(57)【要約】【課題】解体が容易な太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】太陽電池モジュールは、表面保護部材と、太陽電池セルと、裏面保護部材と、端子保護ケースとを有する。表面保護部材、太陽電池セル、裏面保護部材および端子保護ケースのうち少なくとも１つの構成部材は、熱剥離型粘着部材により、隣接する他の構成部材と接着されている。熱剥離型粘着部材は、加熱により発泡または膨張する発泡剤または膨張剤を含む。【選択図】図４
2015195253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面保護部材と、太陽電池セルと、裏面保護部材と、端子保護ケースとを有する太陽電池モジュールであって、
前記表面保護部材、前記太陽電池セル、前記裏面保護部材および前記端子保護ケースのうち少なくとも１つの構成部材は、熱剥離型粘着部材により、隣接する他の構成部材と接着されており、
前記熱剥離型粘着部材は、加熱により発泡または膨張する発泡剤または膨張剤を含む太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記太陽電池セルに前記熱剥離型粘着部材が接着されていることにより、前記太陽電池セルが封止されている請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記太陽電池セルに、樹脂封止部材が積層されており、
前記樹脂封止部材と前記裏面保護部材とが、前記熱剥離型粘着部材により接着されている請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記表面保護部材、前記太陽電池セルおよび前記裏面保護部材を備えた太陽電池モジュール主要部の側面または裏面に取り付けられる補強部材をさらに有し、
前記補強部材と前記太陽電池モジュール主要部とが、前記熱剥離型粘着部材により接着されている請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記熱剥離型粘着部材における熱剥離部は、表面温度が１７０℃のときに粘着力が０．１３Ｎ／ｃｍ以下となる請求項１〜４のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、クリーンエネルギーとして太陽電池の普及が著しく、生産量も増加しているが、それに伴い、太陽電池セルに用いられるシリコンなどの材料の不足や、価格の上昇が生じている。また、太陽電池モジュールは一般に耐用年数が２０年程度であることから、２０００年ころから普及した大量の太陽電池の寿命が見込まれる。
【０００３】
よって、有限資源の有効活用のためにも、クリーンエネルギー普及のための更なるコスト削減のためにも、生産過程で生じた不具合は直ちに修正し、使用中に生じた故障は修理して継続使用し、寿命がきた場合には、できるだけリユース、リサイクルにより再利用することが求められる。
【０００４】
一般に太陽電池モジュールは、太陽電池セルを封止し、表面保護部材および裏面保護部材と接着するための封止部材として樹脂を用い、表面保護部材、第１の封止部材、太陽電池セル、第２の封止部材、および裏面保護部材をこの順に積層した後、硬化処理を施して太陽電池セルの封止、および表面保護部材および裏面保護部材の固着を行って製造される。このような太陽電池モジュールを修理、リサイクルする場合、特に作業が困難となるのは、強固に固着された裏面保護部材などの分離作業、および、封止された太陽電池セルを封止部材の中から取り出す作業である。
【０００５】
このような課題を克服するために、多くの試みがなされている。
特許文献１においては、ＥＶＡ樹脂により封止された状態の太陽電池セルを、アルカリを溶解した有機溶剤に浸漬したうえで過熱し、取り出した太陽電池セルからアルカリ成分の洗浄除去、残留しているＥＶＡ樹脂分解物の除去を行い、さらに乾燥させたうえで封止部材を除去した太陽電池セルを回収する技術が開示されている。
【０００６】
特許文献２においては、熱可塑性を有するオレフィン系樹脂を、太陽電池セルを封止する封止部材として用い、太陽電池セルを取り出す場合に、例えば１８０℃の温度を加えることにより封止部材を熱可塑状態にし、裏面保護部材などを分離させて太陽電池セルを回収する技術が開示されている。
【０００７】
特許文献３においては、太陽電池モジュールをアルコール溶液に浸漬させるなどの処理を施すことにより、表面保護部材や裏面保護部材を分離し、さらに非架橋の熱可塑性樹脂組成物の封止部材を過熱融解することにより、太陽電池セルを回収する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２１４０５８号公報
【特許文献２】特開２００５−２５２１１７号公報
【特許文献３】特開２０１０−１０４９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に係る技術では、大きな労力を必要としていた端子ボックスや裏面保護部材の剥離作業においてその労力が改善されていないのに加え、剥離後のモジュールの有機溶剤への浸漬処理、過熱処理、取り出し後のアルカリ成分の洗浄除去処理、ＥＶＡ樹脂分解物の除去処理といった多くの作業工程を有し、解体作業は依然煩雑となっている。また、有機溶剤は有害性があり、排出すると窒素酸化物とともに光化学スモッグの原因ともなるため、環境面でも使用を避けた方がよい。
