JPH0465556B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はシリコンのウエフアーから成る太陽
電池モジユールをラミネート加工する装置に関す
るものであり、特に太陽電池モジユールの片面ま
たは両面をポリビニールブチロール等で被覆し、
真空かつ高温で加熱する事により太陽電池モジユ
ールを補強部材で積層被覆することを特徴とする
太陽電池モジユールラミネート装置に関するもの
である。

近年、太陽電池は先端の宇宙開発から、天然資
源であるソーラーエネルギーの民生用への有効利
用に致るまで、様々の形で開発が進められてい
る。また、その形態も種々多様であり、各種の太
陽電池が考案されている。基本的には単結晶シリ
コン、多結晶シリコン、非結晶シリコン（アモル
フアス）を利用したものである。しかし、製造コ
ストや太陽光のエネルギー変換効率の問題等もあ
り、現在実用化されている太陽電池は単結晶シリ
コンを利用したものが多い。これは、単結晶シリ
コンウエフアーは比較的にエネルギー交換効率が
良く、多少取扱に難点はあつても、補強部材を付
ける事により実用化できるものである事に因るも
のと考えられるが、現在では、電力用（大容量
型）に積極的に単結晶シリコンウエフアーを利用
する事が考えられている。

しかしながら、単結晶シリコンウエフアーは衝
撃に弱く、大変破損し易いので、その取扱作業に
細心の注意を払う必要がある。試験的または実験
室的使用にあつては、単結晶シリコンのウエフア
ーの取扱に充分な注意が払われているが、汎用的
な使用にあつては、一般的にその取扱が不慣れで
あり、シリコンを破損する可能性が高い。

従つて、太陽電池モジユールを被覆補強しない
そのままの形で汎用的に利用する事は危険が多い
のみならず、電極部等の腐食を防ぐ為に、各種の
保護の付属品を取り付けたり、筐体で囲んだり、
更には、単結晶シリコンウエフアーとリード線を
含んだ全体を保護する目的で、ある程度の厚さの
ある補強部材（シリコンの充填等）で装置全体を
被覆する方法が採られている。しかしながら、従
前のやり方はどれも作業能率が悪いので生産性が
低く、また、重量も重く、量産には適しないもの
であり、かつ、表面に耐熱強化ガラスを用いなけ
ればならなかつた。

この発明の目的は、従来技術の欠点を除去した
新規な太陽電池モジユールラミネート装置を提供
することにある。

この発明に係る太陽電池モジユールラミネート
装置によれば、シリコンの両面もしくは片面を保
護する補強部材としてポリビニールブチロールを
使用しており、更に表面を耐熱ガラス、または透
明のフツ化ビニールフイルム、裏面を白色のフツ
化ビニールフイルムで被覆している。また、真空
状態で加熱する為に表面に気泡が残らないので、
製品の品質が良い。この為、出来上つた太陽電池
モジユールは取扱が簡単である上、軽量で特に携
帯用に便利であり、大量生産が可能であるので製
造コストが極めて低廉である。更に、その製造に
当たつては、ポリビニールブチロールとフツ化ビ
ニールフイルムと耐熱ガラスを太陽電池モジユー
ルに積層する装置が、二枚のアルミニウム盤と耐
熱シリコンゴムの縁部と耐熱ゴムからなる箱部と
蓋部とから成るので、ポリビニールブチロールが
高温で溶解すると同時に、その際に生ずる気泡を
真空にして脱泡できる。これにより、気泡を除去
できるので、完全に被覆することが出来る。

