(57)【要約】【課題】加工後の太陽電池モジュールから封止材を容易にかつ架橋密度測定に影響しない状態で取り出し、封止材の架橋密度を正確に測定することが可能な架橋密度測定準備方法を提供する。【解決手段】太陽電池モジュールに用いられる封止材１０２を金属製シート１０１で挟んで試験片１０を作成する工程と、太陽電池モジュールの作成前に試験片１０を太陽電池モジュールに用いられる少なくとも２つの層の間に載置する工程と、載置された試験片１０に太陽電池モジュールに用いられる層とともにラミネート加工を行い太陽電池モジュール７を作成する工程と、作成した太陽電池モジュールから試験片１０を取り出す工程と、試験片１０から金属製シート１０１を電気分解により分離して架橋密度測定用の試験片とする工程とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池モジュールに用いられる封止材の表面を金属製シートで覆って試験片を作成する工程と、
前記太陽電池モジュールの作成前に、前記試験片を、前記太陽電池モジュールに用いられる少なくとも２つの層の間に載置する工程と、
載置された前記試験片に、前記太陽電池モジュールに用いられる前記層とともにラミネート加工を行い、前記太陽電池モジュールを作成する工程と、
作成した前記太陽電池モジュールから前記試験片を取り出す工程と、
取り出した前記試験片から前記金属製シートを電気分解により分離して、架橋密度測定用の試験片とする工程と、
を備えることを特徴とする太陽電池モジュールの封止材の架橋密度測定準備方法。
【請求項２】
前記試験片から前記金属製シートを電気分解により分離して、架橋密度測定用の試験片とする工程において、
前記金属製シートを電解液に浸漬し、電源、前記金属製シート、前記電解液、陰極から成る閉ループを形成し、この閉ループにおける電流値に基づいて前記金属製シートの電気分解量を検出し、この電気分解量に基づいて、前記電解液中で前記金属製シートを移動する、または前記電解液の水位を変化させ、あるいはまた前記電解液を前記金属製シート上に放出する位置を移動することにより、前記金属製シートを電気分解させる位置を制御することを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池モジュールの封止材の架橋密度測定準備方法。
【請求項３】
前記試験片から前記金属製シートを電気分解により分離して、架橋密度測定用の試験片とする工程において、
前記金属製シートを電解液に浸漬し、電源、前記金属製シート、前記電解液、陰極から成る閉ループを形成し、この閉ループにおける電流値が所定値より低下したときに、前記電解液中で前記金属製シートを移動する、または前記電解液の水位を変化させ、あるいはまた前記電解液を前記金属製シート上に放出する位置を移動することにより、前記金属製シートを電気分解させる位置を制御することを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池モジュールの封止材の架橋密度測定準備方法。
【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封止材の架橋密度測定準備方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電装置を構成する太陽電池モジュールは、太陽電池モジュールの理想的耐用年数である約２０年間に渡って太陽電池セルを外的環境から保護するために、ガラス、裏面保護用シート等によりパッケージングしたものである。一般的な太陽電池モジュールとしては、１枚当たり数Ｗ程度の出力である太陽電池セルを複数個直列または並列に接続したもの、または単一の太陽電池セルの両面を、カバーガラス、バックシート等で覆い、封止材により封止し接着したものが知られている。
【０００３】
また、一般的な太陽電池モジュールの製造方法としては、カバーガラス、封止材、太陽電池セル、封止材、バックシートの順に積層した積層体に、真空下で加熱及び加圧を行うラミネート加工による方法がよく知られている。
【０００４】
ここで、封止材としては、エチレン酢酸ビニル共重合体（以下、ＥＶＡと称する）を主成分とする材料がよく知られている。しかし、上述したような長期間に渡って太陽電池セルを保護するためには、カバーガラス、太陽電池セル、バックシートの各々が確実に接着されている必要がある。このため、太陽電池モジュールの品質を評価するためには、加工後の太陽電池モジュールの封止材の接着度を正確に測定することが大変重要である。
【０００５】
接着度の評価のためには、ラミネート加工後の封止材の架橋密度を測定する方法が一般的に知られている。しかし、加工後の太陽電池モジュールから封止材を取り出して評価する際に、封止材の剥ぎ取りが困難である、あるいは封止材が崩れて測定不能となる等、評価が困難であるという問題があった。
【０００６】
そこで従来は、太陽電池モジュールの封止材の架橋密度測定用の試験片としてラミネート加工前の封止材を、テフロン（登録商標）シートに代表されるフッ素樹脂シートに挟んで使用していた。そして、カバーガラス、試験片、太陽電池セル、試験片、バックシートの順に積層してラミネート加工し、加工後の太陽電池モジュールより取り出した試験片から、封止材とフッ素樹脂シートとを分離して架橋密度の測定を行っていた。
