として金属フレーム５が設置されている。積層構造の外周が嵌め込まれた金属フレーム５の嵌合部内に封止材６を充填し、耐水性および止水性を向上させている。金属フレーム５は、ガラス基板３とバックシート４の各面上において外周から内側に少し入り込んで覆うように設けられており、太陽電池モジュール１の外枠として全体構造を強固にしている。この太陽電池モジュール１の金属フレーム５のガラス基板３側のコーナー部分に回転する開先機７−１を押し当てながら、金属フレーム５の外周において各辺方向（図の中で→で明記）に連続して移動させることにより、４辺全てにおいてＢ１−Ｂ１を通る面取り加工を行なう。その際、ガラス基板３／太陽電池積層体２／バックシート４の積層構造は削られないようにする。開先機７−１の立体形状は円錐であり、その側面には刃が設けられている。開先機７−１による面取り加工の作業は、太陽電池積層体２の厚さ方向の位置を維持した状態で、金属フレーム５の外周全てにわたって連続して行なわれる。但し、太陽電池積層体２の厚さ方向の位置を維持した状態については、面取り加工を行なうことができれば、必須ではない。図１（ｃ）における開先機７−１の動きは図面に対して垂直方法に行なわれる。面取り加工が終了すると、ガラス基板３および積層構造側面上にある金属フレーム５の外周コーナー部は外周一周にわたって削除され、金属フレーム５はガラス基板３上の外周内側の部分と、バックシート４上から積層構造の側面にわたる部分とに分離される（フレーム分離）。図１（ｄ）は、金属フレーム５の外周一辺において、Ｂ１−Ｂ１を通る面取り加工を行なった後の断面の様子を示す斜視図である。
【００１１】
図２は第１の実施形態による太陽電池モジュール１の解体方法の工程図である。図２（ａ）は解体前の状態を示す断面図である。上述したように、太陽電池モジュール１は、太陽電池積層体２、ガラス基板３、バックシート４、金属フレーム５および封止材６で構成される。図２（ｂ）はフレーム分離工程の様子を示す断面図である。開先機７−１を用いて、Ｂ１−Ｂ１を通る面取り加工を金属フレーム５の外周全てにわたって行い、金属フレーム５を分離する。図２（ｃ）および（ｄ）は積層構造分離工程を示す断面図である。金属フレームを取り除いた部分は、残存している封止材しかないため強度が極端に弱くなる。そのため、金属フレームの削られた部分を支点（図中に矢印で表記）として金属フレーム５に力を加えると、金属フレームは削られた部分を中心に簡単に広がり、ガラス基板３／太陽電池積層体２／バックシート４の積層構造は金属フレーム５から簡単に分離される。
【００１２】
第１の実施形態によれば、金属フレーム５の側面の一部を外周全てにわたって削り、金属フレーム５を分離した（フレーム分離工程）後に、金属フレーム５に圧力を加えてガラス基板３／太陽電池積層体２／バックシート４の積層構造と金属フレーム５を分離する（積層構造分離工程）ことにより、積層構造に過度な力は加わらないため、積層構造が破損しその一部が金属フレーム５の内部に取り残されることはない。そのため、その後のリサイクル効率は向上する。
【００１３】
また、ガラス基板３には過度な力は加わらないため、ガラス基板３が粉砕されガラス片が発生し、その後のリサイクル処理にガラス片を分別する手間が発生しない。
【００１４】
また、開先機７−１による面取り加工は、金属フレーム５の角部分を削るかたちで行なわれることにより、その処理がし易く、且つ、切削効率を向上することができる。特に、金属フレーム５の角部分を一つの平面で削るため、その効果は極めて高い。
【００１５】
また、開先機７−１による面取り加工の作業は、太陽電池積層体２の厚さ方向の位置を維持した状態で、金属フレーム５の外周全てにわたって連続して行なわれることにより、金属フレーム５の外周全てにわたって削られた部分の厚さ方向の位置が一定となり、その後、金属フレームに均等な力を加え易くなり、積層構造と金属フレームを分離する工程をより容易に行なうことができる。
【００１６】
（第２の実施形態）
