(57)【要約】  テーブルおよびテーブルから離隔され移動可能なプレートを有するセルプレスを使用する光電池セルモジュールを形成する方法。この方法は、プレートとテーブルとの間でプレートでセルを支持するステップを含む。基板および基板上に配置されたタイ層が、基板がテーブルによって支持され、タイ層がセルに面する状態でセルとテーブルの間に導入される。セルがタイ層に接触するまで、セルとテーブルの一方が他方に向けて移動させられる。セルがタイ層に接触する際に、セルとタイ層との間のスペースを排気するために、真空がセルとタイ層との間に適用される。この排気は、セルがタイ層に接触する際に、セルとタイ層との間に形成される気泡の可能性を解消する。
2011514680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーブルと前記テーブルから離隔され移動可能なプレートとを有するセルプレスを使用して、光電池セルを含む光電池セルモジュールを形成する方法であって、
前記光電池セルが前記テーブルから離隔された状態で、前記プレートと前記テーブルとの間に前記光電池セルを配置するステップと、
前記テーブルによって基板が支持され、前記光電池セルとタイ層との間にスペースがあり、前記タイ層が前記基板と前記光電池セルとの間で前記基板によって支持された状態で、前記光電池セルと前記テーブルとの間の前記基板および前記タイ層を導入するステップと、
前記光電池セルが前記タイ層に接触するまで、前記光電池セルと前記テーブルの一方を他方に向けて移動させるステップと、
前記光電池セルが前記タイ層に接触する際に前記光電池セルと前記タイ層との間の前記スペースが排気されるように前記光電池セルと前記タイ層との間に真空を適用するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記プレートと前記テーブルとの間に前記光電池セルを配置するステップが、前記光電池セルを前記プレートで支持するステップとして更に定義される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記光電池セルおよび前記テーブルの一方を移動させるステップが、前記プレートおよび前記テーブルの一方を他方に向けて移動させるステップとして更に定義される、請求項２または３に記載の方法。
【請求項４】
前記光電池セルおよび前記テーブルの一方を移動させるステップが、前記プレートを前記テーブルに向けて移動させるために、前記光電池セルと前記タイ層との間に真空を適用しながら前記プレートと前記テーブルとの間に真空を適用するステップを更に含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記セルプレスは、蓋部を備え、前記プレートが前記蓋部と前記テーブルとの間で前記蓋部に空気圧により結合され、前記蓋部に対して前記テーブルから近方または遠方に移動可能であり、
前記プレートを前記テーブルから離隔するために、前記光電池セルと前記テーブルとの間の前記基板と前記タイ層を導入する前に、前記蓋部と前記プレートとの間に真空を適用するステップを更に含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記プレートが前記テーブルに向けて移動できるように、前記プレートと前記テーブルとの間に前記真空を適用した後に、前記蓋部と前記プレートとの間の前記真空を解放するステップを更に含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記プレートを前記光電池セルから離れるように移動させるために、前記光電池セルと前記テーブルの一方を他方に向けて移動した後に、前記蓋部と前記プレートとの間に真空を適用するステップを更に含む、請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
前記蓋部が、前記テーブルから近方および遠方に移動可能であり、前記光電池セルと前記タイ層との間に真空を適用する前に、前記テーブルに対して前記蓋部を封止するステップを更に含む、請求項５から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記プレートが、開口部を画定し、前記プレートと前記テーブルとの間に前記光電池セルを配置するステップが、前記光電池セルを前記プレートに向けて引き寄せるために前記開口と前記光電池セルとの間に前記開口部を通して真空を適用するステップとして更に定義される、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
真空が前記開口部を通して適用されたとき、前記光電池セルを前記プレートに向けて引き寄せるために、前記光電池セルと前記プレートの一方を他方に向けて移動させるステップを更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記プレートを前記光電池セルに向けて移動させるために、前記プレートと前記テーブルとの間に真空を適用するステップを更に含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記光電池セルを前記プレートから解放するために、前記光電池セルと前記テーブルの一方を他方に向けて移動させた後に、前記プレートの前記開口部を通して前記真空を解放するステップを更に含む、請求項９から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記プレートの前記開口部を通して前記真空を解放した後に、前記プレートと前記テーブルの一方を他方から離れるように移動させるステップを更に含む、請求項９から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記セルプレスは、蓋部を備え、前記プレートが、前記蓋部と前記テーブルとの間で前記蓋部に空気圧により結合され、前記蓋部に対して前記テーブルから近方または遠方に移動可能であり、
前記プレートと前記テーブルの一方を他方から離れるように移動させるステップが、前記プレートを前記テーブルから離れて前記蓋部に向けて移動させるため、前記蓋部と前記プレートとの間に真空を適用するステップとして更に定義される、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記タイ層が、封入剤材料として更に定義され、スプレーコーティング、フローコーティング、カーテンコーティング、浸せきコーティング、押出しコーティング、ナイフコーティング、スクリーンコーティング、およびステンシルコーティングのうちの１つによって前記基板に前記封入剤材料を付着するステップを更に含む、請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記タイ層が、１．１から１００ｍｍまでの浸透度および−０．６ｇ秒未満の粘着性値を有する、請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記セルプレスから前記基板、前記タイ層および前記光電池セルを取り外すステップと、
前記光電池セル上に第２のタイ層を付着するステップと、
前記第２のタイ層上に第２の基板を付着するステップと、
を更に含む、請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記セルプレスは、前記テーブルから離隔され移動可能である、複数の開口部を画定するプレートを含み、前記光電池セルが、光電池セルのアレイとして更に定義され、
前記光電池セルを支持するステップが、前記光電池セルが前記プレートの前記複数の開口部に整合された状態で、前記テーブルと前記プレートとの間に前記光電池セルのアレイを導入するステップとして更に定義される、請求項１から１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
テーブルと前記テーブルから離隔され移動可能である、開口部を画定するプレートとを有するセルプレスを使用して、光電池セルを含む光電池セルモジュールを形成する方法であって、
前記プレートと前記テーブルとの間に前記光電池セルを配置するステップと、
前記プレートが前記光電池セルに接触するまで、前記光電池セルと前記プレートの一方を他方に向けて移動させるステップと、
前記光電池セルを前記プレートに向けて引き寄せるために、前記開口部と前記光電池セルとの間に前記開口部を通して真空を適用するステップと、