【００１０】
特許文献２に係る技術では、熱可塑性を有する樹脂に熱処理を加えることにより、裏面保護部材などの除去、および太陽電池セルの取り出しが可能であるとはいえ、封止部材が変形可能な状態、いわば粘性状態のようになっているため、これらを除去して太陽電池セルを取り出すのに一定の労力と作業を要する。
【００１１】
特許文献３に係る技術では、アルコール溶液を付与することにより裏面保護部材などの分離作業を行った後、非架橋の熱可塑性樹脂組成物の封止部材を加熱溶融するため、特許文献２の技術と同様に、可塑状態にある封止部材を除去し、太陽電池セルを取り出すのに一定の労力と作業を要する。
【００１２】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、解体が極めて容易であり、修理やリサイクル作業を容易に行うことができる太陽電池モジュール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】
【００１３】
本発明の太陽電池モジュールは、表面保護部材と、太陽電池セルと、裏面保護部材と、端子保護ケースとを有する。上記表面保護部材、上記太陽電池セル、上記裏面保護部材および上記端子保護ケースのうち少なくとも１つの構成部材は、熱剥離型粘着部材により、隣接する他の構成部材と接着されている。上記熱剥離型粘着部材は、加熱により発泡または膨張する発泡剤または膨張剤を含む。
【００１４】
上記太陽電池セルに上記熱剥離型粘着部材が接着されていることにより、上記太陽電池セルが封止されていることが好ましい。
【００１５】
上記表面保護部材と上記太陽電池セルとが、上記熱剥離型接着部材により接着されていることが好ましい。
【００１６】
上記太陽電池セルと上記裏面保護部材とが、上記熱剥離型粘着部材により接着されていることが好ましい。
【００１７】
上記表面保護部材、上記太陽電池セルおよび上記裏面保護部材を備えた太陽電池モジュール主要部と上記端子保護ケースとが、上記熱剥離型粘着部材により接着されていることが好ましい。
【００１８】
上記太陽電池セルの両面に、樹脂封止部材が積層されており、上記樹脂封止部材と上記裏面保護部材とが、上記熱剥離型粘着部材により接着されていることが好ましい。
【００１９】
上記表面保護部材、上記太陽電池セルおよび上記裏面保護部材を備えた太陽電池モジュール主要部の側面または裏面に取り付けられる補強部材をさらに有し、上記補強部材と上記太陽電池モジュール主要部とが、上記熱剥離型粘着部材により接着されていることが好ましい。
【００２０】
上記熱剥離型粘着部材における熱剥離部は、表面温度が１７０℃のときに粘着力が０．１３Ｎ／ｃｍ以下となることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、太陽電池モジュールの解体が極めて容易に行うことが可能となり、製造工程における異常発見時の修正の容易化、使用時の修理の容易化、太陽電池モジュールの寿命その他に伴う回収時の簡易解体および純度の高いリサイクルが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施形態における太陽電池モジュール主要部を示す概念図である。
【図２】第１の実施形態における熱剥離型粘着部材の表面温度と粘着力との関係を示すグラフである。
【図３】第１の実施形態における太陽電池モジュールの組立て工程を示す概念図である。
【図４】第１の実施形態における太陽電池モジュールを示す概念図である。
【図５】第２の実施形態における太陽電池モジュール主要部を示す概念図である。
【図６】第２の実施形態に用いられる熱剥離型粘着部材の一例を示す図である。
【図７】第２の実施形態に用いられる熱剥離型粘着層を含む裏面保護部材の一例を示す図である。
【図８】第２の実施形態における太陽電池モジュールの組立て工程を示す概念図である。
【図９】第２の実施形態における太陽電池モジュールを示す概念図である。
【図１０】第３の実施形態における太陽電池モジュール主要部を示す概念図である。
【図１１】第３の実施形態における太陽電池モジュールの組立て工程を示す概念図である。
【図１２】第３の実施形態における太陽電池モジュールを示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表わすものではない。
【００２４】
本発明に係る太陽電池モジュールは、表面保護部材と、太陽電池セルと、裏面保護部材と、端子保護ケースとを有し、表面保護部材、太陽電池セル、裏面保護部材および端子保護ケースのうち少なくとも１つの構成部材は、熱剥離型粘着部材により、隣接する他の構成部材と接着されており、熱剥離型粘着部材は、加熱により発泡または膨張する発泡剤または膨張剤を含む。
【００２５】
[第１の実施形態]
図１は、第１の実施形態における太陽電池モジュール主要部を示す概念図である。図１に示すように、本実施形態における太陽電池モジュール主要部は、表面保護部材と、熱剥離型粘着部材と、太陽電池セルと、熱剥離型粘着部材と、裏面保護部材とを備える。
