(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気絶縁性を有するフィルム基板上に複数個の太陽電池セルを直列接続してなる太陽電池ユニット複数個を、出力用の正負の主配線に、補助配線を介して並列接続し、前記太陽電池ユニット，主配線および補助配線を、表面保護材と裏面保護材との間に、接着剤層を介して熱圧着してなる薄膜太陽電池モジュールを製造する方法において、下記の工程を含むことを特徴とする薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
１）接着剤層を備えた表面保護材（第１のフィルム）をロールから巻き出し、異なるロールから巻き出された２本の主配線を、前記第１のフィルムの接着剤層上の所定位置に接着する工程
２）前記第１のフィルムの接着剤層上に、太陽電池ユニットを順次配設する工程
３）片側に導電性粘着剤を備え、他側に絶縁被覆層を備えた補助配線を、剥離シート上に導電性粘着剤を介して配設積層してなる補助配線シートをロールから巻き出し、異なるロールから巻き出された熱剥離フィルムを、前記補助配線の絶縁被覆層にプレスロールにより圧着して熱剥離フィルム付補助配線シートを作成する工程
４）補助配線から剥離シートを剥離除去した後、前記熱剥離フィルム付補助配線シートを、前記第２）の工程を経た後の第１のフィルム上の所定の位置に重ねて、補助配線を太陽電池ユニットと主配線とに跨って前記導電性粘着剤により接着し、引き続き加熱ロールにより加熱して、前記熱剥離フィルムを除去する工程
５）接着剤層を備えた裏面保護材（第２のフィルム）をロールから巻き出し、前記第４）の工程を経た後の第１のフィルム上に接着された太陽電池ユニットや主配線および補助配線の上に積層する工程
６）前記５）の工程により得られた積層体を熱圧着した後、巻き取る工程
【請求項２】
請求項１に記載の製造方法において、前記３）の工程において、熱剥離フィルムを、補助配線シートの補助配線上にプレスロールにより圧着する際に、前記工程２）により配設された太陽電池ユニットを平坦化するために前記プレスロールにより第１のフィルムに対して押圧することを特徴とする薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の製造方法において、前記熱剥離フィルムを除去する工程における加熱温度は、９０℃〜１１０℃とすることを特徴とする薄膜太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項４】
電気絶縁性を有するフィルム基板上に複数個の太陽電池セルを直列接続してなる太陽電池ユニット複数個を、出力用の正負の主配線に、補助配線を介して並列接続し、前記太陽電池ユニット，主配線および補助配線を、表面保護材と裏面保護材との間に、接着剤層を介して熱圧着してなる薄膜太陽電池モジュールを製造する装置において、接着剤層を備えた表面保護材（第１のフィルム）の接着剤層上の所定位置に２本の主配線を搬送して接着する手段と、片側に導電性粘着剤を備え、他側に絶縁被覆層を備えた補助配線を、導電性粘着剤を介して剥離シート上に配設積層してなる補助配線シートの絶縁被覆層上に、熱剥離フィルムを圧着して熱剥離フィルム付補助配線シートを作成する手段と、前記熱剥離フィルム付補助配線シートにおける剥離シートを剥離除去した後、補助配線を太陽電池ユニットと主配線とに跨って前記導電性粘着剤により接着し、引き続き加熱ロールにより加熱して、前記熱剥離フィルムを除去する手段と、接着剤層を備えた裏面保護材（第２のフィルム）を第１のフィルム上に接着された太陽電池ユニットや主配線および補助配線の上に積層する手段と、この積層体を熱圧着する手段とを備えたことを特徴とする薄膜太陽電池モジュールの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気絶縁性を有するフィルム基板上に複数個の太陽電池セルを直列接続してなる太陽電池ユニット複数個を、出力用の正負の主配線に、補助配線を介して並列接続し、前記太陽電池ユニット，主配線および補助配線を、表面保護材と裏面保護材との間に、接着剤層を介して熱圧着してなる薄膜太陽電池モジュールを製造する方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、環境保護の立場から、クリーンなエネルギーの研究開発が進められている。中でも、太陽電池はその資源（太陽光）が無限であること、無公害であることから注目を集めている。同一基板上に形成された複数の太陽電池素子が、直列接続されてなる太陽電池（光電変換装置）の代表例は、薄膜太陽電池である。
