JP2011035193A - 中間充填材層の流動性評価方法及びそれに用いる充填材シート - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂充填材シートを耐熱性基材で挟んで熱ラミネートする積層体において、樹脂充填材シートからなる中間充填材層の流動性を適切に評価する方法を提供する。
【解決手段】例えば太陽電池モジュール１０の前面充填材シート１２の裏面に格子状やドット上の平面視で視認可能な基準座標１２をあらかじめ印刷法などで形成しておく。この状態で、真空加熱ラミネーションによりそれぞれの部材を積層し、積層前後における前記基準座標の移動量を測ることによって樹脂充填材層の流動性を評価できる。格子状の基準座標５であれば、その格子線の歪みによって視覚的に流動性を簡易評価できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば太陽電池モジュールなどに用いられる中間充填材層の流動性を評価する方法に関する。

例えば、太陽電池モジュールの製造においては、代表的な構成として、受光面側から、ガラスなどの透明前面基板、表面側充填材シート、太陽電池素子、裏面側充填材シート、バックシート（裏面保護シート等とも呼ばれる）をこの順に積層した構成が挙げられる。積層方法としては、それぞれの構成部材を全て重ねた状態で真空熱ラミネートすることが通常行なわれている。この熱ラミネートによって表面側充填材シート及び裏面側充填材シートは溶融して一体化されるとともに流動し、太陽電池素子を挟んで中間充填材層を形成する。このような充填材シートとしては、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）系、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）系、シリコーン系等の比較的低温で流動する樹脂が用いられる（例えば、特許文献１を参照）。

また、他の例として、強化ガラスなどに使用される合わせガラスにおいても、二枚のガラス間にポリビニルブチラール（ＰＶＢ）などの樹脂シートを挟んで熱ラミネートすることにより製造される。

上記のような樹脂充填材シートを耐熱性基材で挟んで熱ラミネートする積層体においては、樹脂充填材シートからなる中間充填材層の流動性が重要である。例えば上記の太陽電池モジュールにおいて中間充填材層の流動が不足すると隙間を生じて水が入り込む要因となり、また、過剰な流動は太陽電子素子の発電効率の低下や配線の切断の要因となる。
また、合わせガラスの場合においても中間充填材層の流動が不足すると隙間を生じて不良の要因となる。

中間充填材層の流動性は、積層体の構成や熱ラミネーションの条件など複数の要因で変化する。このため、仕様変更毎の熱ラミネーションの条件出しや、製造ラインにおける品質管理において、中間充填材層の流動性を適切に評価する必要性は高かったものの、これを適切に評価する方法は未だ確立されていない。

例えば、平面上の複数の箇所において中間充填材層の厚さを測定することによって流動性を評価することも考えられるが、大面積の積層体において多数のポイントを測定することは現実的でなく、また、例えば太陽電池モジュールの太陽電池素子が挟まれる部分においては、素子の厚さや凹凸があるためにそもそも厚さのみで流動性を評価することが困難である。

特開２００２−２３５０４８号公報

本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであり、樹脂充填材シートを耐熱性基材で挟んで熱ラミネートする積層体において、樹脂充填材シートからなる中間充填材層の流動性を適切に評価する方法を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、中間充填材層を構成する充填材シートの表面又は内部にあらかじめ基準座標を形成しておくことで大面積であっても流動性を視覚的に評価可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には本発明は以下のものを提供する。

（１）本発明は、樹脂充填材シートを第一及び第二の耐熱性基材で挟んで熱ラミネートしてなる積層体において、前記樹脂充填材シートからなる中間充填材層の流動性を評価する方法であって、
前記充填材シートには平面視で視認可能な基準座標があらかじめ形成されており、
前記積層体は少なくとも一方の耐熱性基材側から前記基準座標が視認可能な構成であり、
前記熱ラミネートの前後における前記基準座標の移動量を測ることによって前記樹脂充填材層の流動性を評価する方法である。

（２）また本発明は、前記第一及び／又は第二の耐熱性基材に別の絶対基準座標が形成されており、前記熱ラミネートの前後における前記基準座標と前記絶対基準座標との位置差から前記移動量を測る（１）に記載の方法である。

（３）また本発明は、前記基準座標が１又は複数の実質的な連続線で構成されており、前記熱ラミネートの前後における前記連続線の歪みから前記移動量を測る（１）に記載の方法である。

（４）また本発明は、前記中間充填材層が少なくとも２枚以上の前記樹脂充填材シートを積層した後に熱ラミネートされており、前記中間充填材層の積層界面の少なくとも一方に前記基準座標が形成されている（１）から（３）のいずれかに記載の方法である。

（５）また本発明は、前記少なくとも一方の耐熱性基材と前記中間充填材層との間、又は、前記中間充填材層が少なくとも２枚以上の前記樹脂充填材シートを積層した後に熱ラミネートされる当該積層間、に被充填部材を更に挟む（１）から（４）のいずれかに記載の方法である。