【００２６】
＜表面保護部材＞
本実施形態における表面保護部材としては、強化ガラスを用いるのが一般的であるが、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素含有樹脂などを用いても構わない。例えば、表面保護部材の長さは９５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下であり、その幅は９００ｍｍ以上１２００ｍｍ以下であり、その厚さは１００μｍ以上８ｍｍ以下である。
【００２７】
＜熱剥離型粘着部材＞
本実施形態における熱剥離型粘着部材は、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、シリコン樹脂などの熱可塑性樹脂を主成分とし、少なくとも架橋剤、接着剤を添加物として含み、さらに加熱により発泡または膨張する熱膨張性微小球などの発泡剤または膨張剤を含んで構成されるものである。
【００２８】
本実施形態における熱剥離型粘着部材は、主成分である樹脂と添加物としての接着剤の特性から、太陽電池セルを封止する封止部材として機能する一方で、一定以上の温度による加熱により熱膨張性微小球などが発泡または膨張し、接着面が凹凸状に変化して被着体との接着面積が減少することにより剥離機能を発揮する。この熱剥離型粘着部材が剥離性を発揮する温度は、熱膨張性微小球などの発泡剤または膨張剤の性質・種類、含有割合などを調整することにより、任意に設定することができる。本実施形態においては熱剥離型粘着部材の表面が約１７０℃に達した場合に人間が極めて容易に剥離できる程度の剥離性（以下、「容易剥離性」と称す）を発揮するように設定する。なお、本発明で記す粘着力は、ＪＩＳ  Ｋ  ６８５４に基づいて測定する。
【００２９】
本実施形態における発泡剤としては、例えば、ＡＤＣＡ（アゾジカルボンアミド（azodicarbonamide））を主成分とした化学発泡剤、ヒドラジン誘導体（ＯＢＳＨ（oxybisbenzenesulfonyl hydrazide））系の発泡剤、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ（dinitrosopentamethylenetetramine））、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリオレフィン、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド、フェノール樹脂、または、ポリ塩化ビニルなどが挙げられる。本実施形態における発泡剤の発泡倍率は、好ましくは約２倍以上１００倍以下であり、より好ましくは約５倍以上２０倍以下である。また、発泡剤の含有量は、熱剥離型粘着部材１００重量部に対し、好ましくは１質量部以上５０重量部以下であり、より好ましくは５質量部以上２０重量部以下である。
【００３０】
図２に示すように、本実施形態における熱剥離型粘着部材は、表面温度が１４０℃以下では５０Ｎ／ｃｍ程度の粘着力を有し、１４０℃を超えると若干粘着力が低下しはじめ、１５０℃を超えると急激に粘着力が低下し、１７０℃になると容易剥離性を発揮する粘着力０．１３Ｎ／ｃｍまで低下し、１９０℃を超えると粘着力はゼロとなる。本実施形態における熱剥離型粘着部材の剥離性の発揮温度を上記のように設定することは、後述するように太陽電池モジュールの製造において、封止部材の硬化工程において約１４０℃の加熱処理を施すので、製造過程において剥離機能に寄与する熱膨張性微小球が反応せず、後の修理・リサイクルの過程ではじめて熱膨張性微小球が反応するようにするためである。
【００３１】
また、本実施形態における熱剥離型粘着部材は、１４０℃を超えた表面温度で粘着力の低下が生じ、容易剥離性を発揮する温度１７０℃で粘着力がゼロとなるように設定しておいてもよい。
【００３２】
＜太陽電池セル＞
本実施形態における太陽電池セルとしては、結晶系太陽電池、薄膜太陽電池などを用いることができる。ただし、太陽電池セルと表面保護部材が予め一体成型された部材を用いてもよい。
【００３３】
＜裏面保護部材＞
本実施形態における裏面保護部材としては、ガラス、金属や各種熱可塑性樹脂フィルムなどの単層若しくは多層のシートを用いることができる。例えば、錫、アルミ、ステンレススチールなどの金属、ガラスなどの無機材料、ポリエステル、無機物蒸着ポリエステル、フッ素含有樹脂、ポリオレフィンなどの単層若しくは多層のシートなどが挙げられる。
【００３４】
＜太陽電池モジュールの製造＞
本実施形態における太陽電池モジュールは、図３に示すように、以下の工程により製造することができる。
【００３５】
ステップ１０１において、表面保護部材としてガラス基板を敷く。ただし、太陽電池セルと表面保護部材が予め一体成型された部材を用いてもよい。
【００３６】
ステップ１０２において、ステップ１０１で敷いた表面保護部材の上に、本実施形態における熱剥離型粘着部材を位置決めして載置する。
【００３７】