前記光電池セルと前記プレートの一方を他方から離れるように移動させるステップと、
前記テーブルによって基板が支持され、前記光電池セルとタイ層との間にスペースがあり、前記タイ層が前記基板と前記光電池セルとの間で前記基板によって支持された状態で、前記光電池セルと前記テーブルとの間の基板およびタイ層を導入するステップと、
前記光電池セルが前記タイ層に接触するまで、前記光電池セルと前記テーブルの一方を他方に向けて移動させるステップと、
前記光電池セルが前記タイ層に接触する際に前記光電池セルと前記タイ層との間のスペースが排気されるように前記光電池セルと前記タイ層との間に真空を適用するステップと、
を含む方法。
【請求項２０】
光電池セルモジュールを形成するためのセルプレスであって、
基板および前記基板によって支持されたタイ層を支持するためのテーブルと、
前記テーブルから離隔されたプレートと、
を備え、
前記テーブルと前記プレートの少なくとも一方が、他方から近方および遠方に移動可能であり、
前記プレートが、前記光電池セルと前記タイ層との間にスペースを画定するために、前記基板および前記タイ層から離隔された光電池セルを懸架するように構成され、
セルプレスが、前記テーブルと前記プレートの少なくとも一方が他方に向けて移動する際に、前記光電池セルと前記タイ層との間の前記スペースを排気するための、前記光電池セルと前記タイ層との間の前記スペースと連絡する真空システムを備えたセルプレス。
【請求項２１】
前記プレートが開口部を画定し、第２の真空システムが、前記光電池セルを懸架するために前記開口部を通して真空を作るための前記開口部と連絡する、請求項２０に記載のセルプレス。
【請求項２２】
蓋部と前記第２のプレートとの間のチャンバを画定する前記プレートに空気圧により結合された蓋部、および前記蓋部に対して前記プレートを移動するための前記チャンバと連絡する第１の真空システムとを更に備えた、請求項２０または２１に記載のセルプレス。
【請求項２３】
前記蓋部と前記プレートとの間で前記チャンバを密封封止するための前記蓋部から前記プレートまで延在する封止を更に備えた、請求項２０から２２のいずれか一項に記載のセルプレス。
【請求項２４】
前記蓋部が、前記テーブルを密封封止するように構成された、請求項２２または２３に記載のセルプレス。
【請求項２５】
シャトルプレートおよび前記テーブル上に前記シャトルプレートを正確に位置合わせるための、テーブルから延長する停止装置を更に備えた、請求項２０から２４のいずれか一項に記載のセルプレス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本特許出願は、共に２００８年３月１４日に出願の、米国仮特許出願第６１／０３６，７４８号および第６１／０３６，７５２号、ならびに２００９年１月２２日に出願の仮特許出願第６１／１４６，５５１号の優先権および全ての利益を主張する。これらの仮特許出願の全体が、参照により本明細書に明示的に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、一般に、セルプレスおよびセルプレスを使用して光電池セルモジュールを形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ソーラーセルまたは光電池セルは、光を電気に変換するために使用される半導体デバイスである。多くの用途において、光電池セルは、風および雨などの環境要因から追加的保護を光電池セルに対して提供するために、光電池セルモジュール（以下「モジュール」と呼ぶ）を形成するように封入される。しかしながら、今日まで当業界で知られている封入方法は、高価で時間がかかり、多くの場合、効果的でない。
【０００４】
光電池セルは、一般に、セルプレスを使用して封入される。光電池セルおよび基板上に配置されたタイ層を有する基板が、セルプレス内に配置される。セルプレスは、タイ層で光電池セルを接触させ、タイ層で光電池セルを封入する。セルプレスは、光電池セルに圧力を印加し、タイ層上に光電池セルを配置し、タイ層によって部分的に封入される、またはタイ層によって完全に封入される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００７／１２０１９７号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
光電池セルがタイ層と接触するとき、気泡が、光電池セルとタイ層の間に閉じ込められる。これらの気泡は、モジュールを環境に影響され易くする点で不利である。加えて、これらの気泡は、モジュールの光吸収能力を低減させる。光電池セルに圧力を印加することによって、プレートが、光電池セルとタイ層との間の気泡の一部を押し出す。しかし、タイ層が液体である、あるいは光電池セルがタイ層と密着または接触されたままにするだけの十分な粘着性または圧入性を有さない場合、光電池セルに圧力を印加することにより、光電池セルとタイ層との間の全ての気泡は除去されず、これは、前述の欠点になる。加えて、どれ程であれ相当な量の気泡を除去するために、かなりの時間、圧力が、光電池セルに印加されねばならず、一方で、光電池セルとタイ層との間の気泡は、徐々に流れ出し、これにより、工程がより遅いものになり、したがって、費用効果が低くなる可能性がある。言い換えると、圧力を光電池セルに印加しなければならないという必要条件により、モジュールの製造のためのサイクル時間を増大し、これは、所与の時間内で組み立てられるモジュールが少なくなるので、製造の観点から明らかに望ましくない。このように、光電池セルとタイ層との間の気泡の除去のために圧力を印加することは、効果的でなく、時間がかかることが欠点である。
【０００７】
したがって、セルプレス、および光電池セルとタイ層との間の気泡を解消したモジュール形成方法を開発する機会が残されている。また、時間効率および費用効果がよい仕方で、セルプレスおよびモジュール形成方法を開発する機会も残されている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、テーブルと、テーブルから離隔され移動可能なプレートとを有するセルプレスを使用して、光電池セルを含む光電池セルモジュールを形成する方法を含む。この方法は、プレートとテーブルとの間に、テーブルから離隔された状態で光電池セルを配置するステップを含む。この方法は、基板がテーブルによって支持され、光電池セルとタイ層との間にスペースがあり、タイ層が基板と光電池セルとの間で基板によって支持された状態で、光電池セルとテーブルとの間に基板およびタイ層を導入するステップを更に含む。この方法は、光電池セルがタイ層に接触するまで、光電池セルとテーブルの少なくとも一方を他方に向けて移動させるステップ、ならびに光電池セルがタイ層に接触する際に光電池セルとタイ層との間のスペースが排気されるように光電池セルとタイ層との間に真空を適用するステップを更に含む。
【０００９】
本発明は、光電池セルモジュールを形成するためのセルプレスも含む。セルプレスは、基板および基板によって支持されたタイ層を支持するためのテーブルを含む。プレートは、テーブルから離隔されて配置され、テーブルとプレートの少なくとも一方は、他方から近方および遠方に移動可能である。セルプレスは、光電池セルとタイ層との間のスペースを画定するために、基板から離隔された光電池セルおよびプレートに抗するタイ層を懸架するための機構を含む。セルプレスは、テーブルおよびプレートの少なくとも一方が、他方に向けて移動する際に、光電池セルとタイ層との間のスペースを排気するための真空システムも含む。
【００１０】
光電池セルとタイ層との間のスペースは排気されるので、光電池セルとタイ層との間に気泡は形成されない。この結果、モジュールは構造的に強固、すなわち、環境的損傷に対してより耐性があり、吸収する光の量が増大する。加えて、気泡が形成されないので、圧力の量およびタイ層内に光電池セルを封入するために圧力を印加する時間が低減される。押圧のステップを無くすことにより、モジュールを形成するのに要する時間が低減し、プロセス中にセルを壊す危険性が下がる。この時間およびセル破損の低減により、モジュール形成の費用効果が増大する。
【００１１】
本発明の他の利点は、添付の図面と関連して検討すれば、以下の詳細な説明を参照してよりよく理解されるようになるので、容易に認識されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】セルプレスのテーブルが複数の光電池セルを支持し、セルプレスのプレートが光電池セルから離隔された後退位置にある状態のセルプレスの断面図である。
