ラミネート装置及びこれを用いた太陽電池モジュールの製造方法
【課題】太陽電池モジュールの構成部材をラミネートするときに、構成部材同士のズレや、ガラス基板の割れ等の問題を防止することができるラミネート装置及びこれを用いた太陽電池モジュールの製造方法を提供する。
【解決手段】太陽電池モジュールの構成部材が重ね合わされた被加工物８０をヒータ板４０上に載置し、該ヒータ板で前記被加工物８０を加熱しながら可撓性シート２０を下降させて上方から加圧することにより前記被加工物８０をラミネート加工するラミネート加工工程を行うラミネート装置において、前記ヒータ板４０と前記可撓性シート２０との間の前記被加工物８０の周囲のいずれかの箇所に、前記ラミネート加工工程中に前記可撓性シート２０が前記被加工物の上面端部から垂れ下がることを防止するスペーサ５０を設けたことを特徴とする。
【解決手段】太陽電池モジュールの構成部材が重ね合わされた被加工物８０をヒータ板４０上に載置し、該ヒータ板で前記被加工物８０を加熱しながら可撓性シート２０を下降させて上方から加圧することにより前記被加工物８０をラミネート加工するラミネート加工工程を行うラミネート装置において、前記ヒータ板４０と前記可撓性シート２０との間の前記被加工物８０の周囲のいずれかの箇所に、前記ラミネート加工工程中に前記可撓性シート２０が前記被加工物の上面端部から垂れ下がることを防止するスペーサ５０を設けたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラミネート装置及びこれを用いた太陽電池モジュールの製造方法に関し、特に、太陽電池モジュールの構成部材が積層された被加工物をヒータ板上に載置し、該ヒータ板で前記被加工物を加熱しながら可撓性シートを下降させて上方から加圧することにより前記被加工物をラミネート加工するラミネート装置及びこれを用いた太陽電池モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、太陽電池セルを複数枚接続して必要な電圧と電流を取得できるようにしたパネル状の太陽電池モジュールが知られている。一般的な太陽電池モジュールは、太陽電池素子または太陽電池素子が成膜されたガラス基板が、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）やＰＶＢ（ポリビニルブチラール）等の充填材によって、カバーガラスに貼り合わされた構成となる。
【０００３】
これらの充填材を用いた太陽電池モジュールの製造工程には、カバーガラス、充填材、太陽電池素子が成膜されたガラス基板を、それぞれこの順に重ね合わせ、その後、これらをラミネート装置で真空加熱することにより、充填材を介してカバーガラスと太陽電池素子が成膜されたガラス基板とを固着させるラミネート工程がある。
【０００４】
かかるラミネート工程を行うために、装置内部をダイヤフラムにより仕切った上チャンバと、上チャンバに対向する位置に設置され、内部にヒータ板が配置された下チャンバとを有するラミネート装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ここで、図１を参照して、従来の太陽電池モジュールのラミネート工程を説明する。図１は、従来のラミネート装置によるラミネート工程を説明するための図である。
【０００６】
図１に示すように、従来のラミネート装置は、ダイヤフラム１２０と呼ばれる可撓性シートを備える上チャンバ１１０と、ヒータ板１４０を備える下チャンバ１３０とで構成されている。ラミネート工程ではまず、下チャンバ１３０のヒータ板１４０の上に、カバーガラス、充填材、太陽電池素子、ガラス基板等の太陽電池モジュールの構成部材を重ね合わせた被加工物１８０が載置される。
【０００７】
図２は、従来のラミネート工程の具体的手順を説明するための図である。図２（Ａ）は、上チャンバ１１０と下チャンバ１３０とを密閉した状態を示した図である。図２（Ａ）に示すように、下チャンバ１３０に上チャンバ１１０を被せることで、太陽電池モジュールの構成部材からなる被加工物１８０を密閉する。
【０００８】
図２（Ｂ）は、脱泡工程を示した図である。図２（Ａ）で示したように上チャンバ１１０と下チャンバ１３０を密閉した後、脱泡工程においては、ヒータ板１４０によって被加工物１８０を加熱するとともに、下チャンバ１３０と上チャンバ１１０とで形成された密閉空間を、真空装置を使って真空状態にする。具体的には、上チャンバ１１０と下チャンバ１３０で形成された密閉空間は、上チャンバ１１０の排気口１１１と、下チャンバ１３０の排気口１３１から真空ポンプ等の真空装置により真空排気される。これにより、被加工物１８０の各構成部品は脱泡される。また、脱泡工程においては、ダイヤフラム１２０は、上チャンバ１１０の内壁に吸い寄せられた状態となる。
【０００９】
図２（Ｃ）は、ラミネート加工工程を示した図である。ラミネート加工工程においては、被加工物１８０が存在するダイヤフラム１２０より下方の密閉空間を真空状態に保った状態で、ダイヤフラム１２０と上チャンバ１１０の内壁に囲まれた密閉空間を大気開放する。これにより、ダイヤフラム１２０が太陽電池モジュールの構成部材からなる被加工物１８０を加圧し、太陽電池モジュールをラミネート加工する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−１４７２５５号公報
【特許文献２】特開２０１０−９４８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来のラミネート工程のラミネート加工工程においては、ダイヤフラム１２０が被加工物１８０を加圧する際、被加工物１８０に横方向に引っ張る応力が作用するため、重ね合わせた太陽電池モジュールの構成部材同士の隙間において、各構成部材同士でズレが発生し易いという問題があった。また、被加工物１８０の上面端部には下方向に引っ張る応力も作用するため、上面端部において破損が発生し易いという問題もあった。
【００１２】
図３は、従来のラミネート加工工程の問題点を説明するための図である。図３（Ａ）は、太陽電池モジュールの構成部材同士にズレが生じる現象について説明するための図である。図３（Ａ）において、被加工物１８０は、太陽電池モジュールの構成部材であるカバーガラス１８１と、充填材１８２と、太陽電池素子１８３が形成されたガラス基板１８４とを備え、これらが積み重ねられて構成されている。図３（Ａ）に示すように、従来のラミネート加工工程においては、ダイヤフラム１２０が太陽電池モジュールの構成部材１８１〜１８４を加圧する際、ダイヤフラム１２０がヒート板１４０方向に引っ張られ、太陽電池モジュールの構成部材１８１〜１８４の端部において沈み込む。よって、図３（Ａ）に示すように、重ね合わせた構成部材１８１〜１８４の端部において下方向の力が作用し、太陽電池モジュールの構成部材１８１〜１８４同士の間において横方向の力が作用する。そのため、図３（Ａ）に示すように、ダイヤフラム１２０の沈み込みによって、ダイヤフラム１２０と接する構成部材１８４が移動してしまい、結果、構成部材１８１〜１８４同士でズレが生じる。この部材の移動という問題は、充填材を介して２枚のガラス板を貼り合わせた薄膜系太陽電池モジュールの構造に限らず、ガラス板と保護シートとの間に結晶系シリコン等の太陽電池素子を、充填材を介して封入した結晶系太陽電池モジュールの構造にも生じる問題である。
【００１３】
図３（Ｂ）は、太陽電池モジュールの端部に破損が発生する現象について説明するための図である。図３（Ｂ）に示す通り、カバーガラス１８１とガラス基板１８４との間に充填材１８２を介して太陽電池素子１８３が封止された太陽電池モジュールをラミネートする場合、上述したダイヤフラム１２０の沈み込みがガラス基板１８４を撓ませる。その結果、ガラス基板１８４に割れが発生することになる。
【００１４】
なお、ラミネート加工工程を行う前の密閉空間を真空排気する脱泡工程において、前のラミネート加工時の熱が残って高温となったダイヤフラム１２０が垂れ下がり、被加工物に接触して充填材を溶融させてしまうことを防止するために、被加工物の搬入方向に平行に棒状の接触防止部材を設け、真空引き時のダイヤフラム１２０の垂れ下がりによる被加工物への接触を防止するようにしたラミネート装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【００１５】
しかしながら、特許文献２に記載されたラミネート装置においては、真空引きが終了してラミネート加工工程を行うときには、ダイヤフラムがヒータには接触はしないものの、被加工物の上面端部から垂れ下がるような状態となり、やはり被加工物の上面端部に下方向の引っ張り応力が作用し、太陽電池モジュールの構成部材同士のズレや破損を防止することができないという問題があった。
【００１６】
そこで、本発明は、太陽電池モジュールの構成部材をラミネートするときに、構成部材同士のズレや、ガラス基板の割れ等の問題を防止することができるラミネート装置及びこれを用いた太陽電池モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明の一実施形態に係るラミネート装置は、太陽電池モジュールの構成部材が重ね合わされた被加工物をヒータ板上に載置し、該ヒータ板で前記被加工物を加熱しながら可撓性シートを下降させて上方から加圧することにより前記被加工物をラミネート加工するラミネート加工工程を行うラミネート装置において、
前記ヒータ板と前記可撓性シートとの間の前記被加工物の周囲のいずれかの箇所に、前記ラミネート加工工程中に前記可撓性シートが前記被加工物の上面端部から垂れ下がることを防止するスペーサを設けたことを特徴とする。
【００１８】
また、前記スペーサは、前記被加工物の高さ以上の高さを有してもよい。
【００１９】
また、前記スペーサは、樹脂から構成されてもよい。
【００２０】
また、前記スペーサは、中空構造であってもよい。
【００２１】
また、前記スペーサは、前記可撓性シートの下面に設けられた凸部材であってもよい。
【００２２】
また、前記可撓性シートは、ダイヤフラムであってもよい。
【００２３】
また、前記可撓性シートは、ダイヤフラムの下方に設けられた剥離シートであってもよい。
【００２４】
また、前記被加工物が載置された状態で前記ヒータ板上に前記被加工物を搬送する搬送シートを更に有し、
前記スペーサは、該搬送シート上に設けられた凸部材であってもよい。
【００２５】
また、前記スペーサは、前記被加工物の対向する２辺を外側から挟むように配置されてもよい。
【００２６】
また、前記スペーサは、前記被加工物の周囲全体を覆うように配置されてもよい。
【００２７】
また、前記ヒータ板は、複数の前記被加工物を載置できる面積を有し、
前記スペーサは、各々の前記被加工物に設けられてもよい。
【００２８】
本発明の他の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法は、太陽電池モジュールの構成部材が重ね合わされた被加工物をヒータ板上に載置し、該ヒータ板で前記被加工物を加熱しながら可撓性シートを下降させて上方から加圧することにより前記被加工物をラミネート加工するラミネート加工工程を有する太陽電池モジュールの製造方法において、
前記ヒータ板と前記可撓性シートとの間の前記被加工物の周囲のいずれかの箇所に、前記可撓性シートが前記被加工物の上面端部から垂れ下がることを防止するスペーサを設けて前記ラミネート加工工程を行うことを特徴とする。
【００２９】
また、前記スペーサは、前記被加工物の高さ以上の高さを有してもよい。
【００３０】
また、前記スペーサは、樹脂から構成されてもよい。
【００３１】
また、前記スペーサは、中空構造であってもよい。
【００３２】
また、前記スペーサは、前記可撓性シートの下面に設けられた凸部材であってもよい。
【００３３】
また、前記可撓性シートは、ダイヤフラムであってもよい。
【００３４】
