光電変換装置の製造方法及びそれに用いられる塗布装置
【課題】光電変換装置の組み立ての封止工程で用いる封止樹脂中の気泡を除去する。
【解決手段】母材基板３０上に複数の太陽電池セルＳＣが配置されたモジュールを支持可能なヒートステージ４１と、ヒートステージ４１上に配置され、かつヒートステージ４１に搭載された複数の太陽電池セルＳＣ上にウレタン樹脂を塗布するスリットコータヘッド４２と、ヒートステージ４１上に配置され、かつ太陽電池セルＳＣ上に塗布された前記ウレタン樹脂を加熱する赤外線ヒータ４３とを有し、光電変換装置の組み立ての封止工程で、太陽電池セルＳＣ上に塗布した前記ウレタン樹脂を赤外線ヒータ４３で加熱することにより、前記ウレタン樹脂中の気泡を除去する。
【解決手段】母材基板３０上に複数の太陽電池セルＳＣが配置されたモジュールを支持可能なヒートステージ４１と、ヒートステージ４１上に配置され、かつヒートステージ４１に搭載された複数の太陽電池セルＳＣ上にウレタン樹脂を塗布するスリットコータヘッド４２と、ヒートステージ４１上に配置され、かつ太陽電池セルＳＣ上に塗布された前記ウレタン樹脂を加熱する赤外線ヒータ４３とを有し、光電変換装置の組み立ての封止工程で、太陽電池セルＳＣ上に塗布した前記ウレタン樹脂を赤外線ヒータ４３で加熱することにより、前記ウレタン樹脂中の気泡を除去する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置の製造技術及び塗布装置技術に関し、特に、樹脂を用いた光電変換装置の封止工程に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１０−１５７６５２号公報（特許文献１）には、基材上に、単又は複数枚の太陽電池素子をウレタン樹脂によって封入し、ウレタン樹脂側を受光面とすることを基本とする太陽電池パネルの構造とその組み立てについて記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１５７６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光電変換装置である太陽電池モジュールや太陽電池パネルには、結晶シリコン系（単結晶または多結晶）、薄膜アモルファス・微結晶シリコン系、ＣＩＳ（銅インジウムセレナイド）系・ＣＩＧＳ（二セレン化銅インジウムガリウム）系等の化合物系や色素増感・有機薄膜系等がある。
【０００５】
これらの太陽電池モジュールや太陽電池パネルの一般的な構造としては、配線材によって複数の太陽電池セル（太陽電池素子ともいう）を半田付けして接続した構造体を、ガラス基板上にＥＶＡ樹脂（エチレンビニルアセテート）によって封入し、ＰＥＴ樹脂（ポリエチレンテレフタレート）シートによって裏面をシールしたものが知られている。
【０００６】
前述の太陽電池モジュールや太陽電池パネルの構造を組み立てるのには、まず、ガラス基板上に架橋前のＥＶＡシートを載せ、その上に前記複数の太陽電池セルから成る構造体を載せ、さらにその上に架橋前のＥＶＡシートを載せ、最後にＰＥＴシートでカバーした積層物を形成する。
【０００７】
次に、この積層物を加熱しながら真空ラミネートによって一体化する。真空ラミネート中に加熱されて流動化したＥＶＡ樹脂によって前記複数の太陽電池セルから成る構造体全体が一体封入される。このように一体封入された積層物を再度加熱し、架橋処理を施すことで組み立て完了となる。
【０００８】
前述の太陽電池モジュールや太陽電池パネルの組み立てでは、前記特許文献１（特開２０１０−１５７６５２号公報）に記載されているように、真空ラミネートという手法を用いることによる生産性の問題と、ガラス基板を用いることによる重量の問題、さらにコストの問題が存在している。特に生産性においてはシート１枚当たりにかかる時間が長いため、タクトタイムがかかることが問題となる。
【０００９】
そこで、本発明者は、シート状の封入材や真空ラミネートを用いた手法の代わりとして、前記特許文献１（特開２０１０−１５７６５２号公報）に記載されているような、樹脂塗布で封止（封入）を行う方法についてさらに検討した結果、以下のような課題を見出した。
【００１０】
すなわち、太陽電池セル上に液状の樹脂を塗布すると、塗布後の樹脂に気泡が含まれていることが分かった。この気泡は、塗布する樹脂（例えば、２液混合樹脂）の原液中に元から含まれているものや、樹脂がヘッド部（ノズル）から吐出された際に巻き込んで含まれるもの等である。このように塗布後の樹脂に気泡が含まれていることが課題である。
【００１１】
また、太陽電池パネルや太陽電池モジュールでは、受光面上に気泡が存在すると、樹脂の劣化及び剥離現象起因によって発電効率が低下することが課題であり、さらに、外観的にも気泡が見えることは好ましくない。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光電変換装置の組み立ての封止工程で用いる封止樹脂中の気泡を除去することができる技術を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、光電変換装置の封止用コストの低減化を図ることができる技術を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の他の目的は、光電変換装置における発電効率の低下を抑制することができる技術を提供することにある。
【００１５】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１７】
代表的な実施の形態による光電変換装置の製造方法は、（ａ）光電変換層と、前記光電変換層の第１面に設けられた第１電極と、前記光電変換層の前記第１面と反対側の第２面に設けられた第２電極とを有する光電変換装置本体を形成する工程と、（ｂ）母材基板上における前記光電変換装置本体の前記第１面上に樹脂を塗布し、前記光電変換装置本体を前記樹脂で覆って光電変換装置を形成する工程と、を有している。さらに、前記（ｂ）工程において、前記第１面と対向して配置された加熱部によって前記第１面上に塗布した前記樹脂を加熱するものである。
【００１８】
