ラミネート装置用熱板およびその熱板を用いたラミネート装置
【課題】 本発明は、ラミネート加工した被加工物内の架橋密度を均一にできる熱板をおよびその熱板を使用したラミネート装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明のラミネート装置用の熱板は、押圧部材により仕切られた上チャンバと下チャンバとを有し、その下チャンバに設けられた熱板上に被加工物を載置し、前記熱板により加熱した前記被加工物を、前記下チャンバを真空とし前記上チャンバに大気を導入し前記熱板と前記押圧部材とで挟圧してラミネートするラミネート装置に使用する熱板を、前記熱板の加熱領域を、被加工物の中央から周辺に向かって略同心形状に分割した各加熱領域とし、各加熱領域に一つ以上のヒーターを設け、前記加熱領域を個別に温度制御する構成とした。
【解決手段】 本発明のラミネート装置用の熱板は、押圧部材により仕切られた上チャンバと下チャンバとを有し、その下チャンバに設けられた熱板上に被加工物を載置し、前記熱板により加熱した前記被加工物を、前記下チャンバを真空とし前記上チャンバに大気を導入し前記熱板と前記押圧部材とで挟圧してラミネートするラミネート装置に使用する熱板を、前記熱板の加熱領域を、被加工物の中央から周辺に向かって略同心形状に分割した各加熱領域とし、各加熱領域に一つ以上のヒーターを設け、前記加熱領域を個別に温度制御する構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱板上に太陽電池モジュール等の被加工物を配置し、熱板により加熱した被加工物を熱板と押圧部材とで挟圧してラミネートするラミネート装置に使用する熱板およびその熱板を用いたラミネート装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、太陽電池モジュールを製造する場合、ラミネート装置が使用されている（特許文献１）。ラミネート装置は、下方向に向けて膨張自在なダイヤフラムを有する上ケースと、熱板を有する下ケースとを有している。太陽電池モジュールをラミネートする際、まず、構成部材を重ね合わせた太陽電池モジュールを、上ケースと下ケースとで形成される空間に搬送する。次に、ラミネート装置は、上ケースと下ケースとで形成される空間を真空状態にし、熱板上に太陽電池モジュールを配置した後、構成部材を加熱した状態で、上ケースの内部に大気圧を導入する。このようにすることで、太陽電池モジュールは、ダイヤフラムと熱板とで挟圧されて、ラミネートされ、太陽電池モジュールの各構成部材が溶融された封止材により接着される。
【０００３】
また特許文献１には、ラミネート装置用の熱板内に複数のヒーターを設け、その熱板を複数の加熱領域に分けてその加熱領域の一部又は全てに温度センサーを設けその測定結果により、ヒーターを個別で制御する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−４７７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、従来のラミネート装置は、熱板の上面を複数の加熱領域に分割して、何れの加熱領域でも均一の温度になるように設定されている。しかしながら、上ケースと下ケースとで形成される空間は、熱板によりすでに加熱されている。したがって、太陽電池モジュールが、その空間に搬送されると、太陽電池モジュールの構成部材であるカバーガラスの上下面の温度差等の影響により、太陽電池モジュールの周縁部が熱板から離間するような態様で反ってしまう。このように反った太陽電池モジュールでは、太陽電池モジュールの内側部（中央部）のみが熱板上に接地し、その後、周縁部がダイヤフラムの押圧によって内側部に遅れて接触する。
【０００６】
このような状況では、太陽電池モジュールをラミネート加工する際に封止材を架橋する時間は、太陽電池モジュールの中央部に比べ周辺部は少ない。一方、反りのためダイヤフラムからの圧力は中心よりも強いことが予想される。よって、ラミネート加工後の封止材の架橋密度は、場所的に均一になっているか分からない。もし、太陽電池モジュールの架橋密度が中央部に比べ周辺部が小さければ、ラミネート加工後の封止材と透明基板（カバーガラス）や裏面材との接着能力が劣ることを意味している。このような太陽電池モジュールは、接着能力が弱い周辺部の一部に剥離が発生し太陽電池モジュールの内部へ水の侵入を許すことになり、太陽電池モジュールとしての寿命は短い。太陽電池モジュールを長寿命とするためには、ラミネート加工により太陽電池全面に亘り架橋密度を均一とし、太陽電池モジュール周辺の封止材の接着能力を中央部と同等程度とする必要がある。
【０００７】
また特許文献１に記載のラミネート装置は、熱板内に複数のヒーターと温度センサーが設けられているが、熱板の温度を均一にする、あるいは熱板の温度分布を意図的にある領域のみ高目に設定するためには、ヒーターを細かく分割し温度センサーを複数個設け制御する必要があり熱板の構造が複雑になる。さらに熱板そのものが１枚の板で構成されている。したがって、ある領域のみ加熱温度を上昇させるというようなことは困難である。
【０００８】
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、ラミネート加工した被加工物内の架橋密度を均一にできる熱板およびその熱板を使用したラミネート装置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】
【０００９】
上記目的を達成するための第１発明のラミネート装置用の熱板は、押圧部材により仕切られた上チャンバと下チャンバとを有し、その下チャンバに設けられた熱板上に被加工物を載置し、前記熱板により加熱した前記被加工物を、前記下チャンバを真空とし前記上チャンバに大気を導入し前記熱板と前記押圧部材とで挟圧してラミネートするラミネート装置に使用する熱板であって、前記熱板は、前記熱板の加熱領域を、被加工物の中央から周辺に向かって略同心形状に分割した各加熱領域とし、各前記加熱領域に一つ以上のヒーターを設け、前記加熱領域を個別に温度制御することを特徴している。
【００１０】
第２発明のラミネート装置用の熱板は、第１発明において、前記加熱領域は、それぞれの加熱領域が熱的に遮蔽されていることを特徴としている。
【００１１】
第３発明のラミネート装置用の熱板は、第２発明において、隣接する各加熱領域の間に遮熱材を配置することにより、前記各加熱領域の熱的な遮蔽を行うことを特徴としている。
【００１２】
第４発明のラミネート装置用の熱板は、第２発明において、隣接する各加熱領域の間に空気層を設けることにより、前記各加熱領域の熱的な遮蔽を行うことを特徴としている。
【００１３】
第５発明のラミネート装置用の熱板は、第１から第４発明のいずれかにおいて、前記各加熱領域に対応する熱板を被加工物を載置する載置板を介して接続して構成されていることを特徴としている。
【００１４】
第６発明のラミネート装置用の熱板は、第１から第４発明のいずれかにおいて、前記各加熱領域に対応する熱板を一枚の裏板を介して接続して構成されていることを特徴としている。
【００１５】
第７発明のラミネート装置用の熱板は、第１から第６発明のいずれかにおいて、前記各加熱領域に略同心形状のヒーターを埋設したことを特徴としている。
【００１６】
第８発明のラミネート装置用の熱板は、第１から第７発明のいずれかにおいて、前記熱板は、前記各加熱領域に一つ以上のヒーター及びヒートパイプを埋設したことを特徴としている。
【００１７】
第９発明のラミネート装置は、第１から第８発明のいずれかに記載のラミネート装置用の熱板を使用したことを特徴としている。
【００１８】
第１０発明のラミネート方法は、第１から第８発明のいずれかに記載のラミネート装置用の熱板を使用したラミネート装置により太陽電池モジュールのラミネート加工を行なうことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
第１の発明によれば、以下の効果が発現する。前記熱板は、前記熱板の加熱領域を、被加工物の中央から周辺に向かって略同心形状に分割した各加熱領域とし、前記加熱領域を個別に温度制御するので、被加工物の透明基板に反りがあったり、被加工物の中央部と周辺部とでラミネート加工における加熱時間に差があっても、被加工物の各部分に供給される熱量は同じになるので、被加工物の架橋密度は均一になる。
その結果、太陽電池モジュールの中央部と周辺部とで封止材の架橋密度が均一な太陽電池モジュールを製造することができる。