（６）また本発明は、前記基準座標が印刷によって形成される（１）から（５）のいずれかに記載の方法である。

（７）また本発明は、太陽電池モジュールセルの充填材層の評価に用いる（１）から（６）のいずれかに記載の方法である。

（８）また本発明は、樹脂充填材シートを第一及び第二の耐熱性基材で挟んで熱ラミネートしてなる積層体の製造に用いられる前記樹脂充填材シートであって、
前記充填材シートの表面又は内部に、熱ラミネートの前後における流動性を評価するための基準座標があらかじめ形成されていることを特徴とする充填材シートである。

本発明によれば、樹脂充填材シートを耐熱性基材で挟んで熱ラミネートする積層体において、樹脂充填材シートからなる中間充填材層の流動性を適切に評価する方法を提供できる。そして、この評価方法を、熱ラミネート工程の条件出しや、製品の出荷基準とすることにより、安定した製品を管理でき品質向上に資するものである。

本発明の流動性評価方法を行うための太陽電池モジュールの一例を示す概略図であり、（ａ）平面図、（ｂ）側断面図である。 図１における単セルの積層構成を示す拡大分解斜視図及び積層体の拡大部分斜視図である。 図２の拡大平面図である。 本発明の他の実施形態である単セルの積層構成を示す拡大分解斜視図及び積層体の拡大部分斜視図である。 図４の拡大平面図である。

＜第一実施形態＞
図１に示すように、本発明の流動性評価方法を行うための太陽電池モジュール１０は、入射光の受光面側から、本発明の第一の耐熱性基材に相当する透明前面基板３、被充填部材に相当する太陽電池素子４を挟んだ中間充填材層１、及び、本発明の第一の耐熱性基材に相当するバックシート２が順に積層されている。太陽電池素子４は、中間充填材層１と、バックシート２との間に配置されていてもよい。これらの部材は、それぞれ従来公知の構成のものが使用でき特に限定されない。中間充填材層１の内部には、複数の太陽電池素子４が配置されており、これらを電気的に結ぶリボン線７で結合されている。そして、中間充填材層１の内部には平面視で格子状の基準座標５（図３における格子基準座標５１）が形成されている。

単セルの積層状態を示す図２及び図３（リボン線７は図示せず）を用いて更に本発明を詳細に説明すると、中間充填材層１は、リボン線７で結合された複数の太陽電池素子４を挟むようにして、表面側充填材シート１２及び裏面側充填材シート１１からなり、透明前面基板３、表面側充填材シート１２、太陽電池素子４、裏面側充填材シート１１、及びバックシート２が順に積層された後に、真空吸引等により一体化し、その後、ラミネーション法等の成形法により、上記の各層を一体成形体として加熱圧着成形して製造することができる。

ここで、図２おいて、基準座標５は表面側充填材シート１２の反受光面側（太陽電池素子４に面する側）に直接印刷法や非接触式のインクジェット法などの印刷法によってあらかじめ形成されている。この状態で太陽電池モジュール１０を一体化すると、図２及び図３に示すように、透明前面基板３及び表面側充填材シート１２は受光面側のため基本的に透明であるため、平面視で基準座標５が視認可能な状態となる。

このとき、表面側充填材シート１２と裏面側充填材シート１１とが一体化して形成される中間充填材層１には、太陽電池素子４による段差によって流動性が変化する。このために、この段差付近の格子基準座標５１が歪み、歪み部５１ｂが形成される。この歪み部５１ｂは容易に目視確認できるので、これにより中間充填材層１における充填材の流動性を調べることが可能になる。

本発明における流動性の確認は、太陽電池素子４の周端部に起因するような大きな段差のみならず、例えばリボン線７に起因するものや、太陽電池素子４の表面凹凸に起因するような小さな段差に起因する歪みも検出可能である。また、他の部材による段差がない場合においても、平面視で均一に流動しているかどうかの確認を行なうことができるので、上記の合わせガラスのような場合にも有効な評価方法である。

すなわち、この発明によれば、樹脂充填材シートの表面又は内部に、平面視で視認可能に設けられた基準座標が配置される。この基準座標は熱ラミネートによって流動するが、その程度は平面上の位置によって異なり結果として偏肉状態となる。このとき基準座標が移動するので、この基準座標の移動量から熱ラミネート時の流動性を視覚的に評価可能となる。

本発明に係る積層体とは、樹脂充填材シートを第一及び第二の耐熱性基材で挟んで熱ラミネートして得られるものであり、樹脂充填材シートとは熱ラミネートの温度で軟化流動するものであればよく、このような樹脂としては、例えば、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）系の樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）系の樹脂、シリコーン系の樹脂、ポリエチレン系の樹脂等が例示されるがこれに限定されるものではない。樹脂充填材シートは１枚であってもよく２枚以上であってもよい。また、耐熱性基材も熱ラミネートの温度で軟化流動しない層を少なくとも含んでいればよく特に限定されず、ガラスなどの単独層であってもよく、複数の積層構成であってもよい。ただし、基準座標を視覚的に確認する必要があるので、積層体は少なくとも一方の耐熱性基材側から前記基準座標が視認可能な構成である必要がある。

