WO2005104242A1 - 太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

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WO2005104242A1
WO2005104242A1 PCT/JP2005/008007 JP2005008007W WO2005104242A1 WO 2005104242 A1 WO2005104242 A1 WO 2005104242A1 JP 2005008007 W JP2005008007 W JP 2005008007W WO 2005104242 A1 WO2005104242 A1 WO 2005104242A1
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solar cell
resin sheet
sealing
cell module
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PCT/JP2005/008007
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English (en)
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Inventor
Takeshi Yuuki
Masaru Akiyama
Keizo Masada
Original Assignee
Nakajima Glass Co., Inc.
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a solar cell module.
  • the present invention relates to a method for manufacturing a solar cell module in which solar cells are sealed with resin between a light-receiving-surface-side transparent plate and a back plate.
  • EVA ethylene-vinyl acetate copolymer
  • Patent Document 1 discloses a laminated structure in which two plate-like bodies are joined via an adhesive sheet such that a solar cell is sandwiched between two adhesive sheets.
  • a laminate is described in which a sheet piece having substantially the same thickness as the solar cell is sandwiched in a gap formed between the adhesive sheets outside the solar cell.
  • JP-A-2003-110127 discloses a solar cell module in which a plurality of solar cells are arranged between a front cover and a back cover and sealed with a transparent filler such as EVA. Describes a solar cell module in which a translucent spacer (setting block) is arranged between solar cells. It is described that it is optimal to use a spacer having the same material as the transparent filler and the same thickness as the solar cell as the spacer. It is said that this spacer can secure an air flow path that is not deformed by the weight of the cover alone. It is described that this allows a solar cell module having no air to remain therein.
  • Patent Document 3 JP-A-59-0222978 discloses a filling adhesive for a solar cell module containing an ethylene-based copolymer and an organic peroxide and having embossed patterns on both surfaces thereof. A material sheet is described. It is said that the adhesive sheet has an embossed pattern so that blocking of the sheet can be prevented, the degassing property in the modularizing process is excellent, and bubbles are hardly generated.
  • the example of the publication describes a bonding method in which the temperature is raised to 150 ° C. while reducing the pressure in a vacuum laminator, the pressure is reduced at 150 ° C. for 1 hour, and the pressure is stopped, and the pressure reduction is stopped. ing.
  • Patent Document 4 discloses that a photovoltaic element is formed as a laminate between a front surface member and a back surface member with a sealing resin interposed therebetween. It describes a solar cell module that is held at a vacuum degree of 5 ⁇ or less for 5 to 40 minutes, heat-pressed at a vacuum degree of 5 Torr or less, cooled and bonded after the heat-press bonding. It is described that a module that hardly causes peeling of the surface member and hardly generates air bubbles is provided by performing thermocompression bonding under such conditions. It is also described that a problem of remaining air bubbles can be improved by inserting a nonwoven fabric between the solar cell and the sealing resin and letting the air of the laminate escape through the voids in the nonwoven fabric.
  • Patent Document 5 discloses a solar cell panel laminate in which solar cells are laminated between a cover glass and a back surface material via a filler, and a double vacuum system.
  • EVA is used as a filler
  • a double vacuum chamber is placed in a specific temperature range at a specific temperature.
  • a method for manufacturing a solar cell panel to be held for a while is described. By bonding under specific temperature conditions, it is possible to crosslink all EVA without foaming and yellowing.
  • the pressure was reduced to 0.3 Torr (approximately 0.0004 MPa), and then calo-heat was started.
  • the temperature of the substrate surface on the heater side reached 140 ° C.
  • vacuum compression was performed. After the cross-linking reaction at ° C, it is cooled to 50 ° C or less to release the pressure vacuum bonding.
  • Patent Document 1 Utility model registration No. 2500974
  • Patent Document 2 JP-A-2003-110127
  • Patent Document 3 JP-A-59-0222978
  • Patent Document 4 JP-A-09-036405
  • Patent Document 5 Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-069179
  • the present invention has been made to solve such a problem, and a solar cell module capable of preventing damage to the solar cell when sealing the solar cell with resin. It is an object of the present invention to provide a method for producing the same.
  • a first invention is directed to a method for manufacturing a solar cell module in which a plurality of solar cells are sealed between a light-receiving surface-side transparent plate and a back plate with a resin.
  • Battery cells are arranged at an interval of 5 mm or less and connected to each other with conductors.
  • a first sealing resin sheet that covers substantially the entire light-receiving-surface-side transparent plate between the cells and the second sealing resin that covers substantially the entire back plate between the back plate and the solar cells. Place a resin sheet and place a sealing resin sheet piece whose total thickness is greater than the thickness of the solar cells in the margins outside the solar cells.
  • a method for manufacturing a solar cell module comprising discharging air between a face plate, heating and melting a resin, and cooling and sealing the solar cell module.
  • the transparent plate on the light receiving surface side and the back plate are laminated.
  • the sheet piece which does not directly apply a load on the front and back surfaces to the solar cell, receives the load.
  • the resin softens and the thickness of the sheet piece under load decreases, and the cell or the portion of the conductor connected to the cell, and the upper and lower sealing resin sheets
  • the entire resin sheet is softened, the cell or the conductive wire connected to the cell can be prevented from being subjected to a local load. It can be closely attached so as to be embedded.
  • the total thickness of the sealing resin sheet pieces is larger than the total value of the thickness of the solar cell and the thickness of the conductive wire. It is also preferable that the total thickness of the sealing resin sheet pieces is 0.3 mm or more larger than the thickness of the solar cell. It is also preferable that the total thickness of the sealing resin sheet pieces is 1 to 5 mm.
  • the sealing resin sheet piece is sandwiched between a first sealing resin sheet and a second sealing resin sheet.
  • the sealing resin sheet piece substantially continuously arranged over the entire circumference of the margin portion and the sealing resin sheet piece overlapped therewith and arranged at an interval from each other, It is a preferred embodiment to be sandwiched between the first sealing resin sheet and the second sealing resin sheet.
  • the margin at a position inside the sealing resin sheet piece which is arranged substantially continuously over the entire circumference, It is also a preferred embodiment to dispose a narrow sealing resin sheet piece at a position outside one solar cell.
  • the first sealed resin sheet or the second sealed resin sheet is configured by laminating a plurality of sealed resin sheets. At this time, in the margin portion, the sealing resin sheet pieces are arranged at intervals from each other, and a plurality of sealing members forming the first sealing resin sheet or the second sealing resin sheet. It is a preferred embodiment to be sandwiched between the fat sheets.
  • both the transparent plate on the light-receiving surface side and the back plate have a glass plate force having a warped surface compressive stress of 20 MPa or more, and a sealing operation is performed with the concave surfaces of the warp facing each other.
  • the warpage of the glass plate is 0.05 to 0.5%.
  • a second invention is directed to a method for manufacturing a solar cell module in which a plurality of solar cells are sealed with resin between a light-receiving surface side transparent plate and a back plate!
  • the first sealing resin sheet that arranges the battery cells at intervals and connects them to each other with a conductor, and covers substantially the entire light-receiving-surface-side transparent plate between the light-receiving-surface-side transparent plate and the solar cell. Is disposed, and a second sealing resin sheet covering substantially the entire back plate is disposed between the back plate and the solar cell, and the first sealing resin sheet or the second sealing resin sheet is disposed.
  • It is configured by laminating a plurality of sealing resin sheets, and a part of the electric wiring is arranged at a position overlapping without contacting the solar cell, and the first sealing resin sheet or the second sealing resin sheet is arranged. After arranging one sealing resin sheet in the resin sheet so as to be missing at the electric wiring section, the transparent plate on the light receiving surface side and the back surface Air discharge between a method for manufacturing a solar cell module, characterized in that heated to melt the ⁇ sealing and force cooled.
  • the method of arranging the solar cells sealed in the solar cell module varies depending on the purpose and application. Usually, a plurality of adjacent solar cells are arranged at a predetermined interval and connected to each other by a conductor. In addition, when connecting cells that are not adjacent to each other or conductors that are far apart, or when drilling holes in the back plate to pull out the electrical wiring, some of the electrical wiring is It may be placed in a vertical position without contacting the cell. In such a case, the electrical distribution When the wires are overlapped, when a load is applied from above and below, excessive load is applied to the overlapped portion to easily cause cell cracking. On the other hand, cell cracking can be prevented by arranging one sealing resin sheet in the first sealing resin sheet or the second sealing resin sheet so as to be missing at the electrical wiring part. It is.
  • the sealing resin sheet is thinner than the missing sealing resin sheet at the portion where the sealing resin sheet is missing at the electric wiring portion. It is preferred to supplement Preferably, an insulating film is disposed between the electric wiring and the solar cell, and the insulating film is laminated on the solar cell and the electric wiring via a sealing resin sheet, respectively. is there.
  • the step of heating the sealing resin while maintaining the pressure in the sealing processing container at 0.05 MPa or more when sealing in the sealing processing container (step 1)
  • a step of reducing the pressure inside the sealing container to a pressure of 0. OlMPa or less at a temperature lower than the melting point of the sealing resin (Step 2). It is preferable to perform a sealing operation in which the steps (Step 3), the step of increasing the pressure in the sealing container (Step 4), and the step of cooling (Step 6) are also performed.
  • a third invention relates to a method for manufacturing a solar cell module in which solar cells are sealed with resin between a light-receiving-surface-side transparent plate and a back plate, and further includes a light-receiving-surface-side transparent plate.
  • a first sealing resin sheet covering substantially the entire surface of the light-receiving-surface-side transparent plate is arranged between the solar cells, and a second sealing resin sheet covering substantially the entire back plate between the back plate and the solar cells.
  • Step 2 OlMPa or less
  • Step 3 Performing a sealing operation including a step of increasing the pressure in the sealing processing container (step 4) and a step of cooling (step 6). It is a manufacturing method of a solar cell module according to claim.
  • the vertical force can also be hardened against the cell at the time of pressure reduction, and the resin can be prevented from being pressed, thereby preventing cell cracking. can do.
  • the heating temperature during the decompression operation is higher than the temperature at which the sealing resin melts. Therefore, a passage for air existing between the transparent plate on the light receiving surface side and the back plate can be ensured, and air bubbles can be prevented from remaining.
  • step 1 the inside of the sealing treatment container is heated until the temperature in the sealing treatment container reaches 40 to 65 ° C, and the temperature is maintained within the temperature range for 5 minutes or more.
  • step 2 it is also preferable to reduce the pressure to 0.05 Olpa or lower while maintaining the temperature in the sealing treatment container at 40 to 65 ° C.
  • step 2 it is also preferable to reduce the pressure to 0.05 MPa pressure to 0.05 OlMPa over 5 minutes or more.
  • step 4 it is also preferable that the temperature at the time of increasing the pressure be S120 ° C or less.
  • step 4 it is also preferable to simultaneously raise the temperature while increasing the pressure in the sealing treatment container.
  • the ratio of the rate of pressure rise (MPaZ) to the rate of temperature rise (° CZ) is 0.001-0.1 (MPaZ ° C).
  • the sealing resin is a crosslinkable thermoplastic resin
  • the step of raising the temperature to a temperature equal to or higher than the melting point of the sealing resin while reducing the pressure step 3
  • the step of increasing the pressure in the sealing container step 4
  • the step of raising the temperature to a temperature range in which the crosslinking reaction proceeds step 5
  • the step of cooling step 6
  • the pressure in the sealing treatment container is maintained at 0.05 MPa or more and at atmospheric pressure or less to advance the crosslinking reaction.
  • the solar cell module is a solar cell module in which a plurality of solar cells are sealed with resin, and the plurality of solar cells are arranged at intervals and connected to each other by a conductive wire. It is also preferable that this be done.
  • the sealing resin is composed of a resin selected from the group consisting of ethylene vinyl acetate copolymer, polyvinyl butyral and polyurethane. It is.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an example of a solar cell module after a sealing operation.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an example of a laminate before a sealing operation.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of another example of a laminate before a sealing operation.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an outer shape of a solar cell module manufactured in an example and solar cell cells arranged therein.
  • FIG. 5 is a view (No. 1) showing a step of manufacturing a laminate in an example.
  • FIG. 6 is a view (No. 2) showing a step of manufacturing a laminate in the example.
  • FIG. 7 is a view (No. 3) showing a step of manufacturing a laminate in the example.
  • FIG. 8 is a view (No. 4) showing a step of manufacturing a laminate in the example.
  • FIG. 9 is a view (No. 5) showing a step of manufacturing a laminate in the example.
  • FIG. 10 is a view (No. 6) showing a step of manufacturing a laminated body in the example.
  • FIG. 11 is a schematic view of a sealing apparatus.
  • FIG. 12 is a diagram showing temperature and pressure during a sealing process in an example.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an example of a solar cell module after a sealing operation.
  • 2 and 3 are schematic cross-sectional views of an example of the laminate before the sealing operation.
  • FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of an example of a solar cell module 1 obtained by the manufacturing method of the present invention.
  • the solar cell module 1 is formed by sealing a solar cell 4 with a resin 5 between a transparent plate 2 on the light receiving surface side and a back plate 3.
  • the number of the solar cells 4 sealed in the solar cell module 1 may be one, but it is preferable that a plurality of solar cells 4 are sealed.
  • the light receiving surface 6 and the back surface 7 of the adjacent solar cell 4 are connected via the conducting wire 8.
  • solar cell 4 used in the present invention various types of solar cells such as a single-crystal silicon solar cell, a polycrystalline silicon solar cell, an amorphous silicon solar cell, and a compound semiconductor solar cell can be used. .
  • These solar cells 4 are generally thin plates having a thickness of 1 mm or less, more generally 0.5 mm or less, and are often rectangular with one side of 5 cm or more.
  • a semiconductor substrate such as silicon or germanium, a glass substrate, a metal substrate, or the like can be used.
  • a thin plate is desired in view of cost requirements. Since it is a brittle material, it is particularly significant to employ the manufacturing method of the present invention, which is particularly easily broken during sealing.
  • the number of solar cells 4 sealed in one solar cell module 1 is not particularly limited, and may be only one. In that case, only the wiring to the outside of the solar cell is connected. However, as the number of solar cells 4 sealed in one solar cell module 1 increases, the reject rate due to damage to the solar cells 4 increases. Is big. Therefore, it is preferable that 10 or more, preferably 30 or more, and more preferably 100 or more solar cells 4 are arranged in one solar cell module 1.
  • the width of the gap 9 between the adjacent solar cells 4 is not particularly limited, but is usually 0.5 mm or more, and when it is less than 0.5 mm, the adjacent solar cells 4 come into contact with each other to be sealed. In such a case, the cell may be damaged. If priority is given to daylighting, it is preferable to make the gap 9 wide. If priority is given to light use efficiency, it is preferable to make the gap 9 narrow. It is adjusted appropriately according to the requirements of the application and design.
  • the plurality of solar cells 4 be arranged with a predetermined width and connected to each other by a conductor 8.
  • the adjacent solar cells 4 are connected between the light receiving surface 6 and the back surface 7 by the conducting wire 8, and a large number of solar cells 4 are connected in series.
  • the connection between the light receiving surface 6 or the back surface 7 and the conductor 8 is performed using a conductive adhesive such as solder.
  • the conductor 8 is also called an interconnector.
  • the material is not particularly limited, and a copper wire or the like is used. It is preferable to use a thin ribbon-shaped conductor 8 because it is sandwiched between the light receiving surface side transparent plate 2 and the back plate 3, and the thickness thereof is usually 0.5 mm or less, and preferably 0.5 mm or less. 3 mm or less. It is usually 0.05 mm or more. It is preferable that the conductive wire 8 be coated with a conductive adhesive such as solder in advance, since the connection work becomes easy. In the state where the conductor 8 is connected, the surface force of the photovoltaic cell 4 The height of the conductor 8 up to the highest part is a force that varies from place to place. In some cases, it is about 5mm thicker.
  • the material of the light-receiving-surface-side transparent plate 2 besides glass that is good as long as it is transparent to sunlight, polycarbonate resin, acrylic resin, or the like can also be used. It is preferable to use glass in consideration of durability, hardness, flame retardancy, and the like while pressing. A glass plate having a surface compressive stress of 20 MPa or more is preferable because a structural material having a large area is often formed. In addition, if the area is large, thermal cracks are likely to occur due to temperature rise due to sunshine, etc. It is preferred to use. However, since a glass sheet having a large surface compressive stress is usually manufactured by heating and rapidly cooling a float sheet glass, occurrence of a certain strain is inevitable. Due to the warpage of the glass caused by this, an excessive load is applied to some of the solar cells 4 at the time of sealing, and the production method of the present invention capable of preventing cell breakage immediately has a great benefit.
  • the surface compressive stress of the sheet glass is a value measured according to JIS R3222.
  • Specific examples of the glass plate having a surface compressive stress of 20 MPa or more include double-strength glass, tempered glass, and ultra-tempered glass. Double-strength glass usually has a surface compressive stress of 20 to 60 MPa, tempered glass has a surface compressive stress of usually 90 to 130 MPa, and ultra-tempered glass has a surface compressive stress of usually 180 to 250 MPa. . As the surface compressive stress increases, the strength increases, but the warpage tends to increase and the manufacturing cost tends to increase. Further, double strength glass is preferable in that a glass with relatively small warpage is manufactured or when the glass breaks immediately, the glass does not fall into small pieces.
  • the glass plate is selected according to the application and purpose.
