JPH11289103A - 半導体装置および太陽電池モジュ―ル及びその解体方法 - Google Patents

半導体装置および太陽電池モジュ―ル及びその解体方法

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JPH11289103A
JPH11289103A JP11024968A JP2496899A JPH11289103A JP H11289103 A JPH11289103 A JP H11289103A JP 11024968 A JP11024968 A JP 11024968A JP 2496899 A JP2496899 A JP 2496899A JP H11289103 A JPH11289103 A JP H11289103A
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solar cell
cell module
sealing material
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Hidenori Shiozuka
秀則 塩塚
Satoshi Yamada
聡 山田
Hidesato Yoshimitsu
秀聡 善光
Ichiro Kataoka
一郎 片岡
Morio Kiso
盛夫 木曾
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 再利用ができる部材を分離することのできる
太陽電池モジュールのような半導体装置およびその解体
方法を提供することにある。 【解決手段】 支持基板206、封止材202、光起電力素子
（群）201、保護層203を有する太陽電池モジュールにお
いて、前記支持基板、前記封止材、前記光起電力素子
（群）、前記保護層のうち少なくとも１つを他の構成部
材から分離できることを特徴とする太陽電池モジュー
ル。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも支持基
板（基体）、封止材、光起電力素子のような半導体素子
からなる太陽電池モジュールのような半導体素子に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、太陽電池モジュールの使用は多岐
にわたり、その中の一つに屋根用鋼板上に光起電力素子
を配設し、封止材で被覆した建材一体型太陽電池モジュ
ールがある。将来、建材として太陽電池モジュールを設
置した家の建て替えにより太陽電池モジュールが不要に
なったり、屋外での長期使用により金属製基板が腐食し
たり、受光面側の表面部材が傷付いたりして葺き替えあ
るいは交換が必要になることが想定される。このよう
に、不要になった太陽電池モジュールを廃棄しなければ
ならない場合、各部材を分離、分別して適正に廃棄しな
ければ環境汚染となる懸念もあり、太陽電池モジュール
を各部材別に分離できることが必要となっている。ま
た、エコロジーの観点からも利用可能な部材に分離し、
それらを再利用することが求められている。特開平９−
４５９５１号公報には、太陽電池セルの受光面側に設け
られた剥離可能接着剤層の開示がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術において、
太陽電池モジュールを光起電力素子と基体とに分離し、
利用可能な方を再利用する具体的な方法は提案されてな
い。本発明は、再利用ができる部材を分離することので
きる太陽電池モジュールおよびその解体方法を提供する
ことにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、基体、封止材、半導体素子を有する半導体装
置において、前記半導体素子の前記基体側で分離できる
ことを特徴とする半導体装置を提供する。
【０００５】また本発明は、基体、封止材、半導体素子
を有する半導体装置の作成方法において、前記半導体素
子の基体側で分離できるように作成する工程を有するこ
とを特徴とする半導体装置の作成方法を提供する。
【０００６】また本発明は、基体、封止材、半導体素子
を有する半導体装置の解体方法において、前記半導体の
前記基体側で分離することを特徴とする半導体装置解体
方法を提供する。
【０００７】また本発明は、基体、封止材、半導体素子
を有する半導体装置において、前記光起電力素子の前記
基体側で分離できることを特徴とする太陽電池モジュー
ルを提供する。
【０００８】また本発明は、基体、封止材、光起電力素
子、保護層を有する太陽電池モジュールにおいて、前記
光起電力素子の前記基体側で分離できるように作成する
工程を有することを特徴とする太陽電池モジュールの作
成方法を提供する。
【０００９】また本発明は、基体、封止材、光起電力素
子、保護層を有する太陽電池モジュールにおいて、前記
光起電力素子の前記基体側で分離できることを特徴とす
る太陽電池モジュール解体方法を提供する。
【００１０】また本発明は、少なくとも基体、封止材、
半導体素子からなる半導体装置において、前記半導体装
置を加熱することにより基体、前記封止材、前記半導体
素子のうち少なくとも１つが他の構成部材から分離可能
であることを特徴とする半導体装置を提供する。
【００１１】また本発明は、少なくとも基体、封止材、
半導体素子からなる半導体装置において、前記半導体装
置を加熱加湿することにより基体、前記封止材、前記半
導体素子のうち少なくとも１つが他の構成部材から分離
可能であることを特徴とする半導体装置を提供する。
【００１２】また本発明は、少なくとも基体、封止材、
半導体素子からなる半導体装置において、前記半導体装
置に電子線を照射することにより基体、前記封止材、前
記半導体素子のうち少なくとも１つが他の構成部材から
分離可能であることを特徴とする半導体装置を提供す
る。
【００１３】また本発明は、少なくとも基体、封止材、
半導体素子からなる半導体装置において、前記半導体装
置を液体に浸漬することにより基体、前記封止材、前記
半導体素子、前記保護層のうち少なくとも１つが他の構
成部材から分離可能であることを特徴とする半導体装置
を提供する。
【００１４】また本発明は、少なくとも基体、封止材、
光起電力素子からなる太陽電池モジュールにおいて、前
記太陽電池モジュールを加熱することにより基体、前記
封止材、前記光起電力素子のうち少なくとも１つが他の