また、代表的な実施の形態による塗布装置は、光電変換層と、前記光電変換層の第１面に設けられた第１電極と、前記光電変換層の前記第１面と反対側の第２面に設けられた第２電極とを有する光電変換装置本体を支持可能なステージと、を有している。さらに、前記ステージ上に配置され、前記ステージに搭載された前記光電変換装置本体の前記第１面に樹脂を塗布するヘッド部と、前記ステージ上に配置され、前記光電変換装置本体の前記第１面に塗布された前記樹脂を加熱する加熱部と、を有するものである。
【発明の効果】
【００１９】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００２０】
光電変換装置における封止用の樹脂中の気泡を除去することができる。
【００２１】
また、光電変換装置の組み立てにおける封止用コストの低減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態１の光電変換装置の構造の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１の光電変換装置の製造方法によって製造される太陽電池セルの構造の一例を示す斜視図である。
【図３】図２に示す太陽電池セルの表面側の電極レイアウトの一例を示す平面図である。
【図４】図２に示す太陽電池セルの裏面側の電極レイアウトの一例を示す裏面図である。
【図５】本発明の実施の形態１の光電変換装置の製造方法におけるストリング工程終了後の構造の一例を示す平面図である。
【図６】図５に示す配線に沿って切断した断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１の光電変換装置の製造方法のレイアップ工程における太陽電池セルのマトリクス配置状態の一例を示す平面図である。
【図８】本発明の実施の形態１の光電変換装置の製造方法のレイアップ工程における基板搭載後の構造の一例を示す平面図である。
【図９】本発明の実施の形態１の光電変換装置の製造方法の封止工程で用いられる塗布装置の主要部の基本構造の一例を模式的に示す概略図である。
【図１０】図９に示す塗布装置に設けられた赤外線ヒータから放射される赤外線の波長の範囲の一例を示す波長範囲図である。
【図１１】図９に示す塗布装置の赤外線ヒータから放射される赤外線の放射特性の一例を示す特性図である。
【図１２】図９に示す塗布装置で用いられるウレタンの赤外線吸収特性の一例を示す特性図である。
【図１３】本発明の実施の形態１の光電変換装置の製造方法の封止工程で用いられる塗布装置の詳細構造の一例を示す斜視図である。
【図１４】図１３に示す塗布装置の塗布動作の手順の一例を示すフロー図である。
【図１５】本発明の実施の形態１の光電変換装置の製造方法の封止工程で用いられる樹脂の塗布後の硬化処理における硬化特性の一例を示す特性図である。
【図１６】本発明の実施の形態２の光電変換装置の製造方法の封止工程で用いられる塗布装置の主要部の基本構造（光密度：大）の一例を模式的に示す概略図である。
【図１７】本発明の実施の形態２の光電変換装置の製造方法の封止工程で用いられる塗布装置の主要部の基本構造（光密度：小）の一例を模式的に示す概略図である。
【図１８】本発明の実施の形態２の光電変換装置の製造方法の封止工程で用いられる変形例の塗布装置の主要部の基本構造を模式的に示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下の実施の形態では特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
【００２４】
さらに、以下の実施の形態では便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。
【００２５】
また、以下の実施の形態において、要素の数など（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。
【００２６】
また、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００２７】
また、以下の実施の形態において、構成要素等について、「Ａからなる」、「Ａよりなる」、「Ａを有する」、「Ａを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。
【００２９】
また、以下の実施の形態では、本発明により製造される太陽電池パネルや太陽電池モジュール等の光電変換装置の適用例として、本願発明者が具体的に検討した単結晶シリコン系または多結晶シリコン系の太陽電池を取り上げて詳しく説明する。
【００３０】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の光電変換装置の構造の一例を示す断面図である。また、図２は本発明の実施の形態１の光電変換装置の製造方法によって製造される太陽電池セルの構造の一例を示す斜視図、図３は図２に示す太陽電池セルの表面側の電極レイアウトの一例を示す平面図、図４は図２に示す太陽電池セルの裏面側の電極レイアウトの一例を示す裏面図である。
【００３１】
図１に示す本実施の形態１の光電変換装置について説明する。
【００３２】
図１に示す光電変換装置３４は、太陽電池パネルもしくは太陽電池モジュール等であり、母材基板３０上に、電気的に接続された複数枚の太陽電池セル（光電変換装置本体）ＳＣを配置し、これら複数の太陽電池セルＳＣが樹脂から成る封止部３３によって封止（封入）され、樹脂側を受光面としている。なお、封止部３３は、例えば、後述する封止用の樹脂であるウレタン樹脂６０（図９参照）から形成されている。さらに、母材基板３０は、例えば、ガラスエポキシ基板である。
【００３３】
また、複数枚の太陽電池セルＳＣは、めっき配線３１によって直列で電気的に接続されており、めっき配線３１の両端は、取り出し電極３１ａとして母材基板３０の裏面側に取り出されている。なお、裏面側への取り出しは、母材基板３０の貫通孔３０ａを介して母材基板３０の裏面側に取り出されている。
【００３４】
したがって、貫通孔３０ａの内部にも樹脂が充填されている。
【００３５】
また、めっき配線３１は、例えば、半田めっきが施された半田めっき銅配線である。
【００３６】
なお、太陽電池セルＳＣの裏面側にも樹脂が回り込むように、シリコーン樹脂等のスペーサ３２によって母材基板３０と太陽電池セルＳＣとの間に隙間が形成されている。