また、前記可撓性シートは、ダイヤフラムの下方に設けられた剥離シートであってもよい。
【００３５】
また、前記被加工物は搬送シート上に載置された状態で前記ヒータ板上に搬送され、
前記スペーサは、前記搬送シート上に設けられた凸部材であってもよい。
【００３６】
また、前記スペーサを、前記被加工物の対向する２辺を外側から挟むように配置してもよい。
【００３７】
また、前記スペーサを、前記被加工物の周囲全体を覆うように配置してもよい。
【００３８】
また、前記ヒータ板上に、複数の前記被加工物を載置し、
前記スペーサを、各々の前記被加工物に設けてもよい。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、被加工物に接触するダイヤフラム等の可撓性シートがヒート板方向に垂れ下がることを防止でき、被加工物に不要な応力が加わることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】従来のラミネート装置によるラミネート工程の説明図である。
【図２】従来のラミネート工程の具体的手順の説明図である。図２（Ａ）は、上チャンバ１１０と下チャンバ１３０とを密閉した状態を示した図である図２（Ｂ）は、脱泡工程を示した図である。図２（Ｃ）は、ラミネート加工工程を示した図である。
【図３】従来のラミネート加工工程の問題点の説明図である。図３（Ａ）は、太陽電池モジュールの構成部材同士にズレが生じる現象の説明図である。図３（Ｂ）は、太陽電池モジュールの端部に破損が発生する現象の説明図である。
【図４】本発明の実施例１に係るラミネート装置の一例を示した断面構成図である。
【図５】被加工物の端部とスペーサを拡大して示した断面構成図である。
【図６】本発明の実施例２に係るラミネート装置の一例を示した断面構成図である。
【図７】本発明の実施例２に係る太陽電池モジュールの製造方法の説明図である。図７（Ａ）は、上チャンバと下チャンバとを密封した状態を示した図である。図７（Ｂ）は、脱泡工程の一例を示した図である。図７（Ｃ）は、ラミネート加工工程の一例を示した図である。
【図８】本発明の実施例３に係るラミネート装置の一例を示した断面構成図である。
【図９】本発明の実施例４に係るラミネート装置の一例を示した断面構成図である。
【図１０】本発明の実施例５に係るラミネート装置の一例を示した断面構成図である。
【図１１】本発明の実施例６に係るラミネート装置のスペーサの平面構成の一例を示した図である。
【図１２】本発明の実施例７に係るラミネート装置のスペーサの平面構成の一例を示した図である。
【図１３】本発明の実施例８に係るラミネート装置の一例を示した断面構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。
【実施例１】
【００４２】
図４は、本発明の実施例１に係るラミネート装置の一例を示した断面構成図である。図４において、実施例１に係るラミネート装置は、上チャンバ１０と、ダイヤフラム２０と、下チャンバ３０と、ヒータ板４０と、スペーサ５０とを備える。また、上チャンバ１０は排気口１１を備え、下チャンバ３０は排気口３１を備える。また、図４において、関連構成要素として被加工物８０が示されている。
【００４３】
被加工物８０は、ラミネート加工を施す対象物であり、太陽電池モジュールの構成部材が重ね合わされた状態となっている。太陽電池モジュールの構成部材は、カバーガラス、充填材、太陽電池素子、ガラス基板等を含んでよく、上述の順序で下から積み重ねられてよい。太陽電池素子は、ガラス基板上に成膜されて形成され、実質的にガラス基板と一体となっている。よって、ラミネート工程においては、充填材を溶融させて加圧し、カバーガラスとガラス基板とを接着する加工を行う。また、図４においては、被加工物８０が２つ同時にラミネート加工される状態が示されている。このように、複数個の被加工物８０を同時にラミネート加工するようにしてもよい。
【００４４】
上チャンバ１０は、被加工物８０を上から覆うことにより、下チャンバ３０とともに密閉空間を形成する筐体である。同様に、下チャンバ３０は、被加工物８０を下から囲むことにより、上チャンバ１０とともに密閉空間を形成する筐体である。よって、上チャンバ１０と下チャンバ３０は、両者が重なり合うことにより、内部に密閉空間が形成されるように、両者の接触部分が合同となるように構成されている。上チャンバ１０及び下チャンバ３０は、被加工物８０を内部に収容する密閉空間を形成できれば、種々の形状及び材料から構成されることができる。例えば、太陽電池モジュールの構成部材が重ね合わされた被加工物８０は、長方形に構成される場合が多い。よって、上チャンバ１０及び下チャンバ３０は、長方形の被加工物８０を容易に収容可能なように、長方形に構成されてもよい。
【００４５】
また、上チャンバ１０及び下チャンバ３０は、図４に示すように、複数の被加工物８０を同時にラミネート加工する場合には、複数の被加工物８０を収容可能な大きさに構成される。また、上チャンバ１０及び下チャンバ３０の材料は、金属等の種々の材料を用いることができる。
【００４６】
上チャンバ１０は、ダイヤフラム２０を下側に備えている。ダイヤフラム２０は、上チャンバ１０と下チャンバ３０で形成される密閉空間を２つの空間１２、３２に仕切るように、上チャンバ１０の内壁の下側に設けられている。ダイヤフラム２０の上方は、上チャンバ１０の内壁と上面内側とで閉じられた空間１２を形成している。また、上チャンバ１０の上面には、空間１２と連通する排気口１１が設けられており、空間１２の真空排気や大気開放が可能なように構成されている。
【００４７】
同様に、下チャンバ３０も底面に排気口３１を備えており、密閉時におけるダイヤフラム２０より下方の空間３２の圧力を調整できるように構成されている。排気口１１、３１から同時に真空排気を行うことにより、被加工物８０の脱泡を行うことができ、図２（Ｂ）において説明した脱泡工程を行うことができる。
【００４８】
ダイヤフラム２０は、被加工物８０を上方から加圧するための媒介手段である。ダイヤフラム２０は、可撓性シートから構成されてよく、例えば、ゴムのような弾性を有する材料から構成されてよい。ダイヤフラム２０の厚さは、用途により種々の厚さとされてよいが、例えば、２〜４ｍｍの厚さに構成されてもよい。
【００４９】
ダイヤフラム２０の上方の空間１２には、上述のように排気口１１が設けられているので、空間１２の圧力を真空排気と大気開放により制御することができる。上述の脱泡工程の後、排気口１１を大気開放し、排気口３１を真空排気すれば、ダイヤフラム２０を下降させて大気圧で被加工物８０を加圧することができ、被加工物８０をラミネート加工するラミネート加工工程を行うことができる。
【００５０】
下チャンバ３０は、底面上にヒータ板４０を備える。ヒータ板４０は、支持脚４１により支持されて構成される。ヒータ板４０は、上チャンバ１０と下チャンバ３０との接触面付近に上面が到達するように構成されており、ヒータ板４０上の被加工物８０をダイヤフラム２０により加圧することが可能な構成となっている。ヒータ板４０は、平板状に構成され、上面に被加工物８０が載置可能なように構成されている。ヒータ板４０上には、被加工物８０が載置され、ヒータ板４０が加熱されて一定温度に保たれた状態でダイヤフラム２０を下降させて加圧を行い、被加工物８０のラミネート加工を行う。ラミネート加工工程におけるヒータ板４０は、被加工物８０や加工条件に応じて適切に定められてよいが、例えば、１８０℃前後に設定されてもよい。ヒータ板４０で被加工物８０を加熱することにより、被加工物８０の充填材を溶融させることができ、この状態でダイヤフラム２０を用いて被加工物８０を上方から加圧することにより、被加工物８０のラミネート加工を行うことができる。また、ヒータ板４０は、図４に示すように、複数の被加工物８０を同時にラミネート加工する場合には、複数の被加工物８０を載置できる面積を有して構成される。
【００５１】
スペーサ５０は、ラミネート加工工程中において、ダイヤフラム２０を下降させて被加工物８０が上方から加圧されたときに、ダイヤフラム２０が被加工物８０の上面端部から垂れ下がることを防止するために、被加工物８０の周囲に設けられた部材である。図３（Ａ）、（Ｂ）において説明したように、ラミネート加工工程中には、ダイヤフラム２０にはヒータ板４０方向に力が働くので、被加工物８０の上面端部に横方向及び下方向の力が働き、被加工物８０にズレや破損を生じる場合がある。本実施例に係るラミネート装置においては、スペーサ５０を被加工物８０の周囲に配置することにより、ダイヤフラム２０により生じる横方向及び下方向の力をスペーサ５０が受け、被加工物８０に作用しない構成となっている。図４に示すように、スペーサ５０は、被加工物８０の端部の外側に設けられ、被加工物８０を両側から挟むような構成となっている。これにより、被加工物８０の上面端部からダイヤフラム２０が垂れ下がる状態が無くなり、被加工物８０の両側端部には上方からの加圧力のみが加えられ、横方向や下方向の力が作用しない状態となっている。なお、スペーサ５０は、必ずしも被加工物８０の周囲全体に設けられる必要は無く、ダイヤフラム２０の垂れ下がりを防止することが必要な被加工物８０の周囲のいずれかの箇所に設けられていればよい。
【００５２】
図５は、被加工物８０の端部とスペーサ５０を拡大して示した断面構成図である。図５において、被加工物８０は、カバーガラス８１、充填材８２、太陽電池素子８３及びガラス基板８４が下から順に積み重ねられた構成となっており、ヒータ板４０上に載置されている。被加工物８０の端面８５の外側には、少し間隔Ｄを空けてスペーサ５０が設けられている。スペーサ５０は、被加工物８０の高さと同じ高さに構成されているため、ダイヤフラム２０は、被加工物８０の上面とスペーサ５０の上面の双方に水平に支持され、被加工物８０の上面端部からの垂れ下がり又は沈み込みが生じない状態となっている。これにより、ダイヤフラム２０から受ける圧力は、鉛直方向下向きの成分のみとなり、被加工物８０の構成部材８１〜８４同士の横ズレ、ガラス基板８４の端部の破損を防止することができる。特に、ガラス基板８４が、強化ガラスを用いたカバーガラス８１と異なり、ソーダライム等を主成分とするあまり強度が大きくないガラスを用いる場合には、スペーサ５０を設けることにより、ガラス基板８４の破損を大幅に減少させることができる。
【００５３】
なお、被加工物８０において、充填材８２は、用途に応じて種々のものを用いることができるが、例えば、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）や、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）が用いられてもよい。また、太陽電池素子８３は、種々の構成を有してよいが、例えば、ＣＩＳ系太陽電池素子としてガラス基板８４の下面に薄膜状に成膜されて形成されてもよい。
【００５４】
また、図４及び図５においては、スペーサ５０の高さが被加工物８０と同じ高さである例を示したが、スペーサ５０は被加工物８０の高さ以上の高さであればよく、被加工物８０の高さより高く構成されてもよい。
【００５５】
また、スペーサ５０は、ヒータ板４０の加熱温度と大気圧（１気圧）による加圧で変形を生じない材料であれば、種々の材料から構成することができる。例えば、シリコン系樹脂やフッ素系樹脂等の樹脂で構成してもよい。これらの樹脂素材は、被加工物８０が接触しても、太陽電池モジュールの構成部材８１〜８４に傷を生じさせるおそれが無いので、好適に用いることができる。
【００５６】
スペーサ５０は、用途に応じて、種々の設置方法を採ることができる。例えば、ダイヤフラム２０の下面に設けた凸部材として設置してもよいし、ヒータ板４０の上面に設けた凸部材として設置してもよい。また、独立した直方体片として、被加工物８０がヒータ板４０上に搬入された後に、被加工物８０の周囲の所定位置に挿入設置されてもよい。スペーサ５０は、ラミネート加工時に被加工物８０の周囲に配置されていれば、種々の方法により設置することができる。