構成部材から分離可能であることを特徴とする太陽電池
モジュールを提供する。
【００１５】また本発明は、少なくとも基体、封止材、
光起電力素子からなる太陽電池モジュールにおいて、前
記太陽電池モジュールを加熱加湿することにより基体、
前記封止材、前記光起電力素子のうち少なくとも１つが
他の構成部材から可能であることを特徴とする太陽電池
モジュールを提供する。
【００１６】また本発明は、少なくとも基体、封止材、
光起電力素子からなる太陽電池モジュールにおいて、前
記太陽電池モジュールに電子線を照射することにより基
体、前記封止材、前記光起電力素子のうち少なくとも１
つが他の構成部材から分離可能であることを特徴とする
太陽電池モジュールを提供する。
【００１７】また本発明は、少なくとも基体、封止材、
光起電力素子からなる太陽電池モジュールにおいて、前
記太陽電池モジュールを液体に浸漬することにより基
体、前記封止材、前記光起電力素子のうち少なくとも１
つが他の構成部材から分離可能であることを特徴とする
太陽電池モジュールを提供する。
【００１８】また本発明は、少なくとも基体、封止材、
半導体素子からなる半導体装置の解体方法において、前
記半導体装置を加熱することにより基体、前記封止材、
前記半導体素子のうち少なくとも１つが他の構成部材か
ら分離することを特徴とする半導体装置の解体方法を提
供する。
【００１９】また本発明は、少なくとも基体、封止材、
半導体素子からなる半導体装置の解体方法において、前
記半導体装置を加熱加湿することにより基体、前記封止
材、前記半導体素子のうち少なくとも１つが他の構成部
材から分離することを特徴とする半導体装置の解体方法
を提供する。
【００２０】また本発明は、少なくとも基体、封止材、
半導体素子からなる半導体装置の解体方法において、前
記半導体装置に電子線を照射することにより基体、前記
封止材、前記半導体素子のうち少なくとも１つが他の構
成部材から分離することを特徴とする半導体装置を提供
する。
【００２１】また本発明は、少なくとも基体、封止材、
半導体素子からなる半導体装置の解体方法において、前
記半導体装置を液体に浸漬することにより基体、前記封
止材、前記半導体素子、前記保護層のうち少なくとも１
つが他の構成部材から分離することを特徴とする半導体
装置を提供する。
【００２２】（作用） 太陽電池モジュールのような半導体装置において部
材の分離後、使用可能な部材を回収し、再利用できる。
より具体的には、長期の屋外での使用により、万が一、
ある部材に製品使用上で問題が生じた場合においても、
問題の生じた部材を、特に光起電力素子のような半導体
素子の基体側で分離し、例えば半導体素子等の使用可能
な残りの部材を回収し、再利用することが可能である。 金属製支持基板の腐食やガラス製支持基板の割れな
どの原因によって廃棄される太陽電池モジュールから支
持基板が分離できることにより、新たな支持基板と交換
し再利用することも可能となる。 保護層の傷等により廃棄される太陽電池モジュール
の保護層が分離できることにより、新たな保護材を配置
することで再利用が可能となる。 所望の場所に剥離層を設けることによって、太陽電池
モジュールから各部材を所定の処理によって容易に分離
することができる。 剥離層が熱可塑性樹脂であることで、加熱することに
より太陽電池モジュールを保護層、光起電力素子を含む
ラミネート体および支持基板に分離することができる。 剥離層として崩壊型樹脂層を設けることにより、剥離
層を挟んだ上下部の各部材を容易に分離することができ
る。例えば、電子線照射することで樹脂を崩壊したり、
あるいは別手法として生化学的な分解によって崩壊する
ことも可能である。 剥離層として発泡体を設けることにより、発泡体を挟
んだ上下部の各部材を容易に分離することができる。例
えば、発泡体は隣接する部材との接着面積が小さく、接
着力が低いので界面剥離が容易である。また、発泡体内
に気体を内包しているため発泡体内で凝集破壊が容易で
ある。これらの方法により発泡体を挟んだ上下部の各部
材を分離することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】次に本発明に用いられる太陽電池
モジュールのような半導体素子の例について図１ａ，ｂ
を用いて説明する。図１ａは、最表面に透光性フイルム
を用いたフイルム系太陽電池モジュールを示す。図１ｂ
は、最表面にガラス基板を用いたガラス系太陽電池モジ
ュールを示す。１０１は光起電力素子（群）、１０２は
表面封止材、１０３は保護層（保護部材）、１０４は裏
面封止材、１０５は裏面絶縁材、１０６は支持基板（裏
面部材）である。光起電力素子（群）１０１は従来公知
の光起電力素子が適宜用いられる。これら１０１〜１０
６が示す部材がそれぞれ太陽電池モジュールを構成する
構成部材である。なお、光起電力素子は、後述する表面
封止材ないし裏面封止材の少なくともいずれか一方によ
って空乏を抜けずにうめこまれている。
【００２４】〔表面封止材１０２〕表面封止材１０２
は、光起電力素子群１０１のような半導体素子凹凸を被
覆し、光起電力素子群１０１を温度変化、湿度、衝撃な
どの過酷な外部環境から守りかつ保護層１０３と光起電
力素子群１０１との接着を確保することが出来る。また
この表面封止材１０２には、耐候性、接着性、充填性、
耐熱性、耐寒性、耐衝撃性が要求される。これらの要求
を満たす樹脂としてはエチレン−酢酸ビニル共重合体
（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸メチル共重合体（Ｅ
ＭＡ）、エチレン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥ
Ａ）、ブチラール樹脂などのポリオレフィン系樹脂、ウ
レタン樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。なかで
も、ＥＶＡは太陽電池用途として好んで用いられる樹脂
である。また、このＥＶＡを架橋することで熱変形温度
を上げ、耐熱性を高めておくことが望ましい。この場合
架橋剤としては、公知の有機過酸化物が用いられる。こ
の添加量は樹脂100重量部に対して0.5乃至５重量部であ
る。表面封止材１０２の架橋率が７０％以上が好まし
い。架橋した封止部材は１２０℃程度まで耐熱性を有し
ていても、２００℃以上の高温の熱に対して軟化する特