【０００３】
上記の薄膜太陽電池は、フレキシブルな電気絶縁性フィルム基板上に、薄膜の第１電極層（下電極層）、光電変換層および第２電極層（透明電極層）を積層してなる光電変換素子が複数形成されている。ある光電変換素子の第１電極と隣接する光電変換素子の第２電極を電気的に接続することを繰り返すことにより、最初の光電変換素子の第１電極と最後の光電変換素子の第２電極とに必要な電圧を出力させることができる。
【０００４】
プラスチックフィルムなどの可撓性絶縁性基板上に形成したアモルファスシリコン太陽電池は、軽量で柔軟性に富み、従来の結晶系太陽電池やガラス基板アモルファスシリコン太陽電池のような固くて重い太陽電池とは異なる使い易さから、幅広い応用が期待されている。プラスチックフィルムはロールで供給されるため、ロールツーロール方式による製造プロセスの高スループット化が容易であり、大量生産に向いている。また、薄膜太陽電池セルでは、1枚の基板上に直列接続構造を形成して、1枚の太陽電池セルで２００Ｖ入力のインバータに直結できるほどの高い電圧が得られるようにしたものが容易に得られる。
【０００５】
上記のような薄膜太陽電池は、屋外に設置されるため、耐候性の確保と、設置作業時の損傷防止を目的として、例えば、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等の接着剤を介して、さらに耐候性の高いフッ素系樹脂、例えば、ＥＴＦＥ（エチレン・四フッ化エチレン共重合体）等よりなる防湿フィルムにより封止される。
【０００６】
図３に、防湿フィルムでラミネートされた太陽電池モジュールの一例を示す。図３（ａ）は透視平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＸＸ断面図である。所定の間隔をおいて並べられた太陽電池ユニット１３は、その両外側に配置される２本の主配線１１，１２と、太陽電池ユニット１３の裏面電極（薄膜電極）と接続する導電性粘着剤付補助配線１６と共に、接着剤（ＥＶＡ）３を介して、メッシュ状プラスチック繊維６および耐候性の高いフッ素フィルム、例えばＥＴＦＥ（エチレン・四フッ化エチレン共重合体）製の防湿フィルム４でラミネートされ、受光側と反対側（非受光側）はＥＶＡ３を介してＥＴＦＥフィルム４がラミネートされて封止される。
【０００７】
上記において、例えば、薄膜太陽電池ユニット１３のサイズは４０ｃｍ×８０ｃｍであり、主配線としては、半田コート銅材料からなる幅約１０ｍｍ、厚さ１００μｍの線を使用し、補助配線としては、幅約１０ｍｍ、厚さ５０μｍの導電性粘着剤付アルミテープを用いる。この補助配線は、導電性粘着剤と反対側に、例えばＰＴＥ（ポリエシレンテレフタレート）の絶縁被覆層を備え、導電性粘着剤の表面には剥離シートが積層され、電気的接続を行う場合には、この剥離シートを除去して、導電性粘着剤により機械的接続と同時に電気的接続を行うように構成されている。
【０００８】
上記薄膜太陽電池ユニットと主配線および補助配線とを、前述のように、表面保護材と裏面保護材との間に接着剤層を介して熱圧着して、長尺ロール状に製造することが可能となる。
【０００９】
なお、ラミネートされた積層体は、例えば１５０℃で真空加熱処理し、ＥＶＡの架橋硬化を行い、またＥＴＦＥを接着する。これにより、太陽電池の裏面電極、補助配線１６および主配線１１，１２間の電気的接続の安全性を確保することができる。また、上記の長尺の積層体から、図３のＣＣ部で裁断して、所定数の太陽電池ユニット１３を含む太陽電池モジュールＭを得る。
【００１０】
ところで、上記のような太陽電池モジュールの製造装置の概略構成を図４に示す。図４により、従来の製造方法の概要について、以下に述べる。表面保護フィルムと接着剤が貼り合わされた第１のフィルム２１が接着剤層を上にして巻き出しロール１７より巻き出され、２本の主配線２２が第１のフィルム上に、異なるロール１９から巻き出されて、２本の主配線が第１のフィルムの接着剤層上の所定位置に接着される。
【００１１】
