(57)【要約】【課題】フレキシブル基板を用いて形成された太陽電池モジュールと支持部材との接着強さを高くする。【解決手段】フレキシブル基板を用いて形成されており、裏面に凹凸を有している太陽電池モジュール１００の裏面を、支持部材２００に対向させ、かつ太陽電池モジュール１００の裏面と支持部材２００の間に粘着材３００を配置する。そして、太陽電池モジュール１００と支持部材２００とを、１．０ＭＰａ以上の圧力で加圧することにより、粘着材３００を用いて太陽電池モジュール１００を支持部材２００に接着させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブル基板を用いて形成されており、裏面に凹凸を有している太陽電池モジュールの前記裏面を、前記太陽電池モジュールの支持体に対向させ、かつ前記裏面と前記支持体の間に粘着材を配置し、
前記太陽電池モジュールと前記支持体とを、１．０ＭＰａ以上の圧力で加圧することにより、前記粘着材を用いて、前記太陽電池モジュールを前記支持体に接着させる、太陽電池発電装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池発電装置の製造方法において、
前記太陽電池モジュールと前記支持体とを、１０ＭＰａ以下の圧力で加圧する太陽電池発電装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の太陽電池発電装置の製造方法において、
前記凹凸の高低差の平均値は、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下である太陽電池発電装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽電池発電装置の製造方法において、
前記粘着材は、シート状の感圧型の粘着材である太陽電池発電装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブル基板を用いて形成された太陽電池モジュールを有する太陽電池発電装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に配慮する動きが広がっており、これに伴って太陽電池の普及が進んでいる。太陽電池の一つに、太陽電池セルの基板としてフレキシブル基板を用いるものがある。フレキシブル基板を用いた場合、太陽電池セルを封止材で封止した後、鋼板などの支持部材に取りつける必要がある。
【０００３】
特許文献１には、太陽電池パネルの支持部材として、屋根を用いることが記載されている。この文献において、太陽電池パネルは、接着剤を用いて屋根に固定されている。
【０００４】
なお、特許文献２に記載の技術では、複数の太陽電池セルが剥離可能な接着層を用いて透明樹脂シートに取り付けられている。また特許文献３に記載の技術では、太陽電池セルの裏面被覆材の表面に、他の構成材料よりも溶融温度が低い熱可塑性樹脂を設けることが記載されている。これにより、太陽電池セルを、熱可塑性樹脂を用いて支持部材に固定できる、と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−８５３０３号公報
【特許文献２】特開平９−４５９５１号公報
【特許文献３】特開２００２−１１１０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
太陽電池セルがフレキシブル基板を用いて形成されている場合、太陽電池セルを封止材で封止した太陽電池モジュールの表面と裏面も可撓性部材で構成することにより、可撓性を有している。この場合、太陽電池モジュールを支持部材にきちんと固定しないと、風などにより太陽電池モジュールが支持部材から剥離する可能性が出てくる。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、フレキシブル基板を用いて形成された太陽電池モジュールと支持部材との接着強さを高くすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、フレキシブル基板を用いて形成されており、裏面に凹凸を有している太陽電池モジュールの前記裏面を、前記太陽電池モジュールの支持体に対向させ、かつ前記裏面と前記支持体の間に粘着材を配置し、
前記太陽電池モジュールと前記支持体とを、１．０ＭＰａ以上の圧力で加圧することにより、前記粘着材を用いて前記太陽電池モジュールを前記支持体に接着させる、太陽電池発電装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、支持部材と太陽電池モジュールの接着強さを高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態にかかる太陽電池発電装置の構成を示す断面図である。
【図２】太陽電池発電装置の設置例を示す図である。
【図３】図１に示した太陽電池発電装置の製造方法を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１２】
図１は、実施形態にかかる太陽電池発電装置の構成を示す断面図である。この太陽電池発電装置は、太陽電池モジュール１００及び支持部材２００を有している。太陽電池モジュール１００は、太陽電池セル１１０を有している。太陽電池モジュール１００は、粘着材３００を用いて支持部材２００に固定されている。