ステップ１０３において、ステップ１０２で載置した熱剥離型粘着部材の上に、複数のセルで構成された太陽電池セルを載置する。ただし、太陽電池セルと表面保護部材が予め一体成型された部材を用いる場合は、ステップ１０２は省略することができる。そして、太陽電池セルの出力端子と所定の配線パターンとが接触するように、位置決めして配置し、はんだ付けなどにより電気的な配線を行う。配線部材としては、銅、アルミなどの導体を用い、必要に応じて絶縁被覆を行う。
【００３８】
ステップ１０４において、太陽電池セルの上に本実施形態における熱剥離型粘着部材を位置決めして載置する。後の硬化工程により、この熱剥離型粘着部材によって太陽電池セルを封止することになる。
【００３９】
ステップ１０５において、ステップ１０４で載置した熱剥離型粘着部材の上に、裏面保護部材を配置する。
【００４０】
ステップ１０６において、ステップ１０５までの工程で図１のように積層された太陽電池モジュール主要部を、ラミネータ装置に入れ、装置内部を真空状態にした後、圧着処理を行い、約１２０℃の温度で加熱処理をする。これにより、熱剥離型粘着部材は可塑状態となり、圧接により太陽電池セルを封止することができる。
【００４１】
ステップ１０７において、ラミネータ装置より太陽電池モジュール主要部を取り出した後、ステップ１０８に移る前に、念のため太陽電池セルに異常がないかを検査する。ここで異常が発見された場合、ステップ１０２またはステップ１０４で配置した熱剥離型粘着部材の一部を切り取り、異常のあるセルを修理、交換する。
【００４２】
ステップ１０８において、太陽電池モジュール主要部をキュア炉に入れ、キュア炉内部を１４０℃の温度で加熱処理する。これにより、熱剥離型粘着部材に混入されている架橋剤が反応し、接着剤とともに、接着強度を高めることができる。
【００４３】
ステップ１０９において、ステップ１０８までの太陽電池モジュール主要部の製造工程の後、端子ボックスとしての端子保護ケースを裏面保護部材の上に取り付ける。保護ケースは、例えば、空気中の水分と反応して硬化するシリコーン樹脂により接着される。
【００４４】
ステップ１１０において、図３および図４に示すように、モジュール主要部の側面に補強部材として枠を取り付けてもよい。枠には、例えば、アルミフレームを用いる。
【００４５】
ステップ１１１において、太陽電池モジュールの構造の強度の強化のために、モジュール主要部の裏面に補強部材を設けてもよい。モジュール主要部の側面に補強部材を設けず、裏面にのみ補強部材を設けてもよい。モジュール主要部に枠を取り付け、さらに枠に架設するように補強部材を設けてもよい。この補強部材は、上記端子保護ケースと同様にシリコン系樹脂により接着固定されてもよく、枠に対するビス止めによって固定されてもよい。
【００４６】
以上のように製造された本実施形態における太陽電池モジュールは、解体するときに１７０℃以上の温度で加熱すると熱剥離型粘着部材の粘着力が０．１３Ｎ／ｃｍ以下となるため、少なくとも人間の手作業で極めて容易に剥がせる程度、すなわちポスト・イット（登録商標）を剥がす程度になり、裏面保護部材を容易に引き離すことができる。また、太陽電池セルも熱剥離型粘着部材から容易に引き離すことができるため、極めて簡易に取り出すことができる。なお、太陽電池セルと表面保護部材が熱剥離型接着部材により接着されている場合は、表面保護部材も容易に引き離すことができる。
【００４７】
よって、これまでのラミネート工程後の検査時のみならず、キュア工程を経て接着強度が増した後に太陽電池セルに異常例えばセルの割れや不良やよごれなどが見つかった場合でも、１７０℃以上の温度で加熱処理を行うことで容易に裏面保護部材を引き離して太陽電池セルを取り出すことができるので、従来困難であったセルの修理および交換が容易となる。
【００４８】
また、本実施形態における太陽電池モジュールは、継続使用されて寿命に達して回収する場合も、太陽電池セルや表面保護部材としてのガラス板を純度良く回収できるため、極めて効率よくリサイクルすることができ、さらには回収した部材を再利用（リユース）することもできる。従来のリサイクル方法では、封止部材として用いた樹脂（例えばＥＶＡ）を溶かす一方で表面保護部材としてのガラスは溶かさない温度（例えば７００〜８００℃）に熱して封止部材を溶かしたうえでガラスやセルを取り出していたため、ガラスは焦げついた状態で回収するなど、純度の極めて高い状態で回収することはできなかった。太陽電池セルについても、リサイクルはできても再利用（リユース）できるほどの純度の状態で取り出せることはなかった。
【００４９】
本実施の形態においては、熱剥離型粘着部材の容易剥離性を発揮する温度を１７０℃に設定したが、１６０℃など異なる温度に設定してもよく、熱剥離型粘着部材が製造過程で発泡または膨張反応することを確実に防止するために２００℃程度に高めに設定してもよい。製造工程で最も高温になる温度（例えば、本実施形態においては１４０℃）よりも少なくとも１０℃は高い温度に設定しておくことが好ましい。
【００５０】
[第２の実施形態]
図５は、第２の実施形態における太陽電池モジュール主要部を示す概念図である。図５に示すように、本実施形態における太陽電池モジュール主要部は、表面保護部材と、樹脂封止部材と、太陽電池セルと、樹脂封止部材と、熱剥離型粘着部材と、裏面保護部材とを備える。
【００５１】