【０００７】
ここで、使用されるフッ素樹脂シートは、対薬品性、非粘着性が高く、封止材に対して架橋反応を起こさない性質であるため、ラミネート加工後の太陽電池モジュールから封止材の離脱を容易に行うためには有効であった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、フッ素樹脂シートは熱伝導率が低い。このため、ラミネート加工による封止材の加熱効率に影響し、実際のモジュール作成時の架橋を確実に再現していないおそれがある。つまり、フッ素樹脂シートを使用した試験片を用いて評価を行った場合、架橋密度の正確な値が得られない可能性があるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、加工後の太陽電池モジュールから封止材を実際に近い状態で容易にかつ架橋密度測定に影響しない形状で取り出し、封止材の架橋密度を正確に測定することが可能な架橋密度測定準備方法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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明における太陽電池モジュールの封止材の架橋密度測定準備方法は、
太陽電池モジュールに用いられる封止材の表面を金属製シートで覆って試験片を作成する工程と、
前記太陽電池モジュールの作成前に、前記試験片を、前記太陽電池モジュールに用いられる少なくとも２つの層の間に載置する工程と、
載置された前記試験片に、前記太陽電池モジュールに用いられる前記層とともにラミネート加工を行い、前記太陽電池モジュールを作成する工程と、
作成した前記太陽電池モジュールから前記試験片を取り出す工程と、
取り出した前記試験片から前記金属製シートを電気分解により分離して、架橋密度測定用の試験片とする工程と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
ここで、前記試験片から前記金属製シートを電気分解により分離して、架橋密度測定用の試験片とする工程において、
前記金属製シートを電解液に浸漬し、電源、前記金属製シート、前記電解液、陰極から成る閉ループを形成し、この閉ループにおける電流値に基づいて前記金属製シートの電気分解量を検出し、この電気分解量に基づいて、前記電解液中で前記金属製シートを移動する、または前記電解液の水位を変化させ、あるいはまた前記電解液を前記金属製シート上に放出する位置を移動することにより、前記金属製シートを電気分解させる位置を制御してもよい。
【００１２】
あるいは、前記試験片から前記金属製シートを電気分解により分離して、架橋密度測定用の試験片とする工程において、
前記金属製シートを電解液に浸漬し、電源、前記金属製シート、前記電解液、陰極から成る閉ループを形成し、この閉ループにおける電流値が所定値より低下したときに、前記電解液中で前記金属製シートを移動する、または前記電解液の水位を変化させ、あるいはまた前記電解液を前記金属製シート上に放出する位置を移動することにより、前記金属製シートを電気分解させる位置を制御することもできる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、熱伝導率の高い金属製シートを使用することにより、従来のようなフッ素樹脂シートを使用した架橋密度測定ではその熱抵抗の影響を受けていた測定値を、より実際の太陽電池モジュールに近い状態で正確に得ることができる。しかも、フッ素樹脂シート使用時と同様、加工後の太陽電池モジュールから封止材を実際に近い状態で容易にかつ架橋密度測定に影響しない形状で取り出すことができ、評価を確実かつ容易に行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の適用が可能な太陽電池モジュールの概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる太陽電池モジュールの封止材の架橋密度測定準備方法における処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】同実施の形態に係わる太陽電池モジュールの封止材の架橋密度測定準備方法において、金属製シートに太陽電池モジュールの封止材を挟み試験片を作成する工程を示す斜視図である。
【図４】同実施の形態に係わる太陽電池モジュールの封止材の架橋密度測定準備方法において、作成した試験片を太陽電池モジュール作成前に積層構造の任意の層に載置する工程を示す斜視図または断面図である。
【図５】同実施の形態に係わる太陽電池モジュールの封止材の架橋密度測定準備方法において、作成した試験片を、薄膜太陽電池モジュール作成前に積層構造の任意の層に載置する工程を示す斜視図または断面図である。
【図６】同実施の形態に係わる太陽電池モジュールの封止材の架橋密度測定準備方法において、作成した太陽電池モジュールから試験片を取り出す構成を示す斜視図である。
