(57)【要約】【課題】ラミネート時における被加工物の面内温度分布を軽減し、気泡の残存または外観異常をはじめとする不良の発生を抑えることが可能なラミネート装置を得ること。【解決手段】上チャンバーと、上チャンバーとの間に空間を形成するとともに空間内の太陽電池モジュールの積層体１０Ｓを加熱または冷却する熱板３２を有する温度制御部を備えた下チャンバー３０と、空間内で変位可能なダイヤフラムとを備える。温度制御部が、積層体１０Ｓを載置して加熱する熱板３２と、熱板３２内で上下動可能に埋め込まれ、熱板３２上の積層体を変位させる複数のリフトピン３４と、リフトピン３４を独立して上下動させる昇降装置を具備し、熱板３２上の積層体１０Ｓをダイヤフラムと熱板３２とで加熱加圧する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上チャンバーと、
前記上チャンバーとの間に空間を形成するとともに前記空間内の被加工物を加熱または冷却する温度制御部を備えた下チャンバーと、
前記空間内で変位可能なダイヤフラムとを備え、
前記温度制御部は、被加工物を載置して加熱する熱板と、前記熱板内で上下動可能に埋め込まれ、前記熱板上の前記被加工物を変位させる複数のリフトピンと、前記リフトピンを独立して上下動させる昇降装置を具備し、
前記熱板上の前記被加工物を前記ダイヤフラムと前記熱板とで加熱および加圧することを特徴とするラミネート装置。
【請求項２】
前記昇降装置は、前記複数のリフトピンを独立して前記熱板の面内で平面方向に変位可能に構成されたことを特徴とする請求項１に記載のラミネート装置。
【請求項３】
前記熱板は、前記リフトピンを挿通する丸穴を有することを特徴とする請求項１に記載のラミネート装置。
【請求項４】
前記熱板は、前記リフトピンを挿通する十字状の穴を有し、前記十字状の穴の４隅が、前記リフトピンの平面移動を阻止するストッパを構成することを特徴とする請求項１に記載のラミネート装置。
【請求項５】
前記昇降装置は、前記複数のリフトピンを高さ方向および平面方向に独立して変位させることを特徴とする請求項１に記載のラミネート装置。
【請求項６】
前記熱板は複数の小熱板で構成されており、前記小熱板は、小熱板の位置を変位させる熱板昇降装置を備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のラミネート装置。
【請求項７】
前記熱板は、複数の温度センサを備え、
前記温度センサの出力に応じて、前記リフトピンの高さを制御する制御部を備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のラミネート装置。
【請求項８】
前記複数の小熱板は、それぞれ温度センサを備え、
前記熱板昇降装置は、前記温度センサの出力に応じて、前記小熱板を昇降することを特徴とする請求項６に記載のラミネート装置。
【請求項９】
基板上に、樹脂シートを配し、積層体を形成する積層工程と、
上チャンバーと、前記上チャンバーとの間に空間を形成するとともに前記空間内を加熱または冷却する熱板を有する温度制御部を備えた下チャンバーと、前記空間内で変位可能なダイヤフラムと、前記上チャンバーまたは下チャンバーのいずれかの前記ダイヤフラムと対向する面に設けられた、ラミネート装置を用い、前記積層体を前記熱板と前記ダイヤフラムで挟み加熱および加圧してラミネート体を形成するラミネート工程とを備え、
前記ラミネート工程が、
前記熱板上に前記積層体を載置する工程と、
前記積層体の面内で、前記熱板と前記積層体との距離を変化させ前記積層体の熱変形を矯正する矯正工程とを含むことを特徴とするラミネート方法。
【請求項１０】
前記温度制御部が、前記積層体を載置して加熱する熱板と、前記熱板内で上下動可能に埋め込まれ、前記熱板上の前記積層体を変位させる複数のリフトピンと、前記リフトピンを独立して上下動させる昇降装置を具備し、
前記矯正工程は前記リフトピンの上下動により前記積層体を平坦な状態に戻す工程であることを特徴とする請求項９に記載のラミネート方法。
【請求項１１】
前記矯正工程は、前記複数のリフトピンを独立して前記熱板の面内で変位させる工程を含むことを特徴とする請求項１０に記載のラミネート方法。
【請求項１２】
前記熱板は、前記リフトピンを挿通する丸穴を有し、
前記矯正工程は、前記リフトピンを前記丸穴に沿って上下動する工程を含むことを特徴とする請求項１１に記載のラミネート方法。
【請求項１３】
前記熱板は、前記リフトピンを挿通する十字状の穴を有し、
前記矯正工程は、前記リフトピンを前記十字状の穴に沿って、前記リフトピンを上下動および平面移動する工程を含むことを特徴とする請求項１１に記載のラミネート方法。
【請求項１４】
前記熱板は複数の小熱板で構成されており、
前記矯正工程は、前記小熱板の位置を変位させる工程を含むことを特徴とする請求項９から１３のいずれか１項に記載のラミネート方法。
【請求項１５】
前記矯正工程は、前記積層体の温度分布を測定する工程と、前記温度分布に応じて、前記リフトピンの高さを制御する工程を含むことを特徴とする請求項１０から１４のいずれか１項に記載のラミネート方法。
【請求項１６】
前記複数の小熱板は、それぞれ温度センサを備え、
前記矯正工程は、
前記温度センサの出力に応じて、前記熱板を昇降させる工程を含むことを特徴とする請求項１４に記載のラミネート方法。
【請求項１７】
基板上に、樹脂封止材と、太陽電池セルとを積層して得られた積層体を形成する積層工程と、
上チャンバーと、前記上チャンバーとの間に空間を形成するとともに前記空間内を加熱または冷却する熱板を有する温度制御部を備えた下チャンバーと、前記空間内で変位可能なダイヤフラムと、前記上チャンバーまたは下チャンバーのいずれかの前記ダイヤフラムと対向する面に設けられた、ラミネート装置を用い、前記積層体を前記熱板と前記ダイヤフラムで挟み加熱および加圧してラミネート体を形成するラミネート工程とを備え、
