(57)【要約】【課題】部品を変更することなく、さまざまな曲面の表面を有する太陽電池モジュールのバックシートにシワ不良が発生することを抑制でき、効率的にラミネート加工を行うことができるラミネート装置を提供すること。【解決手段】少なくともバックシート、および、基板を含み、曲面である表面を有する太陽電池モジュール２０に対してラミネート加工を行うラミネート装置１が、バックシートの側から太陽電池モジュール２０を加圧する第１のダイアフラムシート４と、透明基板２１の側から太陽電池モジュールを加圧する第２のダイアフラムシート７と、バックシートに接触するとともに、バックシートと接触する面に凹凸を有し、第１のダイアフラムシート４により印加される圧力により撓み可能なメッシュシート３２と、を備える。【選択図】  図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともバックシート、および、基板を含み、曲面である表面を有する太陽電池モジュールに対してラミネート加工を行うラミネート装置であって、
前記バックシートの側から前記太陽電池モジュールを加圧する第１のダイアフラムと、
前記基板の側から前記太陽電池モジュールを加圧する第２のダイアフラムと、
前記バックシートに接触するとともに、該バックシートと接触する面に凹凸を有し、前記第１のダイアフラムにより印加される圧力により撓み可能な凹凸シートと、
を備えることを特徴とするラミネート装置。
【請求項２】
前記凹凸シートは、フッ素系樹脂を含浸したシートであ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３】
前記第１のダイアフラム、および、前記第２のダイアフラムはシリコーン系樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のラミネート装置。
【請求項４】
前記ラミネート加工において前記太陽電池モジュールに含まれる充填剤が付着した前記凹凸シートから、前記充填剤を除去する除去装置をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のラミネート装置。
【請求項５】
前記除去装置は、前記凹凸シートを搬送するガイドローラと、前記充填剤を除去するブラシと、除去された前記充填剤を捕集する捕集装置と、を備えることを特徴とする請求項４に記載のラミネート装置。
【請求項６】
前記凹凸シートは、メッシュシートであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のラミネート装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曲面である表面を有する太陽電池モジュールの製造工程のうち、ラミネート工程で用いられる太陽電池モジュールの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、クリーンなエネルギー源として、太陽電池に多くの関心が寄せられている。特に発電効率の高いシリコン太陽電池は、住宅や車などのハイエンド市場向け電力源の最有力候補として、様々な設置方法や施工部位が検討されている。
【０００３】
しかしながら、現在提供されている太陽電池モジュールの大半は、その形状が平板状である。そのため、自動車のルーフや瓦一体型の住宅、建材一体型の住宅、船舶等に太陽電池モジュールを取り付ける場合、太陽電池モジュールと取り付け部位とが十分に適合しない状況にあった。そのため、取り付け部位に空間が生じたり、無駄なスペースが生じたり、さらには外観上の美観も損なわれるといった問題が生じていた。
【０００４】
このような問題を克服するには、自動車のルーフなどの施工部位の曲面に太陽電池モジュールの形状を対応させ、太陽電池モジュールを曲面構造とすることが望ましい。しかし、従来のラミネート装置は、平板状の太陽電池モジュールを製造するものであったため、曲面構造を有する太陽電池モジュールの製造には不向きであった。
【０００５】
このような課題を解決するため、さまざまなラミネート装置が提案されている。図２０は、特許文献１に記載された太陽電池モジュールを製造する従来のラミネート装置１００を示す図である。
【０００６】
このラミネート装置１００は、上部ハウジング１０１、下部ハウジング１０２、ダイアフラムシート１０３、加熱プレート１０４、熱抵抗部材１０５を備える。そして、ラミネート装置１００の内部領域は、ダイアフラムシート１０３により、上部領域１０６と下部領域１０７とに分けられる。また、加熱プレート１０４は、ヒータ盤１０４ａと離型シート１０４ｂを備える。
【０００７】
図２０に示すラミネート装置１００では、表面が曲面である加熱プレート１０４の上に、表面が曲面である太陽電池モジュールが載置される。そして、下部領域１０７を減圧することにより、ダイアフラムシート１０３が下方に吸引され、ダイアフラムシート１０３により太陽電池モジュールに圧力が加えられる。その後、ヒータ盤１０４ａにて、太陽電池モジュールが加熱され、ラミネート工程が行われる。
【０００８】
この特許文献１では、太陽電池モジュールの内部に気泡が残留しないようにするため、太陽電池モジュールが接触するラミネート装置１００の中央に熱抵抗部材１０５が設けられ、加熱プレート１０４の予熱温度を高く保つようにしている。
【０００９】
また、図２１は、特許文献２に記載された平板状の太陽電池モジュールを製造する従来のラミネート装置２００を示す図である。このラミネート装置２００は、上チャンバ２０１、パンチングメタル２０２、ダイアフラムシート２０３、保護シート２０４、ステージ２０５、梁部材２０６を備える。
【００１０】
このラミネート装置２００では、ステージ２０５の上に、平板状の基板２０７、太陽電池素子２０８、バックシート２０９が載置される。その後、上チャンバ２０１が下降し、ステージ２０５と接触する。
【００１１】
つぎに、ダイアフラムシート２０３の上下空間にある空気を排気ポンプ（図示せず）にて排気し、ダイアフラムシート２０３の上領域のみを大気開放して、基板２０７、太陽電池素子２０８、バックシート２０９に圧力を加える。
