(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒータが設けられた載置盤を有する下部チャンバと、膨張可能なダイアフラムを有し上記下部チャンバに対して相対的に開閉可能に設けられた上部チャンバとを具備し、上記載置盤上に載置される太陽電池モジュールと封止部材との被ラミネート体をラミネートする太陽電池モジュールの封止方法において、
上記ダイアフラムを膨張させて上記載置盤に接触させることで所定温度に予熱する工程と、
上記載置盤上に上記被ラミネート体を供給する工程と、
上記ダイアフラムを膨張させて上記被ラミネート体を加圧加熱する工程と
を具備したことを特徴とする太陽電池モジュールの封止方法。
【請求項２】
ヒータが設けられた載置盤を有する下部チャンバと、膨張可能なダイアフラムを有し上記下部チャンバに対して相対的に開閉可能に設けられた上部チャンバとを具備し、上記載置盤上に載置される太陽電池モジュールと封止部材との被ラミネート体をラミネートする太陽電池モジュールの封止方法において、
上記ダイアフラムを膨張させて上記載置盤に接触させることで所定温度に予熱する工程と、
上記載置盤上に上記被ラミネート体を供給する工程と、
上記下部チャンバと上部チャンバとを閉じこれらチャンバ内を減圧して上記封止部材から脱気する工程と、
上記ダイアフラムを膨張させて上記被ラミネート体を加圧加熱する工程と
を具備したことを特徴とする太陽電池モジュールの封止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はガラス製の基板に設けられる半導体セルを封止部材によって封止する太陽電池モジュールの封止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池モジュールには単結晶シリコンや多結晶シリコンを用いた結晶タイプの他に非晶質シリコンを用いたアモルファスシリコンタイプがあり、いずれの場合であっても、シリコン自体が化学反応を起こし易く、また物理的な衝撃にも弱いということがある。
【０００３】
そこで、上記シリコンの保護などを目的として上記太陽電池モジュールに形成された半導体セルをエチレン酢酸ビニル―共重合体（以下、ＥＶＡと称す）やエチレン―酢酸ビニル―トリアリルイソシアヌレート３元重合架橋物（以下、ＥＶＡＴと称す）を主成分とする封止部材でラミネートする構造が採用されている。
【０００４】
太陽電池モジュールをＥＶＡやＥＶＡＴなどの封止部材でラミネートする従来の装置は特開平１０−９５０８９号公報に示されている。この公報に示された装置はダイアフラムを備えた上チャンバと、ヒータ盤を備えた下チャンバとが開閉自在に設けられており、上記ヒータ盤と上記ダイアフラムとで太陽電池モジュール及びこれに積層された封止部材とを加圧加熱して一体化するようにしている。
【０００５】
その際、太陽電池モジュールの基板は一側面がヒータ盤によって直接的に加熱されるが、他側面に設けられた封止部材は上記基板を介して上記ヒータ盤からの伝熱によって加熱されるため、その加熱過程で基板の一側面と他側面とには温度差が生じ、その温度差で基板に反りが生じ易い。そのため、加圧時に基板の端部が損傷したり、基板が全体的に均一に加熱されないなどのことがある。
【０００６】
そこで、上記公報に示された従来技術では、接合された太陽電池モジュールと封止部材とからなる被ラミネート体を、チャンバ内に搬入して加熱加圧してラミネートする前に、予熱ヒータによって予熱するようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
被ラミネート体をラミネートする前に予熱しておけば、予熱しない場合に比べて基板と封止部材との温度差を小さくすることができる。
【０００８】
ところで、予熱ヒータによって予熱されたのち、ヒータ盤によって加熱された被ラミネート体を加圧加熱するには、上チャンバに設けられたダイアフラムを膨張させ、このダイアフラムを上記被ラミネート体に接触させることで行うようにしている。
【０００９】
しかしながら、上記ダイアフラムは通常、ヒータ盤に比べてかなり低い温度にあるから、このダイアフラムを膨張させて上記被ラミネート体に接触させると、このダイアアフラムがラミネート体の熱を奪うことになる。
【００１０】
そのため、被ラミネート体は、ヒータ盤に接触する面側と、ダイアフラムに接触する面側とでかなりの温度差が生じることになる。そのため、その温度差によって基板が反り、その状態で加圧加熱されることで損傷や温度むらが生じることがあり、とくに温度にむらが生じると、封止部材の熱収縮が不均一になって皺が発生するということもある。
【００１１】