  • the back plate 3 does not necessarily have to be transparent, but it is preferable that the back plate 3 is also transparent to sunlight in consideration of lighting. Further, for the same reason as the transparent plate 2 on the light receiving surface side, it is preferable to use glass, particularly a glass plate having a surface compressive stress of 20 MPa or more.
  • the material of the glass is not particularly limited, and among the powers in which soda-lime glass is preferably used, a high transmission glass (a so-called white plate glass) is preferably used for the light-receiving surface side transparent plate 2.
  • High transmission glass is soda lime glass with a low iron content and high light transmittance.
  • the thickness of the glass plate is not particularly limited, but is preferably 3 mm or more, more preferably 5 mm or more, when used as a structural material.
  • a thick glass plate is used in this way, the influence of its own weight is large, and the cell may be damaged when the glass plate is stacked on the cell before bonding. large.
  • Glass plate thickness Is usually less than 20 mm. Further, when the area of the glass is equal to or more than the force lm 2 adjusted according to the application, there is a great benefit to adopt the production method of the present invention.
  • the material of the resin 5 is not particularly limited as long as it is transparent and has adhesiveness and flexibility, but also ethylene-butyl acetate copolymer (EVA), polybutyl butyral, and polyurethane.
  • EVA ethylene-butyl acetate copolymer
  • a type of resin whose group strength is also selected is preferably used.
  • the crosslinked resin is preferable in terms of strength and durability. Therefore, it is preferable that the raw material of the resin 5 is a crosslinkable thermoplastic resin, particularly a resin whose crosslinking reaction proceeds when heated.
  • Such resin is sandwiched between the transparent plate 2 on the light-receiving surface side and the back plate 3 in the form of a sheet, heated and melted, and then a crosslinking reaction is allowed to proceed if necessary, and then cooled and solidified to form a solar cell.
  • Seal 4 By using a material which is crosslinked by heating, it is possible to obtain a material having excellent durability and adhesiveness.
  • the crosslinkable thermoplastic resin is not particularly limited as long as the crosslinking reaction proceeds when heated, and is selected from the group consisting of ethylene-butyl acetate copolymer (EVA), polyvinyl butyral, and polyurethane. Resins are preferably used.
  • EVA ethylene-butyl acetate copolymer
  • polyvinyl butyral polyurethane
  • Resins are preferably used.
  • crosslinking can be carried out by mixing and heating a crosslinking agent
  • polyurethane crosslinking can be carried out by reacting an isocyanate group
  • polyurethane since the crosslinking reaction proceeds at a relatively low temperature, it is suitable when a resin plate having low heat resistance is used for at least one of the transparent plate on the light-receiving side and the back plate.
  • polyurethane is excellent in flexibility, so peeling will occur even when a combination of materials with significantly different coefficients of thermal expansion, such as glass and plastic, is used for the transparent plate on the light-receiving side and the back plate. ⁇ It is suitable.
  • polyurethane has excellent penetration strength.
  • thermoplastic resin containing a crosslinking agent it is preferable to use a thermoplastic resin containing a crosslinking agent.
  • the thermoplastic resin at this time is not particularly limited as long as the crosslinking reaction proceeds when heated together with the crosslinking agent, but the ethylene-vinyl acetate copolymer (excellent in transparency, flexibility, durability, etc.) EVA) is most preferably used.
  • the sealing resin sheet is sandwiched between the transparent plate 2 on the light-receiving surface side and the back plate 3, heated and melted, and then cooled and solidified to seal the solar cell 4.
  • Sealing resin sheet adds cross-linking agent to EVA resin
  • the material is contained, and then the resin is heated and melted, then a crosslinking reaction is allowed to proceed, and then, after cooling, it can be sealed with a crosslinked EVA.
  • the EVA in the sealed resin sheet should have a melting point of 50 to 80 ° C. as measured by the DSC method. The viewpoint of the balance between transparency and shape retention is also preferable.
  • the sealing resin sheet has an appropriate embossing on one surface or both surfaces because it can prevent blocking and easily suppress the residual air bubbles.
  • the preferred emboss depth is 10 to 100 m, and if it is too deep, air bubbles may remain on the contrary.
  • the thickness of the sheet is preferably 0.2 to 2 mm, more preferably 0.3 to 1 mm, and one or a plurality of the sheets may be stacked and adjusted for use.
  • the operation of superimposing the light receiving surface side transparent plate 2 on the lower side is performed.
  • the rear surface plate 3 may be firstly disposed on the lower side, and then may be laminated in the reverse order.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an example of the laminated body 60 before the sealing operation, and shows a cross section cut in parallel to a direction in which a plurality of solar cells 4 are connected in series.
  • the first sealing resin sheet 20 is superimposed on the light-receiving-surface-side transparent plate 2 so as to cover substantially the entire surface thereof.
  • the light receiving surface side transparent plate 2 is preferably a glass plate, particularly a glass plate having a warped surface compressive stress of 20 MPa or more.
  • the first sealing resin sheet 20 is stacked on the light-receiving surface-side transparent plate 2 so that the inside of the warp, that is, the concave surface side is on the upper side.
  • the warpage of the light-receiving surface side transparent plate 2 is preferably 0.05% to 0.5%.
  • the warpage is too large, there is a possibility that a force that tends to peel off inside the module after sealing may remain, more preferably 0.4% or less, and even more preferably 0.3% or less.
  • the load of the back plate 3 may be applied to the solar cell 4 near the center of the module during the sealing operation, which may cause cell cracking. 1 or more And more preferably 0.15% or more.
  • the thickness of the first sealing resin sheet 20 is preferably 0.5 mm or more, more preferably 1 mm or more. Also, it is usually 5 mm or less, preferably 3 mm or less. By setting the thickness to a certain value or more, the impact can be efficiently absorbed, and the solar cell 4 can be effectively protected. It is preferable that the first sealing resin sheet 20 is configured by laminating a plurality of sealing resin sheets. This is because it becomes easy to adjust the thickness of the first sealing resin sheet 20 according to the use and required performance. In the example of FIG. 2, three sealing resin sheets 21, 22, and 23 are stacked to form a first sealing resin sheet 20. The first encapsulating resin sheet 20 may be partially omitted, for example, in order to dispose a conductive wire that covers substantially the entire light receiving surface side transparent plate 2. ⁇ A plurality of sealing resin sheets arranged on the by-side may be configured.
  • the solar cell 4 is placed on the first sealing resin sheet 20. At this time, preferably, a plurality of solar cells 4 connected to each other in the manner described above are placed, and arranged vertically and horizontally as necessary. In this case, the solar cell 4 connected in advance may be placed, the connection may be made on the first sealing resin sheet 20, or the partially connected one may be placed and mounted. And the rest may be connected.
  • the width of the gap 9 between the adjacent solar cells 4 is 5 mm or less, preferably 4 mm or less, more preferably 3 mm or less.
  • the width of the gap 9 is usually at least 0.5 mm, preferably at least 1 mm.
  • sealing resin sheet pieces 40, 41, 42, and 43 having a total thickness greater than the thickness of the solar cell 4 in the margin 10 outside the solar cell 4, the internal pressure is reduced.
  • the sealing resin sheet pieces 40, 41, 42, and 43 which can prevent the load due to the atmospheric pressure from both the front and back surfaces from directly applying to the solar cell 4, receive the load. Therefore, in the module The load of the back plate 3 can be prevented from being directly applied to the arranged solar cells 4. Then, as the temperature rises, the resin is softened and the thickness of the encapsulating resin sheet pieces 40, 41, 42, 43, which have a strong load, decreases, and the cell or the conductor connected to the cell is reduced.
  • the line 8 and the upper and lower sealing resin sheets come into contact with each other. At this time, the entire resin sheet is softened, so that a cell or cell where local load cannot be applied is prevented.
  • the conductive wires 8 connected to the cells can be closely attached so as to be embedded in the softened sealing resin sheet. This can prevent cell cracking in the pressure reduction step. In particular, the larger the number of solar cells 4 enclosed in one solar cell module 1, the higher the reject rate due to damage to the solar cells 4 becomes.
  • the benefits of deploying 40, 41, 42, 43 are significant.
  • the thickness of the sealing resin sheet pieces 40, 41, 42, 43 arranged in the margin 10 outside the solar cell 4 is such that the total thickness thereof is greater than the thickness of the solar cell 4. It is necessary.
  • the total thickness refers to the total thickness when a plurality of sealing resin sheet pieces 40, 41, 42, and 43 are used in an overlapping manner.
  • the sealing resin sheet piece is not only disposed between the first sealing resin sheet 20 and the second sealing resin sheet 30, but also the first sealing resin sheet 20 or the second sealing resin sheet 20. This also includes a case where the sealing resin sheet 30 is disposed so as to be sandwiched between a plurality of sealing resin sheets. In the example of FIG.
  • the total thickness of the sealing resin sheet pieces 40, 41, 42, and 43 is preferably larger than the total value of the thickness of the solar cell 4 and the thickness of the conductive wire 8 than the total value. 0.2 mm or more thicker is preferable. Further, the total thickness of the sealing resin sheet pieces 40, 41, 42, and 43 is preferably 0.3 mm or more larger than the thickness of the solar cell 4, and more preferably 0.6 mm or more. Specifically, the total thickness of the sealing resin sheet pieces 40, 41, 42, 43 is preferably 1 to 5 mm. The total thickness of the sealing resin sheet pieces 40, 41, 42, 43 is more preferably 1.5 mm or more, and even more preferably 2 mm or more. Also, more preferably, 4 mm Or less, more preferably 3 mm or less.
  • the sealing resin sheet pieces 40, 41, 42, and 43 are arranged at intervals in the horizontal direction so that the internal air can be discharged therefrom. By securing a passage for actively discharging the internal air, the remaining air bubbles can be suppressed, and the solar cell module 1 having a good appearance can be manufactured. At this time, if the sealing resin sheet pieces are directly overlapped with each other, at least one of the sealing resin sheet pieces is horizontally spaced between the resin sheet pieces, and the internal air is discharged therefrom. It is good if it can be discharged.
  • the sealing resin sheet piece 40 in the margin 10 outside the solar battery cell 4, it is disposed substantially continuously over the entire periphery of the margin 10 on the first sealing resin sheet 20.
  • the sealed resin sheet piece 40 preferably has a width of 50% or more of the margin 10 and more preferably has a width of 70% or more.
  • the sealing resin sheet piece 40 may also include a plurality of sheet pieces arranged in parallel. It is preferable to dispose the sealing resin sheet pieces 41 on the sealing resin sheet pieces 40 at a distance from each other, whereby the internal air can be discharged smoothly.
  • the solar cell 4 is placed on the first sealing resin sheet 20, and the sealing resin sheet piece 40 is placed on the margin 10 outside the solar cell 4, and the sealing resin is placed.
  • the sealing resin sheet piece 41 is placed on the sheet piece 40, and the whole is covered with the sealing resin sheet 31 constituting the second sealing resin sheet 30.
  • the sealing resin sheet piece 42 is intermittently placed in the margin 10, the whole is covered with two sealing resin sheets 32 and 33, and the sealing resin sheet piece 43 is further placed in the margin 10. It is placed intermittently and the whole is covered with a sealing resin sheet 34.
  • the second sealing resin sheet 30 is constituted by the four sealing resin sheets 31, 32, 33, and 34.
  • the preferred thickness of the second sealing resin sheet 30 is the same as that of the first sealing resin sheet 20 described above.
  • the second sealing resin sheet 30 is substantially the same as the back plate 3. Some may be missing for the placement of conductive wires that cover the entire surface, and may consist of a plurality of sealing resin sheets arranged side-by-side. You can do it.
  • the back plate 3 is placed on the second sealing resin sheet 30.
  • the back plate 3 is preferably a glass plate, particularly a glass plate having a warped surface compressive stress of 20 MPa or more.
  • the warpage of the back plate 3 (a value measured in accordance with JIS R3206) is preferably 0.05% to 0.5%. If the warpage is too large, there is a possibility that a force that tends to peel off inside the module after sealing may remain, more preferably 0.4% or less, and even more preferably 0.3% or less.
  • the load of the back plate 3 may be applied to the solar cell 4 near the center of the module during the sealing operation, which may cause cell cracking. It is 1% or more, more preferably 0.15% or more.
  • the light-receiving surface side transparent plate 2 and the back surface plate 3 are sealed by using a glass plate having a certain curvature and performing a sealing operation with the concave surfaces facing each other.
  • the solar cell 4 can be prevented from being damaged.
  • the width of the gap 9 between the adjacent solar cell cells 4 is 5 mm or less, and it is difficult to arrange the sealing resin sheet pieces in the gap 9. Therefore, in order to prevent damage to a large number of solar cells 4 to be sealed, it is necessary to dispose sealing resin sheet pieces 40, 41, 42, and 43 only in the margin 10 outside the solar cells 4. There is.
  • the radius of the glass sheet due to its own weight cannot be ignored.
  • the weight of the 2810 mm x 1795 mm x 12 mm plate glass used as the back plate 3 in Example 1 described later is as much as 151 kg. Therefore, even if the center of the back plate 3 is radially lowered by its own weight, the light-receiving-surface-side transparent plate 2 and the back plate are so arranged that the load on the back plate 3 is not directly applied to the solar cell 4.
  • the three concave surfaces face each other and are sealed. Normally, when manufacturing laminated glass in which nothing is sealed inside, it is often the case that two glass sheets are aligned after the direction of the warpage, and then the present invention employs a different method. It does. Next, the configuration of the second invention will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an example of the stacked body 60 before the sealing operation, and shows a cross section cut perpendicularly to a direction in which a plurality of solar cells 4 are connected in series.
  • the width of the gap 9 between the adjacent solar cells 4 is 5 mm or less, but in the second invention, the width of the gap 9 may be further increased. If the width of the gap 9 exceeds 5 mm, it is also possible to arrange a sealing resin sheet piece in the gap 9, and in this case, the light receiving surface side where it is not necessary to support the glass sheet only at the periphery Even when a glass plate having a certain curvature is used as the transparent plate 2 and the back plate 3, the necessity of facing the concave surfaces is low.
  • the conductor 50 in addition to the conductor 8 connecting the adjacent solar cells 4, the conductor 50 is arranged at a position overlapping the solar cell 4 without contact.
  • the conductive wire 50 is arranged in parallel to the direction in which the plurality of solar cells 4 are connected in series, and FIG. 3 shows a cross section thereof. This is for electrically connecting the conductor 8 existing at one end of the group of solar cells 4 connected in series to the conductor 8 existing at the other end to form a binos circuit. Since the conductive wire 50 is disposed at a position vertically overlapping the solar cell 4, when a load is applied from above and below, an excessive load is applied to the overlapped portion, and cell cracking is likely to occur. In the example of FIG.
  • the sealing resin sheet piece 41 is placed on the sheet piece 40, and the whole is covered with the sealing resin sheet 31 constituting the second sealing resin sheet 30. This operation is the same as in the example of FIG.
  • An insulating film 55 is disposed on the sealing resin sheet 31.
  • the insulating film 55 is for ensuring insulation between the conductive wire 50 and the solar cell 4, and is arranged so that the tape-shaped insulating film 55 overlaps the conductive wire 50.
  • the sealing resin sheet piece 42 is intermittently placed in the margin 10 on the sealing resin sheet 31. Then, by covering the whole with the sealing resin sheet 32, the insulating film 55 is laminated on the solar cell 4 and the conductor 50 via the sealing resin sheets 31 and 32, respectively.
  • the sealing resin sheets 31, 32 may be provided with holes and cutouts as appropriate.
  • the sealing resin sheets 31 and 32 may be composed of a plurality of sealing resin sheets arranged on the side of the 'by' side, and the conductor 50 may be drawn out from the gap.
  • the conducting wire 50 is arranged on the sealing resin sheet 32.
  • the same as the conductor 8 can be used.
  • the sealing resin sheet 33 is arranged so as to be cut off at the portion of the conductor 50.
  • the sealing resin sheet 33 divided into a plurality of sheets is arranged with a gap so that the conductor 50 is not covered with the sealing resin sheet 33 so that the entire surface of the laminate is covered. ing.
  • the sealing resin sheet 33 is locally formed at the portion of the conductor 50 in the sealing operation. It is possible to prevent the cell from being cracked without applying a heavy load to the solar cell 4.
  • the width at which the sealing resin sheet 33 is cut off at the conductor 50 may be larger than the width of the conductor 50.
  • the thickness of the sealing resin sheet piece 44 is preferably 0.1 mm or more thinner than the sealing resin sheet 33.
  • the width of the sealing resin sheet piece 44 may be the same as or smaller than the width of the above-mentioned missing portion. If both overlap, at that part Cell cracking may occur. In consideration of the balance between the workability and the effect of preventing the generation of bubbles, it is preferable that the width is smaller than the width of the missing portion by about 0.5 to LOmm.
  • the sealing resin sheet piece 43 is intermittently placed in the margin 10. Then, after covering the whole with the sealing resin sheet 34, the back plate 3 is placed thereon.
  • the air between the light-receiving-surface-side transparent plate 2 and the back plate 3 is exhausted, heated to melt the resin, and then cooled and sealed.
  • the resin is heated to melt the resin, the crosslinking reaction proceeds, and then the resin is cooled and sealed.
  • the device used for sealing is not particularly limited as long as it can perform an air discharging operation and a heating operation. It is preferable to use one having a sealed processing container for housing the laminate 60 therein and capable of performing an air discharging operation and a heating operation.