【００３７】
次に、図２〜図４を用いて本実施の形態１の光電変換装置３４を形成する太陽電池セルＳＣの構造について説明する。
【００３８】
図２に示すように、本実施の形態１の太陽電池セルＳＣは、表面（第１面）１ａ、表面１ａの反対側に位置する図４に示す裏面（第２面）１ｂ及び表面１ａと裏面１ｂの間に形成された太陽電池本体（ｐｎ接合部）を備えた基板（半導体基板であり、光電変換層）１を有している。基板１は、例えば単結晶シリコンまたは多結晶シリコン（以下、単にシリコン結晶と呼ぶ）に第１不純物濃度で第１導電型（例えばｐ型）とするための不純物がドープされた半導体層（ｐ型半導体層）２を有している。
【００３９】
また、半導体層２の表面１ａ側には、シリコン結晶に第１導電型とは反対の第２導電型（例えばｎ型）とするための不純物がドープされた半導体層（ｎ型半導体層）３が形成されている。太陽電池セルＳＣでは、この半導体層２、３のｐｎ接合部で光起電力効果を利用して入力光から電力を発生させる。つまり、半導体層２、３のｐｎ接合部は太陽電池本体を構成する。
【００４０】
また、半導体層３の表面１ａ側には、反射抑制膜、あるいは保護膜として機能する絶縁膜４が形成されている。この絶縁膜４は、例えば窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ４）から成り、受光面である表面１ａ側から半導体層２、３に向かって入射した光が反射することを抑制する機能を有している。したがって、半導体層３の表面１ａ側の面を絶縁膜４で覆うことにより、入射光のエネルギーをｐｎ接合部で効率的に吸収することができる。
【００４１】
また、絶縁膜４は、半導体層３を、例えば汚染などから保護するパッシベーション膜として機能する。したがって、半導体層３の表面１ａ側の面を絶縁膜４で覆うことにより、半導体層３の汚染や損傷を防止ないしは抑制することができる。
【００４２】
一方、半導体層２の裏面１ｂ側には、前記第１不純物濃度よりも高い第２不純物濃度で第１導電型（例えばｐ型）の不純物がドープされた半導体層（ｐ+ 型半導体層、逆電界領域）５が形成されている。なお、半導体層５は、半導体層５の裏面１ｂ側に形成された面電極２０ａに含まれる例えばアルミニウムが熱拡散により半導体層２に分散することで形成される。この半導体層５は、ｐｎ接合部で発生したキャリアが裏面１ｂで再結合により焼失することを抑制するための逆電界領域であり、ＢＳＦ（Back Surface Field）層と呼ばれる。
【００４３】
また、基板１の表面１ａには表面電極（第１電極）１０が、基板１の裏面１ｂには裏面電極（第２電極）２０がそれぞれ形成されている。表面電極１０には、ある方向（例えば図２、図３ではＹ方向）に沿って延びる複数（多数）のフィンガ電極（電極、電極配線）１０ａと、フィンガ電極１０ａが延びる方向と交差（直交）する方向（例えば図２、図３ではＸ方向）に沿って延びるバス電極１０ｂを含んでいる。
【００４４】
フィンガ電極１０ａは、裏面電極２０との間で発生した電力を取り出すための電極であって、図３に示すように表面１ａ全体に分布するように略等間隔で配置されている。一方、バス電極１０ｂはフィンガ電極１０ａが取り出した電力を集約して外部に伝送するための集合配線（集合電極）であって、図３に示すように、複数のフィンガ電極１０ａと接続され、フィンガ電極１０ａよりも太い線幅で形成されている。
【００４５】
一方、裏面電極２０には、ある方向（例えば図２、図４ではＸ方向）に沿って延びる複数（図４では３個）の面電極２０ａと、複数の面電極２０ａの間に配置され、面電極２０ａと同じ方向（例えば図２、図４ではＸ方向）に沿って延びるバス電極２０ｂを含んでいる。面電極２０ａは、複数のフィンガ電極１０ａとの間で発生した電力を取り出すための電極であって、図４に示すようにバス電極２０ｂが配置された領域を除き、裏面１ｂの全体を覆うように配置されている。
【００４６】
また、バス電極２０ｂは面電極２０ａが取り出した電力を集約して外部に伝送するための集合配線（集合電極）であって、図４に示すように複数の面電極２０ａと接続され、フィンガ電極１０ａ（図３参照）よりも太い線幅で形成されている。
【００４７】
このように太陽電池セルＳＣは、受光面である表面１ａ側から受光し、その光のエネルギーをｐｎ接合部で吸収して電力を生成する。言い換えれば、光エネルギーを電気的エネルギーに変換する。そして、生成した電力を表面電極１０、裏面電極２０を介して取り出して、外部に伝送する。そして図示は省略するが、複数の太陽電池セルＳＣを直列、あるいは並列で接続して、モジュール化することにより、必要な電力を得ることができる。
【００４８】
したがって、光（例えば太陽光）の入射量を増加させる観点から、受光面である表面１ａにおいて表面電極１０から露出する面積を増やす事が好ましい。表面電極１０は例えば銀（Ａｇ）から成り、表面電極１０に照射された光は反射され易く表面電極１０の占有面積が増加すると、入射光の量は減少する。このため、表面１ａ上における表面電極１０の占有面積を低減させる必要がある。一方、フィンガ電極１０ａは前記したように裏面電極２０との間で発生した電力を取り出す電極なので、表面１ａ全体に分布させることで、各ｐｎ接合部で発生した電力を効率的に取り出すことができる。
【００４９】
次に、本実施の形態１の光電変換装置の製造方法について説明する。
【００５０】
図５は本発明の実施の形態１の光電変換装置の製造方法におけるストリング工程終了後の構造の一例を示す平面図、図６は図５に示す配線に沿って切断した断面図、図７は本発明の実施の形態１の光電変換装置の製造方法のレイアップ工程における太陽電池セルのマトリクス配置状態の一例を示す平面図、図８は本発明の実施の形態１の光電変換装置の製造方法のレイアップ工程における基板搭載後の構造の一例を示す平面図である。
【００５１】
まず、図２〜図４に示すような太陽電池セル（光電変換装置本体）ＳＣを複数形成する。すなわち、光電変換層である基板１と、基板１の表面（第１面）１ａに設けられた表面電極（第１電極）１０と、基板１の表面１ａと反対側の裏面（第２面）１ｂに設けられた裏面電極（第２電極）２０とを有する太陽電池セル（光電変換装置本体）ＳＣを複数形成して準備する。
【００５２】
次に、図５及び図６に示すストリング工程を実施する。ここでは、各太陽電池セルＳＣに半田めっきの銅線であるめっき配線３１を半田付けし、その後、太陽電池セルＳＣ同士を半田付けして電気的に接続する。