＜表面保護部材＞
本実施形態における表面保護部材は、強化ガラスを用いるのが一般的であるが、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素含有樹脂などを用いても構わない。例えば、表面保護部材の長さは９５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下であり、その幅は９００ｍｍ以上１２００ｍｍ以下であり、その厚さは１００μｍ以上８ｍｍ以下である。
【００５２】
＜樹脂封止部材＞
本実施形態における樹脂封止部材としては、例えば、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、シリコン樹脂などの熱可塑性樹脂シートが挙げられる。樹脂封止部材は、長さおよび幅が表面保護部材とほぼ同じであり、厚さが約０．５ｍｍであることが好ましい。
【００５３】
＜太陽電池セル＞
本実施形態における太陽電池セルとしては、結晶系太陽電池、薄膜太陽電池などを用いることができる。ただし、太陽電池セルと表面保護部材が予め一体成型された部材を用いてもよい。
【００５４】
＜熱剥離型粘着部材＞
本実施形態における熱剥離型粘着部材は、第１の実施形態で説明した熱剥離型粘着部材を用いることができる。ただし、本実施形態においては、熱剥離型粘着部材が封止を主目的としていないため、封止部材に適した樹脂に直接発泡剤または膨張剤を混入したものではなく、基材の片側または両側に熱剥離型粘着層を有するタイプの熱剥離型粘着部材を用いることもできる。この熱剥離型粘着部材は、例えば、図６に示すように、基材の一方側に、ゴム系感圧粘着剤、アクリル系感圧粘着剤、スチレン−共役ジエンブロック共重合体系感圧粘着剤、シリコン系感圧粘着剤などの感圧粘着剤やホットメルト系粘着剤などの熱賦活性粘着剤に加熱によって発泡または膨張する熱膨張性微小球などの発泡剤または膨張剤を含有させた熱剥離型粘着層が設けられ、基材の他方側に上記と同様な感圧粘着剤を用いた感圧粘着層が設けられて構成されている。そして、熱剥離型粘着層は、一定温度での加熱前は接着性を有する一方、一定温度での加熱により熱膨張性微小球が発泡または膨張し剥離性を発揮する。剥離性を発揮する温度は、熱膨張性微小球などの発泡剤または膨張剤の性質・種類、含有割合などを調整することにより任意に設定することができる。なお、基材の両側に上記熱剥離型粘着層が設けられた構造の熱剥離型粘着部材を用いることもできる。
【００５５】
基材の片側または両側に熱剥離型粘着層を有するタイプの熱剥離型粘着部材を用いる場合には（例えば後述の第３の実施形態）、その熱剥離型粘着部材における熱剥離部が、表面温度が１４０℃以下では５０Ｎ／ｃｍ程度の粘着力を有し、１４０℃を超えると若干粘着力が低下しはじめ、１５０℃を超えると急激に粘着力が低下し、１７０℃になると容易剥離性を発揮する粘着力０．１３Ｎ／ｃｍまで低下し、１９０℃を超えると粘着力はゼロとなる。熱剥離型粘着部材における熱剥離部の剥離性の発揮温度を上記のように設定することは、太陽電池モジュールの製造において、封止部材の硬化工程において約１４０℃の加熱処理を施すので、製造過程において剥離機能に寄与する熱膨張性微小球が反応せず、後の修理・リサイクルの過程ではじめて熱膨張性微小球が反応するようにするためである（上記第１の実施形態参照）。なお、熱剥離型粘着部材における熱剥離部は、１４０℃を超えた表面温度で粘着力の低下が生じ、容易剥離性を発揮する温度１７０℃で粘着力がゼロとなるように設定しておいてもよい。
【００５６】
本実施形態における熱剥離型粘着部材は、さらに、多層シートとして構成される裏面保護部材の最下層で太陽電池セル側に位置する層を上記熱剥離型粘着層として用いることができる。また、裏面保護部材と熱剥離型粘着層を実質的にひとつのシートとして用いることもできる。裏面保護部材と熱剥離型粘着層が一体となった部材の構成としては、例えば、図７のように裏面保護部材を構成する金属層および熱剥離型粘着層の２層構造が挙げられる。
【００５７】
本実施形態における発泡剤としては、例えば、ＡＤＣＡ（アゾジカルボンアミド（azodicarbonamide））を主成分とした化学発泡剤、ヒドラジン誘導体（ＯＢＳＨ（oxybisbenzenesulfonyl hydrazide））系の発泡剤、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ（dinitrosopentamethylenetetramine））、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリオレフィン、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド、フェノール樹脂、または、ポリ塩化ビニルなどが挙げられる。本実施形態における発泡剤の発泡倍率は、好ましくは約２倍以上１００倍以下であり、より好ましくは約５倍以上２０倍以下である。また、発泡剤の含有量は、熱剥離型粘着部材１００重量部に対し、好ましくは１質量部以上５０重量部以下であり、より好ましくは５質量部以上２０重量部以下である。
【００５８】