  • a part or the whole of the sealing treatment container is made of a gas-impermeable flexible film.
  • a so-called single vacuum system in which the outside of a sealing treatment container made of a gas-impermeable flexible membrane is kept at atmospheric pressure can be used, or a partition wall made of a gas-impermeable flexible membrane can be used.
  • a so-called double vacuum system that can adjust the degree of vacuum on both sides of the chamber can also be adopted.
  • the single vacuum system is also preferable because it has simple facilities. According to the production method of the present invention, cell cracking can be prevented even in a single vacuum method in which the vertical force of the laminate 60 is applied before the sealing resin is melted.
  • the material of the membrane has a certain degree of flexibility and strength, which is better if it is a gas-impermeable flexible membrane, and when the inside of the membrane is evacuated, the external pressure is uniformly applied to the entire laminate.
  • the material is not particularly limited as long as it can be used, and a rubber or resin sheet or film can be used.
  • the single-vacuum sealing treatment container may be one integrated with the heater, or only a part thereof may be formed of a gas-impermeable flexible film.
  • a bag 61 made entirely of a gas-impermeable flexible membrane.
  • the sealing container is merely a bag 61, it is possible to flexibly cope with the production of solar cell modules of various shapes and dimensions, and to manufacture products of various dimensions such as building materials. It is particularly suitable for applications that need to be manufactured.
  • a bleeder 62 that has a breathable material strength.
  • a fabric such as a woven fabric, a knitted fabric, or a non-woven fabric can be used.
  • a plurality of the bags 61 into which the laminate 60 is introduced can be arranged in the heating device.
  • An exhaustible pipe 63 is connected to each bag 61, and is connected to a vacuum pump 65 via a pressure adjusting valve 64.
  • the air between the light-receiving-surface-side transparent plate 2 and the back plate 3 is discharged, heated to melt the resin, cooled by force, and sealed.
  • the temperature condition at this time is not particularly limited, and if the temperature is raised to a temperature at which the resin can be melted, the resin may be heated to a temperature higher than the melting point of the resin.
  • the sealing resin is a crosslinkable thermoplastic resin, the temperature is raised to a crosslinkable temperature and maintained at a crosslinkable temperature for a predetermined time.
  • the pressure is not particularly limited as long as the pressure can be reduced to such a level that the air in the laminate 60 can be exhausted and the remaining air bubbles can be reduced.
  • Step 1 a step of heating the sealing resin while maintaining the pressure in the sealing processing container at 0.05 MPa or more (Step 1), Step of reducing the pressure inside the sealing container to a pressure of less than or equal to 0.1 OlMPa at a temperature lower than the melting point of the resin (Step 2), and raising the temperature to a temperature above the melting point of the sealing resin while reducing the pressure (Step 3)
  • Step 2 a step of heating the sealing resin while maintaining the pressure in the sealing processing container at 0.05 MPa or more
  • Step 2 Step of reducing the pressure inside the sealing container to a pressure of less than or equal to 0.1 OlMPa at a temperature lower than the melting point of the resin
  • Step 3 a step of cooling
  • Step 6 a step of cooling
  • the step 1 is a step of heating the sealed resin while keeping the pressure in the sealing treatment container at 0.05 MPa or more.
  • the pressure is at least 0.06 MPa.
  • the pressure inside the sealing treatment container may be the atmospheric pressure (0. IMPa), but for example, the pressure should be reduced to 0.09 MPa or less.
  • the sealing resin has not been melted yet, if there is a leak in the sealing processing container, it can be repaired at this stage.
  • the sealing container when a flexible bag is used as the sealing container, it is preferable to slightly reduce the pressure as described above because the bag is easily damaged.
  • the time required for the pressure reducing operation is 10 minutes or more. Although large loads are not applied, sudden pressure reduction may cause cell cracking.
  • the sealing resin is softened in advance.
  • the temperature reached by the heating at this time is a temperature at which the elastic modulus decreases while the sealing resin does not melt.
  • the temperature at which the sealing resin does not melt generally means a temperature lower than the melting point (Tm), preferably (Tm-5) ° C or less, more preferably (Tm-5) ° C. 10) It is below ° C. If the sealing resin does not have a melting point, the melting point may be replaced with a glass transition point or a softening point.
  • the preferred temperature for many sealing resins is 65 ° C or less, and the more preferred temperature is 60 ° C or less.
  • the temperature reached by the calorific heat is preferably (Tm ⁇ 30) ° C. or more, more preferably (Tm 20) ° C. or more.
  • the preferred temperature for many sealing resins is 40 ° C. or higher, and the more preferred temperature is 45 ° C. or higher. If the temperature is too low, the decrease in the elastic modulus of the sealing resin is insufficient, and when the pressure in the sealing container is reduced in step 2, cell cracking may occur. It is preferable to maintain the temperature in such a temperature range for 5 minutes or more before starting the decompression operation in step 2.
  • Step 2 is a step of reducing the pressure in the sealing container to a pressure of not more than 0.1 OlMPa at a temperature lower than the melting point of the sealing resin, and is a step that is performed subsequent to step 1.
  • the pressure in the sealing container is preferably reduced to 0.005 MPa or less. Effectively reduces air bubbles after sealing by sufficiently reducing pressure Can be suppressed.
  • the temperature during the pressure reduction to 0.05MPa in the step 2 to 0.05 OlMPa is maintained in the same temperature range as the temperature reached by the heating described in the step 1. Further, in order to prevent cell cracking due to a rapid pressure reduction operation, it is preferable to slowly reduce the pressure from 0.05 MPa to 0.05 OlMPa over 5 minutes or more.
  • Step 3 is a step in which the temperature is raised to a temperature equal to or higher than the melting point of the sealing resin while the pressure is reduced, and is a step performed subsequent to step 2.
  • the temperature of the sealing resin is raised, the elastic modulus is greatly reduced near the melting point and changes to a highly viscous liquid.
  • step 3 is a step in which the pressure is reduced until such temperature is reached. . If the pressure is reduced and the pressure is increased while the elastic modulus is high, air may flow into the inside of the laminate 60, and air bubbles may remain in the sealing resin.
  • the lower limit of the temperature reached by the temperature raising operation in step 3 is preferably (Tm + 10) ° C or more, and more preferably (Tm + 20) ° C or more.
  • the preferred lower limit of many sealing resins is at least 80 ° C, more preferably at least 85 ° C.
  • the upper limit is usually 200 ° C or less.
  • the rate of temperature rise in step 3 is preferably slow, and it is preferable that the time required to raise the temperature from room temperature to the above temperature be 15 minutes or more, and more preferably 30 minutes or more. More preferably 1 hour or more.
  • the heating rate may be changed midway, or a balancing operation may be performed to stop the heating and cancel the temperature distribution inside the stacked body 60. From the viewpoint of productivity, the heating time is usually less than 20 hours.
  • Step 4 is a step of increasing the pressure in the sealing container
  • step 6 is a step of cooling, and both are steps performed after step 3. Either step 4 or step 6 may be performed first, or both steps may be performed simultaneously.
  • cooling is usually performed to around room temperature. However, if the cooling rate is too fast, the glass may be broken. Therefore, the cooling is preferably performed for 10 minutes or more, more preferably 30 minutes or more.
  • step 4 it is preferable that the pressure be increased slowly, and the time required for the pressure increase be 5 minutes or more, more preferably 10 minutes or more, and more preferably 20 minutes or more. More preferred. From the viewpoint of productivity, the boosting time is usually 5 hours or less, preferably 2 hours. It is as follows.
  • the pressure after the pressure can be increased to the same pressure as the atmospheric pressure (0. IMPa), which is preferably 0.05 MPa or more, more preferably 0.07 MPa or more. At this time, the pressure may be increased stepwise. If the temperature at the time of increasing the pressure in step 4 is too high, the molten resin may flow unnecessarily, and the cells may move. Usually, it is preferably 120 ° C or lower, more preferably 100 ° C or lower.
  • the step 4 includes a step of simultaneously raising the temperature while increasing the pressure in the sealing treatment container.
  • the pressure applied to the laminate 60 can be gradually released in the process of gradually increasing the fluidity, and the molten resin flows unnecessarily while suppressing the generation of residual air bubbles.
  • the temperature at the start of pressure increase is (Tm-10) ° C to (Tm + 20) ° C, more preferably (Tm-5) ° C to (Tm + 15) ° C, and 3
  • the temperature rise rate (° CZ minute) vs. the pressure rise rate (MPaZ minute) it should be 0.001 to 0.1 (MPa / ° C), and 0.002 to 0.05 (MPa / ° C) is more preferable! / ,.
  • Step 3 When a crosslinkable thermoplastic resin is used as the sealing resin, after the step (Step 3) of raising the temperature to near the melting point of the sealing resin while reducing the pressure, the sealing is performed. After the step of increasing the pressure in the processing vessel (Step 4), the process must have a step of raising the temperature to the temperature range where the crosslinking reaction proceeds (Step 5) and a step of cooling (Step 6). Is preferred.
  • the temperature is once cooled to a temperature equal to or lower than the melting point, and then, in step 5, the temperature is raised to a temperature range in which the crosslinking reaction proceeds.
  • the pressure is increased, it is possible to raise the temperature to the temperature range where the crosslinking reaction proceeds.
  • the temperature is raised to a temperature range in which the crosslinking reaction proceeds in step 5, and the crosslinking reaction proceeds.
  • a temperature range in which the crosslinking reaction proceeds in step 5 Usually 100 ° C or higher, suitable Is heated to 120 ° C. or higher, more preferably 130 ° C. or higher, and still more preferably 140 ° C. or higher to allow the crosslinking reaction to proceed.
  • a crosslinking temperature of 200 ° C or less is usually adopted.
  • the time for keeping the temperature range in which the crosslinking reaction proceeds is generally 5 minutes to 2 hours, preferably 10 minutes to 1 hour, depending on the desired degree of crosslinking and the like.
  • the pressure in the sealing treatment container when the crosslinking reaction proceeds in step 5 is preferably 0.05
  • the vertical force can be reduced. Since the crosslinking reaction proceeds at a high temperature, the melt viscosity of the sealing resin at that time is considerably lower than that near the melting point. Therefore, it is important to prevent the cell from moving and the resin from sticking out at this time without applying unnecessary pressure.
  • the pressure is increased to the same pressure as the atmospheric pressure, sink marks may occur depending on the configuration of the laminated body. In such a case, it is preferable to set the pressure lower than the atmospheric pressure. Also, if the pressure is increased to the same pressure as the atmospheric pressure, it becomes difficult for the bleeder to press around the laminate, and the resin may protrude.
  • the pressure is set lower than the atmospheric pressure.
  • the pressure is preferably lower than the atmospheric pressure by at least 0.001 MPa, more preferably lower than 0.0 OlMPa (in this case, at most 0.09 MPa).
  • the atmospheric pressure referred to in the present invention refers to a state in which pressure operation or pressure reduction operation is not actively performed.For example, the pressure is slightly higher than the atmospheric pressure because hot air is forcibly blown into a hot air stove by a fan. Even in such cases, it is substantially the same as atmospheric pressure.
  • Step 6 is as described above.
  • the solar cell module thus obtained is one in which a plurality of solar cells are regularly arranged without being damaged. Since a large number of solar cells can be sealed with resin without damage, a large-sized solar cell module can be provided. In addition, since the residual air bubbles are suppressed, the resin with a strong edge portion is prevented from protruding, and the resin is correctly aligned and has a beautiful appearance, it is suitably used for the outer walls, roofs, windows, etc. of various buildings.
  • Example 1 Example 1
  • FIG. 4 shows the outer shape of the solar cell module 1 and the solar cells 4 arranged therein.
  • the solar cell 416 square single-crystal silicon solar cells of 100 mm ⁇ 100 mm ⁇ 0.3 mm were used. The four corners are chamfered by several mm.
  • the conductor 8 a solder dip copper ribbon wire manufactured by Hitachi Cable, Ltd. was used. The width of the ribbon wire is 1.5 mm and the thickness is 0.15 mm. Solder is printed in advance on the portion of the photovoltaic cell 4 where the light receiving surface 6 and the back surface 7 are bonded to the conductor 8.
  • One end of the conducting wire 8 was overlapped and soldered on the solder printing portion of the light receiving surface 6 of the solar cell 4, and the other end was overlapped and soldered on the solder printing portion of the back surface 7 of the adjacent solar cell 4.
  • Adjacent cells were connected by two conductors 8 so that the distance between them was 2 mm. That is, the width of the gap 9 is 2 mm.
  • a 2810 mm ⁇ 1795 mm ⁇ 12 mm float plate reinforced glass (white plate glass) was used.
  • the surface compressive stress of the tempered glass was 100 MPa, and the warpage measured according to JIS R3206 was 0.25%.
  • a sealed resin sheet of “Solar Eva SC36” manufactured by Hi-Sheet Industry Co., Ltd. having a thickness of 0.6 mm was cut and used.
  • the sealing resin sheet is a mixture of ethylene vinyl acetate copolymer (EVA) with a cross-linking agent, silane coupling agent, stabilizer, etc.
  • EVA ethylene vinyl acetate copolymer
  • the melting point of the resin before cross-linking measured by the DSC method is 71%. ° C.
  • One side of the sealing resin sheet has a shallow enbossed pattern (pear-skinned) with a depth of about 45 m.
  • Three transparent sealing resin sheets 21, 22, and 23 having dimensions of 2810 mm x 1795 mm were stacked on the light receiving surface side transparent plate 2 with the concave surface of the warp facing upward.
  • the three sealing resin sheets 21, 22, and 23 constitute a first sealing resin sheet 20 having a thickness of 1.8 mm.
  • FIG. 5 to FIG. 10 are enlarged views of the upper left portion and the upper right portion (portion surrounded by a dashed line) in FIG.
  • 16 sets of 26 solar cells 4 connected in series in the longitudinal direction are arranged in parallel at 2 mm intervals, and a total of 416 cells are placed on the first sealing resin sheet 20.
  • the width of the gap 9 between the adjacent solar cells 4 is 2 mm both vertically and horizontally.
  • the conductors 8 connected to the photovoltaic cells 4 were connected to each other by a conductor 51 at a position separated by 5 mm.
  • the end force of the solar cell 4 The distance to the end of the transparent plate 2 on the light-receiving side, that is, the width of the margin 10 is The length was 80 mm at the left and right edges and 82.5 mm at the upper and lower edges.
  • the conductors 51 are connected by the conductor 52.
  • solder-dipped copper ribbon wires having a width of 4. Omm and a thickness of 0.25 mm were used.
  • a sealing resin sheet piece 40 is arranged in the margin 10.
  • the sealing resin sheet piece 40 was arranged along the edge of the light-receiving-surface-side transparent plate 2 over the entire periphery of the margin 10.
  • the width of the sealing resin sheet piece 40 is 49 mm
  • the width of the sealing resin sheet piece 40 is Is 51.5 mm.
  • a sealing resin sheet piece 45 having a width of 15 mm was arranged in parallel with the sealing resin sheet piece 40 at an interval of about 8 mm.
  • the distance between the sealing resin sheet piece 45 and the end of the solar battery cell 4 is about 8 mm.
  • the sealing resin sheet piece 45 was shifted slightly outside the other margins 10 so that the sealing resin sheet piece 45 did not overlap the conductor 52. Since the sealing resin sheet piece 45 having a width smaller than that of the sealing resin sheet piece 40 is disposed inside, when the sealing resin sheet piece 40 is melted by heating, the solar cell 4 Can be prevented from flowing unevenly in the direction of. Thereby, movement of the solar cell 4 and generation of bubbles can be prevented.
  • a sealing resin sheet piece 41 having a length of 100 mm and a width of 10 mm was intermittently arranged along the edge of the transparent plate 2 on the light-receiving surface side. Thereby, a gap can be provided between the sealing resin sheet 31 and the sealing resin sheet piece 40 to be successively laminated, and the gap between the sealing resin sheet 23 and the sealing resin sheet 31 can be provided. The air in the formed space can be discharged smoothly.
  • a gap 36 having a width of 5 mm is provided between the portion of the conductor 51 existing in the right margin 10 and the portion of the conductor 52 existing in the left margin 10, respectively, so as to cover almost the entire surface.
  • a sealing resin sheet 31 composed of three sheets. It is possible to connect the conductor 50 to the conductors 51 and 52 through the gap 36.
  • a sealing resin sheet piece 42 having a length of 100 mm and a width of 10 mm was intermittently arranged along the end of the transparent plate 2 on the light receiving surface side.
  • an insulating film 55 having a width of 10 mm and a thickness of 0.1 mm was arranged at a position overlapping the lower side of the conductor 50 to be arranged later.
  • an insulating film 56 having a width of 30 mm, a length of 100 mm and a thickness of 0.1 mm was arranged at a position overlapping with the lower side of the conductors 53 and 54 to be arranged later.
  • the portion of the conductor 51 existing in the right margin 10 and the left margin are provided. Almost the entire surface was covered with a sealing resin sheet 32 composed of three sheets, with a gap 36 having a width of 5 mm in each of the conductors 52 existing in the white portion 10.
  • the conductor 51 existing in the margin 10 on the right side of the figure and the conductor 52 existing in the margin 10 on the left side were connected by the conductor 50, and the conductor 50 was placed on the sealing resin sheet 32.