性を有することが好ましい。つまりある温度までは耐熱
性を有していてもある温度以上で軟化する部材が好まし
い。軟化した封止部材とその近接する部材との接着力が
低下するような封止部材がより好ましい。このような封
止部材を用いることにより、加熱により封止材を挟む部
材間での各部材の分離を行なうことができる。具体的な
材料としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶ
Ａ）、エチレン−アクリル酸メチル共重合体（ＥＭ
Ａ）、エチレン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥ
Ａ）、ブチラール樹脂などのポリオレフィン系樹脂、ア
イオノマー樹脂等が挙げられる。本発明はこの表面封止
材も分離可能にしてもよい。
【００２５】〔保護層１０３〕保護層１０３は、耐候
性、機械強度をはじめとして、太陽電池モジュールの屋
外暴露における長期信頼性を確保することが出来る。こ
の保護層１０３としては、フッ素樹脂、アクリル樹脂、
ポリフッ化ビニル樹脂（ＰＶＦ）、ポリエチレンテレフ
タレート（ＰＥＴ）、ナイロンなどが挙げられる。具体
的には、フイルム系太陽電池モジュールの場合は、ポリ
フッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル
樹脂（ＰＶＦ）あるいは四フッ化エチレン−エチレン共
重合体（ＥＴＦＥ）などを用いることが好ましく 、ガ
ラス系太陽電池モジュールの場合、耐侯性が高いポリビ
ニルフロライド（ＰＶＦ）が好ましい。
【００２６】また、シート状の上記の樹脂を封止材１０
２に接着することで保護層を形成しても、あるいは液状
の上記の樹脂を封止材１０２へ塗布することで保護層を
形成してもよい。
【００２７】〔裏面絶縁材１０５〕裏面絶縁材１０５
は、光起電力素子群１０１と外部との電気的絶縁を保つ
ことが出来る。十分な電気絶縁性を有し、長期耐久性に
優れ熱膨張、熱収縮に耐えられる、柔軟性を兼ね備えた
材料が好ましい。好適に用いられる材料としては、ナイ
ロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカ
ーボネート（ＰＣ）が挙げられる。
【００２８】〔裏面封止材１０４〕裏面封止材１０４は
光起電力素子群１０１と裏面絶縁材１０５とを接着させ
ることができる。好適に用いられる材料としては、ＥＶ
Ａ、エチレン−アクリル酸メチル共重合（ＥＭＡ）、エ
チレン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）、ポリビ
ニルブチラール等の熱可塑性樹脂、両面テープ、柔軟性
を有するエポキシ接着剤が挙げられる。本発明ではこの
裏面封止剤において基体と半導体素子とを分離すること
ができる。基体および半導体素子の少なくともいずれか
一方が劣化し、交換が必要な場合、必要なものを再利用
できるし、使用可能でないものを容易に廃棄できる。そ
の結果コストが下がるし、あるいは作業効率があがる。
また裏面封止材それ自体を後述する剥離層としてもよ
い。
【００２９】〔支持基板１０６〕支持基板１０６は、太
陽電池モジュールの機械的強度を増したり、あるいは、
温度変化による歪や、反りを防止したり出来る。また、
屋根材一体型太陽電池モジュールとするために支持基板
（裏面部材）１０６を貼り付ける。例えば、支持基板１
０６として耐候性、耐錆性にすぐれた樹脂で被覆された
塗装亜鉛アルミメッキ鋼板、塗装亜鉛鋼板等の塗装鋼板
あるいは、プラスチック板、ガラス繊維強化プラスチッ
ク板などの構造材が好ましい。中でも塗装鋼板は、鋼板
と塗膜の間に防錆処理として水和オキシ水酸化クロム層
を設けているものが好適に使用できる。その理由は厳し
い加熱加湿条件下、例えば１５０℃、１００％ＲＨ（Ｒ
ｅｌａｔｉｖｅ Ｈｕｍｉｄｉｔｙ）のような条件下で
は水和オキシ水酸化クロムが溶融、析出し、鋼板と塗膜
の間に空乏ができるからであり、この鋼板と塗膜との空
乏層を利用して部材の分離も可能である。本発明は、基
体（支持基板１０６）と、光起電力素子のような半導体
素子とを分離することができる。基体および半導体素子
のすくなくともいずれか一方が劣化し、交換が必要とな
っても容易に交換できるので、使用可能なものを再利用
できるし、使用可能でないものを容易に廃棄できる。そ
の結果コストが下がり、あるいは作業効率があがる。更
にこの場合半導体素子は、裏面封止材によって囲まれて
いるので構造材を分離しても、外気にさらされることが
なく容易に交換ができる。
【００３０】また、ガラスモジュールの場合、ガラス基
板を好ましく用いることができる。
【００３１】〔表面保護強化材１０７〕表面保護強化材
１０７としては、具体的にはガラス繊維不織布、ガラス
繊維織布、ガラスフィラー等があげられる。特に、ガラ
ス繊維不織布を用いることが好ましい。この表面保護強
化材１０７によって、光起電力素子（群）１０１の受光
面に傷がつかないように保護することができる。本発明
ではこの表面保護強化材１０７を必要に応じて設ければ
よい。
【００３２】次にラミネーション工程について説明す
る。
【００３３】〔ラミネーション〕フイルム系太陽電池モ
ジュールをラミネーションするには、支持基板１０６、
裏面封止材１０４、裏面絶縁材１０５、裏面封止材１０
４、次いで光起電力素子群１０１を受光面が上を向くよ
うに積層し、更に必要に応じて表面保護強化材１０７を
設け、光起電力素子１０１と表面保護強化材１０７を封
止するように、表面封止材１０２、保護層１０３を順次
積層することで積層された、ラミネーション体を作製し
従来公知な真空ラミネート装置を用いて加熱圧着を行な
えば良い。なお、圧着時の加熱温度及び加熱時間は封止
材樹脂の架橋反応が十分に進行するように決定する。
【００３４】このようにして作製した太陽電池モジュー
ルを所望の構成部材間で分離する方法としては、加熱に
よる解体方法、加熱加湿による解体方法、煮沸して分離
する方法、溶剤に浸漬し封止材を膨潤させ分離する方
法、電子線を照射して分離する方法等が挙げられる。そ
の中でも好適には加熱による分離方法と加熱加湿による
分離方法、そして電子線を照射する分離方法、そして溶
剤（液体）に浸漬させる分離方法が用いられる。このよ
うに本発明の太陽電池のような半導体装置は、通常の使
用環境においては高い力学的強度を有し、一定の条件下
においては容易に分離できるという特徴を有する。以下
