(57)【要約】  太陽電池モジュール１０の製造方法は、太陽電池１１、封止材１４、第１保護部材１２、及び第２保護部材１３を順に重ねて加熱圧着することにより積層体を作製する第１工程と、当該積層体の太陽電池１１を加熱する工程であって、太陽電池１１の温度上昇により封止材１４を間接的に加熱する第２工程とを備える。
2015059875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池、封止材、及び保護部材を順に重ねて加熱圧着することにより積層体を作製する第１工程と、
前記積層体の前記太陽電池を加熱する工程であって、前記太陽電池の温度上昇により前記封止材を間接的に加熱する第２工程と、
を備える太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記第２工程では、最大ピーク波長が１５００ｎｍ以下の光を前記積層体に照射して前記太陽電池を加熱する、太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記第２工程では、１５００ｎｍ以上の光の照射強度が最大ピークの１％以下である光源を用いて光照射を行う、太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記光源から出力される光は、１２００ｎｍ以下の光の割合が９９％以上である、太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記光源は、ＬＥＤである、太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記封止材は、カップリング剤を含有する、太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記第１工程後に、前記積層体の全体を加熱するキュア工程をさらに備え、
前記第２工程は、前記第１工程と前記キュア工程との間、前記キュア工程中、及び前記キュア工程後の少なくともいずれかにおいて行われる、太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記第２工程では、前記太陽電池を７０℃〜２００℃に加熱する、太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記第２工程は、２０℃〜１５０℃の雰囲気温度で行われる、太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１０】
請求項２〜９のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記第２工程は、前記キュア工程後に、最大ピーク波長が１５００ｎｍ以下の光を前記積層体に照射して行われ、
前記第２工程では、前記光の照射量を時間の経過と共に増加させる、太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１１】
請求項２〜１０のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記第２工程は、最大ピーク波長が１５００ｎｍ以下の光を前記積層体に照射して行われ、
前記第２工程では、複数の前記太陽電池上に亘って当該各太陽電池の一部を覆うように高熱伝導性部材を前記保護部材上に配置し、前記高熱伝導性部材を配置した前記保護部材側から前記光を照射する、太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記第２工程では、前記積層体の前記太陽電池に通電して前記太陽電池を加熱する、太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１３】
太陽電池、封止材、及び保護部材を順に重ねて加熱圧着することにより積層体を作製するラミネート装置と、
前記積層体の全体を加熱する加熱炉と、
最大ピーク波長が１５００ｎｍ以下の光を前記積層体に照射する光源と、
前記積層体を搬送する搬送手段と、
を備え、前記光源から出力された前記光により、前記積層体の前記太陽電池を選択的に加熱し、当該太陽電池の温度上昇により前記封止材を間接的に加熱する、太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の太陽電池モジュールの製造装置において、
前記光源は、１５００ｎｍ以上の光の照射強度が最大ピークの１％以下のＬＥＤである、太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の太陽電池モジュールの製造装置において、
前記ＬＥＤから出力される光は、１２００ｎｍ以下の光の割合が９９％以上である、太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項１６】
請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造装置において、