【００５７】
スペーサ５０と被加工物８０の端面８５との間隔Ｄは、ラミネート加工工程中、ダイヤフラム２０が被加工物８０の上面端部から垂れ下がらない範囲で、用途に応じて種々の距離に設定することができる。つまり、ダイヤフラム２０の剛性が高ければ、スペーサ５０と被加工物８０の端面８５との距離Ｄを比較的大きく設定し、被加工物８０とスペーサ５０との位置合わせを容易にすることも可能である。
【００５８】
このように、実施例１に係るラミネート装置によれば、被加工物８０の周囲のいずれかの箇所に、被加工物８０の高さ以上の高さを有するスペーサ５０を設けることにより、被加工物８０の上面端部からダイヤフラム２０が垂れ下がることを防ぐことができ、被加工物８０である太陽電池モジュールの構成部材８１〜８４同士の横ズレや、ガラス基板８４の破損を防止することができる。
【００５９】
以下、実施例２以降は、実施例１に係るラミネート装置の構成を基本として、スペーサ５０の種々の設置方法や構成についてより具体的に説明する。また、実施例１に係るラミネート装置と同様の構成要素については、同一の参照番号を付し、その説明を省略するものとする。また、実施例２以降、実施例１と同様の説明は繰り返さないが、スペーサ５０の高さ、配置、材料等に関する内容や、その他の構成要素に関する実施例１で説明した内容は、実施例２以降にも適用できるものとする。
【実施例２】
【００６０】
図６は、本発明の実施例２に係るラミネート装置の一例を示した断面構成図である。図６において、実施例２に係るラミネート装置は、上チャンバ１０と、ダイヤフラム２１と、下チャンバ３０と、ヒータ板４０と、スペーサ５１とを備える。また、ヒータ板４０上には、２つの被加工物８０が載置されている。
【００６１】
図６に示すように、実施例２に係るラミネート装置においては、スペーサ５１は、ダイヤフラム２１の下面、つまりヒータ板４０と対向する面に設けられている。このように、スペーサ５１は、ダイヤフラム２１の下面に設けるようにしてもよい。また、スペーサ５１は、ダイヤフラム２１の下面に凸形状を形成するように設けられているので、凸部材と呼んでもよい。スペーサ５１は、ダイヤフラム２１の下面に接着して設置もよいし、ダイヤフラム２１と一体的に加工形成してもよい。
【００６２】
スペーサ５１は、図５において説明したように、ヒータ板４０上に載置される被加工物８０のサイズを考慮し、ラミネート加工時には、適切な間隔Ｄを有して被加工物８０の周囲に配置されるようにダイヤフラム２１の下面に設けられる。また、被加工物８０は、搬入時に、スペーサ５１との間隔Ｄが適切となるようなヒータ板４０上の所定位置に配置される。その後、上チャンバ１０を下降させ、下チャンバ３０と密閉空間を形成したときには、図４及び図５に示した状態となり、被加工物８０に不要な応力を付加せずにラミネート加工を行うことができる。
【００６３】
次に、図７を用いて、実施例２に係るラミネート装置を用いた太陽電池モジュールの製造方法について説明する。図７は、本発明の実施例２に係る太陽電池モジュールの製造方法を説明するための図であり、ラミネート工程における一連の動作を示している。
【００６４】
図７（Ａ）は、上チャンバ１０と下チャンバ３０とを密封し、被加工物８０を密閉空間内に収容した状態を示した図である。この状態で、スペーサ５１は、複数の被加工物８０を両側から挟むように、スペーサ５１の外側に配置され、ヒータ板４０上に載置された状態となる。
【００６５】
図７（Ｂ）は、脱泡工程の一例を示した図である。脱泡工程においては、上チャンバ１０の排気口１１と、下チャンバ３０の排気口３１の双方から真空排気が行われ、被加工物８０に含まれている気泡を消滅させる。このとき、ダイヤフラム２１は、上チャンバ１０の内壁に吸引され、スペーサ５１はヒータ板４０から離間した状態となる。
【００６６】
図７（Ｃ）は、ラミネート加工工程の一例を示した図である。ラミネート加工工程においては、下チャンバ３０の排気口３１からは真空排気が継続され、上チャンバ１０の排気口１１は大気開放され、空間１２には大気が入り込み、ダイヤフラム２１は約１気圧の大気圧で被加工物８０を加圧する。このとき、被加工物８０の両側には、ダイヤフラム２１に設けられたスペーサ５１が配置された状態となり、ダイヤフラム２１が被加工物８０に横方向及び下方向に応力を発生させることを防止する。よって、ダイヤフラム２１は、垂直方向に被加工物８０を加圧する。また、ヒータ板４０は、充填材８２を溶融させる所定温度で被加工物８０を加熱しているので、下側のカバーガラス８１と上側のガラス基板８４とが接着し、ラミネート加工される。なお、ヒータ板４０の加熱を開始するタイミングは、ヒータ板４０の温度上昇速度や充填材８２の溶融温度を考慮されて定められてよく、上チャンバ１０と下チャンバ３０が密閉後の所定のタイミングに定められてよい。
【００６７】
図７（Ｃ）に示したラミネート加工工程が終了した後は、上チャンバ１０が上昇し、図６に示された状態となる。そして、ラミネート加工が終了した被加工物８０が搬出され、新たな被加工物８０が搬入される。なお、ラミネート加工が終了した被加工物８０は、その後の必要な工程が行われ、太陽電池モジュールとして製造される。
【００６８】
このように、実施例２に係る太陽電池モジュールの製造方法によれば、被加工物８０に不要な応力を与えることなくラミネート加工を行うことができ、高い歩留まりで確実に太陽電池モジュールを製造することができる。
【００６９】
なお、図７（Ｂ）に示した脱泡工程は、必要に応じて設けられてよい工程であり、不要であれば省略し、図７（Ａ）に示した密閉状態から、すぐ図７（Ｃ）に示したラミネート加工工程を行うようにしてもよい。
【実施例３】
【００７０】
図８は、本発明の実施例３に係るラミネート装置の一例を示した断面構成図である。図８において、実施例３に係るラミネート装置は、上チャンバ１０と、下チャンバ３０の構成は実施例２に係るラミネート装置と同様であるが、スペーサ５２が、ダイヤフラム２０の下面ではなく、ヒータ板４２の上面に設けられている点で、実施例２に係るラミネート装置と異なっている。
【００７１】
このように、スペーサ５２を、ヒータ板４２の方に設けるようにしてもよい。この場合、スペーサ５２はヒータ板４２の上面に凸形状を形成するように設けられるので、凸部材と呼んでもよい。実施例３に係るラミネート装置においては、被加工物８０をラミネート装置に搬入するときに、スペーサ５２の間の所定位置に被加工物８０を載置することになる。これにより、図８に示すような、被加工物８０の周囲にスペーサ５２が配置された状態とすることができる。
【００７２】
実施例３に係るラミネート装置においても、ラミネート加工工程中は、被加工物８０の周囲にスペーサ５２が配置された状態で加圧を行うので、被加工物８０に横ズレや破損を生じさせることなくラミネート加工を行うことができる。
【実施例４】
【００７３】
図９は、本発明の実施例４に係るラミネート装置の一例を示した断面構成図である。図９において、実施例４に係るラミネート装置は、上チャンバ１０と、ダイヤフラム２１と、下チャンバ３０と、ヒータ板４０と、スペーサ５１の構成については、実施例２に係るラミネート装置と同様の構成を有する。つまり、ダイヤフラム２１の下面にスペーサ５１が設けられた構成となっている。一方、実施例４に係るラミネート装置は、搬送シート６０が下チャンバ３０側に設けられ、搬送シート６０を介して被加工物８０がヒータ板４０の上に載置されている点で、実施例２に係るラミネート装置と異なっている。
【００７４】
搬送シート６０は、その上面に被加工物８０が載置され、搬送シート６０が移動することにより載置物の被加工物８０を移動させる搬送手段である。搬送シート６０は、下チャンバ３０上のヒータ板４０を横断するように設けられ、搬送シート６０の水平方向の移動により、被加工物８０をラミネート装置内のヒータ板４０上に搬入する。そして、搬送シート６０に被加工物８０が載置されたまま、上チャンバ１０と下チャンバ３０が密閉され、脱泡工程、ヒータ板４０による加熱を含むラミネート加工工程が行われる。つまり、ラミネート加工工程においては、被加工物８０は、搬送シート６０を介してヒータ板４０により加熱され、スペーサ５１も、搬送シート６０を介してヒータ板４０上に載置された状態で加圧が行われる。この場合であっても、スペーサ５１は搬送シート６０上で必要な高さの隙間を保持し、ダイヤフラム２０が被加工物８０の端部から垂れ下がることを防いでいるので、不要な方向の応力を被加工物８０に加えることなく、被加工物８０のラミネート加工を行うことができる。また、ラミネート加工終了後は、搬送シート６０が水平方向に移動し、被加工物８０をラミネート装置から搬出する。
【００７５】
このように、実施例４に係るラミネート装置によれば、搬送シート６０を用いて、被加工物８０の搬入・搬出を容易にした場合にも、スペーサ５１をダイヤフラム２１の下面に設けることにより、確実にラミネート加工を行うことができる。
【００７６】
なお、実施例４の変形例として、搬送シート６０の上面にスペーサ５１を凸状に設け、スペーサ５１の間の所定位置に被加工物８０を載置した状態で被加工物８０をヒータ板４０上に搬入するようにしてもよい。被加工物８０の周囲にスペーサ５１が既に設けられているので、ヒータ板４０上で複雑な位置合わせを行うことなくラミネート加工を行うことができる。
【実施例５】
【００７７】
図１０は、本発明の実施例５に係るラミネート装置の一例を示した断面構成図である。図１０において、実施例５に係るラミネート装置は、上チャンバ１０と、下チャンバ３０と、ヒータ板４０と、搬送シート６０の構成については、図９に示した実施例４に係るラミネート装置と共通する。しかしながら、ダイヤフラム２０の下方に剥離シート７０を備え、剥離シート７０の下面にスペーサ５３が設けられている点で、実施例４に係るラミネート装置と異なっている。
【００７８】
このように、ダイヤフラム２０の下方、つまりダイヤフラム２０とヒータ板４０又は搬送シート６０との間の上チャンバ１０側に、剥離シート７０を設けるようにしてもよい。剥離シート７０は、ダイヤフラム２０と同様に、可撓性シートから構成される。剥離シート７０は、ラミネート加工工程において、充填材８２が溶融して被加工物８０の外側にはみ出した場合に、充填材８２がダイヤフラム２０に付着するのを防ぐためのシートである。ダイヤフラム２０は、通常ゴムで構成されており、充填材８２が付着し易いが、剥離シート７０は、充填材８２が付着し難い材料でフィルム状に構成されている。よって、剥離シート７０をダイヤフラム２０の下方に設けることにより、ラミネート加工後に、ダイヤフラム２０と被加工物８０が付着してしまうのを防ぐことができる。なお、剥離シート７０は、例えば、０．４〜０．８ｍｍの厚さで構成され、ダイヤフラムの２〜４ｍｍと比較して、非常に薄いシートとなっている。
【００７９】
剥離シート７０を設けた場合には、被加工物８０と直接接触するのは、ダイヤフラム２０ではなく、剥離シート７０となる。また、剥離シート７０もダイヤフラム２０と同様に、可撓性を有する可撓性シートの一種であるので、排気口１１の大気開放時にはダイヤフラム２０と同様の動きをする。つまり、剥離シート７０は、ダイヤフラム２０と重なった状態で下降し、ダイヤフラム２０とともに被加工物８０を上方から加圧する。このとき、ダイヤフラム２０と同様に、ヒータ板４０に向かう方向の引っ張り力を発生させるので、被加工物８０に横方向の力や下方向の力を与え、被加工物８０の構成部材８１〜８４間の横ズレや上面端部の破損を生じさせる要因となり得る。
【００８０】
よって、被加工物８０を覆う剥離シート７０を設けた場合には、剥離シート７０の下面にスペーサ５３を設け、剥離シート７０による横方向及び下方向の応力が被加工物８０に加わるのを防止している。
【００８１】
このように、実施例５に係るラミネート装置によれば、ダイヤフラム２０の下方に、可撓性シートの一種である剥離シート７０を設けた場合であっても、ラミネート加工工程において被加工物８０に不要な応力が加えられることを防止し、確実にラミネート加工を行うことができる。