前記ラミネート工程が、
前記熱板上に前記積層体を載置する工程と、
前記積層体の面内で、前記熱板と前記積層体との距離を変化させ前記積層体の熱変形を矯正する矯正工程とを含むことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールの製造に用いられるラミネート装置、ラミネート方法および太陽電池モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池セルをシート状の樹脂封止材で封止して太陽電池モジュールを形成するラミネート装置の技術が提案されている。太陽電池モジュールは、太陽電池セルの積層体を封止したものと、積層体の周りを支持するフレームとを具備している。太陽電池モジュールは、被加工物の透光性基板上に封止樹脂、太陽電池セル、封止樹脂、ＰＥＴ(ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ：ポリエチレンテレフタレート)をはじめとする耐水樹脂シートを積層した積層体を、ラミネート装置で加熱加圧処理し、各部材を密着させたものである。
【０００３】
太陽電池モジュールの製造に用いられるラミネート装置には、各種のものがある。一例の装置では、上チャンバーと下チャンバーとの間にダイヤフラムシートを挟着しておき、下チャンバーに設けられた熱板を、ヒータによって加熱し、当該熱板上に被加工物が載置される。
【０００４】
次に、上チャンバーの排気弁を開きバキュームポンプにより上チャンバー内を負圧とし、ヒータにより熱板を加熱することで被加工物を加熱する。
【０００５】
さらに、下チャンバーの排気弁を開き下チャンバー内を負圧とすることで、被加工物から発生の気泡を外部に排出した後、上チャンバーの排気弁を閉じ、上チャンバーの吸気弁を開き上チャンバー内を大気圧とし、これによりダイヤフラムシートを膨張させ被加工物を加圧する。下チャンバーの排気弁を閉じ、下チャンバーの吸気弁を開いて下チャンバー内を大気圧となし、これにより上チャンバーと下チャンバーを分離して、加工済の被加工物を取り出すこととなる。
【０００６】
ここで、ラミネート装置では、被加工物をラミネート処理する際に、被加工物の透光性基板が加熱されるのを抑制するための方法が提案されている。特許文献１ではダイヤフラムによる加圧を行う前に透光性基板を支持し、上下方向に可動するリフトピンで押し上げて透光性基板と熱板との間に隙間を設けることで透光性基板がラミネート装置の熱板から直接加熱を受ける時間を短縮して、透光性基板の加熱速度を緩やかにする方法が開示されている。
【０００７】
また、特許文献２では、ラミネート装置で被加工物を自動搬入させる際に、リフトピンあるいはそれに準ずる支持機構により搬送用に被加工物と熱板の間に設けられた搬送シートと被加工物を持ち上げる方法が開示されている。特許文献２の方法でも、搬送中の被加工物が熱板に直接接触するのを防ぎ、加熱を緩やかにすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−１２９７５３号公報
【特許文献２】特開２０１２−５１３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ラミネート処理中に熱板からの加熱により、被加工物の厚み方向における熱源に近い箇所と熱源から遠い箇所とに温度差が生じ、被加工物に反りが発生することがある。また、被加工物が反ることで更に温度差が大きくなり、温度の違いによって封止樹脂の流動性が異なるため、気泡の残存または外観異常をはじめとする不良が発生するという問題があった。
【００１０】
これらの問題については特許文献１あるいは特許文献２に開示されているように、搬送時に熱源との接触を防ぐ方法で搬送時の反りの発生は抑制できる。しかしながら、リフトピンによって支持された被加工物は、面内すべてで熱板との距離が均一であるため、厚み方向における温度差が生じラミネート処理する過程で、被加工物が加熱されると熱源側と非熱源側との面に温度差が生じ、熱膨張の差で反りが発生することがある。また、リフトピンによる支持により熱板との隙間を設ける方法では、熱板からの直接加熱は防ぐことはできるが、熱膨張による反りを防ぐことはできない。従って特許文献１あるいは特許文献２においても、熱源側と非熱源側との面の温度差に起因する、熱膨張の差によって発生する反りについては回避することができず、面内温度差が発生し、気泡の残存または外観異常をはじめとする不良が発生することがある。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、ラミネート時における被加工物の面内温度分布を軽減し、気泡の残存または外観異常をはじめとする不良の発生を抑えることが可能なラミネート装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のラミネート装置は、上チャンバーと、上チャンバーとの間に空間を形成するとともに空間内の被加工物を加熱または冷却する温度制御部を備えた下チャンバーと、空間内で変位可能なダイヤフラムとを備える。温度制御部は、被加工物を載置して加熱する熱板と、熱板内で上下動可能に埋め込まれ、熱板上の被加工物を変位させる複数のリフトピンと、リフトピンを独立して上下動させる昇降装置を具備し、熱板上の被加工物を前記ダイヤフラムと前記熱板とで加熱加圧する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ラミネート時における被加工物の面内温度分布を軽減し、気泡の残存または外観異常をはじめとする不良の発生を抑えることが可能なラミネート装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態１の太陽電池モジュールの製造装置で用いられるラミネート装置を示す斜視図
