(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロール状に巻取り可能な長尺プラスチックシートを基板として、この基板上に光電変換素子，透明電極，接続電極をパターニングして集積形直列接続構造のユニットセルを形成した太陽電池シートから所定サイズの太陽電池を裁断した上で、この太陽電池の表裏両面および裁断面に封止材, 表面保護材を被覆して封止した太陽電池モジュールの製造方法において、
前記太陽電池の表裏両面に貼り合わせた封止材，および表面保護材について、表面側，裏面側のいずれか一方の封止材，表面保護材の両端を太陽電池の長さサイズに位置を合わせ、他方の前記両端を太陽電池の長さサイズよりも長く延長した上で、この延長部を太陽電池の反対側面に折り返して裁断面を封止した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】
請求項１記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
(1) ロールから繰り出した太陽電池シートの搬送途上で、太陽電池シートの表裏両面に封止材，表面保護材を貼り合わせてラミネートする工程と、
(2) 前工程で封止材，表面保護材を表裏両面にラミネートした太陽電池シート上で、太陽電池の長さサイズに位置を合わせてシートの表面，裏面のいずれか一方側から反対側面の封止材，表面保護材を残してハーフカットする工程と、
(3) 前工程でハーフカットした位置の両側に延長部分を残して太陽電池シートを封止材，保護材とともに裁断する工程と、
(4) 前工程で裁断した太陽電池からハーフカットされた部分を除去した上で、封止材，表面保護材の延長部分を反対側面に折り返してシートの裁断面を封止する工程とからなることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フレシキブルなプラスチックシートを基板として、この基板上に太陽電池を形成した上で、その表裏両面に封止材，および耐候性のある表面保護材を被覆して一体化した太陽電池モジュールの製造方法に関し、さらに詳しくは、太陽電池を保護する封止材，表面保護材の処理方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
頭記の薄膜太陽電池として、在来のガラス基板に代わるフレシキブルなプラスチックシートを基板として、この基板上にアモルファスシリコン形の薄膜半導体層からなる光電変換素子，透明電極，接続電極をパターンニングして複数ユニットセルの集積形直列接続構造になる太陽電池を形成したフィルム基板形の薄膜太陽電池の研究開発が進められており、その一例として本発明の出願人よりいわゆるＳＣＡＦ（Series Connection through Apertures on Film） と名付けた集積形直列接続構造の薄膜太陽電池が特開平１０−２３３５１７号，特開２０００−２２３７２７号などで提案されている。
【０００３】
次に、前記提案になる太陽電池の構造（モジュール化する以前の段階）を図４に示す。図において、１はプラスチック基板、２は光電変換層（アモルファスシリコン層）、３は透明電極、４は光電変換層２の裏面電極、５はプラスチック基板１の背面電極、６はプラスチック基板１を貫通して透明電極３と背面電極５との間を接続する集電ホール（スルーホール）、７は背面電極５と裏面電極４との間を接続する直列ホールであり、プラスチック基板１の光入射側に形成した透明電極３，光電変換層２，および裏面電極４はセル分割溝８をレーザースクライブして複数のユニットセル領域に分離し、さらにこのユニットセル領域に対応してプラスチック基板１の背面電極５もセル分割溝９で分離している。
【０００４】
かかる構成で、各ユニットセル領域の光電変換層２で発電した電流は透明電極３に集められる。また、この透明電極３は集電ホール６→背面電極５→直列ホール７を経て隣接するユニットセルの裏面電極４に接続されており、これにより複数ユニットセルの直列接続構造を形成している。
【０００５】
このフィルム基板形薄膜太陽電池は電池製造のための材料入手の制約が少なく、かつ量産性に優れていること、さらに軽量で屋根等への敷設も容易であることなどから、将来の太陽電池の主流として大きな期待が寄せられており、特にプラスチック等のフレキシブルな材料を基板とした前記構造では、その柔軟性を活かした用途への適用も考えられ、今後さらに普及化が進むものと予想される。
【０００６】
ところで、上記の太陽電池をモジュール化した製品として市場で普及させるには、太陽電池の性能向上に加えて、低価格のモジュールを高い生産性で製造できるようにした量産技術の開発が重要である。
【０００７】