【図２】プレートが光電池セルと接触した伸長位置にある状態のセルプレスの断面図である。
【図３】プレートが後退位置にある光電池セルを支持し、テーブルが基板およびタイ層を支持した状態のセルプレスの断面図である。
【図４】閉位置のセルプレスおよび後退位置のプレートの断面図である。
【図５】プレートが伸長位置にあり、光電池セルがタイ層と接触した状態のセルプレスの断面図である。
【図６】プレートが光電池セルから離隔された後退位置にある状態の断面図である。
【図７】セルプレスの別の実施形態の断面図である。
【図８】基板および第２の基板、タイ層および第２のタイ層、ならびに複数の光電池セルを含む光電池セルモジュールの断面図である。
【図９】セルプレスを含む組立てラインの概略図である。
【図１０】プレートが第２の基板と接触した伸長位置にある状態のセルプレスの断面図である。
【図１１】プレートが第２のタイ層を基板、タイ層および光電池セルから懸架される後退位置にある状態のセルプレスの断面図である。
【図１２】プレートが伸長位置にあり、第２の基板が第２のタイ層と接触した状態のセルプレスの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
同じ数字が、いくつかの図を通して同じ部品を示す図を参照すると、本発明は、符号２０で全体的に示されたセルプレス、およびセルプレス２０を使用した光電池セルモジュール２２を形成する方法（以下「モジュール」と呼ぶ）を含む。モジュール２２は、一般に、光電池セル２３を含み、一般に、少なくとも基板６４と光電池セル２３に接合されたタイ層６６とを含む。モジュール２２は、複数の光電池セル２３を含むことができ、複数の光電池セルは、光電池セル２３のアレイとして配置することができることを理解されたい。一般に、光電池セル２３のアレイは、電気的に一体に相互接続される。光電池セル２３は、以下で更に詳細に説明される。セルプレス２０は、明細書に開示されたモジュール２２および方法に限定されず、明細書に開示されたモジュール２２以外の製品を形成するために使用でき、本明細書に開示された方法以外の方法を実施するために使用できることを理解されたい。加えて、この方法は、明細書に開示された光電池セル２３およびセルプレス２０に限定されず、明細書に開示されたモジュール２２以外の製品を形成するために使用でき、本明細書に開示されたセルプレス２０以外の装置で実施できることを理解されたい。
【００１４】
セルプレス２０は、テーブル２４およびテーブル２４から離隔されたプレート２６を含む。図に示された構成において、テーブル２４は、以下に論じられるように、モジュール２２の形成の以前、最中、以後にわたり、モジュール２２の部品を支持するために静止して保持され、水平に置かれる。図１および図２で最も良く示されるように、シャトルプレート２８は、テーブル２４とプレート２６の間で光電池セル２３を移動させるために使用することができる。
【００１５】
プレート２６およびテーブル２４は、互いに対して移動可能である。言い換えると、テーブル２４がプレート２６に対して移動可能な状態でプレート２６は静止できる、プレート２６がテーブル２４に対して移動可能な状態でテーブル２４は静止できる、またはプレート２６およびテーブル２４の両方が移動可能のいずれかである。図に示された構成において、モジュール２２の形成中、プレート２６は、モジュール２２への均一な圧力を確実にするために、テーブル２４とプレート２６との間でテーブル２４と水平に保持される。
【００１６】
セルプレス２０は、蓋部３０とテーブル２４との間でプレート２６が蓋部３０に接合された状態の蓋部３０を含むことができる。プレート２６は、蓋部３０に対してテーブル２４から近方および遠方に移動可能である。プレート２６は、空気式、油圧式、または機械式のシステムを含むがこれに限らない任意の種類の運動伝達システムによって蓋部３０に対して移動することができる。
【００１７】
図に示された構成において、プレート２６は、蓋部３０に空気圧で結合される。言い換えると、蓋部３０に対するプレート２６の相対的な移動は、第１の真空システム３２によって空気圧で制御される。プレート２６および蓋部３０は、その間でチャンバ３４を画定し、封止３６で互いに密封封止される。封止３６は、プレート２６が蓋部３０に対して移動可能にすることに加えて、プレート２６の上部および下部の領域の分離を確実にするために、たとえば、ゴムまたは同様の材料などの弾性材とすることができる。
【００１８】
たとえば、第１の真空システム３２は、一対のバルブを含む。このような構成において、バルブの１つが閉じられ、プレート２６を蓋部３０に引き寄せるために他のバルブを通して真空を作る。この真空は、プレート２６を蓋部３０から離れさせるようバルブを開くことによって解放することができる。
【００１９】
蓋部３０およびテーブル２４は、互いに対して移動可能である。一般に、テーブル２４は静止したままで、蓋部３０は、テーブル２４から近方および遠方に移動する。蓋部３０およびテーブル２４は、互いに対して直進的に、または回転的に、すなわち、ヒンジ回りで移動できることを理解されたい。蓋部３０およびテーブル２４は、手動操作によって、または油圧式、空気式、機械式等の動作システムによって互いに対して移動できることを理解されたい。
【００２０】
蓋部３０は、テーブル２４を密封封止するように構成される。具体的には、蓋部３０は、最上部３８および側壁４０を含む。側壁４０の端部４２は、テーブル２４に接触させられたときに、テーブル２４を密封封止するように設計されている。この封止は、図２、図４および図５において、封止蓋部４４によって達成される。封止蓋部４４は、たとえば、「Ｏ」型のリングであるが、任意の適切な代替物が、側壁４０がテーブル２４に密封封止されることを確実にするために使用することができる。
【００２１】
セルプレス２０は、プレスプレート２６が蓋部３０に向けて余りに深く後退するのを防止する少なくとも１つの機械式停止装置４６を含む。図に示された構成において、機械式停止装置４６は、プレスプレート２６と蓋部３０との間で配置される。
【００２２】
プレート２６は、光電池セル２３とタイ層６６との間にスペースを画定するために、光電池セル２３を基板６４およびタイ層６６から懸架するように構成される。具体的には、プレート２６は、開口４８を画定し、より具体的には、以下に更に詳しく記載されるように、光電池セル２３を懸架するためにそこを通して真空が作られる複数の開口部を画定する。図１〜図６に示された構成において、各開口部４８は、第２の真空システム５０に複数の接続管５２を介して接続される。たとえば、第２の真空システム５０は、複数の開口部を通して真空を作りかつ解放するために使用される第２のバルブ対を含む。
【００２３】
テーブル２４はテーブル開口部５４を画定し、より具体的には複数のテーブル開口部を定義する。各テーブル開口部５４は、第３の真空システム５６に接続される。たとえば、第３の真空システム５６は、第３のバルブ対を含む。第３の真空システム５６は、蓋部３０およびテーブル２４が合わせて封止されたとき、プレート２６とテーブル２４との間の領域の空気が、たとえば、第３のバルブ対の一方を閉じて、他方を通して真空を適用することによって制御できるように設けられる。典型的には、たとえば、高真空状態、すなわち３０ｉｎ．Ｈｇ（７６２ｍｍＨｇ）は、以下に更に説明するように、光電池セル２３とタイ層６６との間の気泡の形成を解消する第３の真空システム５６を用いてテーブル２４とプレート２６との間に作られる。しかし、テーブル２４とプレート２６との間の真空状態は、本発明の本質から逸脱することなく高真空状態より低くなり得ることを理解されたい。たとえば、プレート２６とテーブル２４との間の真空状態は、大気圧に対して２５ｉｎ．Ｈｇ未満の大きさ、すなわち、０ｉｎ．Ｈｇ（０ｍｍＨｇ）より小かつ−２５ｉｎ．Ｈｇ（−６３５ｍｍＨｇ）より大を有することができる。
【００２４】
モジュール２２の形成が、真空内で行われることを目的とするが、プロセスが不活性雰囲気の存在を必要とするならば、不活性ガス（たとえば窒素）を、第３のバルブ対の一方を通して導入することができる。さらにまた、酸素を除去することが重要である状況に対しては、真空を適用する前に、プレート２６とテーブル２４との間の空間を第３のバルブ対の一方を介して不活性ガスで除去することができる。第１、第２、および第３の真空システムは、共通な真空源または異なる真空源を有することができることを理解されたい。