【００２０】
第２の発明によれば、前記各加熱領域は、熱的に遮蔽されているので、第１発明の効果を顕著に発現させることができる。
【００２１】
第３発明によれば、隣接する各加熱領域の間に遮熱材を配置しているので、前記各加熱領域の熱的な遮蔽を容易に行なうことができる。
【００２２】
第４発明によれば、隣接する各加熱領域の間に空気層を配置しているので、前記各加熱領域の熱的な遮蔽を容易に行なうことができる。
【００２３】
第５発明によれば、前記各加熱領域に対応する熱板を被加工物を載置する載置板を介して接続しているので、各加熱領域の熱板を容易に一体化できる。
【００２４】
第６発明によれば、前記各加熱領域に対応する熱板を一枚の裏板を介して接続して構成されているので、各加熱領域の熱板を容易に一体化できるとともに第１発明の効果を顕著に発現させることができる。
【００２５】
第７発明によれば、前記各加熱領域に略同心形状のヒーターを埋設しているので、熱板の構成を簡単にすることができる。
【００２６】
第８発明によれば、前記熱板は、前記各加熱領域に一つ以上のヒーターおよびヒートパイプを埋設したことを特徴としているので各加熱領域の温度を均一に制御することが更に容易になる。
【００２７】
第９発明のラミネート装置は、第１発明から第８発明の熱板を使用している。前記熱板は、前記被加工物の周縁部と中央部を同心形状の加熱領域に分割した構成を採用しているので、前記被加工物の周縁部と中央部をその架橋密度を均一にできるよう熱板に温度分布を設けることができる。したがって太陽電池モジュールの構成部材である透明基板に反りがあっても、ラミネート加工時にその中央部と周辺部とが受ける熱量を、架橋密度が均一になるように制御できる。これにより架橋密度が均一な被加工物（太陽電池モジュール）を得ることができる。
【００２８】
第１０発明のラミネート方法は、前記被加工物をラミネート加工するラミネート装置は第１発明から第８発明の熱板を使用している。したがって第９発明と同様の効果が発現する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】被加工物である太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の熱板を載置したラミネート装置の全体の構成を示す図である。
【図３】ラミネート装置のラミネート部の側断面図である。
【図４】ラミネート装置のラミネート加工時におけるラミネート部の側断面図である。
【図５】実施例１の熱板の構成の説明図である。
【図６】実施例２の熱板の構成の説明図である。
【図７】実施例３の熱板の構成の説明図である。
【図８】実施例４の熱板の構成の説明図である。
【図９】実施例５の熱板の説明図である。
【図１０】実施例５の熱板に評価用のカバーガラスを設置した状況の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照して本実施形態に係るラミネート装置について説明する。
ここでは、まず、ラミネート装置でラミネートされる被加工物１０について説明する。
図１は、被加工物１０として結晶系セルを使用した太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。太陽電池モジュール１０は、図示のように、透明なカバーガラス１１（透明基板）と裏面材１２との間に、封止材１３、１４を介してストリング１５およびストリング１５を複数列並列に接続したマトリックス状のものを挟み込んだ構成を有する。裏面材１２にはポリエチレン樹脂等の材料が使用される。また、封止材１３、１４にはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂や、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）樹脂等が使用される。ストリング１５は、電極１６、１７の間に結晶系セルとしての太陽電池セル１８をリード線１９を介して接続した構成である。
【００３１】
また、被加工物１０としては、上述した太陽電池モジュールだけではなく、一般に薄膜式と呼ばれる太陽電池モジュールを対象とすることもできる。この薄膜式太陽電池モジュールの代表的な構造例では、透明なカバーガラスに、予め、透明電極、半導体、裏面電極からなる発電素子が蒸着してある。このような薄膜式太陽電池モジュールは、カバーガラスを下向きに配置し、カバーガラス上の発電素子の上に封止材を被せる。更に、封止材の上に裏面材を被せた構造になっている。このような状態で真空加熱ラミネートすることにより薄膜式太陽電池モジュールの構成部材が接着される。すなわち、薄膜式太陽電池モジュールは、上述した太陽電池モジュールの結晶系セルが蒸着された発電素子に変わるだけである。薄膜式太陽電池モジュールの基本的な封止構造は上述した太陽電池モジュールと同じである。
【００３２】
図２は、本実施形態に係るラミネート装置１００の全体の構成を示す図である。ラミネート装置１００は、上ケース１１０と、下ケース１２０と、被加工物１０を搬送するための搬送ベルト１３０とを有する。搬送ベルト１３０は、被加工物１０を上ケース１１０と下ケース１２０との間に搬送する。ラミネート装置１００には、ラミネート前の被加工物１０をラミネート装置１００に搬送するための搬入コンベア２００が設けられている。また、ラミネート装置１００には、ラミネート後の被加工物１０をラミネート装置１００から搬出するための搬出コンベア３００が設けられている。搬入コンベア２００と搬出コンベア３００とは、連設されている。被加工物１０は、搬入コンベア２００から搬送ベルト１３０に受け渡され、搬送ベルト１３０から搬出コンベア３００に受け渡される。
【００３３】
ラミネート装置１００には、シリンダ及びピストンロッド等で構成される図示しない昇降装置が設けられている。昇降装置は、上ケース１１０を水平状態に維持したまま下ケース１２０に対して昇降させることができる。昇降装置が上ケース１１０を下降させることで、上ケース１１０と下ケース１２０との内部空間を密閉させることができる。
【００３４】
次に、本施形態に係るラミネート装置１００のラミネート部１０１の構成についてより具体的に説明する。図３は、ラミネート装置１００において被加工物１０をラミネートするラミネート部１０１の側断面図である。図４は、ラミネート加工時におけるラミネート部１０１の側断面図である。
【００３５】
上ケース１１０には、下方向に開口された空間が形成されている。この空間には、空間を水平に仕切るようにダイヤフラム１１２（押圧部材）が設けられている。ダイヤフラム１１２は、シリコーン系のゴム等の耐熱性のあるゴムにより成形されている。後述するように、ダイヤフラム１１２は、被加工物１０を押圧する押圧部材として機能し、ラミネートを行う。上ケース１１０内には、ダイヤフラム１１２によって仕切られた空間（上チャンバ１１３）が形成される。
【００３６】
また、上ケース１１０の上面には、上チャンバ１１３と連通する吸排気口１１４が設けられている。上チャンバ１１３では、吸排気口１１４を介して、上チャンバ１１３内を真空引きして真空状態にしたり、上チャンバ１１３内に大気を導入したりすることができる。
【００３７】
下ケース１２０には、上方向に開口された空間（下チャンバ１２１）が形成されている。この空間には、熱板１２２（パネル状のヒーター）が設けられている。熱板１２２は、下ケース１２０の底面に立設された支持部材によって、水平状態を保つように支持されている。この場合に、熱板１２２は、その表面が下チャンバ１２１の開口面とほぼ同一の高さになるように支持される。
【００３８】
また、下ケース１２０の下面には、下チャンバ１２１と連通する吸排気口１２３が設けられている。下チャンバ１２１では、吸排気口１２３を介して、下チャンバ１２１内を真空引きして真空状態にしたり、下チャンバ１２１内に大気を導入したりすることができる。
【００３９】
上ケース１１０と下ケース１２０との間であって、熱板１２２の上方には、搬送ベルト１３０が移動自在に設けられている。搬送ベルト１３０は、図２の搬入コンベア２００からラミネート前の被加工物１０を受け取ってラミネート部１０１の中央位置、すなわち熱板１２２の中央部に正確に搬送する。また、搬送ベルト１３０は、ラミネート後の被加工物１０を図２の搬出コンベア３００に受け渡す。
【００４０】
また、上ケース１１０と下ケース１２０との間であって、搬送ベルト１３０の上方には、剥離シート１４０が設けられている。剥離シート１４０は、被加工物１０の封止材１３、１４（図１参照）が溶融したときに、封止材１３、１４がダイヤフラム１１２に付着するのを防止する。