【００１２】
その後、ステージ２０５を加熱し、基板２０７、太陽電池素子２０８、バックシート２０９を熱と圧力により一体化し、太陽電池モジュール２１０を製造する。
【００１３】
ここで、特許文献２では、ラミネート工程において、バックシート２０９にシワが発生しないようにするため、太陽電池モジュール２１０が橋梁材２０６の直下にならないように載置される。
【００１４】
図２２は、特許文献３に記載された平板状の太陽電池モジュールを製造する従来の製造過程を示す図である。この製造過程では、ガラス板３００、封止樹脂シート３０２、太陽電池素子３０３、耐候性樹脂フィルム３０４を加圧、加熱により一体化し、太陽電池モジュールを構成する。
【００１５】
その加圧の際、凹凸面３０５が形成された型板３０６で、太陽電池モジュールを加圧することにより、耐候性樹脂フィルム３０４に凹凸３０７を転写し、耐候性樹脂フィルム３０４のシワを無くすようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２０１０−１４９５０６号公報
【特許文献２】特開２０１２−１６２０００号公報
【特許文献３】特開２０００−２７７７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上述した特許文献１のラミネート装置１００を用いて曲面である表面を有する太陽電池モジュールを均一に加熱、加圧しようとすると、その曲面に対応した曲面加熱プレート１０４が必要になるという問題が生じる。すなわち、太陽電池モジュールの曲面形状に応じて、曲面加熱プレート１０４の形状を変更しなければならなくなる。
【００１８】
図２３は、太陽電池モジュールのバックシート４００に発生するシワ不良４０１を示す概念図である。特許文献１のラミネート装置を用いて、Ｘ方向とＹ方向に０でない曲率を持つ透明基板４０２上にバックシート４００を載置した場合、透明基板４０２の曲率にもよるが、一般的にはバックシート４００の各辺の中央部にシワ不良４０１が発生する。
【００１９】
このようなバックシート４００を有する太陽電池モジュールで信頼性試験を行うと、シワ不良４０１の部分において、バックシート４００と透明充填樹脂（図示せず）との間の密着性が低下し、バックシート４００の剥離不良が進展するおそれがある。
【００２０】
また、特許文献２のラミネート装置は、平板状の太陽電池モジュールにおいて、橋梁材２０６に起因するシワの発生を防止するものであるため、表面が曲面であることに起因するシワの発生を抑制することはできない。
【００２１】
さらに、特許文献３における太陽電池モジュールの製造方法も、平板状の太陽電池モジュールを製造する方法であり、太陽電池モジュールの曲面である表面に凹凸を形成することはできない。
【００２２】
曲面である表面に凹凸を形成しようとすると、特許文献１の場合と同様に、その曲面に対応した曲面を有する型板３０６が必要となり、太陽電池モジュールの形状に合わせて型板３０６を変更しなければならなくなるという不都合が生じる。
【００２３】
本発明は、上記のような課題を解決するため、部品を変更することなく、さまざまな曲面の表面を有する太陽電池モジュールのバックシートにシワ不良が発生することを抑制でき、効率的にラミネート加工を行うことができるラミネート装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明に係るラミネート装置は、少なくともバックシート、および、基板を含み、曲面である表面を有する太陽電池モジュールに対してラミネート加工を行うラミネート装置であって、バックシートの側から太陽電池モジュールを加圧する第１のダイアフラムと、基板の側から太陽電池モジュールを加圧する第２のダイアフラムと、バックシートに接触するとともに、バックシートと接触する面に凹凸を有し、第１のダイアフラムにより印加される圧力により撓み可能な凹凸シートと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、部品を変更することなく、さまざまな曲面の表面を有する太陽電池モジュールのバックシートにシワ不良が発生することを抑制でき、効率的にラミネート加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施の形態１に係る太陽電池モジュールのラミネート装置の構成の一例を示す断面図
【図２】第１の工程の一例を示す図
【図３】第１の工程の終了時点での状態を示す平面図
【図４】第２の工程の一例を示す図
【図５】バックシートに生じる隆起部分について説明する図
【図６】第３の工程の一例を示す図
【図７】第４の工程の一例を示す図
【図８】第５の工程の一例を示す図
【図９】第６の工程の一例を示す図
【図１０】第７の工程の一例を示すフローチャート
【図１１】透明充填樹脂溶融後の太陽電池モジュールの状態を示す図
【図１２】第８の工程の一例を示す図
【図１３】第９の工程の一例を示す図
【図１４】第１０の工程の一例を示す図
【図１５】第１１の工程の一例を示す図
【図１６】第１２の工程の一例を示す図
【図１７】ラミネート装置により生産された太陽電池モジュールの構造の一例を示す図
【図１８】バックシートにおける凹凸部分の形成範囲について説明する図
【図１９】実施の形態２に係る太陽電池モジュールの搬送方法について説明する図
【図２０】特許文献１に記載された太陽電池モジュールを製造する従来のラミネート装置を示す図
【図２１】特許文献２に記載された平板状の太陽電池モジュールを製造する従来のラミネート装置を示す図
【図２２】特許文献３に記載された平板状の太陽電池モジュールを製造する従来の製造過程を示す図
【図２３】太陽電池モジュールのバックシートに発生するシワ不良を示す概念図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明に係る実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２８】