【００５３】
次に、図７及び図８に示すレイアップ工程を実施する。ここでは、ストリング工程で形成した太陽電池セルＳＣの構造体（この構造体をストリングともいう）を、図７に示すようにマトリクス状に整列配置する。
【００５４】
続いて、マトリクス状に整列配置された太陽電池セルＳＣ（ストリング）を直列に電気的に接続する。さらに、母材基板３０の所定位置にスペーサ３２（図１参照）を配置した後、図８に示すように、直列に接続された太陽電池セルＳＣ（ストリング）を母材基板３０上に搭載し、母材基板３０の貫通孔３０ａに各取り出し電極３１ａを配置して母材基板３０の裏面側に各取り出し電極３１ａを取り出しておく。
【００５５】
次に、封止（封入）工程を実施する。
【００５６】
図９は本発明の実施の形態１の光電変換装置の製造方法の封止工程で用いられる塗布装置の主要部の基本構造の一例を模式的に示す概略図、図１０は図９に示す塗布装置に設けられた赤外線ヒータから放射される赤外線の波長の範囲の一例を示す波長範囲図、図１１は図９に示す塗布装置の赤外線ヒータから放射される赤外線の放射特性の一例を示す特性図、図１２は図９に示す塗布装置で用いられるウレタンの赤外線吸収特性の一例を示す特性図である。また、図１３は本発明の実施の形態１の光電変換装置の製造方法の封止工程で用いられる塗布装置の詳細構造の一例を示す斜視図、図１４は図１３に示す塗布装置の塗布動作の手順の一例を示すフロー図、図１５は本発明の実施の形態１の光電変換装置の製造方法の封止工程で用いられる樹脂の塗布後の硬化処理における硬化特性の一例を示す特性図である。
【００５７】
封止工程では、各太陽電池セルＳＣの表面１ａ上に樹脂を塗布し、各太陽電池セルＳＣを前記樹脂で覆って太陽電池モジュールや太陽電池パネル等の光電変換装置３４を形成する。
【００５８】
ここで、封止工程で用いられる塗布装置について説明する。図９は前記塗布装置であるスリットコータ装置４０の基本構成を示しており、スリットコータ装置４０は、基本構成として、複数の太陽電池セルＳＣが母材基板３０上で電気的に接続された構造体（モジュール）を支持可能なヒートステージ（ステージ、第１加熱部）４１と、ヒートステージ４１上に配置され、かつヒートステージ４１に搭載された複数の太陽電池セルＳＣそれぞれの表面１ａに樹脂を塗布するスリットコータヘッド（ヘッド部）４２と、ヒートステージ４１上に配置され、かつ複数の太陽電池セルＳＣそれぞれの表面１ａに塗布された前記樹脂を上方から加熱する加熱部（第２加熱部）とを備えている。ヒートステージ４１は、ヒータ機能を備えたステージである。
【００５９】
すなわち、本実施の形態１のスリットコータ装置４０は、各太陽電池セルＳＣの表面１ａ上に塗布した前記樹脂を、表面１ａと対向して配置された前記加熱部によって上方から加熱することが可能になっており、前記加熱部によって塗布後の前記樹脂を加熱することで、前記樹脂中に含まれる気泡６０ａを除去（脱泡）することが可能なものである。
【００６０】
なお、本実施の形態１では、前記加熱部（第２加熱部）が、前記樹脂に赤外線４３ａを放射して加熱する赤外線ヒータ４３の場合を一例として説明する。赤外線ヒータ４３から樹脂と逆方向に放射された赤外線４３ａは、赤外線４３ａの上方に設置された反射板４４ａで反射して樹脂に照射される構造となっている。
【００６１】
また、本実施の形態１では、複数の太陽電池セルＳＣを覆う樹脂、すなわちスリットコータ装置４０のスリットコータヘッド４２から吐出される液状の前記樹脂が、熱硬化性樹脂であり、透明で、かつ耐水性、耐光性、ＵＶ（Ultraviolet)に対する耐劣化性がそれぞれ高い樹脂が好ましく、前記熱硬化性樹脂がウレタン樹脂６０の場合を一例として説明する。
【００６２】
したがって、図９に示す基本構成によるスリットコータ装置４０では、スリットコータヘッド４２から吐出された液状のウレタン樹脂６０を赤外線ヒータ４３により短時間、かつ高温で加熱することで、ウレタン樹脂６０中に含まれる気泡６０ａを除去（脱泡）することができる。
【００６３】
ここで、加熱部として赤外線ヒータ４３を用いる理由について説明する。
【００６４】
図１０は、各種光線の一般的な波長区分を示すものであり、赤外線４３ａの波長は、０．８μｍ〜１０００μｍの範囲であり、可視光線よりも長く、マイクロ波より短い。
【００６５】
また、本実施の形態１の塗布装置に設けられる赤外線ヒータ４３は、図１１の放射特性に示すように、平均放射率０．８５となっている。
【００６６】
さらに、図１２に示す光照射によるポリウレタンの吸光率のデータでは、図中Ａ部，Ｂ部，Ｃ部，Ｄ部及びＥ部に示すように波長３〜８μｍの範囲で光を良く吸収しているのが分かる。
【００６７】
このことから、図１１における波長３〜８μｍの範囲をおおよそ吸光範囲とすると、本実施の形態１の赤外線ヒータ４３の放射特性も特に問題なく、また、前述の赤外線４３ａの波長の範囲、０．８μｍ〜１０００μｍの範囲にも問題なく入っている。
【００６８】
すなわち、本実施の形態１の赤外線ヒータ４３は、ウレタン樹脂６０の吸光範囲に対しても特に問題がなく、ウレタン樹脂６０を使用する上でも十分な吸光条件が揃っており、したがって、赤外線ヒータ４３を用いている。
【００６９】
ただし、塗布後の樹脂を加熱する加熱部は、赤外線ヒータ４３以外の加熱手段を用いても良いことは言うまでもない。
【００７０】
次に、図１３に示す本実施の形態１のスリットコータ装置４０の詳細構造の一例について説明する。なお、図１３に示すスリットコータ装置４０は、２液混合型の塗布装置である。本実施の形態１では、２液中、一方がウレタン樹脂原液（第１液、主剤）で、他方が硬化剤（第２液）の場合を説明する。
【００７１】
スリットコータ装置４０は、装置架台４７と、装置架台４７上に設けられたヒートステージ４１と、ヒートステージ４１上に配置されるスリットコータヘッド４２と、スリットコータヘッド４２の近傍に設置された赤外線ヒータ４３と、スリットコータヘッド４２が下面に取り付けられたヘッドブロック４４と、ヘッドブロック４４上に設けられたスタティックミキサー４６と、ヘッドブロック４４を支持する光密度調整部である支持ブロック４５とを備えている。ヒートステージ４１はヒータ４１ａが組み込まれたホットプレート型のステージであり、例えば、常温〜２００℃程度の範囲の温度設定で加熱するものである。
