(57)【要約】【課題】太陽電池モジュールの熱活性接着剤層の材料が積層工程時に前面基板と背面基板の間の周縁から勝手にはみ出す危険を低減させる技術の提供。【解決手段】透明な前面基板（１）と、背面基板（６）と、当該両者の間に配設された太陽電池層（３）と、熱活性化されて軟化する接着剤層（２）とから複合積層体を形成するために一体化される太陽電池モジュールの製造方法において、太陽電池モジュールの周縁封止のために、太陽電池層（３）の周縁を周回包囲する熱活性粘着材料から構成されるかまたはこの熱活性粘着材料（９）を含む帯状枠体（７）が前面基板（１）と背面基板（６）の間に配設され、帯状枠体（７）の熱活性粘着材料（９）は軟化しないかまたは軟化するとしても熱活性接着剤層（２）に比べゆっくりと軟化するかまたはより高温時に初めて軟化するかあるいはその両方となるように、質的条件または量的条件あるいは両条件に基づき選択される。【選択図】図１
2012099818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な前面基板（１）と、背面基板（６）と、当該両者の間に配設された太陽電池層（３）と、熱活性化されて軟化する接着剤層（２）とから複合積層体を形成するために一体化される太陽電池モジュールの製造方法であって、
太陽電池モジュールの周縁封止のために、前記太陽電池層（３）の周縁を周回包囲する熱活性粘着材料から構成されるかまたはこの熱活性粘着材料（９）を含む帯状枠体（７）が前記前面基板（１）と前記背面基板（６）の間に配設され、前記帯状枠体（７）の前記熱活性粘着材料（９）は軟化しないかまたは軟化するとしても前記熱活性接着剤層（２）に比べゆっくりと軟化するかまたはより高温時に初めて軟化するかあるいはその両方となるように、質的条件または量的条件あるいは両条件に基づき選択されることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項２】
透明な前面基板（１）と、背面基板（６）と、当該両者の間に配設された太陽電池層（３）と、熱活性化されて軟化する接着剤層（２）とから複合積層体を形成するために一体化される太陽電池モジュールの製造方法であって、
太陽電池モジュールの周縁封止のために、前記太陽電池層（３）の周縁を周回包囲する熱活性粘着材料から構成されるかまたはこの熱活性粘着材料（９）を含む帯状枠体（７）が前記前面基板（１）と前記背面基板（６）の間に配設され、前記帯状枠体（７）の前記熱活性粘着材料（９）は、前記接着剤層（２）を活性化するための温度において前記熱活性接着剤層（２）に比較して高い粘性を有するように選択されることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項３】
熱活性粘着材料（９）として、活性化、粘着作用、粘性のいずれかまたはそれらの全てに影響を与える添加物を含んだ前記熱活性接着剤層（２）の材料が使用されることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項４】
熱活性粘着材料（９）として、前記熱活性接着剤層（２）の材料がより厚い層厚さで使用されることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項５】
前記帯状枠体（７）として、前記熱活性接着剤層（２）の層厚さの１．１倍〜３倍に相当する層厚さを有する熱活性粘着材料から構成されるかまたはこの熱活性粘着材料（９）を有するものが使用されることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記帯状枠体（７）として、コア部（８）と前記コア部を取り巻く熱活性粘着材料からなる被覆層（９）とで構成されるものが使用されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項７】
太陽電池モジュールの前記接着剤層（２）は、第１の積層プレス工程において、前記太陽電池層（３）が複合積層体中で周囲に対してカプセル被覆されるまで活性化されて軟化し、続いて、太陽電池モジュールは前記第１の積層プレス工程からその後の工程のために第２の積層プレス工程を受けることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項８】
前面基板としてカバーガラス（１）が使用され、背面基板として背面シート（６）が使用されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項９】
カバーガラス（１）と、背面ガラス（６）と、これらのガラス板（１、６）の間に配置された太陽電池層（４）と、これらのガラス板（１、６）の間に配設された、複合積層体（１、１０、４、６）を形成するための少なくとも１つの熱活性接着剤層（２、５）とから一体化される太陽電池モジュールの周縁封止方法であって、