に太陽電池モジュールの封止材として、ＥＶＡを一例に
挙げ本発明の解体方法の１例としてＥＶＡを有する構成
部材間の分離方法を説明する。
【００３５】 加熱による部材の解体方法 一般的に太陽電池モジュールのラミネーション温度は、
１００〜１８０℃、より好ましくは１２０〜１６０℃の
温度範囲で行なう。これは、１００℃以下ではＥＶＡが
十分に溶融できない、いいかえれば流動性が良くないた
め光起電力素子群上の凹凸を充填できないからであり、
また、１８０℃以上であると光起電力素子群間の接続や
バイパスダイオードの接続に用いられる半田が溶融して
しまい電気的な接触不良を発生する恐れがあるためであ
る。また、太陽電池モジュールは、日照時にはモジュー
ル表面温度が８５℃になることがある。そのような環境
で２０年間以上の長期信頼性を実現するために、太陽電
池モジュールに用いられるＥＶＡとして実質的に120℃
程度の耐熱性を有するものを用いる。そのため、ＥＶＡ
を軟化させ、接する他部材との接着力を低下させるに
は、ＥＶＡを１３０℃以上に加熱するが、このときＥＶ
Ａを挟む部材間に外的な剥離力を与えることで太陽電池
モジュールから構成部材を容易に分離することができ
る。このように本発明では、構成部材を加熱すること
で、所望の構成部材間を容易に分離することができる。
また、封止材の耐熱性が低い場合には、剥離のための加
熱温度を低くすることができる。
【００３６】加熱加湿よる部材の解体方法 ＥＶＡは例えば１５０℃-１００％ＲＨのような加熱加
湿条件下で加水分解する。加水分解されたＥＶＡは支持
基板、あるいは保護層等の部材に対してその接着力が低
下する。このＥＶＡと他部材との接着力低下を利用して
ＥＶＡと他部材とを容易に分離できる。このように本発
明では構成部材を加熱加湿することで太陽電池モジュー
ルから所望の部材を分離することができる。また温度、
湿度の条件とも値が高い方が、加水分解が促進される事
は言うまでもない。更に雰囲気を加圧することで太陽電
池モジュール内への水分進行は加速される。加圧条件は
２気圧以上であることが好ましく、5気圧以上がより好
ましい。
【００３７】本発明はこれらの方法により保護層１０
３、表面保護強化材１０７、裏面絶縁材１０５を分離し
た後に、光起電力素子（群）１０１の表面あるいは裏面
に残存する表面封止材１０２あるいは裏面封止材１０４
を除去することができる。その結果光起電力素子のみを
再利用することが出来る。あるいはまた本発明は樹脂と
金属を分離して廃棄することが出来る。また光起電力素
子表面に残存するＥＶＡ等の封止材樹脂を除去するに
は、例えば５０℃以上に加熱した硝酸等の酸、あるいは
アルカリ、有機溶剤などにより除去することができる。
【００３８】〔剥離層〕また、上記太陽電池モジュール
に、例えば熱可塑性樹脂や崩壊型樹脂や、あるいは発泡
体からなる剥離層を設けるとより容易に構成部材を分離
することができる。剥離層は太陽電池モジュールのうち
分離したい部分に設けられることが好ましい。また封止
材を光起電力素子群の表面側、裏面側にかかわらず、剥
離層におきかえてもよい。好適に用いられる剥離層につ
いて以下に述べる。
【００３９】熱可塑性樹脂を剥離層として設けることで
加熱による部材の分離がより容易に行なうことができ
る。用いられる熱可塑性樹脂としては表面封止材に用い
られる樹脂と同じ樹脂が好適に用いられる。また分離し
て得られた部材の再使用を考えた場合、加熱によって部
材を分離する時なるべく熱履歴などのストレスをかけな
いことが好ましい。具体的には架橋しない熱可塑性樹脂
で剥離層を設けることにより、封止材部において部材を
剥離する場合よりも低い温度で部材の分離を行なうこと
ができる。熱可塑性樹脂を剥離層として設けた場合は、
部材に分離に要する温度は１５０℃以下で行なうことが
でき、例えば非架橋のＥＶＡを剥離層として設けた場
合、１００〜１２０℃で分離することができる。ＥＶＡ
等の透明な熱可塑性樹脂は、光起電力素子群上に設けて
も太陽電池モジュールの発電量を低下させることがない
ため所望の位置に設けることが可能である。長期信頼性
を確保するために、表面封止材と同様な紫外線吸収剤、
光安定化剤、酸化防止剤を添加しても良い。このように
本発明では熱可塑性樹脂からなる剥離層を太陽電池モジ
ュールに設けることで剥離のための加熱温度を低くする
ことができる。
【００４０】次に崩壊型樹脂を剥離層とする場合につい
て述べる。
【００４１】樹脂を崩壊させる方法には、電子線照射、
生化学的な手法等が挙げられる。ここでは、好適に用い
る電子線照射による樹脂崩壊について説明する。電子線
とは電離放射線に含まれ、有機材料を励起化、イオン化
させる粒子エネルギー線の一種である。電子線は、加速
電圧、線量、線量率などにより制御することが可能であ
る。電子線を太陽電池モジュール受光面側から照射し、
樹脂中の分子鎖を切断し樹脂を崩壊させる。崩壊した電
子線崩壊樹脂層を挟む部材間で各部材を容易に分離する
ことができる。電子線によって、崩壊し易い樹脂の化学
構造は（-CH2-CR1-R2n-）、-CO-などが繰り返し構造に
なっているものが挙げられ、具体的には（-CH2-CR1-R2n
-）の繰り返し構造を持つ樹脂としてはポリイソブチレ
ン、ポリメチルスチレン、ポリメタクリレート、ポリメ
タクリロニトリル、ポリビニリデンクロライド等が挙げ
られ、-CO-の繰り返し構造を持つ樹脂としてはポリカー
ボネート（ＰＣ）、ポリアセタール、セルロースなどが
挙げられる。また崩壊型樹脂は必ずしも架橋されてなく
てもよい。上記の樹脂を所望の場所に配置することがで
きるが、光起電力素子群の受光面側に設ける場合透明な
樹脂であることが望ましい。耐侯性を向上させるため
に、前記封止材と同様に前記紫外線吸収剤や前記酸化防
止剤を添加しても良い。電子崩壊樹脂層を配する方法と
しては、剥離したい部分、例えば支持基板上に上記の樹
脂を塗布する方法や、あるいは上記樹脂からなるフイル
ムを配置しても良い。また加速電圧の設定について次に
述べる。物質に電子線を透過させるために必要な加速電
圧は、その物質の比重に反比例して大きくなる。例え
ば、比重が８である金属部材に電子線を透過させるに
は、比重が１の樹脂を透過するのに要した加速電圧の８
倍必要となる。このため、上述した太陽電池モジュール
において電子崩壊型樹脂層を光起電力素子群裏面に設け
る場合、光起電力素子群を透過させ裏面側の剥離層を崩