【００７２】
なお、図９に示す反射板４４ａは、例えば、ヘッドブロック４４の前記下面等にスリットコータヘッド４２とともに設けられていてもよい。
【００７３】
また、支持ブロック４５は、駆動用モータ４９ａ，４９ｂの駆動により上下動し、さらに駆動用モータ４９ｃの駆動で、かつ移動用ブロック４８及びガイドレール５０の案内により、装置架台４７上を母材基板３０の長手方向に沿って移動する。
【００７４】
また、スリットコータ装置４０は、２液混合型の塗布装置であるため、スタティックミキサー４６には洗浄液を加えた３つの液体の供給系が接続されている。
【００７５】
すなわち、塗布用の樹脂の主剤（ウレタン樹脂原液）である第１液を供給する第１液供給系５１と、塗布用の樹脂の硬化剤である第２液を供給する第２液供給系５２とが接続され、これら第１液供給系５１と第２液供給系５２とにそれぞれ洗浄液の供給を行う洗浄液供給系５３が接続されている。
【００７６】
なお、第１液供給系５１には、第１液（ウレタン樹脂原液）を収容した第１タンク５１ａと、第１モータ５１ｂの駆動により作動する第１ポンプ５１ｃと、第１液の供給を制御する第１バルブ５１ｄとが設けられ、一方、第２液供給系５２にも、同様に、第２液（硬化剤）を収容した第２タンク５２ａと、第２モータ５２ｂの駆動により作動する第２ポンプ５２ｃと、第２液の供給を制御する第２バルブ５２ｄとが設けられている。
【００７７】
さらに、洗浄液供給系５３には、洗浄液を収容した洗浄液タンク５３ａと、洗浄液の供給を制御するストップバルブ５３ｂとが設けられ、第１液供給系５１と第２液供給系５２とにそれぞれ洗浄液供給系５３が接続されている。
【００７８】
これにより、樹脂塗布を行う際には、第１液供給系５１から第１液であるウレタン樹脂原液をスタティックミキサー４６に供給するとともに、第２液供給系５２から第２液である硬化剤をスタティックミキサー４６に供給し、これらの２液を混合して形成された塗布用の液状の樹脂であるウレタン樹脂６０をスリットコータヘッド４２に送り込み、その後、スリットコータヘッド４２から各太陽電池セルＳＣに対してウレタン樹脂６０を塗布（滴下）する。
【００７９】
一方、スリットコータヘッド４２等の洗浄を行う際には、第１液供給系５１及び第２液供給系５２からの供給を停止した状態で、洗浄液供給系５３から洗浄液をスタティックミキサー４６を介してスリットコータヘッド４２等に供給してヘッドの洗浄を行う。
【００８０】
次に、図１４に示すスリットコータ装置４０の樹脂の塗布手順について説明する。
【００８１】
まず、ステップＳ１に示す基板投入を行う。すなわち、図１３に示すスリットコータ装置４０の加熱されたヒートステージ４１上に、複数の太陽電池セルＳＣが搭載された母材基板３０（モジュール）を搬入し、その後、ステップＳ２に示す基板位置決め／加熱を行う。ここでは、母材基板３０をヒートステージ４１上に搬入して位置決めを行い、さらにヒートステージ４１によって母材基板３０をその裏面側から加熱する。
【００８２】
一方、樹脂供給系では、ステップＳ３に示す２液注入を行う。ここでは、第１液供給系５１から主剤（ウレタン樹脂原液）をスタティックミキサー４６に供給するとともに、第２液供給系５２から硬化剤をスタティックミキサー４６に供給する。
【００８３】
その後、ステップＳ４に示す２液混合を行う。すなわち、スタティックミキサー４６内で、主剤であるウレタン樹脂原液と硬化剤とを練り混ぜ（攪拌し）、この練り混ぜた塗布用の液状の樹脂であるウレタン樹脂６０をスリットコータヘッド４２に供給する。
【００８４】
その後、ステップＳ５に示す１回目塗布を行う。
【００８５】
ここでは、スリットコータヘッド４２からウレタン樹脂６０を母材基板３０上の各太陽電池セルＳＣ上に滴下する。その際、ヘッドブロック４４ごとスリットコータヘッド４２を移動させて各太陽電池セルＳＣ上にウレタン樹脂６０を塗布する。
【００８６】
その後、ステップＳ６に示す２回目塗布を行う。
【００８７】
ここでも、１回目塗布と同様に、スリットコータヘッド４２からウレタン樹脂６０を母材基板３０上の各太陽電池セルＳＣ上に滴下する。このように２回に分けてウレタン樹脂６０の塗布を行うことで、塗布後のウレタン樹脂６０の液面の均一性を向上させることができる。
【００８８】
その後、ステップＳ７に示す脱泡を行う。図９に示すように、スリットコータヘッド４２から吐出されたウレタン樹脂６０は塗布される際に気泡６０ａを巻き込んでおり、このウレタン樹脂６０中に巻き込まれた気泡６０ａを瞬間的に加熱して取り除く。なお、ウレタン樹脂原液や硬化剤に元々気泡６０ａが含まれている場合もあり、このような気泡６０ａも含めて除去する。
【００８９】
ここでは、各太陽電池セルＳＣ上に塗布したウレタン樹脂６０を、図９に示すように、赤外線ヒータ４３によって加熱して脱泡する。すなわち、各太陽電池セルＳＣ上に塗布されたウレタン樹脂６０に対して、赤外線ヒータ４３から放射される赤外線４３ａを照射してウレタン樹脂６０を加熱し、これによって、ウレタン樹脂６０中に含まれる気泡６０ａを除去する。
【００９０】
なお、脱泡における加熱温度は、例えば、数百℃以上、好ましくは６００℃以上あるいは数千℃であり、加熱時間は、例えば、数秒程度である。この場合、例えば、赤外線ヒータ４３の設定温度を数百℃以上、好ましくは６００℃以上あるいは数千℃とし、この設定温度に調節された赤外線ヒータ４３から放射される赤外線４３ａを数秒間程度ウレタン樹脂６０に照射して、瞬間的にウレタン樹脂６０を高温に加熱することで気泡６０ａを除去する。
【００９１】
ここで、ウレタン樹脂６０は、加熱されるとその粘度が低下するのと同時に気泡６０ａの大きさが大きくなるため、泡は弾かれ易くなる。したがって、塗布後のウレタン樹脂６０を瞬間的に加熱してその粘度を下げて気泡６０ａを弾き易くし、ウレタン樹脂６０中から気泡６０ａを弾き出して取り除く（気泡６０ａを抜く）。
【００９２】
なお、脱泡のための加熱は、数秒程度（例えば２、３秒程度）と非常に短い時間であるため、熱硬化性樹脂であるウレタン樹脂６０が硬化することはない。すなわち、脱泡のための加熱で、ウレタン樹脂６０の硬化温度を超えた温度まで加熱してもその際の加熱時間が短ければウレタン樹脂６０が硬化することはない。
【００９３】