【００４１】
次に、本実施形態に係るラミネート装置１００によるラミネート工程についてより具体的に説明する。まず、図３に示すように、搬送ベルト１３０は、被加工物１０をラミネート部１０１の中央位置に搬送する。なお、このとき、下チャンバ１２１や熱板１２２に配設された上下動可能な図示しないリフトピン等を上昇させることで、被加工物１０を熱板１２２上から離間した位置に保持しておいてもよい。
【００４２】
次に、昇降装置は、上ケース１１０を下降させる。上ケース１１０を下降させることにより、図４に示すように、上ケース１１０と下ケース１２０との内部空間は、密閉される。すなわち、上ケース１１０と下ケース１２０との内部にて上チャンバ１１３及び下チャンバ１２１は、それぞれ密閉状態に保つことができる。
【００４３】
次に、ラミネート装置１００は、上ケース１１０の吸排気口１１４を介して、上チャンバ１１３内の真空引きを行う。同様に、ラミネート装置１００は、下ケース１２０の吸排気口１２３を介して、下チャンバ１２１内の真空引きを行う（真空工程）。下チャンバ１２１の真空引きにより、被加工物１０内に含まれている気泡は、被加工物１０外に送出される。なお、上下動可能な図示しないリフトピンにより被加工物１０を、熱板１２２上から離間した位置に保持していた場合は、真空工程の略後半から、リフトピンを下降して被加工物１０を熱板１２２上に載置する。
被加工物１０は、後述する温度制御装置の温度制御により加熱された熱板１２２によって加熱されるので、被加工物１０の内部に含まれる封止材１３、１４も加熱される。
【００４４】
次に、ラミネート装置１００は、下チャンバ１２１の真空状態を保ったまま、上ケース１１０の吸排気口１１４を介して、上チャンバ１１３に大気を導入する。これにより、上チャンバ１１３と下チャンバ１２１との間に気圧差が生じることで、ダイヤフラム１１２が膨張する。従って、ダイヤフラム１１２は、図４に示すように下方に押し出される（加圧工程）。被加工物１０は、下方に押し出されたダイヤフラム１１２と、熱板１２２とで挟圧され、加熱により溶融された封止材１３、１４によって各構成部材が接着される。
【００４５】
このとき、封止材１３、１４がカバーガラス１１と裏面材１２との間からはみ出てしまうことがあるものの、はみ出した封止材１３、１４は剥離シート１４０に付着する。このように剥離シート１４０を介在させることにより、はみ出した封止材１３、１４がダイヤフラム１１２に付着するのを防止する。従って、剥離シート１４０は、ダイヤフラム１１２から次にラミネートする被加工物１０に封止材１３、１４が付着するのを防止する。また、はみ出した封止材１３、１４が、搬送ベルト１３０上に付着した場合は、付着した封止材１３、１４は、図示しないクリーニング機構により除去される。
【００４６】
このようにラミネート工程が終了した後、ラミネート装置１００は、下ケース１２０の吸排気口１２３を介して、下チャンバ１２１に大気を導入する。このとき、昇降装置は、上ケース１１０を上昇させる。上ケース１１０を上昇させることにより、図３に示すように、搬送ベルト１３０を移動させることができるようになる。搬送ベルト１３０は、ラミネート後の被加工物１０を搬出コンベア３００に受け渡す。
【００４７】
次に、本実施形態に係るラミネート装置１００の熱板１２２の構成について説明する。
【実施例１】
【００４８】
図５は、第１の実施例１の熱板１２２の構成を示す図である。図５において図３および図４の熱板１２２は、熱板２０としている。図５（ａ）は、熱板２０の平面図でありヒーターの埋設状態を示した図面である。図５（ｂ）は熱板２０の正面図である。
【００４９】
熱板２０は、全体の大きさが図３の下ケース１２０内に収まるサイズである。また図５（ａ）の２点鎖線で示す被加工物である太陽電池モジュール１０よりも大きいサイズで形成される。ここで、本実施形態の熱板２０の寸法は、例えば幅Ｗｈが約１５００ｍｍ、奥行きＤｈが約１２００ｍｍである。また、この熱板２０により加熱される太陽電池モジュール１０の寸法は、奥行きｄが約１１００ｍｍ、幅Ｗが約１４００ｍｍであり、平面視で長方形状である。尚上記の熱板２０のサイズは、参考例であり、この寸法に限定されるものではない。
図５（ｂ）に示すように熱板２０上に被加工物１０が載置されている。
【００５０】
図５において、熱板本体２０１〜２０４は、アルミニウム又はアルミニウム合金等により、被加工物１０を載置できるようなパネル状に形成されている。尚材質は、ステンレス等の鉄系材料を使用することができる。
【００５１】
図５（ａ）に示すように、熱板２０は、その中心部から周辺部に略同心楕円形状に加熱領域１〜加熱領域４に区画分けをしている。更に加熱領域１〜加熱領域４には、それぞれ４個の直線形状のヒーターＨが熱板内部に埋設されている。図５（ａ）は、熱板内部のヒーターの配設状態を示している。ヒーターとしては、シースヒーター等を使用することができる。またシースヒーターとヒ−トパイプを併用することもできる。また図示はしていないが、各加熱領域には、温度センサーを一つ以上設け、各加熱領域の温度を確認し温度制御装置により制御することができる。
尚加熱領域の数量は、本実施例の４つ加熱領域に限定されるものではなく、ラミネート加工する太陽電池モジュールの寸法により増減させることができる。
また各加熱領域に埋設されるヒーターの数量も本実施例に限定されることはない。被加工物の特性等によりヒーターの数量を変更することができる。
【００５２】
上記の加熱領域１〜加熱領域４は、図示してはいないが、相互に接続されていると、加熱領域という区画に分けて、温度差を設けても熱伝導で熱板の温度差は無くなってしまう。したがって各加熱領域の間には、遮熱手段を設けている。各加熱領域の遮熱は、例えば、各加熱領域を個別の熱板とし、各加熱領域の間に隙間（空気層）を設けることで実現することができる。またその他の遮熱手段については、別例の実施例で説明する。
【００５３】
実施例１の構成の熱板を使用することにより、被加工物である太陽電池モジュールの透明基板に反りがあったり、それによる被加工物の中央部と周辺部とでラミネート加工における加熱時間に差があっても、被加工物の各部分に供給される熱量は同じになるので、被加工物の架橋密度は均一になる。したがって長期の耐久性に優れた太陽電池モジュールを製造することができる。
【実施例２】
【００５４】
第２の実施例の熱板３０の構成を図６により説明する。また実施例１と同じ内容については、説明は省略する。
図６に示すように、熱板３０は、その中心部から周辺部に略同心楕円形状に加熱領域１〜加熱領域４に区画分けをしている。各加熱領域は、熱板本体３０１〜３０４となっている。更に加熱領域１〜加熱領域４には、略同心形状のヒーターが熱板内部に埋設されている。図６は、熱板内部のヒーターの配設状態を示している。ヒーターＨとしては、シースヒーター等を使用することができる。またシースヒーターとヒ−トパイプを併用することもできる。また図示はしていないが、各加熱領域には、温度センサーを一つ以上設け、各加熱領域の温度を確認し温度制御装置により制御することができる。
これにより実施例１の構成の熱板と同様の効果を発現することができる。
【実施例３】
【００５５】
第３の実施例の熱板４０の構成を図７により説明する。図７（ａ）は、熱板４０の正面図でヒーターＨの埋設状態を示した図面であり、図７（ｂ）は、熱板４０のＣ―Ｃ断面矢視図である。
【００５６】
図７（ａ）に示すように、熱板４０は、その中心部から周辺部に略同心楕円形状に加熱領域１〜加熱領域４に区画分けをしている。加熱領域１〜加熱領域４の熱板本体４０１〜４０４は、取付板４０５の上に遮熱シート４０６を介して固定されている。また各加熱領域の間に遮熱層４０７が設けられている。遮熱シート４０６および遮熱層４０７としては、テフロンシート、グラスウールやロックウールをシート状に成形したものなどを使用することができる。また遮熱層４０７は、実施例１で説明したように隙間として空気層を設ける構成としても良い。また各加熱領域（熱板本体）には、それぞれ４個の直線形状のヒーターが熱板内部に埋設されている。ヒーターとしては、シースヒーター等を使用することができる。またシースヒーターとヒ−トパイプを併用することもできる。また図示はしていないが、各加熱領域には、温度センサーを一つ以上設け、各加熱領域の温度を確認し温度制御装置により制御することができる。