第２の実施形態による太陽電池モジュールの解体方法を図３乃至図５を参照して説明する。第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、開先機７−１による金属フレーム５の面取り加工の内容である。それ以外については、第１の実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。図３は第２の実施形態による太陽電池モジュールの解体方法におけるフレーム分離工程までの様子を示し、図３（ａ）は太陽電池モジュール１の斜視図、図３（ｂ）は面Ａにおける断面図、図３（ｃ）は前記断面図の拡大図である。回転する開先機７−１を、太陽電池モジュール１の金属フレーム５の側面の一部からバックシート４の下にある封止材６の一部までを対象として押し当てながら、金属フレーム５の外周において各辺方向（図の中で→で明記）に連続して移動させることにより、４辺全てにおいてＢ１−Ｂ１を通る面取り加工を行なう。その際、ガラス基板３／太陽電池積層体２／バックシート４の積層構造は削られないようにする。この開先機７−１による面取り加工の作業は、太陽電池積層体２の厚さ方向の位置を維持した状態で、金属フレーム５の外周全てにわたって連続して行なわれる。但し、太陽電池積層体２の厚さ方向の位置を維持した状態については、面取り加工を行なうことができれば、必須ではない。図３（ｃ）における開先機７−１の動きは図面に対して垂直方法に行なわれる。面取り加工が終了すると、金属フレーム５は、削られた部分により、二つに分離される（フレーム分離）。図３（ｄ）は、金属フレーム５の外周一辺において、Ｂ２−Ｂ２を通る面取り加工を行なった後の断面の様子を示す斜視図である。
【００１７】
図４は、図３で示したものとは異なるタイプの開先機７−２を用いた場合の積層構造分離工程を示す断面図である。開先機７−２の立体形状は二つの円錐を合わせたものであり、その側面には刃が設けられている。このような開先機７−２を用いることにより、図３と同じような切削を行なうことができる。
【００１８】
図５は、図３で示した切削部分とは異なる金属フレームの側面の一部を削った場合を示す断面図である。金属フレーム５の側面を削る部分が、図５（ａ）は金属フレーム５の角部分とガラス基板３の上面の間にある部分を削る場合、図５（ｂ）は太陽電池積層体の側面にある部分を削る場合を示す。
【００１９】
第２の実施形態によれば、金属フレーム５の側面の一部を外周全てにわたって削り、金属フレーム５を分離した（フレーム分離工程）後に、金属フレーム５に圧力を加えてガラス基板３／太陽電池積層体２／バックシート４の積層構造と金属フレーム５を分離する（積層構造分離工程）ことにより、積層構造に過度な力は加わらないため、積層構造が破損しその一部が金属フレーム５の内部に取り残されることはない。そのため、その後のリサイクル効率は向上する。
【００２０】
また、ガラス基板３には過度な力は加わらないため、ガラス基板３が粉砕されガラス片が発生し、その後のリサイクル処理にガラス片を分別する手間が発生しない。
【００２１】
また、開先機７−１による面取り加工の作業は、太陽電池積層体２の厚さ方向の位置を維持した状態で、金属フレーム５の外周全てにわたって連続して行なわれることにより、金属フレーム５の外周全てにわたって削られた部分の厚さ方向の位置が一定となり、その後、金属フレームに均等な力を加え易くなり、積層構造と金属フレームを分離する工程をより容易に行なうことができる。
【００２２】
（第３の実施形態）
第３の実施形態による太陽電池モジュールの解体方法を図６および図７を参照して説明する。第３の実施形態が第１および第２の実施形態と異なる点は、開先機７−３の立体形状および面取り加工の内容である。それ以外については、第１の実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。図６は第３の実施形態による太陽電池モジュールの解体方法におけるフレーム分離工程までの様子を示し、図６（ａ）は太陽電池モジュール１の斜視図、図６（ｂ）は面Ａにおける断面図、図６（ｃ）は前記断面図の拡大図である。太陽電池モジュール１の金属フレーム５の側面の角部分およびガラス基板３／太陽電池積層体２／バックシート４の積層構造の側面部分に対して、回転する開先機７−３を押し当てることにより、Ｂ３−Ｂ３を通る面取り加工を行なう。