(57)【要約】【課題】球状シリコンセルで構成された光起電力素子を用いた太陽電池モジュールを、封止材における皺の発生等を生じることなく連続して製造することができるようにする。【解決手段】表面側部材合成部１１、裏面側部材合成部１２、複数の加熱ローラ対１５Ａ〜１５Ｋ、第１の予備加熱部１３、第２の予備加熱部１４、第３の予備加熱部１６Ａ〜１６Ｊを備えた。表面側部材合成部１１は、受光面シート１２１に表面封止材シート１２２を加熱接着して表面側部材１２０を形成する。裏面側部材合成部１２は、バックシート１３１に裏面封止材シート１３２を加熱接着して裏面側部材１３０を形成する。複数の加熱ローラ対１５Ａ〜１５Ｋは、光起電力素子１１０を表面封止材シート１２２と裏面封止材シート１３２との間に挟んで加熱する。【選択図】図２
2012253052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面シートに表面封止材シートを加熱接着して表面側部材を形成する表面側部材合成部と、
バックシートに裏面封止シートを加熱接着して裏面側部材を形成する裏面側部材合成部と、
光起電力素子を前記光表面側部材の前記表面封止材シート側と前記裏面側部材の前記裏面封止材シート側との間に挟んで加熱する加熱部と、
を備えた太陽電池モジュール製造装置。
【請求項２】
前記表面側部材合成部と前記加熱部との間で前記表面側部材を加熱する第１の予備加熱部と、
前記裏面側部材合成部と前記加熱部との間で前記裏面側部材を加熱する第２の予備加熱部材と、を備えた請求項１に記載の太陽電池モジュール製造装置。
【請求項３】
前記第２の予備加熱部は、前記裏面側部材上に前記光起電力素子が載置される載置位置と前記加熱部との間に配置した請求項２に記載の太陽電池モジュール製造装置。
【請求項４】
前記加熱部は、前記光起電力素子の搬送方向に沿って配置した複数の加熱ローラ対と、前記複数の加熱ローラ対のそれぞれの間に第３の予備加熱部と、を備えた請求項１〜３の何れかに記載の太陽電池モジュール製造装置。
【請求項５】
前記加熱部は、前記光起電力素子の搬送方向に沿って配置した３個以上の加熱ローラを備え、前記光起電力素子を挟んだ状態の前記表面側部材及び前記裏面側部材を前記３個以上の加熱ローラの周面の一部を順に経由して搬送する請求項１〜３の何れかに記載の太陽電池モジュール製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、可撓性を有する太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スーパーストレートモジュールの太陽電池は、受光面側の強化ガラス基板上に光起電力素子を形成するため軽量化が困難であるだけでなく、枚葉製造となるため製造効率を容易に向上することができない。そこで、特許第３４９０９６９号に開示されている球状シリコンセル等の可撓性を有する太陽電池セルによって光起電力素子を構成し、その受光面を透光性フィルムで被覆した太陽電池モジュールが用いられている。光起電力素子を球状シリコンセルで構成することにより、シリコンの使用量を減らす効果もある。
【０００３】
受光面を透光性フィルムで構成した太陽電池モジュールの製造方法として、フィルム状の表面側保護部材と裏面側保護部材との間に表面側封止材及び裏面側封止材とともに光起電力素子を封止する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