以下、図面に示す実施例に基づいて、この発明
を詳細に説明する。

第１図はこの発明に係る太陽電池モジユールラ
ミネート装置を利用した太陽電池モジユールのラ
ミネート工程を示す一実施例の断面図である。

この実施例は真空作業の都合で上下が逆の重合
となつているが、まず、結線した多数のシリコン
ウエフアーから成る太陽電池モジユール１１の表
面に（図面では下部）に補強部材であるポリビニ
ールブチロール１２（PVB）と耐熱ガラス１４
を重着し、裏面（上部）に白色または透明のフツ
化ビニールフイルム１６（PVF）を重着してい
る。このように素材を重さね合せてから、その全
体を真空かつ高温に加熱する。ポリビニールブチ
ロール１２は約140度前後の温度で約２分間で融
解する。この実施例においては、真空状態となつ
てから温度を138度に上昇させて２分間経過させ
ている。これにより、前記重着させた素材のう
ち、ポリビニールブチロール（PVB）が溶解し、
太陽電池モジユールの間に侵入し、太陽電池モジ
ユールの結線部分にも隈無く浸透する。ポリビニ
ールブチロールが溶解すると、その溶解液中に気
泡を生成する。この気泡は装置内が真空状態であ
るので、強制的に全て外部へ引き出され、ポリビ
ニールブチロールは完全な脱泡状態となる。高温
加熱は２分間で終了し、溶解したポリビニールブ
チロールは次第に冷却され、それにつれて凝固す
る。重合されていた太陽電池モジユール１１と耐
熱ガラス１４とフツ化ビニールフイルム１６は溶
解したポリビニールブチロール１２により接着さ
れ、ポリビニールブチロールがシリコンゴムから
なるダイアフラム等３６の装置によつて押圧さな
がら凝固するに従つて、次第に上下の全面にわた
つて完全に密着積層される。

第２図はこの発明に係る太陽電池モジユールラ
ミネート装置を利用した太陽電池の別のラミネー
ト工程を示す実施例を示す断面図である。

この実施例においては、結線した多数のシリコ
ンウエフアーから成る太陽電池モジユール１１が
プリント配線基盤２３の上にあらかじめ導電接着
剤またはハンダ等で固定されている。この実施例
においては、アルミニウム基盤２３の上にあらか
じめ導電接着剤またはハンダ等で固定された太陽
電池モジユール２１の上にポリビニールブチロー
ル２２を重着し、その上に透明のフツ化ビニール
フイルム２６を重着する。前述の第１図の実施例
は、上下逆転した形で成形するので、太陽の照射
は下部の耐熱ガラス２４を透過するのに対して、
第２図の例は、このままの状態で、表面の透明な
フツ化ビニールフイルム２６を透過する。その
為、表面のフイルムは太陽光の透過率の高い材料
たとえばフツ化ビニールフイルム２６等である事
が必要である。

第３図はこの発明に係る太陽電池モジユールラ
ミネート装置の全体を示す斜視図である。

太陽電池モジユールラミネート装置３０は空気
抜き布材３８ａとアルミニウム盤３２ａにシリコ
ンゴムの枠部３４を設けた箱部３５と、空気抜き
布材３８ｂと耐熱ゴム板３６と空気抜き布材３８
ｃとアルミニウム盤３２ｂとを重ねた蓋部とから
成る。箱部と蓋部を構成しているアルミニウム盤
の盤面３２ａ，３２ｂにはそれぞれ空気抜取孔３
９ａ，３９ｂが穿孔されており、真空ポンプ４０
のパイプが該空気抜取孔３９に接続されている。

この装置では、適度な真空状態を維持する為
に、空気抜き布材３８をダイアフラム３６の上下
に各１枚づつ、箱部に１枚使用している。空気抜
き布材を使用しない実施例より、この実施例の方
が後述するように効率的である。これにより、真
空状態が適度に制御され、セルを破損する事な
く、気泡の完全なる脱泡が期待出来る。また、こ
の方法では、真空加熱した後に重合している素材
の全体をダイアフラムを用いて大気圧で適度に押
圧することにより、空気の侵入を防ぐことが出来
るので、完全な脱泡状態の積層を維持する事がで
きる。

補強部材で両面を被覆した太陽電池モジユール
１１の上下に空気抜き布材３８ａ，３８ｂを敷設
し、その全体をこの発明に係る太陽電池モジユー
ルラミネート装置の箱部に入れる。耐熱ゴム板３
６と空気抜き布材３８ｃを上にかぶせ、更にその
上からアルミニウム盤３２ｂで蓋をして太陽電池
モジユール装置内に密閉する。

真空ポンプ４０を作動させて、まず、蓋体のア
ルミニウム盤３２ｂの空気抜取孔３９ｂに接続さ
れている空気抜き弁を開き蓋部から次第に空気を
抜いて真空状態にする。これにより、ダイアフラ
ム３６は持ち上げられ、それによつて、箱部に負
圧が生じ、中に配置されている素材は浮き上がつ
て、箱部の空気が抜き取りやすくなる。この実施
例においては蓋部の空気の抜き取りを約２分間行
う。この際、蓋体のアルミニウム盤３２ｂと耐熱
ゴム板３６との間には空気抜き布材３８ｃが介在
しているので、空気抜取孔３９に耐熱ゴム板３６
が吸い付いて孔を塞いでしまう事がないので、効
率的である。空気抜き布材３８が介在していると
充分に真空装置が作動するので、耐熱ゴムを介在
させているにもかかわらず効果的に真空状態を作
り出すことができる。勿論、耐熱ゴム板を利用し
ない方法も実施可能である。