【００２５】
第１の真空システム３２は、第３の真空システム５６と第１の真空システム３２との間の真空状態の差を制御するための第１の圧力差制御器４９を含むことができる。具体的には、たとえば、第３の真空システム５６によって、真空が、テーブル２４とプレート２６との間で作られた場合、第１の圧力差制御器４９は、プレート２６がテーブル２４から離隔されたままであるように、最初、第１の圧力システム３２内の真空を保持する。真空が、プレート２６とテーブル２４との間に第３の圧力システム５６によって作られた後、第１の圧力差制御器４９は、プレート２６とテーブル２４との間の真空が、プレート２６をテーブル２４の方へ引き寄せるように真空を解放する、すなわち、第１の真空システム３２内で大気圧に達する。別法として、第１の圧力差制御器４９は、第１の真空システム３２内で部分的に真空を解放する。このような状況において、第１の圧力差制御器４９は、割れなどの光電池セル２３の破壊に導き得る、プレート２６とテーブル２４による光電池セル２３への過剰な圧力を避けるために、部分的に真空を解放する、すなわち、第１の真空システム３２内で幾分かの真空を保持する。たとえば、第１の圧力差制御器４９は、第３の圧力システム５６と第１の圧力システム３２との間で３〜３０ｉｎ．Ｈｇ（７６．２〜７６２ｍｍＨｇ）の真空状態差を保持するために、第１の圧力システム３２内の真空を解放することができる。
【００２６】
第１の圧力差制御器４９は、第３の真空システム５６によって真空がプレート２６とテーブル２４との間に作られる際に、テーブル２４に向けてプレート２６を押すために、プレート２６と蓋部３０との間の正圧を制御することができる。このような正圧は、たとえば、セルプレス２０のサイクル時間を減少させるため、および／または光電池セル２３をタイ層６６に押すためにプレート２６と蓋部３０との間に導入することができる。正空気圧は、第１の真空システム３２または別個のシステムを通して送り出すことができることを理解されたい。
【００２７】
たとえば、第１の圧力差制御器４９は、第１の真空システム３２および第３の真空システム５６と連絡する圧力センサ（図示せず）、諸圧力センサと連絡する電子制御器（図示せず）、および、第１の真空システム３２の真空状態を制御するための電子制御器と連絡する少なくとも１つのバルブを含むことができる。第１の圧力差制御器４９は、例示的であり、本発明の本質から逸脱することなく、第３の真空システム５６に対する第１の真空システム３２の圧力を調整するためにいかなる制御器も使用することができることを理解されたい。
【００２８】
第２の真空システム５０は、第２の真空システム５２の真空状態の大きさを保持する第２の圧力差制御器５１を含むことができる。言い換えると、第３の真空システム５６が、プレート２６とテーブル２４との間の真空状態を変更する際に、第２の圧力差制御器５１は、第２の真空システム５２と第３の真空システム５６との間の真空状態の差を保持するために第２の真空システム５２の真空状態を変更する。第２の圧力差制御器５１は、以下に更に説明されるように、第３の真空システム５６の真空状態より僅かに低く、たとえば、０．５ｉｎ．Ｈｇ（１２．７ｍｍＨｇ）程度に第２の真空システム５２の真空状態を保持することができる。第２の圧力差制御器５１は、たとえば、光電池セル２３に、割れなどの損傷を与えることなく光電池セル２３を懸架できるようなレベルの圧力差を保持することができる。しかし、第２の圧力差制御器５１は、本発明の本質から逸脱することなく、０ｉｎ．Ｈｇと３０ｉｎ．Ｈｇとの間の任意の大きさで真空状態差を保持することができることを理解されたい。
【００２９】
たとえば、第２の圧力差制御器５１は、第２の真空システム５２および第３の真空システム５６と連絡する圧力センサ（図示せず）、圧力センサと連絡する電子制御器（図示せず）、および第２の真空システム５２の真空を制御するための、電子制御器と連絡する少なくとも１つのバルブを含むことができる。第２の圧力差制御器５１は、例示的であり、本発明の本質から逸脱することなく、第３の真空システム５６に対する第２の真空システム５２の圧力を調整するためにいかなる制御器も使用することができることを理解されたい。
【００３０】
プレート２６は、それに取り付けられる緩衝材５８の層を有することができる。緩衝材５８は、以下に説明されるように、プレート２６がモジュール２２の部品に接触した場合の部品への損傷を防止する。緩衝材５８は、開口部４８に整合された開口部を含む。この開口部のサイズは、一般に、開口部４８のサイズより大きい。開口部４８に対するこの開口部のサイズは、緩衝材５８の軟度に依存する。
【００３１】
図７は、本発明の更なる実施形態を示し、図１〜図６におけるものと同じ参照番号付け形式が使用される。図７の実施形態において、複数の接続管５２の必要性は、接続管５２を第２の真空システム５０をプレート２６内の孔６２に連結する単一接続管６０に置き換えることによって回避される。孔６２は、プレート２６内の開口部４８に接続される。
【００３２】
モジュール２２は、基板６４、基板６４に適用されたタイ層６６、およびタイ層６６によって部分的または完全に封入された光電池セル２３を含む。基板６４およびタイ層６６は、光が光電池セルに達せられるように、一般に透明である。基板６４は、一般にガラスであるが、本発明の本質から逸脱することなく、材料のいかなる種類であってもよいことを理解されたい。たとえば、基板６４は、金属箔および／またはエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）、ポリエステル／Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）、Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）／ポリエステル／Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）、またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）単体、またはシリコンおよび酸素ベースの材料（ＳｉＯＸ）の外被付き、またはＰＥＴ／ＳｉＯＸ−ＰＥＴ／Ａｌ基板などの有機フッ素樹脂とすることができる。基板６４の化学薬品性質に依存して、タイ層６６は、未処置で基板６４に適用することができるが、タイ層６６と基板６４との間の良好な接着を確実にするために、適宜に、適当なプライマーまたは接着促進剤を基板６４の表面に適用することができる。
【００３３】
タイ層６６は、封入剤として更に定義することができ、一般にシリコーン封入剤または有機封入剤である。タイ層６６は、エチル酢酸ビニル（ＥＶＡ）などの任意のシリコーン封入剤または任意の有機封入剤とすることができる。ＥＶＡは、８０℃より高い温度で溶解する熱可塑性物質である。しかし、約２５℃から約８０℃未満の温度で、ＥＶＡは、ゲルまたはゲル状となり得る。ＥＶＡなどの有機封入剤は、高温でもゲルまたはゲル状を形成するように再配合することができる。必要というわけではないが、タイ層６６は一般的に０．１から１００ｍｍまでの浸透度および−０．６ｇ秒未満の粘着性値を有する。「浸透度」の値は、一般に「浸透深度」または「浸透値」と呼ばれることもできる。浸透度および粘着性値は、一般に室温で決定されるが、浸透度および粘着性値のこの範囲は、その他の任意の温度にも適用される。タイ層は、本出願者の同時係属中の２００９年３月１４日に出願の米国仮特許出願第６１／０３６，７５２号および２００９年１月２２日に出願の米国仮特許出願第６１／１４６，５５１号によるシリコーン材料とすることができ、本発明の本質から逸脱することなく、あらゆる適切なシリコーン材料を利用することができる。
【００３４】
モジュール２２が光電池セルのアレイを含む状況において、一般に、光電池セル２３のアレイは、シャトルプレート２８上に配置する前に、電気的に一体に相互接続される。したがって、電気的に接続された光電池セル２３のアレイは、通常、所定の位置でシャトルプレート２８上に配置される。光電池セル２３は、適切にサイズ調整および成型されたアレイに、電気的に接続することができ、モジュール２２の形成後に、外部と電気的に接続可能とするために、適切に配置された適当なブスバーが、そこにハンダ付けされる。
【００３５】