保護部材は、フィルム状の樹脂である。封止材は、フィルム状の熱可塑性接着樹脂である。表面側保護部材及び表面側封止材と裏面側封止材及び裏面側保護部材とをそれぞれ光起電力素子の上下に供給し、これらを複数の熱ローラ対の間に通過させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２７３３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、封止材に用いられるエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等の樹脂は、弾性係数が小さく伸縮性が大きいため、張力を一定に維持して搬送することが難しい。特許文献１に記載された太陽電池モジュールの製造方法では、表面側及び裏面側の保護部材、表面側及び裏面側の封止材、並びに光起電力素子の計５層を１度にラミネートするため、封止材単独での搬送距離が長くなる。封止材の搬送中の取り扱いが困難になるだけでなく、封止材の張力が不均一になり、皺の発生等により製品に不良を生じ易い。
【０００７】
この発明の目的は、可撓性を有する太陽電池セルで構成された光起電力素子を用いた太陽電池モジュールを、封止材における皺の発生等を生じることなく連続して製造することができる太陽電池モジュール製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、表面側部材合成部、裏面側部材合成部、加熱部、第１の予備加熱部、第２の予備加熱部を備えている。表面側部材合成部は、受光面シートに表面封止材シートを加熱接着して表面側部材を形成する。裏面側部材合成部は、バックシートに裏面封止シートを加熱接着して裏面側部材を形成する。加熱部は、光起電力素子を光表面側部材の表面封止材シート側と裏面側部材の裏面封止材シート側との間に挟んで加熱する。
【０００９】
この構成では、受光面シート及びバックシートのそれぞれに封止材シートを加熱接着して表面側部材及び裏面側部材を形成した後に、加熱部によって互いの間に光起電力素子を挟んで両者を加熱する。弾性係数が小さく伸縮性が大きい封止材は、受光面シート及びバックシートのそれぞれに接着した状態で加熱部に搬送される。封止材は、搬送中における伸縮を受光面シート及びバックシートによって規制され、張力の変動を生じることがない。
【００１０】
この構成において、表面側部材合成部と加熱部との間で表面側部材を加熱する第１の予備加熱部と、裏面側部材合成部と加熱部との間で裏面側部材を加熱する第２の予備加熱部材と、を備えることが好ましい。表面側部材及び裏面側部材の温度を加熱部に達する前に上昇させておくことで急激な温度上昇を防止し、加熱部の加熱によって表面封止材及び裏面封止材に発生した気泡を抜き易くすることができる。
【００１１】
また、第２の予備加熱部は、裏面側部材上に光起電力素子が載置される載置位置と加熱部との間に配置することが好ましい。表面側部材と裏面側部材との間に封止すべき光起電力素子の温度をも加熱部による加熱前に上昇させておくことができる。
【００１２】
なお、加熱部は、光起電力素子の搬送方向に沿って配置された複数の加熱ローラ対と、各加熱ローラ対の間に配置された第３の予備加熱部と、で構成することができる。表面封止材と裏面封止材との架橋反応に必要な温度を一定時間にわたって維持することができる。
【００１３】
また、加熱部は、３個以上の加熱ローラを備え、１番目の加熱ローラと２番目の加熱ローラとの間、２番目の加熱ローラと３番目の加熱ローラの間、・・・の順に光起電力素子を表面側部材と裏面側部材との間に挟んで通過させることもできる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、可撓性を有する太陽電池セルで構成された光起電力素子を用いた太陽電池モジュールを、封止材における皺の発生等を生じることなく連続して製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施形態に係る製造装置が製造する太陽電池モジュールの断面図である。
【図２】この発明の第１の実施形態に係る太陽電池モジュール製造装置の概略図である。
【図３】この発明の第２の実施形態に係る太陽電池モジュール製造装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１に示すように、太陽電池モジュール１００は、光起電力素子である球状シリコンセルユニット１１０を表面側部材１２０と裏面側部材１３０との間に封止して構成されている。表面側部材１２０は、受光面シート１２１の内側に表面封止材１２２を備えている。裏面側部材１３０は、バックシート１３１の内側に裏面封止材１３２を備えている。