この発明は、太陽電池モジュールと封止部材との被ラミネート体を均一に加熱してラミネートすることができるようにした太陽電池モジュールの封止方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ヒータが設けられた載置盤を有する下部チャンバと、膨張可能なダイアフラムを有し上記下部チャンバに対して相対的に開閉可能に設けられた上部チャンバとを具備し、上記載置盤上に載置される太陽電池モジュールと封止部材との被ラミネート体をラミネートする太陽電池モジュールの封止方法において、
上記ダイアフラムを膨張させて上記載置盤に接触させることで所定温度に予熱する工程と、
上記載置盤上に上記被ラミネート体を供給する工程と、
上記ダイアフラムを膨張させて上記被ラミネート体を加圧加熱する工程と
を具備したことを特徴とする太陽電池モジュールの封止方法にある。
【００１３】
請求項２の発明は、ヒータが設けられた載置盤を有する下部チャンバと、膨張可能なダイアフラムを有し上記下部チャンバに対して相対的に開閉可能に設けられた上部チャンバとを具備し、上記載置盤上に載置される太陽電池モジュールと封止部材との被ラミネート体をラミネートする太陽電池モジュールの封止方法において、
上記ダイアフラムを膨張させて上記載置盤に接触させることで所定温度に予熱する工程と、
上記載置盤上に上記被ラミネート体を供給する工程と、
上記下部チャンバと上部チャンバとを閉じこれらチャンバ内を減圧して上記封止部材から脱気する工程と、
上記ダイアフラムを膨張させて上記被ラミネート体を加圧加熱する工程と
を具備したことを特徴とする太陽電池モジュールの封止方法にある。
【００１５】
この発明によれば、被ラミネート体を加圧加熱する前に、ダイアフラムを所定温度に予熱しておくことで、上記被ラミネート体の加圧加熱時に、載置盤に接する面側と、ダイアフラムによって加圧される面側とに、大きな温度差が生じるのを防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
この発明に係る被ラミネート体１は、図７に示すように単結晶タイプの太陽電池モジュール２を構成するガラス製の基板３を有する。この基板３上には、ＥＶＡやＥＶＡＴなどの材料からなるシート状の第１の封止部材４、インナリード線で接続され両端に電極５を有する複数の半導体セル６、同じくＥＶＡやＥＶＡＴなどの材料からなるシート状の第２の封止部材７及びアルミ箔とフッ素樹脂などからなる裏面保護シート８が順次積層されてなる。
【００１８】
上記被ラミネート体１は図１乃至図６に示す封止装置１１によって一体的にラミネートされる。この封止装置１１は下部チャンバ１２及びこの下部チャンバ１２に対して図示しない駆動機構によって開閉駆動される上部チャンバ１３とを有する。
【００１９】
上記下部チャンバ１２内には上記被ラミネート体１が供給される載置盤１４が設けられている。この載置盤１４にはヒータ１５が内蔵され、載置盤１４に供給された被ラミネート体１を加熱できるようになっている。この実施の形態では、上記被ラミネート体１は基板３を下側にし、載置盤１４に接合するよう供給される。さらに、上記下部チャンバ１２の一側壁には下部吸引孔１７が形成され、この下部吸引孔１７には下部吸引ポンプ１６が配管接続されている。
【００２０】
上記上部チャンバ１３には、周辺部を上部チャンバ１３の内周壁に気密に固着したダイアフラム２１が設けられている。上部チャンバ１３の一側壁には、ダイアフラム２１によって隔別された空間部に連通する上部吸引孔２２が形成されている。この上部吸引孔２２には上部吸引ポンプ２３が配管接続されている。
【００２１】
上記構成の封止装置１１によって被ラミネート体１１をラミネート、つまり半導体セル６を封止するには、まず、図１に示すように下部チャンバ１２に対して上部チャンバ１３を閉じたならば、載置盤１４に設けられたヒータ１５に通電するとともに、下部吸引ポンプ１６を作動させて下部チャンバ１２内を減圧する。
【００２２】
上記下部チャンバ１２内を減圧することで、図２に示すように上記ダイアフラム２１が圧力の低い下部チャンバ１２内へ膨張して載置盤１４の上面に接触する。この載置盤１４はヒータ１５によって加熱されているから、この上面に接触したダイアフラム２１も加熱されることになる。
【００２３】
ダイアフラム２１は上記被ラミネート体１をラミネートする温度とほぼ同じ温度に加熱される。つまり、ラミネート体１をラミネートする温度は、封止部材４，７が全領域で架橋反応し、かつ封止部材４，７が熱分解し、その分解ガスによって発泡現象が生じない温度である、１５０℃程度で行われる。したがって、上記ダイアフラム２１は約１５０℃程度に加熱されることになる。
【００２４】
上記被ラミネート体１に使用される封止部材４，７はシート状に成型加工された後、熱養生されたものが使用される。熱養生の条件としては温度が４０〜６０℃で、時間は６〜１２時間行うことによってラミネート時の収縮がほとんど生じなくなることが実験的に確認されている。
【００２５】
それによって、上記封止部材４，７は内部応力が除去されて緩やかに縮み、同時に過剰な配合物が除去されるから、後述するラミネート時に１５０℃程度に加熱されても、縮むなどの形状変化が生じることがほとんどない。