本実施形態における熱剥離型粘着部材は、第１の実施形態で説明した熱剥離型粘着部材と同様に、約１７０℃で容易剥離性を発揮するように設定されている。これは、第１の実施形態と同様に、太陽電池モジュールの製造過程においては、封止部材の硬化工程において約１４０℃の加熱処理を施すため、製造過程において剥離機能に寄与する熱膨張性微小球が反応せず、後の修理・リサイクルの過程ではじめて熱膨張性微小球が反応するようにするためである。また、第１の実施形態と同様に、容易剥離性を発揮する温度を１６０℃など異なる温度に設定してもよく、熱剥離型粘着部材が製造過程で発泡または膨張反応することを確実に防止するために２００℃程度に高めに設定してもよい。製造工程で最も高温になる温度よりも少なくとも１０℃は高い温度に設定しておくことが好ましい。
【００５９】
＜裏面保護部材＞
本実施形態における裏面保護部材としては、ガラス、金属や各種熱可塑性樹脂フィルムなどの単層若しくは多層のシートを用いることができる。例えば、錫、アルミ、ステンレススチールなどの金属、ガラスなどの無機材料、ポリエステル、無機物蒸着ポリエステル、フッ素含有樹脂、ポリオレフィンなどの単層若しくは多層のシートなどが挙げられる。
【００６０】
＜太陽電池モジュールの製造＞
本実施形態における太陽電池モジュールは、図８に示すように、以下の工程により製造することができる。
【００６１】
ステップ２０１において、表面保護部材としてガラス基板を敷く。ただし、太陽電池セルと表面保護部材が予め一体成型された部材を用いてもよい。
【００６２】
ステップ２０２において、ステップ２０１で敷いた表面保護部材の上に、樹脂封止部材を位置決めして載置する。
【００６３】
ステップ２０３において、ステップ２０２で載置した樹脂封止部材の上に、複数のセルで構成された太陽電池セルを載置する。ただし、太陽電池セルとガラス基板が予め一体成型された部材を用いる場合は、ステップ２０２を省略することができる。そして、太陽電池セルの出力端子と所定の配線パターンとが接触するように位置決めして配置し、はんだ付けなどにより電機的な配線を行う。配線部材としては、銅、アルミなどの導体を用い、必要に応じて絶縁被覆を行う。
【００６４】
ステップ２０４において、太陽電池セルの上に、樹脂封止部材を載置する。樹脂封止部材としては、ステップ２０２で用いたものと同じ種類のシートを用いても、異なる種類のシートを用いてもよい。
【００６５】
ステップ２０５において、樹脂封止部材の上に、本実施形態における熱剥離型粘着部材を位置決めして載置する。第１の実施形態で説明した熱剥離型粘着部材を用いる場合は、後のステップ２０７およびステップ２０９で当該熱剥離型粘着部材が硬化されることになり、本実施形態で説明した熱剥離型粘着部材のうち、図６に示すような熱剥離型粘着部材や図７に示すような裏面保護部材と実質的に一体として用いられる熱剥離型粘着部材を用いる場合は、熱剥離型粘着層に用いられた粘着剤の性質（熱賦活性、水または有機溶剤賦活性、感圧など）に応じた接着方法を用いて封止部材と接着される。
【００６６】
ステップ２０６において、ステップ２０５で載置した熱剥離型粘着部材の上に、裏面保護部材を配置する。なお、本実施形態で説明したとおり、裏面保護部材として図７のような熱剥離型粘着部材と一体になったものを用いることができ、この場合ステップ２０５は省略することができる。
【００６７】
ステップ２０７において、ステップ２０６までの工程で積層された図５に示すような太陽電池モジュール主要部を、ラミネータ装置に入れ、装置内部を真空状態にした後、圧着処理を行い、約１２０℃の温度で加熱処理する。これにより、熱剥離型粘着部材は可塑状態となり、圧接により太陽電池セルを封止することができる。また、ステップ２０５において本実施形態で説明した熱剥離型粘着部材を用いている場合は、当該熱剥離型粘着部材も本工程で可塑状態となる。
【００６８】
ステップ２０８において、ラミネータ装置より太陽電池モジュール主要部を取り出した後、ステップ２０９に移る前に、念のため太陽電池セルに異常がないかを検査する。ここで異常が発見された場合、ステップ２０２または２０４で配置した樹脂封止部材の一部を切り取り、異常のあるセルを修理、交換する。
【００６９】
ステップ２０９において、太陽電池モジュール主要部をキュア炉に入れ、キュア炉内部を１４０℃の温度で加熱処理する。これにより、樹脂封止部材に混入させている架橋剤が反応し、接着剤とともに、接着強度を高めることができる。
【００７０】
ステップ２１０において、ステップ２０９までの太陽電池モジュール主要部の製造工程の後、端子ボックスとしての端子保護ケースを裏面保護部材の上に取り付ける。端子保護ケースは、例えば、空気中の水分と反応して硬化するシリコーン樹脂により接着する。
【００７１】
ステップ２１１において、図８および図９に示すように、モジュール主要部の側面に補強部材として枠を取り付ける。枠には、例えば、アルミフレームを用いる。
【００７２】
ステップ２１２において、太陽電池モジュールの構造の強度の強化のために、モジュール主要部の裏面に補強部材を設けてもよい。モジュール主要部の側面に補強部材を設けず、裏面にのみ補強部材を設けてもよい。モジュール主要部に枠を取り付け、さらに枠に架設するように補強部材を設けてもよい。この補強部材は、上記端子保護ケースと同様にシリコン系樹脂により接着固定されてもよく、枠に対するビス止めによって固定されてもよい。