  • As the conductor 50 a solder-dip copper ribbon wire having a width of 6 mm and a thickness of 0.1 mm was used.
  • two conductors 53 and 54 drawn out to the terminal box were connected to the electric wiring (not shown) existing in the left margin 10.
  • the conductors 53 and 54 are the same as the conductor 50. Elements such as diodes may be incorporated in the electric wiring (not shown) and the conductor 52 in the left margin 10 according to the specifications of the module. ,.
  • a portion of the conductor 50 was cut off with a width of about 20 mm, and a portion of the conductors 53 and 54 was covered with a missing sealing resin sheet 33 having a dimension of 40 X 130mm.
  • a 15 mm-wide sealing resin sheet piece 44 having a thickness of 0.4 mm and a thickness of "Solar Eva SC36" manufactured by Isheet Industrial Co., Ltd. was arranged on the conductor 50 in the missing portion.
  • a sealing resin sheet piece 46 having a thickness of 0.4 mm was arranged on the conductors 53 and 54 in the missing portions so as to cover substantially the entire missing area.
  • a sealing resin sheet piece 43 having a length of 100 mm and a width of 10 mm was intermittently arranged along the end of the transparent plate 2 on the light receiving surface side.
  • the entire surface was covered with the sealing resin sheet 34.
  • a cut 37 having a length of 300 mm was formed in the sealing resin sheet 34, and two conductive wires 53 and 54 drawn out to the terminal box were drawn out of the cut.
  • the back plate 3 was stacked.
  • the back plate 3 was made of 2810 mm x 1795 mm x 12 mm float tempered glass (blue plate glass).
  • the surface compressive stress of the tempered glass was 100 MPa, and the warpage measured according to JIS R3206 was 0.25%.
  • the back plate 3 is provided with a circular opening having a diameter of 20 mm for passing the two conductive wires 53 and 54 drawn out to the terminal box.
  • the back plate 3 was placed with its concave surface facing down, and two conductive wires 53 and 54 were pulled out from an opening provided in the back plate 3 and stacked.
  • the laminate 60 to be subjected to the sealing operation was obtained.
  • the first sealing resin sheet 20 is composed of three sealing resin sheets, and the total thickness thereof is 1.8 mm.
  • the second sealing resin sheet 30 is composed of four sealing resin sheets and has a total thickness of 2.4 m. m.
  • the total thickness of the sealing resin sheet pieces 40, 41, 42, 43 arranged in the margin 10 was 2.4 mm.
  • a plurality of sets of the rubber bag 61 are arranged on a shelf 67 provided in a hot blast stove 66.
  • An exhaustible pipe 63 is connected to each rubber bag 61, which is connected to a vacuum pump 65 via a pressure regulating valve 64.
  • Fig. 11 shows a schematic diagram of the sealing apparatus.
  • Steps 1 to 6 After setting as described above, the following sealing process operations of Steps 1 to 6 were performed.
  • the temperature and pressure at this time were controlled as shown in Table 1 and FIG. At this time, the temperature is the temperature in the hot blast stove 66, and the pressure is the pressure set by the pressure regulating valve 64.
  • Step 1 "The step of heating the sealing resin while maintaining the pressure in the sealing container at 0.05 MPa or more"
  • the temperature inside the hot blast stove 66 was started, and the pressure inside the sealing vessel was started.
  • the pressure was slowly reduced from atmospheric pressure (0. IMPa) to 0.07 MPa over 45 minutes, while the temperature was slowly increased from room temperature (30 ° C) to 50 ° C.
  • Step 2 Step of depressurizing the inside of the sealing container to a pressure of not more than 0.1 OlMPa at a temperature lower than the melting point of the sealing resin
  • the temperature in the hot blast stove 66 was maintained at 50 ° C. for 30 minutes, during which time the pressure in the sealing treatment vessel was slowly reduced to 0.07 MPa to less than 0.005 MPa.
  • Step 3 Step of raising the temperature to a temperature equal to or higher than the melting point of the sealing resin while reducing the pressure
  • Step 4 "Step of increasing the pressure in the sealing treatment container"
  • the pressure in the sealing treatment vessel was gradually increased from less than 0.005 MPa to 0.07 MPa over 70 minutes. .
  • the temperature was slowly increased from 78 ° C to 90 ° C over 75 minutes.
  • the ratio of the pressure raising rate (MPaZ) to the temperature raising rate (° CZ) was 0.0063 (MPa Z ° C).
  • the temperature was maintained at 90 ° C for 30 minutes, cooled to 30 ° C over 30 minutes, and maintained at 30 ° C for 5 minutes, while maintaining the pressure of 0.07 MPa.
  • Step 5 "Step of raising the temperature to a temperature range in which the cross-linking reaction proceeds to promote the cross-linking reaction" Subsequently, the temperature is raised from 30 ° C to 155 ° C over 90 minutes, and at 155 ° C for 36 minutes. The cross-linking reaction was allowed to proceed while maintaining. During that time, a pressure of 0.07 MPa was maintained.
  • Step 6 "Cooling step"
  • the mixture was cooled from 155 ° C. to 30 ° C. in 60 minutes, and when the temperature reached 30 ° C., the pressure in the sealing treatment container was reduced to 0.
  • the pressure was raised to IMPa (atmospheric pressure) and removed from the hot stove 66.

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Abstract

 受光面側透明板2と裏面板3との間に複数の太陽電池セル4が樹脂で封止されてなる太陽電池モジュールの製造方法において、複数の太陽電池セル4を5mm以下の間隔をあけて配列して相互に導線8で接続し、受光面側透明板2と太陽電池セル4との間に第1封止樹脂シート20を配置し、裏面板3と太陽電池セル4との間に第2封止樹脂シート30を配置し、太陽電池セル4の外側の余白部10に、その合計の厚みが太陽電池セル4の厚みよりも厚い封止樹脂シート片40,41,42,43を配置してから、受光面側透明板2と裏面板3との間の空気を排出し、加熱して樹脂を溶融させてから冷却して封止する。これにより、太陽電池セルを透明樹脂で封止する際に、太陽電池セルの破損を防止することができる。

Description

明 細 書
太陽電池モジュールの製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、太陽電池モジュールの製造方法に関する。特に、受光面側透明板と裏 面板との間に太陽電池セルが榭脂で封止されてなる太陽電池モジュールの製造方 法に関する。
背景技術
[0002] 近年、環境保護の意識が高まり、太陽光発電はその重要性を一段と増している。太 陽電池セルは、保護材で挟まれ、透明樹脂で封止されて太陽電池モジュールとして 屋外で使用される。封止のための透明榭脂としては、エチレン 酢酸ビニル共重合 体 (以下、 EVAと略することがある。)榭脂などが使用されており、それを保護材と太 陽電池セルの間に挟んで、加熱溶融してから固化させることで封止している。太陽電 池セルを効率的に配置して配線するためには、複数の太陽電池セルを一つの太陽 電池モジュール内に封止することが好まし 、。
[0003] また、太陽電池の設置場所も最近では多様になっており、建築物の屋根の上のみ ではなぐ壁の部分にも使用されるようになってきている。壁に使用する場合には、外 壁に取り付けるのみではなぐ壁そのものを太陽電池モジュールで構成することも行 われている。この場合には、建築物の外観に大きな影響を与えるので、欠陥のない、 規則正しく配置された太陽電池モジュールとすることが重要である。また同時に、建 築物の構造体としての十分な強度を有する大面積の太陽電池モジュールが要求さ れている。
[0004] 実用新案登録第 2500974号公報 (特許文献 1)には、 2枚の接着シート間に太陽 電池を挟持するように、接着シートを介して 2枚の板状体を接合してなる積層体にお いて、太陽電池の外側で接着シート間に形成される隙間に、太陽電池と略等しい厚 さのシート片を挟み込んだ積層体が記載されている。このような構成にすることによつ て、積層体の周縁部の厚みを均一にでき、また前記隙間に外部力も水分などが浸入 しにくいので剥離を防止することができるとしている。接着シートとして EVAを使用し 、板状体として両面とも板ガラスを使用することが記載されて ヽる。
[0005] 特開 2003— 110127号公報 (特許文献 2)には、表面カバーと裏面カバーとの間 に複数の太陽電池セルを配置して EVAなどの透明充填材で封止した太陽電池モジ ユールにおいて、太陽電池セル間に透光性のスぺーサー(セッティングブロック)を配 置した太陽電池モジュールが記載されている。このスぺーサ一としては、透明充填材 と同一の材質で、太陽電池セルと同一厚みであるものを使用することが最適であるこ とが記載されている。このスぺーサ一は、カバーの自重だけでは変形することなぐ空 気の流路を確保できるとされている。これによつて、内部に空気の残留のない太陽電 池モジュールが製造できることが記載されて 、る。
[0006] 特開昭 59— 022978号公報 (特許文献 3)には、エチレン系共重合体及び有機過 酸化物を含有し、その両面にエンボス模様が施されている太陽電池モジュール用充 填接着材シートが記載されている。当該接着材シートは、エンボス模様を有すること で、シートのブロッキングを防止でき、モジュールィ匕過程での脱気性に優れ、気泡を 生じにくいとされている。該公報の実施例には、真空ラミネータ中で減圧したまま 150 °Cまで昇温し、 150°Cで 1時間減圧を続けてカゝら冷却し、減圧を停止する貼り合せ方 法が記載されている。
[0007] 特開平 09— 036405号公報 (特許文献 4)には、表面部材と裏面部材との間に光 起電力素子が封止材榭脂を介して積層体とされ、該積層体が、 5ΤοπΓ以下の真空度 で 5〜40分間保持された後、 5Torr以下の真空度において加熱圧着され、該加熱 圧着後に冷却されて貼り合された太陽電池モジュールが記載されて 、る。このような 条件で加熱圧着することによって表面部材の剥離の生じにくい、気泡残りの生じにく いモジュールが提供されるとされている。また、太陽電池セルと封止材榭脂との間に 不織布を挿入し、不織布中の空隙を伝って積層体の空気を逃がすことによって気泡 残りの問題を改善できることも記載されている。
[0008] 特開昭 61— 069179号公報 (特許文献 5)には、太陽電池セルを充填材を介して カバーガラスと裏面材料との間に積層した太陽電池パネル積層体を、二重真空方式 により脱気し、加熱後加圧による貼り合せ工程を有する太陽電池パネルの製造方法 において、充填材として EVAを使用し、二重真空室を特定の温度範囲に特定の時 間保持する太陽電池パネルの製造方法が記載されて 、る。特定の温度条件で貼り 合せることで、 EVAを発泡、黄変させることなぐ全て架橋させることができるとしてい る。実施例に記載された条件では、 0. 3Torr (約 0. 0004MPa)まで減圧してからカロ 熱を開始し、ヒーター側の基板表面の温度が 140°Cに達したところで真空圧着し、 1 48°Cで架橋反応させた後、 50°C以下に冷却して力 真空圧着を解除している。
[0009] し力しながら、多数のセルを連結して 2枚の板の間に挟んで加熱圧着して封止する 際には、太陽電池セルの損傷を避けることは困難であった。特に、セル枚数が多くて モジュール全体の面積が大きい場合には、大きな荷重が不均一にかかりやすぐ過 剰な荷重を受ける一部のセルの破損が避けられな力つた。モジュール内では多数の セルは相互に直列に連結されているので、一つのセルが破損すると連結されている 一連のセルが機能を果たさなくなる。セルの破損が生じた場合には、単に外観を損 なうのみならず、発電性能も大きく低下してしまうので、不良品として廃棄せざるを得 ない。したがって、できるだけセルの破損が生じにくい封止方法が望まれているところ である。