壊させるためには５００ｋｅＶ以上の加速電圧が必要に
なり、それに伴ない大きな設備が必要となってしまう。
そのため比較的に簡易な設備で分離を行なうためには、
電子線を照射して剥離層を剥離する場合崩壊型樹脂層は
光起電力素子群上に設けることが好ましい。光起電力素
子群を分離し、再利用することを考えた場合、電子線の
加速電圧は３００ｋｅＶ以下であることが望ましい。更
に別の構造として太陽電池モジュールの分離時にできる
発泡体を剥離層ととして用いてもよい。発泡体の作製方
法は樹脂と発泡剤を混合した発泡前駆体を加熱し発泡剤
の分解ガスにより樹脂内に気泡を作製する化学的な方法
と樹脂内に不活性なガスを封入する物理的方法がある。
【００４２】まず、化学的な方法によって発泡体を太陽
電池モジュールに設ける方法について述べる。
【００４３】太陽電池モジュール内に発泡前駆体を設
け、構成部材間を分離する際に発泡前駆体を加熱して発
泡剤を分解し、分解ガスにより発泡体を得る。発泡前駆
体は接する部材との接着面積が大きいので接着力も大き
く、発泡前駆体と部材間で剥離することはない。しか
し、発泡すると発泡体と接する部材との接着面積は急減
するため、接着力の低下が起こり、剥離層との界面での
部材を分離が容易になる。また、発泡体内部は気泡が混
在するために凝集力が小さくなっているため、外的な剥
離力により発泡体内部を凝集破壊することも容易であ
る。更に熱を加える事でより剥離が容易になる。
【００４４】発泡体を作製する工程は、発泡体の品質を
維持し、且つ発泡体中の気泡内が外気の温度変化により
結露することを防ぐ目的で、部材を分離する直前に発泡
させることが最も好ましい。また発泡剤としては太陽電
池モジュール作製におけるラミネーション時に加熱する
温度、つまりラミネーション温度では分解せず、分離作
業において加熱する温度、つまりラミネーション温度よ
り高い温度で発泡する熱分解特性が必要となる。例え
ば、分解温度が２００℃以上の発泡剤が挙げられ、具体
的にはトリヒドラジノトリアジン、p-トルエンスルフォ
ニルセミカルバジッド、4、4'-オキシビスベンゼンスル
フォニルセミカルバジッド等が挙げられる。発泡剤を混
合する樹脂としては部材を分離する直前までは他の部材
と同様に長期信頼性が必要とされ、発泡体と接する支持
基板や封止部材との接着強度等が要求される。具体的な
材料としては天然ゴム、スチレンブタジエンラバー、ク
ロロプレン、エチレンプロピレンジエンラバー、エチレ
ン-酢酸ビニル、エチレン-エチルアクリレートなどのエ
チレンとアクリルエステルの共重合物などが挙げられ
る。
【００４５】発泡体の周辺を防湿・防水処理することに
より、太陽電池モジュール内に予め発泡した発泡体を設
けることも可能である。ラミネーション積層体を作製す
る時点で発泡前駆体を所望の位置に積層しラミネーショ
ン工程の熱により発泡させ太陽電池モジュール内に発泡
体を設けても良い。これに用いられる発泡剤としては、
具体的には、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、
炭酸アンモニウム等の無機発泡剤、ニトロソ化合物、ス
ルフォン酸ヒドラジット化合物等の有機発泡剤が挙げら
れる。
【００４６】また、発泡体を積層されたラミネーション
体の所望の場所に配置してラミネーションし、太陽電池
のモジュールの剥離層としてもよい。
【００４７】発泡体の発泡方法には、化学的な手段と物
理的な手段が挙げられる。
【００４８】化学的な手段は、前述の発泡剤を用いた発
泡手段と同様である。以下に物理的な手段について述べ
る。物理的な手段とは、樹脂内に気体を注入することに
より発泡体を得る方法であり、用いられる樹脂は、ラミ
ネーション工程の熱では溶融しない耐熱性が要求され
る。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエ
チレンナフタレート、ポリエーテルスルフォネート、ポ
リイミド、ポリイミドアミド、ポリエーテルイミドが挙
げられる。混入する気体としては窒素等の不活性気体が
好ましい。樹脂への気体の混入方法は、キャビティ法、
ノズル法など公知の方法が用いられる。このような太陽
電池モジュールの部材解体方法は、太陽電池モジュール
を加熱し、発泡体に用いた樹脂を溶融または軟化し内包
される気体の圧力により発泡体を破壊し、剥離層を挟む
部材を分離することが可能となる。
【００４９】発泡体および発泡前駆体は何れの構成部材
の間に配置しても構わない。特に発泡前駆体が着色して
いたり、あるいは透明度がひくい場合は、光起電力素子
群裏面側に設けることが望ましい。
【００５０】
【実施例】〔実施例１〕光起電力素子群を以下のラミネ
ーション工程でラミネーションすることによりフイルム
系太陽電池モジュールを得た。
【００５１】〔ラミネーション〕一重真空方式のラミネ
ート装置のプレート上に支持基板２０６としてガルバリ
ウム鋼板 （厚み０．４ｍｍ）、裏面封止材２０４とし
てEVAシート（厚み２２５μm）、裏面絶縁材２０５とし
てポリエチレンテレフタレート（厚み１００μm）、前
述の裏面封止材２０４、次いで光起電力素子群２０１を
受光面が上を向くように積層し、更に表面保護強化材２
０７としてガラス繊維不織布（坪量８０ｇ／ｍ３）、表
面封止材２０２としてEVAシート（厚み４６０μm）、保
護層２０３としてＥＴＦＥ フイルム（厚み５０μｍ）
を順次積層し、ラミネーション積層体を作製した。ここ
で用いたＥＶＡシートは太陽電池の封止材として広く用
いられているものであり、ＥＶＡ樹脂（酢酸ビニル含有
率３３％）１００重量部に対して架橋剤として２、５-
ジメチル-２、５-ビス（ｔ-ブチルパーオキシ）ヘキサ
ン１．５重量部、紫外線吸収剤として２-ヒドロキシ-４
-ｎ-オクトキシベンゾフェノン０．３重量部、光安定化
剤としてビス（２、２、６、６-テトラメチル-４-ピペ
リジル）セバケート０．１重量部、酸化防止剤としてト
リス（モノ-ノニルフェニル）フォスファイト０．２重
量部、シランカップリング剤γ-メタクリロキシプロピ
ルトリメトキシシラン０．２５重量部を配合したもので
ある。次にテフロンコートファイバーシート（厚み０．
２ｍｍ）、シリコンラバーシート（厚み ２．３ｍｍ）
を重ねた。次いで、真空ポンプを用いて内部の真空度を
２．１Torrで30分間排気した。なお、圧着時の加熱温度
及び加熱時間は架橋反応が十分に進行するよう、予め16
0℃雰囲気に加熱したオーブン中に真空ポンプで排気し