脱泡完了後、ステップＳ８に示す樹脂硬化を行う。
【００９４】
ここでは、脱泡後のウレタン樹脂６０を再度加熱（ベーク）して硬化させる。硬化のための加熱温度は、例えば、３０〜８０℃で、加熱時間は、例えば、数分〜数十分、好ましくは３０分程度である。なお、樹脂硬化工程でのウレタン樹脂６０の加熱（ベーク）は、ヒートステージ４１によって行う。
【００９５】
すなわち、本実施の形態１の光電変換装置３４の組み立てでは、脱泡のための加熱処理と、脱泡後の樹脂硬化のための加熱処理とを行っており、両工程では、加熱温度及び加熱時間が全く異なっている。
【００９６】
ここで、図１５は、スリットコータ装置４０によるウレタン樹脂６０の塗布の時間（２分）と、ベーク（脱泡後の硬化のための加熱）の時間（３０分）と、ウレタン樹脂６０を硬化させるための時間（２４時間）と、それぞれの温度との関係を示しており、脱泡のための数秒程度の加熱は、塗布における２分の中で行っている。
【００９７】
以上により、ステップＳ７の脱泡におけるウレタン樹脂６０の加熱温度は、ステップＳ８の樹脂硬化におけるウレタン樹脂６０の加熱温度より遥かに高く、さらに、ステップＳ７の脱泡におけるウレタン樹脂６０の加熱時間は、ステップＳ８の樹脂硬化におけるウレタン樹脂６０の加熱時間より遥かに短い。
【００９８】
つまり、本実施の形態１の光電変換装置３４の組み立てでは、脱泡のための加熱温度と、樹脂硬化のための加熱温度が全く異なっており、脱泡のための加熱温度は樹脂硬化の加熱温度に比べて遥かに高いため、スリットコータ装置４０に脱泡用の赤外線ヒータ（加熱部、第２加熱部）４３を設けたことで、塗布後の脱泡のための樹脂加熱は赤外線ヒータ４３で行い、一方、脱泡後の硬化のための樹脂加熱はヒートステージ（第１加熱部）４１で行っている。
【００９９】
樹脂硬化終了後、ステップＳ９に示す乾燥／ベークを行ってウレタン樹脂６０を含むワークを乾燥させることで、各太陽電池セルＳＣを覆う図１に示すような封止部３３の形成を終える。
【０１００】
その後、ステップＳ１０の基板払い出しにより、封止（封入）工程を完了する。
【０１０１】
その後、必要に応じてフレーム取り付け、裏面側端子組み付け及び検査を行って図１に示す光電変換装置（太陽電池パネルもしくは太陽電池モジュール）３４の組み立て完了となる。
【０１０２】
本実施の形態１の光電変換装置３４の製造方法及びスリットコータ装置４０によれば、光電変換装置３４の組み立ての封止工程で、各太陽電池セルＳＣの表面１ａ上に塗布したウレタン樹脂６０を加熱することにより、ウレタン樹脂６０の粘度を下げることができるのと同時にウレタン樹脂６０中の気泡６０ａの大きさを大きくして気泡６０ａをはじき易くすることができる。
【０１０３】
これにより、塗布後のウレタン樹脂６０中の気泡６０ａを除去することができる。
【０１０４】
なお、太陽電池パネルや太陽電池モジュール等の光電変換装置３４では、太陽電池セルＳＣの受光面（表面１ａ）上に気泡６０ａが存在すると、樹脂の劣化及び剥離現象起因によって発電効率が低下することがあるため、塗布後のウレタン樹脂６０中の気泡６０ａを除去することで、発電効率の低下を抑制することができる。
【０１０５】
また、塗布後のウレタン樹脂６０中の気泡６０ａを除去することで、光電変換装置３４の外観品質を向上させることができる。
【０１０６】
また、スリットコータ装置４０を用いて封止を行うことで、真空装置や真空設備は使用しないため、封止用コストの低減化を図ることができる。
【０１０７】
また、母材基板３０にガラスエポキシ基板を用い、ウレタン樹脂６０のみで各太陽電池セルＳＣを覆うことがてきるため、太陽電池モジュールや太陽電池パネル等の光電変換装置３４の軽量化を図ることができる。
【０１０８】
さらに、塗布用の樹脂として、ウレタン樹脂６０を用いることで封止用コストの更なる低減化を図ることができる。
【０１０９】
また、本実施の形態１の光電変換装置３４の組み立てでは、脱泡のための加熱温度と、樹脂硬化のための加熱温度が全く異なっており、脱泡のための加熱温度は樹脂硬化の加熱温度に比べて遥かに高いため、スリットコータ装置４０のヒートステージ４１の上方に脱泡用の赤外線ヒータ（加熱部、第２加熱部）４３を設けたことで、塗布後の脱泡のための樹脂加熱を赤外線ヒータ４３で行い、一方、脱泡後の硬化のための樹脂加熱をヒートステージ（第１加熱部）４１で行うことができる。
【０１１０】
これにより、脱泡のための樹脂加熱と硬化のための樹脂加熱を別々の加熱手段（第２加熱部／第１加熱部）で行うことができ、スリットコータ装置４０を大型化させることなく、かつ脱泡と硬化とで加熱温度の大幅な違いにもヒータ温度の昇降温調整に無駄な時間を費やすことなく脱泡と硬化の処理をスループットを低下させずに行うことができる。
【０１１１】
なお、本実施の形態１の光電変換装置３４の組み立てにおいてその脱泡工程でのウレタン樹脂６０の加熱温度は、好ましくは６００℃以上であるが、この脱泡時の加熱温度を、例えば、数百℃とし、赤外線ヒータ４３の単位照射時間を調整することで、脱泡に加えてウレタン樹脂６０の表面を、ハンドリング可能な程度に仮硬化させる効果が期待できる。
【０１１２】
すなわち、６００℃より低い数百℃の温度でウレタン樹脂６０を加熱して脱泡を行うことで、ウレタン樹脂６０をハンドリング可能な程度に硬化させることができるものと考えられ、この場合、脱泡工程後、脱泡済みのワークを次工程に搬送させることも可能になり、光電変換装置３４の生産性を高めることに繋げることもできる。
【０１１３】
（実施の形態２）
図１６は本発明の実施の形態２の光電変換装置の製造方法の封止工程で用いられる塗布装置の主要部の基本構造（光密度：大）の一例を模式的に示す概略図、図１７は本発明の実施の形態２の光電変換装置の製造方法の封止工程で用いられる塗布装置の主要部の基本構造（光密度：小）の一例を模式的に示す概略図、図１８は本発明の実施の形態２の光電変換装置の製造方法の封止工程で用いられる変形例の塗布装置の主要部の基本構造を模式的に示す概略図である。
【０１１４】
本実施の形態２の塗布装置は、実施の形態１と同様のスリットコータ装置４０であるが、図１６及び図１７に示すスリットコータ装置４０は、赤外線ヒータ４３から放射される赤外線４３ａを集光する機能と、かつ前記集光による赤外線４３ａの光密度の大小を予め調整可能なように可変式にする（可変し得る）機能とを備えたものである。
