JPH08500214A - 光電池モジュールの製造方法及びこの方法を実施するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （ａ）太陽電池システム、被包材料及び分離フォイルにより形成されたモジュール積み重ね体（２）を積み込みステーション（１）に置き、（ｂ）モジュール積み重ね体（２）を真空積層機（５）に移送し、次いで該真空積層機を閉じて排気し、熱伝導性支持板（３）に加熱板（２１）を押圧することにより、被包材料内に配列されたプラスチックシール層の軟化温度にモジュール積み重ね体（２）を加熱し、ｃ）加熱板２１を冷却することなく真空積層機（５）に通気した後、形成された複合体（２′）を硬化オーブン（１０）に送り、（ｄ）硬化した積層体（２″）を次いで冷却ゾーン（１２）に送り、そして（ｅ）取り出しステーション（１４）において積層体を製造プロセスから取り出すことを特徴とする、積層体をベースとする太陽電池モジュールを製造する方法及び太陽電池モジュールを製造するための装置が提供される。本発明に従えば、プロセス工程（ａ）〜（ｅ）は、時間を合わせて同時且つ平行に行われる。

Description

【発明の詳細な説明】 光電池モジュールの製造方法及びこの方法を実施するための装置 本発明は、光電池モジュールの製造方法及びこの方法を実施するための装置に 関する。光電池モジュールは、太陽光から電気的エネルギーを作り出す働きをし そして積層体から成り、該積層体は、コアー層としてシリコン電池のような太陽 電池システムを含んでいる。この機械的に僅かな荷重にのみ耐え得るコアー層は 被包材料（Ｅｉｎｋａｐｓｅｌｕｎｇｓｍａｔｅｒｉａｌｉｅｎ）により包まれ ている。被包材料は、ガラス及び／又はプラスチックフォイル及び／又はプラス チックフォイルの複合体の１つ又はそれより多くの層から成ることができる。技術の水準 最初に述べた方式の光電池モジュールを真空積層法で製造することは米国特許 第４，４２１，５８９号から知られる。軟質膜により２つの真空室に分けられて いる真空積層機では、真空室の１つにおいて、太陽電池システム及び被包材料か ら成る積み重ね体が、場合により分離フォイルを利用して、プレート上に形成さ れる。その際、プレートの温度は、被包材料の軟化温度以下の温度に保たれる。 次いで、両室は同時に排気され、そしてプレートの温度は被包材料の軟化温度に される。続いて、上述の真空室は通気され、それにより柔軟な膜が積み重ね体に 押圧される。それにより、太陽電池システム及び被包材料から成る複合体が形成 される。更に温度を上げることにより、被包材料は硬化され、次いでプレートは 冷却されそして真空室の積層体は取り出される。 しかしながら、この方法は非常に時間がかかる。その理由は、１つの作業ステ ップで一度に１つの光電池モジュールしか製造できないからで ある。更に、真空積層機で使用されるプレートは加熱板としても冷却板としても 使用され、そのためエネルギー損失が高い。本発明の説明 故に、本発明の課題は、当該技術水準で知られている欠点をなくしそしてエネ ルギー消費が少なく、時間消費の少ない光電池モジュールを製造する容易に実施 可能な方法を提供することである。 本発明に従えば、コアー層として太陽電池システムを含み、該太陽電池システ ムはガラス／プラスチックフォイル複合体及び／又はプラスチックフォイル複合 体から成る被包材料により覆われている積層体をベースとする光電池モジュール を製造する方法であって、ａ）太陽電池システム、被包材料、及び分離フォイル から構成されたモジュール積み重ね体を、積み込みステーションにおいて、該被 包材料内に配列されたプラスチックシール層の軟化温度より低い温度に保たれて いる支持板上に置き、ｂ）モジュール積み重ね体を真空積層機に送り、次いで該 真空積層機を閉じて排気し、熱伝導性の上記支持板に加熱板を押圧することによ りモジュール積み重ね体をプラスチックシール層の軟化温度に加熱し、ｃ）加熱 板を冷却することなく真空積層機に通気した後、モジュール積み重ね体から形成 された複合体を硬化オーブンに送り、該硬化オーブンにおいてプラスチックシー ル層を硬化させて積層体を形成し、ｄ）次いで、該積層体を冷却ゾーンに送り、 そして取り出しステーションにおいて製造プロセスから取り出し、プロセス工程 ａ）〜ｅ）を時間を合わせて同時且つ平行に（ｓｉｍｕｌｔａｎ ｕｎｄ ｐａ ｒａｌｌｅｌ ｉｍ Ｔａｋｔｖｅｒｆａｈｒｅｎ）行うことを特徴とする方法 が提供される。 本発明に従う方法は、光電池モジュールを少ないエネルギー消費で連 続的に製造することを可能とする。 