前記太陽電池モジュールの周縁封止のために、前記カバーガラス（１）と前記背面ガラス（６）の間に、前記コア部（８）と熱活性粘着性周縁層（１１）または被覆層（９）とを有する帯状枠体（７）が周縁を周回して敷設され、前記帯状枠体（７）の前記コア部（８）の材料として、太陽電池モジュールの積層工程中の前記熱活性接着剤層が（２、５）軟化した時の弾性が積層工程時に軟化する前記接着剤層（２、５）の弾性よりも低い材料が使用される太陽電池モジュールの周縁封止方法。
【請求項１０】
前記帯状枠体（７）の前記コア部（８）の材料として、太陽電池モジュールの積層工程時の当該材料の粘性が前記熱活性接着剤層（２、５）の粘性よりも高い材料が使用されることを特徴とする請求項９に記載の太陽電池モジュールの周縁封止方法。
【請求項１１】
前記帯状枠体（７）の前記コア部（８）の材料として、押出し成形可能な材料たとえば温度安定性プラスチックまたは金属が使用されることを特徴とする請求項９に記載の太陽電池モジュールの周縁封止方法。
【請求項１２】
コア部（８）と前記コア部を取り巻く被覆層（９）とを有する帯状枠体（７）が使用され、前記帯状枠体（７）は、太陽電池モジュールが積層される前に、前記背面ガラス（６）と前記カバーガラス（１）の間に敷設されることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの周縁封止方法。
【請求項１３】
前記帯状枠体（７）の前記コア部（８）と、前記コア部（８）よりもさらに厚く形成された周縁層（１１）とが、太陽電池モジュールが積層される前に、前記背面ガラス（６）と前記カバーガラス（１）の間に太陽電池モジュールの面で見て互いに並んで敷設されることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの周縁封止方法。
【請求項１４】
太陽電池モジュールが積層される前に、前記背面ガラス（６）上と前記カバーガラス（１）上とに熱活性粘着性周縁層（１１）が被着されると共に前記コア部（８）は前記双方の周縁層（１１）の間に敷設されることによって前記帯状枠体（７）が製造されることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの周縁封止方法。
【請求項１５】
完成した太陽電池モジュールから前記背面ガラス（６）と前記カバーガラス（１）の厚さを除外した所期の厚さにほぼ相当する厚さを有したコア部（８）を有する帯状枠体（７）が使用されることを特徴とする請求項９〜１４のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの周縁封止方法。
【請求項１６】
前記コア部（８）の厚さのほぼ１．２倍に相当する総厚さを有した帯状枠体（７）が使用されることを特徴とする請求項１５に記載の太陽電池モジュールの周縁封止方法。
【請求項１７】
前記帯状枠体の周縁層（１１）または被覆層（９）はポリイソブチル系材料またはエポキシ樹脂から形成されている帯状枠体（７）が使用されることを特徴とする請求項９〜１６のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの周縁封止方法。
【請求項１８】
前記コア部（８）は基本的に溶融接着剤からなる帯状枠体（７）が使用されることを特徴とする請求項１７に記載の太陽電池モジュールの周縁封止方法。
【請求項１９】
完成積層済み状態において透明な材料からなる帯状枠体（７）が使用されることを特徴とする請求項９〜１８のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの周縁封止方法。
【請求項２０】
背面ガラス（６）とカバーガラス（１）とを有する太陽電池モジュールの周縁封止のために、機械的低弾性コア部（８）と、熱活性粘着性周縁層（１１）または被覆層（９）あるいはその両方を有する帯状枠体（７）とを使用する太陽電池モジュール。
【請求項２１】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの製造方法で製造された太陽電池モジュールであって、
透明な前面基板（１）と、背面基板（６）と、当該両者の間に配設された太陽電池層（３）と、複合積層体を形成するために熱活性化されて軟化する接着剤層（２）とを有し、前記前面基板（１）と前記背面基板（６）の間に、前記太陽電池層（３）の周縁を周回包囲する熱活性粘着材料から構成されるかまたはこの熱活性粘着材料（９）を含む帯状枠体（７）が設けられ、前記熱活性粘着材料（９）は軟化しないかまたは軟化するとしても前記熱活性接着剤層（２）に比べゆっくりと軟化するかまたはより高温時に初めて軟化するかあるいはその両方となるものであることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２２】
透明な前面基板（１）と、背面基板（６）と、当該両者の間に配設された太陽電池層（３）と、複合積層体を形成するために熱活性化されて軟化する接着剤層（２）とを有する特に請求項１〜８のいずれか一項記載の方法で製造された太陽電池モジュールであって、