【図２】実施の形態１の太陽電池モジュールの製造装置で用いられるラミネート装置の下チャンバーの断面拡大図
【図３】実施の形態１の太陽電池モジュールの製造装置で用いられるラミネート装置の構造を模式的に示す断面説明図
【図４】実施の形態１のラミネート工程における矯正工程を示す工程断面図
【図５】実施の形態１のラミネート工程における矯正工程を示す工程断面図
【図６】（ａ）から（ｄ）は、実施の形態１のラミネート装置を用いた太陽電池モジュールの製造工程を示す図
【図７】実施の形態１のラミネート方法で形成された太陽電池モジュールの斜視図
【図８】実施の形態１の太陽電池モジュールの製造装置で用いられるラミネート装置の熱板を示す平面図
【図９】実施の形態２の太陽電池モジュールの製造装置で用いられるラミネート装置の熱板を示す平面図
【図１０】実施の形態３の太陽電池モジュールの製造装置で用いられるラミネート装置の下チャンバーの断面拡大図
【図１１】実施の形態３のラミネート工程における矯正工程を示す工程断面図
【図１２】実施の形態３のラミネート工程における矯正工程を示す工程断面図
【図１３】実施の形態３のラミネート装置の熱板の平面図
【図１４】実施の形態４の太陽電池モジュール製造装置で用いられるラミネート装置の熱板を示す平面図
【図１５】実施の形態５の太陽電池モジュールの製造装置で用いられるラミネート装置の下チャンバーの断面拡大図
【図１６】実施の形態５のラミネート工程における矯正工程を示す工程断面図
【図１７】実施の形態５のラミネート工程における矯正工程を示す工程断面図
【図１８】実施の形態６の太陽電池モジュールの製造装置で用いられるラミネート装置の下チャンバーの断面拡大図
【図１９】実施の形態６のラミネート工程における矯正工程を示す工程断面図
【図２０】実施の形態６のラミネート工程における矯正工程を示す工程断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明に係るラミネート装置およびラミネート方法を用いた太陽電池モジュールの製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。
【００１６】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の太陽電池モジュールの製造装置で用いられるラミネート装置を示す斜視図、図２は同ラミネート装置の下チャンバーの断面拡大図である。図２は図１のII-II断面を示す。図３は、本発明の実施の形態１の太陽電池モジュールの製造装置で用いられるラミネート装置の構造を模式的に示す断面説明図である。図４および図５は、実施の形態１のラミネート工程における矯正工程を示す工程断面図である。実施の形態１のラミネート装置１００は、上チャンバー２０と、上チャンバー２０との間に空間を形成するとともに空間内の被加工物である太陽電池モジュール用の積層体１０Ｓを加熱または冷却する温度制御部を備えた下チャンバー３０と、空間内で変位可能なダイヤフラムを構成するダイヤフラムシート４０とを備える。温度制御部は、被加工物を載置して加熱する熱板３２と、熱板３２内で上下動可能に埋め込まれ、熱板３２上の積層体１０Ｓを突き上げて変位させる複数のリフトピン３４と、リフトピン３４を独立して上下動させる昇降装置３５を具備し、熱板３２上の積層体１０Ｓをダイヤフラムシート４０と熱板３２とで加熱加圧する。熱板３２は熱板内に埋め込まれたヒータＨで加熱される。
【００１７】
ラミネート装置は、図３に示すように、上チャンバー２０と下チャンバー３０とは、バキュームポンプ５０で減圧されるが、上チャンバー２０と下チャンバー３０とには、上チャンバー用排気弁５１および下チャンバー用排気弁５２によって、独立して内圧を制御できるようになっている。上チャンバー２０は、上チャンバー用排気弁５１を介してバキュームポンプ５０に接続されている。一方、下チャンバー３０は、下チャンバー用排気弁５２を介してバキュームポンプ５０に接続されている。また上チャンバー２０は、上チャンバー用吸気弁５３を有し、大気圧の流入を制御することができる。一方、下チャンバー３０は、下チャンバー用吸気弁５４を有し、大気圧の流入を制御することができる。
【００１８】
ラミネート装置１００の上チャンバー２０には、ダイヤフラムシート４０が備えられており、上チャンバー２０と下チャンバー３０とを重ねた際に、上チャンバー２０と下チャンバー３０をダイヤフラムシート４０で２室に区切る構造となっている。
【００１９】
ラミネート装置１００の下チャンバー３０には、被加工物である積層体１０Ｓを加熱するための熱板３２とフッ素樹脂製の接着防止シート３６、加工中に積層体１０Ｓを支持するための複数のリフトピン３４、リフトピン３４を昇降させる昇降装置３５を備えており、熱板３２の上に接着防止シート３６、さらに接着防止シート３６の上に積層体１０Ｓを載せる。接着防止シート３６は、熱板３２により加熱された積層体１０Ｓの中の封止樹脂３が溶融し、ガラス基板４からはみ出し熱板３２に接着することを防止する。リフトピン３４は、熱板３２の上面より下方に設けられており、昇降装置３５により熱板３２上面より上方に上昇し積層体１０Ｓと熱板３２とに隙間を設けることができる。熱板３２には、図８に熱板３２の平面図を示すように、複数のリフトピン昇降用穴３３が設けられている。図４および図５は図８のIV−IV断面に相当する。図４および図５に示すように複数の昇降装置３５が複数のリフトピン３４を個別に昇降できる機能を有することで、複数のリフトピン３４を高さ方向に変動可能とする。リフトピン昇降用穴３３は、リフトピン３４の水平方向の移動を規制し、高さ方向にのみリフトピン３４が移動可能で、接着防止シート３６の高さを調整できるようになっている。ここで昇降装置３５はロボシリンダをはじめとする駆動装置を備え、リフトピン昇降用穴３３の範囲で上下方向に自在に位置決めができるものである。