かかる点、従来の太陽電池モジュールの製造方法では、フレキシブルな長尺シートの基板上に集積形直列接続構造の薄膜太陽電池を連続してパターン形成した長尺シート状のフィルム基板形太陽電池（以下「太陽電池シート」と呼称する）について、まず太陽電池シートから所定サイズの太陽電池を裁断し、続くモジュール組立工程では、太陽電池の各枚葉ごとにその表裏両面に透光性の封止材，表面保護材を被覆した上で、電力取出用の電力端子を取付けてモジュール化するようにしており、具体的には次記のような封止方法で太陽電池モジュールを構成している。
【０００８】
すなわち、長尺な太陽電池シートから所定サイズに裁断した太陽電池に対し、その電池本体のサイズよりも一回り大きい寸法に裁断して用意しておいたフィルム状の封止材，および耐候性の表面保護材を手作業により太陽電池の表，裏面に被覆し、さらにラミネータなどを使って一体化した後、その輪郭から周囲にはみ出した余分な封止，保護材料を除去する。その後に電力取出用の外部接続用端子を取付けて太陽電池モジュールを完成させる。
【０００９】
しかしながら、前記した枚葉処理方式による太陽電池モジュールの製作方法では、シート状の太陽電池の表裏両面に正しく位置を合わせてフィルム状の封止材や表面保護材を貼り合わせる作業が非常に厄介であり、想像以上の工数と作業時間を要し、さらに太陽電池のサイズが大形化するに伴い封止材，表面保護材の貼り合わせ作業は困難性を増す。
【００１０】
一方、太陽電池モジュールの製造に機械化工程を導入して生産性の向上，コスト低減化を図るために、ロール状に巻いた太陽電池シートをロールから繰り出しながら、その搬送途上で太陽電池シートの表裏両面にそのシート幅よりも一回り幅の広い長尺なシート状の封止材，および表面保護材をロールから繰り出しながら連続的に貼り合わせてモジュール中間体を作成し、その後に改めて前記した長尺なモジュール中間体から所定サイズの太陽電池を裁断した上で、太陽電池の裁断面に別に用意しておいた封止材および表面保護材を貼り付けて封止処理するようにした太陽電池モジュールの製造方法が提唱されている。
【００１１】
図３は前記方法により製作された太陽電池モジュールの組立構造を表す模式図であり、図４に対応した部材には同じ符号を付している。なお、図中に表した矢印Ｐは太陽電池シートの長手方向を表している。すなわち、前記のように太陽電池シートの表裏両面に封止材１０および耐候性のある表面保護材１１を貼り合わせた長尺なモジュール中間体から太陽電池を１枚ずつ裁断すると、その両端の裁断面には太陽電池の基板１，光電変換層２が露出することになり、このままでは裁断面を通して外部から雨水などが浸入して太陽電池の性能を劣化させるおそれがある。そこで、従来の太陽電池モジュールでは、太陽電池の表裏両面に貼り付けた封止材１０，表面保護材１１とは別に、同じ寸法幅をもつ短冊状の封止材１０ａ，表面保護材１１ａを用意し、これを図示のように太陽電池シートから裁断した太陽電池の両端の裁断面を覆うように貼り付けた上で、ラミネータなどで一体化して封止処理するようにしている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
前記の組立方法で製作した太陽電池モジュール（図３参照）は、従来の枚葉処理方式に比べてモジュールの組立工程が大幅に合理化されて生産性，コスト面での改善が図れるものの、モジュール工程で太陽電池の裁断面に封止材１０ａ，表面保護材１１ａを貼り合わせる作業については、人手作業に頼らざるを得ないために、その貼り付けの位置合わせ作業を含めて手間の掛かる工数が発生するほか、封止材，表面保護材についても、ロール状に巻かれた長尺シートとは別に、所定寸法に裁断した短冊状の材料を用意する必要がある。しかも、この裁断面の封止処理が適正でないと、封止材の継ぎ目に隙間が生じてモジュールの実使用中に外部から雨水などが浸入して太陽電池が早期に劣化する問題を引き起こす。
【００１３】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は前記問題点を解消し、長尺な太陽電池シートから所定サイズに裁断した太陽電池の裁断面を簡単な作業で封止できるように封止材，表面保護材の封止構造，およびその処理方法を改良して信頼性向上，コスト低減化を図った太陽電池モジュールの製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明によれば、ロール状に巻取り可能な長尺プラスチックシートを基板として、この基板上に光電変換素子，透明電極，接続電極をパターニングして集積形直列接続構造のユニットセルを形成した太陽電池シートから所定サイズの太陽電池を裁断した上で、この太陽電池の表裏両面および裁断面に封止材, 表面保護材を被覆して封止した太陽電池モジュールの製造方法において、前記太陽電池の表裏両面に貼り合わせた封止材，および表面保護材について、表面側，裏面側のいずれか一方の封止材，表面保護材の両端を太陽電池のサイズに位置を合わせ、他方の前記両端を太陽電池の長さサイズよりも長く延長した上で、この延長部を太陽電池の裁断面を覆うように反対側面に折り返して一体化する（請求項１）。