（実施の形態１）
＜ラミネート装置＞
図１は、実施の形態１に係る太陽電池モジュール２０のラミネート装置１の構成の一例を示す断面図である。太陽電池モジュール２０は、曲面である表面を有する。図１は、ラミネート工程を実施する前の準備時におけるラミネート装置１の状態を示している。
【００２９】
このラミネート装置１は、上部ハウジング２、下部ハウジング３、第１のダイアフラムシート４、第１のシート状ヒータ５、上部バルブ６、第２のダイアフラムシート７、第２のシート状ヒータ８、中間部バルブ９、下部バルブ１０を備える。
【００３０】
上部ハウジング２、および、下部ハウジング３は、真空容器を構成する。また、第１のダイアフラムシート４は、固定部４ａにおいて、上部ハウジング２にパッキング（図示せず）を介して機械的に固定され、上部領域１１を形成する。
【００３１】
第２のダイアフラムシート７は、固定部７ａにおいて、下部ハウジング３にパッキング（図示せず）を介して機械的に固定され、下部領域１２を形成する。なお、第１のダイアフラムシート４、および、第２のダイアフラムシート７の材料として、シリコーン系樹脂等の伸縮性、および、耐熱性がある素材が用いられる。シリコーン系樹脂の一例として、シリコーンゴムが挙げられる。
【００３２】
また、上部ハウジング２には、上部バルブ６が配管を介して接続され、上部バルブ６は配管を介して真空ポンプ（図示せず）、および、大気開放バルブ（図示せず）に接続される。真空ポンプを作動させた状態で上部バルブ６を開くことにより、上部領域１１を真空排気することができる。また、大気開放バルブを開くことにより、上部領域１１を大気開放することができる。
【００３３】
下部ハウジング３にも、下部バルブ１０が配管を介して接続され、下部バルブ１０は配管を介して真空ポンプ（図示せず）、および、大気開放バルブ（図示せず）に接続される。真空ポンプを作動させた状態で下部バルブ１０を開くことにより、下部領域１２を真空排気することができる。また、大気開放バルブを開くことにより、下部領域１２を大気開放することができる。
【００３４】
さらに、図１には、搬送シート３０、搬送枠体３１、メッシュシート３２、メッシュシート枠体３３が示されている。これらの働きについては、後に詳しく説明する。
【００３５】
以下、図２〜図１７を参照しつつ、ラミネート装置１の構成、および、そのラミネート装置１を用いて行われる太陽電池モジュール２０を製造するための１２の工程について説明する。
【００３６】
まず、透明基板２１上に太陽電池セル２３をマウントする工程である第１の工程の一例について説明する。図２は、第１の工程の一例を示す図である。
【００３７】
図２（Ａ）は、透明基板２１を準備する工程を示す図である。透明基板２１は、太陽電池セル２３の発電に必要な光を透過する必要がある。透明基板２１は、図２３に示した透明基板４０２と同様に、Ｘ方向とＹ方向の両方に０でない曲率を持った表面を有する基板である。
【００３８】
そして、その材料として、一般的なソーダガラスや石英ガラス、物理強化ガラス、化学強化ガラス、合わせガラスなどのガラス材料が用いられる場合と、ポリカーボネート樹脂や、アクリル樹脂のポリメタクリル酸メチル樹脂（Poly methyl methacrylate：ＰＭＭＡ）などの樹脂が用いられる場合がある。
【００３９】
図２（Ｂ）は、透明基板２１上の所定の位置に透明充填樹脂２２ａをマウントする工程を示す図である。透明充填樹脂２２ａは、複数の太陽電池セル２３を封止する充填剤である。透明充填樹脂２２ａに用いられる材料には、エチレンを主成分とし、エチレンと共重合可能な単量体との共重合体が含まれる。
【００４０】
共重合体には、例えば、（ａ）エチレンと、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステルとの共重合体や、（ｂ）エチレンと、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎブチル、メタクリル酸メチル等の不飽和カルボン酸との共重合体、またはそのアイオノマー、（ｃ）エチレンと、プロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテン、４−メチル−１−ペンテンなどのα−オレフィンとの共重合体、あるいは、（ｄ）これらの２種以上の混合物などが含まれる。より典型的には、透明充填樹脂２２ａには、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）が含まれる。
【００４１】
また、透明充填樹脂２２ａは、上記共重合体と架橋剤とを含む樹脂組成物の架橋体であってもよい。架橋剤は、例えば有機過酸化物であり、その分解温度（半減期が１時間である温度）が９０〜１８０℃であることが好ましい。
【００４２】
有機過酸化物の例として、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネイト、ｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミルパーオキサイド、２,５−ジメチル−２,５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、２,５−ジメチル−２,５-ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３,１,１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３,３,５−トリメチルシクロヘキサン、１,１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、メチルエチルケトンパーオキサイド、２,５−ジメチルヘキシル−２,５−ビスパーオキシベンゾエート、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、ｐ−メンタンハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ｐ−クロベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、ヒドロキシヘプチルパーオキサイド、ジシクロヘキサノンパーオキサイドなどが挙げられる。