【００２０】
次に、実施の形態１によるラミネート装置を用いたラミネート方法を用いた太陽電池モジュールの製造方法について図６を参照して説明する。図６（ａ）から図６（ｄ）は、実施の形態１のラミネート装置を用いた太陽電池モジュールの製造工程を示す図である。実施の形態１のラミネート装置は、図６に示すように、太陽電池セル１をタブ線２で接続し、アレイ状にしたものを樹脂シート３ａ，３ｂを介して、ガラス基板４、裏面保護材である保護シート５との間にはさみ、積層体１０Ｓを形成したものを載置し、加熱加圧し、太陽電池モジュール１０を形成するものである。
【００２１】
ラミネート工程の説明に先立ち、まず、太陽電池モジュールの製造工程について簡単に説明する。
【００２２】
まず、図６（ａ）に示すように、樹脂を所望の厚さに延伸し、樹脂シート３ａおよび３ｂを形成する。
【００２３】
一方、太陽電池セル１を形成し、タブ線２で、当該セルの正極を隣接セルの負極に接続し、図６（ｂ）に示すように太陽電池セル１の接続されたストリングを形成する。
【００２４】
次に、図６（ｃ）に示すように、ガラス基板４上に、引き延ばされた樹脂シート３ａ、太陽電池セル１をタブ線２で接続したストリング、引き延ばされた樹脂シート３ｂ、ＰＥＴをはじめとする耐水樹脂で構成された保護シート５を順次積層し、積層体１０Ｓを形成する。
【００２５】
そして積層体１０Ｓを図１から図５に示したラミネート装置１００に搬送し、ラミネート装置１０でラミネート処理を実施する。ラミネート工程は、熱板３２上に積層体１０Ｓを載置した後、積層体１０Ｓの面内で、熱板３２と積層体１０Ｓとの距離を変化させ積層体１０Ｓの熱変形を矯正する矯正工程とを含むものである。
【００２６】
ラミネート装置１００では、まず、図１および図２に示すように、下チャンバー３０の熱板３２に設けられた、ヒータＨによって、熱板３２を任意の温度に昇温し、上チャンバー２０と下チャンバー３０を分離し、下チャンバー３０の熱板３２の上方に設けられた、接着防止シート３６の上に被加工物である積層体１０Ｓを載せる。積層体１０Ｓを載せる際、図６（ｃ）に示した積層体１０Ｓのガラス基板４側が上側となるようにして接着防止シート３６の上に載せる。
【００２７】
そして昇降装置３５により、リフトピン３４を上昇させ接着防止シート３６と積層体１０Ｓを持ち上げ、熱板３２との間に隙間を設ける。ここで接着防止シート３６に熱板３２に設けたリフトピン昇降用穴３３と同形状の穴を設けた場合は、積層体１０Ｓのみを持ち上げることが可能である。図４は、接着防止シート３６の上に積層体１０Ｓを載せた状態を図示している。リフトピン３４を均一高さに上昇させただけでは、被加工物１１の厚み方向に温度差が発生し、図４に示すように、積層体１０Ｓに反りが生じている。そして加熱を続けると積層体１０Ｓの反りが大きくなる。反りが大きくなれば積層体１０Ｓの中央部と端部の温度差が大きくなり、図６に示した樹脂シート３ａ，３ｂからなる封止樹脂３の流動性にも差が生じる。
【００２８】
そこで、図５に示すように、積層体１０Ｓの中央部のリフトピン３４を高くすることで、積層体１０Ｓの反りの矯正がなされ、積層体１０Ｓは短時間で元の平坦な形状に戻る。そこで平坦な形状となった積層体１０Ｓを熱板３２に載置したまま、昇降装置３５により、リフトピン３４を下降させ、図２に示した平坦な形状の積層体１０Ｓとする。
【００２９】
上記工程を経て、積層体１０Ｓの反りの矯正を行った後、即時に、図３に示したラミネート装置１００の上チャンバー用排気弁５１を開き、バキュームポンプ５０により、上チャンバー２０とダイヤフラムシート４０で区切られた空間を負圧とし、下チャンバー３０の上に上チャンバー２０を重ねる。そして、下チャンバー用排気弁５２を開き、バキュームポンプ５０により、下チャンバー３０と上チャンバー２０のダイヤフラムシート４０で区切られた空間も負圧とする。積層体１０Ｓから発生した気泡を外部に排出した後、昇降機構３５によりリフトピン３４を熱板３２の上面より下方に下降させ、上チャンバー２０とダイヤフラムシート４０で区切られた空間への吸気を行い、積層体１０Ｓ全体を加圧する。
【００３０】
以上のようにして、ラミネート装置１００内でラミネート処理を実施した後、積層体１０Ｓを加熱加圧して、封止樹脂３による封止のなされた加工済みの太陽電池モジュール１０を取り出すことができる。
【００３１】
上記工程で封止された太陽電池モジュールの積層体１０Ｓにフレーム１１を装着し、図６（ｄ）に要部断面図、図７に斜視図を示すように、太陽電池モジュール１０が完成する。
【００３２】
実施の形態１のラミネート方法によれば、複数のリフトピン３４を独立して個別に高さ方向に変動できることにより、ラミネート処理に先立ち、被加工物である積層体１０Ｓに発生する反りまたは撓みを矯正することができる。また、リフトピン３４の位置を平面方向に変動できることで被加工物の面積または形状により、被加工物の一部が熱板３２に接触して急加熱することを防止できる。従って、樹脂シート３ａ，３ｂからなる封止樹脂３の流動性差を軽減させ、気泡の残存または外観異常をはじめとする不良の発生を抑えることができる。
【００３３】
また、実施の形態１のラミネート装置によれば、複数のリフトピンを高さ方向に独立して変位させる昇降装置を備えたことで、加熱中に被加工物に発生する反りまたは撓みを矯正することができる。従って被加工物と熱板の距離を変化でき被加工物の面内の加熱量を制御することができる。複数リフトピンを個別に平面方向に変動できることで、被加工物の面積または形状に合わせてリフトピンを配置することが可能で、被加工物の一部が熱板に接触して急加熱されることを防止できる。
【００３４】
実施の形態２．