【０１１５】
すなわち、赤外線４３ａを集める集光部として反射板４４ｂを設置し、この反射板４４ｂの曲がり具合が、放射された赤外線４３ａをウレタン樹脂６０上付近で集光するような角度に調節されている。さらに、赤外線４３ａの集光による光密度を可変する光密度調整部を支持ブロック４５が兼ねている。
【０１１６】
図１６及び図１７に示す構造では、赤外線ヒータ４３が、例えば、ヒートステージ４１と赤外線ヒータ４３の距離を調整可能なように上下動自在に支持ブロック４５に支持されており、支持ブロック４５に対してリニアガイド方式で取り付けられている。
【０１１７】
したがって、例えば、図１６に示すように、支持ブロック４５によって赤外線ヒータ４３を上方に移動させることで、赤外線ヒータ４３のウレタン樹脂６０付近での照射幅Ｌを狭くして光密度を大きくすることができ、一方、図１７に示すように、支持ブロック４５によって赤外線ヒータ４３を下方に移動させることで、赤外線ヒータ４３のウレタン樹脂６０付近での照射幅Ｍを広くして光密度を小さくすることができる。
【０１１８】
このようにウレタン樹脂６０に照射する光密度を可変式にすることで、脱泡工程での樹脂の加熱温度を種々設定することができる。
【０１１９】
なお、図１６及び図１７に示すスリットコータ装置４０においても、スリットコータヘッド４２や反射板４４ｂは、例えば、ヘッドブロック４４の下面等に取り付けられている。
【０１２０】
また、本実施の形態２のスリットコータ装置４０は、実施の形態１の光電変換装置の製造方法の封止工程に適用可能であることは言うまでもなく、本実施の形態２のスリットコータ装置４０を適用した場合でも、実施の形態１のスリットコータ装置４０と同様の効果を得ることができる。
【０１２１】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【０１２２】
例えば、前記実施の形態１では、光電変換装置の製造方法の封止工程においてスリットコータ装置４０でウレタン樹脂６０を２回塗布する場合を説明したが、１回の塗布でウレタン樹脂６０の液面の均一性を確保することができる場合は、１回のみの塗布動作としてもよい。
【０１２３】
また、図１８の変形例は、スリットコータ装置４０において、赤外線４３ａを集める集光部として、図１６に示すような反射板４４ｂを用いるのではなく、赤外線ヒータ４３とウレタン樹脂６０との間の位置にレンズ５４を配置し、このレンズ５４によって赤外線４３ａの集光を行うものである。例えば、シリンドリカルレンズ等のレンズ５４を用いることで、ウレタン樹脂６０付近に赤外線４３ａを集光させることができ、図１８に示す変形例のスリットコータ装置４０においても、図１６及び図１７に示すスリットコータ装置４０と同様の効果を得ることができる。
【０１２４】
また、前記実施の形態１、２では、スリットコータ装置（塗布装置）４０が２液混合型の場合について説明したが、スリットコータ装置４０は、単液（１液）塗布型であってもよく、さらに３液以上の複数の樹脂を混合して塗布するタイプであってもよい。
【０１２５】
また、前記塗布装置はスリットコータ装置に限定されるものではなく、スリットコータ装置以外の塗布装置であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明は、例えば、光電変換装置や光電変換装置を組み込んだ電気製品に幅広く利用可能である。
【符号の説明】
【０１２７】
１ 基板（光電変換層）
１ａ 表面（第１面）
１ｂ 裏面（第２面）
２，３ 半導体層
４ 絶縁膜
５ 半導体層
１０ 表面電極（第１電極）
１０ａ フィンガ電極
１０ｂ バス電極
２０ 裏面電極（第２電極）
２０ａ 面電極
２０ｂ バス電極
３０ 母材基板
３０ａ 貫通孔
３１ めっき配線
３１ａ 取り出し電極
３２ スペーサ
３３ 封止部
３４ 光電変換装置（太陽電池パネル、太陽電池モジュール）
４０ スリットコータ装置（塗布装置）
４１ ヒートステージ（ステージ、第１加熱部）
４１ａ ヒータ
４２ スリットコータヘッド（ヘッド部）
４３ 赤外線ヒータ（加熱部、第２加熱部）
４３ａ 赤外線
４４ ヘッドブロック
４４ａ 反射板
４４ｂ 反射板（集光部）
４５ 支持ブロック（光密度調整部）
４６ スタティックミキサー
４７ 装置架台
４８ 移動用ブロック
４９ａ，４９ｂ，４９ｃ 駆動用モータ
５０ ガイドレール
５１ 第１液供給系
５１ａ 第１タンク
５１ｂ 第１モータ
５１ｃ 第１ポンプ
５１ｄ 第１バルブ
５２ 第２液供給系
５２ａ 第２タンク
５２ｂ 第２モータ
５２ｃ 第２ポンプ
５２ｄ 第２バルブ
５３ 洗浄液供給系
５３ａ 洗浄液タンク
５３ｂ ストップバルブ
５４ レンズ
６０ ウレタン樹脂（樹脂）
６０ａ 気泡
ＳＣ 太陽電池セル（光電変換装置本体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置の製造技術及び塗布装置技術に関し、特に、樹脂を用いた光電変換装置の封止工程に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１０−１５７６５２号公報（特許文献１）には、基材上に、単又は複数枚の太陽電池素子をウレタン樹脂によって封入し、ウレタン樹脂側を受光面とすることを基本とする太陽電池パネルの構造とその組み立てについて記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１５７６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光電変換装置である太陽電池モジュールや太陽電池パネルには、結晶シリコン系（単結晶または多結晶）、薄膜アモルファス・微結晶シリコン系、ＣＩＳ（銅インジウムセレナイド）系・ＣＩＧＳ（二セレン化銅インジウムガリウム）系等の化合物系や色素増感・有機薄膜系等がある。
【０００５】
これらの太陽電池モジュールや太陽電池パネルの一般的な構造としては、配線材によって複数の太陽電池セル（太陽電池素子ともいう）を半田付けして接続した構造体を、ガラス基板上にＥＶＡ樹脂（エチレンビニルアセテート）によって封入し、ＰＥＴ樹脂（ポリエチレンテレフタレート）シートによって裏面をシールしたものが知られている。
【０００６】