たまま投入し、50分間保持した後取り出し冷却する。
【００５２】（分離作業）太陽電池モジュールを２００
℃に加熱し、表面および裏面封止材を溶融させながら支
持基板２０６と裏面封止材２０４間に機械的な剥離力を
与え、光起電力素子群を含むラミネート体２０８、支持
基板２０６に分離した。次に、保護層２０３と表面封止
材２０２間に外的な剥離力を与え、光起電力素子群を含
むラミネート体２０８から保護層２０３を分離した。
【００５３】〔実施例２〕以下にようにして保護層３０
３上に剥離層３０９を設けた。
【００５４】（剥離層の配置）アクリル樹脂系塗料（メ
タクリレート主成分とするアクリル樹脂３５重量部、γ
-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン３重量部、
キシレン６２重量部）を保護層３０３上にスプレーコー
ターにより20μｍ厚になるようコーティングを行ない、
溶剤を室温にて30分間常温乾燥した後に１２０℃で30分
間強制乾燥させ、剥離層を有する保護層を作製した。
【００５５】上記保護層３０３を剥離層３０９が表面封
止材３０２側になるように積層した以外は実施例１と同
様に太陽電池モジュールを得た。
【００５６】（分離作業）太陽電池モジュールに３００
ｋｅＶの電子線を積算線量５０Ｍｒａｄになるように太
陽電池モジュール受光面側から照射した。その後、剥離
層３０９を挟む保護層３０３と表面封止材３０２間に外
的な剥離力を与え、保護層３０３と光起電力素子群を含
むラミネート体３１０に分離した。
【００５７】〔実施例３〕剥離層として以下の処方の発
泡前駆体シートを支持基板と裏面封止材間に積層した以
外は実施例１と同様にして太陽電池モジュールを得た。
なお、本発明に係る太陽電池モジュールの模式的断面図
を図４に示した。図４において、４１１は剥離層、４０
６は基板、４０４は裏面封止材、４０５は裏面絶縁材、
４０１は光起電力素子群、４０７は表面保護強化材、４
０３は保護層、である。
【００５８】（発泡前駆体シート）エチレン酢酸ビニル
樹脂（酢酸ビニル１５重量％、メルトフローレイト９ｄ
ｇ／ｍｉｎ）を１００重量部、核剤として軽質の炭酸カ
ルシウム（１次粒径約３μｍ）を４０重量部、発泡剤と
してトリヒドラジノトリアジンを５重量部、架橋剤とし
てジクミルパーオキシドを１重量部、ステアリン酸を
０．５重量部、顔料としてカーボンブラック０．１重量
部を混合し、逆Ｌ型４本カレンダーを用いて０．５ｍｍ
の厚みのシートを用意した。
【００５９】（分離作業）太陽電池モジュールを２００
℃にて１時間加熱した。これにより、剥離層である発泡
体が１．２ｍｍの厚みを有する太陽電池モジュールを得
た。剥離層である発泡体部を外的な剥離力により破断
し、光起電力素子群を含むラミネート体と支持基板とを
分離した。
【００６０】〔実施例４〕実施例１と同様にして太陽電
池モジュールを得た。
【００６１】（分離作業）太陽電池モジュールを１５０
℃、１００％ＲＨ、５atmで１０時間保管した。次に支
持基板と裏面封止材間に機械的な剥離力を与え、光起電
力素子群を含むラミネート体、支持基板に分離した。そ
の後、保護層と表面封止材間に外的な剥離力を与え、光
起電力素子群を含むラミネート体から保護層を分離し
た。
【００６２】
【発明の効果】本発明の半導体装置は、半導体装置の基
体側で分離可能なので部材の再利用と廃棄が容易となり
作業効率が向上し、コストが下がる。特に太陽電池モジ
ュールの場合、長期の屋外での使用により、万が一、あ
る場所に製品使用上で問題が生じた場合においても、問
題の生じた部材だけを分離し、使用可能な部材を回収
し、再利用することができる。また、剥離層を熱可塑性
樹脂とすることで、加熱することによりラミネート体と
支持基板に分離することができる。加えて、剥離層を崩
壊型樹脂層または発泡体により設けることによって所定
の手段により容易に部材を分離することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ａは本発明のフイルム系太陽電池モジュール断
面図ｂは本発明のガラス系太陽電池モジュール断面図
【図２】本発明の加熱による太陽電池モジュール解体方
法を示す図。（実施例１）
【図３】本発明の剥離層309及び電子線による太陽電池
モジュール解体方法を示す図。（実施例２）
【図４】本発明の未発泡シート407及び加熱による太陽
電池モジュール解体方法を示す図。（実施例３）
【符号の説明】
１００ 入射光 １０１、２０１、３０１、４０１ 光起電力素子群 １０２、２０２、３０２、４０２ 表面封止材 ２０３、２０３、３０３、４０３ 保護層 １０４、２０４、３０４、４０４ 裏面封止材 １０５、２０５、３０５、４０５ 裏面絶縁材 １０６、２０６、３０６、４０６ 支持基板 １０７、２０７、３０７ 表面保護強化材 ２０８、３１０、４０８ ラミネート体 ３０９ 剥離層 ４１１ 発泡前駆体（発泡前駆体）シート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片岡 一郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 木曾 盛夫 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内

Claims (60)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基体、封止材、半導体素子を有する半導
    体装置において、前記半導体素子の前記基体側で分離で
    きることを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項２】 前記半導体装置が半導体素子を含むラミ
    ネート体と基体とに分離できることを特徴とする請求項
    １記載の半導体装置。
  3. 【請求項３】 保護層を有する前記半導体装置が半導体
    素子を含むラミネート体と前記保護層とに分離できるこ
    とを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
  4. 【請求項４】 前記半導体装置が剥離層を有することを
    特徴とする請求項１記載の半導体装置。
  5. 【請求項５】 前記剥離層が熱可塑性樹脂からなること
    を特徴とする請求項４記載の半導体装置。