【実施例６】
【００８２】
図１１は、本発明の実施例６に係るラミネート装置のラミネート加工時におけるスペーサの平面構成の一例を示した図である。図１１において、実施例６に係るラミネート装置は、ヒータ板４０上の長手方向に、２つの被加工物８０が間隔を置いて載置され、各被加工物８０の対向する２辺を外側から挟むようにスペーサ５４が設けられた平面構成を有している。
【００８３】
このように、スペーサ５４を、被加工物８０の対向する２辺を両側から挟むように設けてもよい。図１１に示すように、ヒータ板４０は横長の長方形の平面形状を有しているので、ヒータ板４０に対向する可撓性シート（ダイヤフラム２０又は剥離シート７０）も、ヒータ板４０と同様に横長の長方形の平面形状を有する。よって、可撓性シートによる引っ張り応力は、図１１における縦方向よりも、横方向に大きく発生する。そこで、実施例６に係るラミネート装置においては、横方向については、被加工物８０の両側にスペーサ５４を設け、被加工物８０を完全にガードしている。
【００８４】
一方、図１１における縦方向は、可撓性シートによる引っ張り応力の影響が弱まるものの、全く存在しない訳ではない。そこで、被加工物８０の縦方向の辺よりも長くスペーサ５４を形成し、スペーサ５４付近においては、図１１における縦方向の引っ張り応力の影響を低減させている。
【００８５】
このように、スペーサ５４は、被加工物８０の周囲の総てに設けられている必要は必ずしも無く、用途に応じて、被加工物８０の周囲の必要な箇所に設けるようにしてもよい。なお、図１１においては、被加工物８０をヒータ板４０の長手方向の両側から挟む構成としているが、可撓性シートによる引っ張り応力があまり強くなければ、被加工物８０の外側の４隅にのみ設けたり、被加工物８０の外縁に沿うように島状に分離して設けられたりしてもよい。スペーサ５４の平面形状は、用途に応じて種々の構成とすることができる。また、図１１においては、被加工物８０が２つの例を挙げているが、被加工物８０は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。被加工物８０の数が増加しても、各々の被加工物８０に対応させてスペーサ５４を設けることにより、被加工物８０を確実に保護することができる。
【００８６】
なお、実施例６に係るラミネート装置の断面構成については、実施例１乃至５で説明した総ての構成を適用することができ、これらの構成と同様であるので、その説明を省略する。
【実施例７】
【００８７】
図１２は、本発明の実施例７に係るラミネート装置のラミネート加工時におけるスペーサの平面構成の一例を示した図である。図１２において、実施例７に係るラミネート装置は、ヒータ板４０の長手方向に２つの被加工物８０が間隔を有して載置され、被加工物８０の周囲の総てをスペーサ５５が囲むように設けられた構成を有している。
【００８８】
このように、被加工物８０の両側のみならず、両側を含んで更に周囲の総てを囲むようにスペーサ５５を設けるようにしてもよい。被加工物８０は、総ての方向において保護され、ダイヤフラム２０、２１又は剥離シート７０等の可撓性シートから鉛直方向以外の不要な応力を受けず、横ズレや破損を発生させることなくラミネート加工を確実に行うことができる。
【００８９】
なお、実施例７に係るラミネート装置の断面構成については、実施例１乃至５で説明した総ての構成を適用することができ、これらの構成と同様であるので、その説明を省略する。
【実施例８】
【００９０】
図１３は、本発明の実施例８に係るラミネート装置の一例を示した断面構成図である。図１３において、実施例８に係るラミネート装置は、中空構造のスペーサ５６を備える点で、実施例１乃至７に係るラミネート装置と異なっている。スペーサ５６は、被加工物８０の高さ以上の高さを有し、上面が平面状に形成されていれば、種々の構成をとることができ、図１３に示すような中空構造であってもよい。
【００９１】
スペーサ５６を中空構造とすることで、スペーサ５６を軽量に構成できるとともに、放熱を容易にすることができる。なお、実施例８に係るラミネート装置は、実施例１乃至７に係るラミネート装置と組み合わせることができ、各々の実施例において、スペーサ５０〜５５の各々を中空構造とすることができる。
【００９２】
また、スペーサ５６は、中空構造の一例を示したに過ぎず、その他の中空構造を有してもよく、種々の構成をとることができる。
【００９３】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００９４】
特に、実施例１乃至８は、互いに矛盾の無い範囲で組み合わせることが可能である。例えば、実施例１乃至５は本実施例に係るラミネート装置の断面構成に関する例であり、実施例６及び７は平面構成に関する例であり、実施例８はスペーサの構成に関する例であるので、実施例１乃至５のいずれかと実施例６及び７のいずれかと実施例８とを組み合わせることは当然に可能である。
【００９５】
また、本実施例に係るラミネート装置を用いた太陽電池モジュールの製造方法は、実施例２においてのみ説明しているが、他の実施例にも総て適用することができる。
【００９６】
更に、実施例１乃至８においては、２つの被加工物８０を同時にラミネート加工する例を挙げて説明したが、１回のラミネート加工工程で１つの被加工物８０をラミネート加工してもよいし、３つ以上の被加工物８０をヒータ板４０上に載置し、これらを同時にラミネート加工するようにしてもよい。
【００９７】
なお、本実施例１乃至８においては、被加工物８０として、カバーガラス８１と薄膜の太陽電池素子８３が成膜されたガラス基板８４とを充填材８２で張り合わせたサブストレート構造を例にとって説明したが、本発明に係るラミネート装置が扱える被加工物８０はこれに限らず、カバーガラス８１側に薄膜の太陽電池素子８３が成膜されたスーパーストレート構造に対しても適用可能であり、また、カバーガラス８１と保護シートとの間に太陽電池素子を封入した結晶系太陽電池モジュールの構造にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、太陽電池モジュールの構成部材をラミネート加工するラミネート装置及びこれを用いた太陽モジュールの製造工程に利用することができる。
【符号の説明】
【００９９】
１０ 上チャンバ
１１、３１ 排気口
１２、３２ 空間
２０、２１ ダイヤフラム
３０ 下チャンバ
４０、４２ ヒータ板
４１ 支持脚
５０〜５６ スペーサ
６０ 搬送シート
７０ 剥離シート
８０ 被加工物
８１ カバーガラス
８２ 充填材
８３ 太陽電池素子
８４ ガラス基板
８５ 端面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラミネート装置及びこれを用いた太陽電池モジュールの製造方法に関し、特に、太陽電池モジュールの構成部材が積層された被加工物をヒータ板上に載置し、該ヒータ板で前記被加工物を加熱しながら可撓性シートを下降させて上方から加圧することにより前記被加工物をラミネート加工するラミネート装置及びこれを用いた太陽電池モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、太陽電池セルを複数枚接続して必要な電圧と電流を取得できるようにしたパネル状の太陽電池モジュールが知られている。一般的な太陽電池モジュールは、太陽電池素子または太陽電池素子が成膜されたガラス基板が、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）やＰＶＢ（ポリビニルブチラール）等の充填材によって、カバーガラスに貼り合わされた構成となる。
【０００３】
これらの充填材を用いた太陽電池モジュールの製造工程には、カバーガラス、充填材、太陽電池素子が成膜されたガラス基板を、それぞれこの順に重ね合わせ、その後、これらをラミネート装置で真空加熱することにより、充填材を介してカバーガラスと太陽電池素子が成膜されたガラス基板とを固着させるラミネート工程がある。
【０００４】
かかるラミネート工程を行うために、装置内部をダイヤフラムにより仕切った上チャンバと、上チャンバに対向する位置に設置され、内部にヒータ板が配置された下チャンバとを有するラミネート装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ここで、図１を参照して、従来の太陽電池モジュールのラミネート工程を説明する。図１は、従来のラミネート装置によるラミネート工程を説明するための図である。
【０００６】
図１に示すように、従来のラミネート装置は、ダイヤフラム１２０と呼ばれる可撓性シートを備える上チャンバ１１０と、ヒータ板１４０を備える下チャンバ１３０とで構成されている。ラミネート工程ではまず、下チャンバ１３０のヒータ板１４０の上に、カバーガラス、充填材、太陽電池素子、ガラス基板等の太陽電池モジュールの構成部材を重ね合わせた被加工物１８０が載置される。
【０００７】
図２は、従来のラミネート工程の具体的手順を説明するための図である。図２（Ａ）は、上チャンバ１１０と下チャンバ１３０とを密閉した状態を示した図である。図２（Ａ）に示すように、下チャンバ１３０に上チャンバ１１０を被せることで、太陽電池モジュールの構成部材からなる被加工物１８０を密閉する。
【０００８】
図２（Ｂ）は、脱泡工程を示した図である。図２（Ａ）で示したように上チャンバ１１０と下チャンバ１３０を密閉した後、脱泡工程においては、ヒータ板１４０によって被加工物１８０を加熱するとともに、下チャンバ１３０と上チャンバ１１０とで形成された密閉空間を、真空装置を使って真空状態にする。具体的には、上チャンバ１１０と下チャンバ１３０で形成された密閉空間は、上チャンバ１１０の排気口１１１と、下チャンバ１３０の排気口１３１から真空ポンプ等の真空装置により真空排気される。これにより、被加工物１８０の各構成部品は脱泡される。また、脱泡工程においては、ダイヤフラム１２０は、上チャンバ１１０の内壁に吸い寄せられた状態となる。
【０００９】
図２（Ｃ）は、ラミネート加工工程を示した図である。ラミネート加工工程においては、被加工物１８０が存在するダイヤフラム１２０より下方の密閉空間を真空状態に保った状態で、ダイヤフラム１２０と上チャンバ１１０の内壁に囲まれた密閉空間を大気開放する。これにより、ダイヤフラム１２０が太陽電池モジュールの構成部材からなる被加工物１８０を加圧し、太陽電池モジュールをラミネート加工する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−１４７２５５号公報
【特許文献２】特開２０１０−９４８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来のラミネート工程のラミネート加工工程においては、ダイヤフラム１２０が被加工物１８０を加圧する際、被加工物１８０に横方向に引っ張る応力が作用するため、重ね合わせた太陽電池モジュールの構成部材同士の隙間において、各構成部材同士でズレが発生し易いという問題があった。また、被加工物１８０の上面端部には下方向に引っ張る応力も作用するため、上面端部において破損が発生し易いという問題もあった。
【００１２】
図３は、従来のラミネート加工工程の問題点を説明するための図である。図３（Ａ）は、太陽電池モジュールの構成部材同士にズレが生じる現象について説明するための図である。図３（Ａ）において、被加工物１８０は、太陽電池モジュールの構成部材であるカバーガラス１８１と、充填材１８２と、太陽電池素子１８３が形成されたガラス基板１８４とを備え、これらが積み重ねられて構成されている。図３（Ａ）に示すように、従来のラミネート加工工程においては、ダイヤフラム１２０が太陽電池モジュールの構成部材１８１〜１８４を加圧する際、ダイヤフラム１２０がヒート板１４０方向に引っ張られ、太陽電池モジュールの構成部材１８１〜１８４の端部において沈み込む。よって、図３（Ａ）に示すように、重ね合わせた構成部材１８１〜１８４の端部において下方向の力が作用し、太陽電池モジュールの構成部材１８１〜１８４同士の間において横方向の力が作用する。そのため、図３（Ａ）に示すように、ダイヤフラム１２０の沈み込みによって、ダイヤフラム１２０と接する構成部材１８４が移動してしまい、結果、構成部材１８１〜１８４同士でズレが生じる。この部材の移動という問題は、充填材を介して２枚のガラス板を貼り合わせた薄膜系太陽電池モジュールの構造に限らず、ガラス板と保護シートとの間に結晶系シリコン等の太陽電池素子を、充填材を介して封入した結晶系太陽電池モジュールの構造にも生じる問題である。