【００１３】
太陽電池セル１１０は、可撓性を有する基板により形成されている。このため、太陽電池セル１１０は可撓性を有している。太陽電池セル１１０の基板は、例えばポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、及びポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）により形成されている。
【００１４】
太陽電池セル１１０は、封止材１２０によって覆われている。封止材１２０は、例えばポリオレフィン系樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体（以下、ＥＶＡという）、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、又はポリイソブチレン等の樹脂材料からなるラミネートフィルムが利用できる。
【００１５】
封止材１２０の表面には表面保護材１３０が形成されており、封止材１２０の裏面には裏面保護材１４０が形成されている。表面保護材１３０及び裏面保護材１４０は、例えば、４フッ化エチレン−エチレン共重合体、ＥＴＦＥ（Ethylene tetrafluoroethylene）、フッ化ビニリデン樹脂、３フッ化塩化エチレン樹脂、アクリル樹脂、３フッ化塩化エチレン樹脂コートアクリル樹脂、又はポリエステル樹脂からなるフィルムである。表面保護材１３０と裏面保護材１４０は、同一の材料が用いられていても良いし、互いに異なる材料が用いられていても良い。
【００１６】
また裏面保護材１４０のうち粘着材３００と対向する面には、凹凸が形成されている。この凹凸の高低差の平均値は、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下である。
【００１７】
支持部材２００は、例えば鋼板などの金属板であるが、他の形状であっても良いし、他の材料により形成されていても良い。支持部材２００は、樹脂シート、タイル、木版、コンクリートであっても良い。
【００１８】
粘着材３００は、例えば感圧型の粘着材であり、シート状に形成されている。粘着材３００は、両面粘着シートであっても良い。粘着材３００の厚さは、例えば基材も含めて０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。粘着材３００としては、例えば発泡アクリルフォーム基材を有する発泡アクリル系粘着材、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、またはシリコーンを用いることができる。
【００１９】
粘着材３００は、弾性率が０．０１５ＭＰａ以上１．１ＭＰａ以下であるのが好ましい。例えば太陽電池発電装置が屋根等に設置される場合、太陽電池発電装置は、夏の昼間は高温になり、冬の夜間は低温になる。そして、弾性率が０．０１５ＭＰａ未満である場合、高温で凝集し、粘着材としての機能を果たさなくなる可能性がある。また、弾性率が１．１ＭＰａ超である場合、低温下で粘着材３００が太陽電池モジュール１００及び支持部材２００の少なくとも一方と剥離する可能性が出てくる。
【００２０】
なお、太陽電池モジュール１００と粘着材３００の接着強さ、及び粘着材３００と支持部材２００の接着強さは、いずれも１．０ＭＰａ以上あるのが好ましい。この理由は、以下の通りである。
【００２１】
図２に示すように、太陽電池発電装置は日当たりの良い場所に設置されるため、強風に晒されやすい。風圧力（Ｎ／ｍ２）は、例えば建築基準法施行令第８２条の５に記載されているように、平均速度圧×ピーク風力係数で算出される。例えば高さ２０ｍの陸上の建物の屋上で、平均風速３６ｍの風が吹く場合、２７８０Ｎ／ｍ２≒０．３Ｎ／ｃｍ２の風圧力が太陽電池発電装置に加わる。そして、安全率を１０に設定すると、３Ｎ／ｃｍ２の風圧力に耐えうる接着強度が必要になる。このため、３Ｎ／ｃｍ２のせん断力（すなわち剥離が開始するときの荷重）に耐えうるための接着強度（面の接着強度）が必要になる。
【００２２】
なお、剥離が開始した後、この剥離が進行することを抑制するためには、接着部分と非接着部分の境界線における接着強度（線の接着強度）が、３Ｎ／ｃｍ２である必要がある。例えばこの接着強度は、（３Ｎ／ｃｍ２）／（粘着材３００の幅）で算出される。例えば粘着材３００の幅が２．５ｃｍの場合、線の接着強度は、１．２Ｎ／ｃｍ以上である必要がある。
【００２３】
図３は、図１に示した太陽電池発電装置の製造方法を示す図である。まず、太陽電池セル１１０を準備する。次いで、封止材１２０を用いて、ラミネート法により太陽電池セル１１０を封止する。このとき、封止材１２０に表面保護材１３０及び裏面保護材１４０も取り付ける。また、裏面保護材１４０の表面に、エンボス加工を施し、凹凸を形成する。このようにして、太陽電池モジュール１００が形成される。
【００２４】
次いで、裏面保護材１４０の表面に、粘着材３００を形成する。例えば粘着材３００が粘着シートである場合、この粘着シートを、裏面保護材１４０の表面に貼り付ける。このとき、粘着材３００を裏面保護材１４０の凹凸内に入り込ませるために、粘着材３００の表面をスキージを用いて処理しても良い。
【００２５】