[0010] 特許文献 1 :実用新案登録第 2500974号公報
特許文献 2:特開 2003 - 110127号公報
特許文献 3:特開昭 59— 022978号公報
特許文献 4:特開平 09— 036405号公報
特許文献 5:特開昭 61 - 069179号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0011] 本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、太陽電池セルを榭 脂で封止する際に、太陽電池セルの破損を防止することのできる太陽電池モジユー ルの製造方法を提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段
[0012] 第 1の発明は、受光面側透明板と裏面板との間に複数の太陽電池セルが榭脂で封 止されてなる太陽電池モジュールの製造方法にお!、て、複数の太陽電池セルを 5m m以下の間隔をあけて配列して相互に導線で接続し、受光面側透明板と太陽電池 セルとの間に受光面側透明板の実質的に全面を覆う第 1封止榭脂シートを配置し、 裏面板と太陽電池セルとの間に裏面板の実質的に全面を覆う第 2封止榭脂シートを 配置し、太陽電池セルの外側の余白部に、その合計の厚みが太陽電池セルの厚み よりも厚い封止榭脂シート片を配置してから、受光面側透明板と裏面板との間の空気 を排出し、加熱して榭脂を溶融させて力 冷却して封止することを特徴とする太陽電 池モジュールの製造方法である。
[0013] 太陽電池セルの外側の余白部に、その合計の厚みが太陽電池セルの厚みよりも厚 い封止榭脂シート片を配置することによって、受光面側透明板と裏面板とを積層する 際に、表裏両面力もの荷重が太陽電池セルに直接力かることがなぐ前記シート片が その荷重を受ける。そして、温度が上昇するにしたがって榭脂は軟ィ匕して荷重のかか つたシート片の厚みが減少していき、セル又はセルに接続された導線の部分と、上下 の封止榭脂シートとが接触することになるが、そのときには榭脂シート全体が軟ィ匕し ているので局所的な荷重が力かることがなぐセル又はセルに接続された導線が軟 化した封止榭脂シートに埋まりこむように密着することができる。これによつて、積層 工程あるいは減圧工程でのセル割れを防止することができる。特に、太陽電池セル 相互の間隔が 5mm以下の場合には、そのような封止榭脂シート片を太陽電池セル 相互の間に配置することが困難なので、太陽電池セルの外側の余白部に配置するこ とが重要である。
[0014] このとき、前記封止榭脂シート片の合計の厚みが太陽電池セルの厚みと導線の厚 みとの合計値よりも厚 、ことが好適である。前記封止榭脂シート片の合計の厚みが太 陽電池セルの厚みよりも 0. 3mm以上厚いことも好適である。また、前記封止榭脂シ 一ト片の合計の厚みが l〜5mmであることも好適である。
[0015] 第 1の発明において、前記封止榭脂シート片が、第 1封止榭脂シートと第 2封止榭 脂シートとの間に挟持されることが好適である。このとき、前記余白部の全周にわたり 実質的に連続して配置された封止榭脂シート片と、それと重ねられて相互に間隔を あけて配置された封止榭脂シート片とが、第 1封止榭脂シートと第 2封止榭脂シートと の間に挟持されることが好適な実施態様である。またこのとき、前記余白部において 、全周にわたり実質的に連続して配置された封止榭脂シート片の内側の位置で、か つ太陽電池セルの外側の位置に、細幅の封止榭脂シート片を配置することも好適な 実施態様である。
[0016] 第 1の発明において、第 1封止榭脂シート又は第 2封止榭脂シートを、複数の封止 榭脂シートを積層することによって構成することも好適である。このとき、前記余白部 において、前記封止榭脂シート片が相互に間隔をあけて配置され、第 1封止榭脂シ ート又は第 2封止榭脂シートを構成する複数の封止榭脂シート相互の間に挟持され ることが好適な実施態様である。
[0017] 第 1の発明において、受光面側透明板と裏面板のいずれもが、反りを有する表面圧 縮応力が 20MPa以上のガラス板力もなり、その反りの凹面同士を向かい合わせて封 止操作を行うことが好適な実施態様である。このとき、前記ガラス板の反り CFIS R32 06に準拠して測定した値)が 0. 05〜0. 5%であることが好適である。
[0018] 第 2の発明は、受光面側透明板と裏面板との間に複数の太陽電池セルが榭脂で封 止されてなる太陽電池モジュールの製造方法にお!、て、複数の太陽電池セルを間 隔をあけて配列して相互に導線で接続し、受光面側透明板と太陽電池セルとの間に 受光面側透明板の実質的に全面を覆う第 1封止榭脂シートを配置し、裏面板と太陽 電池セルとの間に裏面板の実質的に全面を覆う第 2封止榭脂シートを配置し、第 1封 止榭脂シート又は第 2封止榭脂シートを複数の封止榭脂シートを積層することによつ て構成し、電気配線の一部を太陽電池セルと接触することなく重なる位置に配置し、 第 1封止榭脂シート又は第 2封止榭脂シート内において 1枚の封止榭脂シートを前記 電気配線の部分で欠落するように配置してから、受光面側透明板と裏面板との間の 空気を排出し、加熱して榭脂を溶融させて力 冷却して封止することを特徴とする太 陽電池モジュールの製造方法である。
[0019] 太陽電池モジュールの中に封止される太陽電池セルの配列方法は目的や用途に よって様々である。通常、複数の隣接する太陽電池セル同士が所定の間隔をあけて 配列されて相互に導線で接続される。さらに、それに加えて、隣接しないセル同士や 離れた位置にある導線同士を接続する場合や、裏面板に孔を開けて電気配線を外 部に引き出す場合などに、電気配線の一部が太陽電池セルと接触することなく垂直 方向に重なる位置に配置されることがある。このような場合には、セルの上に電気配 線が重なることによって、上下からの荷重を受けた場合に、重なった部分に過剰な荷 重が力かってセル割れが発生しやすくなる。これに対し、第 1封止榭脂シート又は第 2封止榭脂シート内において 1枚の封止榭脂シートを電気配線の部分で欠落するよう に配置することによって、セル割れを防止できるものである。
[0020] 第 2の発明にお 、て、前記電気配線の部分にお!、て封止榭脂シートが欠落した部 分に、欠落した封止榭脂シートよりも薄 、封止榭脂シートを補填することが好適であ る。また、前記電気配線と太陽電池セルとの間に絶縁フィルムを配置し、該絶縁フィ ルムが、太陽電池セル及び前記電気配線と、それぞれ封止榭脂シートを介して積層 されることち好適である。
[0021] 上記第 1又は第 2の発明において、封止処理容器内で封止するに際して、封止処 理容器内の圧力を 0. 05MPa以上に保って封止榭脂を加熱する工程 (工程 1)、封 止榭脂の融点未満の温度において封止処理容器内を 0. OlMPa以下の圧力まで 減圧する工程 (工程 2)、減圧したままで封止榭脂の融点以上の温度まで昇温するェ 程 (工程 3)、前記封止処理容器内の圧力を上昇させる工程 (工程 4)及び冷却する 工程 (工程 6)の各工程力もなる封止操作を行うことが好適である。
[0022] 第 3の発明は、受光面側透明板と裏面板との間に太陽電池セルが榭脂で封止され てなる太陽電池モジュールの製造方法にぉ 、て、受光面側透明板と太陽電池セル の間に受光面側透明板の実質的に全面を覆う第 1封止榭脂シートを配置し、裏面板 と太陽電池セルの間に裏面板の実質的に全面を覆う第 2封止榭脂シートを配置して から、封止処理容器内に導入して、封止処理容器内の圧力を 0. 05MPa以上に保 つて封止榭脂を加熱する工程 (工程 1)、封止榭脂の融点未満の温度において封止 処理容器内を 0. OlMPa以下の圧力まで減圧する工程(工程 2)、減圧したままで封 止榭脂の融点以上の温度まで昇温する工程 (工程 3)、前記封止処理容器内の圧力 を上昇させる工程(工程 4)及び冷却する工程(工程 6)の各工程カゝらなる封止操作を 行うことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法である。
[0023] 封止榭脂を予め加熱して柔軟化させて力も減圧操作を開始することによって、減圧 時にセルに対して上下力も硬 、榭脂が押し付けられるのを防止でき、セル割れを防 止することができる。しカゝも、減圧操作時の加熱温度は封止榭脂が溶融する温度より も低いので、受光面側透明板と裏面板との間に存在する空気の通り道を確保するこ とができ、気泡残りを防止することができる。
[0024] 第 3の発明において、工程 1において封止処理容器内の温度が 40〜65°Cになる まで加熱し、その温度範囲で 5分以上維持することが好適である。工程 2において、 封止処理容器内の温度を 40〜65°Cに維持しながら 0. 05MPa力ら 0. OlMPa以下 まで減圧することも好適である。工程 2において、 0. 05MPa力 0. OlMPaまで 5分 以上かけて減圧することも好適である。工程 4において、圧力を上昇させる際の温度 力 S120°C以下であることも好適である。工程 4において、前記封止処理容器内の圧力 を上昇させながら同時に昇温することも好適である。また、工程 4において、昇温速度 (°CZ分)に対する昇圧速度(MPaZ分)の比が 0. 001-0. 1 (MPaZ°C)であるこ とも好適である。
[0025] 第 3の発明において、前記封止榭脂が架橋可能な熱可塑性榭脂であり、減圧した ままで封止榭脂の融点以上の温度まで昇温する工程 (工程 3)の後に、前記封止処 理容器内の圧力を上昇させる工程 (工程 4)を経て、架橋反応が進行する温度範囲ま で昇温して架橋反応を進行させる工程 (工程 5)及び冷却する工程 (工程 6)を有する ことが好適な実施態様である。この場合、工程 4で封止処理容器内の圧力を上昇さ せた後、一旦融点以下の温度まで冷却してから、工程 5で架橋反応が進行する温度 範囲まで昇温することが好適である。また、工程 5において、前記封止処理容器内の 圧力を 0. 05MPa以上かつ大気圧以下に保って架橋反応を進行させることも好適で ある。さらにまた、前記太陽電池モジュールが、複数の太陽電池セルが榭脂で封止さ れてなる太陽電池モジュールであって、複数の太陽電池セルが間隔をあけて配列さ れて相互に導線で接続されてなることも好適である。
[0026] 上記第 1、第 2又は第 3の発明において、前記封止榭脂が、エチレン 酢酸ビニル 共重合体、ポリビニルブチラール及びポリウレタン力 なる群力 選択される一種の 榭脂からなることが好適である。
発明の効果
[0027] 本発明の太陽電池モジュールの製造方法によれば、太陽電池セルを配列して透 明榭脂で封止する際に、太陽電池セルの破損を防止することができる。 図面の簡単な説明
[0028] [図 1]封止操作後の太陽電池モジュールの一例の断面模式図である。
[図 2]封止操作前の積層体の一例の断面模式図である。
[図 3]封止操作前の積層体の他の一例の断面模式図である。
[図 4]実施例で製造された太陽電池モジュールの外形とその中に配列された太陽電 池セルとを示した模式図である。
[図 5]実施例における積層体の製造工程を示した図(その 1)である。
[図 6]実施例における積層体の製造工程を示した図(その 2)である。
[図 7]実施例における積層体の製造工程を示した図(その 3)である。
[図 8]実施例における積層体の製造工程を示した図(その 4)である。
[図 9]実施例における積層体の製造工程を示した図(その 5)である。
[図 10]実施例における積層体の製造工程を示した図(その 6)である。
[図 11]封止処理装置の概略図である。
[図 12]実施例における封止処理時の温度と圧力を示した図である。
符号の説明
[0029] 1 太陽電池モジュール
2 受光面側透明板
3 裏面板
4 太陽電池セル
5 榭脂
8 導線
9 間隙部
10 余白部
20 第 1封止榭脂シート
30 第 2封止榭脂シート
40-46 封止榭脂シート片
50〜54 導線
55, 56絶縁フイノレム 60 積層体
61 袋
66 熱風炉
発明を実施するための最良の形態
[0030] 以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。図 1は封止操作後の太陽電池モジ ユールの一例の断面模式図である。図 2及び図 3は封止操作前の積層体の一例の 断面模式図である。
[0031] 本発明の製造方法によって得られる太陽電池モジュール 1の一例の断面模式図を 図 1に示す。太陽電池モジュール 1は、受光面側透明板 2と裏面板 3との間に太陽電 池セル 4が榭脂 5で封止されてなるものである。太陽電池モジュール 1中に封止され る太陽電池セル 4の数は、一つであっても良いが、複数の太陽電池セル 4が封止さ れたものであることが好ましい。通常、隣接する太陽電池セル 4の受光面 6と裏面 7と が、導線 8を介して接続される。
[0032] 本発明で使用される太陽電池セル 4は、単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン 太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、化合物半導体太陽電池など、各種の太 陽電池のセルが使用可能である。これらの太陽電池セル 4は一般的には lmm以下 、より一般的には 0. 5mm以下の厚さの薄板であり、 1辺が 5cm以上の四角形である ことが多い。その基板の材質は、シリコンやゲルマニウム等の半導体基板、ガラス基 板、金属基板などを使用できるが、シリコン基板の場合、コスト面の要請カゝら薄板ィ匕 が望まれている一方で、硬くて脆い材質であることから、封止時に特に割れ易ぐ本 発明の製造方法を採用する意義が大きいものである。
[0033] 1つの太陽電池モジュール 1に封入される太陽電池セル 4の個数は、特に限定され ず、 1枚だけであっても良い。その場合には太陽電池セル 4力 外部への配線が接 続されるだけになる。しかしながら、 1つの太陽電池モジュール 1に封入される太陽電 池セル 4の個数が多いほど、太陽電池セル 4の破損に由来する不良品率が上昇する ことから、本発明の製造方法を採用する実益が大きい。したがって、 10個以上、好適 には 30個以上、さらに好適には 100個以上の太陽電池セル 4がーつの太陽電池モ ジュール 1内に配置されることが好まし 、。 [0034] 隣接する太陽電池セル 4間の間隙部 9の幅は特に限定されないが、通常 0. 5mm 以上であり、これ以下の場合には隣接する太陽電池セル 4同士が接触して封止する 際にセルが破損するおそれがある。採光性を優先するのであれば間隙部 9を広くす ることが好ましぐ光の利用効率を優先するのであれば間隙部 9を狭くすることが好ま しい。用途やデザイン面の要請などによって適当に調整される。
[0035] 複数の太陽電池セル 4を封入する場合、複数の太陽電池セル 4は、所定の幅を介 して配列して相互に導線 8で接続されることが好ましい。このとき、隣接する太陽電池 セル 4同士は、受光面 6及び裏面 7との間で導線 8によって接続され、直列方式で多 数の太陽電池セル 4が接続される。受光面 6あるいは裏面 7と導線 8との接続は、ハン ダ等の導電性接着剤を用いて行われる。また、発生した電流を効率良く集めるため に、受光面 6上に導電ペーストなどで集電パターンを形成し、それを導線 8と導通さ せるようにすることも好ましい。さらにまた、隣接しないセル同士や離れた位置にある 導線 8同士を接続する場合や、裏面板 3に孔を開けて導線 8を外部に引き出す場合 もめる。
[0036] 導線 8は、インターコネクタとも呼ばれるものである力 その材質は特に限定されず、 銅線などが使用される。受光面側透明板 2と裏面板 3との間に挟み込んで配置する ため、薄いリボン状の導線 8を使用することが好ましぐその厚みは通常 0. 5mm以下 であり、好適には 0. 3mm以下である。また普通 0. 05mm以上である。導線 8に予め ハンダ等の導電性接着剤が塗布されて ヽることが、接続作業が容易になって好まし い。導線 8が接続された状態では、太陽電池セル 4の表面力 導線 8の一番高い部 分までの高さは、場所によってバラツキがある力 接続操作によっては、導線 8の厚 みよりも 0. 5mm程度厚くなるところもある。
[0037] 受光面側透明板 2の材質は、太陽光に対して透明であれば良ぐガラス以外にもポ リカーボネート榭脂ゃアクリル榭脂などを使用することもできる。し力しながら、耐久性 、硬度、難燃性などを考慮するとガラスを使用することが好ましい。広い面積の構造 材を構成することも多いことから、表面圧縮応力が 20MPa以上のガラス板であること 力 強度の面力 好ましい。また、面積が広い場合には日照などによる温度上昇に伴 う熱割れも生じやすいので、この点からも表面圧縮応力が 20MPa以上のガラス板を 使用することが好適である。しかしながら、大きい表面圧縮応力を有するガラス板は、 通常、フロート板ガラスを加熱、急冷して製造されることから、一定の歪の発生が避け られない。そのために生じるガラスの反りによって、封止時に一部の太陽電池セル 4 に過剰な荷重が力かりやすぐセル割れを防止できる本発明の製造方法を採用する 実益が大きい。
[0038] ここで、板ガラスの表面圧縮応力は、 JIS R3222に準じて測定される値である。表 面圧縮応力が 20MPa以上のガラス板としては、具体的には、倍強度ガラス、強化ガ ラス、超強化ガラスなどが挙げられる。倍強度ガラスは表面圧縮応力が通常 20〜60 MPaのものであり、強化ガラスは表面圧縮応力が通常 90〜130MPaのものであり、 超強化ガラスは表面圧縮応力が通常 180〜250MPaのものである。表面圧縮応力 を大きくするほど、強度は向上するが、反りが大きくなりやすく製造コストも大きくなり やすい。また倍強度ガラスは、比較的反りの少ないものを製造しやすぐ破損したとき に細片になって落下することがない点で好ましい。ガラス板は、用途や目的に応じて 選択される。
[0039] 裏面板 3は必ずしも透明でなくても良いが、採光を考慮するのであれば裏面板 3も 太陽光に対して透明である方が良い。また、受光面側透明板 2と同じ理由でガラス、 特に表面圧縮応力が 20MPa以上のガラス板を使用することが好ましい。