【００１３】
図３（Ｂ）は、太陽電池モジュールの端部に破損が発生する現象について説明するための図である。図３（Ｂ）に示す通り、カバーガラス１８１とガラス基板１８４との間に充填材１８２を介して太陽電池素子１８３が封止された太陽電池モジュールをラミネートする場合、上述したダイヤフラム１２０の沈み込みがガラス基板１８４を撓ませる。その結果、ガラス基板１８４に割れが発生することになる。
【００１４】
なお、ラミネート加工工程を行う前の密閉空間を真空排気する脱泡工程において、前のラミネート加工時の熱が残って高温となったダイヤフラム１２０が垂れ下がり、被加工物に接触して充填材を溶融させてしまうことを防止するために、被加工物の搬入方向に平行に棒状の接触防止部材を設け、真空引き時のダイヤフラム１２０の垂れ下がりによる被加工物への接触を防止するようにしたラミネート装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【００１５】
しかしながら、特許文献２に記載されたラミネート装置においては、真空引きが終了してラミネート加工工程を行うときには、ダイヤフラムがヒータには接触はしないものの、被加工物の上面端部から垂れ下がるような状態となり、やはり被加工物の上面端部に下方向の引っ張り応力が作用し、太陽電池モジュールの構成部材同士のズレや破損を防止することができないという問題があった。
【００１６】
そこで、本発明は、太陽電池モジュールの構成部材をラミネートするときに、構成部材同士のズレや、ガラス基板の割れ等の問題を防止することができるラミネート装置及びこれを用いた太陽電池モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明の一実施形態に係るラミネート装置は、太陽電池モジュールの構成部材が重ね合わされた被加工物をヒータ板上に載置し、該ヒータ板で前記被加工物を加熱しながら可撓性シートを下降させて上方から加圧することにより前記被加工物をラミネート加工するラミネート加工工程を行うラミネート装置において、
前記ヒータ板と前記可撓性シートとの間の前記被加工物の周囲のいずれかの箇所に、前記ラミネート加工工程中に前記可撓性シートが前記被加工物の上面端部から垂れ下がることを防止するスペーサを設けたことを特徴とする。
【００１８】
また、前記スペーサは、前記被加工物の高さ以上の高さを有してもよい。
【００１９】
また、前記スペーサは、樹脂から構成されてもよい。
【００２０】
また、前記スペーサは、中空構造であってもよい。
【００２１】
また、前記スペーサは、前記可撓性シートの下面に設けられた凸部材であってもよい。
【００２２】
また、前記可撓性シートは、ダイヤフラムであってもよい。
【００２３】
また、前記可撓性シートは、ダイヤフラムの下方に設けられた剥離シートであってもよい。
【００２４】
また、前記被加工物が載置された状態で前記ヒータ板上に前記被加工物を搬送する搬送シートを更に有し、
前記スペーサは、該搬送シート上に設けられた凸部材であってもよい。
【００２５】
また、前記スペーサは、前記被加工物の対向する２辺を外側から挟むように配置されてもよい。
【００２６】
また、前記スペーサは、前記被加工物の周囲全体を覆うように配置されてもよい。
【００２７】
また、前記ヒータ板は、複数の前記被加工物を載置できる面積を有し、
前記スペーサは、各々の前記被加工物に設けられてもよい。
【００２８】
本発明の他の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法は、太陽電池モジュールの構成部材が重ね合わされた被加工物をヒータ板上に載置し、該ヒータ板で前記被加工物を加熱しながら可撓性シートを下降させて上方から加圧することにより前記被加工物をラミネート加工するラミネート加工工程を有する太陽電池モジュールの製造方法において、
前記ヒータ板と前記可撓性シートとの間の前記被加工物の周囲のいずれかの箇所に、前記可撓性シートが前記被加工物の上面端部から垂れ下がることを防止するスペーサを設けて前記ラミネート加工工程を行うことを特徴とする。
【００２９】
また、前記スペーサは、前記被加工物の高さ以上の高さを有してもよい。
【００３０】
また、前記スペーサは、樹脂から構成されてもよい。
【００３１】
また、前記スペーサは、中空構造であってもよい。
【００３２】
また、前記スペーサは、前記可撓性シートの下面に設けられた凸部材であってもよい。
【００３３】
また、前記可撓性シートは、ダイヤフラムであってもよい。
【００３４】
また、前記可撓性シートは、ダイヤフラムの下方に設けられた剥離シートであってもよい。
【００３５】
また、前記被加工物は搬送シート上に載置された状態で前記ヒータ板上に搬送され、
前記スペーサは、前記搬送シート上に設けられた凸部材であってもよい。
【００３６】
また、前記スペーサを、前記被加工物の対向する２辺を外側から挟むように配置してもよい。
【００３７】
また、前記スペーサを、前記被加工物の周囲全体を覆うように配置してもよい。
【００３８】
また、前記ヒータ板上に、複数の前記被加工物を載置し、
前記スペーサを、各々の前記被加工物に設けてもよい。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、被加工物に接触するダイヤフラム等の可撓性シートがヒート板方向に垂れ下がることを防止でき、被加工物に不要な応力が加わることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】従来のラミネート装置によるラミネート工程の説明図である。
【図２】従来のラミネート工程の具体的手順の説明図である。図２（Ａ）は、上チャンバ１１０と下チャンバ１３０とを密閉した状態を示した図である図２（Ｂ）は、脱泡工程を示した図である。図２（Ｃ）は、ラミネート加工工程を示した図である。
【図３】従来のラミネート加工工程の問題点の説明図である。図３（Ａ）は、太陽電池モジュールの構成部材同士にズレが生じる現象の説明図である。図３（Ｂ）は、太陽電池モジュールの端部に破損が発生する現象の説明図である。
【図４】本発明の実施例１に係るラミネート装置の一例を示した断面構成図である。
【図５】被加工物の端部とスペーサを拡大して示した断面構成図である。
【図６】本発明の実施例２に係るラミネート装置の一例を示した断面構成図である。
【図７】本発明の実施例２に係る太陽電池モジュールの製造方法の説明図である。図７（Ａ）は、上チャンバと下チャンバとを密封した状態を示した図である。図７（Ｂ）は、脱泡工程の一例を示した図である。図７（Ｃ）は、ラミネート加工工程の一例を示した図である。
【図８】本発明の実施例３に係るラミネート装置の一例を示した断面構成図である。
【図９】本発明の実施例４に係るラミネート装置の一例を示した断面構成図である。
【図１０】本発明の実施例５に係るラミネート装置の一例を示した断面構成図である。
【図１１】本発明の実施例６に係るラミネート装置のスペーサの平面構成の一例を示した図である。
【図１２】本発明の実施例７に係るラミネート装置のスペーサの平面構成の一例を示した図である。
【図１３】本発明の実施例８に係るラミネート装置の一例を示した断面構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。
【実施例１】
【００４２】
図４は、本発明の実施例１に係るラミネート装置の一例を示した断面構成図である。図４において、実施例１に係るラミネート装置は、上チャンバ１０と、ダイヤフラム２０と、下チャンバ３０と、ヒータ板４０と、スペーサ５０とを備える。また、上チャンバ１０は排気口１１を備え、下チャンバ３０は排気口３１を備える。また、図４において、関連構成要素として被加工物８０が示されている。
【００４３】
被加工物８０は、ラミネート加工を施す対象物であり、太陽電池モジュールの構成部材が重ね合わされた状態となっている。太陽電池モジュールの構成部材は、カバーガラス、充填材、太陽電池素子、ガラス基板等を含んでよく、上述の順序で下から積み重ねられてよい。太陽電池素子は、ガラス基板上に成膜されて形成され、実質的にガラス基板と一体となっている。よって、ラミネート工程においては、充填材を溶融させて加圧し、カバーガラスとガラス基板とを接着する加工を行う。また、図４においては、被加工物８０が２つ同時にラミネート加工される状態が示されている。このように、複数個の被加工物８０を同時にラミネート加工するようにしてもよい。
【００４４】
上チャンバ１０は、被加工物８０を上から覆うことにより、下チャンバ３０とともに密閉空間を形成する筐体である。同様に、下チャンバ３０は、被加工物８０を下から囲むことにより、上チャンバ１０とともに密閉空間を形成する筐体である。よって、上チャンバ１０と下チャンバ３０は、両者が重なり合うことにより、内部に密閉空間が形成されるように、両者の接触部分が合同となるように構成されている。上チャンバ１０及び下チャンバ３０は、被加工物８０を内部に収容する密閉空間を形成できれば、種々の形状及び材料から構成されることができる。例えば、太陽電池モジュールの構成部材が重ね合わされた被加工物８０は、長方形に構成される場合が多い。よって、上チャンバ１０及び下チャンバ３０は、長方形の被加工物８０を容易に収容可能なように、長方形に構成されてもよい。
【００４５】
また、上チャンバ１０及び下チャンバ３０は、図４に示すように、複数の被加工物８０を同時にラミネート加工する場合には、複数の被加工物８０を収容可能な大きさに構成される。また、上チャンバ１０及び下チャンバ３０の材料は、金属等の種々の材料を用いることができる。
【００４６】
上チャンバ１０は、ダイヤフラム２０を下側に備えている。ダイヤフラム２０は、上チャンバ１０と下チャンバ３０で形成される密閉空間を２つの空間１２、３２に仕切るように、上チャンバ１０の内壁の下側に設けられている。ダイヤフラム２０の上方は、上チャンバ１０の内壁と上面内側とで閉じられた空間１２を形成している。また、上チャンバ１０の上面には、空間１２と連通する排気口１１が設けられており、空間１２の真空排気や大気開放が可能なように構成されている。
【００４７】
同様に、下チャンバ３０も底面に排気口３１を備えており、密閉時におけるダイヤフラム２０より下方の空間３２の圧力を調整できるように構成されている。排気口１１、３１から同時に真空排気を行うことにより、被加工物８０の脱泡を行うことができ、図２（Ｂ）において説明した脱泡工程を行うことができる。
【００４８】
ダイヤフラム２０は、被加工物８０を上方から加圧するための媒介手段である。ダイヤフラム２０は、可撓性シートから構成されてよく、例えば、ゴムのような弾性を有する材料から構成されてよい。ダイヤフラム２０の厚さは、用途により種々の厚さとされてよいが、例えば、２〜４ｍｍの厚さに構成されてもよい。
【００４９】
ダイヤフラム２０の上方の空間１２には、上述のように排気口１１が設けられているので、空間１２の圧力を真空排気と大気開放により制御することができる。上述の脱泡工程の後、排気口１１を大気開放し、排気口３１を真空排気すれば、ダイヤフラム２０を下降させて大気圧で被加工物８０を加圧することができ、被加工物８０をラミネート加工するラミネート加工工程を行うことができる。
【００５０】