【００４３】
また、透明充填樹脂２２ａは、上記共重合体および架橋剤とともに、架橋助剤を含む樹脂組成物の架橋体であってもよい。透明充填樹脂２２ａが架橋助剤を含むことにより、架橋反応を容易に進行させることができる。
【００４４】
架橋助剤の例として、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、エチレングリコールジメタクリルレート、トリメチロールプロパントリメタクリレートジビニルベンゼン、ジアリルフタレートなどが挙げられる。
【００４５】
また、透明充填樹脂２２ａは、上記共重合体と接着促進剤とを含む樹脂組成物の反応物であってもよい。接着促進剤は、透明基板２１と透明充填樹脂２２ａ、および、後に説明する透明充填樹脂２２ｂとバックシート２５との密着性を高める作用を有する。
【００４６】
接着促進剤とは、例えば、シランカップリング剤などのことである。シランカップリング剤の例として、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシ-エトキシ）シラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。
【００４７】
透明充填樹脂２２ａに含まれるシランカップリング剤の末端基と、透明基板２１の表面の水酸基（ＯＨ基）とが加水分解・重合反応を起すことにより、透明基板２１と透明充填樹脂２２ａ間の密着力が発現する。
【００４８】
すなわち、透明充填樹脂２２ａにシランカップリング剤が添加されている場合、透明充填樹脂２２ａと透明基板２１との密着力が強まり、剥離が生じることを防止できる。これにより、運搬・使用時の太陽電池パネル強度を確保することができ、外観上の美観を損なうことなく、太陽電池パネルの電気特性を向上させることができる。後に説明する透明充填樹脂２２ｂとバックシート２５との間の密着力についても同様に強化される。
【００４９】
さらに、透明充填樹脂２２ａには、その他の各種添加剤が配合されていてもよい。このような添加剤の例として、太陽光中の紫外線による劣化を防ぐために用いられる紫外線吸収剤や光安定剤、酸化防止剤などが挙げられる。
【００５０】
紫外線吸収剤の例として、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシ−２−カルボキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系、２−（２−ヒドロキシ−３,５−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−５−ｔ−オクチルフェニル）ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系、フェニルサリチレート、ｐ-オクチルフェニルサリチレート等のサリチル酸エステル系のものが挙げられる。
【００５１】
また、光安定剤の例として、ヒンダードアミン系のものが挙げられる。酸化防止剤の例として、ヒンダードフェノール系やホスファイト系のものが挙げられる。
【００５２】
図２（Ｃ）は、接続体２４によって電気的および物理的に接続された太陽電池セル２３を透明充填樹脂２２ａ上の所定の位置にマウントする工程を示す図である。また、図３は、図２（Ｃ）に示す第１の工程の終了時点での状態を示す平面図である。なお、図２（Ｃ）は、図３におけるＡ−Ａ’線断面図（透明基板２１の中央線での断面図）である。
【００５３】
図３に示すように、各太陽電池セル２３は、接続体２４で接続される。すなわち、一方の太陽電池セル２３の表面電極と、他方の太陽電池セル２３の裏面電極とが、接続体２４で接続される。各接続体２４は、接合材料（図示せず）で太陽電池セル２３の表面電極または裏面電極と接合される。また、図３には、端子箱２６が示されている。
【００５４】
ここで、太陽電池セル２３が発電した電力を取り出すためには、太陽電池セル２３の表面電極および裏面電極と接続体２４との間で、電気的な導通性があること、また、温度サイクルや高温高湿試験に耐える機械的な接合強度があることが必要である。
【００５５】
そのため、太陽電池セル２３と接続体２４とを接合する材料として、ＳｎＰｂやＳｎＡｇＣｕ、ＳｎＡｇＢｉなどのはんだ材料や、ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）と呼ばれる異方性導電フィルム、ＮＣＰ（Ｎｏｎ  ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）と呼ばれるエポキシを主材とする接着用ペーストなどが一般に用いられる。
【００５６】
接続体２４は、接合材料を用いて、以下のような工程により、太陽電池セル２３の表面電極および裏面電極に接合される。
【００５７】
（１）太陽電池セル２３の表面電極および裏面電極に、接合材料を、印刷、塗布、貼り付けなどにより供給する。（２）太陽電池セル２３の表面電極および裏面電極上で、接続体２４の位置合わせを行う。（３）加熱加圧ヘッドで、接合材料を溶融、凝固させ、太陽電池セル２３の両面に接続体２４を同時に圧着する。
【００５８】
例えば、接続体２４は、１７０〜２５０℃の温度で、５〜１０秒間加圧され、太陽電池セル２３の両面に圧着される。このような工程を太陽電池セル２３のそれぞれに行って、各太陽電池セル２３を電気的に直列に接続する。
【００５９】
つぎに、接続体２４により接続された太陽電池セル２３上に、透明充填樹脂２２ｂおよびバックシート２５をマウントする第２の工程の一例について説明する。図４は、第２の工程の一例を示す図である。
【００６０】