前記搬送手段は、前記積層体が載せられる支持部が無端状ベルトの長手方向に沿って所定間隔で複数配置されたベルトコンベアであり、
前記光源は、前記無端状ベルトのキャリア部とリターン部との間に配置され、前記各支持部の間から前記積層体に光を照射する、太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の太陽電池モジュールの製造装置において、
前記ベルトコンベアの前記支持部は、前記積層体の端部及び前記積層体の前記太陽電池同士の間隙の少なくとも一方に位置するように設けられた、太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項１８】
請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造装置において、
前記搬送手段は、前記積層体が載せられる支持部である搬送ローラーが複数配置されたローラーコンベアであり、
前記光源は、前記ローラーコンベアの裏側に配置され、前記各搬送ローラーの間から前記積層体に光を照射する、太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項１９】
請求項１３〜１８のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造装置において、
前記積層体は、前記保護部材として、前記太陽電池の一方の面側に設けられるガラス基板と、前記太陽電池の他方の面側に設けられる樹脂フィルムとを有し、当該樹脂フィルムを前記支持部側に向けた状態で前記搬送手段により搬送され、
前記光源は、前記ガラス基板側から前記積層体に前記光を照射する、太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項２０】
請求項１３〜１９のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造装置において、
前記加熱炉の壁部の少なくとも一部は、透光性部材で構成され、
前記光源は、前記加熱炉の外部に配置され、前記透光性部材を通して前記加熱炉内の前記積層体に前記光を照射する、太陽電池モジュールの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、太陽電池モジュールの製造方法及び太陽電池モジュールの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールは、一般的に、複数の太陽電池が導線で接続されてなる太陽電池のストリングを、２つの保護部材で挟持し、各保護部材の間に封止材を充填した構造を有する。例えば、特許文献１には、封止材として熱架橋性樹脂シートを適用した太陽電池モジュールの製造方法が開示されている。この製造方法は、太陽電池、熱架橋性樹脂シート、及び保護部材を順次重ねた積層体に対して、波長１．２μｍ〜１２μｍの間で最大分光放射輝度を示し、かつ波長１．１μｍでの分光放射輝度が最大分光放射輝度の３０％以下となる光を照射して加熱することにより積層体を圧着させる工程を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１１７９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、太陽電池と封止材との接着力が弱い場合、その界面で剥がれが発生し、外観不良や絶縁低下等の問題を引き起こす可能性がある。かかる接着力を強くするために、封止材をより高温で加熱することが考えられるが、封止材の温度が高くなり過ぎると、封止材中の揮発成分により気泡が発生し、外観不良や絶縁低下がより顕著に現れる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、封止材よりも太陽電池を優先的に加熱することにより、封止材中で気泡が発生することなく、太陽電池と封止材との接着力が向上することを見出した。【０００６】
本開示の一態様である太陽電池モジュールの製造方法は、太陽電池、封止材、及び保護部材を順に重ねて加熱圧着することにより積層体を作製する第１工程と、当該積層体の太陽電池を加熱する工程であって、太陽電池の温度上昇により封止材を間接的に加熱する第２工程とを備える。【０００７】
本開示の一態様である太陽電池モジュールの製造方法は、太陽電池、封止材、及び保護部材を順に重ねて加熱圧着することにより積層体を作製するラミネート装置と、積層体の全体を加熱する加熱炉と、最大ピーク波長が１５００ｎｍ以下の光を積層体に照射する光源と、積層体を搬送する搬送手段とを備え、光源から出力された光により、積層体の太陽電池を選択的に加熱し、当該太陽電池の温度上昇により封止材を間接的に加熱する。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の一態様によれば、太陽電池と封止材との接着性が改善された太陽電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態の一例である太陽電池モジュールの断面図である。