本発明の更なる利点は、被包材料において、プラスチックシール層として、エ チレン酢酸ビニルフォイル及び／又はシリコーンフォイル及び／又はキャスティ ング樹脂及び／又は粉末樹脂及び／又はプラスチック粒状物を使用することにあ る。更に、被包材料中の層は、好ましくは、ガラス、プラスチックフォイル、プ ラスチックフォイル複合体又は実質的にプラスチックフォイルから成る複合体か ら成る。 更に、本発明に従う方法は、プラスチックシール層から分離フォイルに至る被 包材料において使用されるプラスチックフォイル複合体は、フォイルの形態にあ るポリビニルフルオライド、ポリエチレンテレフタレート及びポリビニルフルオ ライド、又は、プライマー層、フォイルの形態にあるポリエチレンテレフタレー ト及びポリビニルフルオライド、又はプライマー層、フォイルの形態にあるポリ エチレンテレフタレート及びアルミニウム及びポリビニルフルオライドを有する ことを特徴とする。 被包材料において使用される素材の有利な選択により、太陽電池と被包材料の 特に満足な組み合わせが達成される。 更に、本発明は、積層体をベースとする光電池モジュールの製造方法を実施す るための装置であって、この装置は、積み込みステーション及びモジュール積み 重ね体のための支持板を移送する送り装置と、ゴム膜が取り付けられている固定 された上部及び油圧装置により昇降可能であって加熱板が取り付けられている下 部を有する真空積層機と、硬化オーブンと、冷却ステーションと、支持板を送り 装置を介して積み込みステーションに再び戻すことができるようになっている取 り出しステーションを備えて成ることを特徴とする。 本発明に従う装置の更なる利点は、真空積層機においては閉じた状態で真空室 が形成されるといことである。更に、有利には、真空積層機の圧力及び温度、硬 化オーブンの温度及び冷却ステーションの温度は、それぞれ、外部の制御系によ り調節される。 本発明に従う装置は、更に有利には、支持板が熱伝導性コアー層及び同様に熱 伝導性の支持体層から成り、コアー層はガラス−プラスチック−金属複合体であ り、支持体層が金属薄板（Ｍｅｔａｌｌｂｌｅｃｈｅｎ）から成ることを特徴と する。本発明に従う装置は、更に、積層機下部に配列された加熱板を有しており 、該加熱板は、冷却装置なしに製作されそしてばね要素２０、２０′に取り付け られている。 本発明に従う装置の有利な態様は、エネルギーを節約しそして容易に実施可能 な方法を可能とする。図面の簡単な説明 本発明を第１図及び第２図をもとにして説明する。 第１図は、本発明に従う方法を実施するための装置を示す。第１図は、送り装 置４により移動させられる支持板３の上にモジュール積み重ね体２を取り付ける ことができるようになっている積み込みステーション１と、固定された上部６と 油圧装置８により昇降可能な下部７を備えた真空積層機５を示す。温度、圧力及 び滞留時間は、真空積層機５において制御装置９により調節される。更に、第１ 図は、制御装置１１によりその温度が調節される硬化オーブン１０、制御装置１ ３によりその温度が調節できる冷却領域１２及び取り出し領域１４を示す。 第１ａ図は、開いた状態の真空積層機５及び上部６及び下部７の第１図では見 えるようには示されていない要素の断面を示す。そのようにし て、上部６は真空室部分１５を含み、真空室部分１５にはゴム膜１６が取り付け られている。更に、真空室部分１５は取り囲んでいるシール要素１７を備えてい る。下部７は真空室部分１８を含み、真空室部分１８には、同様に取り囲んでい るシール要素１９が取り付けられている。更に、真空室部分１８にばね要素２０ 、２０′が取り付けられており、それらの上に加熱板２１が載っている。 第１ｂ図は、真空下に閉じた状態の真空積層機５の断面を示す。第１図の油圧 装置８の操作により、真空積層機の下部７−従って真空室部分１８−は支持板３ の方向に移動させられる。支持板３には、ばね要素２０、２０′の上に載ってい る加熱板２１が押圧される。更に、油圧装置８の操作によって、シール要素１７ 及び１９が支持板３に密着し、それにより、真空積層機は閉じられそして真空室 ２２及び２３が形成される。 第１ｃ図は、支持体層３２、３２′及びコアー層３３から成る支持板３の層構 成を示す。 第２図はモジュール積み重ね体２の構成を示す。モジュール積み重ね体２は、 太陽電池システム２４及び太陽電池システム２４を取り囲んでいる被包材料２５ 、２５′から成りそしてその上側及び下側に分離フォイル２６、２６′を備えて いる。