これにより実施例１の構成の熱板と同様の効果を発現することができる。さらに熱板をラミネート装置の図３または図４の下ケース１２０に取り付ける際にその取り付けを容易にすることができる。
【実施例４】
【００５７】
第４の実施例の熱板５０の構成を図８により説明する。図８（ａ）は、熱板５０の正面図でヒーターＨの埋設状態を示した図面であり、図８（ｂ）は、熱板５０のＣ―Ｃ断面矢視図である。また実施例３と同じ内容については、説明は省略する。
【００５８】
図８（ａ）に示すように、熱板５０は、その中心部から周辺部に略同心矩形状に加熱領域１〜加熱領域４に区画分けをしている。加熱領域１〜加熱領域４の熱板本体４０１〜４０４は、それぞれ４個の直線形状のヒーターＨが熱板内部に埋設されている。
これにより実施例３の構成の熱板と同様の効果を発現することができる。
【実施例５】
【００５９】
本構成の熱板を用いて性能を評価するために以下のように評価試験を行った。
【００６０】
＜１＞架橋密度シート組成及び成形方法
ＥＰＤＭ系ゴム（三井化学社製 ＥＰＴ４０１０）１００質量部にカーボンブラック５０質量部、オイル５０質量部、ステアリン酸１質量部、亜鉛華１号
５質量部をニーダー５０Ｌで１５分混練し、コンパウンドを得た。温度が９０℃以下になってから、イオウ ０．５質量部、チウラム系加硫促進剤（大内新興化学工業製 ノクセラーＴＴ）１質量部、同じくチウラム系加硫促進剤（大内新興化学工業製 ノクセラーＴＲＡ）１．５質量部を配合したゴムコンパウンドを作成し、６０ｃｍ×７０ｃｍの大きさで１ｍｍ厚シートを作成し、幅１ｍｍである直線状の溝を１ｃｍ当り４本作成した。このように作成した架橋密度測定シートから約１０ｍｍ角程度の架橋密度測定用サンプルを切り出し所定数量を用意した。
【００６１】
＜２＞熱板の構成
本実施例において使用する熱板は、図９に示すように加熱領域を略同心矩形状とし３区画設けている。各加熱領域は、遮熱材により遮熱されている。この熱板を図２のラミネート装置に図３および図４に示すように配置した。尚本実施例では、熱板内にリフトピン機能が設けられたラミネート装置としている。リフトピンの機能が付与されたラミネート装置を使用しているので、カバーガラスが熱板上に搬入された時には、リフトピンは上昇している。したがってカバーガラスは、直ぐには熱板上に載置されない、真空引きの工程において一定時間経過後にリフトピンが下降しカバーガラスが熱板上に載置されるのでカバーガラスの反りは少ない。
【００６２】
＜３＞ラミネート処理
太陽電池モジュールに使用するカバーガラスを図９の熱板６０上に載置した時に、加熱領域１から加熱領域３に相当する箇所に＜１＞で作成した架橋密度測定用シートを図１０に示すようにＡ〜Ｉの位置に貼り付けする。このようなカバーガラスを、図６のように、ラミネート装置の本実施例の熱板６０上に載置する。その後、表１および表２に示す条件にてラミネート処理を行った。
【００６３】
＜４＞架橋密度測定
ラミネート処理後のカバーガラス１１上に配置した小片シートから架橋密度測定用のサンプルを切出し、溶剤膨潤法（Ｆｌｏｒｙ−Ｒｅｈｎｅｒ法）によりＪＩＳ Ｋ６２５８に準拠し、架橋密度を測定した。その結果を表１および表２に示す。
【００６４】
【表１】
【表２】
【比較例１】
【００６５】
比較例１は、熱板６０の温度設定を全て１５０℃と均一とした以外は実施例５と同じとした。熱板６０上に載置するカバーガラスに反りが有る状態で加熱領域１から加熱領域３の設定温度を全て均一にした状態を想定している。表３および表４に示す条件にてラミネート処理を行い、実施例５と同一場所の架橋密度測定した。その結果を表３および表４に示す。
【表３】
【表４】
【実施例６】
【００６６】
実施例６は、使用するラミネート装置がリフトピン機能無しとした以外は、実施例５と同じとした。表５および表６に示す条件にてラミネート処理を行い、実施例５と同一場所の架橋密度測定した。その結果を表５および表６に示す。
【表５】
【表６】
【比較例２】
【００６７】
比較例２は、熱板６０の温度設定を全て１５０℃と均一とした以外は実施例６と同じとした。熱板６０上に載置するカバーガラスに反りが有る状態で加熱領域１から加熱領域３の設定温度を全て均一にした状態を想定している。表７および表８に示す条件にてラミネート処理を行い、実施例６と同一場所の架橋密度測定した。その結果を表７および表８に示す。
【表７】
【表８】
【００６８】
実施例については表１に示すように、制御領域単位で設定温度を調整すると、高温加圧１０分経過後でほぼ架橋密度が７付近であり、比較例では表３に示すように、同一温度で設定されているため、ガラスの反りにより周辺の架橋密度が高くなっており、伝熱が悪い所は、架橋密度が小さく、バラツキが大きいことも分かる。
また、３０分経過後では表２に示す実施例のとおり、１０分経過後より架橋密度が２倍程度に大きくなり、全体的に均一であったが、表４に示される比較例では中央部の架橋密度が極端に高くなり、全体のバラツキがより大きくなり、品質が不均一になった。
実施例６の表５、６の結果ではリフトピンが無いため、表１の結果に比べガラスの反りが大きくなり、周辺部の架橋密度が大きくなっていたが、全体の均一性は維持できていた。リフトピンが無い比較例２では、表７，８に示すようにリフトピンを使用した比較例１に比べ中心部や周辺部で極端に架橋密度が大きくなり、全体のバラツキがかなり大きくなった。
これらの結果より、実施例については制御領域単位で設定温度を調整することで経過時間によらず、全体的に架橋密度を均一にすることが可能となった。比較例では全体の温度制御が同じ温度のため、経過時間１０分後の初期ではガラスの反りにより周囲の架橋密度が高くなり、３０分経過後は中央の加熱領域１での架橋密度が極端に高くなることが分かる。
【符号の説明】
【００６９】
１０ 被加工物（太陽電池モジュール）
１１ カバーガラス
１３、１４ 封止材
１００ ラミネート装置
１０１ ラミネート部
１１０ 上ケース
１１２ ダイヤフラム
１１３ 上チャンバ
１２０ 下ケース
１２１ 下チャンバ
１２２ 熱板
２０〜６０ 熱板
２０１〜２０４ 熱板本体
３０１〜３０４ 熱板本体
４０１〜４０４ 熱板本体
５０１〜５０４ 熱板本体
４０５、５０５ 取付板
４０６、５０６ 遮熱シート
４０７、５０７ 遮熱材
Ｈ ヒーター
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱板上に太陽電池モジュール等の被加工物を配置し、熱板により加熱した被加工物を熱板と押圧部材とで挟圧してラミネートするラミネート装置に使用する熱板およびその熱板を用いたラミネート装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、太陽電池モジュールを製造する場合、ラミネート装置が使用されている（特許文献１）。ラミネート装置は、下方向に向けて膨張自在なダイヤフラムを有する上ケースと、熱板を有する下ケースとを有している。太陽電池モジュールをラミネートする際、まず、構成部材を重ね合わせた太陽電池モジュールを、上ケースと下ケースとで形成される空間に搬送する。次に、ラミネート装置は、上ケースと下ケースとで形成される空間を真空状態にし、熱板上に太陽電池モジュールを配置した後、構成部材を加熱した状態で、上ケースの内部に大気圧を導入する。このようにすることで、太陽電池モジュールは、ダイヤフラムと熱板とで挟圧されて、ラミネートされ、太陽電池モジュールの各構成部材が溶融された封止材により接着される。
【０００３】
また特許文献１には、ラミネート装置用の熱板内に複数のヒーターを設け、その熱板を複数の加熱領域に分けてその加熱領域の一部又は全てに温度センサーを設けその測定結果により、ヒーターを個別で制御する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−４７７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、従来のラミネート装置は、熱板の上面を複数の加熱領域に分割して、何れの加熱領域でも均一の温度になるように設定されている。しかしながら、上ケースと下ケースとで形成される空間は、熱板によりすでに加熱されている。したがって、太陽電池モジュールが、その空間に搬送されると、太陽電池モジュールの構成部材であるカバーガラスの上下面の温度差等の影響により、太陽電池モジュールの周縁部が熱板から離間するような態様で反ってしまう。このように反った太陽電池モジュールでは、太陽電池モジュールの内側部（中央部）のみが熱板上に接地し、その後、周縁部がダイヤフラムの押圧によって内側部に遅れて接触する。
【０００６】