【図２】実施形態の一例である太陽電池モジュールの製造方法を説明するための図である。
【図３】実施形態の他の一例である太陽電池モジュールの製造方法を説明するための図である。
【図４】実施形態の他の一例である太陽電池モジュールの製造方法を説明するための図である。
【図５】図４に示す方法を適用した場合の効果を説明するための図である。
【図６】実施形態の他の一例である太陽電池モジュールの製造方法を説明するための図である。
【図７】実施形態の一例である太陽電池モジュールの製造装置（ラミネート装置は省略）を示す図である。
【図８】実施形態の一例である太陽電池モジュールの製造装置の光照射部を示す図である。
【図９】実施形態の他の一例である光照射部を示す図である。
【図１０】実施形態の他の一例である光照射部を示す図である。
【図１１】実施形態の他の一例である光照射部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、実施形態の一例について詳細に説明する。
実施形態において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された構成要素の寸法比率などは、現物と異なる場合がある。具体的な寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
【００１１】
図１は、実施形態の一例である太陽電池モジュール１０の断面図である。
太陽電池モジュール１０は、複数の太陽電池１１と、太陽電池１１の受光面側に設けられた第１保護部材１２と、太陽電池１１の裏面側に設けられた第２保護部材１３とを備える。複数の太陽電池１１は、第１保護部材１２及び第２保護部材１３により挟持されると共に、各保護部材の間に充填された封止材１４により封止されている。太陽電池モジュール１０は、例えば、隣り合う太陽電池１１同士が導線１５で接続されてなるストリングを複数有する。ストリングとは、列状に配置された複数の太陽電池１１が導線１５によって直列接続されたものである。
【００１２】
ここで、太陽電池モジュール１０及び太陽電池１１の「受光面」とは太陽光が主に入射（５０％超過〜１００％）する面を意味し、「裏面」とは受光面と反対側の面を意味する。受光面、裏面の用語は、保護部材等の他の構成要素についても使用する。
【００１３】
太陽電池１１は、太陽光を受光することでキャリアを生成する光電変換部を備える。光電変換部には、例えば、その受光面上に受光面電極が、裏面上に裏面電極がそれぞれ形成される（いずれも図示せず）。裏面電極は、受光面電極よりも大面積に形成されることが好適である。太陽電池１１の構造は特に限定されず、例えば光電変換部の裏面上のみに電極が形成された構造であってもよい。なお、電極面積が大きい方の面又は電極が形成される面が「裏面」であるといえる。
【００１４】
光電変換部は、例えば、結晶系シリコン（ｃ‐Ｓｉ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、インジウム燐（ＩｎＰ）等の半導体基板と、基板上に形成された非晶質半導体層と、非晶質半導体層上に形成された透明導電層とを有する。具体例としては、ｎ型単結晶シリコン基板の受光面上にｉ型非晶質シリコン層、ｐ型非晶質シリコン層、及び透明導電層を順に形成し、裏面上にｉ型非晶質シリコン層、ｎ型非晶質シリコン層、及び透明導電層を順に形成した構造が挙げられる。透明導電層は、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の金属酸化物に、錫（Ｓｎ）やアンチモン（Ｓｂ）等をドープした透明導電性酸化物から構成されることが好ましい。
【００１５】
電極は、例えば複数のフィンガー部と、複数のバスバー部とからなる。フィンガー部は、透明導電層上の広範囲に形成される細線状の電極であり、バスバー部は、フィンガー部からキャリアを収集する電極である。本実施形態では、光電変換部の各面上に３本のバスバー部が設けられ、導線１５は各バスバー部上にそれぞれ取り付けられている。導線１５は、隣り合う太陽電池１１の間で太陽電池モジュール１０の厚み方向に曲がって、一方の太陽電池１１の受光面と他方の太陽電池１１の裏面とに接着剤等を用いてそれぞれ取り付けられる。
【００１６】
第１保護部材１２には、例えば、ガラス基板や樹脂基板、樹脂フィルム等の透光性を有する部材を用いることができる。これらのうち、耐火性、耐久性等の観点から、ガラス基板を用いることが好ましい。ガラス基板の厚みは特に限定されないが、好ましくは２ｍｍ〜６ｍｍ程度である。
【００１７】
第２保護部材１３には、第１保護部材１２と同じ透明な部材を用いてもよいし、不透明な部材を用いてもよい。第２保護部材１３には、例えば、樹脂フィルム（樹脂シート）が好適に用いられる。水分透過性を低くする等の観点から、樹脂フィルムには、アルミニウム等の金属層やシリカ等の無機化合物層が形成されていてもよい。樹脂フィルムの厚みは特に限定されないが、好ましくは１００μｍ〜３００μｍ程度である。