【００７３】
以上のように製造された本実施形態における太陽電池モジュールは、解体するときに１７０℃以上の温度で加熱すると熱剥離型粘着部材の粘着力が０．１３Ｎ／ｃｍ以下となるため、少なくとも人間の手作業で極めて容易に剥がせる程度になり、裏面保護部材が樹脂封止部材から容易に引き離すことができる。よって、樹脂封止部材から裏面保護部材を剥がす手間が大幅に軽減されるため、リサイクルの作業が容易となる。
【００７４】
[第３の実施形態]
図１０は、第３の実施形態における太陽電池モジュール主要部を示す概念図である。図１０に示すように、本実施形態における太陽電池モジュール主要部は、表面保護部材と、樹脂封止部材と、太陽電池セルと、樹脂封止部材と、裏面保護部材とを備える。
【００７５】
＜表面保護部材＞
本実施形態における表面保護部材は、強化ガラスを用いるのが一般的であるが、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素含有樹脂などを用いても構わない。例えば、表面保護部材の長さは９５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下であり、その幅は９００ｍｍ以上１２００ｍｍ以下であり、その厚さは１００μｍ以上８ｍｍ以下である。
【００７６】
＜樹脂封止部材＞
本実施形態における封止部材としては、例えば、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、シリコン樹脂などの熱可塑性樹脂シートが挙げられる。封止部材は、長さおよび幅が表面保護部材とほぼ同じであり、厚さが約０．５ｍｍであることが好ましい。
【００７７】
＜太陽電池セル＞
本実施形態における太陽電池セルとしては、結晶系太陽電池、薄膜太陽電池などを用いることができる。ただし、太陽電池セルと表面保護部材が予め一体成型された部材を用いてもよい。
【００７８】
＜熱剥離型粘着部材＞
本実施形態における熱剥離型粘着部材は、硬化工程を終えた後の端子保護ケースおよび／または補強部材および／または枠の取り付けに用いられるため、第１の実施形態で説明した熱剥離型粘着部材を用いず、第２の実施形態で説明した基材の一方または両側に熱剥離型粘着層を有する熱剥離型粘着部材を用いる。
【００７９】
本実施形態における熱剥離型粘着部材も、剥離性を発揮する温度を熱膨張性微小球などの発泡剤または膨張剤の性質・種類、含有割合などを調整することにより任意に設定することができる。本実施形態における熱剥離型粘着部材は、容易剥離性を発揮する温度を第１の実施形態または第２の実施形態と同様に設定してもよいが、後述するように、硬化工程を経た後に取り付けられるため、硬化工程における加熱温度を考慮する必要がなく、第１の実施形態および第２の実施形態での設定温度とは独立した別個の温度を、容易剥離性を発揮する温度として設定してもよい。通常、低い加熱温度で容易剥離性を発揮するように設定しておく方が剥離作業を容易にできるため好ましいが、太陽電池モジュールの使用にあたっては夏場に太陽に晒されて高温になることなども考慮する必要があるため、太陽電池モジュールを高温下で使用した場合に熱剥離型粘着部材により接着した部材が離脱してしまわないように、容易剥離性を発揮する温度が少なくとも約９０℃以上になるようには設定しておくことが好ましい。
【００８０】
本実施形態における発泡剤としては、例えば、ＡＤＣＡ（アゾジカルボンアミド（azodicarbonamide））を主成分とした化学発泡剤、ヒドラジン誘導体（ＯＢＳＨ（oxybisbenzenesulfonyl hydrazide））系の発泡剤、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ（dinitrosopentamethylenetetramine））、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリオレフィン、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド、フェノール樹脂、または、ポリ塩化ビニルなどが挙げられる。本実施形態における発泡剤の発泡倍率は、好ましくは約２倍以上１００倍以下であり、より好ましくは約５倍以上２０倍以下である。また、発泡剤の含有量は、熱剥離型粘着部材１００重量部に対し、好ましくは１質量部以上５０重量部以下であり、より好ましくは５質量部以上２０重量部以下である。
【００８１】
＜裏面保護部材＞
本実施形態における裏面保護部材としては、金属や各種熱可塑性樹脂フィルムなどの単体若しくは多層のシートを用いることができる。例えば、錫、アルミ、ステンレススチールなどの金属、ガラスなどの無機材料、ポリエステル、無機物蒸着ポリエステル、フッ素含有樹脂、ポリオレフィンなどの単層若しくは多層のシートなどが挙げられる。
【００８２】
＜太陽電池モジュールの製造＞
本実施形態における太陽電池モジュールは、図１１に示すように、以下の工程により製造することができる。
【００８３】