次に、同様に、空気抜取孔３９に接続されてい
る空気抜き弁を開放して箱部を次第に真空にす
る。この実施例においては約８分間弁を開放して
箱部の中の空気を排除する。上述のように、既
に、蓋部が真空となつているので、ダイアフラム
である耐熱ゴムが持ち上げられ、箱部の気圧が下
つてているので、箱部の空気を完全に真空にする
事が出来る。

蓋部と箱部が真空になつた後、アルミニウム盤
を温度138度まで加熱装置５０により加熱し、138
度で２分間維持する。これにより、ポリビニール
ブチロールが融解し太陽電池モジユールの隙間に
侵入して太陽電池モジユールを完全に包囲し浸透
する。ポリビニールブチロールが溶解すると、そ
の中から気泡が発生する。太陽電池モジユールラ
ミネート装置が真空状態にあるので、発生した気
泡は全べて空気抜取孔３９ａ，３９ｂから外部へ
誘導排除される。

次に、加熱装置を止めて全体を冷却してポリビ
ニールブチロールを凝固させる。この際、まず、
蓋部に空気を送り込むと、耐熱ゴム板３６は箱部
の真空に引つ張られて、下方向に押し付けられ
る。これにより、素材の全体がダイアフラムであ
る耐熱ゴム板によつて上から適度に押圧される事
になる。

耐熱ガラス１４が表面になる実施例において
は、表面側が装置の箱部のアルミニウム盤３２ａ
と空気抜き布材３８ａを介して接合し、白色のフ
ツ化ビニールフイルム１６を上方よりダイアフラ
ムである耐熱ゴム板３６で突気抜き布材３８ｂを
介して押圧する事になる。またプリント配線基盤
２３の上にあらかじめ導電接着剤またはハンダ等
で太陽電池モジユール２１が固定されている実施
例にあつては、プリント配線基板を下にして箱部
の底に配置して、表面を構成する透明のフツ化ビ
ニールフイルム２６を上部より空気抜き布材３８
ｂを介して耐熱ゴム板３６で押圧する事になる。

ポリビニールブチロールは徐々に冷却されて凝
固する。真空で加熱された状態のポリビニールブ
チロールは不定形の波型を形成しているため、太
陽電池モジユールとポリビニールブチロールの間
には真空でありながら間隙が存在する。この為、
真空を解いて空気を入れると、瞬時にポリビニー
ルブチロールと耐熱ガラスまたはフツ化ビニール
フイルムとの僅かの間隙に空気が入り込む事態が
生ずる。これを回避する為に、上述の様に、まず
蓋部の真空を解き、空気をいれて耐熱ゴム板３６
を箱部の真空状態に吸着させる。これにより、耐
熱ゴム板３６をダイアフラムとして、装置内の太
陽電池モジユールを上方より押圧して徐々に冷却
され凝固するまで放置する。この上部からの押圧
により、太陽電池モジユールとポリビニールブチ
ロールと耐熱ガラスとフツ化ビニールフイルムと
の間隙に入り込む可能性のある空気を遮蔽する事
が出来る。また、この際に、凝固していない状態
のポリビニールブチロールを空気抜き布材を介し
て押圧するので、空気抜き布材の布目（なし地状
等）の模様が太陽電池モジユールの表面または裏
面に形成される。これにより、表面の傷が目立た
なくなり、更にポリビニールブチロールとフツ化
ビニールフイルムの接着強度が大幅に改善され
る。

図面に示す実施例では、アルミニウム盤３２ａ
に加熱装置５０が装着されており、アルミニウム
盤を直に加熱する。この構造の加熱方式によれ
ば、上述の様に加熱が僅かの２分間で完了する。
これにより作業能率が飛躍的に改良され、量産体
勢を採る事が可能になつた。

第４図はこの発明に係る太陽電池モジユールラ
ミネート装置の別の実施例を示す斜視図である。
この実施例においては、透明電池太陽電池モジユ
ールラミネート装置全体が恒温槽６０（オーブ
ン）の中に配置されており、熱風発生装置５２
（加熱装置）が恒温槽の内部に装着されている。
真空機構４０は前述のものと同一である。加熱装
置は、熱風発生装置５２から成り、発生した熱風
は恒温槽内に充満する。これにより、恒温槽内を
一定の温度まで上昇させて温度を保持する事が出
来る。この装置においては、アルミニウム盤の全
体を前述の138度にまで加熱するのに約１〜２時
間の経過が必要とされる。