【００１８】
封止材１４は、太陽電池１１と第１保護部材１２との間に設けられた第１封止材１４ａ（以下、単に「封止材１４ａ」とする）と、太陽電池１１と第２保護部材１３との間に設けられた第２封止材１４ｂ（以下、単に「封止材１４ｂ」とする）とを含むことが好適である。詳しくは後述するように、太陽電池モジュール１０は、シート状の封止材１４ａ，１４ｂを用いたラミネート工程を経て製造される。封止材１４ａ，１４ｂの厚みは特に限定されないが、好ましくは１００μｍ〜１０００μｍ程度である。
【００１９】
封止材１４の構成材料は、ラミネート工程に適用可能な樹脂を主成分（５０重量％超過）とし、好ましくは当該樹脂を８０重量％以上、より好ましくは９０重量％以上含む。封止材１４には、樹脂の他に、酸化防止剤や紫外線吸収剤、封止材１４ｂには酸化チタン等の顔料など、各種添加剤が含まれていてもよい。封止材１４は、少なくともカップリング剤を含有することが好ましい。
【００２０】
封止材１４の主成分として好適な樹脂は、炭素数２〜２０のαオレフィンから選らばれる少なくとも１種を重合して得られるオレフィン系樹脂（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンとその他のαオレフィンとのランダム又はブロック共重合体など）、エステル系樹脂（例えば、ポリオールとポリカルボン酸又はその酸無水物・低級アルキルエステルとの重縮合物など）、ウレタン系樹脂（例えば、ポリイソシアネートと活性水素基含有化合物（ジオール、ポリオールリオール、ジカルボン酸、ポリカルボン酸、ポリアミン、ポリチオール等）との重付加物など）、エポキシ系樹脂（例えば、ポリエポキシドの開環重合物、ポリエポキシドと上記活性水素基含有化合物との重付加物など）、αオレフィンとカルボン酸ビニル、アクリル酸エステル、又はその他ビニルモノマーとの共重合体などが例示できる。
【００２１】
これらのうち、特に好ましくはオレフィン系樹脂（特に、エチレンを含む重合体）、及びαオレフィンとカルボン酸ビニルとの共重合体である。αオレフィンとカルボン酸ビニルとの共重合体としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が特に好ましい。ＥＶＡを用いる場合には、ベンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン等の有機過酸化物を架橋剤として用いることが好ましい。
【００２２】
封止材１４ａ，１４ｂは、同じ材料から構成されてもよいが、温度サイクル耐性や高温高湿耐性の両立等の観点から、互いに異なる材料で構成されることが好ましい。封止材１４ａ，１４ｂの好適な構成材料及びその組み合わせとしては、封止材１４ａに架橋密度の高い樹脂を用い、封止材１４ｂに架橋密度の低い樹脂又は非架橋性の樹脂を用いることが挙げられる。樹脂の架橋密度はゲル分率により評価できる。ゲル分率が高いほど樹脂の架橋密度が高い傾向にある。
【００２３】
上記カップリング剤は、少なくとも封止材１４ａに含有され、好ましくは封止材１４ｂにも含有される。カップリング剤を用いることにより、太陽電池１１と封止材１４との接着力が向上し、界面剥離を抑制し易くなる。カップリング剤としては、シランカップリング剤、チタネート系カップリング、及びアルミネート系カップリング剤等が挙げられる。これらのうち、シランカップリング剤が特に好ましい。シランカップリング剤としては、ビニルトリエトキシキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【００２４】
図２は、上記構成を備えた太陽電池モジュール１０の製造工程の一例を示す図である。
太陽電池モジュール１０の製造工程（以下、「本製造工程」という）は、太陽電池１１のストリングを、第１保護部材１２、第２保護部材１３、及びシート状の封止材１４ａ，１４ｂ（以下、「封止材シート１４ａ，１４ｂ」という）を重ねて加熱圧着（ラミネート）することで、積層体１６を作製する第１工程（図２（ａ）参照）を備える。第１工程は、ラミネート工程と呼ばれる。なお、太陽電池１１のストリングは、従来公知の方法で作製できる。
【００２５】
第１工程（ラミネート工程）は、ラミネート装置２０を用いて行われる。ラミネート装置２０は、例えば、ヒーター２１と、２室に分離された真空室（上部真空室２２及び下部真空室２３）とを備える。真空室は、伸縮性を有するラバー２４により仕切られている。
【００２６】
第１工程では、第１保護部材１２、封止材シート１４ａ、太陽電池１１、封止材シート１４ｂ、及び第２保護部材１３が、この順番でヒーター２１上に重ね合わせて載置される。続いて、上部真空室２２及び下部真空室２３を排気しながら、重ね合わせた部材をヒーター２１で加熱する。次に、上部真空室２２の排気を停止して大気を導入することで、ラバー２４がヒーター２１側に伸びて重ね合わせた部材を押えつける。この状態で１５０℃程度に加熱することにより、封止材シート１４ａ，１４ｂを構成する樹脂（以下、「樹脂１４」という）を軟化（溶融）させる。また、樹脂１４が架橋性樹脂である場合は、当該加熱により架橋反応が進行する。