下チャンバ３０は、底面上にヒータ板４０を備える。ヒータ板４０は、支持脚４１により支持されて構成される。ヒータ板４０は、上チャンバ１０と下チャンバ３０との接触面付近に上面が到達するように構成されており、ヒータ板４０上の被加工物８０をダイヤフラム２０により加圧することが可能な構成となっている。ヒータ板４０は、平板状に構成され、上面に被加工物８０が載置可能なように構成されている。ヒータ板４０上には、被加工物８０が載置され、ヒータ板４０が加熱されて一定温度に保たれた状態でダイヤフラム２０を下降させて加圧を行い、被加工物８０のラミネート加工を行う。ラミネート加工工程におけるヒータ板４０は、被加工物８０や加工条件に応じて適切に定められてよいが、例えば、１８０℃前後に設定されてもよい。ヒータ板４０で被加工物８０を加熱することにより、被加工物８０の充填材を溶融させることができ、この状態でダイヤフラム２０を用いて被加工物８０を上方から加圧することにより、被加工物８０のラミネート加工を行うことができる。また、ヒータ板４０は、図４に示すように、複数の被加工物８０を同時にラミネート加工する場合には、複数の被加工物８０を載置できる面積を有して構成される。
【００５１】
スペーサ５０は、ラミネート加工工程中において、ダイヤフラム２０を下降させて被加工物８０が上方から加圧されたときに、ダイヤフラム２０が被加工物８０の上面端部から垂れ下がることを防止するために、被加工物８０の周囲に設けられた部材である。図３（Ａ）、（Ｂ）において説明したように、ラミネート加工工程中には、ダイヤフラム２０にはヒータ板４０方向に力が働くので、被加工物８０の上面端部に横方向及び下方向の力が働き、被加工物８０にズレや破損を生じる場合がある。本実施例に係るラミネート装置においては、スペーサ５０を被加工物８０の周囲に配置することにより、ダイヤフラム２０により生じる横方向及び下方向の力をスペーサ５０が受け、被加工物８０に作用しない構成となっている。図４に示すように、スペーサ５０は、被加工物８０の端部の外側に設けられ、被加工物８０を両側から挟むような構成となっている。これにより、被加工物８０の上面端部からダイヤフラム２０が垂れ下がる状態が無くなり、被加工物８０の両側端部には上方からの加圧力のみが加えられ、横方向や下方向の力が作用しない状態となっている。なお、スペーサ５０は、必ずしも被加工物８０の周囲全体に設けられる必要は無く、ダイヤフラム２０の垂れ下がりを防止することが必要な被加工物８０の周囲のいずれかの箇所に設けられていればよい。
【００５２】
図５は、被加工物８０の端部とスペーサ５０を拡大して示した断面構成図である。図５において、被加工物８０は、カバーガラス８１、充填材８２、太陽電池素子８３及びガラス基板８４が下から順に積み重ねられた構成となっており、ヒータ板４０上に載置されている。被加工物８０の端面８５の外側には、少し間隔Ｄを空けてスペーサ５０が設けられている。スペーサ５０は、被加工物８０の高さと同じ高さに構成されているため、ダイヤフラム２０は、被加工物８０の上面とスペーサ５０の上面の双方に水平に支持され、被加工物８０の上面端部からの垂れ下がり又は沈み込みが生じない状態となっている。これにより、ダイヤフラム２０から受ける圧力は、鉛直方向下向きの成分のみとなり、被加工物８０の構成部材８１〜８４同士の横ズレ、ガラス基板８４の端部の破損を防止することができる。特に、ガラス基板８４が、強化ガラスを用いたカバーガラス８１と異なり、ソーダライム等を主成分とするあまり強度が大きくないガラスを用いる場合には、スペーサ５０を設けることにより、ガラス基板８４の破損を大幅に減少させることができる。
【００５３】
なお、被加工物８０において、充填材８２は、用途に応じて種々のものを用いることができるが、例えば、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）や、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）が用いられてもよい。また、太陽電池素子８３は、種々の構成を有してよいが、例えば、ＣＩＳ系太陽電池素子としてガラス基板８４の下面に薄膜状に成膜されて形成されてもよい。
【００５４】
また、図４及び図５においては、スペーサ５０の高さが被加工物８０と同じ高さである例を示したが、スペーサ５０は被加工物８０の高さ以上の高さであればよく、被加工物８０の高さより高く構成されてもよい。
【００５５】
また、スペーサ５０は、ヒータ板４０の加熱温度と大気圧（１気圧）による加圧で変形を生じない材料であれば、種々の材料から構成することができる。例えば、シリコン系樹脂やフッ素系樹脂等の樹脂で構成してもよい。これらの樹脂素材は、被加工物８０が接触しても、太陽電池モジュールの構成部材８１〜８４に傷を生じさせるおそれが無いので、好適に用いることができる。
【００５６】
スペーサ５０は、用途に応じて、種々の設置方法を採ることができる。例えば、ダイヤフラム２０の下面に設けた凸部材として設置してもよいし、ヒータ板４０の上面に設けた凸部材として設置してもよい。また、独立した直方体片として、被加工物８０がヒータ板４０上に搬入された後に、被加工物８０の周囲の所定位置に挿入設置されてもよい。スペーサ５０は、ラミネート加工時に被加工物８０の周囲に配置されていれば、種々の方法により設置することができる。
【００５７】
スペーサ５０と被加工物８０の端面８５との間隔Ｄは、ラミネート加工工程中、ダイヤフラム２０が被加工物８０の上面端部から垂れ下がらない範囲で、用途に応じて種々の距離に設定することができる。つまり、ダイヤフラム２０の剛性が高ければ、スペーサ５０と被加工物８０の端面８５との距離Ｄを比較的大きく設定し、被加工物８０とスペーサ５０との位置合わせを容易にすることも可能である。
【００５８】
このように、実施例１に係るラミネート装置によれば、被加工物８０の周囲のいずれかの箇所に、被加工物８０の高さ以上の高さを有するスペーサ５０を設けることにより、被加工物８０の上面端部からダイヤフラム２０が垂れ下がることを防ぐことができ、被加工物８０である太陽電池モジュールの構成部材８１〜８４同士の横ズレや、ガラス基板８４の破損を防止することができる。
【００５９】
以下、実施例２以降は、実施例１に係るラミネート装置の構成を基本として、スペーサ５０の種々の設置方法や構成についてより具体的に説明する。また、実施例１に係るラミネート装置と同様の構成要素については、同一の参照番号を付し、その説明を省略するものとする。また、実施例２以降、実施例１と同様の説明は繰り返さないが、スペーサ５０の高さ、配置、材料等に関する内容や、その他の構成要素に関する実施例１で説明した内容は、実施例２以降にも適用できるものとする。
【実施例２】
【００６０】
図６は、本発明の実施例２に係るラミネート装置の一例を示した断面構成図である。図６において、実施例２に係るラミネート装置は、上チャンバ１０と、ダイヤフラム２１と、下チャンバ３０と、ヒータ板４０と、スペーサ５１とを備える。また、ヒータ板４０上には、２つの被加工物８０が載置されている。
【００６１】
図６に示すように、実施例２に係るラミネート装置においては、スペーサ５１は、ダイヤフラム２１の下面、つまりヒータ板４０と対向する面に設けられている。このように、スペーサ５１は、ダイヤフラム２１の下面に設けるようにしてもよい。また、スペーサ５１は、ダイヤフラム２１の下面に凸形状を形成するように設けられているので、凸部材と呼んでもよい。スペーサ５１は、ダイヤフラム２１の下面に接着して設置もよいし、ダイヤフラム２１と一体的に加工形成してもよい。
【００６２】
スペーサ５１は、図５において説明したように、ヒータ板４０上に載置される被加工物８０のサイズを考慮し、ラミネート加工時には、適切な間隔Ｄを有して被加工物８０の周囲に配置されるようにダイヤフラム２１の下面に設けられる。また、被加工物８０は、搬入時に、スペーサ５１との間隔Ｄが適切となるようなヒータ板４０上の所定位置に配置される。その後、上チャンバ１０を下降させ、下チャンバ３０と密閉空間を形成したときには、図４及び図５に示した状態となり、被加工物８０に不要な応力を付加せずにラミネート加工を行うことができる。
【００６３】
次に、図７を用いて、実施例２に係るラミネート装置を用いた太陽電池モジュールの製造方法について説明する。図７は、本発明の実施例２に係る太陽電池モジュールの製造方法を説明するための図であり、ラミネート工程における一連の動作を示している。
【００６４】
図７（Ａ）は、上チャンバ１０と下チャンバ３０とを密封し、被加工物８０を密閉空間内に収容した状態を示した図である。この状態で、スペーサ５１は、複数の被加工物８０を両側から挟むように、スペーサ５１の外側に配置され、ヒータ板４０上に載置された状態となる。
【００６５】
図７（Ｂ）は、脱泡工程の一例を示した図である。脱泡工程においては、上チャンバ１０の排気口１１と、下チャンバ３０の排気口３１の双方から真空排気が行われ、被加工物８０に含まれている気泡を消滅させる。このとき、ダイヤフラム２１は、上チャンバ１０の内壁に吸引され、スペーサ５１はヒータ板４０から離間した状態となる。
【００６６】
図７（Ｃ）は、ラミネート加工工程の一例を示した図である。ラミネート加工工程においては、下チャンバ３０の排気口３１からは真空排気が継続され、上チャンバ１０の排気口１１は大気開放され、空間１２には大気が入り込み、ダイヤフラム２１は約１気圧の大気圧で被加工物８０を加圧する。このとき、被加工物８０の両側には、ダイヤフラム２１に設けられたスペーサ５１が配置された状態となり、ダイヤフラム２１が被加工物８０に横方向及び下方向に応力を発生させることを防止する。よって、ダイヤフラム２１は、垂直方向に被加工物８０を加圧する。また、ヒータ板４０は、充填材８２を溶融させる所定温度で被加工物８０を加熱しているので、下側のカバーガラス８１と上側のガラス基板８４とが接着し、ラミネート加工される。なお、ヒータ板４０の加熱を開始するタイミングは、ヒータ板４０の温度上昇速度や充填材８２の溶融温度を考慮されて定められてよく、上チャンバ１０と下チャンバ３０が密閉後の所定のタイミングに定められてよい。
【００６７】
図７（Ｃ）に示したラミネート加工工程が終了した後は、上チャンバ１０が上昇し、図６に示された状態となる。そして、ラミネート加工が終了した被加工物８０が搬出され、新たな被加工物８０が搬入される。なお、ラミネート加工が終了した被加工物８０は、その後の必要な工程が行われ、太陽電池モジュールとして製造される。
【００６８】
このように、実施例２に係る太陽電池モジュールの製造方法によれば、被加工物８０に不要な応力を与えることなくラミネート加工を行うことができ、高い歩留まりで確実に太陽電池モジュールを製造することができる。
【００６９】
なお、図７（Ｂ）に示した脱泡工程は、必要に応じて設けられてよい工程であり、不要であれば省略し、図７（Ａ）に示した密閉状態から、すぐ図７（Ｃ）に示したラミネート加工工程を行うようにしてもよい。
【実施例３】
【００７０】
図８は、本発明の実施例３に係るラミネート装置の一例を示した断面構成図である。図８において、実施例３に係るラミネート装置は、上チャンバ１０と、下チャンバ３０の構成は実施例２に係るラミネート装置と同様であるが、スペーサ５２が、ダイヤフラム２０の下面ではなく、ヒータ板４２の上面に設けられている点で、実施例２に係るラミネート装置と異なっている。
【００７１】
このように、スペーサ５２を、ヒータ板４２の方に設けるようにしてもよい。この場合、スペーサ５２はヒータ板４２の上面に凸形状を形成するように設けられるので、凸部材と呼んでもよい。実施例３に係るラミネート装置においては、被加工物８０をラミネート装置に搬入するときに、スペーサ５２の間の所定位置に被加工物８０を載置することになる。これにより、図８に示すような、被加工物８０の周囲にスペーサ５２が配置された状態とすることができる。
【００７２】
実施例３に係るラミネート装置においても、ラミネート加工工程中は、被加工物８０の周囲にスペーサ５２が配置された状態で加圧を行うので、被加工物８０に横ズレや破損を生じさせることなくラミネート加工を行うことができる。