【図７】同実施の形態に係わる太陽電池モジュールの封止材の架橋密度測定準備方法において、取り出した試験片から封止材と金属製シートとを電気分解により分解して次工程の架橋密度測定用試験片とする工程を示す説明図である。
【図８】同実施の形態に係わる太陽電池モジュールの封止材の架橋密度測定準備方法において、取り出した試験片から封止材と金属製シートとを、ケースの替わりに陰極電極を用いて電気分解により分解して次工程の架橋密度測定用試験片とする工程を示す説明図である。
【図９】同実施の形態に係わる太陽電池モジュールの封止材の架橋密度測定準備方法において、架橋密度測定を行う測定領域を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの封止材の架橋密度測定準備方法について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１に、本発明の適用が可能な太陽電池モジュールの概略構成として縦断面の構造を示す。太陽電池セル４を保護するように封止材１により封止するとともに、カバーガラス２、太陽電池セル４、例えば金属製シートに樹脂をコーティングしたバックシート３の各々を確実に接着することにより、外的環境に対する耐水性、耐食性に優れた丈夫な太陽電池モジュールとして構成されている。太陽電池セル４は、複数個が直列または並列に配線材６により接続されており、端部において電極５に接続されている。
【００１７】
以降、図２のフローチャートに本発明の実施の形態に係わる架橋密度測定準備方法における処理の手順を示し、さらに図３から図８を参照して各工程ごとに処理の内容を説明する。
【００１８】
図２におけるステップＳ１０として、試験片の作成を行う。
【００１９】
図３に示されたように、シート状の封止材１０２を、架橋密度測定のために任意に設けた測定領域に対応する大きさの個片に切り分ける。その後、金属製シート１０１から封止材１０２がはみ出さないように金属製シート１０１に挟むことで、封止材１０２の表面を金属製シート１０１で覆って試験片１０とする。ここで金属製シート１０１は、アルミニウム等の金属から成るシートであり、折り曲げ易く皺になりにくいものとして、例えば厚さが約３０〜１００μｍのものが好ましい。
【００２０】
図４（ａ）に示されたように、カバーガラス２０上における、架橋密度測定が必要な位置に任意に設けた少なくとも一つの測定領域に対応する位置に試験片１０を載置する。
【００２１】
図２におけるステップＳ２０として、試験片を積層構造内の層に載置する処理を行う。
【００２２】
図４（ｂ）に示されたように、カバーガラス２０上に、試験片１０を載置し、その上に複数個直列または並列に接続した太陽電池セル４０、さらに試験片１０、バックシート３０の順に積層し、太陽電池モジュール加工前の積層体とする。
【００２３】
また、図５（ｂ）に示されたように、ガラス等から成る基板２１上に図示されていない薄膜を形成して得られた薄膜太陽電池を用いる場合は、図５（ａ）に示されたように、基板２１上における、架橋密度測定が必要な位置に任意に設けた少なくとも一つの測定領域に対応する位置に試験片１０を載置し、さらにガラス板またはバックシート３０を積層し、太陽電池モジュール加工前の積層体とする。
【００２４】
図２におけるステップＳ３０として、太陽電池モジュールの作成を行う。
【００２５】
具体的には積層体に対し、真空下において加熱及び加圧処理から成るラミネート加工を行うことにより、太陽電池モジュールを作成する。封止材がＥＶＡである場合、ラミネート加工の過程において、封止材が約８０℃で溶融を始め、約１００℃〜１５０℃の範囲で架橋反応を進行させる。
【００２６】
従来、試験片に用いていたフッ素樹脂から成るシートは、熱伝導率が約０.１〜０.３W/mKと非常に低い。一方、本実施の形態で試験片１０に用いる金属製シート１０１は、例えばアルミニウムを用いた場合熱伝導率が約２３６W/mKと高い。これにより、本実施の形態によれば、ラミネート加工における溶融の開始、架橋反応の進行に対して試験片１０が与える影響を大幅に低減することができる。
【００２７】
ラミネート加工の後、図２におけるステップＳ４０として、太陽電池モジュールから試験片を取り出す。即ち、図６（ａ）に示された太陽電池モジュールから、図６（ｂ）に示されたような試験片１０を取り出す。
【００２８】
図２におけるステップＳ５０として、試験片から金属製シートを分離する処理を行う。即ち、図６（ｂ）に示された試験片１０において、封止材１０２と金属製シート１０１とを、電気分解を行って分離する。
【００２９】
電気分解現象を起こすためには、電解液中に２個の電極を用意して両電極間に直流電圧を印加する構成が一般に用いられている。電源、陽極、電解液、陰極、電源という閉ループを形成することにより流れる電流でイオン反応を起こし、陽極側の電極となる物質に電気分解を行うことで、電解液中に溶解する。
【００３０】
図７（ａ）に示されたように、金属製シート１０１に覆われた試験片１０を硝酸等の電解液１１に浸漬する。
【００３１】