図９は、実施の形態２の太陽電池モジュールの製造装置で用いられるラミネート装置の熱板を示す平面図である。実施の形態１では、図８に示したように、リフトピン３４の形成位置に対応して断面円形の複数のリフトピン昇降用穴３３を設け、図４および図５に示したように複数の昇降装置３５が複数のリフトピン３４を個別に昇降できるように構成した。これに対し、実施の形態２では、熱板３２に、リフトピン３４を挿通する十字状のリフトピン昇降用穴３３Ｓを有し、十字の４隅Ｅが、リフトピン３４の平面移動を阻止するストッパを構成するようにしたものである。図９に示すように、熱板３２に複数の十字状のリフトピン昇降用穴３３Ｓを設け、複数のリフトピン３４を個別に平面方向にも移動できる機能を有する。平面方向の移動範囲は十字の範囲であり、ＸＹ方向に一定距離の移動が可能となっており、熱板と被加工物である積層体１０Ｓとの距離に加え平面方向の位置を精度よく調整することができる。他の構成については実施の形態１と同様であるためここでは説明を省略する。同一部位には同一符号を付した。
【００３５】
実施の形態２のラミネート装置では、複数の十字状のリフトピン昇降用穴３３Ｓを設けたことで、昇降装置３５が、複数のリフトピン３４を個別に昇降できる機能と平面方向に移動できる機能を有する。従って、高さ方向および平面方向にリフトピン３４の位置を変動可能であり、高精度に反りの矯正を行うことができる。
【００３６】
実施の形態３．
図１０は本発明の実施の形態３の太陽電池モジュールの製造装置で用いられるラミネート装置の下チャンバーの断面拡大図である。図１０は図１のII-II断面に相当する。図１１および図１２は、実施の形態３のラミネート工程における矯正工程を示す工程断面図である。図１３は、同ラミネート装置の熱板の平面図であり、図１０から図１２は図１３のＸ−Ｘ断面に相当する。実施の形態３のラミネート装置は、温度制御部を構成する熱板が３０個の小熱板３２ｐに分割され、小熱板３２ｐ毎に高さを調整できるようになっている点で実施の形態１のラミネート装置と異なる。またリフトピン３４は実施の形態１のラミネート装置と同様、熱板３２ｐ内に埋め込まれ独立して上下動可能となっているが、さらに小熱板３２ｐ毎に一つの熱板リフトピン３４ｐが配され、小熱板３２ｐも独立して上下動可能となっている。小熱板３２ｐは、熱板昇降装置３５ｐにより、熱板昇降用穴３３ｐに沿って、独立して上下動可能となっている。
【００３７】
つまり温度制御部は、実施の形態１のリフトピン３４およびリフトピン昇降装置３５に加え、被加工物である積層体１０Ｓを載置して加熱する３０個の小熱板３２ｐと、小熱板３２ｐ内で上下動可能に埋め込まれ、小熱板３２上の積層体１０Ｓを変位させる複数のリフトピン３４と、リフトピン３４を独立して上下動させる昇降装置３５を具備している。
【００３８】
そして、小熱板３２ｐの集合体である熱板上の積層体１０Ｓが、ダイヤフラムシート４０と小熱板３２ｐの集合体とで加熱加圧される。小熱板３２ｐは、小熱板３２ｐ内に埋め込まれたヒータＨで加熱される。実施の形態３のラミネート装置についても、実施の形態１のラミネータ装置と同様、上チャンバー２０と、上チャンバー１０との間に空間を形成するとともに空間内の被加工物である太陽電池モジュール用の積層体１０Ｓを加熱または冷却する温度制御部を備えた下チャンバー３０と、空間内で変位可能なダイヤフラムを構成するダイヤフラムシート４０とを備える。
【００３９】
次に実施の形態３のラミネート装置を用いたラミネート方法について説明する。実施の形態１と同様、まず、図６（ｃ）に示したように、太陽電池セル１をタブ線２で接続し、アレイ状にしたものを樹脂シート３ａ，３ｂを介して、ガラス基板４、裏面保護材である保護シート５との間にはさむことで形成された積層体１０Ｓを形成する。次いで積層体１０Ｓを図１０に示すようにラミネート装置の小熱板３２ｐ上に載置する。
【００４０】
そして昇降装置３５により、リフトピン３４を上昇させ接着防止シート３６と積層体１０Ｓを持ち上げ、熱板３２との間に隙間を設ける。ここで接着防止シート３６に熱板３２に設けたリフトピン昇降用穴３３と同形状の穴を設けた場合は、積層体１０Ｓのみを持ち上げることが可能である。図１１は、接着防止シート３６の上に積層体１０Ｓを載せた状態を図示している。リフトピン３４を均一高さに上昇させただけでは、積層体１０Ｓの厚み方向に温度差が発生し、図１１に示すように、積層体１０Ｓに反りが生じている。そして加熱を続けると積層体１０Ｓの反りが大きくなる。反りが大きくなれば積層体１０Ｓの中央部と端部の温度差が大きくなり、封止樹脂の流動性にも差が生じる。
【００４１】
そこで、図１２に示すように、積層体１０Ｓの中央部のリフトピン３４を高くするとともに、中央部の熱板リフトピン３４ｐを下降させて中央部の小熱板３２ｐを低くする。つまりリフトピン３４を上昇させるとともに熱板リフトピン３４ｐを下降させることで、積層体１０Ｓは熱板側中央部で、より効率よく温度が降下し、積層体１０Ｓの反りは瞬時に矯正される。つまり実施の形態１に比べて、積層体１０Ｓはより短時間で元の平坦な形状に戻る。そこで平坦な形状となった積層体１０Ｓを熱板３２に載置したまま、昇降装置３５により、リフトピン３４を下降させ、図１０に示した平坦な形状の積層体１０Ｓとする。
【００４２】
上記工程を経て、積層体１０Ｓの反りの矯正を行った後、即時に、図３に示したラミネート装置の上チャンバー用排気弁５１を開き、バキュームポンプ５０により、上チャンバー２０とダイヤフラムシート４０で区切られた空間を負圧とし、下チャンバー３０の上に上チャンバー２０を重ねる。そして、下チャンバー用排気弁５２を開き、バキュームポンプ５０により、下チャンバー３０と上チャンバー２０のダイヤフラムシート４０で区切られた空間も負圧とする。積層体１０Ｓから発生した気泡を外部に排出した後、昇降装置３５によりリフトピン３４を熱板３２の上面より下方に下降させ、上チャンバー２０とダイヤフラムシート４０で区切られた空間への吸気を行い、積層体１０Ｓ全体を加圧する。