その際、ガラス基板３／太陽電池積層体２／バックシート４の積層構造は削られないようにする。開先機７−３は、その立体形状は円錐台であり、その側面に刃が設けられている。開先機７−３による面取り加工の作業は、開先機７−３の円錐台の底面が金属フレーム５側面に平行になる状態で、且つ、太陽電池積層体２の厚さ方向の位置を維持した状態で、金属フレーム５の外周全てにわたって連続して行なわれる。但し、太陽電池積層体２の厚さ方向の位置を維持した状態については、面取り加工を行なうことができれば、必須ではない。面取り加工が終了すると、ガラス基板３／太陽電池積層体２／バックシート４の積層構造の側面側にある金属フレーム５は外周一周にわたって削除され、金属フレーム５はガラス基板３の上側とバックシート４の下側の二つの部分に分離される（フレーム分離）。図６（ｄ）は、金属フレーム５の外周一辺において、Ｂ３−Ｂ３を通る面取り加工を行なった後の断面の様子を示す斜視図である。
【００２３】
図７は、図６で示した切削部分とは異なる金属フレームの側面の一部を削った場合を示す断面図である。金属フレーム５の側面を削る部分が、図６（ａ）は金属フレーム５の角部分を削る場合、図６（ｂ）は金属フレーム５の角部分と太陽電池積層体の側面の一部にある部分を削る場合、図６（ｃ）は金属フレーム５の角部分とガラス基板３の上にある部分を削る場合を示す。
【００２４】
第３の実施形態によれば、金属フレーム５の側面の一部を外周全てにわたって削り、金属フレーム５を分離した（フレーム分離工程）後に、金属フレーム５に圧力を加えてガラス基板３／太陽電池積層体２／バックシート４の積層構造と金属フレーム５を分離する（積層構造分離工程）ことにより、積層構造に過度な力は加わらないため、積層構造が破損しその一部が金属フレーム５の内部に取り残されることはない。そのため、その後のリサイクル効率は向上する。
【００２５】
また、ガラス基板３には過度な力は加わらないため、ガラス基板３が粉砕されガラス片が発生し、その後のリサイクル処理にガラス片を分別する手間が発生しない。
【００２６】
また、開先機７−１による面取り加工は、金属フレーム５の角部分を削るかたちで行なわれることにより、その処理がし易く、且つ、切削効率を向上することができる。特に、図７（ａ）は、金属フレーム５の角部分を集中的に削っており、その効果は極めて高い。
【００２７】
また、開先機７−１による面取り加工の作業は、太陽電池積層体２の厚さ方向の位置を維持した状態で、金属フレーム５の外周全てにわたって連続して行なわれることにより、金属フレーム５の外周全てにわたって削られた部分の厚さ方向の位置が一定となり、その後、金属フレームに均等な力を加え易くなり、積層構造と金属フレームを分離する工程をより容易に行なうことができる。
【００２８】
図８は、第１、第２および第３の実施形態による太陽電池モジュールの解体方法において、対象となる太陽電池モジュールの形状の一例を示す。図８（ａ）は様々な長方形をまとめた一般形状を示したものであり、図８（ｂ）は台形と長方形の組合せ、六角形、円形をまとめた特殊形状を示したものである。本実施形態による太陽電池モジュールの解体方法は、太陽電池モジュールの形状を問わず広く実施される。
【００２９】
以上説明した実施形態による太陽電池モジュールの解体方法によれば、太陽電池モジュールの一部（ガラス基板、太陽電池積層体、バックシートの少なくとも何れか）が金属フレーム内に取り残されることなく、ガラス基板／太陽電池積層体／バックシートの積層構造と金属フレームを確実に分離することができる。
【００３０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３１】
１・・・太陽電池モジュール
２・・・太陽電池積層体
３・・・ガラス基板
４・・・バックシート
５・・・金属フレーム
６・・・封止材
７−１、７−２、２−３・・・開先機
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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