【００２７】
本製造工程は、第１工程で作製された積層体１６の太陽電池１１を加熱する第２工程（図２（ｃ）参照）を備える。第２工程では、積層体１６の太陽電池１１を優先的に加熱する。「太陽電池１１を優先的に加熱する」とは、積層体１６において、太陽電池１１の温度が他の部材よりも優先的に上昇するように加熱することを意味する。
【００２８】
本製造工程は、第１工程で作製された積層体１６の全体を加熱するキュア工程（図２（ｃ）参照）を備えることが好適である。キュア工程は、加熱炉３０を用いて行われる。図２に示す例では、キュア工程中に第２工程が行われる。即ち、第１工程で作製された積層体１６は加熱炉３０に搬入され、ここで第２工程とキュア工程とが同時に行われる。
【００２９】
キュア工程は、主に樹脂１４の架橋反応を促進して架橋密度を高めるための工程である。加熱炉３０としては、積層体１６を搬入可能なものであれば特に限定されず、例えば抵抗加熱炉を用いることができる。加熱炉３０内の雰囲気温度は、１００℃〜１８０℃程度が好ましく、１２０℃〜１７０℃程度（例えば、１６０℃程度）がより好ましい。キュア工程の時間は、架橋反応の促進と生産性等を考慮して、５分〜６０分程度が好ましく、１０分〜４５分程度がより好ましい。
【００３０】
第２工程では、太陽電池１１を優先的に加熱することで、太陽電池１１の温度上昇により封止材１４を間接的に加熱する。第２工程では、加熱された太陽電池１１の熱が封止材１４に伝わり、太陽電池１１との界面近傍における封止材１４が局所的に加熱される。つまり、第２工程における太陽電池１１の加熱手段には、太陽電池１１のみを選択的に加熱し、封止材１４の温度を直接上昇させない又は上昇させる程度が小さいことが要求される。かかる局所的な封止材１４の加熱により、封止材１４中の気泡の発生を防止しながら、太陽電池１１と封止材１４との接着力を向上させることができる。第２工程を含む本製造工程は、封止材１４がカップリング剤を含有する場合において特に好適である。
【００３１】
第２工程は、例えば最大ピーク波長が１５００ｎｍ以下の光（以下、「特定光」という場合がある）を積層体１６に照射して太陽電池１１を優先的に加熱する光照射アニール工程である。即ち、第２工程では、特定光を照射可能な光源を用いて光照射を行う。特定光の最大ピーク波長は、太陽電池１１の選択的な加熱と封止材１４等の劣化防止の観点から、４００ｎｍ〜１５００ｎｍ程度が好ましく、４００ｎｍ〜１２００ｎｍ程度がより好ましい。最大ピーク波長が当該範囲にある光は、太陽電池１１に吸収され易く、かつ封止材１４を透過し易いため、太陽電池１１の温度を優先的に上昇させることができる。
【００３２】
第２工程では、上記特定光を照射可能な光源であって、好ましくは１５００ｎｍ以上の光の照射強度が最大ピークの１％以下、より好ましくは最大ピークの０．５％以下である光源を用いて光照射を行う。さらに、当該光源から出力される光（特定光）は、１２００ｎｍ以下の光の割合が９９％以上であることが特に好ましい。波長１２００ｎｍ、特に１５００ｎｍを超える光は封止材１４（オレフィン系樹脂）に吸収され易いため、積層体１６に照射される特定光は、波長１２００ｎｍ以下の光の割合が多く、１２００ｎｍ、特に１５００ｎｍに超える光の割合が少ないことが好適である。
【００３３】
光照射工程で用いられる光源４０は、上記特定光を照射可能なものであれば特に限定されず、例えばキセノンランプ、ハロゲンランプ、又はＬＥＤ等を用いることができる。図２に示す例では、加熱炉３０内に光源４０が設置されている。図２等では光源４０を電球形で図示しているが、上記のように図面は模式的に記載されたものであり、当該記載は光源の形状を限定するものではない。後述の図７に示すように、ＬＥＤ基板をそのまま光源に用いてもよい。積層体１６は、加熱炉３０により全体的に加熱されるが、特定光の照射により、太陽電池１１及び太陽電池１１との界面近傍における封止材１４の温度は積層体１６の他の部分の温度（加熱炉３０の雰囲気温度）よりも、例えば２℃〜７０℃程度高くなる。但し、太陽電池１１との界面近傍における封止材１４の温度は、２００℃以下であることが好ましい。太陽電池１１の加熱温度は、例えば、光源４０の出力を変化させることにより調整できる。
【００３４】
第２工程で特定光を照射する場合、積層体１６の両側から特定光を照射してもよいが、生産性等の観点から、好ましくは積層体１６の片側から特定光を照射する。特に、第２保護部材１３に金属層が設けられている場合や、封止材１４ｂに酸化チタン等の顔料が含まれている場合は、第１保護部材１２側から特定光を照射する。
【００３５】
第２工程では、積層体１６の太陽電池１１に通電して太陽電池１１を優先的に加熱することもできる。好適な通電条件等は、下記の通りである。