図８に示されたように、モジュール２２は、光電池セル２３のタイ層６６とは反対側の光電池セル２３を部分的に封入する第２のタイ層７０、および第２のタイ層７０の光電池セル２３とは反対側の第２のタイ層７０に取り付けられた第２の基板７２も含むことができる。第２の基板７２は、一般にバックシートと産業界で呼ばれている。第２の基板７２は、第１の基板６４と同一または異なっていてよく、第２のタイ層７０は、タイ層６６と同一または異なっていてよい。基板６４と第２の基板７２の少なくとも１つは、日光の透過性があり、光電池セル２３の一方の面を潜在的に有害な環境条件から保護するために使用される。
【００３６】
たとえば、第２のタイ層７０は、本出願者の同時係属中の出願のＰＣＴ／ＵＳ０６／０４３０７３号に記載された種類のシリコーンベースの液体またはジェル、高温溶融シリコーンシート、または他の任意の適当な封入剤材料、たとえば、第２のタイ層７０とタイ層６６との間に十分な粘着性をもたらすエチル酢酸ビニル（ＥＶＡ）、E.I. DuPont de Nemours & Co. of Wilmington DelawareからのTedlar（登録商標）フィルム、およびＵＶ硬化性ウレタンであってよい。第２のタイ層７０は、光の透過性がある必要はなく、したがって、存在する場合、その中への補強微粒子充填剤の組み入れにより強化することができる。第２のタイ層７０が、補強微粒子充填剤で充填された場合、補強微粒子充填剤によってもたらされる追加的強度により、第２の基板７２の必要がなくなる。
【００３７】
モジュール２２は、光電効果により光エネルギーを電気エネルギーに変換する種類のものである。より具体的には、モジュール２２は、２つの主要な機能を実行する。第１の機能は、光吸収物質内の電子および正孔などの電荷担体の光生成である。第２の機能は、電気を送るために電荷担体を導電性接触に導くことである。
【００３８】
モジュール２２は、自動車、小型電子機器、遠隔領域電力系統、衛星、宇宙探査機、無線電話、水ポンプ、格子結束電気システム、バッテリ、充電器、光電子化学の用途、ポリマー太陽電池の用途、ナノクリスタル太陽電池の用途および色素増感太陽電池の用途を含むがこれに限らない全ての産業に使用することができる。モジュール２２は、一般に、屋上、バッテリバックアップに接続された農村地帯において、および直流ポンプ、信号ブイ等に使用される。アレイは、平坦または非平面とすることができ、モジュール２２が電圧を発生させるように相互接続された、単一の電気発生ユニットとして一般に機能する。
【００３９】
本発明の方法は、基板６４、タイ層６６およびモジュール２２の光電池セル２３の組立てを提供する。この方法は、タイ層６６を有する１つの光電池セル２３を形成するために使用できる、あるいは、タイ層６６を有する光電池セル２３のアレイを形成するために使用できることを理解されたい。方法は、モジュール２２の第２のタイ層７０および第２の基板７２の組立ても提供する。
【００４０】
方法は、開位置でセルプレス２０を配置するステップを含み、具体的には、蓋部３０内の後退位置にプレート２６を移動させるステップ、およびテーブル２４から蓋部３０を図１に示された位置から離れるよう移動させるステップを含む。より具体的には、方法は、プレート２６を蓋部３０に向けて後退位置に移動させるために蓋部３０とプレート２６との間に真空を適用するステップを含む。
【００４１】
セルプレス２０が開位置で、方法は、図１に示されたようにプレート２６とテーブル２４との間に光電池セル２３を配置するステップを含む。具体的には、たとえば、１つまたは複数の光電池セル２３が、適切な所定の位置にシャトルプレート２８上に同時に配置され、シャトルプレート２８は、テーブル２４の所定の位置に配置される。シャトルプレート２８は、テーブル２４とプレート２６との間で光電池セル２３を移送するために光電池セル２３を支持する。光電池セル２３は、自動的動作、手動的動作、またはロボット的動作が可能な任意の適当な手段を使用して導入することができる。たとえば、マルチ軸ロボット（好ましくは６本軸）が、光電池セル２３をシャトルプレート２８等の上に、またはシャトルプレート２８が使用されない場合は、直接テーブル２４の上に配置するためにシステムに組み込むことができる。このようなロボットは、テーブル２４上の基板６４の正確な位置決めのため、および光電池セル２３がタイ層６６内または上にプレスされた基板６４を除去するために更に引き続いて使用することができる。光電池セル２３および／または基板６４を保持し、操作するためのロボットグリッパ、すなわち光電池セル２３またはモジュール２２を操作するロボットの取り付けアームに装着された装置は、任意の適切な種類であってよいが、平坦な、典型的には水平な平面内で光電池セル２３またはモジュール２２を保持するように構成された一連の真空状態吸着カップが好ましい。
【００４２】
光電池セル２３がプレート２６とテーブル２４との間で配置された後、蓋部３０がテーブル２４に向けて移動し、テーブル２４と接触する。具体的には、封止蓋部４４がテーブル２４に接触して、テーブル２４に対して蓋部３０を封止する。
【００４３】
光電池セル２３が、光電池セル２３のアレイとして更に定義される状況において、アレイは、タイ層６６に組み立てられる。方法は、光電池セル２３がプレート２６の複数の開口部で位置合わせされた状態で、テーブル２４とプレート２６との間に光電池セル２３のアレイを導入するステップを含む。言い換えると、アレイの光電池セル２３は、蓋部３０が閉じて、プレスプレート２６が光電池セル２３に向けて移動したとき、後述するように、光電池セル２３のアレイの各々は、それぞれ開口部５４の１つでプレート２６と接触するように配置される。
【００４４】
光電池セル２３が、プレート２６とテーブル２４との間で配置され、蓋部３０がテーブル２４に封止された後、方法は、図２に示されたように、プレート２６を光電池セル２３に係合、たとえば接触させるために、光電池セル２３とプレート２６の一方を他方に向けて移動させるステップを更に含む。具体的には、上述の通り、真空は、プレート２６を蓋部３０に向けて後退位置に移動するために、蓋部３０とプレート２６との間で適用され、この真空は、プレート２６を後退位置で保持する。次いで、第３の真空システム５６を用いて、真空がプレート２６とテーブル２４との間に適用される。次いで、蓋部３０とプレート２６との間の真空は、プレート２６が蓋部３０に対して光電池セル２３に向けて伸長位置に移動できるように解放される。具体的には、一旦、シャトルプレート２８が、テーブル２４上に正しく配置されると、蓋部３０は閉じられ、プレート２６は、蓋部３０とプレート２６との間で以前に適用された真空を解放することで伸長し、こうしてプレート２６に固着した緩衝材が、シャトルプレート２８上の光電池セル２３と接触する。
【００４５】
方法は、光電池セル２３をテーブル２４から離隔されて保持する、すなわち、テーブル２４から懸架するステップを更に含む。具体的には、プレート２６は、光電池セル２３を支持する、すなわち、プレート２６は、図３に最も良く示されるように、光電池セル２３をテーブル２４から離隔された位置で保持する。図に示された構成において、プレート２６が光電池セル２３と係合されるとき、方法は、光電池セル２３をプレート２６に向けて引き寄せるために、第２の真空システム５０を用いて、開口部４８を通して、開口部４８と光電池セル２３との間に真空を適用するステップを更に含む。セルプレス２０は、図３に最も良く示されるように、光電池セル２３を上から持ち上げるために、たとえば真空によって力を与えることができる、または別法として、図に示されない異なる構成において、プレート２６は、光電池セル２３を光電池セル２３の下部から支持できることを理解されたい。また、本発明の本質から逸脱することなく、プレート２６は、真空による以外の任意の仕方で光電池セル２３を支持できることを理解されたい。
【００４６】
第２の圧力差制御器５１を含む構成において、第２の圧力差制御器５１を使用して、第２の真空システム５２と第３の真空システム５６との間で低い圧力差を保持し、割れによるなどの光電池セル２３が壊れる可能性を最小化することができる。言い換えると、第２の圧力差制御器５１を使用して、第２の真空システム５２内の真空をプレート２６に対して光電池セル２３を保持するために十分高い大きさで保持し、かつ光電池セル２３が真空により壊れないように十分低い大きさで保持することができる。具体的には、プレート２６とテーブル２４との間の空間が大気圧である場合、第２の真空システム５２の真空は、低い大きさとすることができる。プレート２６とテーブル２４との間の空間が第３の真空システム５６によって排気されるとき、第２の真空システム５４の真空は、光電池セル２３をプレート２６に対して保持するために増大しなければならない。