このような状況では、太陽電池モジュールをラミネート加工する際に封止材を架橋する時間は、太陽電池モジュールの中央部に比べ周辺部は少ない。一方、反りのためダイヤフラムからの圧力は中心よりも強いことが予想される。よって、ラミネート加工後の封止材の架橋密度は、場所的に均一になっているか分からない。もし、太陽電池モジュールの架橋密度が中央部に比べ周辺部が小さければ、ラミネート加工後の封止材と透明基板（カバーガラス）や裏面材との接着能力が劣ることを意味している。このような太陽電池モジュールは、接着能力が弱い周辺部の一部に剥離が発生し太陽電池モジュールの内部へ水の侵入を許すことになり、太陽電池モジュールとしての寿命は短い。太陽電池モジュールを長寿命とするためには、ラミネート加工により太陽電池全面に亘り架橋密度を均一とし、太陽電池モジュール周辺の封止材の接着能力を中央部と同等程度とする必要がある。
【０００７】
また特許文献１に記載のラミネート装置は、熱板内に複数のヒーターと温度センサーが設けられているが、熱板の温度を均一にする、あるいは熱板の温度分布を意図的にある領域のみ高目に設定するためには、ヒーターを細かく分割し温度センサーを複数個設け制御する必要があり熱板の構造が複雑になる。さらに熱板そのものが１枚の板で構成されている。したがって、ある領域のみ加熱温度を上昇させるというようなことは困難である。
【０００８】
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、ラミネート加工した被加工物内の架橋密度を均一にできる熱板およびその熱板を使用したラミネート装置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】
【０００９】
上記目的を達成するための第１発明のラミネート装置用の熱板は、押圧部材により仕切られた上チャンバと下チャンバとを有し、その下チャンバに設けられた熱板上に被加工物を載置し、前記熱板により加熱した前記被加工物を、前記下チャンバを真空とし前記上チャンバに大気を導入し前記熱板と前記押圧部材とで挟圧してラミネートするラミネート装置に使用する熱板であって、前記熱板は、前記熱板の加熱領域を、被加工物の中央から周辺に向かって略同心形状に分割した各加熱領域とし、各前記加熱領域に一つ以上のヒーターを設け、前記加熱領域を個別に温度制御することを特徴している。
【００１０】
第２発明のラミネート装置用の熱板は、第１発明において、前記加熱領域は、それぞれの加熱領域が熱的に遮蔽されていることを特徴としている。
【００１１】
第３発明のラミネート装置用の熱板は、第２発明において、隣接する各加熱領域の間に遮熱材を配置することにより、前記各加熱領域の熱的な遮蔽を行うことを特徴としている。
【００１２】
第４発明のラミネート装置用の熱板は、第２発明において、隣接する各加熱領域の間に空気層を設けることにより、前記各加熱領域の熱的な遮蔽を行うことを特徴としている。
【００１３】
第５発明のラミネート装置用の熱板は、第１から第４発明のいずれかにおいて、前記各加熱領域に対応する熱板を被加工物を載置する載置板を介して接続して構成されていることを特徴としている。
【００１４】
第６発明のラミネート装置用の熱板は、第１から第４発明のいずれかにおいて、前記各加熱領域に対応する熱板を一枚の裏板を介して接続して構成されていることを特徴としている。
【００１５】
第７発明のラミネート装置用の熱板は、第１から第６発明のいずれかにおいて、前記各加熱領域に略同心形状のヒーターを埋設したことを特徴としている。
【００１６】
第８発明のラミネート装置用の熱板は、第１から第７発明のいずれかにおいて、前記熱板は、前記各加熱領域に一つ以上のヒーター及びヒートパイプを埋設したことを特徴としている。
【００１７】
第９発明のラミネート装置は、第１から第８発明のいずれかに記載のラミネート装置用の熱板を使用したことを特徴としている。
【００１８】
第１０発明のラミネート方法は、第１から第８発明のいずれかに記載のラミネート装置用の熱板を使用したラミネート装置により太陽電池モジュールのラミネート加工を行なうことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
第１の発明によれば、以下の効果が発現する。前記熱板は、前記熱板の加熱領域を、被加工物の中央から周辺に向かって略同心形状に分割した各加熱領域とし、前記加熱領域を個別に温度制御するので、被加工物の透明基板に反りがあったり、被加工物の中央部と周辺部とでラミネート加工における加熱時間に差があっても、被加工物の各部分に供給される熱量は同じになるので、被加工物の架橋密度は均一になる。
その結果、太陽電池モジュールの中央部と周辺部とで封止材の架橋密度が均一な太陽電池モジュールを製造することができる。
【００２０】
第２の発明によれば、前記各加熱領域は、熱的に遮蔽されているので、第１発明の効果を顕著に発現させることができる。
【００２１】
第３発明によれば、隣接する各加熱領域の間に遮熱材を配置しているので、前記各加熱領域の熱的な遮蔽を容易に行なうことができる。
【００２２】
第４発明によれば、隣接する各加熱領域の間に空気層を配置しているので、前記各加熱領域の熱的な遮蔽を容易に行なうことができる。
【００２３】
第５発明によれば、前記各加熱領域に対応する熱板を被加工物を載置する載置板を介して接続しているので、各加熱領域の熱板を容易に一体化できる。
【００２４】
第６発明によれば、前記各加熱領域に対応する熱板を一枚の裏板を介して接続して構成されているので、各加熱領域の熱板を容易に一体化できるとともに第１発明の効果を顕著に発現させることができる。
【００２５】
第７発明によれば、前記各加熱領域に略同心形状のヒーターを埋設しているので、熱板の構成を簡単にすることができる。
【００２６】
第８発明によれば、前記熱板は、前記各加熱領域に一つ以上のヒーターおよびヒートパイプを埋設したことを特徴としているので各加熱領域の温度を均一に制御することが更に容易になる。
【００２７】
第９発明のラミネート装置は、第１発明から第８発明の熱板を使用している。前記熱板は、前記被加工物の周縁部と中央部を同心形状の加熱領域に分割した構成を採用しているので、前記被加工物の周縁部と中央部をその架橋密度を均一にできるよう熱板に温度分布を設けることができる。したがって太陽電池モジュールの構成部材である透明基板に反りがあっても、ラミネート加工時にその中央部と周辺部とが受ける熱量を、架橋密度が均一になるように制御できる。これにより架橋密度が均一な被加工物（太陽電池モジュール）を得ることができる。
【００２８】
第１０発明のラミネート方法は、前記被加工物をラミネート加工するラミネート装置は第１発明から第８発明の熱板を使用している。したがって第９発明と同様の効果が発現する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】被加工物である太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の熱板を載置したラミネート装置の全体の構成を示す図である。
【図３】ラミネート装置のラミネート部の側断面図である。
【図４】ラミネート装置のラミネート加工時におけるラミネート部の側断面図である。
【図５】実施例１の熱板の構成の説明図である。
【図６】実施例２の熱板の構成の説明図である。
【図７】実施例３の熱板の構成の説明図である。
【図８】実施例４の熱板の構成の説明図である。
【図９】実施例５の熱板の説明図である。
【図１０】実施例５の熱板に評価用のカバーガラスを設置した状況の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照して本実施形態に係るラミネート装置について説明する。
ここでは、まず、ラミネート装置でラミネートされる被加工物１０について説明する。
図１は、被加工物１０として結晶系セルを使用した太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。太陽電池モジュール１０は、図示のように、透明なカバーガラス１１（透明基板）と裏面材１２との間に、封止材１３、１４を介してストリング１５およびストリング１５を複数列並列に接続したマトリックス状のものを挟み込んだ構成を有する。裏面材１２にはポリエチレン樹脂等の材料が使用される。また、封止材１３、１４にはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂や、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）樹脂等が使用される。ストリング１５は、電極１６、１７の間に結晶系セルとしての太陽電池セル１８をリード線１９を介して接続した構成である。
