JPS6257268B2 - - Google Patents

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JPS6257268B2
JPS6257268B2 JP56116046A JP11604681A JPS6257268B2 JP S6257268 B2 JPS6257268 B2 JP S6257268B2 JP 56116046 A JP56116046 A JP 56116046A JP 11604681 A JP11604681 A JP 11604681A JP S6257268 B2 JPS6257268 B2 JP S6257268B2
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JP
Japan
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solar cell
mold
module
lower mold
pressure
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JP56116046A
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English (en)
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JPS5817684A (ja
Inventor
Shigeru Maruyama
Noboru Kosho
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd, Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP56116046A priority Critical patent/JPS5817684A/ja
Publication of JPS5817684A publication Critical patent/JPS5817684A/ja
Publication of JPS6257268B2 publication Critical patent/JPS6257268B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F19/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
    • H10F19/80Encapsulations or containers for integrated devices, or assemblies of multiple devices, having photovoltaic cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

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  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、太陽電池の封止方法、特に封止材料
として熱可塑性樹脂シートを用いる太陽電池の封
止方法に関する。 一般に、太陽電池の封止には、透明度、耐候性
が良好で封止性能の良好なシリコーン樹脂が用い
られている。しかしながら、このシリコーン樹脂
は、数千円/Kg以上と高価であること、またその
使用態様が注型法であるために時間と工数がかか
るという欠点がある。これに対して、本出願人
は、同日付けの特許出願(発明の名称:太陽電池
の封止方法)において、シリコーン樹脂シートに
代えてある種の熱可塑性樹脂シートを封止材料と
して用いる太陽電池のモジユール化方法を提案し
た。 従来、これらの熱可塑性樹脂シートを用いて太
陽電池を封止するのに有効な製造装置は報告され
ていない。類似のものとして、2枚のガラスの間
にポリビニルブチラール(PVB)樹脂を圧着した
自動車のフロントガラスの製造装置が知られてい
る。この装置による製造工程は、シートの自己融
着防止剤の除去を目的とした前処理(洗浄、調
湿)、ロールによる予備圧着、オートクレーブに
よる本圧着の工程から構成されている。この装置
を用いて、熱可塑性樹脂シートを用いる太陽電池