図４（Ａ）は、接続体２４により接続された太陽電池セル２３上の所定の位置に、透明充填樹脂２２ｂをマウントする工程を示す図である。透明充填樹脂２２ｂは、透明充填樹脂２２ａと同様に、複数の太陽電池セル２３を封止する充填剤（封止剤）である。なお、透明充填樹脂２２ａと透明充填樹脂２２ｂは、同一材料で形成されても良いし、異なる材料で形成されてもよい。
【００６１】
図４（Ｂ）は、透明充填樹脂２２ｂ上の所定の位置に、バックシート２５をマウントする工程を示す図である。前述のように、透明基板２１は、Ｘ方向とＹ方向に０でない曲率をもつ基板であるため、バックシート２５が余ってしまい、バックシート２５が上部に盛り上がった隆起部分２５ａが発生する。
【００６２】
図５は、バックシート２５に生じる隆起部分２５ａについて説明する図である。図５（Ａ）は、曲面である表面を有する透明基板２１の斜視図である。また、図５（Ｂ）は、バックシート２５に隆起部分２５ａが生じた状態を示す斜視図である。
【００６３】
図５（Ａ）に示すように、透明基板２１は、Ｘ方向とＹ方向の両方に０でない曲率を持つため、球体を一部カットしたような形状になる。そのため、透明基板２１の中央部分の長さＬ１、中間部分の長さＬ２、周辺部分の長さＬ３を測定すると、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３となり、透明基板２１の周辺部になるほど距離が短くなる。
【００６４】
その結果、図５（Ｂ）に示すように、伸縮性のないバックシート２５がマウントされると、透明基板２１の周辺部では、バックシート２５が余ってしまい、隆起部分２５ａ（シワ不良）が生じてしまう。
【００６５】
このようなことから、隆起部分２５ａの発生を抑制できる新たなラミネート工程およびラミネート装置が求められていた。以下では、このようなラミネート工程およびラミネート装置について詳しく説明する。
【００６６】
図６は、太陽電池モジュール２０をラミネート装置１に投入する第３の工程の一例を示す図である。図６（Ａ）は、太陽電池モジュール２０を搬送シート３０上に載置した状態を示す図である。また、図６（Ｂ）は、太陽電池モジュール２０をメッシュシート３２で覆った状態を示す図である。
【００６７】
図６（Ａ）に示すように、太陽電池モジュール２０は、搬送シート３０上の所定の位置に載置される。この搬送シート３０は、搬送枠体３１と一体となっている。そして、搬送枠体３１は、搬入搬出台３４の上に設置される。
【００６８】
搬送シート３０は、弾力性に優れ、熱伝導率が高い材料で形成される。搬送シート３０は、導電性を有していてもよいため、搬送シート３０として、カーボンフィラーを入れたシリコーンシートやエポキシシートなどを用いることができ、また、ガラスクロスにフッ素コートしてあるメッシュシートを用いることもできる。
【００６９】
そして、太陽電池モジュール２０が搬送シート３０上に載置されると、図６Ｂに示すように、太陽電池モジュール２０の上にメッシュシート３２が降下して、メッシュシート３２がその自重により太陽電池モジュール２０と接触する。
【００７０】
メッシュシート３２は、太陽電池モジュール２０と接触する面に凹凸を有し、図１に示した第１のダイアフラムシート４により印加される圧力により撓み可能なメッシュシートである。
【００７１】
メッシュシート３２には、後述するように透明充填樹脂２２ａ、２２ｂが付着するが、付着した透明充填樹脂２２ａ、２２ｂの除去を容易にするため、メッシュシート３２は、ガラスクロス等にフッ素系樹脂を含浸したシートであることが好ましい。また、メッシュシート３２は、第１のシート状ヒータ５の熱を太陽電池モジュール２０に効率的に伝達するため、高い熱伝導率を有することが好ましい。
【００７２】
なお、ここでは、メッシュシートを用いることとしたが、太陽電池モジュール２０と接触する面に凹凸を有し、撓み可能なシートであれば、メッシュ構造以外の構造を有していてもよい。
【００７３】
つぎに、ラミネート装置１に太陽電池モジュール２０を投入するため、太陽電池モジュール２０を搬入する第４の工程の一例について説明する。図７は、第４の工程の一例を示す図である。
【００７４】
第４の工程では、搬送枠体３１とメッシュシート枠体３３は搬送装置（図示せず）により保持され、搬送シート３０とメッシュシート３２とに挟まれた太陽電池モジュール２０がラミネート装置１内に横方向から搬入される。
【００７５】
図８は、下部ハウジング３に太陽電池モジュール２０を載置する第５の工程の一例を示す図である。第５の工程では、上記搬送装置は、搬送枠体３１とメッシュシート枠体３３を保持したまま、太陽電池モジュール２０を下方に移動させ、第２のシート状ヒータ８と搬送シート３０が接触するよう太陽電池モジュール２０を載置する。
【００７６】
図９は、上部ハウジング２と下部ハウジング３とを密着させる第６の工程の一例を示す図である。第６の工程では、上部ハウジング２が下降し、空気が漏れないように上部ハウジング２と下部ハウジング３とを密着させる。
【００７７】
この状態では、第１のダイアフラムシート４と第２のダイアフラムシート７によって、ラミネート装置１内が、上部領域１１、下部領域１２、中間領域１３の３つの空間領域に分けられる。なお、太陽電池モジュール２０は中間領域１３に配置されることになる。
【００７８】
ラミネート工程は、図９に示した状態で実行される。以下に、この状態における太陽電池モジュール２０の加熱方法について詳しく説明する。
【００７９】
まず、第２のダイアフラムシート７の上に設けられた第２のシート状ヒータ８により、太陽電池モジュール２０が下面から加熱される。また、第１のダイアフラムシート４の下に設けられた第１のシート状ヒータ５により、太陽電池モジュール２０が上面から加熱される。なお、第１のシート状ヒータ５、および、第２のシート状ヒータ８として、シリコーンラバーヒータ等の屈曲性や弾性を持つヒータが用いられる。
【００８０】
つぎに、太陽電池モジュール２０を加圧、加熱する第７の工程の一例について説明する。図１０は、第７の工程の一例を示すフローチャートである。第７の工程では、図９に示した状態のまま、バルブ制御、ヒータ制御が行われ、太陽電池モジュール２０が適切な条件下で加圧、加熱される。
【００８１】