【００３１】
また、被加工物１０としては、上述した太陽電池モジュールだけではなく、一般に薄膜式と呼ばれる太陽電池モジュールを対象とすることもできる。この薄膜式太陽電池モジュールの代表的な構造例では、透明なカバーガラスに、予め、透明電極、半導体、裏面電極からなる発電素子が蒸着してある。このような薄膜式太陽電池モジュールは、カバーガラスを下向きに配置し、カバーガラス上の発電素子の上に封止材を被せる。更に、封止材の上に裏面材を被せた構造になっている。このような状態で真空加熱ラミネートすることにより薄膜式太陽電池モジュールの構成部材が接着される。すなわち、薄膜式太陽電池モジュールは、上述した太陽電池モジュールの結晶系セルが蒸着された発電素子に変わるだけである。薄膜式太陽電池モジュールの基本的な封止構造は上述した太陽電池モジュールと同じである。
【００３２】
図２は、本実施形態に係るラミネート装置１００の全体の構成を示す図である。ラミネート装置１００は、上ケース１１０と、下ケース１２０と、被加工物１０を搬送するための搬送ベルト１３０とを有する。搬送ベルト１３０は、被加工物１０を上ケース１１０と下ケース１２０との間に搬送する。ラミネート装置１００には、ラミネート前の被加工物１０をラミネート装置１００に搬送するための搬入コンベア２００が設けられている。また、ラミネート装置１００には、ラミネート後の被加工物１０をラミネート装置１００から搬出するための搬出コンベア３００が設けられている。搬入コンベア２００と搬出コンベア３００とは、連設されている。被加工物１０は、搬入コンベア２００から搬送ベルト１３０に受け渡され、搬送ベルト１３０から搬出コンベア３００に受け渡される。
【００３３】
ラミネート装置１００には、シリンダ及びピストンロッド等で構成される図示しない昇降装置が設けられている。昇降装置は、上ケース１１０を水平状態に維持したまま下ケース１２０に対して昇降させることができる。昇降装置が上ケース１１０を下降させることで、上ケース１１０と下ケース１２０との内部空間を密閉させることができる。
【００３４】
次に、本施形態に係るラミネート装置１００のラミネート部１０１の構成についてより具体的に説明する。図３は、ラミネート装置１００において被加工物１０をラミネートするラミネート部１０１の側断面図である。図４は、ラミネート加工時におけるラミネート部１０１の側断面図である。
【００３５】
上ケース１１０には、下方向に開口された空間が形成されている。この空間には、空間を水平に仕切るようにダイヤフラム１１２（押圧部材）が設けられている。ダイヤフラム１１２は、シリコーン系のゴム等の耐熱性のあるゴムにより成形されている。後述するように、ダイヤフラム１１２は、被加工物１０を押圧する押圧部材として機能し、ラミネートを行う。上ケース１１０内には、ダイヤフラム１１２によって仕切られた空間（上チャンバ１１３）が形成される。
【００３６】
また、上ケース１１０の上面には、上チャンバ１１３と連通する吸排気口１１４が設けられている。上チャンバ１１３では、吸排気口１１４を介して、上チャンバ１１３内を真空引きして真空状態にしたり、上チャンバ１１３内に大気を導入したりすることができる。
【００３７】
下ケース１２０には、上方向に開口された空間（下チャンバ１２１）が形成されている。この空間には、熱板１２２（パネル状のヒーター）が設けられている。熱板１２２は、下ケース１２０の底面に立設された支持部材によって、水平状態を保つように支持されている。この場合に、熱板１２２は、その表面が下チャンバ１２１の開口面とほぼ同一の高さになるように支持される。
【００３８】
また、下ケース１２０の下面には、下チャンバ１２１と連通する吸排気口１２３が設けられている。下チャンバ１２１では、吸排気口１２３を介して、下チャンバ１２１内を真空引きして真空状態にしたり、下チャンバ１２１内に大気を導入したりすることができる。
【００３９】
上ケース１１０と下ケース１２０との間であって、熱板１２２の上方には、搬送ベルト１３０が移動自在に設けられている。搬送ベルト１３０は、図２の搬入コンベア２００からラミネート前の被加工物１０を受け取ってラミネート部１０１の中央位置、すなわち熱板１２２の中央部に正確に搬送する。また、搬送ベルト１３０は、ラミネート後の被加工物１０を図２の搬出コンベア３００に受け渡す。
【００４０】
また、上ケース１１０と下ケース１２０との間であって、搬送ベルト１３０の上方には、剥離シート１４０が設けられている。剥離シート１４０は、被加工物１０の封止材１３、１４（図１参照）が溶融したときに、封止材１３、１４がダイヤフラム１１２に付着するのを防止する。
【００４１】
次に、本実施形態に係るラミネート装置１００によるラミネート工程についてより具体的に説明する。まず、図３に示すように、搬送ベルト１３０は、被加工物１０をラミネート部１０１の中央位置に搬送する。なお、このとき、下チャンバ１２１や熱板１２２に配設された上下動可能な図示しないリフトピン等を上昇させることで、被加工物１０を熱板１２２上から離間した位置に保持しておいてもよい。
【００４２】
次に、昇降装置は、上ケース１１０を下降させる。上ケース１１０を下降させることにより、図４に示すように、上ケース１１０と下ケース１２０との内部空間は、密閉される。すなわち、上ケース１１０と下ケース１２０との内部にて上チャンバ１１３及び下チャンバ１２１は、それぞれ密閉状態に保つことができる。
【００４３】
次に、ラミネート装置１００は、上ケース１１０の吸排気口１１４を介して、上チャンバ１１３内の真空引きを行う。同様に、ラミネート装置１００は、下ケース１２０の吸排気口１２３を介して、下チャンバ１２１内の真空引きを行う（真空工程）。下チャンバ１２１の真空引きにより、被加工物１０内に含まれている気泡は、被加工物１０外に送出される。なお、上下動可能な図示しないリフトピンにより被加工物１０を、熱板１２２上から離間した位置に保持していた場合は、真空工程の略後半から、リフトピンを下降して被加工物１０を熱板１２２上に載置する。
被加工物１０は、後述する温度制御装置の温度制御により加熱された熱板１２２によって加熱されるので、被加工物１０の内部に含まれる封止材１３、１４も加熱される。
【００４４】
次に、ラミネート装置１００は、下チャンバ１２１の真空状態を保ったまま、上ケース１１０の吸排気口１１４を介して、上チャンバ１１３に大気を導入する。これにより、上チャンバ１１３と下チャンバ１２１との間に気圧差が生じることで、ダイヤフラム１１２が膨張する。従って、ダイヤフラム１１２は、図４に示すように下方に押し出される（加圧工程）。被加工物１０は、下方に押し出されたダイヤフラム１１２と、熱板１２２とで挟圧され、加熱により溶融された封止材１３、１４によって各構成部材が接着される。
【００４５】
このとき、封止材１３、１４がカバーガラス１１と裏面材１２との間からはみ出てしまうことがあるものの、はみ出した封止材１３、１４は剥離シート１４０に付着する。このように剥離シート１４０を介在させることにより、はみ出した封止材１３、１４がダイヤフラム１１２に付着するのを防止する。従って、剥離シート１４０は、ダイヤフラム１１２から次にラミネートする被加工物１０に封止材１３、１４が付着するのを防止する。また、はみ出した封止材１３、１４が、搬送ベルト１３０上に付着した場合は、付着した封止材１３、１４は、図示しないクリーニング機構により除去される。
【００４６】
このようにラミネート工程が終了した後、ラミネート装置１００は、下ケース１２０の吸排気口１２３を介して、下チャンバ１２１に大気を導入する。このとき、昇降装置は、上ケース１１０を上昇させる。上ケース１１０を上昇させることにより、図３に示すように、搬送ベルト１３０を移動させることができるようになる。搬送ベルト１３０は、ラミネート後の被加工物１０を搬出コンベア３００に受け渡す。
【００４７】
次に、本実施形態に係るラミネート装置１００の熱板１２２の構成について説明する。
【実施例１】
【００４８】
図５は、第１の実施例１の熱板１２２の構成を示す図である。図５において図３および図４の熱板１２２は、熱板２０としている。図５（ａ）は、熱板２０の平面図でありヒーターの埋設状態を示した図面である。図５（ｂ）は熱板２０の正面図である。
【００４９】