【００４３】
以上のようにして、ラミネート装置内でラミネート処理を実施した後、積層体１０Ｓを加熱加圧して、封止のなされた加工済みの太陽電池モジュール１０を取り出すことができる。
【００４４】
上記工程で封止された太陽電池モジュールの積層体１０Ｓにフレーム１１を装着し、実施の形態１と同様、図６（ｄ）に要部断面図、図７に斜視図を示したように、太陽電池モジュール１０が完成する。
【００４５】
実施の形態３のラミネート装置によれば、複数リフトピンを個別に高さ方向に変動できることにより、被加工物に発生する反りまたは撓みを矯正し、平面方向に変動できることで被加工物である積層体１０Ｓの面積あるいは形状により、積層体１０Ｓの一部が熱板３２に接触して不均一に急加熱されることを防止できる。更に小熱板３２ｐの高さを独立して変動させることにより、被加工物と小熱板３２ｐの距離を変化させることができ被加工物の面内の加熱量を制御することができる。従って、面内を均一に加熱し封止樹脂の流動性差を軽減させ、気泡の残存または外観異常をはじめとする不良の発生を抑えることができる。
【００４６】
実施の形態４．
図１４は、実施の形態４の太陽電池モジュール製造装置で用いられるラミネート装置の熱板を示す平面図である。実施の形態３では、図１３に示したように、リフトピン３４の形成位置に対応して断面円形の複数のリフトピン昇降用穴３３を設け、図１１および図１２に示したように複数の昇降装置３５が複数のリフトピン３４を個別に昇降できるように構成した。これに対し、実施の形態４では、図９に示した実施の形態２と同様、小熱板３２ｑに複数の十字状のリフトピン昇降用穴３３ｑを設け、複数のリフトピン３４ｑを個別に平面方向に移動できる機能を有する。平面方向の移動範囲は十字の範囲であり、ＸＹ方向に一定距離の移動が可能となっており、熱板と被加工物である積層体１０Ｓとの距離を精度よく調整することができる。他の構成については実施の形態３と同様であるためここでは説明を省略する。同一部位には同一符号を付した。
【００４７】
実施の形態４のラミネート装置では、複数の十字状のリフトピン昇降用穴３３ｑを設けたことで、昇降装置３５が、複数のリフトピン３４ｑを個別に昇降できる機能と平面方向に移動できる機能を有する。従って、高さ方向および平面方向にリフトピン３４ｑの位置を変動可能であり、高精度に反りの矯正を行うことができる。
【００４８】
実施の形態５．
図１５は本発明の実施の形態５の太陽電池モジュールの製造装置で用いられるラミネート装置の下チャンバーの断面拡大図である。図１５は図１のII-II断面に相当する。図１６および図１７は、実施の形態５のラミネート工程における矯正工程を示す工程断面図である。実施の形態５のラミネート装置は、温度制御部を構成する熱板３２ｒが複数の小領域に分割され、小領域毎に、温度センサ３７で測定し、自動的にリフトピン３４を上下動させるものである。温度センサ３７は接触式センサであり、被加工物である積層体１０Ｓの裏面の温度を小領域毎に接着防止シート３６を介して接触し温度検出を行う。各温度センサ３７はシリンダばねを用いたセンサ昇降装置３８で、積層体１０Ｓとともに接着防止シート３６に接触した上下動する。またリフトピン３４は実施の形態１のラミネート装置と同様、熱板３２ｒ内に埋め込まれ独立して上下動可能となっているが、各温度センサ３７の出力に応じて、図示しない制御部で自動的に昇降装置３５により、リフトピン昇降用穴３３に沿って、リフトピン３４が独立して上下動可能となっている。
【００４９】
次に実施の形態５のラミネート装置を用いたラミネート方法について説明する。実施の形態１と同様、まず、図６（ｃ）に示したように、太陽電池セル１をタブ線２で接続し、アレイ状にしたものを樹脂シート３ａ，３ｂを介して、ガラス基板４、裏面保護材である保護シート５との間にはさむことで形成された積層体１０Ｓを形成する。次いで積層体１０Ｓを図１５に示すように実施の形態５のラミネート装置の熱板３２ｒ上に載置する。
【００５０】
そして昇降装置３５により、リフトピン３４を上昇させ接着防止シート３６と積層体１０Ｓを持ち上げ、熱板３２ｒとの間に隙間を設ける。ここでも接着防止シート３６に熱板３２ｒに設けたリフトピン昇降用穴３３と同形状の穴を設けた場合は、積層体１０Ｓのみを持ち上げることが可能である。図１５は、接着防止シート３６の上に積層体１０Ｓを載せた状態を図示している。温度センサ３７は接着防止シート３６に接触して積層体１０Ｓの裏面の温度を検出する。リフトピン３４を均一高さに上昇させただけでは、被加工物１１の厚み方向に温度差が発生し、図１６に示すように、積層体１０Ｓに反りが生じているが、温度センサ３７がセンサ昇降装置３８で積層体１０Ｓの変位に従い、接着防止シート３６を介して積層体１０Ｓに接触した状態を維持する。そして加熱を続けると積層体１０Ｓの反りが大きくなる。反りが大きくなれば積層体１０Ｓの中央部と端部の温度差が大きくなり、封止樹脂の流動性にも差が生じる。
【００５１】
そこで、図１７に示すように、図示しない制御部が温度センサ３７の出力に基づき積層体１０Ｓの中央部のリフトピン３４を高くする。つまりリフトピン３４を自動的に上昇させることで、積層体１０Ｓは熱板側中央部で、より効率よく温度が降下し、積層体１０Ｓの反りは瞬時に矯正される。つまり実施の形態１に比べて、積層体１０Ｓは自動的に制御性よく元の平坦な形状に戻る。そこで平坦な形状となった積層体１０Ｓを熱板３２ｒに載置したまま、昇降装置３５により、リフトピン３４を下降させ、図１５に示した平坦な形状の積層体１０Ｓとする。
【００５２】