図１０に示すように、まず、上部バルブ６、中間部バルブ９、および、下部バルブ１０が開放され、上部領域１１、中間部領域１３、および、下部領域１２を真空状態にするため、真空ポンプ（図９に図示せず）により、各領域の排気が行われる（Ｓ１）。
【００８２】
そして、真空計（図９に図示せず）により、上部領域１１、中間部領域１３、および、下部領域１２の真空度が測定され、各領域が真空状態に到達したか否かが判定される（Ｓ２）。ここで、各領域の排気は、各領域の真空度が同じになるよう調整しながら行われることが望ましい。
【００８３】
このように、太陽電池モジュール２０を加熱する前に、太陽電池モジュール２０を構成する透明基板２１、透明充填樹脂２２ａ、２２ｂ、太陽電池セル２３、接続体２４、および、バックシート２５（図４を参照）間を真空状態にすることにより、ラミネート工程後の気泡の発生を抑制することができる。
【００８４】
図１０の説明に戻ると、Ｓ２において、各領域が真空状態に到達していないと判定された場合（Ｓ２においてＮｏの場合）、各領域が真空状態に到達するまで、真空ポンプによる各領域の排気が継続される。
【００８５】
各領域が真空状態に到達したと判定された場合（Ｓ２においてＹｅｓの場合）、第１のシート状ヒータ５、および、第２のシート状ヒータ８がオンにされ、太陽電池モジュール２０が加熱される（Ｓ３）。
【００８６】
そして、温度計（図９に図示せず）による温度測定により、透明充填樹脂２２ａ、２２ｂの温度が、透明充填樹脂２２ａ、２２ｂの軟化温度以上となったか否かが判定される（Ｓ４）。
【００８７】
透明充填樹脂２２ａ、２２ｂの温度が軟化温度以上となっていない場合（Ｓ４においてＮｏの場合）、透明充填樹脂２２ａ、２２ｂの温度が軟化温度以上となるまで、温度の測定が継続される。
【００８８】
透明充填樹脂２２ａ、２２ｂを軟化状態とすることにより柔軟性が大きくなり、太陽電池モジュール２０が加圧され、透明基板２１の曲面に沿って太陽電池セル２３が配置される際に、太陽電池セル２３に割れが発生するのを抑制することができる。
【００８９】
透明充填樹脂２２ａ、２２ｂの温度が軟化温度以上となった場合（Ｓ４においてＹｅｓの場合）、上部バルブ６、および、下部バルブ１０が大気開放され、上部領域１１、および、下部領域１２の圧力が大気圧と等しくされる（Ｓ５）。
【００９０】
これにより、第１のダイアフラムシート４、および、第２のダイアフラムシート７が中間部領域１３側に膨らみ、太陽電池モジュール２０が加圧される。
【００９１】
その後、温度計による温度測定により、透明充填樹脂２２ａ、２２ｂの温度が、透明充填樹脂２２ａ、２２ｂの溶融温度以上となったか否かが判定される（Ｓ６）。透明充填樹脂２２ａ、２２ｂの温度が溶融温度以上となっていない場合（Ｓ６においてＮｏの場合）、透明充填樹脂２２ａ、２２ｂの温度が溶融温度以上となるまで、温度の測定が継続される。
【００９２】
透明充填樹脂２２ａ、２２ｂの温度が溶融温度以上となった場合（Ｓ６においてＹｅｓの場合）、第１のシート状ヒータ５、および、第２のシート状ヒータ８がオフにされ、透明充填樹脂２２ａ、２２ｂの温度が所定の温度以下になった後、中間部バルブ９が大気開放される（Ｓ７）。
【００９３】
そして、上部領域１１、下部領域１２、中間部領域１３が、同一圧力になった後、このラミネート工程は終了する。
【００９４】
図１１は、透明充填樹脂２２ａ、２２ｂ溶融後の太陽電池モジュール２０の状態を示す図である。図１０のＳ５において、上部領域１１、および、下部領域１２の圧力を大気圧とすることにより、第１のダイアフラムシート４と第１のシート状ヒータ５とが密着し、さらに、第１のシート状ヒータ５とメッシュシート３２とが密着する。
【００９５】
さらに、第１のダイアフラムシート４、および、第２のダイアフラムシート７が、第１のシート状ヒータ５、および、第２のシート状ヒータ８を介して、太陽電池モジュール２０を加圧する。
【００９６】
なお、上部領域１１、および、下部領域１２への大気導入は、真空計による上部領域１１、および、下部領域１２の真空度測定に基づいて、上部領域１１、および、下部領域１２の真空度が同じになるよう調整しながら行われることが望ましい。
【００９７】
高い熱伝導性を有する搬送シート３０やメッシュシート３２を介して、第１のシート状ヒータ５、および、第２のシート状ヒータ８が、太陽電池モジュール２０に密着した状態で加熱を行うことにより、太陽電池モジュール２０が所望のラミネート温度に達するまでの時間を短縮することができ、生産性を向上させることができる。
【００９８】
なお、溶融して一体となった透明充填樹脂２２ａ、２２ｂ（以下、溶融して一体となった透明充填樹脂２２ａ、２２ｂを透明充填樹脂２２と記載する。）の一部は、バックシート２５の周囲にはみ出し、図１１に示したメッシュシート３２の領域３２ａに付着することになる。付着した透明充填樹脂２２の除去方法については後に詳しく説明する。
【００９９】
つぎに、ラミネート工程終了後に、上部ハウジング２を取り外す工程である第８の工程の一例について説明する。図１２は、第８の工程の一例を示す図である。
【０１００】
この時点で、上部領域１１、下部領域１２、中間部領域１３は同一圧力となっているため、上部ハウジング２の重量のみ支えることができれば、油圧や空気圧シリンダで上部ハウジング２を簡単に取り外すことができる。
【０１０１】
また、バックシート２５からはみ出した透明充填樹脂２２は、メッシュシート３２の領域３２ａに留まり、第１のシート状ヒータ５に付着することはほとんどない。仮に透明充填樹脂２２が第１のシート状ヒータ５に付着したとしても、第１のシート状ヒータ５の表面はシリコーン樹脂やフッ素コートなどで形成されており、簡単に透明充填樹脂２２を除去することができる。
【０１０２】
つぎに、太陽電池モジュール２０をラミネート装置１から取り出す工程である第９の工程の一例について説明する。図１３は、第９の工程の一例を示す図である。第９の工程は、前述の第５の工程における処理と逆の処理を行う工程である。
【０１０３】