熱板２０は、全体の大きさが図３の下ケース１２０内に収まるサイズである。また図５（ａ）の２点鎖線で示す被加工物である太陽電池モジュール１０よりも大きいサイズで形成される。ここで、本実施形態の熱板２０の寸法は、例えば幅Ｗｈが約１５００ｍｍ、奥行きＤｈが約１２００ｍｍである。また、この熱板２０により加熱される太陽電池モジュール１０の寸法は、奥行きｄが約１１００ｍｍ、幅Ｗが約１４００ｍｍであり、平面視で長方形状である。尚上記の熱板２０のサイズは、参考例であり、この寸法に限定されるものではない。
図５（ｂ）に示すように熱板２０上に被加工物１０が載置されている。
【００５０】
図５において、熱板本体２０１〜２０４は、アルミニウム又はアルミニウム合金等により、被加工物１０を載置できるようなパネル状に形成されている。尚材質は、ステンレス等の鉄系材料を使用することができる。
【００５１】
図５（ａ）に示すように、熱板２０は、その中心部から周辺部に略同心楕円形状に加熱領域１〜加熱領域４に区画分けをしている。更に加熱領域１〜加熱領域４には、それぞれ４個の直線形状のヒーターＨが熱板内部に埋設されている。図５（ａ）は、熱板内部のヒーターの配設状態を示している。ヒーターとしては、シースヒーター等を使用することができる。またシースヒーターとヒ−トパイプを併用することもできる。また図示はしていないが、各加熱領域には、温度センサーを一つ以上設け、各加熱領域の温度を確認し温度制御装置により制御することができる。
尚加熱領域の数量は、本実施例の４つ加熱領域に限定されるものではなく、ラミネート加工する太陽電池モジュールの寸法により増減させることができる。
また各加熱領域に埋設されるヒーターの数量も本実施例に限定されることはない。被加工物の特性等によりヒーターの数量を変更することができる。
【００５２】
上記の加熱領域１〜加熱領域４は、図示してはいないが、相互に接続されていると、加熱領域という区画に分けて、温度差を設けても熱伝導で熱板の温度差は無くなってしまう。したがって各加熱領域の間には、遮熱手段を設けている。各加熱領域の遮熱は、例えば、各加熱領域を個別の熱板とし、各加熱領域の間に隙間（空気層）を設けることで実現することができる。またその他の遮熱手段については、別例の実施例で説明する。
【００５３】
実施例１の構成の熱板を使用することにより、被加工物である太陽電池モジュールの透明基板に反りがあったり、それによる被加工物の中央部と周辺部とでラミネート加工における加熱時間に差があっても、被加工物の各部分に供給される熱量は同じになるので、被加工物の架橋密度は均一になる。したがって長期の耐久性に優れた太陽電池モジュールを製造することができる。
【実施例２】
【００５４】
第２の実施例の熱板３０の構成を図６により説明する。また実施例１と同じ内容については、説明は省略する。
図６に示すように、熱板３０は、その中心部から周辺部に略同心楕円形状に加熱領域１〜加熱領域４に区画分けをしている。各加熱領域は、熱板本体３０１〜３０４となっている。更に加熱領域１〜加熱領域４には、略同心形状のヒーターが熱板内部に埋設されている。図６は、熱板内部のヒーターの配設状態を示している。ヒーターＨとしては、シースヒーター等を使用することができる。またシースヒーターとヒ−トパイプを併用することもできる。また図示はしていないが、各加熱領域には、温度センサーを一つ以上設け、各加熱領域の温度を確認し温度制御装置により制御することができる。
これにより実施例１の構成の熱板と同様の効果を発現することができる。
【実施例３】
【００５５】
第３の実施例の熱板４０の構成を図７により説明する。図７（ａ）は、熱板４０の正面図でヒーターＨの埋設状態を示した図面であり、図７（ｂ）は、熱板４０のＣ―Ｃ断面矢視図である。
【００５６】
図７（ａ）に示すように、熱板４０は、その中心部から周辺部に略同心楕円形状に加熱領域１〜加熱領域４に区画分けをしている。加熱領域１〜加熱領域４の熱板本体４０１〜４０４は、取付板４０５の上に遮熱シート４０６を介して固定されている。また各加熱領域の間に遮熱層４０７が設けられている。遮熱シート４０６および遮熱層４０７としては、テフロンシート、グラスウールやロックウールをシート状に成形したものなどを使用することができる。また遮熱層４０７は、実施例１で説明したように隙間として空気層を設ける構成としても良い。また各加熱領域（熱板本体）には、それぞれ４個の直線形状のヒーターが熱板内部に埋設されている。ヒーターとしては、シースヒーター等を使用することができる。またシースヒーターとヒ−トパイプを併用することもできる。また図示はしていないが、各加熱領域には、温度センサーを一つ以上設け、各加熱領域の温度を確認し温度制御装置により制御することができる。
これにより実施例１の構成の熱板と同様の効果を発現することができる。さらに熱板をラミネート装置の図３または図４の下ケース１２０に取り付ける際にその取り付けを容易にすることができる。
【実施例４】
【００５７】
第４の実施例の熱板５０の構成を図８により説明する。図８（ａ）は、熱板５０の正面図でヒーターＨの埋設状態を示した図面であり、図８（ｂ）は、熱板５０のＣ―Ｃ断面矢視図である。また実施例３と同じ内容については、説明は省略する。
【００５８】
図８（ａ）に示すように、熱板５０は、その中心部から周辺部に略同心矩形状に加熱領域１〜加熱領域４に区画分けをしている。加熱領域１〜加熱領域４の熱板本体４０１〜４０４は、それぞれ４個の直線形状のヒーターＨが熱板内部に埋設されている。
これにより実施例３の構成の熱板と同様の効果を発現することができる。
【実施例５】
【００５９】
本構成の熱板を用いて性能を評価するために以下のように評価試験を行った。
【００６０】
＜１＞架橋密度シート組成及び成形方法
ＥＰＤＭ系ゴム（三井化学社製 ＥＰＴ４０１０）１００質量部にカーボンブラック５０質量部、オイル５０質量部、ステアリン酸１質量部、亜鉛華１号
５質量部をニーダー５０Ｌで１５分混練し、コンパウンドを得た。温度が９０℃以下になってから、イオウ ０．５質量部、チウラム系加硫促進剤（大内新興化学工業製 ノクセラーＴＴ）１質量部、同じくチウラム系加硫促進剤（大内新興化学工業製 ノクセラーＴＲＡ）１．５質量部を配合したゴムコンパウンドを作成し、６０ｃｍ×７０ｃｍの大きさで１ｍｍ厚シートを作成し、幅１ｍｍである直線状の溝を１ｃｍ当り４本作成した。このように作成した架橋密度測定シートから約１０ｍｍ角程度の架橋密度測定用サンプルを切り出し所定数量を用意した。
【００６１】
＜２＞熱板の構成
本実施例において使用する熱板は、図９に示すように加熱領域を略同心矩形状とし３区画設けている。各加熱領域は、遮熱材により遮熱されている。この熱板を図２のラミネート装置に図３および図４に示すように配置した。尚本実施例では、熱板内にリフトピン機能が設けられたラミネート装置としている。リフトピンの機能が付与されたラミネート装置を使用しているので、カバーガラスが熱板上に搬入された時には、リフトピンは上昇している。したがってカバーガラスは、直ぐには熱板上に載置されない、真空引きの工程において一定時間経過後にリフトピンが下降しカバーガラスが熱板上に載置されるのでカバーガラスの反りは少ない。
【００６２】
＜３＞ラミネート処理
太陽電池モジュールに使用するカバーガラスを図９の熱板６０上に載置した時に、加熱領域１から加熱領域３に相当する箇所に＜１＞で作成した架橋密度測定用シートを図１０に示すようにＡ〜Ｉの位置に貼り付けする。このようなカバーガラスを、図６のように、ラミネート装置の本実施例の熱板６０上に載置する。その後、表１および表２に示す条件にてラミネート処理を行った。
【００６３】
＜４＞架橋密度測定
ラミネート処理後のカバーガラス１１上に配置した小片シートから架橋密度測定用のサンプルを切出し、溶剤膨潤法（Ｆｌｏｒｙ−Ｒｅｈｎｅｒ法）によりＪＩＳ Ｋ６２５８に準拠し、架橋密度を測定した。その結果を表１および表２に示す。
【００６４】
【表１】
【表２】
【比較例１】
【００６５】
比較例１は、熱板６０の温度設定を全て１５０℃と均一とした以外は実施例５と同じとした。熱板６０上に載置するカバーガラスに反りが有る状態で加熱領域１から加熱領域３の設定温度を全て均一にした状態を想定している。表３および表４に示す条件にてラミネート処理を行い、実施例５と同一場所の架橋密度測定した。その結果を表３および表４に示す。
【表３】
【表４】
【実施例６】
【００６６】
実施例６は、使用するラミネート装置がリフトピン機能無しとした以外は、実施例５と同じとした。表５および表６に示す条件にてラミネート処理を行い、実施例５と同一場所の架橋密度測定した。その結果を表５および表６に示す。