ステップ３０１において、表面保護部材としてガラス基板を敷く。ただし、太陽電池セルと表面保護部材が予め一体成型された部材を用いてもよい。
【００８４】
ステップ３０２において、ステップ３０１で敷いた表面保護部材の上に、樹脂封止部材を位置決めして載置する。
【００８５】
ステップ３０３において、ステップ３０２で載置した樹脂封止部材の上に、複数のセルで構成された太陽電池セルを載置する。ただし、太陽電池セルとガラス基板が予め一体成型された部材を用いる場合は、ステップ３０２は省略することができる。そして、太陽電池セルの出力端子と所定の配線パターンとが接触するように位置決めして配置し、はんだ付けなどにより電機的な配線を行う。配線部材としては、銅、アルミなどの導体を用い、必要に応じて絶縁被覆を行う。
【００８６】
ステップ３０４において、上記太陽電池セルの上に、樹脂封止部材を載置する。樹脂封止部材としては、ステップ３０２で用いたものと同じ種類のシートを用いても、異なる種類のシートを用いてもよい。
【００８７】
ステップ３０５において、ステップ３０４で載置した樹脂封止部材の上に、裏面保護部材を配置する。
【００８８】
ステップ３０６において、ステップ３０５までの工程で積層された図１０に示すような太陽電池モジュール主要部を、ラミネータ装置に入れ、装置内部を真空状態にした後、圧着処理を行い、約１２０℃の温度で加熱処理する。これにより、ステップ３０２およびステップ３０４で配置した樹脂封止部材は可塑状態となる。
【００８９】
ステップ３０７において、ラミネータ装置より太陽電池モジュールの主要部を取り出した後、ステップ３０８に移る前に、念のため太陽電池セルに異常がないかを検査する。ここで異常が発見された場合、ステップ３０２または３０４で配置した樹脂封止部材の一部を切り取り、異常のあるセルを修理、交換する。
【００９０】
ステップ３０８において、太陽電池モジュール主要部をキュア炉に入れ、キュア炉内部を１５０℃の温度で加熱処理する。これにより、樹脂封止部材に混入している架橋材が反応し、接着剤とともに、接着強度を高めることができる。
【００９１】
ステップ３０９において、ステップ３０６までの太陽電池モジュール主要部の製造工程の後、裏面保護部材の上に本実施形態で説明した熱剥離型粘着部材を位置決めして配置する。
【００９２】
ステップ３１０において、上記熱剥離型粘着部材の上に、端子ボックスとしての端子保護ケースを取り付ける。
【００９３】
ステップ３１１において、図１１および図１２に示すように、モジュール主要部の側面に補強部材として枠を取り付ける。枠には、例えば、アルミフレームを用いる。
【００９４】
ステップ３１２において、太陽電池モジュールの構造の強度の強化のために、モジュール主要部の裏面に補強部材を設けてもよい。モジュール主要部の側面に補強部材を設けず、裏面にのみ補強部材を設けてもよい。モジュール主要部に枠を取り付け、さらに枠に架設するように補強部材を設けてもよい。この補強部材は、上記熱剥離型粘着部材の上に取り付ける。
【００９５】
なお、本実施形態におけるステップ３１０またはステップ３１２において、どちらか一方が実現されるだけでも構わない。
【００９６】
以上のように製造された本実施形態における太陽電池モジュールは、解体するときに１７０℃以上の温度で加熱すると熱剥離型粘着部材の粘着力が０．１３Ｎ／ｃｍ以下となるため、少なくとも人間の手作業で極めて容易に剥がせる程度になり、端子保護ケースおよび／または補強部材および／または枠が裏面保護部材より容易に引き離すことができる。従来の太陽電池モジュールは、端子保護ケースや補強部材が裏面保護部材に樹脂接着されている場合には、これらを裏面保護部材から剥がす作業の手間が大きく、修理のための解体作業に大きな労力を要していた。また、太陽電池モジュールが継続使用されて寿命に達して回収する場合も、端子保護ケースや補強部材を裏面保護部材から剥がす手間が大幅に軽減されるため、リサイクルの作業が容易となる。
【００９７】
なお、モジュール主要部が第１の実施形態におけるモジュール主要部若しくは第２の実施形態におけるモジュール主要部で構成されていてもよい。また、本実施形態のステップ３０１〜ステップ３０８が、第１の実施形態におけるステップ１０１〜ステップ１０８、若しくは、第２の実施形態におけるステップ２０１〜ステップ２０９に代わって実現されるようにしても構わない。このようにすれば、第１の実施形態または第２の実施形態で説明した効果に加えて、さらに本実施形態の効果も追加して得ることができる。
【００９８】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均などの意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【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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【図１１】
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【図１２】
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