中間充填材層の厚さ方向における、基準座標の形成される位置は両表面又は内部である。この実施形態においては中間充填材層の内部に形成されていることになる。本発明においては、中間充填材層の両表面である、表面側充填材シート１２表面の透明前面基板３側、又は、裏面側充填材シート１１のバックシート２側、に形成してもよいが、耐熱性基材と接する面は流動性が低いので好ましくなく、結果として中間充填材層の内部に形成されていることが好ましい。なお、同じ内部でも裏面側充填材シート１１の表面側（太陽電池素子４に面する側）に設けることも可能であるが、裏面がアルミや乳白のような不透明な仕様では反受光面側から基準座標を目視できない。そして、受光面側から見た場合には太陽電池素子４の表面における流動性が視認できない。このため、より好ましいのは本実施形態のような表面側充填材シート１２の反受光面である。

基準座標の形状は特に限定されず、点状、線状、図形状など適宜選択可能であるが、移動量を正確に把握し易いパターン形状が好ましい。また、移動量の測定は本実施形態のような目視でもよく、計測による数値把握であってもよい。

基準座標の形成方法も特に限定されないが、樹脂充填材シートは伸びやすく基準座標が狂いやすいので、インクジェット法のような伸びの少ない印刷方式が好ましく、また、テンションをかけて印刷する場合にはあらかじめ伸び量分を考慮して補正された版で印刷することが好ましい。

＜第二実施形態＞
図４及び図５に示すように、この実施形態においては、太陽電池素子４のような被充填部材を配置していない。そして、基準座標６ａがドット状のドット基準座標６１ａであり、更に、バックシート２ａの表面には、絶対基準座標５ａとして同じくドット状のドット絶対基準座標５１ａが形成されている点が主に異なっている。積層前の状態では、ドット基準座標６１ａとドット絶対基準座標５１ａとは、平面視でそれぞれ略同じ位置に設けられており、平面視では重なるように配置される。

図５は熱ラミネート後の一例である。この例においては、中央部は流動性が少なく、周囲にいくにつれて流動性が大きくなる例であり、中央部においてはドット基準座標６１ａとドット絶対基準座標５１ａと略重なっているが、周囲に行くにしたがい、ドット基準座標６１ａとドット絶対基準座標５１ａとがずれていく例である。このように、本発明においては、基準座標の移動を、絶対基準座標からのズレとして測定してもよい。

１ 中間充填材層
１１ 裏面側充填材シート
１２ 表面側充填材シート
２ バックシート
３ 透明前面基板
４ 太陽電池素子
５、６ａ 基準座標
５ａ 絶対基準座標
５１ 格子基準座標
５１ａ ドット絶対基準座標
５１ｂ 歪み部
６１ａ ドット基準座標
７ リボン線

Claims (8)

1. 樹脂充填材シートを第一及び第二の耐熱性基材で挟んで熱ラミネートしてなる積層体において、前記樹脂充填材シートからなる中間充填材層の流動性を評価する方法であって、
   前記充填材シートには平面視で視認可能な基準座標があらかじめ形成されており、
   前記積層体は少なくとも一方の耐熱性基材側から前記基準座標が視認可能な構成であり、
   前記熱ラミネートの前後における前記基準座標の移動量を測ることによって前記樹脂充填材層の流動性を評価する方法。
2. 前記第一及び／又は第二の耐熱性基材に別の絶対基準座標が形成されており、前記熱ラミネートの前後における前記基準座標と前記絶対基準座標との位置差から前記移動量を測る請求項１に記載の方法。
3. 前記基準座標が１又は複数の実質的な連続線で構成されており、前記熱ラミネートの前後における前記連続線の歪みから前記移動量を測る請求項１に記載の方法。
4. 前記中間充填材層が少なくとも２枚以上の前記樹脂充填材シートを積層した後に熱ラミネートされており、
   前記中間充填材層の積層界面の少なくとも一方に前記基準座標が形成されている請求項１から３のいずれかに記載の方法。
5. 前記少なくとも一方の耐熱性基材と前記中間充填材層との間、又は、前記中間充填材層が少なくとも２枚以上の前記樹脂充填材シートを積層した後に熱ラミネートされる当該積層間、に被充填部材を更に挟む請求項１から４のいずれかに記載の方法。
6. 前記基準座標が印刷によって形成される請求項１から５のいずれかに記載の方法。
7. 太陽電池モジュールセルの充填材層の評価に用いる請求項１から６のいずれかに記載の方法。
8. 樹脂充填材シートを第一及び第二の耐熱性基材で挟んで熱ラミネートしてなる積層体の製造に用いられる前記樹脂充填材シートであって、
   前記充填材シートの表面又は内部に、熱ラミネートの前後における流動性を評価するための基準座標があらかじめ形成されていることを特徴とする充填材シート。

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