具体的には、第９の工程では、搬送装置（図示せず）が搬送枠体３１とメッシュシート枠体３３とを保持する。そして、図１３に示されるように、搬送装置は、ラミネート装置１内で、搬送枠体３１と一体となった搬送シート３０とともに、太陽電池モジュール２０を上方に移動させる。搬送シート３０、第２のシート状ヒータ８、第２のダイアフラムシート７には接着性はないため、太陽電池モジュール２０を簡単に移動させることができる。
【０１０４】
つぎに、メッシュシート枠体３３を持ち上げる工程である第１０の工程の一例について説明する。図１４は、第１０の工程の一例を示す図である。
【０１０５】
図１４（Ａ）は、搬入搬出台３４に搬送枠体３１を載置した状態を示す図である。図１４（Ａ）に示すように、ラミネート装置１の横に設置した搬入搬出台３４に搬送枠体３１が載置され、搬入搬出台３４と搬送枠体３１とが機械的に固定される。
【０１０６】
図１４（Ｂ）は、メッシュシート枠体３３が持ち上げられた状態を示す図である。図１４（Ｂ）に示すように、メッシュシート枠体３３のみが上方に持ち上げられる。この時点では、メッシュシート３２の領域３２ａには、透明充填樹脂２２が固着しており、透明充填樹脂２２からメッシュシート３２を簡単に引き剥がすことはできない。
【０１０７】
図１４（Ｃ）は、メッシュシート３２に対する透明充填樹脂２２の付着具合を示す図である。図１４（Ｃ）には、メッシュシート３２を上方からみた場合の様子が示されている。図１４（Ｃ）に示すように、白色のバックシート２５の周囲に透明充填樹脂２２がはみ出し、はみ出した透明充填樹脂２２がメッシュシート３２に付着している。
【０１０８】
つぎに、太陽電池モジュール２０からメッシュシート３２を引き剥がす工程である第１１の工程の一例について説明する。図１５は、第１１の工程の一例を示す図である。
【０１０９】
図１５（Ａ）は、太陽電池モジュール２０からメッシュシート３２を引き剥がす前の状態を示す図である。図１５（Ｂ）は、太陽電池モジュール２０からメッシュシート３２を引き剥がしている状態を示す図である。図１５（Ｃ）は、太陽電池モジュール２０からメッシュシート３２を引き剥がした後の状態を示す図である。
【０１１０】
図１５（Ａ）〜図１５（Ｃ）に示すように、透明充填樹脂２２が固着しているメッシュシート３２の領域３２ａで、透明充填樹脂２３からメッシュシート３２を引き剥がすため、円柱上の引き剥がし棒３５を横方向に移動させる。
【０１１１】
引き剥がし棒３５が、太陽電池モジュール２０の上部を通過することにより、メッシュシート３２を容易に引き剥がすことができる。また、メッシュシート３２を引き剥がす際に太陽電池モジュール２０にかかるストレスを少なくすることができる。
【０１１２】
以上の第１〜第１１の工程により、曲面である表面を有する太陽電池モジュール２０のラミネート工程を行うことができる。なお、メッシュシート３２に付着した透明充填樹脂２２をクリーニングすることにより、より効率的に、連続してラミネート工程を行うことができる。
【０１１３】
以下では、クリーニングユニット４０を用いてメッシュシート３２をクリーニングする工程である第１２の工程の一例について説明する。図１６は、第１２の工程の一例を示す図である。
【０１１４】
図１６（Ａ）は、メッシュシート３２のクリーニング前のクリーニングユニット４０の状態を示す図である。図１６（Ａ）に示すように、クリーニングユニット４０は、ガイドローラー４１、スプリング４２、回転ブラシ４３、吸入口４４、集塵機４５を備える。
【０１１５】
ガイドローラー４１は、メッシュシート３２をクリーニングユニット４０にスムーズに引き入れるローラーである。スプリング４２は、メッシュシート３２に回転ブラシ４３を押し付けるスプリングである。
【０１１６】
回転ブラシ４３は、メッシュシート３２に接触し、メッシュシート３２に付着した透明充填樹脂２２をメッシュシート３２から除去するブラシである。吸入口４４は、空気の吸入口である。また、集塵機４５は、メッシュシート３２から除去された透明充填樹脂２２を収集する装置である。
【０１１７】
図１６（Ｂ）は、メッシュシート３２をクリーニングしている際のクリーニングユニット４０の状態を示す図である。図１６（Ｂ）に示すように、メッシュシート３２がクリーニングユニット４０に投入されると、スプリング４２の力により、メッシュシート３２にガイドローラー４１、および、上下の回転ブラシ４３が接触する。
【０１１８】
そして、回転ブラシ４３が回転を開始するとともに、クリーニングユニット４０全体が移動して、メッシュシート３２に固着した透明充填樹脂２２が回転ブラシ４３により除去される。除去された透明充填樹脂２２は、集塵機４５により収集される。
【０１１９】
このようなクリーニングユニット４０を用いることにより、ラミネート工程において、良品を連続的に生産することができる。
【０１２０】
＜太陽電池モジュールの構造＞
つぎに、上述したラミネート装置１により生産された太陽電池モジュール２０の構造の一例について説明する。図１７は、ラミネート装置１により生産された太陽電池モジュール２０の構造の一例を示す図である。
【０１２１】
図１７（Ａ）は、太陽電池モジュール２０をバックシート２５側から見た斜視図である。この太陽電池モジュール２０では、Ｘ方向とＹ方向とに０でない曲率をもつ透明基板２１上に、バックシート２５が載置されている。
【０１２２】
従来のラミネート装置では、透明基板２１がＸ方向とＹ方向とに０でない曲率をもつことによって、図５（Ｂ）を用いて説明したように、バックシート２５が余ってしまい、バックシート２５に上部に盛り上がった隆起部分２５ａが発生してしまう。
【０１２３】
しかし、本実施の形態に係るラミネート装置１では、このような隆起部分２５ａの表面には、メッシュシート３２が強く押し当てられるため、メッシュシート３２の凹凸形状が転写され、バックシート２５に凹凸部分２５ｂが形成される。このような凹凸部分２５ｂはバックシート２５の長さを調整する役割を果たすため、図５（Ｂ）に示したような隆起部分２５ａの発生が抑制される。
【０１２４】