のモジユール化方法を行なつた結果、気泡の残
留、電池セルの破損が発生するなどの欠点がある
ことが判明した。 したがつて、本発明は、熱可塑性樹脂シートを
封止材料として用いる太陽電池モジユールの製造
に特に適した太陽電池の封止方法を提供すること
を目的とする。 しかして、本発明によれば、加熱手段が内蔵さ
れ、かつ加減圧用配管が設けられた上型と、加熱
手段が内蔵され、かつ表面にガス抜き溝を有する
下型と、前記上型の表面に突起部を介在させて張
られた圧着用膜と、前記下型の裏面に連結され
て、この下型を上方に移動して上型と合わせ得る
型締機構とを備えるモジユール化装置を用い、上
記上・下型を加熱した状態で下型上に太陽電池を
載置し、型締機構を用いて上・下型を合わせた圧
着用膜と下型の間に前記モジユールを挟み、上・
下型を共に減圧し、ガス抜き終了後上型を加圧し
てモジユールを圧着し、しかる後上・下型内を常
圧に戻して下型を下降させることを特徴とする太
陽電池の封止方法が提供される。 本発明の装置は、上述のように、本出願人に係
る同日付けの特許出願に記載の太陽電池モジユー
ルの製作方法に特に適用することができる。この
特許出願には、表面材/透明熱可塑性樹脂シー
ト/太陽電池セル/熱可塑性樹脂シート/裏面材
の順に構成された太陽電池モジユール素材を減圧
下に付して該モジユール素材中の空気などのガス
を除去した後、熱可塑性樹脂の融点以上の温度で
弾性体により加圧し圧着することによつて一体化
することからなる太陽電池モジユールの製作方法
が記載されている。この方法では、太陽電池モジ
ユール素材は、一般に10mmHg以下の減圧下に置
かれ、そして1〜5Kg/cm2ゲージ圧下に圧着され
て一体化された太陽電池モジユールが形成され
る。ここで、太陽電池モジユール素材(以下、単
にモジユール素材ともいう)とは、太陽電池モジ
ユールに一体化する前の、表面材/透明熱可塑性
樹脂シート/太陽電池セル/熱可塑性樹脂シー
ト/裏面材の順に重ね合された構成体をいう。 上記のような太陽電池モジユール素材の表面材
としては、透明で機械的強度の大きい各種の材料
を用いることができる。例えば、このような材料
としては、ガラス板、各種のガラス繊維強化プラ
スチツク(FRP)、例えばガラス繊維強化された
ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホ
ン、ポリアセタールなどの樹脂板があげられる。
また、ガラス繊維強化してない透明なエポキシ、
不飽和ポリエステル、アクリル系、テフロンなど
の樹脂板も用いることができる。表面材の厚さは
任意に選定できる。 表面材と太陽電池セルとの間に挿入される熱可
塑性樹脂シートは、透明であると同時に表面材及
び太陽電池セルに対して良好な熱融着性を有する
ことが重要である。このような透明熱可塑性樹脂
シートとしては、ポリビニルブチラール
(PBV)、エチレン―酢酸ビニル共重合体
(EVA)、エチレン―メタクリル酸共重合体アイ
オノマー(EMAアイオノマー)、ポリメタクリル
酸メチル(PMMA)、その他のポリメタクリレー
ト樹脂などのシートである。シートの厚さは広範
囲で選定できるが、好ましくは10μm〜2mmであ
る。 本発明の方法でモジユール化できる太陽電池セ
ルとしては多くのものがあげられる。例えば、単
結晶Siセル、Siリボン結晶セル、Si基板多結晶Si
セル、SUS基板アモルフアスSiセル、ガラス基板
アモルフアスSiセルなどを配線してなるものがあ
げられる。 太陽電池セルと裏面材の間に挿入される熱可塑
性樹脂シートは、双方に対して良好な熱融着性を
示すことが重要である。このような熱可塑性樹脂
シートは、前述した透明熱可塑性樹脂と同じであ
つてもよい。他の熱融着性の良い樹脂シートも用
いることができる。シートの厚さは任意でよい
が、好ましくは10μm〜2mmである。 裏面材としては多くの材料を用いることができ
る。このような材料としては、テフロン、
PBT、ポリエステルなどの10μ〜1mm厚の熱可
塑性フイルム、チタンホワイトなどの無機質充填
剤含有熱可塑性フイルム、アルミなどの金属箔と
ラミネートした熱可塑性フイルム、10〜100μm
のアルミ、銅などの金属箔フイルム、ガラス、ア
ルミ、鉄などの金属板、コンクリート、石綿など
の無機質系の板、木材の板などがあげられる。 本発明の封止方法は、前記のような熱可塑性樹
