(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣り合う太陽電池モジュールと係合すべき係合部を備える太陽電池モジュールの製造方法において、
平板の少なくとも相対する一対の端部を同側に垂直に折り曲げて壁部を形成し、該壁部の端部を外側へ更に折り曲げてフランジ部を形成してなる皿型の基板の中央部に、複数の太陽電池素子、該複数の太陽電池素子を封止する封止材及び光を透過する光透過部材を積層して積層体と成し、前記壁部により前記積層体の変形を防止しながらラミネートすることにより該積層体を一体化す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】
ラミネート後の前記光透過部材の高さ位置が、前記壁部の高さ位置と同じになるように、前記壁部の端部を外側へさらに折り曲げて前記フランジ部を形成するようにした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製造方法。
【請求項３】
前記フランジ部に、ラミネート終了後、係合部を形成す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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池モジュールの製造方法及び太陽電池モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、太陽電池モジュールの縦断面図である。図中５は太陽電池モジュールを構成する積層体であり、積層体５は、係合部５２４，５２５をその相対する２つの端部に備える基板５２の上に、複数の太陽電池素子５４，５４，…を封止した封止材５３及び光透過部材５１を積層してなる。係合部５２４は、基板５２の一方の端部を上側に垂直に折り曲げ、隣り合う太陽電池モジュールの形状若しくは大きさ、または太陽電池モジュールの配置場所等の太陽電池モジュール配置条件に適するように、更に数回折り曲げて構成される。例えば、封止材５３及び光透過部材５１を積層している部分の逆側に垂直に折り曲げ、更に上側に垂直に折り曲げ、更にその積層部分の側に垂直に折り曲げて、コの字型と成す。係合部５２４の高さが高くなるにつれて、太陽電池モジュールは上側に厚みを増す。
【０００３】
また、係合部５２５は、基板５２の他方の端部を上側に垂直に折り曲げ、隣り合う太陽電池モジュールの形状若しくは大きさ、または太陽電池モジュールの配置場所等の太陽電池モジュール配置条件に適するように、更に数回折り曲げて構成される。例えば、封止材５３及び光透過部材５１を積層している部分の逆側に垂直に折り曲げ、更に下側に垂直に折り曲げ、更にその積層部分の側に垂直に折り曲げて、コの字型と成す。
【０００４】
このような構成を有する太陽電池モジュールは、従来、次のようにして製造されている。隣り合う太陽電池モジュールと係合すべき係合部が予めその端部に備えられている鋼板または平板スレート瓦等の基板の上に、ＰＶＢ（ポリビニールブラチール），ＥＶＡ（エチレンビニールアセテート）等の合成樹脂を用いたシート状の封止材，直列または並列に接続させた複数の結晶系またはアモルファス系等の太陽電池素子、シート状の封止材、及び、強化ガラス材またはプラスチックフィルム等を用いた光を透過する光透過部材をこの順に積層する。そして、その積層体を熱圧着加工するラミネート工程によって、これらを一体化する。
【０００５】
このラミネート工程では、上側にダイアフラム、下側に熱板を有するラミネート装置を用い、基板をラミネート装置の熱板上に置いて、１００℃から１５０℃の温度に加熱した後にダイアフラムにより下方向に圧力を加えて積層体を熱圧着する。
【０００６】
積層体は係合部を有しているので、係合部の変形、または係合部によるダイアフラムの損傷を防ぐために、ダイアフラムを積層体の上側の係合部の形状に、熱板を積層体の下側の係合部の形状に、夫々対応した形状にしてある。あるいは別の手法として、積層体の係合部の形状に合わせた金属製の治具をラミネート装置の熱板上に配置し、その治具上で熱圧着加工することもある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