前記前面基板（１）と前記背面基板（６）の間に、前記太陽電池層（３）の周縁を周回包囲する熱活性粘着材料から構成されるかまたはこの熱活性粘着材料（９）を含む帯状枠体（７）が敷設され、前記熱活性粘着材料は、前記接着剤層（２）を活性化するための温度において前記熱活性接着剤層（２）に比較して高い粘性を有することを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２３】
前記熱活性粘着材料（９）は、活性化、粘着作用、粘性のいずれかまたはそれらの全てに影響を与える添加物を含んだ前記熱活性接着剤層（２）の材料からなることを特徴とする請求項２１または２２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項２４】
前記熱活性粘着材料（９）は、より厚い層厚さで使用される前記熱活性接着剤層（２）の材料からなることを特徴とする請求項２１または２２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項２５】
前記熱活性粘着材料（９）の層厚さは前記熱活性接着剤層（２）の層厚さの１．１倍〜３倍であることを特徴とする請求項２４に記載の太陽電池モジュール。
【請求項２６】
前記帯状枠体（７）は、コア部（８）と当該コア部を取り巻く熱活性粘着材料からなる被覆層（９）とからなることを特徴とする請求項２１〜２５のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項２７】
前記帯状枠体（７）は少なくとも部分的に熱可塑性エラストマーからなることを特徴とする請求項２１〜２６のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項２８】
前記前面基板はカバーガラス（１）であり、前記背面基板は背面シート（６）であることを特徴とする請求項２１〜２７のいずれか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項２９】
前記帯状枠体（７）は透明であることを特徴とする請求項２１〜２８のいずれか一項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、透明な前面基板と、背面基板と、当該両者の間に配設された太陽電池層と、熱活性化されて軟化する接着剤層とから複合積層体として一体化される太陽電池モジュールに関わる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
前面基板、特にカバーガラスと背面基板たとえば背面シートないし背面ガラスとの間に配される太陽電池層は、薄膜太陽電池層または、並置されて互いに接続された多数の多結晶ないし単結晶太陽電池からなる層であってよい。さらに前面基板と背面基板の間に設けられる熱活性接着剤層は、たとえば、太陽電池層の上側ならびに下側に配置された２枚の接着シートの形で前面基板と背面基板の間に敷設される。これらの接着シートは通例、透明な熱反応性粘着性物質たとえばエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）または透明な熱可塑性材料からなっている。
【０００３】
前面基板と、太陽電池層と、接着剤層と、背面基板とで構成される積層体を圧力ならびに熱の作用下で積層することにより、接着剤層の活性化によって基本的に完成した太陽電池モジュールたる複合積層体が生ずる。太陽電池層は、積層工程後、もはや溶融することのない明澄な三次元架橋または硬化されたプラスチック層中に埋設されている。さらに、このプラスチック層によって前面基板と背面基板とは互いに固着され、太陽電池はそれらとの間で結線されると共に両者の間ないしプラスチック層中に固定されている。このような複合積層体によって、戸外において太陽電池モジュールを通常通り長期にわたって長年使用する際にも、太陽電池が周囲環境中の湿分および気中酸素と接触することによって損傷をうけることがないように意図されている。
【０００４】
前面基板と、太陽電池層と、背面基板とを有する太陽電池モジュールは、通例、積層プレスによって積層される。その際、太陽電池モジュールはプレス閉時に気密チャンバ内にもたらされ、同所で熱盤等によって加熱されると共に、チャンバ内部を水平に区分する柔軟な膜によって積層に必要な圧力が加えられる。そのため、チャンバは通常排気され、これにより、積層時に軟化する接着剤層内への空気の閉じ込めが回避されると共に、場合により発生するプロセスガスと残留空気とが接着剤層が架橋ないし硬化する前に、積層体から排出される。この種の方法の一例は、特許文献１であるドイツ公開第１０２００７０２５３８０号明細書に記載されており、特許文献２はその対応日本出願の公開公報である。
【０００５】
本来の積層工程は、接着剤層の架橋反応ないし硬化が完了し、それゆえ接着剤層への熱伝達と共に一般に複合積層体への加圧も不要となるまで、一定時間にわたって持続される。この時間は使用される材料に依存しているので、工程技術によって短縮することはできない。それと同時に、この積層工程は設備全体の稼動速度を制限する太陽電池モジュール製造の１つの工程である。このことから、ドイツ公開第１０２００７０２５３８０号明細書では、太陽電池モジュールの積層が行われる積層プレスを多段式に形成し、これにより、複数のプレス段のそれぞれで複数の太陽電池モジュールが同時に積層可能とすることが提案されている。