【００２６】
ダイアフラム２１を加熱したならば、図３に示すように上部チャンバ１３の減圧状態を解除してからこの上部チャンバ１３を上昇させ、被ラミネート体１を下部チャンバ１２の載置盤１４上に供給する。
【００２７】
ついで、図４に示すように下部チャンバ１２と上部チャンバ１３とを減圧し、上記ＥＶＡ４，７に含まれる気体を除去したならば、図５に示すように上部チャンバ１３の減圧状態を解除する。それによって、上部チャンバ１３に設けられたダイアフラム２１が下方へ膨張し、載置盤１４上に載置された被ラミネート体１に圧接するから、この被ラミネート体１は載置盤１４とダイアフラム２１とによって加圧加熱されて一体化、つまりラミネートされる。このラミネートは温度が１５０℃程度で、時間は１０分程度行われる。
【００２８】
被ラミネート体１をラミネートするに際し、この被ラミネート体１はヒータ１５が設けられた載置盤１４と、予熱されたダイアフラム２１とによって上下両面から加熱される。
【００２９】
そのため、被ラミネート体１は厚さ方向上面側と下面側との温度差がほとんどなくなるから、従来のように温度差によって基板３が反り、加圧されることで破損したり、温度分布が不均一になって封止部材４，７の架橋反応が十分かつ確実に生じなくなるなどのことをなくすことができる。
【００３０】
さらに、上記封止部材４，７は予め熱養生したものを用いるようにしている。そのため、ラミネート時に１５０℃程度に加熱されても、変形するということがほとんどないから、皺の発生を招いたり、半導体セル６の配線がずれるなどのことを防止できる。
【００３１】
このようにして被ラミネート体１をラミネートしたならば、図６に示すように下部チャンバ１２の減圧状態を解除し、下方へ膨張したダイアフラム２１を元の状態へ収縮させたのち、上部チャンバ１３を上昇させて封止装置１１を開放し、載置盤１４上からラミネートされた被ラミネート体１を取り出し、上述した工程を繰り返すことで、新たな被ラミネート体１をラミネートする。
【００３２】
この発明は上記一実施の形態に限定されず、種々変形可能である。たとえば、被ラミネート体として結晶タイプの太陽電池モジュールを例示したが、非晶質シリコンを用いたアモルファスシリコンタイプの太陽電池モジュールにもこの発明を適用できること、勿論である。
【００３３】
また、封止装置の上部チャンバを下部チャンバに対して開閉するようにしたが、下部チャンバを開閉駆動してもよく、あるいは両者を上下動させて開閉してもよく、要は下部チャンバに対して上部チャンバが相対的に開閉できる構成であればよい。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、載置盤上に載置された被ラミネート体をダイアフラムで加熱してラミネートする際に、上記ダイアフラムを所定温度に予熱しておくようにした。
【００３５】
そのため、上記被ラミネート体の載置盤に接する面側と、ダイアフラムによって加圧される面側とに、大きな温度差が生じるのを防止できるから、従来のように温度差による反りが発生して被ラミネート体を損傷させたり、加熱温度が不均一になるのを防止することが可能となる。
【００３６】
請求項２の発明によれば、被ラミネート体をラミネートする前に、チャンバ内を減圧して充填材から脱気するようにした。
【００３７】
そのため、充填材に気泡が残留することなく被ラミネート体をラミネートすることができる。
【００３８】
また、請求項１と請求項２の発明によれば、ダイアフラムの予熱を、載置盤に設けられたヒータによって行うようにした。
【００３９】
上記ヒータはラミネート体をラミネートするために当然必要なものであるから、そのヒータを利用することで、ダイアフラムを予熱するための専用のヒータを備えずにすむため、経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態を示す封止装置を閉じた状態の説明図。
【図２】同じくダイアフラムを予熱するために上部チャンバを減圧した状態の説明図。
【図３】同じく載置盤に被ラミネート体を供給した状態の説明図。
【図４】同じくＥＶＡの脱気をするために下部チャンバと上部チャンバとを減圧した状態の説明図。
【図５】同じく被ラミネート体をラミネートするために、上部チャンバの減圧状態を解除してダイアフラムを下方へ膨張させた状態の説明図。
【図６】同じく封止装置を開いてラミネートされた被ラミネート体を載置盤から取り出す状態の説明図。
【図７】被ラミネート体の概略的構成を示す説明図。
【符号の説明】
１…被ラミネート体
２…太陽電池モジュール
４，７…ＥＶＡ（封止部材）
１２…下部チャンバ
１３…上部チャンバ
１４…載置盤
１５…ヒータ
２１…ダイアフラム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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