次に、巻き出された第１のフィルム２１上の２本の主配線２２の間に、薄膜太陽電池ユニット２３を順次設置する。その後、太陽電池ユニット２３の＋端１４と＋側主配線１１、太陽電池ユニットの−端１５と−側主配線１２とを補助配線１６で接続する。次に、裏面保護フィルムと接着剤が貼り合わされた第２のフィルム２４が接着剤層を下にしてロール２０より巻きだされ、すべての材料が熱圧着部２５にて熱圧着され、薄膜太陽電池モジュールが完成し、巻き取りロール１８に巻き取られる。なお、図４において、５１および５２は、圧着搬送用のローラを示す。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記のような従来の薄膜太陽電池モジュールの製造方法においては、下記のような問題があった。
【００１３】
まず、前述のように補助配線は、導電性粘着剤と反対側に、例えばＰＴＥの絶縁被覆層を備え、導電性粘着剤の表面には剥離シートが積層され、電気的接続を行う場合には、この剥離シートを除去して、導電性粘着剤により機械的接続と同時に電気的接続を行うように構成されているので、補助配線の取付け作業は、手作業となっていた。そのため、薄膜太陽電池モジュールの量産性が悪く、また精度上の問題もあった。
【００１４】
さらに、プラスチックを基板とする薄膜太陽電池はカールしやすいため、第１のフィルムとの接着性が十分取り難く、位置決めやその保持が難しいという問題があった。
【００１５】
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、この発明の課題は、補助配線の作業性と取付け精度の向上ならびに太陽電池のカールの防止を図り、全体として量産性の向上を図った薄膜太陽電池モジュールの製造方法および製造装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、この発明は、電気絶縁性を有するフィルム基板上に複数個の太陽電池セルを直列接続してなる太陽電池ユニット複数個を、出力用の正負の主配線に、補助配線を介して並列接続し、前記太陽電池ユニット，主配線および補助配線を、表面保護材と裏面保護材との間に、接着剤層を介して熱圧着してなる薄膜太陽電池モジュールを製造する方法において、下記の工程を含むこととする（請求項１の発明）。
１）接着剤層を備えた表面保護材（第１のフィルム）をロールから巻き出し、異なるロールから巻き出された２本の主配線を、前記第１のフィルムの接着剤層上の所定位置に接着する工程
２）前記第１のフィルムの接着剤層上に、太陽電池ユニットを順次配設する工程
３）片側に導電性粘着剤を備え、他側に絶縁被覆層を備えた補助配線を、剥離シート上に導電性粘着剤を介して配設積層してなる補助配線シートをロールから巻き出し、異なるロールから巻き出された熱剥離フィルムを、前記補助配線の絶縁被覆層にプレスロールにより圧着して熱剥離フィルム付補助配線シートを作成する工程
４）補助配線から剥離シートを剥離除去した後、前記熱剥離フィルム付補助配線シートを、前記第２）の工程を経た後の第１のフィルム上の所定の位置に重ねて、補助配線を太陽電池ユニットと主配線とに跨って前記導電性粘着剤により接着し、引き続き加熱ロールにより加熱して、前記熱剥離フィルムを除去する工程
５）接着剤層を備えた裏面保護材（第２のフィルム）をロールから巻き出し、前記第４）の工程を経た後の第１のフィルム上に接着された太陽電池ユニットや主配線および補助配線の上に積層する工程
６）前記５）の工程により得られた積層体を熱圧着した後、巻き取る工程
上記請求項１の発明によれば、ロールから巻き出した補助配線と、ロールから巻き出された熱剥離フィルムとをプレスロールにより接触させることにより、剥離シートより補助配線材を熱剥離フィルムに転写し、これをさらに所定の位置において＋側または−側の主配線と薄膜太陽電池ユニットの＋端または−端に位置合わせを行い、所定温度に保持された加熱ロールを通すことにより、熱剥離フィルムから第１のフィルム側に補助配線材を転写することができ、前述の補助配線の作業性と取付け精度の問題が解消できる。
【００１７】
また、前記請求項１に記載の製造方法において、前記３）の工程において、熱剥離フィルムを、補助配線シートの補助配線上にプレスロールにより圧着する際に、前記工程２）により配設された太陽電池ユニットを平坦化するために前記プレスロールにより第１のフィルムに対して押圧することとする（請求項２の発明）がより好適である。これにより、太陽電池のカールがプレスにより平坦化し、太陽電池の位置決めやその保持が難しいという問題が解消できる。