【０００６】
上記のタイプの太陽電池モジュールの製造時間を短縮する別な方法は、特許文献３である欧州公開第１９９７６１４号に記載されており、特許文献４はその対応日本出願の公開公報である。この文献によれば、積層体は先ず従来の真空積層プレスにて予備積層される。そのため、積層体は気泡形成を回避するため真空下に置かれ、圧着力が加えられ、その後、接着剤層が一定程度活性化してガス状成分の排出が完了するまたは接着剤層の活性化によってその排出が停止するに至るまで加熱される。ただしこの場合、逆に、標準圧力時にも太陽電池モジュールの層内への外部からの空気の侵入も排除されている。この時点で、真空積層プレスは通気され、開放される。このときまでに単に予備積層されていただけの太陽電池モジュールは、次に、（真空なしの）第２の積層プレスにもたらされ、同所において積層体に加圧下で、接着剤層の架橋反応ないし接着剤層の硬化が完了するまでさらに熱が与えられる。したがって、この従来の技術によれば、積層工程は２つの部分工程ないし仕事工程に分化されるため、積層プレスと共に太陽電池モジュールを製造するための設備全体の処理能力は倍増する。
【０００７】
太陽電池モジュールの積層に使用される接着材料は、一般に、活性化されるや直ちに高度な粘着性を発揮する性質を有している。これは、軟化しているがまだ架橋ないし硬化していない状態に当てはまる。積層は複合積層体への熱伝達によるのみならず、複合積層体への加圧作用によっても行われるため、常に、軟化した接着剤層の材料が前面基板たとえばカバーガラスと背面基板、特に背面シートとの間の周縁領域からはみ出すこと、したがって、この材料がこれらの層の間で多少は押し出されて側方にはみ出すという危険がある。しかも、この材料は、上述したように、大きな粘着性を有していることから、積層プレスの頑固な汚れ、特に、該プレスの柔軟な膜ないし同所で使用されるコンベアベルトに頑固な汚れを生じさせる。こうした汚れは汚損された部品の寿命を制限するだけでなく、場合により、その後に太陽電池モジュールが積層処理される際に不良品を製造してしまう危険可能性がある。
【０００８】
こうした問題は、先に挙げた欧州公開第１９９７６１４号（特許文献３）に開示された短縮された工程方式において、特に重大なものとなる。なぜなら、この方式では、流動状態にまで軟化された接着剤層を有する予備積層された太陽電池モジュールが第１の積層ステーションから第２の積層ステーションに運搬されるため、たとえば第１のステーションでモジュールから側方に押し出された接着剤は運搬路においても、同じく、第２の積層ステーションにおいても汚損等の問題を発生させることになるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】ドイツ公開第１０２００７０２５３８０号
【特許文献２】特開２００８−２９６２８０号
【特許文献３】欧州公開公報第１９９７６１４号
【特許文献４】特開２００８−２９６５８３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の目的は、冒頭に述べたタイプの太陽電池モジュールに関し、熱活性接着剤層の材料が積層工程時に前面基板と背面基板の間の周縁から勝手にはみ出す危険が少なくとも著しく低減された方法ならびに当該方法によって製造可能な太陽電池モジュール及びその関連技術を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明では、透明な前面基板と、背面基板と、当該両者の間に配設された太陽電池層と、熱活性化されて軟化する接着剤層とから複合積層体を形成するために一体化される太陽電池モジュールの製造方法において、太陽電池モジュールの周縁封止のために、前記太陽電池層の周縁を周回包囲する熱活性粘着材料から構成されるかまたはこの熱活性粘着材料を含む帯状枠体が前記前面基板と前記背面基板の間に配設され、前記帯状枠体の前記熱活性粘着材料は軟化しないかまたは軟化するとしても前記熱活性接着剤層に比べゆっくりと軟化するかまたはより高温時に初めて軟化するかあるいはその両方となるように、質的条件または量的条件あるいは両条件に基づき選択される。
また、太陽電池モジュールの周縁封止のために、前記太陽電池層の周縁を周回包囲する熱活性粘着材料から構成されるかまたはこの熱活性粘着材料を含む帯状枠体が前記前面基板と前記背面基板の間に配設され、前記帯状枠体の前記熱活性粘着材料は、前記接着剤層を活性化するための温度において前記熱活性接着剤層に比較して高い粘性を有するように選択される方法であってもよい。
【００１２】