【表５】
【表６】
【比較例２】
【００６７】
比較例２は、熱板６０の温度設定を全て１５０℃と均一とした以外は実施例６と同じとした。熱板６０上に載置するカバーガラスに反りが有る状態で加熱領域１から加熱領域３の設定温度を全て均一にした状態を想定している。表７および表８に示す条件にてラミネート処理を行い、実施例６と同一場所の架橋密度測定した。その結果を表７および表８に示す。
【表７】
【表８】
【００６８】
実施例については表１に示すように、制御領域単位で設定温度を調整すると、高温加圧１０分経過後でほぼ架橋密度が７付近であり、比較例では表３に示すように、同一温度で設定されているため、ガラスの反りにより周辺の架橋密度が高くなっており、伝熱が悪い所は、架橋密度が小さく、バラツキが大きいことも分かる。
また、３０分経過後では表２に示す実施例のとおり、１０分経過後より架橋密度が２倍程度に大きくなり、全体的に均一であったが、表４に示される比較例では中央部の架橋密度が極端に高くなり、全体のバラツキがより大きくなり、品質が不均一になった。
実施例６の表５、６の結果ではリフトピンが無いため、表１の結果に比べガラスの反りが大きくなり、周辺部の架橋密度が大きくなっていたが、全体の均一性は維持できていた。リフトピンが無い比較例２では、表７，８に示すようにリフトピンを使用した比較例１に比べ中心部や周辺部で極端に架橋密度が大きくなり、全体のバラツキがかなり大きくなった。
これらの結果より、実施例については制御領域単位で設定温度を調整することで経過時間によらず、全体的に架橋密度を均一にすることが可能となった。比較例では全体の温度制御が同じ温度のため、経過時間１０分後の初期ではガラスの反りにより周囲の架橋密度が高くなり、３０分経過後は中央の加熱領域１での架橋密度が極端に高くなることが分かる。
【符号の説明】
【００６９】
１０ 被加工物（太陽電池モジュール）
１１ カバーガラス
１３、１４ 封止材
１００ ラミネート装置
１０１ ラミネート部
１１０ 上ケース
１１２ ダイヤフラム
１１３ 上チャンバ
１２０ 下ケース
１２１ 下チャンバ
１２２ 熱板
２０〜６０ 熱板
２０１〜２０４ 熱板本体
３０１〜３０４ 熱板本体
４０１〜４０４ 熱板本体
５０１〜５０４ 熱板本体
４０５、５０５ 取付板
４０６、５０６ 遮熱シート
４０７、５０７ 遮熱材
Ｈ ヒーター
【特許請求の範囲】
【請求項１】
押圧部材により仕切られた上チャンバと下チャンバとを有し、その下チャンバに設けられた熱板上に被加工物を載置し、前記熱板により加熱した前記被加工物を、前記下チャンバを真空とし前記上チャンバに大気を導入し前記熱板と前記押圧部材とで挟圧してラミネートするラミネート装置に使用する熱板であって、
前記熱板は、前記熱板の加熱領域を、被加工物の中央から周辺に向かって略同心形状に分割した各加熱領域とし、各前記加熱領域に一つ以上のヒーターを設け、前記加熱領域を個別に温度制御することを特徴とするラミネート装置用の熱板。
【請求項２】
前記加熱領域は、それぞれの前記加熱領域が熱的に遮蔽されていることを特徴とする請求項１に記載のラミネート装置用の熱板。
【請求項３】
隣接する各加熱領域の間に遮熱材を配置することにより、前記各加熱領域の熱的な遮蔽を行うことを特徴とする請求項２に記載のラミネート装置用の熱板。
【請求項４】
隣接する各加熱領域の間に空気層を設けることにより、前記各加熱領域の熱的な遮蔽を行うことを特徴とする請求項２に記載のラミネート装置用の熱板。
【請求項５】
前記熱板は、前記各加熱領域に対応する熱板を被加工物を載置する載置板を介して接続して構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のラミネート装置用の熱板。
【請求項６】
前記熱板は、前記各加熱領域に対応する熱板を一枚の裏板を介して接続して構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のラミネート装置用の熱板。
【請求項７】
前記熱板は、前記各加熱領域に加熱領域の略同心形状のヒーターを埋設したことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のラミネート装置用の熱板。
【請求項８】
前記熱板は、前記各加熱領域に一つ以上のヒーターおよびヒートパイプを埋設したことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のラミネート装置用の熱板。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載のラミネート装置用の熱板を使用したラミネート装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項８のいずれかに記載のラミネート装置用の熱板を使用したラミネート装置により太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１】
押圧部材により仕切られた上チャンバと下チャンバとを有し、その下チャンバに設けられた熱板上に被加工物を載置し、前記熱板により加熱した前記被加工物を、前記下チャンバを真空とし前記上チャンバに大気を導入し前記熱板と前記押圧部材とで挟圧してラミネートするラミネート装置に使用する熱板であって、
前記熱板は、前記熱板の加熱領域を、被加工物の中央から周辺に向かって略同心形状に分割した各加熱領域とし、各前記加熱領域に一つ以上のヒーターを設け、前記加熱領域を個別に温度制御することを特徴とするラミネート装置用の熱板。
【請求項２】
前記加熱領域は、それぞれの前記加熱領域が熱的に遮蔽されていることを特徴とする請求項１に記載のラミネート装置用の熱板。
【請求項３】
隣接する各加熱領域の間に遮熱材を配置することにより、前記各加熱領域の熱的な遮蔽を行うことを特徴とする請求項２に記載のラミネート装置用の熱板。
【請求項４】
隣接する各加熱領域の間に空気層を設けることにより、前記各加熱領域の熱的な遮蔽を行うことを特徴とする請求項２に記載のラミネート装置用の熱板。
【請求項５】
前記熱板は、前記各加熱領域に対応する熱板を被加工物を載置する載置板を介して接続して構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のラミネート装置用の熱板。
【請求項６】
前記熱板は、前記各加熱領域に対応する熱板を一枚の裏板を介して接続して構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のラミネート装置用の熱板。
【請求項７】
前記熱板は、前記各加熱領域に加熱領域の略同心形状のヒーターを埋設したことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のラミネート装置用の熱板。
【請求項８】
前記熱板は、前記各加熱領域に一つ以上のヒーターおよびヒートパイプを埋設したことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のラミネート装置用の熱板。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載のラミネート装置用の熱板を使用したラミネート装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項８のいずれかに記載のラミネート装置用の熱板を使用したラミネート装置により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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２３５４４２（Ｐ２０１１−２３５４４２Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０５８９７（Ｐ２０１０−１０５８９７）
【出願日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
【出願人】（７０９００２３０３）日清紡メカトロニクス株式会社 (43)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
【出願人】（７０９００２３０３）日清紡メカトロニクス株式会社 (43)
【Ｆターム（参考）】
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