・電源：直流電源、交流電源のいずれも適用可能。
・電流値：好ましくは０．１Ａ〜５０Ａ、より好ましくは５Ａ〜２０Ａである。
・加熱温度：例えば、電流値で調整可能。太陽電池１１の温度を他の部分よりも１℃〜３０度程度高くすることができる。
・電流方向：太陽電池１１（ダイオード）に対して順方向が好ましい。
【００３６】
第２工程における太陽電池１１の加熱手段には、特定光の照射及び太陽電池１１への通電の他にも、例えば誘電加熱等を適用することができる。
【００３７】
上記工程終了後、必要により、積層体１６のトリミング工程や、フレーム、端子ボックスの取り付け工程を経て、太陽電池モジュール１０が得られる。
【００３８】
以上のように、本製造工程によれば、太陽電池１１との界面近傍における封止材１４を局所的に加熱することができ、封止材１４全体の温度が上がり過ぎることを防止できる。これにより、封止材１４中の気泡の発生を防止しながら、太陽電池１１と封止材１４との接着力を向上させることができる。したがって、本製造工程によれば、太陽電池１１と封止材１４との界面における剥離に起因した外観不良や絶縁低下等の問題が発生し難い、信頼性の高い太陽電池モジュール１０を提供することができる。なお、本製造工程は、封止材１４がカップリング剤を含有する場合に、太陽電池１１の表面とカップリング剤との反応を大幅に促進できるため、特に好適である。
【００３９】
図３〜図６は、太陽電池モジュール１０の製造工程の他の一例を示す図である。
図３に示す例では、太陽電池１１と封止材１４との接着力を向上させる第２工程を行うタイミングが、図２に示す例と異なっている。図３に示す例では、第１工程とキュア工程との間において第２工程（図３（ｂ）参照）が行われる。例えば、積層体１６をラミネート装置２０から加熱炉３０に搬送する経路に光源４０が設置され、当該搬送過程で光照射工程が行われる。
【００４０】
上記搬送中における積層体１６の温度（雰囲気温度）は、室温以上であり、例えば室温（２０℃）〜１５０℃程度、好ましくは７０℃〜１５０℃程度である。第２工程では、特定光の照射等により、太陽電池１１を７０℃〜２００℃に加熱することが好ましい。図３に示す例では、積層体１６の搬送経路に光源４０を複数設置して積層体１６を搬送しながら特定光を照射してもよい。
【００４１】
なお、第２工程は、キュア工程後に行われてもよい。第２工程は、第１工程とキュア工程との間、キュア工程中、及びキュア工程後の少なくともいずれかにおいて行うことができ、複数回行われてもよい。例えば、第１工程とキュア工程との間及びキュア工程中、又は第１工程とキュア工程との間及びキュア工程後、又はキュア工程中及びキュア工程後に、第２工程を設けてもよい。
【００４２】
図４に示す例では、光照射工程における特定光の照射量（以下、単に「光量」という場合がある）を時間の経過と共に増加させる。例えば、出力が異なる複数の光源４１，４２，４３（同種の光源を用いて、互いに異なる出力に調整してもよい）を、積層体１６の搬送経路の上流側から出力が低い順に配置することで、積層体１６に対する光量を段階的に増加させることができる。或いは、１つの光源を用いて、その出力を次第に又は段階的に上昇させることで、経時的に光量を増加させてもよい。また、光源の数や処理時間を変更して光量を調整してもよい。
【００４３】
経時的に光量を増加させる当該光照射工程は、キュア工程後に行うことが特に有効である。即ち、キュア工程の直後は光量を少なくし、キュア工程が終了してからある程度の時間が経過したときに光量を多くすることが好ましい。当該光照射工程の雰囲気温度は、キュア工程における雰囲気温度よりも低い温度が好ましい。第２工程は、例えば２０℃〜１５０℃の雰囲気温度で行われる。
【００４４】
図５は、キュア工程後に当該光照射工程を行った場合の太陽電池１１等の温度を示す。
キュア工程後において段階的に光量を増加させた場合、例えば太陽電池１１の温度Ｔ11の大幅な上昇を防止しながら、太陽電池モジュール１０の全体の温度Ｔ10（太陽電池１１以外の部分の温度）を下げることができる。この場合、好ましくは太陽電池１１の温度Ｔ11を略一定、即ち温度Ｔ11をキュア工程時の温度に維持するように光量を調整する。キュア工程直後の太陽電池モジュール１０の温度が高い状態で光量を多くすると、封止材１４の温度が高くなり過ぎて気泡の発生や外観不良、絶縁低下等を引き起こすことが想定されるが、当該光照射工程によれば、このような不具合を防止できる。経時的に光量を増加させることにより、例えば太陽電池１１及びその界面近傍の封止材１４の温度を１２０℃〜１７０℃程度に維持しながら、その他の部分の温度を下げることができる。ゆえに、太陽電池モジュール１０の全体にかかる熱履歴を緩和して、封止材１４における気泡発生等を防止できる。
【００４５】
図６に示す例では、第１保護部材１２上に高熱伝導性部材４４を配置した状態で、第１保護部材１２側から積層体１６に対して特定光を照射する。高熱伝導性部材４４は、複数の太陽電池１１上に亘って当該各太陽電池の一部を覆うように第１保護部材１２上に配置される。即ち、図６に示す例では、積層体１６の厚み方向に、太陽電池１１と高熱伝導性部材４４とが重なっている。