上記工程を経て、積層体１０Ｓの反りの矯正を行った後、即時に、図３に示したラミネート装置の上チャンバー用排気弁５１を開き、バキュームポンプ５０により、上チャンバー２０とダイヤフラムシート４０で区切られた空間を負圧とし、下チャンバー３０の上に上チャンバー２０を重ねる。そして、下チャンバー用排気弁５２を開き、バキュームポンプ５０により、下チャンバー３０と上チャンバー２０のダイヤフラムシート４０で区切られた空間も負圧とする。積層体１０Ｓから発生した気泡を外部に排出した後、昇降装置３５によりリフトピン３４を熱板３２ｒの上面より下方に下降させ、上チャンバー２０とダイヤフラムシート４０で区切られた空間への吸気を行い、積層体１０Ｓ全体を加圧する。
【００５３】
以上のようにして、ラミネート装置内でラミネート処理を実施した後、積層体１０Ｓを加熱加圧して、封止のなされた加工済みの太陽電池モジュール１０を取り出すことができる。
【００５４】
上記工程で封止された太陽電池モジュールの積層体１０Ｓにフレーム１１を装着し、実施の形態１と同様、図６（ｄ）に要部断面図、図７に斜視図を示したように、太陽電池モジュール１０が完成する。
【００５５】
熱板３２ｒに、図８のように複数のリフトピン昇降用穴３３を設け、図１５に示すように複数の昇降装置３５が複数のリフトピン３４を個別に昇降できる機能を有することで、複数のリフトピン３４を高さ方向に変動可能とする。ここで昇降装置３５にはロボシリンダをはじめとする昇降装置を用いる。
【００５６】
また、実施の形態５においても熱板３２ｒに図９のような複数の十字状のリフトピン昇降用穴３３Ｓを設け、複数のリフトピン３４を個別に平面方向に移動できる機能を有することで、被加工物を支持する位置を平面方向に変動可能となる。さらに、昇降装置３５が、複数のリフトピン３４を個別に昇降できる機能と平面方向に移動できる機能を有することで、高さ方向および平面方向にリフトピン３４の位置を変動可能である。
【００５７】
また、温度センサ３７は、ラミネート処理中の被加工物の温度を測定するために設けられており、接触式温度センサに限定されるものではない。温度測定方法は図示しないが、たとえば、熱板３２ｒ側から被加工物の温度を測定できるように熱板３２ｒ、接着防止シート３６に穴または切り込みを設けて温度測定部を設けても良い、測定方法についても、非接触式温度測定する方法、接触式温度センサを押し当てて測定する方法をはじめ種々の測定方法が適用可能である。
【００５８】
実施の形態５のラミネート装置を用いたラミネート方法によれば、温度センサで検知した被加工物の温度によって、被加工物の高温部に位置するリフトピンを高く、被加工物の低温部に位置するリフトピンを低く自動的に変動させる。従って、加熱により発生する被加工物の反り形状の変化に追従してリフトピン高さを変動させることで均一な加熱が可能となる。
【００５９】
また、実施の形態５のラミネート装置によれば、複数のリフトピン３４を個別に高さ方向または平面方向に変動できることで、被加工物に発生する反りまたは撓みを矯正し被加工物の加熱を均一に行うことができる。加熱中に発生した面内温度差に対して、自動でリフトピン３４の高さを変動させることで、被加工物の面内の温度を均一化し、封止樹脂３の流動性差をなくすため、気泡の残存または外観異常をはじめとする不良の発生を抑えることができる。
【００６０】
なお、リフトピン３４の高さは、逐次自動的に変化させるのではなく、あらかじめ積層体１０Ｓの温度分布を測定しておき測定結果に基づいて算出したデータにもとづき、手動で設定するようにしてもよい。
【００６１】
実施の形態６．
図１８は本発明の実施の形態６の太陽電池モジュールの製造装置で用いられるラミネート装置の下チャンバーの断面拡大図である。図１８は図１のII-II断面に相当する。図１９および図２０は、実施の形態６のラミネート工程における矯正工程を示す工程断面図である。実施の形態６のラミネート装置は、温度制御部を構成する熱板が３０個の小熱板３２ｐに分割され、小熱板３２ｐ毎に高さを調整できるようになっている実施の形態３の構成に加え、実施の形態５の温度センサ３７の構成を加えたものである。実施の形態５と同様、温度制御部を構成する熱板が複数の小熱板３２ｐに分割され、小領域毎に、温度センサ３７で測定し、自動的にリフトピンを上下動させるものである。他部については実施の形態３および５と同様であり、ここでは説明を省略するが同一部位には同一符号を付した。
【００６２】
次に実施の形態６のラミネート装置を用いたラミネート方法について説明する。実施の形態１と同様、まず、図６（ｃ）に示したように、太陽電池セル１をタブ線２で接続し、アレイ状にしたものを樹脂シート３ａ，３ｂを介して、ガラス基板４、裏面保護材である保護シート５との間にはさむことで形成された積層体１０Ｓを形成する。次いで積層体１０Ｓを図１８に示すように実施の形態６のラミネート装置の複数の小熱板３２ｐ上に載置する。
【００６３】
そして昇降装置３５により、リフトピン３４を上昇させ接着防止シート３６と積層体１０Ｓを持ち上げ、複数の小熱板３２ｐとの間に隙間を設ける。ここでも接着防止シート３６に小熱板３２ｐに設けたリフトピン昇降用穴３３と同形状の穴を設けた場合は、積層体１０Ｓのみを持ち上げることが可能である。図１８は、接着防止シート３６の上に積層体１０Ｓを載せた状態を図示している。温度センサ３７は接着防止シート３６に接触して積層体１０Ｓの裏面の温度を検出する。熱板リフトピン３４ｐを均一高さに上昇させただけでは、積層体１０Ｓの厚み方向に温度差が発生し、図１９に示すように、積層体１０Ｓに反りが生じているが温度センサ３７がセンサ昇降装置３８で積層体１０Ｓの変位に従い、接着防止シート３６を介して積層体１０Ｓに接触した状態を維持する。そして加熱を続けると積層体１０Ｓの反りが大きくなる。反りが大きくなれば積層体１０Ｓの中央部と端部の温度差が大きくなり、封止樹脂の流動性にも差が生じる。
【００６４】