図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）に示した領域Ｒの拡大図である。図１７（Ｂ）に示すように、バックシート２５の周囲には、透明充填樹脂２２のはみ出し部分２２ｃがあり、メッシュシート３２の凹凸形状が転写されている。
【０１２５】
また、バックシート２５にも凹凸形状が転写され、凹凸部分２５ｂが形成されている。しかし、透明基板２１の中央部分に対応するバックシート２５の領域２５ｃでは、バックシート２５が余る量が少ないため、メッシュシート４３の凹凸形状が転写されず、凹凸のない領域となる。
【０１２６】
図１８は、バックシート２５における凹凸部分２５ｂの形成範囲について説明する図である。例えば、バックシート２５として、常温から摂氏１５０度の温度範囲で、熱収縮率が低いアルミ入りバックシート（ＭＤ０．０２％、ＴＤ０．２％）を用いる場合について説明する。ここで、ＭＤは、Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎの略であり、ＴＤは、Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎの略である。
【０１２７】
この場合、Ｘ方向、および、Ｙ方向ともに、透明基板２１の中央部分の曲線Ｌ１に対し、長さが０．１１％長くなる曲線Ｌ２の外側の領域に凹凸部分２５ｂが形成された。ここで、０．１１％という値は、ＭＤとＴＤの平均値に相当する。
【０１２８】
なお、バックシート２５の材料の熱収縮率が変化すると、凹凸部分２５ｂの範囲も変化する。例えば、バックシート２５として、熱収縮率が高いＭＤ０．５％、ＴＤ１．５％のバックシートを用いた場合、曲線Ｌ１に対し、長さが１％長くなる曲線Ｌ２の外側の領域に凹凸部分２５ｂが形成された。ここで、１％という値は、ＭＤとＴＤの平均値に相当する。
【０１２９】
このように、バックシート２５の材料にもよるが、本実施の形態におけるラミネート装置１では、曲線Ｌ２の外側の領域に凹凸部分２５ｂが形成されたバックシートを有する太陽電池モジュール２０を得ることができる。ここで、曲線Ｌ２は、透明基板２１の中央部分の曲線Ｌ１に対し、ＭＤとＴＤの平均値分長さが長い曲線である。
【０１３０】
（実施の形態２）
上記実施の形態１では、搬送シート３０、および、搬送枠体３１を用いて太陽電池モジュール２０を搬送することとしたが、本実施の形態２では、搬送シート３０、および、搬送枠体３１を用いずに、太陽電池モジュール２０を搬送する場合について説明する。
【０１３１】
図１９は、実施の形態２に係る太陽電池モジュール２０の搬送方法について説明する図である。図１９に示すように、このラミネート装置１は、図１に示した搬送シート３０、および、搬送枠体３１の代わりに、搬送装置５０、および、吸着パッド５１を用いて太陽電池モジュール２０を搬送する。
【０１３２】
吸着パッド５１は、搬送装置５０に接続され、太陽電池モジュール２０の透明基板２１の周辺部分を吸着する。そして、搬送装置５０は、吸着パッド５１を持ち上げることにより、太陽電池モジュール２０の搬入、搬出を行う。
【０１３３】
この搬送方法の場合、第２のシート状ヒータ８が、透明基板２１と直接接触することになるため、熱伝導性がより向上し、太陽電池モジュール２０を短時間で所定の温度に昇温することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
本発明は、曲面である表面を有する太陽電池モジュールに対してラミネート加工を行う装置に好適に適用できる。
【符号の説明】
【０１３５】
１  ラミネート装置
２  上部ハウジング
３  下部ハウジング
４  第１のダイアフラムシート
４ａ，７ａ  固定部
５  第１のシート状ヒータ
６  上部バルブ
７  第２のダイアフラムシート
８  第２のシート状ヒータ
９  中間部バルブ
１０  下部バルブ
１１  上部領域
１２  下部領域
１３  中間領域
２０  太陽電池モジュール
２１  透明基板
２２，２２ａ，２２ｂ  透明充填樹脂
２３  太陽電池セル
２４  接続体
２５  バックシート
２５ａ  隆起部分
２５ｂ  凹凸部分
２６  端子箱
３０  搬送シート
３１  搬送枠体
３２  メッシュシート
３２ａ  透明充填樹脂の付着領域
３３  メッシュシート枠体
３４  搬入搬出台
４０  クリーニングユニット
４１  ガイドローラー
４２  スプリング
４３  回転ブラシ
４４  吸入口
４５  集塵機
５０  搬送装置
５１  吸着パッド
【図１】
2015167214.tif 000003
【図２】
2015167214.tif 000004
【図３】
2015167214.tif 000005
【図４】
2015167214.tif 000006
【図５】
2015167214.tif 000007
【図６】
2015167214.tif 000008
【図７】
2015167214.tif 000009
【図８】
2015167214.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2015167214.tif 000012
【図１１】
2015167214.tif 000013
【図１２】
2015167214.tif 000014
【図１３】
2015167214.tif 000015
【図１４】
2015167214.tif 000016
【図１５】
2015167214.tif 000017
【図１６】
2015167214.tif 000018
【図１８】
2015167214.tif 000019
【図１９】
2015167214.tif 000020
【図２０】
2015167214.tif 000021
【図２１】
2015167214.tif 000022
【図２２】
2015167214.tif 000023
【図２３】
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【図１７】
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