【００４６】
高熱伝導性部材４４は、保護部材や封止材１４よりも熱伝導性の高い部材であって、光照射により上昇する各太陽電池１１の温度の分布を小さくする役割を果たす。つまり、光照射により温度が上昇した高熱伝導性部材４４から保護部材等を介して複数の太陽電池１１に熱が伝達される。これにより、各太陽電池１１に入射する光量に差がある場合でも、各太陽電池１１の温度分布を小さくすることができ、各太陽電池１１と封止材１４との接着強度の均一化を図ることができる。
【００４７】
高熱伝導性部材４４には、金属プレートや金属バー、金属ワイヤー、金属メッシュ等を用いることができる。高熱伝導性部材４４は、例えば太陽電池１１同士の間隙の幅よりもやや長い幅と、太陽電池１１の複数個分の長さとを有し、太陽電池１１同士の間隙上に位置するように設けることができる。この場合、太陽電池１１に入射する光量の減少を抑制しながら、各太陽電池１１の均熱化を図ることができる。高熱伝導性部材４４は、全ての太陽電池１１上に配置されてもよく、太陽電池１１に入射する光量の差が大きな部分のみに配置されてもよい。なお、後述する搬送手段の支持部を高熱伝導性部材４４として利用することもできる。
【００４８】
以下、図７〜図１１を参照しながら、本発明の実施形態の一例である太陽電池モジュールの製造装置５０について詳説する。
【００４９】
図７は、太陽電池モジュールの製造装置５０を示す図である。
太陽電池モジュールの製造装置５０は、ラミネート装置２０（図２及び図３参照）と、積層体１６の全体を加熱する加熱炉３０と、特定光を積層体１６に照射する光源４０と、積層体１６を搬送する搬送手段とを備える。ラミネート装置２０は、太陽電池１１、封止材１４、及び保護部材を順に重ねて加熱圧着することにより積層体１６を作製する装置である。光源４０は、積層体１６に特定光を照射する装置であって、具体的にはキセノンランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、又はＬＥＤ等である。光源４０から出力された特定光は、太陽電池１１を選択的に加熱し、太陽電池１１の温度上昇により封止材１４が間接的に加熱される。
【００５０】
搬送手段の一例は、積層体１６が載せられる支持部５３が無端状のベルト５２の長手方向に沿って所定間隔で複数配置されたベルトコンベア５１である。各支持部５３は、例えばベルト５２の幅方向に延びた金属バー又は金属プレートであって、各支持部５３の端部同士が連結されて無端状のベルト５２が構成されている。
【００５１】
ベルトコンベア５１は、例えばラミネート装置２０で作製された積層体１６を加熱炉３０内に搬送し、続いて加熱炉３０から光照射部４５に搬送する。即ち、ベルトコンベア５１の上流側に加熱炉３０が、下流側に光照射部４５がそれぞれ配置されている。光照射部４５とは、光源４０が配置される部分である。図７に示す例では、ベルト５２の長手方向に沿って複数の光源４０が配置されている。各光源４０は、同じものであってもよく、出力等が異なるものであってもよい。例えば、ベルトコンベア５１の下流側に上流側よりも高出力の光源４０を設置して、加熱炉３０で行われるキュア工程から時間が経過するほど積層体１６に対する光量を増加させてもよい。
【００５２】
第１保護部材１２がガラス基板であり、第２保護部材１３が樹脂フィルムである場合、積層体１６は、ガラス基板を支持部５３側に向けてベルトコンベア５１に載せられることが好適である。ガラス基板は、樹脂フィルムに比べて加熱により変形し難いため、このように配置することが好ましい。樹脂フィルムが特定光を透過する場合は、ガラス基板側、樹脂フィルム側の両方から特定光が入射可能（両面入射可能）である。各保護部材がガラス基板である場合も両面入射が可能である。樹脂フィルムが特定光を透過し難い又は透過しない場合は、勿論ガラス基板側から光照射を行う。
【００５３】
光源４０は、例えばベルト５２のキャリア部５２ａとリターン部５２ｂとの間に配置されることが好適であり、各支持部５３の間から積層体１６に光を照射する。ここで、キャリア部５２ａとは、積層体１６を載せて搬送する部分であり、リターン部５２ｂとは、キャリア部５２ａの裏側に回り込む部分である。つまり、ベルトコンベア５１の中において、各支持部５３の間から積層体１６に対して光照射可能な位置に光源４０を設置する。これにより、例えばベルトコンベア５１の下（リターン部５２ｂの下）に光源４０を設置した場合と比べて効率良く光照射を行うことができる。
【００５４】
好適な光源４０の一例はＬＥＤである。光源４０には、好ましくは１５００ｎｍ以上の光の照射強度が最大ピークの１％以下、より好ましくは最大ピークの０．５％以下であるＬＥＤを用いることができる。ＬＥＤから出力される光（特定光）は、１２００ｎｍ以下の光の割合が９９％以上であることが特に好ましい。かかるＬＥＤとしては、ＣＯＢ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｂｏａｒｄ）構造のＬＥＤが例示できる。ＬＥＤ等の光源４０から出力される光を目的とする照射位置に集光すべく、光源４０と積層体１６の間にレンズ４６を設けてもよい。レンズ４６は、ガラス製、樹脂製、金属製のいずれであってもよい。