脂シートを封止材料として用いる太陽電池モジユ
ール素材を圧着し一体化して太陽電池モジユール
とするのに特に好適である。本発明でモジユール
化された太陽電池では、気泡の残留が認められ
ず、また室温又は高温放置試験でも気泡の発生
(二次発泡)やその増加も認められない。さら
に、モジユール化が弾性を有する圧着用膜によつ
て行なわれるために太陽電池セルの破損が何ら起
らないという利点もある。 ここで、本発明の封止方法の詳細を説明すると
共に、これを用いる太陽電池モジユールの製造例
を示す。 第1図は、本発明に用いられる好ましい太陽電
池モジユール製造装置の具体例を示す図である。
本装置は、加熱と圧力調節ができる上型1と、同
じく加熱と圧力調整ができ且つモジユール素材5
中のガスを抜くための溝4を有する下型2と、上
型と下型の中間にあつて太陽電池モジユールを圧
着するための弾性を有する圧着用膜3と、下型を
上下させて型を密閉、開放するための型締機構1
4からなつている。 上型1には加熱手段、例えばヒーター線6が配
置されており、また突起部15が空間A部を形成
するように設けられ、その先端にゴムパツキン1
3により弾性を有する圧着用膜3が取付けられて
いる。圧着用膜としては、好ましくは耐熱性ゴム
膜が用いられる。この圧着用膜3と突起部15に
より形成される空間A部内の圧力は、減圧用配管
7及び加圧用配管8により調節することができ
る。 同様に、下型2には加熱手段、例えばヒーター
線6が配置されており、そしてモジユール素材中
の空気などのガスを抜くためのガス抜溝4が設け
られている。ガス抜溝4は減圧用配管7′に接続
している。ガス抜溝は、各種の態様で下型表面に
形成することができる。その一具体例を下型の正
面図として第2図に示す。 ここで、第3図に示すようなガラス10/PVB
シート11/太陽電池セル9/PVBシート11/
白色テフロンフイルム(テドラーフイルム)12
の重ね合せ構造の太陽電池モジユール素材を用い
るモジユール化を例にして、本発明に用いられる
装置の作動について説明する。 まず、上型1と下型2をヒーター線6によつて
80℃の温度に保つ。次に太陽電池モジユール素材
5をそのテフロンフイルム12を上にして下型2
に置く。型締機構14により下型2を上昇させて
上型と下型とを合せる。突起部15は下型2と接
触して空間Bを形成する。空間A部とB部とをそ
れぞれ同時に10mmHg以下に減圧用配管7及び
7′により減圧する。A部及びB部の減圧保持時
間は、太陽電池モジユールによつて変わり、モジ
ユールの大きさが600〜2000cm2では、一般に2分
間程度が好ましい。この時間が短いと、モジユー
ル素材中の空気などのガスが抜けきらず、気泡発
生の原因となる。 次に、B部を10mmHg以下に保つたまま(減圧
用配管7′により引き続ける)、A部の減圧を止
め、そして加圧用配管8によりA部のみを1Kg/
cm2ゲージ圧に3分間加圧する。これにより太陽電
池モジユール5は圧着用膜3によつて圧着され
る。この場合に、下型にガス抜溝がないと、圧着
用膜は下型面に密着し、モジユール素材5の空気
がそれ以上抜けなくなる。A及びB部を常圧に戻
し、下型を下降させてモジユールを取り出し、室
温まで冷却する。 このように一体化された太陽電池モジユール
は、この後、必要に応じて樹脂とガラス及びテフ
ロンフイルムとの接着性を向上させるために後加
熱処理に付され、枠を取り付けて製品とされる。 以上のようにして製作された太陽電池モジユー
ルは、気泡の残留がなく、外観、セル特性ともに
良好であつた。また、この太陽電池セルは、80℃
〜40℃、10サイクルのヒートサイクル試験、80
℃、200時間の高温放置試験、1000時間のウエザ
ロメーターによる試験を行なつても二次発泡など
の外観変化、セル特性の低下は認められなかつ
た。 比較のために、第4図に示すようなナイロン繊
維強化テフロン系ゴム製(厚さ2mm)の袋2と真
空系配管4とゴム製の袋を加熱するための炉(図
示してない)からなる装置を用いて、第3図に示
すガラス/PVB/太陽電池セル/PVB/テドラー
フイルムの構成に重ね合せたモジユール素材を次
の条件によりモジユール化した。モジユール素材
をゴム製の袋に入れ、入口をクリツプ等で機械的
にシールする。袋の中を真空にした後、150℃に