係合部の形状には複数の種類があり、ラミネート装置を用いて熱圧着加工を施す際、全種類の形状に対応したダイアフラム、熱板または治具を準備し、係合部の形状に応じてそれらを取り替えることは非効率的である。また、治具を用いる場合、必要充分な熱圧着加工を行うためには治具の温度が熱板の温度と同じであることが望まれるが、治具の温度は熱板温度，プロセス時間，及び熱圧着加工前の積層体温度等の諸条件により影響を受けるため、治具の温度管理は困難である。更に、ラミネート装置の搬出部から出てきた治具を再度使用するためにラミネート装置の搬入部まで搬送する場合は、治具の温度管理が更に困難となり、また、工数も増加する。
【０００８】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、平板状の基板を用いた積層体を熱圧着加工することにより、基板の形状が異なる積層体毎にダイアフラムまたは熱板の形状を変更する必要がない、あるいは基板の夫々の形状に対応する治具を用意する必要がない太陽電池モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、平板状の基板を用いた積層体を熱圧着加工することにより、治具を使う必要がなく、そのため治具の温度管理をする必要もない太陽電池モジュールの製造方法を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、ダイアフラムまたは熱板に接触する面の形状が平面状である積層体を熱圧着加工することにより、基板の形状が異なる積層体毎にダイアフラムまたは熱板の形状を変更する必要がない、あるいは基板の夫々の形状に対応する治具を用意する必要がない太陽電池モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、ダイアフラムまたは熱板に接触する面の形状が平面状である積層体を熱圧着加工することにより、治具を使う必要がなく、そのため治具の温度管理をする必要もない太陽電池モジュールの製造方法を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、積層体を形成する前に係合部を形成しないことにより、積層体を形成する際に準備しておく基板の種類を少なくすることができる太陽電池モジュールの製造方法を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、ラミネートを終了した積層体の基板に、複雑な形状を有する係合部を形成することにより、必要に応じて任意の形状の係合部を備えることができる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】
更に、本発明の他の目的は、係合部を予め形成しておらず、必要に応じて基板を加工することにより、任意の形状の係合部を備えた最終製品を得ることができる太陽電池モジュールを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、隣り合う太陽電池モジュールと係合すべき係合部を備える太陽電池モジュールの製造方法において、平板の少なくとも相対する一対の端部を同側に垂直に折り曲げて壁部を形成し、該壁部の端部を外側へ更に折り曲げてフランジ部を形成してなる皿型の基板の中央部に、複数の太陽電池素子、該複数の太陽電池素子を封止する封止材及び光を透過する光透過部材を積層して積層体と成し、前記壁部により前記積層体の変形を防止しながらラミネートすることにより該積層体を一体化することを特徴とする。
【００１７】
また、ラミネート後の前記光透過部材の高さ位置が、前記壁部の高さ位置と同じになるように、前記壁部の端部を外側へさらに折り曲げて前記フランジ部を形成するようにしたことを特徴とする。
【００１８】
さらには、前記フランジ部に、ラミネート終了後、係合部を形成することを特徴とする。
【００２１】
本発明にあっては、ラミネート装置のダイアフラムまたは熱板に接触する面の形状が平面状である積層体を熱圧着加工するため、ダイアフラムまたは熱板を、積層体の形状に対応した形状を有するダイアフラムまたは熱板に変更することなく、あるいは積層体の夫々の形状に対応する治具を用意することなく太陽電池モジュールを製造する。また、治具を使う必要がないため、治具の温度管理も必要がない。また、基板の折り曲げ部が光透過部材及び封止材を積層した部分を保護する働きをするため、熱圧着加工時に積層方向に加圧された場合、積層体が大きく変形して崩れることが防止される。更に、基板の折り曲げ部を形成した後に光透過部材及び封止材を積層するため、基板が折り曲げられる際に基板に積層された光透過部材及び封止材も折り曲げられることによる封止材と基板との剥離、または光透過部材と封止材との剥離が防止される。
【００２２】