【００１５】
また、本発明による太陽電池モジュールの製造手順としては、太陽電池モジュールを次記の各工程を経て製作するものとする（請求項２）。
【００１６】
(1) ロールから繰り出した太陽電池シートの搬送途上で、太陽電池シートの表裏両面に封止材，表面保護材を貼り合わせてラミネートする工程。
【００１７】
(2) 前工程で封止材，表面保護材を表裏両面にラミネートした太陽電池シート上で、太陽電池の長さサイズに位置を合わせてシートの表面，裏面のいずれか一方側から反対側面の封止材，表面保護材を残してハーフカットする工程。
【００１８】
(3) 前工程でハーフカットした位置の両側に延長部分を残して太陽電池シートを封止材，保護材とともに裁断する工程。
【００１９】
(4) 前工程で裁断された太陽電池からハーフカットされた部分を除去した上で、封止材，表面保護材の延長部分を反対側面に折り返してシートの裁断面を封止する工程。
【００２０】
上記のように表裏両面に封止材，表面保護材を被覆した太陽電池シートから所定サイズに裁断した太陽電池について、その両端部に封止材，表面保護材の延長部を残してハーフカット部分を除去した上で、この延長部を折り返して裁断面を封止するようにしたことにより、従来構造のように太陽電池の裁断面を封止する短冊状の封止材，表面保護材を別途用意する必要がなく、かつその貼り付け位置を合わせる面倒な工程を省いて太陽電池の裁断面を簡単，かつ確実に封止でき、これにより太陽電池モジュールの信頼性を高めるとともに、低コスト化，製造プロセスの高スループット化が達成される。
【００２１】
しかも、この裁断面を覆う封止材，表面保護材は太陽電池の表ないし裏面に貼り合わせた封止材，表面保護材と継ぎ目なしに繋がっているので高いシール性が得られ、特に太陽電池の光入射側面に被覆した封止材，表面保護材の両端を延長し、その延長部を太陽電池の裏面側に折り返して裁断面を封止することで、太陽電池モジュールとして高い耐候性と信頼性を確保できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図示実施例に基づいて説明する。
【００２３】
まず、図１(a) 〜(c) に後記の製造方法に基づいて製作した太陽電池モジュールの構造をその製造工程順に示す。なお、(a) は表裏両面に封止材，表面保護材を貼り合わせた太陽電池シートから太陽電池を裁断した直後の状態、(b) は太陽電池の両端でハーフカットした部分を除去した状態、(c) は太陽電池の裁断面を封止したモジュールの組立状態を表しており、図中で図３に対応する部材には同じ符号を付してその説明は省略する。
【００２４】
次に、図１(a) 〜(c) に示した太陽電池モジュールの製造工程を図２で説明する。図２において、１２は先述のように長尺シートのプラスチック基板上に太陽電池を形成した太陽電池シート１３を巻き取ったロール、１４，１６は封止材と表面保護材を貼り合わせた複合シート１５，１７のロール、１８，１９は前記複合シートを太陽電池シート１３に貼り付けるホットロール、２０はハーフカット装置、２１は裁断装置であり、これらはロール１２から繰り出した太陽電池シート１３の搬送経路上に配置されている。なお、この実施例では、封止材としてブリジストン社製のＥＶＡ（エチレンビニルアセテート：商品名EVASAFE1425  厚さ０．４mm）を、また表面保護材として旭硝子社製ＥＴＦＥ（アフレックス25NlO30D・CS  厚さ２５μｍ）を用いた。
【００２５】
ここで、ロール１２には太陽電池シート１３がその光入射面を外側に向けて巻き付けられており、またロール１４，１６には前記複合シート１５の封止材が外側，表面保護材が内側に向くように巻き付けられている。そして、ロール１２から繰り出した太陽電池シート１３をその光入射面を下側，裏面を上側にして送りながら、その搬送途上でまずロール１４から繰り出した封止材と表面保護材の複合シート１５を太陽電池シート１３の裏面（光入射側と反対面）と重ね合わせ、ホットロール１８を通過する際に両者を貼り付ける。続いて、ロール１６から繰り出した複合シート１７を太陽電池シート１５の光入射側面に重ね合わせてホットロール１９で貼り付ける。
【００２６】