さらに、上記方法に関する技術として、本発明では太陽電池モジュールの周縁封止方法も提案される。カバーガラスと、背面ガラスと、これらのガラス板の間に配置された太陽電池層と、これらのガラス板の間に配設された、複合積層体を形成するための少なくとも１つの熱活性接着剤層とから一体化される太陽電池モジュールの、本発明による周縁封止方法では、前記太陽電池モジュールの周縁封止のために、前記カバーガラスと前記背面ガラスの間に、前記コア部と熱活性粘着性周縁層または被覆層とを有する帯状枠体が周縁を周回して敷設され、前記帯状枠体の前記コア部の材料として、太陽電池モジュールの積層工程中の前記熱活性接着剤層が軟化した時の弾性が積層工程時に軟化する前記接着剤層の弾性よりも低い材料が使用される。
【００１３】
また、上述した本発明による製造方法で製造される、本発明による太陽電池モジュールは、前記前面基板と前記背面基板の間に、前記太陽電池層の周縁を周回包囲する熱活性粘着材料から構成されるかまたはこの熱活性粘着材料を含む帯状枠体が設けられ、前記熱活性粘着材料は軟化しないかまたは軟化するとしても前記熱活性接着剤層に比べゆっくりと軟化するかまたはより高温時に初めて軟化するかあるいはその両方となるものである。
【００１４】
上述したように、本発明によれば、太陽電池モジュールには、前面基板と背面基板の間にあって太陽電池層の周縁を周回包囲する帯状枠体によって形成された周縁封止体が設けられる。この帯状枠体は上記のように周縁封止体を形成し、このことから、積層工程時に軟化した、場合により流動化さえした接着剤層が周縁からはみ出すことを防止する防護壁を形成する。帯状枠体がこうした防護効果を果たすことができるようにすべく、帯状枠体は同じく、少なくとも部分的に、熱活性粘着材料から構成されており、こうして、帯状枠体は積層工程時に一方で前面基板と、他方で背面基板とも結合されて、熱活性接着剤層の材料が複合積層体の内部から外部へ流れ出ることを確実に防止する。それと同時に、本発明によれば、帯状枠体の熱活性粘着材料は軟化しないかまたは軟化するとしても前記熱活性接着剤層に比べゆっくりと軟化するかまたはより高温時に初めて軟化するかあるいはその両方となる性質を、または帯状枠体の熱活性粘着材料は同一温度に際して熱活性接着剤層に比較して高い粘性を有することになる。したがって、太陽電池モジュールの本来の熱活性接着剤層が非常に軟化もしくは流動化した状態に至っても、周回式帯状枠体の防護効果はその軟化度が僅かであるか、もしくはその粘性が高いことによって担保されている。
【００１５】
帯状枠体に求められる上記双方の要件を最適に満たすために、一方で前面基板、他方で背面基板に対する高度な粘着効果を付与する。そしてさらに、熱活性接着剤層よりも低い軟化度または高い粘性による高度な安定性を達成して防護効果を保証すべく、本発明の好ましい実施形態において、帯状枠体はコア部と該コア部を取り巻く熱活性粘着材料からなる被覆層とから一体化することができる。その際、コア部は安定性と、それに基づくバリア効果とを担う役割を負い、他方、被覆層は特に高いかつ早期に開始する粘着作用を有していてよい。たとえば、被覆層はポリイソブチル系材料からまたはエポキシ樹脂からなっていてよい。コア部は、たとえば、押出し成形可能な低弾性材料たとえば温度安定性プラスチックまたは金属、特に銅、アルミニウムまたはスズが好適である。
【００１６】
本発明の好適な実施形態では、前面基板および背面基板としてカバーガラスと背面ガラスとを有し、特に、薄いガラス板が使用される場合の太陽電池モジュールに特有の問題を除去することもできる。なぜなら、本願出願人の調査によれば、カバーガラスと背面ガラスとを備えた太陽電池モジュールの積層時において従来の周縁封止体の軟化温度範囲と通例の接着剤層の軟化温度範囲との相違は、特に積層が好適な圧力と温度との作用下で行われ、特にそれが膜プレスによって行われる場合に、問題をもたらすことが判明したからである。それは、排気された加工チャンバと周囲大気圧力との圧力差を利用して積層に必要な単位面積加圧力を太陽電池モジュールに及ぼす、膜プレスの弾性変形可能な膜が、積層時に太陽電池モジュールの輪郭にしっかり密着するように、特に、ガラス板の周縁領域においてもしっかり密着するように、上側にあるガラス板は高いプレス力によって周縁部が変形するからである。その結果、特に上側ガラス板に中央隆起が生じ、他方で、それと同時に太陽電池モジュールの双方のガラス板の周縁部はモジュールの本来の所定寸法以上に圧縮されることになる。
【００１７】
このような従来の技術においてほぼ不可避な上側ガラス板の隆起は太陽電池モジュールの内部領域に減圧を生み出し、その結果、同所にプロセスガスが集積、凝集して非常に望ましくない大きな残留性気泡が成長し得ることになる。さらに、積層中に所定寸法以下にまで圧縮されていた太陽電池モジュールの隅および周縁領域は、加圧作用が終了すると、圧力緩和され、これにより、上側ガラス板は少なくとも部分的に平らな当初形状に復帰する。これが積層されたばかりの太陽電池モジュールのなおホットな状態で生ずると、それによってまた、今度は接着剤層の周縁部ならびに周縁封止材料に圧力緩和が生じ、これによって、積層工程中同所を支配していた圧力荷重下で閉じ込められていたプロセスガスは極めて不適な周縁気泡および隅気泡を形成することになる。