  6. 【請求項６】 前記熱可塑性樹脂は非架橋であることを
    特徴とする請求項５記載の半導体装置。
  7. 【請求項７】 前記剥離層が崩壊型樹脂からなることを
    特徴とする請求項４記載の半導体装置。
  8. 【請求項８】 前記剥離層が発泡体もしくは発泡前駆体
    からなることを特徴とする請求項４記載の半導体装置。
  9. 【請求項９】 基体、封止材、半導体素子を有する半導
    体装置の作成方法において、前記半導体素子の基体側で
    分離できるように作成する工程を有することを特徴とす
    る半導体装置の作成方法。
  10. 【請求項１０】 前記半導体装置が半導体素子を含むラ
    ミネート体と基体とに分離できるように作成する工程を
    有することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の作
    成方法。
  11. 【請求項１１】 保護層を有する前記半導体装置が半導
    体素子を含むラミネート体と前記保護層とに分離できる
    ように作成する工程を有することを特徴とする請求項１
    記載の半導体装置の作成方法。
  12. 【請求項１２】 前記半導体装置が剥離層を有するよう
    に作成する工程を有することを特徴とする請求項１記載
    の半導体装置の作成方法。
  13. 【請求項１３】 前記剥離層が熱可塑性樹脂からなるこ
    とを特徴とする請求項１２記載の半導体装置の作成方
    法。
  14. 【請求項１４】 前記熱可塑性樹脂は非架橋であること
    を特徴とする請求項１３記載の半導体装置の作成方法。
  15. 【請求項１５】 前記剥離層が崩壊型樹脂からなること
    を特徴とする請求項１２記載の半導体装置の作成方法。
  16. 【請求項１６】 前記剥離層が発泡体もしくは発泡前駆
    体からなることを特徴とする請求項１２記載の半導体装
    置の作成方法。
  17. 【請求項１７】 基体、封止材、半導体素子を有する半
    導体装置の解体方法において、前記半導体の前記基体側
    で分離することを特徴とする半導体装置解体方法。
  18. 【請求項１８】 前記半導体装置を加熱する工程を含む
    ことを特徴とする請求項１７記載の半導体装置解体方
    法。
  19. 【請求項１９】 前記半導体装置を加熱加湿する工程を
    含むことを特徴とする請求項１７記載の半導体装置解体
    方法。
  20. 【請求項２０】 前記半導体装置が剥離層を有し、該剥
    離層を破断することにより構成部材を分離することを特
    徴とする請求項１７記載の半導体装置解体方法。
  21. 【請求項２１】 前記剥離層に電子線照射する工程を含
    むことを特徴とする請求項２０記載の半導体装置解体方
    法。
  22. 【請求項２２】 前記半導体装置が発泡前駆体を有し、
    該半導体装置を加熱して該発泡前駆体を発泡させて剥離
    層を形成することを特徴とする請求項２０記載の半導体
    装置解体方法。
  23. 【請求項２３】 保護層を有する前記半導体装置の前記
    保護層及び/又は基体を分離した後、前記半導体素子の
    表面及び/又は裏面に残存する前記封止材を除去する工
    程を含むことを特徴とする請求項１７記載の半導体装置
    解体方法。
  24. 【請求項２４】 前記封止材を除去する工程は酸、アル
    カリ、又は有機溶剤によることを特徴とする請求項２３
    記載の半導体装置解体方法。
  25. 【請求項２５】 基体、封止材、半導体素子を有する半
    導体装置において、前記光起電力素子の前記基体側で分
    離できることを特徴とする太陽電池モジュール。
  26. 【請求項２６】 前記太陽電池モジュールが光起電力素
    子を含むラミネート体と基体とに分離できることを特徴
    とする請求項２５記載の太陽電池モジュール。
  27. 【請求項２７】 前記太陽電池モジュールが光起電力素
    子を含むラミネート体と前記保護層とに分離できること
    を特徴とする請求項２５記載の太陽電池モジュール。
  28. 【請求項２８】 前記太陽電池モジュールが剥離層を有
    することを特徴とする請求項２５記載の太陽電池モジュ
    ール。
  29. 【請求項２９】 前記剥離層が熱可塑性樹脂からなるこ
    とを特徴とする請求項２８記載の太陽電池モジュール。
  30. 【請求項３０】 前記熱可塑性樹脂は非架橋であること
    を特徴とする請求項２９記載の太陽電池モジュール。
  31. 【請求項３１】 前記剥離層が崩壊型樹脂からなること
    を特徴とする請求項２８記載の太陽電池モジュール。
  32. 【請求項３２】 前記剥離層が発泡体もしくは発泡前駆
    体からなることを特徴とする請求項２８記載の太陽電池
    モジュール。
  33. 【請求項３３】 基体、封止材、光起電力素子、保護層
    を有する太陽電池モジュールにおいて、前記光起電力素
    子の前記基体側で分離できるように作成する工程を有す
    ることを特徴とする太陽電池モジュールの作成方法。
  34. 【請求項３４】 前記太陽電池モジュールが光起電力素
    子を含むラミネート体と支持基板とに分離できるように
    作成する工程を有することを特徴とする請求項３３記載
    の太陽電池モジュールの作成方法。
  35. 【請求項３５】 前記太陽電池モジュールが光起電力素
    子を含むラミネート体と保護層とに分離できるように作
    成する工程を有することを特徴とする請求項３３記載の
    太陽電池モジュールの作成方法。
  36. 【請求項３６】 前記太陽電池モジュールが剥離層を有
    するように作成する工程を有することを特徴とする請求
    項３３記載の太陽電池モジュールの作成方法。
  37. 【請求項３７】 前記剥離層が熱可塑性樹脂からなるこ
    とを特徴とする請求項３６記載の太陽電池モジュールの
    作成方法。
  38. 【請求項３８】 前記熱可塑性樹脂は非架橋であること
    を特徴とする請求項３７記載の太陽電池モジュールの作
    成方法。
  39. 【請求項３９】 前記剥離層が崩壊型樹脂からなること
    を特徴とする請求項３６記載の太陽電池モジュールの作
    成方法。