【００１７】
球状シリコンセルユニット１１０の厚さは、２ｍｍ程度である。受光面シート１２１及びバックシート１３１の厚さは、５０μｍ程度である。表面封止材１２２及び裏面封止材１３２の厚さは、５００μｍ程度である。
【００１８】
表面封止材１２２及び裏面封止材１３２は、一例としてＥＶＡであり、９０℃程度で溶融して受光面シート１２１及びバックシート１３１に接着する。また、一例として１５分間にわたって１５０℃に維持することで、架橋反応を生じる。
【００１９】
図２に示すように、この発明の第１の実施形態に係る太陽電池モジュール製造装置１は、表面部材合成部１１、裏面部材合成部１２、第１の予備加熱部１３、第２の予備加熱部１４、加熱ローラ対１５Ａ〜１５Ｋ、第３の予備加熱部１６Ａ〜１６Ｊを備えている。
【００２０】
表面部材合成部１１は、供給ローラ２１及び２２、加熱ローラ対２３を備えている。供給ローラ２１及び２２のそれぞれは、受光面シート１２１及びシート状の表面封止材１２２を巻回している。加熱ローラ対２３は、供給ローラ２１及び２２のそれぞれから繰り出された受光面シート１２１及び表面封止材１２２を一例として９０℃で加熱し、受光面シート１２１の内側面に表面封止材１２２を仮接着して表面側部材１２０を形成する。
【００２１】
裏面部材合成部１２は、供給ローラ３１及び３２、加熱ローラ対３３を備えている。供給ローラ３１及び３２のそれぞれは、バックシート１３１及びシート状の裏面封止材１３２を巻回している。加熱ローラ対３３は、供給ローラ３１及び３２のそれぞれから繰り出されたバックシート１３１及び裏面封止材１３２を一例として９０℃で加熱し、受光面シート１３１の内側面に表面封止材１３２を仮接着して裏面側部材１３０を形成する。
【００２２】
表面封止材１２２及び裏面封止材１３２であるＥＶＡ等の接着性樹脂は、弾性係数が小さく伸縮性が大きいため、搬送中に張力を一定に維持することが難しく、皺等の変形を生じる可能性が高い。太陽電池モジュール製造装置１では、表面部材合成部１１及び裏面部材合成部１２で、供給ローラ２２及び３２から繰り出された直後の表面封止材１２２及び裏面封止材１３２を比較的伸縮性の小さい受光面シート１２１及びバックシート１３１に仮接着する。表面封止材１２２及び裏面封止材１３２は、受光面シート１２１及びバックシート１３１によって搬送中の張力の変動や変形を規制され、搬送時の取り扱いが容易になり、加熱ローラ対１５Ａに向けて正確に搬送することができる。
【００２３】
予備加熱部１３は、例えば赤外線ヒータで構成され、表面側部材合成部１１と加熱ローラ対１５Ａとの間に配置され、表面側部材１２０を一例として１３０℃程度に加熱する。予備加熱部１４は、例えば赤外線ヒータで構成され、裏面側部材合成部１２と加熱ローラ対１５Ａとの間で載置位置１７の下流側に配置され、球状シリコンセルユニット１１０が載置された裏面側部材１３０を一例として１３０℃程度に加熱する。
【００２４】
表面封止材１２２及び裏面封止材１３２であるＥＶＡ等の接着性樹脂は、架橋反応温度まで急峻に加熱すると急激に流動化し、架橋反応時に生じる気泡が抜け難くなる。太陽電池モジュール製造装置１では、表面側部材１２０及び裏面側部材１３０を加熱ローラ対１５Ａに達する前に予備加熱部１３及び１４によって１３０℃程度まで昇温し、表面封止材１２２及び裏面封止材１３２を徐々に軟化させる。加熱ローラ対１５Ａ〜１５Ｋの加熱による表面封止材１２２及び裏面封止材１３２の架橋反応時に生じる気泡を外部に容易に排出することができる。
【００２５】
加熱ローラ対１５Ａ〜１５Ｋのそれぞれは、表面側部材１２０と裏面側部材１３０との間に球状シリコンセルユニット１１０を上下のローラ間に挟んだ状態で、これらを加熱及び加圧しつつ矢印Ｘ方向に搬送する。加熱ローラ対１５Ａ〜１５Ｋのそれぞれは、表面温度が一例として１５０℃にされている。