【００１８】
さらに、前記請求項１または２の発明の実施態様として、次の方法が好適である。即ち、前記請求項１または２に記載の製造方法において、前記熱剥離フィルムを除去する工程における加熱温度は、９０℃〜１１０℃とする（請求項３の発明）。
【００１９】
さらにまた、前記方法を実施するための製造装置としては、請求項４の発明が好ましい。即ち、電気絶縁性を有するフィルム基板上に複数個の太陽電池セルを直列接続してなる太陽電池ユニット複数個を、出力用の正負の主配線に、補助配線を介して並列接続し、前記太陽電池ユニット，主配線および補助配線を、表面保護材と裏面保護材との間に、接着剤層を介して熱圧着してなる薄膜太陽電池モジュールを製造する装置において、接着剤層を備えた表面保護材（第１のフィルム）の接着剤層上の所定位置に２本の主配線を搬送して接着する手段と、片側に導電性粘着剤を備え、他側に絶縁被覆層を備えた補助配線を、導電性粘着剤を介して剥離シート上に配設積層してなる補助配線シートの絶縁被覆層上に、熱剥離フィルムを圧着して熱剥離フィルム付補助配線シートを作成する手段と、前記熱剥離フィルム付補助配線シートにおける剥離シートを剥離除去した後、補助配線を太陽電池ユニットと主配線とに跨って前記導電性粘着剤により接着し、引き続き加熱ロールにより加熱して、前記熱剥離フィルムを除去する手段と、接着剤層を備えた裏面保護材（第２のフィルム）を第１のフィルム上に接着された太陽電池ユニットや主配線および補助配線の上に積層する手段と、この積層体を熱圧着する手段とを備えたものとする。
【００２０】
装置において、例えば加熱やフィルム搬送のための手段はかならずしもロールである必要はないなど、この発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図面に基づき、この発明の実施例について以下に述べる。
【００２２】
図１は、請求項１の発明に関わる太陽電池モジュールの製造装置の概略構成を示す図である。図１は、図４に対応する図であって、図１において図４における構成部材と同一の部材には、同一番号を付して説明を省略する。図１と図４の相違点は、図１においては、補助配線の自動化ライン（部番２６，２７，３５，３５ａ，３６，３７，３８）が追加された点である。図１により、請求項１の発明の製造手順を以下に説明する。
【００２３】
まず、表面保護材と接着剤層が貼り合わされた第１のフィルム２１が、接着剤層を上にして、巻き出しロール１７より巻き出され、半田コート銅材料からなる幅約１０ｍｍ、厚さ１００μｍの２本の主配線２２が第１のフィルム上に巻き出され、所定の位置に接着される。次に、巻き出された第１のフィルム２１の接着剤層上であって２本の主配線２２の間に、可撓性基板上に直列接続構造が形成された薄膜太陽電池ユニット２３を順次設置する。
【００２４】
次に、片側に導電性粘着剤を備え、他側に絶縁被覆層（ＰＥＴ）を備えた補助配線を、剥離シート上に導電性粘着剤を介して配設積層してなる補助配線シート３５をロール２６から巻き出し、異なるロール２７から巻き出された熱剥離フィルム３６を、前記補助配線の絶縁被覆層にプレスロール３７により圧着して熱剥離フィルム付補助配線シート３６ａを作成する。
【００２５】
補助配線は幅約１０ｍｍの導電性粘着剤付き（厚さ２５〜５０μｍ）アルミテープ（厚さ５０〜１００μｍ）である。補助配線シート３５はＰＥＴが熱剥離フィルム３６に接着して３６ａとなり、加熱ロール３８に搬送されるが、加熱ロール３８到達前に、図示しない剥離手段により剥離シートに剥離力を加えて、剥離シートを除去する。
【００２６】
続いて、剥離シートが除去されて導電性粘着剤が表面に露出した前記熱剥離フィルム付補助配線シート３６を、第１のフィルム２１上の所定の位置に重ねて、補助配線を太陽電池ユニットと主配線とに跨って前記導電性粘着剤により接着する。この際、薄膜太陽電池ユニット２３の＋端と＋側主配線、薄膜太陽電池ユニットの−端と−側主配線とを接続する位置に、補助配線の位置が合わせられる。
【００２７】
補助配線を付着した熱剥離フィルム３６ａは、温度９０℃〜１１０℃に保持された加熱ロール３８において、加熱により付着力を失い、図示しない剥離手段により除去される。
【００２８】