そこで、図２０に示すように、図示しない制御部が温度センサ３７の出力に基づき積層体１０Ｓの中央部のリフトピン３４を高くすると共に中央部の熱板リフトピン３４ｐを低くする。つまりリフトピン３４を自動的に上昇させるとともに中央部の小熱板３２ｐを降下させることで、積層体１０Ｓは熱板側中央部で、より効率よく温度が降下し、積層体１０Ｓの反りは瞬時に矯正される。つまり実施の形態４に比べて、積層体１０Ｓは自動的に制御性よく元の平坦な形状に戻る。そこで平坦な形状となった積層体１０Ｓを小熱板３２ｐに載置したまま、昇降装置３５により、リフトピン３４を下降させ、図１８に示した平坦な形状の積層体１０Ｓとする。
【００６５】
上記工程を経て、積層体１０Ｓの反りの矯正を行った後、即時に、図３に示したラミネート装置の上チャンバー用排気弁５１を開き、バキュームポンプ５０により、上チャンバー２０とダイヤフラムシート４０で区切られた空間を負圧とし、下チャンバー３０の上に上チャンバー２０を重ねる。そして、下チャンバー用排気弁５２を開き、バキュームポンプ５０により、下チャンバー３０と上チャンバー２０のダイヤフラムシート４０で区切られた空間も負圧とする。積層体１０Ｓから発生した気泡を外部に排出した後、昇降装置３５によりリフトピン３４を熱板小３２ｐの上面より下方に下降させ、上チャンバー２０とダイヤフラムシート４０で区切られた空間への吸気を行い、積層体１０Ｓ全体を加圧する。
【００６６】
以上のようにして、ラミネート装置内でラミネート処理を実施した後、積層体１０Ｓを加熱加圧して、封止のなされた加工済みの太陽電池モジュール１０を取り出すことができる。
【００６７】
上記工程で封止された太陽電池モジュールの積層体１０Ｓにフレーム１１を装着し、実施の形態１と同様、図６（ｄ）に要部断面図、図７に斜視図を示したように、太陽電池モジュール１０が完成する。
【００６８】
本発明の実施の形態６によれば、複数のリフトピンを個別に高さ方向に変動できることにより、被加工物に発生する反りまたは撓みを矯正することができる。また、平面方向に変動できることで被加工物の面積または形状により、被加工物の一部が熱板に接触して急加熱されるのを防止できる。更に小熱板３２ｐの高さを変動させることにより、被加工物と小熱板３２ｐとの距離を調整することができ被加工物の面内の加熱量を制御することができる。従って、面内を均一に加熱し封止樹脂の流動性差を軽減させ、気泡の残存または外観異常をはじめとする不良の発生を抑えることができる。
【００６９】
以上説明してきたように、実施の形態６のラミネート方法によれば、複数のリフトピンの高さあるいは位置を個別に調整してリフトピン高さに高低差を付けることで、被加工物の反りを矯正することができる。被加工物の低温部と小熱板との距離を近づけ、また、被加工物の高温部と小熱板との距離を遠ざけることで被加工物の面内温度分布を軽減させ、封止樹脂の流動性差がなくなるため、気泡の残存および外観異常をはじめとする不良の発生を抑えることができる。
【００７０】
また、実施の形態６のラミネート装置によれば、複数の小熱板は、それぞれ温度センサを備え、温度センサの出力に応じて、熱板を昇降する熱板昇降装置を備えている。かかる構成により温度センサで検知した被加工物の温度によって、被加工物の高温部に位置する小熱板を高く、被加工物の低温部に位置する小熱板を低く変位させることができる。従って、加熱により発生する被加工物の反り形状の変化に追従して小熱板の高さを変動させることで均一な加熱が可能となる。
【００７１】
また、実施の形態１から６では太陽電池モジュールのラミネート処理について説明したが、太陽電池に限定されることなく、太陽電池をはじめとする基板上に、樹脂シートを配した積層体をラミネートして得られる他の電子モジュールにも適用可能である。
【００７２】
本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、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。これら新規な実施の形態は、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。これら実施の形態およびその変形は、発明の範囲に含まれるとともに、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。
【符号の説明】
【００７３】
１  太陽電池セル、２  タブ線、３ａ，３ｂ  樹脂シート、４  ガラス基板、５  保護シート、１０  太陽電池モジュール、１０Ｓ  積層体、１１  フレーム、２０  上チャンバー、３０  下チャンバー、３２，３２ｒ  熱板、３２ｐ  小熱板、３３  リフトピン昇降用穴、３３ｐ  熱板昇降用穴、３４  リフトピン、３４ｐ  熱板リフトピン、３５  昇降装置、３５ｐ  熱板昇降装置、３６  接着防止シート、３７  温度センサ、３８  センサ昇降装置、４０  ダイヤフラムシート、５０  バキュームポンプ、５１  上チャンバー用排気弁、５２  下チャンバー用排気弁、５３  上チャンバー用吸気弁、５４  下チャンバー用吸気弁。
【図１】
2019133962.tif 000003
【図２】
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【図３】
2019133962.tif 000005
【図４】
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【図５】
2019133962.tif 000007
【図６】
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【図７】
2019133962.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2019133962.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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