【実施例４】
【００７３】
図９は、本発明の実施例４に係るラミネート装置の一例を示した断面構成図である。図９において、実施例４に係るラミネート装置は、上チャンバ１０と、ダイヤフラム２１と、下チャンバ３０と、ヒータ板４０と、スペーサ５１の構成については、実施例２に係るラミネート装置と同様の構成を有する。つまり、ダイヤフラム２１の下面にスペーサ５１が設けられた構成となっている。一方、実施例４に係るラミネート装置は、搬送シート６０が下チャンバ３０側に設けられ、搬送シート６０を介して被加工物８０がヒータ板４０の上に載置されている点で、実施例２に係るラミネート装置と異なっている。
【００７４】
搬送シート６０は、その上面に被加工物８０が載置され、搬送シート６０が移動することにより載置物の被加工物８０を移動させる搬送手段である。搬送シート６０は、下チャンバ３０上のヒータ板４０を横断するように設けられ、搬送シート６０の水平方向の移動により、被加工物８０をラミネート装置内のヒータ板４０上に搬入する。そして、搬送シート６０に被加工物８０が載置されたまま、上チャンバ１０と下チャンバ３０が密閉され、脱泡工程、ヒータ板４０による加熱を含むラミネート加工工程が行われる。つまり、ラミネート加工工程においては、被加工物８０は、搬送シート６０を介してヒータ板４０により加熱され、スペーサ５１も、搬送シート６０を介してヒータ板４０上に載置された状態で加圧が行われる。この場合であっても、スペーサ５１は搬送シート６０上で必要な高さの隙間を保持し、ダイヤフラム２０が被加工物８０の端部から垂れ下がることを防いでいるので、不要な方向の応力を被加工物８０に加えることなく、被加工物８０のラミネート加工を行うことができる。また、ラミネート加工終了後は、搬送シート６０が水平方向に移動し、被加工物８０をラミネート装置から搬出する。
【００７５】
このように、実施例４に係るラミネート装置によれば、搬送シート６０を用いて、被加工物８０の搬入・搬出を容易にした場合にも、スペーサ５１をダイヤフラム２１の下面に設けることにより、確実にラミネート加工を行うことができる。
【００７６】
なお、実施例４の変形例として、搬送シート６０の上面にスペーサ５１を凸状に設け、スペーサ５１の間の所定位置に被加工物８０を載置した状態で被加工物８０をヒータ板４０上に搬入するようにしてもよい。被加工物８０の周囲にスペーサ５１が既に設けられているので、ヒータ板４０上で複雑な位置合わせを行うことなくラミネート加工を行うことができる。
【実施例５】
【００７７】
図１０は、本発明の実施例５に係るラミネート装置の一例を示した断面構成図である。図１０において、実施例５に係るラミネート装置は、上チャンバ１０と、下チャンバ３０と、ヒータ板４０と、搬送シート６０の構成については、図９に示した実施例４に係るラミネート装置と共通する。しかしながら、ダイヤフラム２０の下方に剥離シート７０を備え、剥離シート７０の下面にスペーサ５３が設けられている点で、実施例４に係るラミネート装置と異なっている。
【００７８】
このように、ダイヤフラム２０の下方、つまりダイヤフラム２０とヒータ板４０又は搬送シート６０との間の上チャンバ１０側に、剥離シート７０を設けるようにしてもよい。剥離シート７０は、ダイヤフラム２０と同様に、可撓性シートから構成される。剥離シート７０は、ラミネート加工工程において、充填材８２が溶融して被加工物８０の外側にはみ出した場合に、充填材８２がダイヤフラム２０に付着するのを防ぐためのシートである。ダイヤフラム２０は、通常ゴムで構成されており、充填材８２が付着し易いが、剥離シート７０は、充填材８２が付着し難い材料でフィルム状に構成されている。よって、剥離シート７０をダイヤフラム２０の下方に設けることにより、ラミネート加工後に、ダイヤフラム２０と被加工物８０が付着してしまうのを防ぐことができる。なお、剥離シート７０は、例えば、０．４〜０．８ｍｍの厚さで構成され、ダイヤフラムの２〜４ｍｍと比較して、非常に薄いシートとなっている。
【００７９】
剥離シート７０を設けた場合には、被加工物８０と直接接触するのは、ダイヤフラム２０ではなく、剥離シート７０となる。また、剥離シート７０もダイヤフラム２０と同様に、可撓性を有する可撓性シートの一種であるので、排気口１１の大気開放時にはダイヤフラム２０と同様の動きをする。つまり、剥離シート７０は、ダイヤフラム２０と重なった状態で下降し、ダイヤフラム２０とともに被加工物８０を上方から加圧する。このとき、ダイヤフラム２０と同様に、ヒータ板４０に向かう方向の引っ張り力を発生させるので、被加工物８０に横方向の力や下方向の力を与え、被加工物８０の構成部材８１〜８４間の横ズレや上面端部の破損を生じさせる要因となり得る。
【００８０】
よって、被加工物８０を覆う剥離シート７０を設けた場合には、剥離シート７０の下面にスペーサ５３を設け、剥離シート７０による横方向及び下方向の応力が被加工物８０に加わるのを防止している。
【００８１】
このように、実施例５に係るラミネート装置によれば、ダイヤフラム２０の下方に、可撓性シートの一種である剥離シート７０を設けた場合であっても、ラミネート加工工程において被加工物８０に不要な応力が加えられることを防止し、確実にラミネート加工を行うことができる。
【実施例６】
【００８２】
図１１は、本発明の実施例６に係るラミネート装置のラミネート加工時におけるスペーサの平面構成の一例を示した図である。図１１において、実施例６に係るラミネート装置は、ヒータ板４０上の長手方向に、２つの被加工物８０が間隔を置いて載置され、各被加工物８０の対向する２辺を外側から挟むようにスペーサ５４が設けられた平面構成を有している。
【００８３】
このように、スペーサ５４を、被加工物８０の対向する２辺を両側から挟むように設けてもよい。図１１に示すように、ヒータ板４０は横長の長方形の平面形状を有しているので、ヒータ板４０に対向する可撓性シート（ダイヤフラム２０又は剥離シート７０）も、ヒータ板４０と同様に横長の長方形の平面形状を有する。よって、可撓性シートによる引っ張り応力は、図１１における縦方向よりも、横方向に大きく発生する。そこで、実施例６に係るラミネート装置においては、横方向については、被加工物８０の両側にスペーサ５４を設け、被加工物８０を完全にガードしている。
【００８４】
一方、図１１における縦方向は、可撓性シートによる引っ張り応力の影響が弱まるものの、全く存在しない訳ではない。そこで、被加工物８０の縦方向の辺よりも長くスペーサ５４を形成し、スペーサ５４付近においては、図１１における縦方向の引っ張り応力の影響を低減させている。
【００８５】
このように、スペーサ５４は、被加工物８０の周囲の総てに設けられている必要は必ずしも無く、用途に応じて、被加工物８０の周囲の必要な箇所に設けるようにしてもよい。なお、図１１においては、被加工物８０をヒータ板４０の長手方向の両側から挟む構成としているが、可撓性シートによる引っ張り応力があまり強くなければ、被加工物８０の外側の４隅にのみ設けたり、被加工物８０の外縁に沿うように島状に分離して設けられたりしてもよい。スペーサ５４の平面形状は、用途に応じて種々の構成とすることができる。また、図１１においては、被加工物８０が２つの例を挙げているが、被加工物８０は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。被加工物８０の数が増加しても、各々の被加工物８０に対応させてスペーサ５４を設けることにより、被加工物８０を確実に保護することができる。
【００８６】
なお、実施例６に係るラミネート装置の断面構成については、実施例１乃至５で説明した総ての構成を適用することができ、これらの構成と同様であるので、その説明を省略する。
【実施例７】
【００８７】
図１２は、本発明の実施例７に係るラミネート装置のラミネート加工時におけるスペーサの平面構成の一例を示した図である。図１２において、実施例７に係るラミネート装置は、ヒータ板４０の長手方向に２つの被加工物８０が間隔を有して載置され、被加工物８０の周囲の総てをスペーサ５５が囲むように設けられた構成を有している。
【００８８】
このように、被加工物８０の両側のみならず、両側を含んで更に周囲の総てを囲むようにスペーサ５５を設けるようにしてもよい。被加工物８０は、総ての方向において保護され、ダイヤフラム２０、２１又は剥離シート７０等の可撓性シートから鉛直方向以外の不要な応力を受けず、横ズレや破損を発生させることなくラミネート加工を確実に行うことができる。
【００８９】
なお、実施例７に係るラミネート装置の断面構成については、実施例１乃至５で説明した総ての構成を適用することができ、これらの構成と同様であるので、その説明を省略する。
【実施例８】
【００９０】
図１３は、本発明の実施例８に係るラミネート装置の一例を示した断面構成図である。図１３において、実施例８に係るラミネート装置は、中空構造のスペーサ５６を備える点で、実施例１乃至７に係るラミネート装置と異なっている。スペーサ５６は、被加工物８０の高さ以上の高さを有し、上面が平面状に形成されていれば、種々の構成をとることができ、図１３に示すような中空構造であってもよい。
【００９１】
スペーサ５６を中空構造とすることで、スペーサ５６を軽量に構成できるとともに、放熱を容易にすることができる。なお、実施例８に係るラミネート装置は、実施例１乃至７に係るラミネート装置と組み合わせることができ、各々の実施例において、スペーサ５０〜５５の各々を中空構造とすることができる。
【００９２】
また、スペーサ５６は、中空構造の一例を示したに過ぎず、その他の中空構造を有してもよく、種々の構成をとることができる。
【００９３】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００９４】
特に、実施例１乃至８は、互いに矛盾の無い範囲で組み合わせることが可能である。例えば、実施例１乃至５は本実施例に係るラミネート装置の断面構成に関する例であり、実施例６及び７は平面構成に関する例であり、実施例８はスペーサの構成に関する例であるので、実施例１乃至５のいずれかと実施例６及び７のいずれかと実施例８とを組み合わせることは当然に可能である。
【００９５】
また、本実施例に係るラミネート装置を用いた太陽電池モジュールの製造方法は、実施例２においてのみ説明しているが、他の実施例にも総て適用することができる。
【００９６】
更に、実施例１乃至８においては、２つの被加工物８０を同時にラミネート加工する例を挙げて説明したが、１回のラミネート加工工程で１つの被加工物８０をラミネート加工してもよいし、３つ以上の被加工物８０をヒータ板４０上に載置し、これらを同時にラミネート加工するようにしてもよい。
【００９７】
なお、本実施例１乃至８においては、被加工物８０として、カバーガラス８１と薄膜の太陽電池素子８３が成膜されたガラス基板８４とを充填材８２で張り合わせたサブストレート構造を例にとって説明したが、本発明に係るラミネート装置が扱える被加工物８０はこれに限らず、カバーガラス８１側に薄膜の太陽電池素子８３が成膜されたスーパーストレート構造に対しても適用可能であり、また、カバーガラス８１と保護シートとの間に太陽電池素子を封入した結晶系太陽電池モジュールの構造にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、太陽電池モジュールの構成部材をラミネート加工するラミネート装置及びこれを用いた太陽モジュールの製造工程に利用することができる。
【符号の説明】
【００９９】
１０ 上チャンバ
１１、３１ 排気口
１２、３２ 空間
２０、２１ ダイヤフラム
３０ 下チャンバ
４０、４２ ヒータ板
４１ 支持脚
５０〜５６ スペーサ
６０ 搬送シート
７０ 剥離シート
８０ 被加工物
８１ カバーガラス
８２ 充填材
８３ 太陽電池素子
８４ ガラス基板