【００１８】
太陽電池モジュールの製造に、製造コストの点からして非常に望ましいことではあるが、従来よりも遥かに薄いガラス板が使用される場合、従来の技術にあっては、上記に加えてさらに、ガラス破損の危険がある。また、たとえこうした薄いガラス板が破損しない場合でも、それらのガラス板の変形性の高まりによってさらにその他の難点が生ずる。たとえば、隅および周縁領域におけるカバーガラスと背面ガラスとの圧接により、両者の中間に位置する太陽電池層に、モジュール面内で内側に向かって働く力が生じる。この力は軟化した接着剤層内で個々の電池の側方運動と電池相互間の変位をもたらし、これによって、最悪の場合には、太陽電池回路の短絡が引き起こされることもある。
【００１９】
本発明の範囲において、背面ガラスとカバーガラスとを有する太陽電池モジュールの端縁封止体として、好ましくは、機械的低弾性コア部ならびに熱活性粘着性周縁層または被覆層からなる帯状枠体が使用されることによって、従来のガラス−ガラス・モジュールの上述した特有の問題は取り除かれる。
【００２０】
本発明によれば、帯状枠体のコア部には好ましくは、積層工程中の太陽電池モジュールの熱活性接着剤層の軟化時に、当該軟化接着剤層の弾性よりも低い弾性を有する材料が使用される。こうした弾性は低弾性固体が有する（低い）弾性率であってよいが、ただし、本発明によれば、太陽電池モジュールの積層に際し、積層時に軟化する熱活性接着剤層の粘性よりも有意に高いレベルを示すコア部材料の粘性に基づいていてもよい。後者によって、本発明による帯状枠体のコア部として、モジュールの熱活性接着剤層に比較して緩慢に軟化するまたはより高温時に初めて軟化する溶融接着剤を使用することが可能になる。
【００２１】
本発明による帯状枠体の、本発明に基づく低弾性コア部と熱活性粘着性周縁層または被覆層との相互相対配置は使用目的に応じて多彩な選択が可能である。
たとえば、本発明による帯状枠体のコア部に該コア部を取り巻く被覆層を設けることが可能であり、こうして、太陽電池モジュールの製造時にたとえば帯材料としてロールによるまたはロボット操作式の加熱押出しヘッドによって供給可能な既製帯状枠体が得られる。この帯状枠体は次いで、本発明による方法を実現するために、モジュール成層時に下側に置かれる基盤上に、太陽電池層と熱活性接着剤層とを周回包囲して配設され、その後、積層工程時に上側に置かれる基盤が上部に敷設される。
【００２２】
ただし、本発明による帯状枠体のコア部は、上下の基板、特に太陽電池モジュールの上下のガラス板と接触するに至る領域にのみ、熱活性粘着性周縁層を備えていてもよい。これは好適には、前面基板上または背面基板上あるいはその当該両基板上に直接粘着性周縁層を被着し、他方、帯状枠体のコア部は、積層時に上側に位置する基板がモジュールのその他の層上に敷設される際、双方の周縁層の間に入るように配置されることによって行われる。
【００２３】
最後に、本発明による帯状枠体のコア部と周縁層とをモジュール面で見て互いに並列に配置し、周縁層はオプショナルにコア部の半径方向外側および／または径方向内側に位置して、モジュールの上下双方の基板の間の内法空間を完全に満たしているようにすることも本発明の範囲内で可能である。
【００２４】
前面基板および背面基板として２枚のガラス板を有する太陽電池モジュールにおいて、帯状枠体の本発明に基づく低弾性コア部の厚さは所期の間隔によるこれら２枚のガラス板間の内法空間高さにほぼ一致しているのがあらゆる場合に好適であることが判明した。この場合、帯状枠体のコア部の断面形状は異なっていてよく、矩形、円形、楕円形またはその他の形状であってよい。本発明による帯状枠体、したがって、コア部と周縁層または被覆層とから一体化される材料の総厚さは、コア部の厚さの約１．２倍であるのが好ましい。このことは、被覆層がコア部の厚さの約１０％の厚さを有するあるいは、半径方向においてコア部に隣接して配置される周縁層がコア部の厚さの１．２倍の厚さを有することを意味している。これにより、積層中に被覆層または周縁層が軟化しようとも、コア部とカバーガラスおよび／または背面ガラスの間の接触領域を耐久的に気密・水密封止するのに十分なだけの材料が存在していることが保証されている。
【００２５】
本発明のさらに別の好ましい態様の本旨は、帯状枠体のための熱活性粘着材料として、複合積層体の熱活性接着剤層を構成している材料と同じ材料が使用される点にある。この場合、周縁封止を実現する帯状枠体と内部に配された接着剤層との本発明に基づく相違を達成するために、この粘着材料には、活性化、粘着作用、粘性のいずれかまたはそれらの全てに影響を与える添加物を加えることが可能である。これは、添加物によってその粘性を適確に変化させることのできる熱可塑性エラストマーの場合、特に良好に達成可能である。ただし、接着剤層用のその他の材料たとえばＥＶＡ、ＴＰＯ、ＴＰＵ、ＰＶＢおよびイオノマーも、さらにこうした処理を施して、本発明の趣旨の帯状枠体として使用することが可能である。この場合には、接着剤層との化学的適合性ならびに耐候性という利点に加えてさらに、周縁封止を行う帯状枠体が本来の接着剤層と同様に透明であり、したがって一方で、完成した太陽電池モジュールにおいて不可視であると共に、他方で、太陽電池モジュールへの光の入射を妨げないという利点が得られる。