また、基板に係合部を予め形成していないため、ラミネート終了後、必要に応じて基板を加工することにより、任意の形状の係合部を備えた太陽電池モジュールを製造できる。また、積層体を形成する前に係合部を形成しないため、積層体を形成する際に準備しておく基板の種類が少なくて済む。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
【００２５】
（実施の形態１）
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュールの製造方法の説明図である。
【００２６】
図１（ａ）は積層工程を示している。平らな鋼板を用いた基板５２に、隣り合う太陽電池モジュールと係合すべき係合部を形成するための折り曲げ代を基板５２の両端部に残して、ＥＶＡ樹脂を用いた封止シート５３ｂを積層し、封止シート５３ｂ上に、直列または並列に配線されている複数の太陽電池素子５４，５４，…を同一平面上に配置し、その上に更にＥＶＡ樹脂を用いた封止シート５３ａを積層し、封止シート５３ａ上に、強化ガラス材を用いた光透過部材５１を積層して積層体５と成す。積層体５は縦断面形状が図示されている。
【００２７】
図１（ｂ）は、熱板２を下側に、ダイアフラム３を上側に備える、公知のラミネート装置１で行うラミネート工程を示している。ラミネート工程では、基板５２を下側にして積層体５をラミネート装置１の熱板２上に置き、１００℃から１５０℃の温度に加熱した後にダイアフラム３を用いて下方向に圧力を加えて熱圧着加工して全体を一体化する。このとき、封止シート５３ａ，５３ｂは一体化し、太陽電池素子５４，５４，…を封止する封止材５３となる。
【００２８】
図１（ｃ）は係合部形成工程を示している。係合部形成工程では、所定形状の金型を用いて、ラミネート処理が施された積層体５の基板５２の折り曲げ代を、光透過部材５１及び封止材５３を積層している部分の端部に沿って垂直に折り曲げ、折り曲げられた折り曲げ代を、隣り合う太陽電池モジュールと係合可能な形状に更に数回折り曲げて、係合部５２４，５２５を形成し、最終製品とする。例えば、図１（ｃ）に示すように、一回折り曲げられた折り曲げ代を封止材５３及び光透過部材５１を積層している部分の逆側に垂直に折り曲げ、更に上側または下側に垂直に折り曲げ、更にその積層部分の側に垂直に折り曲げて、コの字型を成す係合部５２４，５２５を形成する。
【００２９】
以上詳述した実施の形態１の太陽電池モジュールの製造方法において、平板状の基板５２に、ラミネート工程以前に係合部を形成しないため、ラミネート装置１の熱板２及びダイアフラム３を、係合部の形状に対応した形状を有するダイアフラムまたは熱板に変更することなく太陽電池モジュールを製造できる。また、治具を使う必要がないため、治具の温度管理も必要がなくなる。また、基板５２として平らな部材のみを用いるため、積層工程の際、予め準備しておく部材の形状の種類を少なくすることができる。また、ラミネート工程終了後の積層体５は、係合部が形成されていないため、必要に応じて基板５２を折り曲げ加工することにより任意の形状の係合部５２４，５２５を備えた最終製品となる太陽電池モジュールを製造できる。ラミネート工程終了後の積層体５から係合部の形状が異なる複数種類の最終製品となる太陽電池モジュールを容易に製造することができるため、在庫の大幅な削減が可能となる。
【００３０】
（実施の形態２）
図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態２に係る太陽電池モジュールの製造方法の説明図である。図中５は積層体であり、積層体５は縦断面形状が図示されている。
【００３１】
図２（ａ）は積層工程を示している。鋼板を用いた平板の４周の端部を長方形の平面部５２３の４辺で同一側に垂直に折り曲げて、隣り合う太陽電池モジュールと係合すべき係合部を形成するための折り曲げ部を形成し、浅い皿型の基板５２と成す。更に、その各折り曲げ部の端部を、平面部５２３と平行になるよう外側に折り曲げて、平面部５２３に近い側の壁部５２１，５２１，…と、平面部５２３から遠い側のフランジ部５２２，５２２，…とを有する倒立Ｌ字型にする。
【００３２】
積層工程では、平面部５２３の上に、ＥＶＡ樹脂を用いた封止シート５３ｂを積層し、封止シート５３ｂ上に、直列または並列に配線されている複数の太陽電池素子５４，５４，…を同一平面上に配置し、その上に更にＥＶＡ樹脂を用いた封止シート５３ａを積層し、封止シート５３ａ上に、強化ガラス材を用いた光透過部材５１を積層して積層体５と成す。
【００３３】