保つた加熱炉の中に入れ、30分間放置する。袋を
加熱炉より取り出し、冷却する。これらの間、袋
を真空ポンプにより引き続ける。次いで、袋の中
を常圧に戻し、製品モジユールを袋から取出す。 このような装置により圧着したモジユール中に
はわずかに気泡の残留が認められる。この原因
は、真空にすると同時にゴム袋がモジユールに密
着し、PVBが大気圧で圧着され、モジユール周囲
が空気の抜ける前に圧着封じ込められ、モジユー
ル素材中の空気はそれ以上抜けなくなるためと考
えられる。また、ゴム製の袋がモジユール素材に
密着するためにモジユールの取出しの作業性が非
常に悪い。このモジユール化装置によつて製作さ
れた太陽電池モジユールをさらにオートクレーブ
中で温度150℃、加圧力5Kg/cm2、時間30分の条
件で処理したところ、モジユール中の気泡は消失
した。しかし、このモジユールは室温放置(1〜
2日)試験で、PVBとテドラーフイルムとの間に
気泡が発生したことが認められた。 さらに、比較のために、第1図に示す装置のう
ち圧着用膜3が無い装置を用い、第3図に示すガ
ラス/PVB/太陽電池セル/PVB/テドラーフイ
ルムの構成の太陽電池モジユール素材を次の条件
下でモジユール化した。 上型と下型の温度を80℃に設定する。第2図に
示す構成の太陽電池モジユール素材5をフイルム
12を上にして下型に載せる。下型を上昇させて
上型と合せる。空間A及びBを真空(10mmHg以
下)に2分間保つ。次に、A及びB部を1Kg/cm2
ゲージの圧力にし、10分間保持する。次いで、A
及びB部を常圧に戻し、下型を下降させて製品モ
ジユールを取り出す。このようにして製作された
モジユールは大きな気泡を多量に含有する。これ
をオートクレーブ中で150℃、1Kg/cm2ゲージ圧
で30分間処理してもモジユール中に大きな気泡が
残留し、またフイルムのしわが認められた。この
理由は、空気による加圧ではモジユール周囲がシ
ールされず、加圧により空気がモジユールの中に
入るためと考えられる。 以上の結果を表に要約する。
【表】 以上のように、本発明の方法によれば、次のよ
うな利点が得られる。 1 製品モジユール中に気泡の残留が全くなく、
また80℃高温放置試験などでも二次発泡は全く
認められない。 2 従来技術のロール法などと比較して、オート
クレーブによる加熱加圧処理を行なう必要がな
い。 3 圧着用膜としてゴム弾性体を使用してモジユ
ール全面を均一に加圧するために太陽電池セル
の特性の低下やその破損が全くない。 4 型締機構により型を移動できるので素材及び
製品の出入れが容易である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に用いられる太陽電池モジユ
ール化装置の一具体例の断面図である。第2図
は、第1図の装置に用いられる下型の正面図であ
る。第3図は、本発明に用いられる装置で製作さ
れる太陽電池モジユールの上面図A及び断面図B
である。第4図は、比較のための太陽電池モジユ
ール化装置の断面図である。 1:上型、2:下型、3:圧着用膜、4:溝、
5:モジユール素材、9:太陽電池セル、11:
樹脂シート、14:型締機構。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 加熱手段が内蔵され、かつ加減圧用配管が設
    けられた上型と、加熱手段が内蔵され、かつ表面
    にガス抜き溝を有する下型と、前記上型の表面に
    突起部を介在させて張られた圧着用膜と、前記下
    型の裏面に連結されて、この下型を上方に移動し
    て上型と合わせ得る型締機構とを備えるモジユー
    ル化装置を用い、上記上・下型を加熱した状態で
    下型上に太陽電池を載置し、型締機構を用いて
    上・下型を合わせた圧着用膜と下型の間に前記モ
    ジユールを挟み、上・下型を共に減圧し、ガス抜
    き終了後上型を加圧してモジユールを圧着し、し
    かる後上・下型内を常圧に戻して下型を下降させ
    ることを特徴とする太陽電池の封止方法。
JP56116046A 1981-07-24 1981-07-24 太陽電池の封止方法 Granted JPS5817684A (ja)

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