【００２６】
熱活性接着剤層の材料と帯状枠体の熱活性粘着材料との材料が同一材料である場合、帯状枠体と内部に配された接着剤層との相違を添加物の添加なしに達成するために、本発明の範囲内において、別な実施形態として、帯状枠体の熱活性粘着材料として熱活性接着剤層の材料をより厚い層厚さで使用することが可能である。この場合、こうしたより厚い層厚さとは内部に配された接着剤層の層厚さの１．１倍〜３倍、好ましくは１．２倍〜１．５倍である必要があろう。周縁領域のこうした厚い材料盛付けにより、粘着材料が適切なものであれば、肥厚盛付けされた材料はより緩慢に軟化し、その限りで、工程パラメータを適切に選択すれば、内部に配された接着剤層よりも高い粘性を有することとなるために、所望の防護効果が得られる。
【００２７】
本発明の範囲内で、本発明による帯状枠体用にその他の材料たとえばイオノマー・バリア材料、ＰＵホットメルト、ＴＰＳおよびＰＩＶ（ポリイソブチレン）系の材料、発泡熱可塑性エラストマー等も使用可能であることはいうまでもない。
【００２８】
本発明による太陽電池モジュールは好ましくは、前面基板としてカバーガラスを、背面基板として背面シートを有している。ただし、本発明はそれに制限されるものではなく、むしろ、カバーガラスと背面ガラスとを備えているまたは透明な前面シートと背面シートとを備えて構成される太陽電池モジュールとその種の太陽電池モジュールの製造方法をも含んでいる。したがって、本発明は、公知のあらゆるタイプの太陽電池モジュールすなわち、ガラス−ガラス・モジュール、ガラス−シート・モジュールおよびシート−シート・モジュールに適している。また、その他の基板コンビネーションたとえばカバーシートと背面ガラスとを備えてなるモジュールまたは非ガラス製の背面板とカバーガラスもしくはカバーシートとを備えてなるモジュールも採用可能であり、本発明の範囲に含まれている。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】カバーガラスと背面シートとを有する太陽電池モジュールの、第１の組付け工程における概略的な断面図である。
【図２】図１に示した太陽電池モジュールの、第２の組付け工程における断面図である。
【図３】カバーガラスと背面ガラスとを有する第２の実施形態による太陽電池モジュールの、第１の組付け工程における概略的な断面図である。
【図４】図３に示した太陽電池モジュールの、第２の組付け工程における断面図である。
【図５】第３の実施形態による完成積層済みの太陽電池モジュールの概略的な断面図である。
【図６】第４の実施形態による完成積層済みの太陽電池モジュールの概略的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１と図２とは太陽電池モジュールを製造するための、特に、本発明による周縁封止の第１の実施形態を実現するための第１の工程と第２の工程との概略的な断面図を示している。図１において、カバーガラスは受け台（図中不図示）上に置かれ、その上に、ＥＶＡシートの形をした第１の熱活性接着剤層２が敷設されている。次いで、この第１の接着剤層の上に一連の太陽電池３が載置され、はんだ（図中不図示）で互いに接続されて、太陽電池層４が形成された。最後に、この太陽電池層４上にさらに別の接着剤層５として第２のＥＶＡシートが敷設されている。
【００３１】
続いて、太陽電池層４ないし第２の接着剤層５上に背面シート６が載置される前に、本発明により、太陽電池層４と双方の接着剤層２、５とを周回包囲して、カバーガラス１の周縁領域に帯状枠体７が敷設される。本実施形態において、この帯状枠体７は機械的低弾性コア部８とこのコア部８を取り巻く被覆層９とを含む。被覆層９は熱作用によって粘着化する熱活性粘着材料からなっている。
【００３２】
図２は、カバーガラス１と、透明な架橋接着剤層１０内に埋設された太陽電池層４と、背面シート６と、コア部８と被覆層９とを有する帯状枠体７によって形成された周縁封止体とからなる完成積層済みの太陽電池モジュールを示している。帯状枠体７のコア部８は、熱的積層工程中、接着剤層２、５よりも不断に高い粘性を有する流動学的性質を示すホットメルト接着剤からなっている。帯状枠体７の被覆層９はイソブチルからなっている。
【００３３】
図１および２に示した太陽電池モジュールを図示された方法ステップによってテストした際に、積層工程時または該工程後に太陽電池モジュール周縁からの接着剤材料の目立ったはみ出しは認められなかった。したがって、接着材料による積層プレスないし該プレスのコンベア装置の不適な汚損を効果的に防止することができる。
【００３４】
図３〜６には、カバーガラスと背面ガラスとを有する太陽電池モジュールの実施形態、したがって、ガラス−ガラス・モジュールが示されている。