図２（ｂ）は、熱板２を下側に、ダイアフラム３を上側に備える公知のラミネート装置１で行うラミネート工程を示している。ラミネート工程では、光透過部材５１を下側にして積層体５をラミネート装置１の熱板２上に置き、１００℃から１５０℃の温度に加熱した後にダイアフラム３を用いて下方向に圧力を加えて熱圧着加工して全体を一体化する。このとき、封止シート５３ａ，５３ｂは一体化して太陽電池素子５４，５４，…を封止する封止材５３となり、光透過部材５１とフランジ部５２２，５２２，…とは同一高さに位置する。なお、壁部５２１，５２１，…は、その高さが封止材５３及び光透過部材５１を積層した部分の厚さと同じになるように形成される。
【００３４】
図２（ｃ）は係合部形成工程を示している。係合部形成工程では、所定形状の金型を用いて、ラミネート処理が施された積層体５の基板５２のフランジ部５２２，５２２，…を、隣り合う太陽電池モジュールと係合可能な形状に数回折り曲げて、係合部５２４，５２５，…を形成し、最終製品とする。例えば、図２（ｃ）に示すように、フランジ部５２２，５２２，…を上側または下側に垂直に折り曲げ、更に封止材５３及び光透過部材５１を積層している部分側に垂直に折り曲げて倒立Ｌ字またはＬ字型と成す係合部５２４，５２５，…を形成する。
【００３５】
以上詳述した実施の形態２の太陽電池モジュールの製造方法において、ラミネート工程以前に基板５２に係合部を形成せず、積層体５の、ラミネート装置１の熱板２及びダイアフラム３に接触する面が平面状であるため、熱板２及びダイアフラム３の形状を変更することなく太陽電池モジュールを製造できる。また、治具を使う必要がないため、治具の温度管理も必要がなくなる。また、基板５２としてＬ字型の折り曲げ部を形成した鋼板のみを用いるため、積層工程の際に、予め準備しておく部材の形状の種類を少なくできる。また、ラミネート工程終了後に係合部を形成するため、必要に応じて任意の形状の係合部を備えた太陽電池モジュールを製造できる。
【００３６】
更に、壁部５２１，５２１，…及びフランジ部５２２，５２２，…が、積層されている光透過部材５１及び封止材５３を保護する働きをするため、熱圧着加工時に積層方向に加圧された場合、積層体５が大きく変形して崩れることを防止できる。また、基板５２の折り曲げ部を形成した後に光透過部材５１及び封止材５３を積層するため、基板５２が折り曲げられる際に基板５２に積層された光透過部材５１及び封止材５３も折り曲げられてしまうことによる封止材５３と基板５２との剥離、または光透過部材５１と封止材５３との剥離を防止できる。
【００３７】
なお、係合部の数、位置、形状は、周辺の屋根材とのマッチング及び防水性能、耐風圧性能を考慮して決定されるため、実施の形態２では４辺を折り曲げて係合部を形成しているが、例えば相対する２辺のみに折り曲げ部を設けても良い。
【００３８】
（実施の形態３）
複数の太陽電池素子を直列または並列接続させた太陽電池素子列からの電力の取出しは、太陽電池素子列の電極に一端が半田付けされており、他端部が太陽電池素子列外に引き出された電力取出し用の配線（例えば金属箔）を介してなされる。引き出されたこの配線は、隣り合う太陽電池モジュールを電気的に接続するための例えばＣＶ（架橋ポリエチレン）ケーブルに、基板上に設けられた端子箱内にて接続される。よって、この太陽電池素子列外に引き出される配線が、太陽電池モジュールの製造におけるラミネート工程中において、熱板または鋼板製の基板によって切断される可能性がある。以下に述べる実施の形態３は、このような電力取出し用の配線の切断を完全に防止できる製造方法である。
【００３９】
図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態３に係る太陽電池モジュールの製造方法の説明図である。図中５は積層体であり、積層体５は縦断面形状が図示されている。
【００４０】
図３（ａ）は積層工程を示している。鋼板を用いた平板の一端部を平面部５２３の１辺で垂直に折り曲げて、隣り合う太陽電池モジュールと係合すべき係合部を形成するための折り曲げ部を設け、更に折り曲げ部の端部を、平面部５２３と平行になるよう外側に更に折り曲げて、平面部５２３に近い側の壁部５２１と、平面部５２３から遠い側のフランジ部５２２とを有するＬ字型部分を形成して、基板５２と成す。
【００４１】
端子箱の設置と、隣り合う太陽電池モジュールと係合すべき係合部の形成とを行うための折り曲げ代をその端部に残して、基板５２の平面部５２３に、ＥＶＡ樹脂を用いた封止シート５３ｂを積層し、封止シート５３ｂ上に、直列または並列に配線されている複数の太陽電池素子５４，５４，…を同一平面上に配置し、その上に更にＥＶＡ樹脂を用いた封止シート５３ａを積層し、封止シート５３ａ上に、強化ガラス材を用いた光透過部材５１を積層して積層体５と成す。このとき、太陽電池素子５４，５４，…の太陽電池素子列の図示しない電極に半田付けされた電力引き出し用の配線５５を、封止シート５３ａ，５３ｂの間から引き出す。