[0040] ガラスの材質は特に限定されず、ソーダライムガラスが好適に使用される力 なかで も、受光面側透明板 2には、高透過ガラス (いわゆる白板ガラス)が好適に使用される 。高透過ガラスは、鉄分の含有量の少ないソーダライムガラスであり、光線透過率の 高いものである。また、裏面板 3のガラスには、前記高透過ガラスや、鉄分の含有量 の比較的多いソーダライムガラス (いわゆる青板ガラス)を使用するほかに、熱線反射 ガラス、熱線吸収ガラスなどを使用することも用途によっては好ましい。また、表面に エンボス模様を形成した型板ガラスなどを使用することもできる。ガラス板の厚みは、 特に限定されないが、構造材として使用するのであれば、 3mm以上であることが好 ましぐ 5mm以上であることがより好ましい。このように厚いガラス板を使用する際に は自重の影響が大きぐ貼り合わせ前にセルの上にガラス板を重ねる際にセルが破 損するおそれがあり、本発明の製造方法を採用する実益が大きい。ガラス板の厚み は通常 20mm以下である。また、ガラスの面積は用途によって調整される力 lm2以 上である場合に本発明の製造方法を採用する実益が大きい。
[0041] 榭脂 5の材質は、透明であって接着性や柔軟性を有するものであればよぐ特に限 定されないが、エチレン 酢酸ビュル共重合体 (EVA)、ポリビュルブチラール及び ポリウレタン力もなる群力も選択される一種の榭脂が好適に使用される。このとき、架 橋された榭脂であることが、強度や耐久性の面力も好ましい。したがって、榭脂 5の原 料は、架橋可能な熱可塑性榭脂、特に加熱することによって架橋反応が進行する榭 脂であることが好ま 、。このような榭脂をシートの形態で受光面側透明板 2と裏面板 3との間に挟み、加熱溶融してから、必要に応じて架橋反応を進行させ、その後冷却 固化させて太陽電池セル 4を封止する。加熱によって架橋されるものを使用すること によって、耐久性や接着性に優れたものとできる。架橋可能な熱可塑性榭脂としては 、加熱した時に架橋反応が進行するものであれば特に限定されないが、エチレン 酢酸ビュル共重合体 (EVA)、ポリビニルブチラール及びポリウレタン力 なる群から 選択される一種の榭脂が好適に使用される。例えば EVAであれば架橋剤を配合し て加熱することで架橋させることができるし、ポリウレタンであればイソシァネート基と 水酸基とを反応させること〖こよって架橋させることができる。
[0042] ポリウレタンの場合には、比較的低温で架橋反応が進行するので、受光面側透明 板又は裏面板の少なくとも一方に耐熱性の低い榭脂板を使用する場合などに好適 である。また、ポリウレタンは柔軟性にも優れているので、ガラスとプラスチックのように 熱膨張係数の大きく異なる材料を組み合わせて、受光面側透明板及び裏面板に使 用する場合にも、剥離が生じに《好適である。さらにポリウレタンは、貫通強度にも 優れている。
[0043] 架橋可能な熱可塑性榭脂のうちでも、架橋剤を含有する熱可塑性榭脂を使用する ことが好適である。このときの熱可塑性榭脂は、架橋剤とともに加熱した時に架橋反 応が進行するものであれば特に限定されないが、透明性、柔軟性、耐久性などに優 れたエチレン 酢酸ビニル共重合体 (EVA)が最も好適に使用される。
[0044] 封止榭脂シートを受光面側透明板 2と裏面板 3との間に挟み、加熱溶融してから冷 却固化させて、太陽電池セル 4を封止する。封止榭脂シートが EVA榭脂に架橋剤を 含有するものであることが好ましぐこの場合には、加熱溶融してから架橋反応を進行 させ、その後冷却することで架橋された EVAで封止することができる。封止榭脂シ一 ト中の EVAは、 DSC法で測定した融点が 50〜80°Cのものであること力 透明性と形 態保持性のバランスの観点力も好まし 、。
[0045] 封止榭脂シートは、その片面又は両面に適当なエンボスを有することがブロッキン グを防止でき、気泡残りも抑制しやすいので好ましい。好適なエンボス深さは 10〜1 00 mであり、深すぎると逆に気泡が残存するおそれがある。シート厚みは好適には 0. 2〜2mm、より好適には 0. 3〜lmmであり、これを一枚又は複数枚重ねて厚み 調節して使用することができる。
[0046] 以下、本発明の製造方法による封止操作方法を説明する。ここでの説明では、受 光面側透明板 2を下において力 重ねる操作を行ったが、先に裏面板 3を下におい てから、逆の順番で重ねても構わない。
[0047] まず、第 1の発明の構成について図を用いて説明する。第 1の発明の特徴は、複数 の太陽電池セル 4を 5mm以下の狭い間隔をあけて配列し、太陽電池セル 4の外側 の余白部 10に、その合計の厚みが太陽電池セル 4の厚みよりも厚い封止榭脂シート 片 40, 41, 42, 43を配置して力も封止することである。図 2は、封止操作前の積層体 60の一例の断面模式図であり、複数の太陽電池セル 4が直列に接続される方向に 対して平行に切断した断面を示したものである。
[0048] 最初に、受光面側透明板 2の上に、実質的にその全面を覆うように第 1封止榭脂シ ート 20を重ねる。このとき、受光面側透明板 2はガラス板、特に、反りを有する表面圧 縮応力が 20MPa以上のガラス板であることが好ましい。そして、受光面側透明板 2に おいて、反りの内側、すなわち凹面側が上になるようにして、その上に第 1封止榭脂 シート 20を重ねることが好ましい。このときの受光面側透明板 2の反り(JIS R3206 に準拠して測定した値)は 0. 05-0. 5%であることが好適である。反りが大きすぎる 場合には封止した後にモジュール内部に剥離しょうとする力が残存するおそれがあり 、より好適には 0. 4%以下であり、さらに好適には 0. 3%以下である。一方、反りが小 さすぎる場合には、封止操作中に、モジュールの中央付近で太陽電池セル 4に裏面 板 3の荷重が掛かってセル割れが発生するおそれがあり、より好適には 0. 1%以上 であり、さらに好適には 0. 15%以上である。
[0049] 第 1封止榭脂シート 20の厚さは 0. 5mm以上であることが好ましぐ 1mm以上であ ることがより好ましい。また、通常 5mm以下、好適には 3mm以下である。一定以上の 厚みとすることで、衝撃を効率的に吸収できて太陽電池セル 4を有効に保護すること ができる。第 1封止榭脂シート 20を、複数の封止榭脂シートを積層することによって 構成することが好ましい。用途や要求性能に応じて第 1封止榭脂シート 20の厚みを 調整することが容易になるからである。図 2の例では 3枚の封止榭脂シート 21, 22, 2 3を重ねて第 1封止榭脂シート 20を構成している。第 1封止榭脂シート 20は、受光面 側透明板 2の実質的に全面を覆っていればよぐ導線の配置などのために一部が欠 落して 、ても構わな 、し、サイド ·バイ ·サイドに配置された複数枚の封止榭脂シート 力 構成されて 、ても構わな 、。
[0050] 第 1封止榭脂シート 20の上に、太陽電池セル 4を載置する。このとき、好適には前 述の要領で相互に接続した複数の太陽電池セル 4を載置して、必要に応じて縦横を 揃えて配列する。この場合には、予め接続した太陽電池セル 4を載置しても良いし、 第 1封止榭脂シート 20上で接続しても良いし、一部接続したものを載置してカゝら残り を接続しても良い。
[0051] 第 1の発明においては、隣接する太陽電池セル 4の間の間隙部 9の幅は 5mm以下 であり、好適には 4mm以下、さらに好適には 3mm以下である。また、間隙部 9の幅 は、通常 0. 5mm以上であり、好適には lmm以上である。このように狭い間隔で太陽 電池セル 4を配列することによって光の利用効率を向上させることができる。ところが 、間隙部 9が狭い場合には、セル割れを防止するために封止榭脂シート片を隣接す る太陽電池セル 4の間隙に配置することが困難になるので、太陽電池セル 4の外側 の余白部 10に、その合計の厚みが太陽電池セル 4の厚みよりも厚い封止榭脂シート 片 40, 41, 42, 43を酉己置すること力 S必要である。
[0052] 太陽電池セル 4の外側の余白部 10に、合計の厚みが太陽電池セル 4の厚みよりも 厚い封止榭脂シート片 40, 41, 42, 43を配置することによって、内部を減圧した際 に、表裏両面からの大気圧による荷重が太陽電池セル 4に直接力かることがなぐ封 止榭脂シート片 40, 41, 42, 43がその荷重を受ける。したがって、モジュール内に 配置された太陽電池セル 4に対して直接裏面板 3の荷重が掛からな ヽようにすること ができる。そして、温度が上昇するにしたがって榭脂は軟ィ匕して荷重の力かった封止 榭脂シート片 40, 41, 42, 43の厚みが減少していき、セル又はセルに接続された導 線 8の部分と、上下の封止榭脂シートとが接触することになるが、そのときには榭脂シ ート全体が軟ィ匕しているので局所的な荷重が力かることがなぐセル又はセルに接続 された導線 8が軟ィ匕した封止榭脂シートに埋まりこむように密着することができる。こ れによって、減圧工程でのセル割れを防止することができる。特に、 1つの太陽電池 モジュール 1に封入される太陽電池セル 4の個数が多!、ほど、太陽電池セル 4の破 損に由来する不良品率が上昇することから、当該封止榭脂シート片 40, 41, 42, 43 を配置する実益が大きい。
[0053] 太陽電池セル 4の外側の余白部 10に配置される封止榭脂シート片 40, 41, 42, 4 3の厚みは、その合計の厚みが太陽電池セル 4の厚みよりも厚 、ことが必要である。 ここで、合計の厚みとは、複数枚の封止榭脂シート片 40, 41, 42, 43を重ねて使用 した場合には、その合計の厚みということである。例えば、封止榭脂シート片を、第 1 封止榭脂シート 20と第 2封止榭脂シート 30の間にだけ配置する場合のみならず、第 1封止榭脂シート 20あるいは第 2封止榭脂シート 30を構成する複数の封止榭脂シ一 ト相互の間に挟持されるように配置する場合も含むものである。図 2の例では、第 1封 止榭脂シート 20と第 2封止榭脂シート 30の間に配置される 2枚の封止榭脂シート片 4 0, 41と第 2封止榭脂シート 30を構成する 4枚の封止榭脂シート 31, 32, 33, 34相 互の間に挟持される 2枚の封止榭脂シート片 42, 43との合計 (4枚)の厚みということ である。
[0054] 封止榭脂シート片 40, 41, 42, 43の合計の厚みが、太陽電池セル 4の厚みと導線 8の厚みとの合計値よりも厚いことが好ましぐ当該合計値よりも 0. 2mm以上厚いこと 力 り好ましい。また、封止榭脂シート片 40, 41, 42, 43の合計の厚みが、太陽電池 セル 4の厚みよりも 0. 3mm以上厚いことが好ましぐ 0. 6mm以上厚いことがより好ま しい。具体的には、封止榭脂シート片 40, 41, 42, 43の合計の厚みが l〜5mmで あることが好適である。封止榭脂シート片 40, 41, 42, 43の合計の厚みはより好適 には 1. 5mm以上であり、さらに好適には 2mm以上である。また、より好適には 4mm 以下であり、さらに好適には 3mm以下である。
[0055] 封止榭脂シート片 40, 41, 42, 43を、水平方向に相互に間隔をあけて配置し、そ こから内部の空気を排出できるようにすることが好ましい。内部の空気を積極的に排 出する通路を確保することで、気泡の残存を抑制することができ、外観の良好な太陽 電池モジュール 1を製造することができる。このとき、封止榭脂シート片同士が直接重 ねられた構成である場合には、その少なくとも 1枚において榭脂シート片相互の間に 水平方向に間隔をあけて、そこから内部の空気を排出できれば良い。
[0056] 図 2の例では、太陽電池セル 4の外側の余白部 10において、第 1封止榭脂シート 2 0の上に、余白部 10の全周にわたり実質的に連続して配置された封止榭脂シート片 40と、それと重ねられて相互に間隔をあけて配置された封止榭脂シート片 41とが配 置され、その上に第 2封止榭脂シート 30が重ねられる。太陽電池セル 4と同じ高さの 位置において全周にわたって連続的に封止榭脂シート片 40を配置することで、溶融 榭脂の均一な充填が可能であり、気泡の発生を防止できる。この封止榭脂シート片 4 0は、余白部 10の 50%以上の幅を有することが好ましぐ 70%以上の幅を有すること 力 り好ま 、。封止榭脂シート片 40は平行に配置された複数のシート片カも構成さ れていてもよい。封止榭脂シート片 40の上に重ねて、相互に間隔をあけて封止榭脂 シート片 41を配置することが好ましぐこれによつて内部の空気を円滑に排出できる。
[0057] 第 1封止榭脂シート 20の上に太陽電池セル 4を載置し、太陽電池セル 4の外側の 余白部 10に封止榭脂シート片 40を載置し、封止榭脂シート片 40の上に封止榭脂シ ート片 41を載置して力も第 2封止榭脂シート 30を構成する封止榭脂シート 31で全体 を覆う。引き続き、余白部 10に封止榭脂シート片 42を間歇的に載置し、 2枚の封止 榭脂シート 32, 33で全体を覆い、さらに余白部 10に封止榭脂シート片 43を間歇的 に載置し、封止榭脂シート 34で全体を覆う。これにより、 4枚の封止榭脂シート 31, 3 2, 33, 34で第 2封止榭脂シート 30が構成されることになる。第 2封止榭脂シート 30 の好適な厚みは、すでに説明した第 1封止榭脂シート 20の場合と同じである。また、 4枚の封止榭脂シート 31, 32, 33, 34に挟まれる形で存在する 2枚の封止榭脂シ一 ト片 42, 43も併せて、合計 4枚の封止榭脂シート片 40, 41, 42, 43が重ねられて、 余白部 10に存在することになる。ここで、第 2封止榭脂シート 30は、裏面板 3の実質 的に全面を覆っておればよぐ導線の配置などのために一部が欠落していても構わ な 、し、サイド ·バイ ·サイドに配置された複数枚の封止榭脂シートから構成されて ヽ ても構わない。
[0058] 最後に、第 2封止榭脂シート 30の上に裏面板 3が載置される。このとき、裏面板 3は ガラス板、特に、反りを有する表面圧縮応力が 20MPa以上のガラス板であることが好 ましい。そして、裏面板 3において、反りの内側、すなわち凹面側が下になるようにし て、第 2封止榭脂シート 30の上に載置することが好ましい。このときの裏面板 3の反り (JIS R3206に準拠して測定した値)は 0. 05-0. 5%であることが好適である。反り が大きすぎる場合には封止した後にモジュール内部に剥離しょうとする力が残存する おそれがあり、より好適には 0. 4%以下であり、さらに好適には 0. 3%以下である。 一方、反りが小さすぎる場合には、封止操作中に、モジュールの中央付近で太陽電 池セル 4に裏面板 3の荷重が掛かってセル割れが発生するおそれがあり、より好適に は 0. 1%以上であり、さらに好適には 0. 15%以上である。
[0059] このように、受光面側透明板 2及び裏面板 3として、一定の反りを有するガラス板を 用い、し力もその凹面同士を向かい合わせて封止操作を行うことによって、封止され る太陽電池セル 4の破損を防止することができる。第 1の発明では、隣接する太陽電 池セル 4の間の間隙部 9の幅は 5mm以下であって、封止榭脂シート片を間隙部 9に 配置することが困難である。したがって、封止される多数の太陽電池セル 4の破損を 防止するために、太陽電池セル 4の外側の余白部 10のみに封止榭脂シート片 40, 4 1, 42, 43を配置する必要がある。ところが、大寸法の板ガラスを周辺部だけで支え る場合には、板ガラスの自重による橈みが無視できない。例えば、後述の実施例 1で 裏面板 3として使用している 2810mm X 1795mm X 12mmの板ガラスの重量は、 1 51kgもある。そこで、自重によって裏面板 3の中心部が橈んで下方に下がってもなお 、直接裏面板 3の荷重が太陽電池セル 4に掛力ることがないように、受光面側透明板 2と裏面板 3の凹面同士を向かい合わせて封止するものである。通常、内部に何も封 止しない合せガラスを製造する場合には、 2枚のガラス板の反りの向きを揃えてから 貼り合わせる場合が多いのに対して、本発明では、異なった手法を採用するものであ る。 [0060] 次に、第 2の発明の構成について図を用いて説明する。第 2の発明の特徴は、電気 配線の一部を太陽電池セル 4と接触することなく重なる位置に配置し、第 1封止榭脂 シート 20又は第 2封止榭脂シート 30内において 1枚の封止榭脂シート 33を当該電 気配線の部分で欠落するように配置して力も封止することである。図 3は封止操作前 の積層体 60の一例の断面模式図であり、複数の太陽電池セル 4が直列に接続され る方向に対して垂直に切断した断面を示したものである。
[0061] 受光面側透明板 2の上に第 1封止榭脂シート 20を重ね、その上に、太陽電池セル 4を載置するところまでは、第 1の発明とほぼ同様である。第 1の発明では隣接する太 陽電池セル 4の間の間隙部 9の幅は 5mm以下であるが、第 2の発明においては間隙 部 9の幅がさらに広くても構わない。間隙部 9の幅が 5mmを超える場合には、間隙部 9に封止榭脂シート片を配置することも可能であり、この場合には、板ガラスを周辺部 だけで支える必要はなぐ受光面側透明板 2及び裏面板 3として、一定の反りを有す るガラス板を用いた場合でも、その凹面同士を向かい合わせる必要性は低い。
[0062] 図 3の例では、隣接する太陽電池セル 4同士を接続する導線 8以外に、太陽電池セ ル 4と接触することなく重なる位置に導線 50が配置されている。この導線 50は、複数 の太陽電池セル 4が直列に接続される方向に対して平行に配置されており、図 3では その断面が示されている。これは、直列に接続された一群の太陽電池セル 4の一端 に存在する導線 8から他端に存在する導線 8までを電気的に接続し、バイノス回路を 形成するためのものである。導線 50は、太陽電池セル 4と上下に重なる位置に配置 されているために、上下からの荷重を受けた場合に、重なった部分に過剰な荷重が 力かってセル割れが発生しやすい。図 3の例では導線 50と太陽電池セル 4との間に 、導線 50よりもはるかに厚い封止榭脂シートが 2枚も存在するが、発明者らの経験で は、このような場合であってもセル割れを完全に防止することは困難である。このよう な例以外にも、太陽電池モジュール 1から外部に接続される電気配線を、裏面板 3に 開けた孔から後方に引き出す場合などに、電気配線が太陽電池セル 4と接触するこ となく重なる位置に配置される場合がある。太陽電池モジュール 1の用途などに応じ て様々な設計手法が考えられ、電気配線と太陽電池セル 4とが重なって配置される 様々な場合がある。 [0063] 第 1封止榭脂シート 20の上に太陽電池セル 4を載置し、太陽電池セル 4の外側の 余白部 10に封止榭脂シート片 40を載置し、封止榭脂シート片 40の上に封止榭脂シ ート片 41を載置して力も第 2封止榭脂シート 30を構成する封止榭脂シート 31で全体 を覆う。この操作は図 2の例の時と同じである。封止榭脂シート 31の上に、絶縁フィル ム 55を配置する。絶縁フィルム 55は、導線 50と太陽電池セル 4との間の絶縁性を確 保するためのものであり、テープ状の絶縁フィルム 55が導線 50と重なるように配置さ れる。また同時に、封止榭脂シート 31の上には、余白部 10に封止榭脂シート片 42が 間歇的に載置される。そして全体を封止榭脂シート 32で覆うことによって、絶縁フィ ルム 55は、太陽電池セル 4及び導線 50と、それぞれ封止榭脂シート 31及び 32を介 して積層される。このとき、導線 50と導線 8を接続するために、封止榭脂シート 31, 3 2には、適宜孔ゃ切り込みが設けられてもよい。また、封止榭脂シート 31, 32を、サイ ド'バイ'サイドに配置された複数枚の封止榭脂シートから構成して、その隙間から導 線 50を引き出してもよい。