【００４７】
本明細書に説明された実施形態において、第１の真空システム５２および第３の真空システム５６を使用して、テーブル２４に対してプレート２６を移動する。代替的実施形態において、テーブル２４および／またはシャトルプレート２８は、光電池セル２３を支持する少なくとも１つのピンを含む。ピンが伸長されて、光電池セル２３をプレート２６に向けて移動させ、光電池セル２３をプレート２６と係合させる。たとえば、ピンは伸長して、光電池セル２３を開口部５４に向けて移動させることができ、第２の真空システムは、開口部５４内に真空を適用して、光電池セル２３をプレート２６に対して保持することができる。
【００４８】
一旦、光電池セル２３を持ち上げるために開口部を通して真空が適用されると、方法は、プレート２６をテーブル２４から離隔するために、蓋部３０とプレート２６との間に真空を適用するステップを更に含む。言い換えると、真空が、蓋部３０とプレート２６との間に適用され、プレート２６は後退して、プレスプレート２６がその後退位置である間、光電池セル２３は、プレスプレート２６上の緩衝材と接触して保持される。セルプレス２０は、開位置に配置される、すなわち、蓋部３０はテーブル２４から離れるように移動する。セルプレス２０が開位置で、シャトルプレート２８は除去される。
【００４９】
方法は、図３に最も良く示されるように、所定の位置で、光電池セル２３とテーブル２４との間に基板６４およびタイ層６６を導入するステップを更に含む。基板６４は、テーブル２４によって支持され、タイ層６６は、基板６４と光電池セル２３との間で基板６４によって支持される。光電池セル２３およびタイ層６６は、その間に空間を画定する。
【００５０】
基板６４およびタイ層６６が、光電池セル２３とテーブル２４との間に配置された後、方法は、図４に最も良く示されるように、蓋部３０をテーブル２４に向けて移動させ、テーブル２４と接触させるステップを更に含む。具体的には、封止蓋部４４がテーブル２４に接触して、テーブル２４に対して蓋部３０を封止する。
【００５１】
蓋部３０が、テーブル２４に対して封止された後、方法は、図５に示されたように、光電池セル２３がタイ層６６に接触するまで、光電池セル２３とテーブル２４の一方を他方に向けて移動させるステップを更に含む。図に示された構成において、プレート２６とテーブル２４との間に真空を適用することによって、プレート２６は、テーブル２４に対して移動し、プレート２６をテーブル２４に向けて移動させる。具体的には、プレート２６とテーブル２４との間に真空が適用された後、プレート２６がテーブル２４に向けて移動できるように、蓋部３０とプレート２６との間の真空は解放される。加えて、プレート２６をテーブル２４に向けて移動できるように、プレート２６と蓋部３０との間に正圧を導入することができる。真空が、プレート２６とテーブル２４との間に適用されるので、光電池セル２３がタイ層６６と接触する際に、光電池セル２３とタイ層６６との間のスペースは排気される。
【００５２】
言い換えると、一旦、蓋部３０が閉じられると、プレート２６、テーブル２４、壁４０および蓋部３０によって形成される密閉された領域は、第３の真空システム５６を通した真空の適用によって排気される。図５に示されたように排気されると同時に、次いで、プレート２６は、第１の真空システム３２を通した真空の解放によって伸長される。プレート２６の延長により、開口部を通した真空の適用によって光電池セル２３がプレート２６によって支持される間、光電池セル２３は、タイ層６６内に、部分的にタイ層６６の内または上に押し付けられることになる。加えて、正圧が、プレート２６と蓋部３０との間に導入される状況において、プレートは、光電池セル２３をタイ層６６内に、または部分的にタイ層６６の内もしくは上に押す。タイ層６６は、光電池セル２３をタイ層６６内に、または部分的にタイ層６６の内もしくは上に十分に挿入するのを促進するために加熱することができる。タイ層６６が加熱される状況において、プレート２６および／またはテーブル２４は、タイ層６６を伝導的に熱するために加熱することができる。
【００５３】
光電池セル２３とタイ層６６との間のスペースは排気されるので、光電池セル２３とタイ層６６との間に気泡は形成されない。この結果、モジュール２２は構造的に強固であり、吸収する光の量が増大する。加えて、気泡が形成されないので光電池セル２３は、光電池セル２３とタイ層６６との間から気泡を押し出すために押圧される必要がない。押圧のステップを無くすことにより、モジュール２２を形成するのに要する時間が低減される。この時間の低減により、モジュール２２形成の費用効果が増大する。たとえば、圧力が光電池セル２３に印加される必要がある時間は１５秒未満である。
【００５４】
基板６４およびタイ層６６が蓋部３０とテーブル２４との間に配置された状態で、蓋部３０が、テーブル２４に対して封止され、第３の真空システム５６によってテーブル２４とプレート２６との間に真空が作られた後、第１の真空システム３２の真空は、完全に解放することができることを理解されたい。言い換えると、第１の真空システム３２は、大気圧に開放することができる。別法として上述したように、第１の圧力差制御器４９は、第１の真空システム３２の真空を部分的に解放することができる。別法として上述したように、第１の圧力差制御器４９は、プレート２６と蓋部３０との間に正気圧を導入して、プレート２６を蓋部３０から光電池セル２３に向けて移動させることができる。
【００５５】
光電池セル２３がタイ層６６に接触した後、プレート２６の開口部４８を通して真空が解放され、光電池セル２３をプレート２６から解放する。プレート２６の開口部４８を通して真空を解放した後に、方法は、図６に示されたように、プレート２６とテーブル２４の一方を他方から離れるように移動させるステップを含む。より具体的には、図に示された構成において、方法は、蓋部３０とプレート２６との間に真空を適用するステップと、プレート２６をテーブル２４から離れて蓋部３０に向けて後退位置に移動させるために、プレート２６とテーブル２４の間の真空を解放するステップと、を含む。
【００５６】
プレート２６が、テーブル２４から離れるように移動した後、プレート２６とテーブル２４との間から基板６４、タイ層６６および光電池セル２３が取り外しできるように、蓋部３０は、テーブル２４から離れるように移動する。次いで、基板６４、タイ層６６および光電池セル２３は、プレート２６とテーブル２４との間から取り外すことができる。基板６４、タイ層６６および光電池セル２３が、プレート２６とテーブル２４との間から取り外されたとき、本発明のセルプレス２０に関して上述した方法が、新しい基板６４で、タイ層６６、および光電池セル２３で反復される。
【００５７】
第２のタイ層７０および第２の基板７２が、モジュール２２に施される状況において、第２のタイ層７０および第２の基板７２は、基板６４、タイ層６６および光電池セル２３のセルプレス２０からの取り外しの前または後のいずれかに施すことができる。
【００５８】
第２のタイ層７０および第２の基板７２が、基板６４、タイ層６６および光電池セル２３のセルプレス２０からの取り外し後に施される場合、たとえば、基板６４、タイ層６６および光電池セル２３は、モジュール２２の形成を完了する必要がある場合、次いで炉または更にコーターなどの硬化システムに転送することができる。具体的には、第２のタイ層７０が、光電池セル２３に施された場合、タイ層６６および／または第２のタイ層７０は、硬化炉で、部分的または完全に硬化することができる。基板６４、タイ層６６、光電池セル２３および第２のタイ層７０の組立ては、典型的には、次いでピンチロール、ラミネータ、またはセルプレス２０と類似の装置などの第２の基板７２を施すためのステーションに搬送される。
【００５９】
以下に更に説明するように、たとえば、第２のタイ層７０および第２の基板７２は、光電池セル２３をタイ層６６またはセルプレス２０と同一もしくは類似の別のプレスに施すために使用されるセルプレス２０で施すことができる。しかし、本発明の本質から逸脱することなく、第２のタイ層７０および第２の基板７２は、いかなる仕方でも施すことができることを理解されたい。
【００６０】