続いて、表裏両面を複合シート１５，１７で被覆した太陽電池シート１３が後段のハーフカット装置２０に送られると、太陽電池シート１３の裏面側（図示の上面側）からカッター刃を押し当て、太陽電池モジュールの長さサイズに対応する両端位置（図１(a) のハーフカット位置Ａ）を次のようにハーフカットする。この、このハーフカットでは、太陽電池シート１３の光入射側に貼り合わせた複合シート１７を切断せずに残して、裏面側に貼り合わせた複合シート１５および太陽電池シートのプラスチック基板１（図１参照）を切断する。このハーフカット工程が済むと、太陽電池シート１３は次の裁断装置２１に進み、ここで前記ハーフカット位置Ａの前後両側に延長部分を残した位置（図１(a) の裁断位置Ｂ）で太陽電池シート１３をその表裏両面に貼り合わせた複合シート１５，１７と一緒に裁断して太陽電池シート１３から切り離す。図１(a) はこの裁断直後の状態を表している。
【００２７】
次に、図１(a) の状態から、先記のハーフカット工程で切断された部分（図１(a) のＡ−Ｂ間における上面側の封止材１０，表面保護材１１およびプラスチック基板１）を除去して図１(b) の状態にした後、さらに前記したハーフカット工程で切断されずに残った下面側（光入射側）の封止材１０，表面保護材１１の延長部１０-1，１０-2および１１-1，１１-2を糊代として、両端がカットされた太陽電池の裁断面を覆うように上面側に折り返して貼り合わせ、さらにラミネータにより一体に固着する。これにより、図１(c) の組立構造で示すように、太陽電池モジュールの両端の裁断面が封止材，表面保護材の延長部で封止されることになる。
【００２８】
なお、図示実施例では、太陽電池の光入射面側に貼り付けた封止材１０，表面保護材１１の両端に延長部を残して反対面側からハーフカットしているが、これとは逆に光入射面側から封止材，表面保護材およびプラスチック基板をハーフカットしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ロール状に巻取り可能な長尺プラスチックシートを基板として、この基板上に光電変換素子，透明電極，接続電極をパターニングして集積形直列接続構造のユニットセルを形成した太陽電池シートから所定サイズの太陽電池を裁断した上で、この太陽電池の表裏両面および裁断面に封止材, 表面保護材を被覆して封止した太陽電池モジュールの製造方法において、
前記太陽電池の表裏両面に貼り合わせた封止材，および表面保護材について、表面側，裏面側のいずれか一方の封止材，表面保護材の両端を太陽電池の長さサイズに位置を合わせ、他方の前記両端を太陽電池の長さサイズよりも長く延長した上で、この延長部を太陽電池反対側面に折り返して裁断面を封止するようにし、また、その製造手順として、請求項２のように太陽電池シートの両端をハーフカットして封止材，表面保護材の折り返し延長部を形成するようにしたことにより、
従来の太陽電池モジュールのように、太陽電池シートから所定サイズに裁断した太陽電池に対し、その表裏両面に枚葉の封止材，表面保護材を貼り合わせた上で、さらに太陽電池の裁断面に別に用意した短冊状の封止材，表面保護材を貼り付けて封止するようにした製造方法と比べて、太陽電池の裁断面を封止する短冊状の封止材，表面保護材を別途用意する必要がなく、かつその貼り付け位置を合わせる面倒な工程を省いて太陽電池の裁断面を簡単，かつ確実に封止できる。これにより、太陽電池モジュールの信頼性を高めるとともに、生産性の向上，低コスト化を達成して太陽電池モジュールの製品を低価格で提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に関わる太陽電池モジュールの模式構造図であり、(a) は太陽電を裁断した直後の状態，(b) は太陽電池の両端でハーフカットした部分を除去した状態，(c) は太陽電池の裁断面を封止したモジュールの組立状態を表す図
【図２】図１に示した太陽電池モジュールの製造手順を説明する工程図
【図３】従来における太陽電池モジュールの模式構造図
【図４】本発明の太陽電池モジュールに適用するフィルム基板薄膜太陽電池の模式構造図
【符号の説明】
１    フレシキブルなプラスチック基板
２    光電変換層
３    透明電極
４    裏面電極
５    背面電極
１０    封止材
１０-1，１０-2  封止材の延長部
１１    表面保護材
１１-1，１１-2  表面保護材の延長部
１３    太陽電池シート
１５，１５  封止材と表面保護材の複合シート
２０    ハーフカット装置
２１    裁断装置
Ａ    ハーフカット位置
Ｂ    裁断位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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