[0064] 封止榭脂シート 32の上に導線 50が配置される。導線 50としては、導線 8と同様の ものを使用することができる。続いて、封止榭脂シート 33を導線 50の部分で欠落す るように配置する。ここでは、導線 50の部分を封止榭脂シート 33が覆わないように、 複数枚に分割された封止榭脂シート 33を隙間をあけて配置して、積層体の全面を覆 うようにしている。このように、第 2封止榭脂シート 30を構成する 1枚の封止榭脂シート 33を導線 50の部分で欠落するように配置することによって、封止操作において導線 50の部分で局所的な荷重が太陽電池セル 4に掛力ることがなぐセル割れを防止で きる。封止榭脂シート 33を導線 50の部分で欠落させる幅は、導線 50の幅よりも広け れば良い。
[0065] このとき、封止榭脂シート 33を欠落させた部分には、封止榭脂シート 33よりも薄い 封止榭脂シート片 44を、導線 50と重ねるように配置することが好ましい。これによつ て、導線 50付近において気泡残りが発生するのを防止することができる。封止榭脂 シート片 44の厚みは封止榭脂シート 33よりも 0. 1mm以上薄いことが好ましい。また 、封止榭脂シート片 44の幅は上記欠落部分の幅と同一又はそれよりも狭ければ良い 力 封止榭脂シート 33に重ねてはならない。両者が重なった場合には、その部分で セル割れが発生するおそれがある。作業性と気泡の発生防止効果とのバランスを考 慮すれば、上記欠落部分の幅よりも 0. 5〜: LOmm程度狭いのが好ましい。
[0066] 封止榭脂シート 33及び封止榭脂シート片 44を配置してから、余白部 10に封止榭 脂シート片 43が間歇的に載置される。そして封止榭脂シート 34で全体を覆ってから 、その上に裏面板 3が載置される。
[0067] 以上、第 1の発明及び第 2の発明の積層構成について説明した。引き続き、受光面 側透明板 2と裏面板 3との間の空気を排出し、加熱して榭脂を溶融させてから冷却し て封止する。このとき、加熱して榭脂を溶融させ、架橋反応を進行させてから冷却し て封止することが好ましい。封止に使用される装置は、空気の排出操作と加熱操作 の可能なものであれば良ぐ特に限定されない。積層体 60を内部に収容する封止処 理容器を有し、空気の排出操作と加熱操作の可能なものが好ましく使用される。この とき、当該封止処理容器はその一部又は全部が気体非透過性の柔軟な膜からなるも のであることが好ま ヽ。気体非透過性の柔軟な膜からなる封止処理容器の外側が 大気圧に保たれている、いわゆる一重真空方式も採用できるし、気体非透過性の柔 軟な膜からなる隔壁を隔てた二室の両側の真空度を調整できる、いわゆる二重真空 方式も採用できる。一重真空方式は設備が簡易な点力も好ましい。本発明の製造方 法によれば、封止榭脂が溶融する前に積層体 60の上下力 荷重の力かる一重真空 方式であってもセル割れを防止できる。前記膜の素材は、気体非透過性の柔軟な膜 であれば良ぐ一定以上の柔軟性と強度があって、膜の内部が真空になった時に外 気圧が積層体全体に均一に力かるようになるものであれば特に限定されず、ゴムや 榭脂のシートやフィルムが使用できる。
[0068] 一重真空方式の封止処理容器は、ヒーターと一体ィ匕されたものであっても良いし、 その一部のみが気体非透過性の柔軟な膜からなるものであっても良いが、全体が気 体非透過性の柔軟な膜からなる袋 61を使用することが好ましい。この場合には、封 止処理容器は単なる袋 61であるから、様々な形状や寸法の太陽電池モジュールを 製造する際に柔軟に対応することが可能であり、建材など、多様な寸法の製品を製 造することが要求される用途に対して特に好適である。積層体 60を袋 61に導入する 際には、積層体 60の端面の全周を通気性のある素材力もなるブリーダー 62で覆つ て、積層体 60内部の溶融樹脂が流出するのを防ぐとともに、積層体 60内部力もの空 気の排出ルートを確保することが好ましい。ブリーダー 62に使用される素材としては 、織布、編地、不織布などの布帛が使用可能である。
[0069] このように、全体が気体非透過性の柔軟な膜からなる袋 61を使用する場合には、 積層体 60が導入された袋 61を、加熱装置の中に複数配置することができる。それぞ れの袋 61には排気可能なパイプ 63が接続され、圧力調整弁 64を介して真空ポンプ 65に接続される。このような方法によって、簡易な装置でまとめて複数の貼り合せ操 作が可能である。
[0070] 上述のように配置したところで、受光面側透明板 2と裏面板 3との間の空気を排出し 、加熱して榭脂を溶融させて力 冷却して封止する。このときの温度条件は特に限定 されるものではなぐ榭脂が溶融することの可能な温度まで上昇させれば良ぐ結晶 性の榭脂であればその樹脂の融点以上まで加熱すれば良い。また、封止榭脂が架 橋可能な熱可塑性榭脂であれば、架橋可能な温度まで上昇させて、所定の時間架 橋可能な温度に保持する。圧力も積層体 60内の空気を排出できて気泡残りが低減 できるような圧力まで減圧できるのであればその圧力は特に限定されない。
[0071] なかでも、封止処理容器内で封止するに際して、封止処理容器内の圧力を 0. 05 MPa以上に保って封止榭脂を加熱する工程 (工程 1)、封止榭脂の融点未満の温度 において封止処理容器内を 0. OlMPa以下の圧力まで減圧する工程(工程 2)、減 圧したままで封止榭脂の融点以上の温度まで昇温する工程 (工程 3)、前記封止処 理容器内の圧力を上昇させる工程(工程 4)及び冷却する工程(工程 6)の各工程か らなる封止操作を行うことが好適である。前述の第 1の発明や第 2の発明の構成を有 する積層体に対してこの方法を用いて封止することが好適である力 それに限定され るものではない。
[0072] 前記工程 1は、封止処理容器内の圧力を 0. 05MPa以上に保って封止榭脂をカロ 熱する工程である。封止処理容器内の圧力を 0. 05MPa以上に保つことによって、 積層体 60の上下方向力 セルに大きな荷重が力かるのを防止することができる。より 好適には当該圧力は 0. 06MPa以上である。このときの封止処理容器内の圧力は 大気圧(0. IMPa)であっても構わないが、例えば 0. 09MPa以下まで減圧すること で、封止処理容器の漏れをチェックすることができる。工程 1においては、封止榭脂 が未だ溶融していないので、封止処理容器に漏れがあった場合には、この段階で補 修することが可能である。特に、封止処理容器として柔軟な袋を用いる場合には、袋 を破損しやすいのでこのように少し減圧することが好適である。大気圧から 0. 05MP a以上の所定の圧力まで減圧する際には、減圧操作に要する時間を 10分以上かけ ることが好ましい。大きな荷重は力からないものの、急激な減圧操作はセル割れを引 き起こす可能性があるからである。
[0073] 以上のように、封止処理容器内の圧力が高い状態で封止榭脂を加熱することによ つて、封止榭脂を予め軟化させる。このときの加熱によって到達する温度は、封止榭 脂が溶融しない温度でありながら、弾性率が低下する温度である。ここで、封止榭脂 が溶融しない温度とは、通常、融点 (Tm)よりも低い温度ということであり、好適には( Tm— 5) °C以下であり、より好適には (Tm— 10) °C以下である。封止榭脂が融点を 有しな 、場合には、ここで 、う融点をガラス転移点又は軟ィ匕点と置き換えて考えれば よい。多くの封止榭脂において好適な温度は 65°C以下であり、より好適な温度は 60 °C以下である。当該温度が高すぎると、工程 2において封止処理容器内の圧力が 0. OlMPa以下まで下がる前に樹脂の流動が開始してしまい、積層体 60の内部の空気 を排出するための通路が塞がれて、気泡残りが発生するおそれがある。また、前記カロ 熱によって到達する温度は、好適には (Tm— 30) °C以上であり、より好適には (Tm 20) °C以上である。多くの封止榭脂において好適な温度は 40°C以上であり、より 好適な温度は 45°C以上である。当該温度が低すぎる場合には、封止榭脂の弾性率 の低下が不十分であり、工程 2において封止処理容器内の圧力を下げた場合にセ ル割れが発生するおそれがある。このような温度範囲で 5分以上維持してから工程 2 の減圧操作を開始することが好ま 、。
[0074] 工程 2は、封止榭脂の融点未満の温度において封止処理容器内を 0. OlMPa以 下の圧力まで減圧する工程であり、工程 1に引き続いて行われる工程である。封止榭 脂の融点未満の温度で減圧することによって積層体 60の内部の空気が排出される 通路が確保されるものである。このとき、封止処理容器内の圧力は、好適には 0. 00 5MPa以下まで減圧される。十分に減圧することによって封止後の気泡残りを効果的 に抑制することができる。工程 2において 0. 05MPa力 0. OlMPaまで減圧する間 の温度は、工程 1で説明した前記加熱によって到達する温度と同じ温度範囲に維持 されることが好ましい。また、急激な減圧操作によるセル割れを防止するためには、 0 . 05MPa力ら 0. OlMPaまで、 5分以上かけてゆっくり減圧することが好ましい。
[0075] 工程 3は、減圧したままで封止榭脂の融点以上の温度まで昇温する工程であり、ェ 程 2に引き続いて行われる工程である。封止榭脂を昇温すると融点付近で弾性率が 大きく低下し高粘度の液体へと変化することになるが、工程 3は、そのような温度に到 達するまで減圧したままにする工程である。弾性率が高いうちに減圧度を下げて昇 圧したのでは、積層体 60の内部へ空気が流入してしまい、封止榭脂中に気泡が残 留するおそれがある。ここで、工程 3の昇温操作で到達する温度の下限値は、好適に は (Tm+ 10) °C以上であり、より好適には (Tm+ 20) °C以上である。多くの封止榭 脂において好適な下限値は 80°C以上であり、より好適には 85°C以上である。また上 限値は、通常 200°C以下である。
[0076] 工程 3で昇温する速度はゆっくりであることが好ましぐ室温から上記温度まで昇温 するのに力かる時間が 15分以上であることが好ましぐ 30分以上であることがより好 ましぐ 1時間以上であることがさらに好ましい。ゆっくり昇温することによって、急に荷 重が力かることがなぐセル割れを効率的に防止することができる。このとき、途中で 昇温速度を変化させてもょ 、し、昇温を停止して積層体 60の内部の温度分布を解 消させる、バランシング操作を施しても良い。生産性の観点から、昇温時間は通常 20 時間以下である。
[0077] 工程 4は封止処理容器内の圧力を上昇させる工程であり、工程 6は冷却する工程 であり、いずれも工程 3に引き続いて行われる工程である。工程 4と工程 6は、どちら を先に行っても構わないし、両工程を同時に行っても構わない。工程 6の冷却工程で は、通常室温付近まで冷却するが、冷却速度が早すぎるとガラスが割れるおそれが あるので、好適には 10分以上、より好適には 30分以上かけて冷却する。
[0078] 工程 4においては、ゆっくりと昇圧することが好ましぐ昇圧にかける時間は 5分以上 であることが好ましぐ 10分以上であることがより好ましぐ 20分以上であることがさら に好ましい。生産性の観点から、昇圧時間は通常 5時間以下であり、好適には 2時間 以下である。昇圧後の圧力は、 0. 05MPa以上、より好適には 0. 07MPa以上とする ことが好ましぐ大気圧と同じ圧力(0. IMPa)まで昇圧することもできる。このとき、段 階的に昇圧しても構わない。工程 4において、圧力を上昇させる際の温度が、高すぎ る場合には、不必要に溶融樹脂が流動して、セルの移動が生じるおそれがある。通 常 120°C以下、好適には 100°C以下であることが好ましい。
[0079] また、工程 4において、前記封止処理容器内の圧力を上昇させながら同時に昇温 する過程を有することが好ましい。こうすることによって、徐々に流動性を増していく過 程で、積層体 60にかかる圧力を徐々に解除することができ、残留気泡の発生を抑制 しながら、不必要に溶融樹脂が流動するのを抑制するのに効果的である。この場合 には、昇圧開始時の温度を (Tm— 10)°C〜(Tm+20)°C、より好適には (Tm— 5) °C〜(Tm+ 15)°Cとし、そこから 3〜30°C、より好適には 5〜20°C温度を上昇させる 間に昇圧させることが望ましい。昇温速度 (°CZ分)に対する昇圧速度 (MPaZ分) の itは、 0. 001〜0. l (MPa/°C)であること力 子ましく、 0. 002〜0. 05 (MPa/ °C)であることがより好まし!/、。
[0080] 封止榭脂として、架橋可能な熱可塑性榭脂を使用する場合には、減圧したままで 封止榭脂の融点付近以上まで昇温する工程 (工程 3)の後に、前記封止処理容器内 の圧力を上昇させる工程 (工程 4)を経て、架橋反応が進行する温度範囲まで昇温し て架橋反応を進行させる工程 (工程 5)、及び冷却する工程 (工程 6)を有することが 好ましい。
[0081] この場合、工程 4で封止処理容器内の圧力を上昇させた後、一旦融点以下の温度 まで冷却してから、工程 5で架橋反応が進行する温度範囲まで昇温することも好まし い。圧力を上昇させた後、そのまま架橋反応が進行する温度範囲まで昇温することも 可能であるが、一旦冷却することによって、残留する応力が緩和する時間を確保でき て、溶融樹脂のはみ出し、ヒケ (端部で樹脂の欠損した部分)、セルの移動がより効果 的に抑制できる。このとき、榭脂が十分に流動性を失うまで冷却することが好ましぐ ( Tm- 10) °C以下、より好適には (Tm— 20) °C以下まで冷却することが好まし!/、。
[0082] 以上のように、封止処理容器内の圧力を上昇させてから、工程 5において架橋反応 が進行する温度範囲まで昇温して架橋反応を進行させる。通常 100°C以上、好適に は 120°C以上、より好適には 130°C以上、さらに好適には 140°C以上に加熱して架 橋反応を進行させる。榭脂の劣化を防止するために、通常は 200°C以下の架橋温度 が採用される。架橋反応が進行する温度範囲に保つ時間は、目指す架橋度などによ り異なる力 通常 5分〜 2時間、好適には 10分〜 1時間である。
[0083] 工程 5で架橋反応を進行させるときの封止処理容器内の圧力は、好適には 0. 05
MPa以上、より好適には 0. 06MPa以上である。封止処理容器内の圧力を上昇させ ることによって、上下力 力かる圧力を低減させることができる。架橋反応は高温で進 行するため、その時の封止榭脂の溶融粘度は、融点付近に比べてかなり低い。その ため、このときに上下力 不要な圧力をかけず、セルの移動や、榭脂のはみ出しを抑 制することが重要である。しかしながら、大気圧と同じ圧力まで昇圧した場合には、積 層体の構成によってはヒケを生じることがあるので、そのようなときには大気圧より低 い圧力に設定することが好適である。また、大気圧と同じ圧力まで昇圧した場合には 、ブリーダーが積層体の周囲を押えることが困難になり樹脂がはみ出すこともあるの で、そのようなときにも大気圧より低い圧力に設定することが好適である。その場合の 圧力は大気圧よりも 0. OOlMPa以上低い圧力とすることが好ましぐ 0. OlMPa以 上低い圧力(この場合、 0. 09MPa以下)とすることが好ましい。なお、本発明でいう 大気圧とは、積極的に加圧あるいは減圧操作を施していない状態をいい、例えば熱 風炉の中にファンで強制的に熱風を吹き込むために若干大気圧よりも高くなつてしま うような場合であっても、それは大気圧と実質的に同一である。
[0084] 工程 5で架橋反応を進行させたあとで、工程 6の冷却工程に供する。工程 6につい ては、前述したとおりである。
[0085] こうして得られた太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルが破損されることなく 、規則正しく整列されたものである。多数の太陽電池セルを破損することなく榭脂で 封止することができるので、大型の太陽電池モジュールを提供することができる。しか も、気泡残りが抑制され、端部力もの樹脂のはみ出しも抑制され、正しく整列されて 外観が美麗であるので、各種建築物の外壁、屋根、窓などに好適に使用される。 実施例
[0086] 以下、実施例を使用して本発明をさらに詳細に説明する。 [0087] 実施例
図 4に太陽電池モジュール 1の外形と、その中に配列された太陽電池セル 4とを示 す。太陽電池セル 4として、 100mm X 100mm X O. 3mmの正方形の単結晶シリコ ン太陽電池セルを 416枚使用した。四隅は数 mm程度面取りがされている。導線 8と しては、日立電線株式会社製のハンダディップ銅リボン線を使用した。当該リボン線 の幅は 1. 5mmで厚さは 0. 15mmである。太陽電池セル 4の受光面 6と裏面 7の導 線 8を接着する部分には予めハンダを印刷してある。導線 8の一端を太陽電池セル 4 の受光面 6のハンダ印刷部に重ねてハンダ付けし、他端を隣接する太陽電池セル 4 の裏面 7のハンダ印刷部に重ねてハンダ付けした。隣接するセル間は 2本の導線 8で 接続し、その間隔が 2mmになるようにした。すなわち、間隙部 9の幅は 2mmである。
[0088] 受光面側透明板 2としては、 2810mm X 1795mm X 12mmのフロート板強化ガラ ス(白板ガラス)を使用した。当該強化ガラスの表面圧縮応力は lOOMPaであり、 JIS R3206に準拠して測定した反りは 0. 25%であった。封止榭脂シートとしては、特 に断らない限り、ハイシート工業株式会社製「ソーラーエバ SC36」の厚さ 0. 6mmの ものを切断して使用した。当該封止榭脂シートは、エチレン 酢酸ビニル共重合体( EVA)に架橋剤、シランカップリング剤、安定剤などを配合したものであり、架橋前の 榭脂の DSC法で測定した融点は 71°Cである。封止榭脂シートの片面には浅いェン ボス模様 (梨地)が形成されていて、その深さは約 45 mである。受光面側透明板 2 の反りの凹面が上になるようにして、その上に 2810mm X 1795mmの寸法の封止 榭脂シート 21, 22, 23を 3枚重ねた。この 3枚の封止榭脂シート 21, 22, 23が厚み 1. 8mmの第 1封止榭脂シート 20を構成する。