タイ層６６は、基板６４およびタイ層６６がセルプレス２０内に導入される前に、基板６４に施すことができる。別法として、タイ層６６は、セルプレス２０内の基板６４に施すことができる。タイ層６６は、基板６４とは完全に無関係に、フィルム、シート、ラミネート等に予備成形することができる。タイ層６６が予備成形される状況において、タイ層６６は、次いで一般にセルプレス２０の外部または内部において基板６４に施される。タイ層６６は、当業界で既知の任意の適当な化合物から形成でき、かつ／または該化合物を含むことができ、これらの化合物は、硬化を必要としてもしなくてもよい。硬化を適用する場合、化合物または諸化合物は、硬化可能な組成物の形態にある。基板６４は、セルプレス２０内の硬化可能な組成物で、またはセルプレス２０とは独立に付着することができる。基板６４が、セルプレス２０とは独立に硬化可能な組成物で被覆される場合、次いで、基板６４および硬化可能な組成物またはタイ層６６が、合わせてセルプレス２０内に導入される。タイ層６６を形成するあらゆる組成物は、硬化可能またはそうでなくとも、スプレーコーティング、フローコーティング、カーテンコーティング、浸せきコーティング、押出しコーティング、ナイフコーティング、スクリーンコーティング、ラミネート加工、熔融、流し込み、およびそれらの組合せを含むがこれに限らない当業界で既知の任意の適当な付着方法によって付着するコーター７４で基板６４に付着することができる。
【００６１】
もし必要ならば、タイ層６６は、次いで硬化される、または部分的に硬化される。一般に、このステップは、基板６４上のタイ層６６を適切な硬化機構、典型的には、硬化炉７６等に転送／移動し、所定の時間、所定の温度で部分的または全体的に硬化する形をとる。所定の温度および所定の時間は、使用されるタイ層６６および必要とされる硬化の程度に依存する。これは、一般に、必要とされる硬化のおよその程度に依存する、すなわち、タイ層６６は、本発明による機器および方法を使用する付着ステップ中に、光電池セル２３が操作できる、またはタイ層６６内に押す、部分的に入れ込む、または単に載せることが可能となる点にまでのみ硬化されるのが好ましい。
【００６２】
タイ層６６は、一般に液体またはジェルの形状である。後者の場合、これは一般的に液体の形状で基板６４上へ印加され、次いで硬化する、または部分的にジェルに硬化する。本発明によるジェルは、実質的に非流動的で、高変形可能な材料であり、基板６４の表面を濡らして表面に粘着することができるクロスリンクネットワークを有することが好ましい。このようなジェルは、べとつきを保つ、すなわち粘着性があることが好ましく、これにより、本発明のセルプレス２０をして、光電池セル２３をタイ層６６内に押す、部分的に入れ込む、または単に載せるための十分な力で、光電池セル２３が、べとつくジェル上に適用できることを確実ならしめる。たとえば、光電池セル２３がタイ層６６内に押される状況において、光電池セル２３は、その各面がゲルで完全に取り囲まれるようにゲルマトリックス内に貫通させることができる
【００６３】
基板６４にタイ層６６を施す任意の適切な方法が利用することができる。タイ層６６は、一般にフローコーティングによって施される。しかし、上述したように、タイ層６６は、スプレーコーティング、カーテンコーティング、浸せきコーティング、押出しコーティング、ナイフコーティング、スクリーンコーティングで施すことができることを理解されたい。
【００６４】
上述したように、タイ層６６は、本発明の本質から逸脱することなく、任意の種類の材料であってよい。タイ層６６の例およびその調製が、以下に説明されるが、以下の説明は例示であることを理解されたい。タイ層６６は、単一部または複数部の組成物、典型的には、一部分内にいくらかのポリマーおよび全架橋剤含有量、および第２の部分内に全触媒含量を有する残りのポリマーを有する２部分から形成することができる。次いで、第１および第２の部分が、付着直前に混合され、次に、混合されたゲル組成物が基板６４上に付着され、もし、必要とされる場合、本発明のセルプレス２０への導入前に、少なくとも部分的に硬化させることができる。硬化プロセスは、室温で実行することができるが、これは、特に、サブ化学量論組成物レベルの架橋剤が組成物内に存在する場合、数時間かかる傾向がある。このような硬化プロセスは、必要とされる硬化の速度および組成物内に存在する架橋剤の濃度などの要因に依存して、ほぼ０℃と２００℃との間の適切な（一般に、所定の）温度で実施されることが好ましい。加熱硬化プロセスは、任意の適切な炉等において、一括または連続モードで実施することできるが、連続モードが最も好ましい。これらの硬化要件は、必要とされる硬化の速度および組成物内に存在する架橋剤の濃度などの要因に依存する。
【００６５】
基板６４は、一般に、基板６４にタイ層６６を付着する前に準備され、付着される。最初に、基板６４は水中で洗浄され、層６６が付着される基板６４の面が、アルコール溶液、たとえばイソプロピルアルコールで更にクリーニングされる。水およびアルコール溶液での洗浄は、たとえば、基板洗浄器７８で実施すことができる。洗浄された基板６４の汚染を防止するために、基板６４は、一般に、洗浄後はロボット的に取り扱われる。別法として、またはロボット取り扱いに加えて、一旦、乾燥すると、マスクまたはフレームが、基板６４の周囲に配置される。次いで、基板６４は封入剤で付着され、２００℃で１分から１５分の間、炉内で部分的に硬化される。
【００６６】
モジュール２２の縁部を覆うことを目的とする保護封止を適用することができる。別法として、または追加的に、モジュール２２は、周囲フレーム内に、典型的には、アルミニウムまたはプラスチックの材料で作ることができる。これは、特に、タイ層６６がセルプレス２０内に挿入されたときに硬化されない場合に重要である。
【００６７】
モジュール２２を生産するための組立てラインの一実施形態が図９に示される。図９の組立てラインは、例示であり、モジュール２２は、本発明の本質から逸脱することなく、あらゆる種類の組立てライン上で生産できることを理解されたい。図９に示された実施形態において、基板６４、タイ層６６、第２の基板７２、第２のタイ層７０および光電池セル２３は、シャトルプレート２８上でステーション間を移動される。シャトルプレート２８は、典型的には、コンベヤーベルトによって移動される。組立てラインは、基板ライン８２、基板ライン８２を横断して延在する光電池セルライン８４および基板ライン８２を横断して延在する第２の基板ライン８６を含む。
【００６８】
基板ライン８２を参照すると、上述したように、基板６４は、基板洗浄器７８内で洗浄される。次いで、基板６４はコーター７４に転送され、そこで、タイ層６６が基板６４に付着される。次いで、基板６４およびタイ層６６は、セルプレス２０に転送される前に硬化炉７６に転送される。
【００６９】
光電池セルライン８４は、光電池セル準備セグメント８５を含む。光電池セル２３は、光電池セル準備セグメント８５でシャトルプレート２８上に配置することができる。光電池セル２３のアレイを含む状況において、光電池セル２３は、光電池セル準備セグメント８５でアレイに組み合わせることができる。セルプレス２０が開位置で、シャトルプレート２８は、セルプレス２０に転送される。組立てラインは、セルプレス２０内のテーブル２４上にシャトルプレート２８を正確に配置するための、典型的には、図１〜図６に示されたようにテーブル２４から延びる、停止装置９０を含むレールシステムを含む。図１〜図６に示された停止装置９０は例示であり、本発明の本質から逸脱することなく、いかなる種類の停止装置も使用できることを理解されたい。上述したように、セルプレス２０は、光電池セル２３をシャトルプレート２８から持ち上げ、プレート２６上のテーブル２４から光電池セル２３を懸架する。セルプレス２０が開位置で、シャトルプレート２８は、セルプレス２０から外れて移動される。
【００７０】
光電池セル２３がプレート２６上のテーブル２４から懸架された状態で、基板６４は、硬化炉７６からセルプレス２０へ移動される。再び、シャトルプレート２８は、停止装置９０を使用して正確に配置することができる。上述したように、光電池セル２３は、タイ層６６および基板６４と組み合わされる。
【００７１】
基板６４、タイ層６６および光電池セル２３は、セルプレス２０から別のコーター７４へ移動され、そこで、第２のタイ層７０が、光電池セル２３およびタイ層６６に付着される。次いで、基板６４、タイ層６６、光電池セル２３および第２のタイ層７０は、別の硬化炉７６に転送され、第２のタイ層７０を硬化する。
【００７２】