上記詳述した装置の発明は、プリント配線基盤
の上にあらかじめ導電接着剤またはハンダ等で固
定された太陽電池モジユールにも利用する事が出
来る他にも、如何なる形状の太陽電池モジユール
にも利用する事が可能である。また、ポリビニー
ルブチロールは太陽電池モジユールの両面を補強
する場合に限らず、片面にだけ積層する事も考え
られる。

この発明に係る太陽電池モジユールラミネート
装置は上記詳述した様な構成であるので、両面ま
たは片面をポリビニールブチロールで保護した太
陽電池モジユールを大量にしかも低廉に生産する
事が可能である。この方法により生産された太陽
電池モジユールは使用および取扱が簡便であり、
一般の汎用的使用に適しており、従来のような取
扱上の注意や利用に際して繁雑さがないという利
点を有する。また補強部材としてポリビニールブ
チロールを使用しているので、表面と裏面に耐熱
ガラス、フツ化ビニールフイルム等を接合する事
が可能であり、且つ、太陽電池モジユールの結線
等も同時に保護できる。また、真空状態で加熱す
る為にポリビニールブチロールの気泡が残らない
ので、製品の表面が綺麗に仕上がる。その上、ラ
ミネート装置に、直接加熱方式が採用出来るの
で、作成時間の短縮と製造コストの切り下げが可
能となり、自動制御装置により完全な自動化生産
が可能となり、大量生産にも適するという画期的
な効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る太陽電池モジユールラ
ミネート方法を説明する為の一実施例の断面図で
ある。第２図はこの発明に係る太陽電池モジユー
ルラミネート方法の別の実施例を示す断面図であ
る。第３図はこの発明に係る太陽電池モジユール
ラミネート装置の全体を示す斜視図である。第４
図はこの発明に係る太陽電池モジユールラミネー
ト装置の別の実施例を示す斜視図である。 １１……太陽電池モジユール、１２，２２……
ポリビニールブチロール、１４……耐熱ガラス、
１６，２６……フツ化ビニールフイルム、２８，
３８……空気抜き布材、３０……太陽電池モジユ
ールラミネート装置、３２ａ，３２ｂ……アルミ
ニウム盤、３５……箱部、３４……シリコンゴム
枠部、３６……耐熱ゴム板、３９……空気抜取
孔、４０……真空装置、５０……加熱装置、５２
……熱風発生装置、６０……恒温槽。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 太陽電池モジユールとその補強部材を真空状
   態にして加熱積層する装置であつて、アルミニウ
   ム盤３２ａにシリコンゴムの枠部３４を設けた箱
   部３５と、加圧用ダイアフラムの働きをする耐熱
   ゴム板３６と空気抜き布剤３８ｃとアルミニウム
   盤３２ｂとを重ねた蓋部と、前記積層された太陽
   電池モジユールを上下両面から被覆する空気抜き
   布部３８ａ，３８ｂと、前記アルミニウム盤の盤
   面３２ａ，３２ｂに穿孔された空気抜取孔３９
   ａ，３９ｂより空気を抜き取る真空ポンプ４０
   と、前記アルミニウム盤面の加熱手段５０とによ
   つて構成されている事を特徴とする太陽電池モジ
   ユールラミネート装置。 ２ 前記第１項記載の太陽電池モジユールラミネ
   ート装置において、前記アルミニウム盤面の加熱
   手段５０が前記アルミニウム盤の盤面を直接加熱
   する為に、前記アルミニウム盤の盤面に直結装着
   されている事を特徴とする前記特許請求の範囲第
   １項記載の太陽電池モジユールラミネート装置。 ３ 前記第１項記載の太陽電池モジユールラミネ
   ート装置において、太陽電池モジユールラミネー
   ト装置の全体が箱型の恒温槽６０の中に設置され
   ており、前記アルミニウム盤の盤面を加熱する手
   段として恒温槽内に熱風を送風する熱風発生装置
   ５２が恒温槽の外に設置されている事を特徴とす
   る前記特許請求の範囲第１項記載の太陽電池モジ
   ユールラミネート装置。