陽極としての金属製シート１０１と、陰極としてのケース１２との間に、電源１０３により所定の電圧を印加する。ここで、電源１０３の電圧は、所望の電流が流れるように、電解液１１のインピーダンスに応じて設定すればよい。
【００３２】
これにより、電源１０３、金属製シート１０１、電解液１１、ケース１２、及び電源１０３から成る閉ループが形成され、電流が流れてイオン反応が起こり、図７（ｂ）に示されたように金属製シート１０１が電気分解されて溶解し、封止材１０２の表面が露出する。
【００３３】
ここで、電解液１１は硝酸に限定されず、電解質を有する溶液であればよい。但し、電解液１１として有機溶剤等、封止材１０２に対して浸透性が低いものを用いることが望ましい。これにより、封止材１０２に電解液１１が含まれることが抑制され、後に行う封止材１０２の架橋密度測定に対する影響を低減することができる。
【００３４】
尚、ケース１１を陰極として用いる替わりに、図８（ａ）に示されたように、陰極１３を設けて電気分解を行ってもよい。この場合も同様に、図８（ｂ）に示されたように試験片１０から金属製シート１０１が電気分解されて溶解し、封止材１０２の表面が露出する。
【００３５】
以上、基本的な電気分解の手順を説明したが、さらに架橋密度を正確に測定するために、金属製シート１０１をムラなく電気分解するための手法について説明する。
【００３６】
以下に、電気分解における電流値Ｉと電気分解量ｗとの関係を示す。
ｗ＝Ｋ・Ｉ・ｔ＝Ｋ・Ｑ
ここで、Ｋ＝電気化学当量（比例定数）
Ｉ[Ａ]＝電流値
ｔ[ｓ]＝時間
Ｑ[Ｃ]＝電気量とする。
【００３７】
このように、電流値Ｉと電気分解量ｗとは比例関係にある。電流値Ｉに基づいて、検出した金属製シート１０１の電気分解量ｗに応じて、金属製シート１０１の分解位置を移動するよう制御することができる。例えば、一般に金属製シート１０１の溶解は電解液１１の水面付近で起こり易いと考えられる。そこで、溶解していない金属製シート１０１を電解液１１の水面付近へ移動させることで、分解位置を制御してもよい。あるいは、電解液１１の水位を変える、もしくはホース等を用いて金属製シート１０１の表面に電解液１１を放水する位置を変えることによって、分解位置を移動するよう制御してもよい。
【００３８】
このように金属製シート１０１の分解位置を移動することで、金属製シート１０１の溶解にむらが生じて残存することを防ぐことができる。
【００３９】
あるいはまた、電解液１１の水面付近の金属製シート１０１が溶解すると、水面以下に金属製シート１０１が残存していても、イオン反応が飽和して電流値Ｉが低下していく。そこで、電流値Ｉが所定値まで低下したことを検出した時点で、溶解していない金属製シート１０１を電解液１１の水面付近へ移動させ、あるいは電解液１１の水位を変える、もしくはホース等により金属製シート１０１へ電解液１１を放水する位置を変えること等により、分解位置を移動するよう制御してもよい。
【００４０】
以上の手順で金属製シート１０１を試験片から分離し、図８（ｃ）に示されたように得られた封止材１０２を次工程で測定に用いる試験片１０とする。尚、金属製シート１０１が図８（ｃ）のように一部残存したとしても、架橋密度測定を行う際には支障とならない。
【００４１】
尚、図３に示された段階では、封止材１０２を測定領域の大きさに対応するように個片に切り分けた後に、金属製シート１０１に包んで試験片１０を作成している。しかし、この手順には限定されず、封止材１０２を切り分けることなく金属製シートに包んで試験片とし、ラミネート処理を行って試験片を取り出した後に電気分解により金属製シートを除去し、得られた封止材を測定領域に対応する大きさの個片に切り分けてもよい。
【００４２】
図２におけるステップＳ６０として、試験片の架橋密度の測定を行う。即ち、得られた複数の封止材１０２に対してそれぞれ架橋密度測定を行い、測定値を得る。
【００４３】
図９に示されたように、太陽電池モジュール７における所望の測定領域６０毎に架橋密度の測定値の取得が可能となる。
【００４４】
上記実施の形態はいずれも一例であって、本発明の技術的範囲内において様々に変形することが可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１      封止材
２      カバーガラス
３      バックシート
４      太陽電池セル
７      太陽電池モジュール
１０    試験片
１１    電解液
１２    ケース
１３    陰極
２０    カバーガラス
２１    基板
３０    バックシート
６０    測定領域
１０１  金属製シート
１０２  封止材
【図１】
2012238655.tif 000003
【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】
2012238655.tif 000009
【図８】
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【図９】
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