  40. 【請求項４０】 前記剥離層が発泡体もしくは発泡前駆
    体からなることを特徴とする請求項３６記載の太陽電池
    モジュールの作成方法。
  41. 【請求項４１】 基体、封止材、光起電力素子、保護層
    を有する太陽電池モジュールにおいて、前記光起電力素
    子の前記基体側で分離できることを特徴とする太陽電池
    モジュール解体方法。
  42. 【請求項４２】 前記太陽電池モジュールを加熱する工
    程を含むことを特徴とする請求項４１記載の太陽電池モ
    ジュール解体方法。
  43. 【請求項４３】 前記太陽電池モジュールを加熱加湿す
    る工程を含むことを特徴とする請求項４１記載の半導体
    装置解体方法。
  44. 【請求項４４】 前記太陽電池モジュールが剥離層を有
    し、該剥離層を破断することにより構成部材を分離する
    ことを特徴とする請求項４１記載の太陽電池モジュール
    解体方法。
  45. 【請求項４５】 前記剥離層に電子線照射する工程を含
    むことを特徴とする請求項４４記載の太陽電池モジュー
    ル解体方法。
  46. 【請求項４６】 前記太陽電池モジュールが発泡前駆体
    を有し、該太陽電池モジュールを加熱して該発泡前駆体
    を発泡させて剥離層を形成することを特徴とする請求項
    ４４記載の太陽電池モジュール解体方法。
  47. 【請求項４７】 前記太陽電池モジュールの保護層及び
    /又は支持基板を分離した後、前記光起電力素子の表面
    及び/又は裏面に残存する前記封止材を除去する工程を
    含むことを特徴とする請求項４１記載の太陽電池モジュ
    ール解体方法。
  48. 【請求項４８】 前記封止材を除去する工程は酸、アル
    カリ、又は有機溶剤によることを特徴とする請求項４７
    記載の太陽電池モジュール解体方法。
  49. 【請求項４９】 少なくとも基体、封止材、半導体素子
    からなる半導体装置において、前記半導体装置を加熱す
    ることにより基体、前記封止材、前記半導体素子のうち
    少なくとも１つが他の構成部材から分離可能であること
    を特徴とする半導体装置。
  50. 【請求項５０】 少なくとも基体、封止材、半導体素子
    からなる半導体装置において、前記半導体装置を加熱加
    湿することにより基体、前記封止材、前記半導体素子の
    うち少なくとも１つが他の構成部材から分離可能である
    ことを特徴とする半導体装置。
  51. 【請求項５１】 少なくとも基体、封止材、半導体素子
    からなる半導体装置において、前記半導体装置に電子線
    を照射することにより基体、前記封止材、前記半導体素
    子のうち少なくとも１つが他の構成部材から分離可能で
    あることを特徴とする半導体装置。
  52. 【請求項５２】 少なくとも基体、封止材、半導体素子
    からなる半導体装置において、前記半導体装置を液体に
    浸漬することにより基体、前記封止材、前記半導体素
    子、前記保護層のうち少なくとも１つが他の構成部材か
    ら分離可能であることを特徴とする半導体装置。
  53. 【請求項５３】 少なくとも基体、封止材、光起電力素
    子からなる太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池
    モジュールを加熱することにより基体、前記封止材、前
    記光起電力素子のうち少なくとも１つが他の構成部材か
    ら分離可能であることを特徴とする太陽電池モジュー
    ル。
  54. 【請求項５４】 少なくとも基体、封止材、光起電力素
    子からなる太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池
    モジュールを加熱加湿することにより基体、前記封止
    材、前記光起電力素子のうち少なくとも１つが他の構成
    部材から可能であることを特徴とする太陽電池モジュー
    ル。
  55. 【請求項５５】 少なくとも基体、封止材、光起電力素
    子からなる太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池
    モジュールに電子線を照射することにより基体、前記封
    止材、前記光起電力素子のうち少なくとも１つが他の構
    成部材から分離可能であることを特徴とする太陽電池モ
    ジュール。
  56. 【請求項５６】 少なくとも基体、封止材、光起電力素
    子からなる太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池
    モジュールを液体に浸漬することにより基体、前記封止
    材、前記光起電力素子のうち少なくとも１つが他の構成
    部材から分離可能であることを特徴とする太陽電池モジ
    ュール。
  57. 【請求項５７】 少なくとも基体、封止材、半導体素子
    からなる半導体装置の解体方法において、前記半導体装
    置を加熱することにより基体、前記封止材、前記半導体
    素子のうち少なくとも１つが他の構成部材から分離する
    ことを特徴とする半導体装置の解体方法。
  58. 【請求項５８】 少なくとも基体、封止材、半導体素子
    からなる半導体装置の解体方法において、前記半導体装
    置を加熱加湿することにより基体、前記封止材、前記半
    導体素子のうち少なくとも１つが他の構成部材から分離
    することを特徴とする半導体装置の解体方法。
  59. 【請求項５９】 少なくとも基体、封止材、半導体素子
    からなる半導体装置の解体方法において、前記半導体装
    置に電子線を照射することにより基体、前記封止材、前
    記半導体素子のうち少なくとも１つが他の構成部材から
    分離することを特徴とする半導体装置。
  60. 【請求項６０】 少なくとも基体、封止材、半導体素子
    からなる半導体装置の解体方法において、前記半導体装
    置を液体に浸漬することにより基体、前記封止材、前記
    半導体素子、前記保護層のうち少なくとも１つが他の構
    成部材から分離することを特徴とする半導体装置。
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