次いで、粘着材３００が貼り付けられた太陽電池モジュール１００を、支持部材２００に対向させ、スキージ、ローラー、又はプレス機を用いて、太陽電池モジュール１００と支持部材２００を加圧する。このときの圧力は、１．０ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下である。圧力を１．０ＭＰａ以上とするのは、これによって、支持部材２００と太陽電池モジュール１００の接着強度が高くなるためである。また圧力を１０ＭＰａ以下とするのは、加圧処理において太陽電池モジュール１００が壊れることを抑制するためである。
【００２６】
なお、加圧時の圧力は、例えば圧力センサ、又は感圧紙を用いて測定することができる。
【００２７】
このようにして、太陽電池発電装置が形成される。そしてこの太陽電池発電装置によれば、支持部材２００と太陽電池モジュール１００の接着強度を十分に高くすることができる。
【００２８】
（実施例１）
図１に示した構造を有する太陽電池発電装置を作製した。裏面保護材１４０には、ＥＴＦＥを使用した。また、粘着材３００としては、発泡アクリル系の粘着テープを使用した。粘着材３００の厚さは、０．６ｍｍであった。支持部材２００としては、鋼板を使用した。また、裏面保護材１４０の表面、及び支持部材２００の表面は、粘着材３００を接着させる前に、特級エタノールで拭取り処理をした。また、裏面保護材１４０の表面に粘着材３００を取り付けた後、スキージで加圧処理を行った。
【００２９】
作製された太陽電池発電装置を、７２時間以上養生した後、所定の大きさにカットして試験片を作製した。また、太陽電池モジュール１００と支持部材２００の圧着時の圧力を変化させることにより、複数種類の試験片を作成した。
【００３０】
具体的には、両面接合テープが互いに異なる試料Ａ及び試料Ｂを作製した。試料Ａでは、両面接着テープの粘着材３００として、アクリル系を基材としたアクリル系粘着剤のうち一般粘着剤を使用した。また、試料Ｂでは、両面接着テープの粘着材３００として、アクリル系を基材としたアクリル系粘着剤のうち低温接着タイプの粘着剤を使用した。
【００３１】
このようにして得られた試験片において、引張試験機を用いて太陽電池モジュール１００と支持部材２００を剥離させることにより、これらの間の接着強さを測定した。試験時の温度は、−２０℃、２３℃、及び８５℃とした。引張試験機には、島津製作所製のＡＧ−Ｘを使用した。また剥離の速度は、１００ｍｍ／分とした。結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
2013004748.tif 000003
【００３３】
表１に示すように、実施例に係る試験片の試料Ａでは、−２０℃において、接着圧力０．５ＭＰａ以下の条件で、瞬間的に剥離したもの（表１において０と記載）が多数見受けられた。しかし、−２０℃では接着圧力１．０ＭＰａ以上の場合、また８５℃では接着圧力０．１ＭＰａ以上の場合、接着強度基準となる１．２Ｎ／ｃｍ以上が得られた。この結果より、試料Ａにおいては、接着圧力１．０ＭＰａ以上において、必要な接着強度が得られることが分かった。
【００３４】
試料Ａにおいては、太陽電池使用環境範囲にある−２０℃の低温条件において、接着圧力１．０ＭＰａ以下では、十分な接着強度が得られないことが分かったため、次に低温接着タイプ粘着剤による、試験片の試料Ｂをテストした。
【００３５】
試料Ｂは、−２０℃の低温と２３℃の常温において、接着圧力０．１ＭＰａ以上の場合に、接着強度基準となる１．２Ｎ／ｃｍ以上が得られた。しかし、８５℃の高温においては、接着圧力０．５ＭＰａ以下の条件では、接着強度基準となる１．２Ｎ／ｃｍ以上を得ることができなかった。すなわち、試料Ｂにおいても、接着圧力１．０ＭＰａ以上の場合、必要な接着強度が得られることが分かった。
したがって、以上の結果から、接着圧力１．０ＭＰａ以上があれば、必要な接着強度が得られることが分かった。
【００３６】
（実施例２）
次に、粘着材３００の厚さを変えて、実施例１と同様の試験を行った。結果を表２に示す。表２での試料Ｂは、表１の試料Ｂの２３℃と同じ条件である。そして、新たに、基材の厚みを厚くして１．２ｍｍとした試料Ｃとの比較試験を行なった。結果を表２に示す。
【００３７】
【表２】
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【００３８】
表２に示す結果から、粘着材３００が厚いほど、接着強さが高くなることが示された。
【００３９】
（実施例３）
裏面保護材１４０の裏面に形成された凹凸の形状を変えて、実施例１と同様の試験を行った。太陽電池モジュール１００と支持部材２００を圧着するときの圧力は、１．０ＭＰａであった。結果を表３に示す。
【００４０】
【表３】
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【００４１】
表３に示す結果から、凹凸の高さ及び幅が広いほど、接着力が高くなることが示された。
【００４２】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００４３】
１００ 太陽電池モジュール
１１０ 太陽電池セル
１２０ 封止材
１３０ 表面保護材
１４０ 裏面保護材
２００ 支持部材
３００ 粘着材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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