８５ 端面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池モジュールの構成部材が重ね合わされた被加工物をヒータ板上に載置し、該ヒータ板で前記被加工物を加熱しながら可撓性シートを下降させて上方から加圧することにより前記被加工物をラミネート加工するラミネート加工工程を行うラミネート装置において、
前記ヒータ板と前記可撓性シートとの間の前記被加工物の周囲のいずれかの箇所に、前記ラミネート加工工程中に前記可撓性シートが前記被加工物の上面端部から垂れ下がることを防止するスペーサを設けたことを特徴とするラミネート装置。
【請求項２】
前記スペーサは、前記被加工物の高さ以上の高さを有することを特徴とする請求項１に記載のラミネート装置。
【請求項３】
前記スペーサは、樹脂から構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のラミネート装置。
【請求項４】
前記スペーサは、中空構造であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のラミネート装置。
【請求項５】
前記スペーサは、前記可撓性シートの下面に設けられた凸部材であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のラミネート装置。
【請求項６】
前記可撓性シートは、ダイヤフラムであることを特徴とする請求項５に記載のラミネート装置。
【請求項７】
前記可撓性シートは、ダイヤフラムの下方に設けられた剥離シートであることを特徴とする請求項５に記載のラミネート装置。
【請求項８】
前記被加工物が載置された状態で前記ヒータ板上に前記被加工物を搬送する搬送シートを更に有し、
前記スペーサは、該搬送シート上に設けられた凸部材であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のラミネート装置。
【請求項９】
前記スペーサは、前記被加工物の対向する２辺を外側から挟むように配置されたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のラミネート装置。
【請求項１０】
前記スペーサは、前記被加工物の周囲全体を覆うように配置されたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のラミネート装置。
【請求項１１】
前記ヒータ板は、複数の前記被加工物を載置できる面積を有し、
前記スペーサは、各々の前記被加工物に設けられたことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のラミネート装置。
【請求項１２】
太陽電池モジュールの構成部材が重ね合わされた被加工物をヒータ板上に載置し、該ヒータ板で前記被加工物を加熱しながら可撓性シートを下降させて上方から加圧することにより前記被加工物をラミネート加工するラミネート加工工程を有する太陽電池モジュールの製造方法において、
前記ヒータ板と前記可撓性シートとの間の前記被加工物の周囲のいずれかの箇所に、前記可撓性シートが前記被加工物の上面端部から垂れ下がることを防止するスペーサを設けて前記ラミネート加工工程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。
【請求項１３】
前記スペーサは、前記被加工物の高さ以上の高さを有することを特徴とする請求項１２に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１４】
前記スペーサは、樹脂から構成されたことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１５】
前記スペーサは、中空構造であることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載のラミネート装置。
【請求項１６】
前記スペーサは、前記可撓性シートの下面に設けられた凸部材であることを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１７】
前記可撓性シートは、ダイヤフラムであることを特徴とする請求項１６に太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１８】
前記可撓性シートは、ダイヤフラムの下方に設けられた剥離シートであることを特徴とする請求項１６に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１９】
前記被加工物は搬送シート上に載置された状態で前記ヒータ板上に搬送され、
前記スペーサは、前記搬送シート上に設けられた凸部材であることを特徴とする請求項１２乃至１８のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項２０】
前記スペーサを、前記被加工物の対向する２辺を外側から挟むように配置することを特徴とする請求項１２乃至１９のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項２１】
前記スペーサを、前記被加工物の周囲全体を覆うように配置することを特徴とする請求項１２乃至１９のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項２２】
前記ヒータ板上に、複数の前記被加工物を載置し、
前記スペーサを、各々の前記被加工物に設けることを特徴とする請求項１２乃至２１のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１】
太陽電池モジュールの構成部材が重ね合わされた被加工物をヒータ板上に載置し、該ヒータ板で前記被加工物を加熱しながら可撓性シートを下降させて上方から加圧することにより前記被加工物をラミネート加工するラミネート加工工程を行うラミネート装置において、
前記ヒータ板と前記可撓性シートとの間の前記被加工物の周囲のいずれかの箇所に、前記ラミネート加工工程中に前記可撓性シートが前記被加工物の上面端部から垂れ下がることを防止するスペーサを設けたことを特徴とするラミネート装置。
【請求項２】
前記スペーサは、前記被加工物の高さ以上の高さを有することを特徴とする請求項１に記載のラミネート装置。
【請求項３】
前記スペーサは、樹脂から構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のラミネート装置。
【請求項４】
前記スペーサは、中空構造であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のラミネート装置。
【請求項５】
前記スペーサは、前記可撓性シートの下面に設けられた凸部材であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のラミネート装置。
【請求項６】
前記可撓性シートは、ダイヤフラムであることを特徴とする請求項５に記載のラミネート装置。
【請求項７】
前記可撓性シートは、ダイヤフラムの下方に設けられた剥離シートであることを特徴とする請求項５に記載のラミネート装置。
【請求項８】
前記被加工物が載置された状態で前記ヒータ板上に前記被加工物を搬送する搬送シートを更に有し、
前記スペーサは、該搬送シート上に設けられた凸部材であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のラミネート装置。
【請求項９】
前記スペーサは、前記被加工物の対向する２辺を外側から挟むように配置されたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のラミネート装置。
【請求項１０】
前記スペーサは、前記被加工物の周囲全体を覆うように配置されたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のラミネート装置。
【請求項１１】
前記ヒータ板は、複数の前記被加工物を載置できる面積を有し、
前記スペーサは、各々の前記被加工物に設けられたことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のラミネート装置。
【請求項１２】
太陽電池モジュールの構成部材が重ね合わされた被加工物をヒータ板上に載置し、該ヒータ板で前記被加工物を加熱しながら可撓性シートを下降させて上方から加圧することにより前記被加工物をラミネート加工するラミネート加工工程を有する太陽電池モジュールの製造方法において、
前記ヒータ板と前記可撓性シートとの間の前記被加工物の周囲のいずれかの箇所に、前記可撓性シートが前記被加工物の上面端部から垂れ下がることを防止するスペーサを設けて前記ラミネート加工工程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。
【請求項１３】
前記スペーサは、前記被加工物の高さ以上の高さを有することを特徴とする請求項１２に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１４】
前記スペーサは、樹脂から構成されたことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１５】
前記スペーサは、中空構造であることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載のラミネート装置。
【請求項１６】
前記スペーサは、前記可撓性シートの下面に設けられた凸部材であることを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１７】
前記可撓性シートは、ダイヤフラムであることを特徴とする請求項１６に太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１８】
前記可撓性シートは、ダイヤフラムの下方に設けられた剥離シートであることを特徴とする請求項１６に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１９】
前記被加工物は搬送シート上に載置された状態で前記ヒータ板上に搬送され、
前記スペーサは、前記搬送シート上に設けられた凸部材であることを特徴とする請求項１２乃至１８のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項２０】
前記スペーサを、前記被加工物の対向する２辺を外側から挟むように配置することを特徴とする請求項１２乃至１９のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項２１】
前記スペーサを、前記被加工物の周囲全体を覆うように配置することを特徴とする請求項１２乃至１９のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項２２】
前記ヒータ板上に、複数の前記被加工物を載置し、
前記スペーサを、各々の前記被加工物に設けることを特徴とする請求項１２乃至２１のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１９６８３５（Ｐ２０１２−１９６８３５Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６１６１１（Ｐ２０１１−６１６１１）
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（０００１８６９１３）昭和シェル石油株式会社 (322)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（０００１８６９１３）昭和シェル石油株式会社 (322)
【Ｆターム（参考）】
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