第２の基板ライン８６は、第２の基板７２を洗うために別の基板洗浄器７８を含み得る第２の基板準備セグメント８７を含む。第２の基板７２は、第２の基板準備セグメント８７で、シャトルプレート２８に配置することができる。次いで、第２の基板７２は、第２の基板アプリケータ９２に転送される。第２の基板アプリケータ９２は、上述の同じ方法を実行する、すなわち、光電池セル２３が、タイ層６６に懸架され、施されたのと同じ仕方で第２のタイ層７０に第２の基板７２を懸架し、第２の基板７２を施すために上述のセルプレス２０と同一とすることができる。下記の説明は、このような方法を記載し、上記からの共通要素番号付けを含む。
【００７３】
図１０を参照して、セルプレス２０が開位置にあるとき、第２の基板７２は、シャトルプレート２８上のセルプレス２０に導入され、これは、停止装置９０を使用して正確に配置することができる。次いで、セルプレス２０は、閉位置に移動される、すなわち、蓋部３０は、テーブル２４に向けて移動され、テーブル２４と接触する。次に、テーブル２４とプレート２６の一方が、第１の真空システム５２および第３の真空システム５６を使用して他方に向けて移動され、プレート２６を第２の基板７２に係合させる。次いで、真空が、開口部４８を通して適用され、第２の基板７２をプレート２６に向けて引き寄せる。次いで、プレート２６およびテーブル２４は、第１の真空システム５２および第３の真空システム５６を使用して、互いから他方から離れるように移動する。
【００７４】
図１１を参照して、セルプレス２０が開位置で、第２の基板７２が、プレート２６によって支持され、テーブル２４、基板６４から懸架された状態で、基板６４の最上部に配置されたタイ層６６、タイ層６６の最上部に配置された第２のタイ層７０、およびタイ層６６と基板６４との間に配置された光電池セル２３は、たとえば、図９で示された硬化炉７６からセルプレス２０内に転送される。図１２に示されたように、第１の真空システム５２および第３の真空システム５６が、第２の基板７２とテーブル２４の一方が、次いで第２の基板７２が第２のタイ層７０に接触するまで他方に向けて移動されるように使用される。第２の基板７２が第２のタイ層７０に接触する際に、第２の基板７２と第２のタイ層７０との間のスペースが排気されるように、第２の基板７２と第２のタイ層７０との間に真空が適用される。
【００７５】
本発明は、例示の形式で説明されてきたが、使用されてきた用語は、限定ではなく、むしろ説明のための言葉の本質を意図することを理解されたい。明らかに、本発明の多くの変更形態および変形形態が、上記の教示に照らして可能であり、本発明は、具体的に説明されたものとは別の方法で実施することができる。
【符号の説明】
【００７６】
２０  セルプレス、２２  モジュール、２３  光電池セル、２４  テーブル、２６  プレート、２８  シャトルプレート、３０  蓋部、３２  第１の真空システム、３４  チャンバ、３６  封止、３８  最上部、４０  側壁、４２  端部、４４  封止蓋部、４８  開口部、４９  第１の圧力差制御器、５０  第２の真空システム、５１  第２の圧力差制御器、５２  接続管、５４  テーブル開口部、５６  第３の真空システム、５８  緩衝材、６０  単一接続管、６４  基板、６６  タイ層、７０  第２のタイ層、７２  第２の基板、７４  コーター、７６  硬化炉、７８  基板洗浄器、８２  基板ライン、８４  光電池セルライン、８５  光電池セル準備セグメント、８６  第２の基板ライン、８７  第２の基板準備セグメント、９０  停止装置、９２  アプリケータ
【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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【手続補正書】
【提出日】平成22年11月16日(2010.11.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーブル、蓋部、および前記蓋部と前記テーブルとの間で前記蓋部に空気圧により結合され、前記蓋部に対して前記テーブルの近方および遠方に移動可能なプレートを有するセルプレスを使用して、光電池セルを含む光電池セルモジュールを形成する方法であって、
前記プレートと前記テーブルとの間に前記光電池セルを配置するステップと、
前記プレートで前記光電池セルを支持するステップと、
前記光電池セルおよび前記プレートを前記テーブルから離隔をするために前記蓋部と前記プレートとの間に真空を適用するステップと、
前記テーブルによって基板が支持され、前記光電池セルとタイ層との間にスペースがあり、前記タイ層が前記基板と前記光電池セルとの間で前記基板によって支持された状態で、前記光電池セルと前記テーブルとの間の前記基板および前記タイ層を導入するステップと、
前記光電池セルが前記タイ層に接触するまで、前記光電池セルと前記テーブルの一方を他方に向けて移動させるステップと、
前記光電池セルが前記タイ層に接触する際に前記光電池セルと前記タイ層との間の前記スペースが排気されるように前記光電池セルと前記タイ層との間に真空を適用するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記光電池セルおよび前記テーブルの一方を移動させるステップが、前記プレートを前記テーブルに向けて移動させるために、前記光電池セルと前記タイ層との間に真空を適用しながら前記プレートと前記テーブルとの間に真空を適用するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記光電池セルと前記テーブルとの間の前記基板と前記タイ層を導入する前に、前記蓋部と前記プレートとの間に真空を適用するステップを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記蓋部が、前記テーブルから近方および遠方に移動可能であり、
前記光電池セルと前記タイ層との間に真空を適用する前に、前記テーブルに対して前記蓋部を封止するステップを更に含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記プレートが、開口部を画定し、
前記プレートと前記テーブルとの間に前記光電池セルを配置するステップが、前記光電池セルを前記プレートに向けて引き寄せるために前記開口と前記光電池セルとの間に前記開口部を通して真空を適用するステップとして更に定義される、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記セルプレスから前記基板、前記タイ層および前記光電池セルを取り外すステップと、
前記光電池セル上に第２のタイ層を付着するステップと、前記第２のタイ層上に第２の基板を付着するステップと、
を更に含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
光電池セルモジュールを形成するためのセルプレスであって、
基板および前記基板によって支持されたタイ層を支持するためのテーブルと、
前記テーブルから離隔されたプレートと、
を備え、
前記テーブルと前記プレートの少なくとも一方が、他方から近方および遠方に移動可能であり、
前記プレートが、前記光電池セルと前記タイ層との間にスペースを画定するために、前記基板および前記タイ層から離隔された光電池セルを懸架するように構成され、
前記セルプレスが、
蓋部であって、蓋部と前記プレートとの間でチャンバおよび蓋部に対して前記プレートを移動するための前記チャンバと連絡する第１の真空システムを画定する前記プレートに空気圧により結合された蓋部を備え、
前記プレートが開口部を画定し、第２の真空システムは、前記光電池セルを懸架するために前記開口部を通して真空を作るために前記開口部と連絡し、
前記セルプレスが、
前記テーブルと前記プレートの少なくとも一方が他方に向けて移動する際に、前記光電池セルと前記タイ層との間の前記スペースを排気するための、前記光電池セルと前記タイ層との間の前記スペースと連絡する第３の真空システムを備えたセルプレス。
【請求項８】
前記蓋部が、前記テーブルを密封封止するように構成された、請求項７に記載のセルプレス。
【請求項９】
シャトルプレートおよび前記テーブル上に前記シャトルプレートを正確に位置合わせするための、テーブルから延長する停止装置を更に備えた、請求項７または８に記載のセルプレス。
【国際調査報告】
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