【００４２】
図３（ｂ）は、熱板２を下側に、ダイアフラム３を上側に備える、公知のラミネート装置１で行うラミネート工程を示している。ラミネート工程では、光透過部材５１を下側にして積層体５をラミネート装置１の熱板２上に置き、折り曲げ代の下方の熱板２上に壁部５２１より少し低い高さを有する直方体の治具１ａを載置し、治具１ａと折り曲げ代との間に配線５５を挟んで配置する。この状態において、１００℃から１５０℃の温度に加熱した後にダイアフラム３を用いて下方向に圧力を加えて熱圧着して全体を一体化する。このとき、封止シート５３ａ，５３ｂは一体化し、太陽電池素子５４，５４，…を封止する封止材５３となる。
【００４３】
図３（ｃ）は係合部形成工程を示している。係合部形成工程では、ラミネート処理が施された積層体５のフランジ部５２２を、隣り合う太陽電池モジュールと係合可能な形状に数回、例えばＬ字型に折り曲げて係合部５２５を形成する。また、折り曲げ代を、端子箱を設置する平面部を残して、その平面部の端部を、隣り合う太陽電池モジュールと係合可能な例えばＬ字型の形状に折り曲げて係合部５２４を形成し、その平面部に端子箱６を設置し、端子箱６内で図示しないＣＶケーブルと配線５５とを接続して、最終製品とする。
【００４４】
以上詳述した実施の形態３の太陽電池モジュールの製造方法にあっては、前述した実施の形態１，２と同様の効果を奏すると共に、平面状である平面部５２３の折り曲げ代と治具１ａとの間に電力引き出し用の配線５５を挟むことにより、ダイアフラム３を用いて加圧する際に配線５５が切断されてしまうことを防止できる。
【００４５】
なお、前述の実施の形態１〜３で用いた封止シート５３ａ，５３ｂは、ＥＶＡ樹脂だけでなく、例えばＰＶＢ樹脂を用いた封止シートでも良く、また、光透過部材５１は、強化ガラス材だけでなく、光を透過する例えばプラスチックフィルム等の他の部材を用いても良い。
【００４６】
【発明の効果】
以上詳述した如く、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法及び太陽電池モジュールにおいては、平板状の基板を用いた積層体、または、ダイアフラム，熱板に接触する面の形状が平面状である基板を用いた積層体を熱圧着加工するようにしたので、従来のように形状が異なる係合部を既設した複数種の積層体毎にその形状に対応した形状を有するダイアフラム，熱板に変更することなく、また、積層体の夫々の形状に対応する治具を用意することもなく、太陽電池モジュールを製造することができる。また、治具を使う必要がないので、治具の温度管理の必要もなくなる。また、積層体を形成する前に係合部を形成しないので、積層体を形成する際に準備しておく部材の形状の種類を少なくすることができる。また、積層体に係合部を予め形成していないので、ラミネート終了後、必要に応じて基板を加工することにより、任意の形状の係合部を備えた最終製品となる太陽電池モジュールを作成することができる。一種類の太陽電池モジュールから係合部の形状が異なる複数種類の最終製品を容易に製造することができるので、種々の種類の最終製品を在庫しておく必要はなく、在庫の大幅な削減が可能である等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュールの製造方法の説明図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る太陽電池モジュールの製造方法の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係る太陽電池モジュールの製造方法の説明図である。
【図４】太陽電池モジュールの縦断面図である。
【符号の説明】
１  ラミネート装置
１ａ  治具
２  熱板
３  ダイアフラム
５  積層体
６  端子箱
５１  光透過部材
５２  基板
５３  封止材
５３ａ，５３ｂ  封止シート
５４  太陽電池素子
５５  配線
５２１  壁部
５２２  フランジ部
５２３  平面部
５２４，５２５  係合部
【図１】
0004187393.tif 000002
【図２】
0004187393.tif 000003
【図３】
0004187393.tif 000004
【図４】
0004187393.tif 000005