【００２６】
予備加熱部１６Ａ〜１６Ｊのそれぞれは、加熱ローラ対１５Ａ〜１５Ｋのそれぞれの間に配置されている。予備加熱部１６Ａ〜１６Ｊのそれぞれは、加熱ローラ対１５Ａ〜１５Ｋのそれぞれを通過した球状シリコンセルユニット１１０を挟んだ状態の表面側部材１２０及び裏面側部材１３０を一例として１５０℃程度に加熱する。
【００２７】
加熱ローラ対１５Ａ〜１５Ｋ及び予備加熱部１６Ａ〜１６Ｊは、この発明の加熱部を構成している。
【００２８】
加熱ローラ対１５Ａ〜１５Ｋが配置されている範囲の全域にわたって、球状シリコンセルユニット１１０を挟んだ表面側部材１２０及び裏面側部材１３０の温度を、表面封止材１２２及び裏面封止材１３２の架橋温度に維持することができる。
【００２９】
球状シリコンセルユニット１１０を挟んだ表面側部材１２０及び裏面側部材１３０は、加熱ローラ対１５Ｋを通過した時点で球状シリコンセルユニット１１０を確実に封止し、太陽電池モジュールとなる。太陽電池モジュールは、図示しない冷却部で冷風により、又は自然放熱により冷却された後、所定の長さに切断される。
【００３０】
図３に示すように、この発明の第２の実施形態に係る太陽電池モジュール製造装置２は、この発明の加熱部として太陽電池モジュール製造装置１の加熱ローラ対１５Ａ〜１５Ｋ及び予備加熱部１６Ａ〜１６Ｊに代えて３個の加熱ローラ２０Ａ〜２０Ｃを備えている。太陽電池モジュール製造装置２のその他の構成は、太陽電池モジュール製造装置１と同様である。
【００３１】
３個の加熱ローラ２０Ａ〜２０Ｃは、矢印Ｘ方向に沿って配置されており、何れも表面温度を１５０℃程度にされている。球状シリコンセルユニット１１０を挟んだ表面側部材１２０及び裏面側部材１３０は、略９０度の角度範囲で加熱ローラ２０Ａの周面に沿って移動した後、加熱ローラ２０Ａと加熱ローラ２０Ｂとの間を通過する。次いで、略１８０度の角度範囲で加熱ローラ１２０Ｂの周面に沿って移動した後、加熱ローラ２０Ｂと加熱ローラ２０Ｃとの間を通過し、略９０度の角度範囲で加熱ローラ２０Ｃの周面に沿って移動する。
【００３２】
球状シリコンセルユニット１１０を挟んだ表面側部材１２０及び裏面側部材１３０は、３個の加熱ローラ２０Ａ〜２０Ｃの周面を順次経由して移動する間に、３個の加熱ローラ２０Ａ〜２０Ｃによって常時加熱される。３個の加熱ローラ２０Ａ〜２０Ｃの周面を経由する移動範囲の全域にわたって、球状シリコンセルユニット１１０を挟んだ表面側部材１２０及び裏面側部材１３０の温度を、表面封止材１２２及び裏面封止材１３２の架橋温度に維持することができる。
【００３３】
なお、太陽電池モジュール製造装置２では３個の加熱ローラ２０Ａ〜２０Ｃを備えているが、これに限るものではない。
【００３４】
また、上記の実施形態では、光起電力素子として球状シリコンセルを用いたが、これに限るものではなく、可撓性を有する他の光起電力素子を用いることができる。
【００３５】
上述の実施形態の説明は、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、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等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。
【符号の説明】
【００３６】
１，２−太陽電池モジュール製造装置
１１−表面側部材合成部
１２−裏面側部材合成部
１３−第１の予備加熱部
１４−第２の予備加熱部
１５Ａ〜１５Ｋ−加熱ローラ対（加熱部）
１６Ａ〜１６Ｊ−第３の予備加熱部（加熱部）
２０Ａ〜２０Ｃ−加熱ローラ（加熱部）
１００−太陽電池モジュール
１１０−球状シリコンセル
１２０−表面側部材
１２１−受光面シート
１２２−表面封止材
１３０−裏面側部材
１３１−バックシート
１３２−裏面封止材
【図１】
2012253052.tif 000003
【図２】
2012253052.tif 000004
【図３】
2012253052.tif 000005