[0089] 図 5〜図 10は、図 4における左上の部分と右上の部分 (一点鎖線で囲んだ部分)を 拡大して示したものである。図 5に示すように、長手方向に 26枚の太陽電池セル 4を 直列に接続したものを 2mm間隔で平行に 16組並べ、合計 416枚のセルを、第 1封 止榭脂シート 20の上に配置した。隣接する太陽電池セル 4間の間隙部 9の幅は、縦 横ともに 2mmである。直列に配置された太陽電池セル 4の端部では、太陽電池セル 4に接続されている導線 8同士を 5mm離れた位置の導線 51で接続した。太陽電池 セル 4の端力 受光面側透明板 2の端部までの距離、すなわち余白部 10の幅は、図 4〖こおける左右端で 80mm、上下端で 82. 5mmとした。図の左側の余白部 10では、 導線 51同士を導線 52で接続した。導線 51, 52としては、幅 4. Ommで厚さ 0. 25m mのハンダデイッブ銅リボン線を使用した。
[0090] 続いて、図 6に示すように、余白部 10に封止榭脂シート片 40を配置する。封止榭 脂シート片 40は余白部 10の全周にわたり、受光面側透明板 2の端部に沿って配置 した。左右の余白部 10 (幅が 80mm)では、封止榭脂シート片 40の幅は 49mmであ り、上下の余白部 10 (幅が 82. 5mm)では、封止榭脂シート片 40の幅は 51. 5mm である。封止榭脂シート片 40の内側には、約 8mmの間隔をあけて幅 15mmの封止 榭脂シート片 45を封止榭脂シート片 40と平行に配置した。封止榭脂シート片 45と太 陽電池セル 4の端部との距離は約 8mmである。このとき、左側の余白部 10において は、導線 52の上に封止榭脂シート片 45が重ならないように、他の余白部 10よりも少 しだけ外側にシフトさせて配置した。封止榭脂シート片 40よりも細幅の封止榭脂シ一 ト片 45が内側に配置されることによって、封止榭脂シート片 40が加熱によって溶融し たときに、太陽電池セル 4の方向に不均一に流れ込むことを防止することができる。こ れにより、太陽電池セル 4の移動や気泡の発生を防止することができる。その後、長 さ 100mm、幅 10mmの封止榭脂シート片 41を受光面側透明板 2の端部に沿って間 歇的に配置した。これにより、引き続き積層される封止榭脂シート 31と封止榭脂シ一 ト片 40との間に間隙を設けることができ、封止榭脂シート 23と封止榭脂シート 31の間 に形成される空間の空気を円滑に排出することができる。
[0091] 引き続き、図 7に示すように、右側の余白部 10に存在する導線 51の部分及び左側 の余白部 10に存在する導線 52の部分にそれぞれ幅 5mmの間隙 36をあけて、ほぼ 全面を、 3枚のシートから構成される封止榭脂シート 31で覆った。間隙 36を通して、 導線 51及び 52に導線 50を接続することが可能である。次に、長さ 100mm、幅 10m mの封止榭脂シート片 42を受光面側透明板 2の端部に沿って間歇的に配置した。ま た、後に配置される導線 50の下側に重なる位置に幅 10mmで厚さ 0. 1mmの絶縁 フィルム 55を配置した。さらに後に配置される導線 53, 54の下側に重なる位置にも、 幅 30mm、長さ 100mmで厚さ 0. 1mmの絶縁フィルム 56を配置した。
[0092] 次に、図 8に示すように、右側の余白部 10に存在する導線 51の部分及び左側の余 白部 10に存在する導線 52の部分にそれぞれ幅 5mmの間隙 36をあけて、ほぼ全面 を、 3枚のシートから構成される封止榭脂シート 32で覆った。次に、図の右側の余白 部 10に存在する導線 51から、左側の余白部 10に存在する導線 52までを、導線 50 で接続し、導線 50を封止榭脂シート 32の上に配置した。導線 50としては、幅 6mm で厚さ 0. 1mmのハンダディップ銅リボン線を使用した。また、左側の余白部 10に存 在する電気配線(図示せず)に、端子ボックスに引き出される 2本の導線 53, 54を接 続した。導線 53, 54は、導線 50と同じものである。左側の余白部 10に存在する電気 配線(図示せず)や導線 52には、モジュールの仕様などに応じてダイオードなどの素 子が組み込まれて 、ても良!、。
[0093] 続いて、図 9に示すように、導線 50の部分が約 20mmの幅で欠落し、導線 53, 54 の部分が 40 X 130mmの寸法で欠落した封止榭脂シート 33で覆い、前記欠落部分 の導線 50の上には、ノ、イシート工業株式会社製「ソーラーエバ SC36」の厚さ 0. 4m mのもの力もなる 15mm幅の封止榭脂シート片 44を配置した。また、前記欠落部分 の導線 53, 54の上には、欠落した範囲の実質的に全体を覆うように、 0. 4mmの厚 さの封止榭脂シート片 46を配置した。次に、長さ 100mm、幅 10mmの封止榭脂シ ート片 43を受光面側透明板 2の端部に沿って間歇的に配置した。
[0094] 引き続き、全面を封止榭脂シート 34で覆った。図 10に示されるように封止榭脂シ一 ト 34には、長さ 300mmの切り込み 37が入れられており、この切り込みから端子ボック スに引き出される 2本の導線 53, 54を引き出した。その後、裏面板 3を重ねた。裏面 板 3としては、 2810mm X 1795mm X 12mmのフロート板強化ガラス(青板ガラス) を使用した。当該強化ガラスの表面圧縮応力は lOOMPaであり、 JIS R3206に準 拠して測定した反りは 0. 25%であった。また、裏面板 3には端子ボックスに引き出さ れる 2本の導線 53, 54を通すための 20mm径の円形開口部が設けられている。裏 面板 3をその凹面が下になるようにして、裏面板 3に設けられた開口から 2本の導線 5 3, 54を引き出して重ねた。
[0095] 以上のようにして、封止操作に供するための積層体 60が得られた。ここで、第 1封 止榭脂シート 20は 3枚の封止榭脂シートからなりその合計厚みは 1. 8mmである。ま た、第 2封止榭脂シート 30は、 4枚の封止榭脂シートからなりその合計厚みは 2. 4m mである。また、余白部 10に配置された封止榭脂シート片 40, 41, 42, 43の合計厚 みは 2. 4mmであった。
[0096] こうして得られた積層体 60の端面の全周をブリーダー 62で覆い、封止処理容器で あるゴム製の袋 61の中に投入し、袋 61を封じた。積層体 60の端面をブリーダー 62 で覆うのは、積層体 60内部の溶融樹脂が流出するのを防ぐとともに、積層体 60内部 力 の空気の排出ルートを確保するためである。
[0097] 上記ゴム製の袋 61は熱風炉 66の中に設けられた棚 67に複数セットが並べて配置 される。それぞれのゴム製の袋 61には排気可能なパイプ 63が接続されていて、それ が圧力調整弁 64を介して真空ポンプ 65に接続されている。封止処理装置の概略図 を図 11に示す。
[0098] 以上のようにセッティングしてから、以下の工程 1〜6の封止処理操作を行った。こ のときの温度と圧力は、表 1及び図 12に示すとおりに制御した。このとき温度は熱風 炉 66内の温度であり、圧力は圧力調整弁 64で設定した圧力である。
[0099] 工程 1 :「封止処理容器内の圧力を 0. 05MPa以上に保って封止榭脂を加熱するェ 程」
熱風炉 66内の昇温を開始するとともに、封止処理容器内の減圧を開始した。 45分 かけて圧力を大気圧(0. IMPa)からゆっくりと 0. 07MPaまで低下させ、その間、温 度を室温(30°C)からゆっくりと 50°Cまで上昇させた。
[0100] 工程 2 :「封止榭脂の融点未満の温度において封止処理容器内を 0. OlMPa以下の 圧力まで減圧する工程」
熱風炉 66内の温度を 30分間 50°Cに維持し、その間、封止処理容器内の圧力を 0 . 07MPa力ら 0. 005MPa未満までゆっくりと減圧した。
[0101] 工程 3 :「減圧したままで封止榭脂の融点以上の温度まで昇温する工程」
熱風炉 66内の温度を、 50°Cから 60°Cまで 120分かけて昇温し、 60°Cから 71°C ( 封止榭脂の融点)まで 150分かけて昇温し、 71°Cで 10分間維持してから、 71°Cから 78°Cまで 45分かけて昇温した。この間、封止処理容器内の圧力を 0. 005MPa未満 に維持した。
[0102] 工程 4 :「前記封止処理容器内の圧力を上昇させる工程」 前記工程 3において、熱風炉 66内の温度が 78°Cになったところで昇圧を開始し、 封止処理容器内の圧力を 0. 005MPa未満力ら 0. 07MPaまで 70分かけてゆっくり と昇圧した。この間、温度は 78°Cから 90°Cまで 75分かけてゆっくりと上昇させた。こ のときの昇温速度 (°CZ分)に対する昇圧速度 (MPaZ分)の比は、 0. 0063 (MPa Z°C)であった。この後、 90°Cで 30分間維持し、 30分かけて 30°Cまで冷却し、 30°C で 5分間維持し、その間 0. 07MPaの圧力を維持した。
[0103] 工程 5 :「架橋反応が進行する温度範囲まで昇温して架橋反応を進行させる工程」 引き続き、 90分かけて 30°Cから 155°Cまで昇温し、 155°Cで 36分間維持して架橋 反応を進行させた。その間 0. 07MPaの圧力を維持した。
[0104] 工程 6 :「冷却する工程」
続いて、 0. 07MPaの圧力を維持しながら 60分かけて 155°Cから 30°Cまで冷却し 、 30°Cになったところで、約 1分かけて封止処理容器内の圧力を 0. IMPa (大気圧) まで上昇させ、熱風炉 66から取り出した。
[0105] [表 1]
Figure imgf000033_0001
得られた太陽電池モジュールは、セルの割れや欠け、導線の断線は一切なぐ気 泡残りも観察されず、周辺部での封止榭脂のはみ出しやヒケも観察されな力つた。ま た、太陽電池セルは、規則正しく配列されて封止されていた。

Claims

請求の範囲
[1] 受光面側透明板と裏面板との間に複数の太陽電池セルが榭脂で封止されてなる太 陽電池モジュールの製造方法において、複数の太陽電池セルを 5mm以下の間隔を あけて配列して相互に導線で接続し、受光面側透明板と太陽電池セルとの間に受光 面側透明板の実質的に全面を覆う第 1封止榭脂シートを配置し、裏面板と太陽電池 セルとの間に裏面板の実質的に全面を覆う第 2封止榭脂シートを配置し、太陽電池 セルの外側の余白部に、その合計の厚みが太陽電池セルの厚みよりも厚い封止榭 脂シート片を配置してから、受光面側透明板と裏面板との間の空気を排出し、加熱し て榭脂を溶融させて力 冷却して封止することを特徴とする太陽電池モジュールの 製造方法。
[2] 前記封止榭脂シート片の合計の厚みが太陽電池セルの厚みと導線の厚みとの合計 値よりも厚い請求項 1記載の太陽電池モジュールの製造方法。
[3] 前記封止榭脂シート片の合計の厚みが太陽電池セルの厚みよりも 0. 3mm以上厚 い請求項 1又は 2記載の太陽電池モジュールの製造方法。
[4] 前記封止榭脂シート片の合計の厚みが l〜5mmである請求項 1〜3のいずれか記 載の太陽電池モジュールの製造方法。
[5] 前記封止榭脂シート片が、第 1封止榭脂シートと第 2封止榭脂シートとの間に挟持さ れる請求項 1〜4のいずれか記載の太陽電池モジュールの製造方法。
[6] 前記余白部の全周にわたり実質的に連続して配置された封止榭脂シート片と、それ と重ねられて相互に間隔をあけて配置された封止榭脂シート片とが、第 1封止榭脂シ 一トと第 2封止榭脂シートとの間に挟持される請求項 5記載の太陽電池モジュールの 製造方法。
[7] 前記余白部において、全周にわたり実質的に連続して配置された封止榭脂シート片 の内側の位置で、かつ太陽電池セルの外側の位置に、細幅の封止榭脂シート片を 配置する請求項 6記載の太陽電池モジュールの製造方法。
[8] 第 1封止榭脂シート又は第 2封止榭脂シートを、複数の封止榭脂シートを積層するこ とによって構成する請求項 1〜7のいずれか記載の太陽電池モジュールの製造方法
[9] 前記余白部において、前記封止榭脂シート片が相互に間隔をあけて配置され、第 1 封止榭脂シート又は第 2封止榭脂シートを構成する複数の封止榭脂シート相互の間 に挟持される請求項 8記載の太陽電池モジュールの製造方法。
[10] 受光面側透明板と裏面板のいずれもが、反りを有する表面圧縮応力が 20MPa以上 のガラス板力 なり、その反りの凹面同士を向かい合わせて封止操作を行う請求項 1 〜9の!、ずれか記載の太陽電池モジュールの製造方法。
[11] 前記ガラス板の反り (JIS R3206に準拠して測定した値)が 0. 05-0. 5%である請 求項 10記載の太陽電池モジュールの製造方法。
[12] 受光面側透明板と裏面板との間に複数の太陽電池セルが榭脂で封止されてなる太 陽電池モジュールの製造方法にお!、て、複数の太陽電池セルを間隔をあけて配列 して相互に導線で接続し、受光面側透明板と太陽電池セルとの間に受光面側透明 板の実質的に全面を覆う第 1封止榭脂シートを配置し、裏面板と太陽電池セルとの 間に裏面板の実質的に全面を覆う第 2封止榭脂シートを配置し、第 1封止榭脂シート 又は第 2封止榭脂シートを複数の封止榭脂シートを積層することによって構成し、電 気配線の一部を太陽電池セルと接触することなく重なる位置に配置し、第 1封止榭脂 シート又は第 2封止榭脂シート内において 1枚の封止榭脂シートを前記電気配線の 部分で欠落するように配置してから、受光面側透明板と裏面板との間の空気を排出 し、加熱して榭脂を溶融させてから冷却して封止することを特徴とする太陽電池モジ ユールの製造方法。
[13] 前記電気配線の部分にぉ 、て封止榭脂シートが欠落した部分に、欠落した封止榭 脂シートよりも薄い封止榭脂シートを補填する請求項 12記載の太陽電池モジュール の製造方法。
[14] 前記電気配線と太陽電池セルとの間に絶縁フィルムを配置し、該絶縁フィルム力 太 陽電池セル及び前記電気配線と、それぞれ封止榭脂シートを介して積層される請求 項 12又は 13記載の太陽電池モジュールの製造方法。
[15] 封止処理容器内で封止するに際して、封止処理容器内の圧力を 0. 05MPa以上に 保って封止榭脂を加熱する工程 (工程 1)、封止榭脂の融点未満の温度において封 止処理容器内を 0. OlMPa以下の圧力まで減圧する工程(工程 2)、減圧したままで 封止榭脂の融点以上の温度まで昇温する工程 (工程 3)、前記封止処理容器内の圧 力を上昇させる工程 (工程 4)及び冷却する工程 (工程 6)の各工程カゝらなる封止操作 を行う請求項 1〜14のいずれか記載の太陽電池モジュールの製造方法。
[16] 受光面側透明板と裏面板との間に太陽電池セルが榭脂で封止されてなる太陽電池 モジュールの製造方法にお 、て、受光面側透明板と太陽電池セルの間に受光面側 透明板の実質的に全面を覆う第 1封止榭脂シートを配置し、裏面板と太陽電池セル の間に裏面板の実質的に全面を覆う第 2封止榭脂シートを配置してから、封止処理 容器内に導入して、封止処理容器内の圧力を 0. 05MPa以上に保って封止榭脂を 加熱する工程 (工程 1)、封止榭脂の融点未満の温度において封止処理容器内を 0. OlMPa以下の圧力まで減圧する工程(工程 2)、減圧したままで封止榭脂の融点以 上の温度まで昇温する工程 (工程 3)、前記封止処理容器内の圧力を上昇させるェ 程 (工程 4)及び冷却する工程 (工程 6)の各工程カゝらなる封止操作を行うことを特徴と する太陽電池モジュールの製造方法。
[17] 工程 1において封止処理容器内の温度が 40〜65°Cになるまで加熱し、その温度範 囲で 5分以上維持する請求項 16記載の太陽電池モジュールの製造方法。
[18] 工程 2において、封止処理容器内の温度を 40〜65°Cに維持しながら 0. 05MPa力 ら 0. 01 MPa以下まで減圧する請求項 16又は 17記載の太陽電池モジュ一ルの製 造方法。
[19] 工程 2において、 0. 05MPa力ら 0. OlMPaまで 5分以上かけて減圧する請求項 16
〜18のいずれか記載の太陽電池モジュールの製造方法。
[20] 工程 4において、圧力を上昇させる際の温度が 120°C以下である請求項 16〜18の
V、ずれか記載の太陽電池モジュールの製造方法。
[21] 工程 4において、前記封止処理容器内の圧力を上昇させながら同時に昇温する請 求項 16〜20のいずれか記載の太陽電池モジュールの製造方法。
[22] 工程 4にお 、て、昇温速度 (°CZ分)に対する昇圧速度 (MPaZ分)の比が 0. 001
〜0. 1 (MPaZ°C)である請求項 16〜21のいずれか記載の太陽電池モジュールの 製造方法。
[23] 前記封止榭脂が架橋可能な熱可塑性榭脂であり、減圧したままで封止榭脂の融点 以上の温度まで昇温する工程 (工程 3)の後に、前記封止処理容器内の圧力を上昇 させる工程 (工程 4)を経て、架橋反応が進行する温度範囲まで昇温して架橋反応を 進行させる工程(工程 5)及び冷却する工程(工程 6)を有する請求項 16〜22の 、ず れか記載の太陽電池モジュールの製造方法。
[24] 工程 4で封止処理容器内の圧力を上昇させた後、一旦融点以下の温度まで冷却し てから、工程 5で架橋反応が進行する温度範囲まで昇温する請求項 23記載の太陽 電池モジュールの製造方法。
[25] 工程 5において、前記封止処理容器内の圧力を 0. 05MPa以上かつ大気圧以下に 保って架橋反応を進行させる請求項 23又は 24記載の太陽電池モジュールの製造 方法。
[26] 前記太陽電池モジュールが、複数の太陽電池セルが榭脂で封止されてなる太陽電 池モジュールであって、複数の太陽電池セルが間隔をあけて配列されて相互に導線 で接続されてなる請求項 16〜25のいずれか記載の太陽電池モジュールの製造方 法。
[27] 前記封止榭脂が、エチレン 酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール及びポリゥ レタン力もなる群力も選択される一種の榭脂からなる請求項 1〜26のいずれか記載 の太陽電池モジュールの製造方法。
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