【００５５】
なお、光照射部４５には、加熱炉が設けられていてもよい。例えば、ベルトコンベア５１に沿って光照射部４５まで延びる加熱炉３０を用いてもよく、加熱炉３０とは別の加熱炉を用いてもよい。いずれの場合も、光照射工程の雰囲気温度は、キュア工程における雰囲気温度よりも低い温度とすることが好ましい。キュア工程から時間が経過するほど、雰囲気温度を低くしてもよい。
【００５６】
図８〜図１１は、光照射部４５の他の一例を示す図である。
図８に示す例では、図２に示す例と同様に、加熱炉３１内の積層体１６に特定光を照射して、キュア工程と第２工程とを同時に行う。但し、光源４０が加熱炉３１の外部に配置されている点で、図２に示す場合と異なる。図８に示す例では、加熱炉３１の壁部の少なくとも一部が、特定光を透過する透光性部材３２で構成されている。そして、加熱炉３１の外部に設置された光源４０から出力された特定光は、透光性部材３２を通して加熱炉３１内に入射する。これにより、光源４０を加熱炉内に設置する場合と比べて、光源４０の寿命を延ばすことができる。
【００５７】
透光性部材３２としては、特定光を透過するガラスや樹脂シートが例示できる。効率的な光照射を可能とすべく、光源４０から出力された特定光のガラスに対する入射角θが６０°以下である割合が高いことが好ましく、具体的には全出力光の５０％以上であることが好ましい。例えば、図７に示す例において光照射部４５に加熱炉が設置される場合、当該加熱炉の底壁の一部に透光性部材を設けて光源４０を加熱炉の外部に配置することが好適である。
【００５８】
図９に示す例では、ベルトコンベア５１の支持部５３が、積層体１６の端部に位置するように設けられている。また、支持部５３は、積層体１６の太陽電池１１同士の間隙に位置するように設けられている。ゆえに、積層体１６の厚み方向に、太陽電池１１と支持部５３とが略重なっていない。つまり、図９に示す例では、支持部５３が太陽電池１１同士の間隙に対応する間隔で配置されると共に、支持部５３が当該間隙に位置するように積層体１６がベルトコンベア５１に載せられる。搬送性等に問題がなければ、積層体１６の端部、又は太陽電池１１同士の間隙のいずれかに合わせて、支持部５３を設けてもよい。これにより、支持部５３による遮光ロスを低減乃至無くすことができる。
【００５９】
図１０に示す例では、搬送手段として、積層体１６が載せられる支持部である搬送ローラー５６が複数配置されたローラーコンベア５５が適用されている。光源４０は、ローラーコンベア５５の裏側、即ち搬送ローラー５６の下に配置され、各搬送ローラー５６の間から積層体１６に特定光を照射する。ローラーコンベア５５では、各搬送ローラー５６の位置は固定されており、例えば搬送ローラー５６の一部が回転駆動して積層体１６を搬送する。ゆえに、積層体１６において搬送ローラー５６により遮光される部分は変化するため、積層体１６の各太陽電池１１に対してまんべんなく特定光を照射することができる。
【００６０】
図１１に示す例では、第２保護部材１３（樹脂フィルム）を支持部５３側に向けた状態で積層体１６を搬送する。即ち、ベルトコンベア５１は、第１保護部材１２（ガラス基板）が上を向いた状態で積層体１６を搬送する。この場合も、ガラス基板側から積層体１６に光照射を行うことが好ましく、光源４０は、例えばベルトコンベア５１の上方に配置される。
【００６１】
なお、搬送手段の支持部を透光性部材、例えば特定光を透過するガラスや樹脂で構成することもできる。また、支持部が金属製である場合は、これを上記高熱伝導性部材として利用することもできる。
【符号の説明】
【００６２】
１０  太陽電池モジュール、１１  太陽電池、１２  第１保護部材、１３  第２保護部材、１４  封止材、１４ａ  第１封止材、１４ｂ  第２封止材、１５  導線、１６  積層体、２０  ラミネート装置、２１  ヒーター、２２  上部真空室、２３  下部真空室、２４  ラバー、３０，３１  加熱炉、３２  透光性部材、４０，４１，４２，４３  光源、４４  高熱伝導性部材、４５  光照射部、４６  レンズ、５０  太陽電池モジュールの製造装置、５１  ベルトコンベア、５２  ベルト、５２ａ  キャリア部、５２ｂ  リターン部、５３  支持部、５５  ローラーコンベア、５６  搬送ローラー
【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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【国際調査報告】
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