次に、裏面保護材と接着剤層が貼り合わされた第２のフィルム２４が接着剤層を下にしてロール２０より巻きだされ、すべての材料が熱圧着部２５にて熱圧着され、薄膜太陽電池モジュールが完成し、巻取りロール１８に巻き取られる。
【００２９】
上記において、熱剥離フィルム３６としては、日東電工製の商品名「リバアルファ」を用いた。「リバアルファ」は粘着シートであるが、ＰＥＴフィルムに対しては９０℃以上で接着強度が０となるとともに、温度１００℃では１秒以内の短時間で接着強度が０になるという特性を有する熱剥離フィルムである。
【００３０】
図２は、請求項２の発明に関わる太陽電池モジュールの製造装置の概略構成を示す図である。図２において図１における構成部材と同一の部材には、同一番号を付して説明を省略する。図２と図１の相違点は、図２においては、補助配線の自動化ラインにおけるプレスロール４７が、図１において太陽電池ユニットが順次配設される工程の後段であって、第１のフィルムの搬送ライン上に設けられた点である。
【００３１】
これにより、熱剥離フィルム３６を、補助配線シートの補助配線上にプレスロール４７により圧着する際に、前段で配設された太陽電池ユニットを、このプレスロール４７により第１のフィルムに対して押圧することができ、これにより、太陽電池にカールが存在しても、プレスにより平坦化され、前述の太陽電池の位置決めやその保持が難しいという問題が解消できる。
【００３２】
【発明の効果】
この発明によれば前述のように、電気絶縁性を有するフィルム基板上に複数個の太陽電池セルを直列接続してなる太陽電池ユニット複数個を、出力用の正負の主配線に、補助配線を介して並列接続し、前記太陽電池ユニット，主配線および補助配線を、表面保護材と裏面保護材との間に、接着剤層を介して熱圧着してなる薄膜太陽電池モジュールを製造する方法において、
１）接着剤層を備えた表面保護材（第１のフィルム）をロールから巻き出し、異なるロールから巻き出された２本の主配線を、前記第１のフィルムの接着剤層上の所定位置に接着する工程
２）前記第１のフィルムの接着剤層上に、太陽電池ユニットを順次配設する工程
３）片側に導電性粘着剤を備え、他側に絶縁被覆層を備えた補助配線を、剥離シート上に導電性粘着剤を介して配設積層してなる補助配線シートをロールから巻き出し、異なるロールから巻き出された熱剥離フィルムを、前記補助配線の絶縁被覆層にプレスロールにより圧着して熱剥離フィルム付補助配線シートを作成する工程
４）補助配線から剥離シートを剥離除去した後、前記熱剥離フィルム付補助配線シートを、前記第２）の工程を経た後の第１のフィルム上の所定の位置に重ねて、補助配線を太陽電池ユニットと主配線とに跨って前記導電性粘着剤により接着し、引き続き加熱ロールにより加熱して、前記熱剥離フィルムを除去する工程
５）接着剤層を備えた裏面保護材（第２のフィルム）をロールから巻き出し、前記第４）の工程を経た後の第１のフィルム上に接着された太陽電池ユニットや主配線および補助配線の上に積層する工程
６）前記５）の工程により得られた積層体を熱圧着した後、巻き取る工程
を含むこととし、さらに、前記３）の工程において、熱剥離フィルムを、補助配線シートの補助配線上にプレスロールにより圧着する際に、前記工程２）により配設された太陽電池ユニットを平坦化するために前記プレスロールにより第１のフィルムに対して押圧することとしたので、補助配線の作業性と取付け精度の向上ならびに太陽電池のカールの防止を図り、全体として量産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１の発明に関わる太陽電池モジュールの製造装置の概略構成を示す図
【図２】請求項２の発明に関わる太陽電池モジュールの製造装置の概略構成を示す図
【図３】太陽電池モジュールの構成の一例を示す図
【図４】従来の太陽電池モジュールの製造装置の概略構成を示す図
【符号の説明】
３：接着剤、４：防湿フィルム、１１，１２，２２：主配線、１３，２３：太陽電池ユニット、１６：補助配線、１７：巻き出しロール、１８：巻き取りロール、２１：第１のフィルム、２４：第２のフィルム、３５：補助配線シート、３６：熱剥離フィルム、３６ａ：熱剥離フィルム付補助配線シート、３７，４７：プレスロール、３８：加熱ロール、２５：熱圧着部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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