太陽電池モジュールの周縁封止を実現するための本発明による方法の、図３および４に示した実施形態は、背面基板材料以外に、帯状枠体７の形成の点で、図１および２に示した実施形態とは相違している。この場合の帯状枠体７は、カバーガラス１と背面ガラス６との内側周縁領域への２つの周縁層１１の被着ならびに、カバーガラス１に被着された周縁層１１上へのコア部８の別個の敷設によって製造される。背面ガラス６の敷設によって、２つの周縁層１１の間に挟着されたコア部８からなる３層式の周縁封止体が形成される。積層ステップ（図４）の後、これらの３層から、特性の点で図２に示した実施形態の帯状枠体７と相違することのない帯状枠体７が形成される。この場合、本発明による帯状枠体７の低弾性コア部８は軟化した接着剤層２、５からの接着材料のはみ出しを確実に防止する防護壁を形成することが十分に理解できる。
【００３５】
冷却後ならびに太陽電池モジュールの使用中において、帯状枠体７は規定どおり、周囲から太陽電池モジュール内部への湿分ならびに気中酸素の侵入を防止する保護壁を形成している。その際、双方の周縁層１１はコア部８とカバーガラス１ならびに背面ガラス３との間の確実な耐久的結合が保証される。
【００３６】
図４は、カバーガラス１と、透明な架橋接着剤層１０内に埋設された太陽電池層４と、背面ガラス６と、コア部８と周縁層１１とを有する帯状枠体７によって形成された周縁封止体とからなる完成積層済みの太陽電池モジュールを示している。同図から、初期状態において、完成した太陽電池モジュールのカバーガラス１と背面ガラス６の間の所期の間隔の約１．２倍の厚さを有する周縁封止帯状枠体７の機械的低弾性コア部８は、その機械的剛性の故に、モジュールに対して上方から作用する積層工程圧力に抗して、まだ軟化していない接着剤層２、５が太陽電池層４と連携してもたらすのと同じ反力をもたらしたことにより、積層工程時の太陽電池モジュールの周縁領域の圧縮潰れとそれに起因する背面ガラス６の隆起とを確実に防止することが明白となる。帯状枠体７の周縁層１１が接着剤層２、５の軟化前にすでに流動化していたことは積層工程中障害とはならなかった。逆に、これにより、コア部８とガラス板１、６の間の接触領域は湿分と気中酸素の侵入に対して確実かつ耐久的に封止する機能をもつ。
【００３７】
図３および４に示した実施形態による本発明になる方法は、厚さが約２ｍｍしかなく、したがって、従来通例の厚さの約半分でしかないガラス板でのテストを通じて実施された。また、第１と第２の接着剤層２、５としてのＥＶＡ層の厚さも従来の技術に比して約３０％も低下している。これにより、それぞれにつきかなりのコスト節減の可能性が実現可能である。帯状枠体７のコア部８は、熱的積層工程中、接着剤層２、５よりも不断に高い粘性を有する流動学的性質を示すホットメルト接着剤からなる。この相対的に高い粘性は、積層工程中、ガラス板１、６の特段の隅撓みないし周縁撓みが生じない程度のものであった。太陽電池モジュールの外側周縁領域の厚さと内側領域の厚さとの厚さの差（背面ガラス板６の隆起）はむしろ１／１０ｍｍ以下であった。帯状枠体７の被覆層９はイソブチルからなる。
【００３８】
帯状枠体７の厚さは、上述したように、完成積層済み状態における包囲接着剤層１０を含めた太陽電池層４の厚さの１．２倍である。積層工程時または該工程後に太陽電池モジュール周縁からの接着材料の目立ったはみ出しは認められていない。したがって、接着材料による積層プレスないし該プレスのコンベア装置の不適な汚損も防止することが可能であることが理解できる。
【００３９】
図５および６はそれぞれ、図２および４がすでにそうであったように、完成積層済みの太陽電池モジュールの概略的な断面図を示している。図５および６に示した太陽電池モジュールは特に帯状枠体７の形成の点で先行する太陽電池モジュールとは相違している。
【００４０】
これらの場合、帯状枠体７はそれぞれ、太陽電池モジュールの周縁領域を周回包囲するコア部８と、モジュール面内にあってコア部８を半径方向外側（図５）ないし半径方向内側（図６）で限界してコア部に隣接する熱活性粘着材料からなる周縁層１１とからなっている。この場合にも、コア部８は内部に太陽電池層４が埋設された接着剤層１０と同じ厚さに形成されている一方で、周縁層１１は初期状態において約２０％だけ厚く形成されていた。この厚さは積層工程時の溶融によって減少し、これにより、周縁層１１は両側において一方で前面基板１と他方で背面基板６と耐久的に気密・水密封止結合された。
【００４１】
尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４２】
１：前面基板（カバーガラス；ガラス板）
２、５：接着剤層
３：太陽電池層
６：背面基板
７：帯状枠体
８：コア部
９：熱活性粘着材料(被覆層)
１１：熱活性粘着性周縁層
【図１】
2012099818.tif 000003
【図２】
2012099818.tif 000004
【図３】
2012099818.tif 000005
【図４】
2012099818.tif 000006
【図５】
2012099818.tif 000007
【図６】
2012099818.tif 000008