太陽電池システムは、シリコン電池２７の列から成り、シリコン電池２７ は、接触導線２８により直列に接続されて群になっている。被包材料２５′はプ ラスチックシール層３０′及びフォイル複合体３１から成る。被包材料２５は、 第２図に示されているようなガラス層又は３１に似たフォイル複合体であること ができる層２９と、プラスチックシール層３０から成る。本発明を具体化する方法 本発明を実施例により更に詳細に説明する。 供給ステーション１においては、モジュール積み重ね体２は、第２図に従って 個々の構成部品を積み重ねることにより、室温乃至最高８０℃までの温度に保持 されている支持板３の上に置かれる。プラスチックシール層３０、３０′として 、好ましくは、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）フォイル、シリコーンフォイル、 キャスティング樹脂、粉末樹脂及びプラスチック粒状物が使用される。これらは 、熱処理の際に僅かしか流動せず、続いて架橋し、それによりプラスチックのク リープが阻止される。 層２９は、ガラス又は構成がフォイル複合体３１に似ているフォイル複合体か ら成ることができる。このフォイル複合体の構成は、プラスチックシール層３０ 、３０′に隣接した層で始まって、例ａ〜ｃに従って下表に示される。 モジュール積み重ね体は、その上側及び下側に、支持板３への粘着及び残りの 装置部分への粘着を防止するために、分離フォイル２６、２６′を備えている。 支持板３上にモジュール積み重ね体２を供給した後、支持板３は、送り装置４、 例えば、チェーンコンベヤーによって真空積層機５に送られる。真空積層機の詳 細は、第１ａ図において開いた状態で示されている。加熱板２１の温度は、外部 の制御装置９によって、シール層に使用されているプラスチック材料の軟化温度 に相当する温度に保たれる。油圧装置９により、加熱板２１は支持板３に対して 押圧され、それにより、−支持板の内部の熱流に依存して−モジュール積み重ね 体のプラスチックシール層３０、３０′は、その軟化温度に加熱される。この適 切な熱流は、更に、第１ｂ図に従う真空積層機の閉じた状態における支持板が、 取り囲んでいるシール要素１７及び１９により、熱放散を大部分防止されること により保証される。更に、熱流は支持板の熱伝導度に依存しており、支持板の熱 伝導度は、物質定数として支持板の構成−第１ｃ図参照−により影響される。熱 伝導度は、コアー層３３の材料の選択及びその材料厚さにより調節することがで きる。コアー層としては、場合により熱伝導性金属添加物を含む、ガラス−合成 樹脂複合材料が使用される。支持体層３２、３２′としては、好ましくは、アル ミ ニウムのような金属又は不銹性鋼の薄板が用いられる。 積層機５を閉じた後、外部の制御装置９により真空がかけられ、その結果、第 １ｂ図に従って真空室２２及び２３が形成される。排気により空気及びその他の 揮発性成分はモジュール積み重ね体から除去され、その結果非多孔性の積層体が 保証される。次いで、真空室２２を通気し、それにより柔軟な膜がモジュール積 み重ね体に押圧される。真空積層機５におけるモジュール積み重ね体２の定めら れた滞留時間の後、真空室２３は通気される。それにより第２図に従う構成部品 の複合体２が製造され、これは、更に押圧しなくても、硬化オーブンで安定であ る。この複合体は、次いで、制御装置１１により定められた温度に保持されてい る硬化オーブン１０を通過し、その際、複合体のシール層は定められた滞留時間 の間硬化して積層体２′が形成され、次いでこれは冷却領域１２に送られ、そこ で室温に冷却される。この硬化した積層体２″は、取り出しステーション１４に おいて支持板から取り外されそして元のように冷却された支持板は積み込みステ ーション１に戻される。工業的利用性 本発明に従う方法により製造される光電池モジュールは、太陽光からの電気的 エネルギーを作り出すのに用いられる。それらの使用可能性は、多様でありそし て非常警報用柱及びキャンピングカー、建物を介して一体化された屋根及び正面 の設備用の小エネルギー装置から大きな装置及び太陽エネルギー工場まで及ぶ。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ．コアー層として太陽電池システムを含み、該太陽電池システムはガラス ／プラスチックフォイル複合体及び／又はプラスチックフォイル複合体から成る 被包材料により覆われている積層体をベースとする光電池モジュールを製造する 方法であって、 ａ）太陽電池システム２４、被包材料２５、２５′及び分離フォイル２６、２ ６′により形成されたモジュール積み重ね体２を、積み込みステーション１にお いて、該被包材料２５、２５′内に配列されたプラスチックシール層３０、３０ ′の軟化温度より低い温度に保たれている支持板３上に置き、 ｂ）モジュール積み重ね体２を真空積層機５に送り、次いで該真空積層機を閉 じて排気し、そして熱伝導性の上記支持板３に加熱板２１を押圧することにより 、モジュール積み重ね体２をプラスチックシール層３０、３０′の軟化温度に加 熱し、 ｃ）加熱板２１を冷却することなく真空積層機５に通気した後、モジュール積 み重ね体から形成される複合体２′を硬化オーブン１０に送り、硬化オーブン１ ０においてプラスチックシール層３０、３０′を硬化させて積層体２″を形成し 、 ｄ）次いで、該積層体２″を冷却ゾーン１２に送り、そして ｅ）取り出しステーション１４において製造プロセスから該積層体を取り出し 、 プロセス工程ａ）〜ｅ）を時間を合わせて同時且つ平行に行うことを特徴とす る方法。 ２．被包材料２５、２５′において、プラスチックシール層３０、３ ０′として、エチレン酢酸ビニルフォイル及び／又はシリコーンフォイル及び／ 又はキャスチング樹脂及び／又は粉末樹脂及び／又はプラスチック粒状物を使用 することを特徴とする、請求の範囲１の方法。 ３．被包材料２５において、層２９としてガラスを使用することを特徴とする 請求の範囲１又は２の方法。 ４．被包材料２５において、層２９としてプラスチックフォイルを使用するこ とを特徴とする請求の範囲１又は２の方法。 ５．被包材料２５において、層２９としてプラスチックフォイル複合体を使用 することを特徴とする請求の範囲１又は２の方法。 ６．被包材料２５′において、層３１として実質的にプラスチックフォイルか ら成る複合体を使用することを特徴とする請求の範囲１〜５のいずれかの方法。 ７．被包材料２５′において、プラスチックフォイル複合体３１は、プラスチ ックシール層３０′から分離フォイル２６′に向かって、フォイル形態のポリビ ニルフルオライド、ポリエチレンテレフタレート及びポリビニルフルオライドを 有することを特徴とする請求の範囲６の方法。 ８．被包材料２５′において、プラスチックフォイル複合体３１は、プラスチ ックシール層３０′から分離フォイル２６′に向かって、プライマー層、フォイ ル形態のポリエチレンテレフタレート及びポリビニルフルオライドを有すること を特徴とする請求の範囲６の方法。 ９．被包材料２５′において、プラスチックフォイル複合体３１は、プラスチ ックシール層３０′から分離フォイル２６′に向かって、プライマー層、フォイ ル形態のポリエチレンテレフタレート及びアルミニウム及びポリビニルフルオラ イドを有することを特徴とする請求の範囲６ の方法。 １０．積層体をベースとする光電池モジュールを製造するための装置であって 、この装置は、 ａ）積み込みステーション１と、モジュール積み重ね体２のための支持板３を 移送するようになっている送り装置４と、 ｂ）ゴム膜１６が取り付けられている固定された上部６、及び油圧装置８によ り昇降可能であって、加熱板２１が配置されている下部７を有する真空積層機５ と、 ｃ）硬化オーブン１０と、 ｄ）冷却ステーション１２と、 ｅ）支持板３を送り装置４を介して積み込みステーションに送り戻すことがで きるようになっている取り出しステーション１４、 から成ることを特徴とする装置。 １１．真空積層機５において、閉じた状態で真空室２２、２３が形成されるこ とを特徴とする請求の範囲１０の装置。 １２．真空積層機５の圧力及び温度は外部の制御装置９により調節可能であり 、硬化オーブン１０の温度は外部の制御装置１１により調節可能であり、冷却ス テーション１２の温度は外部の制御装置１３により調節可能であることを特徴と する、請求の範囲１０又は１１の装置。 １３．支持板が、熱伝導性コアー層３３及びやはり熱伝導性の支持体層３２、 ３２′から成ることを特徴とする請求の範囲１０乃至１２のいずれかの装置。 １４．コアー層３３がガラス―プラスチック―金属複合体であることを特徴と する請求の範囲１３の装置。 １５．支持体層３２、３２′が金属薄板から成ることを特徴とする、請求の範 囲１１の装置。 １６．積層機下部７に配置されている加熱板２１が冷却装置なしに作られてい ることを特徴とする、請求の範囲１０乃至１５のいずれかの装置。 １７．積層機下部７に配置されている加熱板２１はばね要素２０、２０′に取 り付けられていることを特徴とする請求の範囲１０乃至１６のいずれかの装置。