前述の太陽電池モジュールや太陽電池パネルの構造を組み立てるのには、まず、ガラス基板上に架橋前のＥＶＡシートを載せ、その上に前記複数の太陽電池セルから成る構造体を載せ、さらにその上に架橋前のＥＶＡシートを載せ、最後にＰＥＴシートでカバーした積層物を形成する。
【０００７】
次に、この積層物を加熱しながら真空ラミネートによって一体化する。真空ラミネート中に加熱されて流動化したＥＶＡ樹脂によって前記複数の太陽電池セルから成る構造体全体が一体封入される。このように一体封入された積層物を再度加熱し、架橋処理を施すことで組み立て完了となる。
【０００８】
前述の太陽電池モジュールや太陽電池パネルの組み立てでは、前記特許文献１（特開２０１０−１５７６５２号公報）に記載されているように、真空ラミネートという手法を用いることによる生産性の問題と、ガラス基板を用いることによる重量の問題、さらにコストの問題が存在している。特に生産性においてはシート１枚当たりにかかる時間が長いため、タクトタイムがかかることが問題となる。
【０００９】
そこで、本発明者は、シート状の封入材や真空ラミネートを用いた手法の代わりとして、前記特許文献１（特開２０１０−１５７６５２号公報）に記載されているような、樹脂塗布で封止（封入）を行う方法についてさらに検討した結果、以下のような課題を見出した。
【００１０】
すなわち、太陽電池セル上に液状の樹脂を塗布すると、塗布後の樹脂に気泡が含まれていることが分かった。この気泡は、塗布する樹脂（例えば、２液混合樹脂）の原液中に元から含まれているものや、樹脂がヘッド部（ノズル）から吐出された際に巻き込んで含まれるもの等である。このように塗布後の樹脂に気泡が含まれていることが課題である。
【００１１】
また、太陽電池パネルや太陽電池モジュールでは、受光面上に気泡が存在すると、樹脂の劣化及び剥離現象起因によって発電効率が低下することが課題であり、さらに、外観的にも気泡が見えることは好ましくない。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光電変換装置の組み立ての封止工程で用いる封止樹脂中の気泡を除去することができる技術を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、光電変換装置の封止用コストの低減化を図ることができる技術を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の他の目的は、光電変換装置における発電効率の低下を抑制することができる技術を提供することにある。
【００１５】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１７】
代表的な実施の形態による光電変換装置の製造方法は、（ａ）光電変換層と、前記光電変換層の第１面に設けられた第１電極と、前記光電変換層の前記第１面と反対側の第２面に設けられた第２電極とを有する光電変換装置本体を形成する工程と、（ｂ）母材基板上における前記光電変換装置本体の前記第１面上に樹脂を塗布し、前記光電変換装置本体を前記樹脂で覆って光電変換装置を形成する工程と、を有している。さらに、前記（ｂ）工程において、前記第１面と対向して配置された加熱部によって前記第１面上に塗布した前記樹脂を加熱するものである。
【００１８】
また、代表的な実施の形態による塗布装置は、光電変換層と、前記光電変換層の第１面に設けられた第１電極と、前記光電変換層の前記第１面と反対側の第２面に設けられた第２電極とを有する光電変換装置本体を支持可能なステージと、を有している。さらに、前記ステージ上に配置され、前記ステージに搭載された前記光電変換装置本体の前記第１面に樹脂を塗布するヘッド部と、前記ステージ上に配置され、前記光電変換装置本体の前記第１面に塗布された前記樹脂を加熱する加熱部と、を有するものである。
【発明の効果】
【００１９】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００２０】
光電変換装置における封止用の樹脂中の気泡を除去することができる。
【００２１】
また、光電変換装置の組み立てにおける封止用コストの低減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態１の光電変換装置の構造の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１の光電変換装置の製造方法によって製造される太陽電池セルの構造の一例を示す斜視図である。
【図３】図２に示す太陽電池セルの表面側の電極レイアウトの一例を示す平面図である。
【図４】図２に示す太陽電池セルの裏面側の電極レイアウトの一例を示す裏面図である。
【図５】本発明の実施の形態１の光電変換装置の製造方法におけるストリング工程終了後の構造の一例を示す平面図である。
【図６】図５に示す配線に沿って切断した断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１の光電変換装置の製造方法のレイアップ工程における太陽電池セルのマトリクス配置状態の一例を示す平面図である。
【図８】本発明の実施の形態１の光電変換装置の製造方法のレイアップ工程における基板搭載後の構造の一例を示す平面図である。
【図９】本発明の実施の形態１の光電変換装置の製造方法の封止工程で用いられる塗布装置の主要部の基本構造の一例を模式的に示す概略図である。
【図１０】図９に示す塗布装置に設けられた赤外線ヒータから放射される赤外線の波長の範囲の一例を示す波長範囲図である。
【図１１】図９に示す塗布装置の赤外線ヒータから放射される赤外線の放射特性の一例を示す特性図である。
【図１２】図９に示す塗布装置で用いられるウレタンの赤外線吸収特性の一例を示す特性図である。
【図１３】本発明の実施の形態１の光電変換装置の製造方法の封止工程で用いられる塗布装置の詳細構造の一例を示す斜視図である。
【図１４】図１３に示す塗布装置の塗布動作の手順の一例を示すフロー図である。
【図１５】本発明の実施の形態１の光電変換装置の製造方法の封止工程で用いられる樹脂の塗布後の硬化処理における硬化特性の一例を示す特性図である。
【図１６】本発明の実施の形態２の光電変換装置の製造方法の封止工程で用いられる塗布装置の主要部の基本構造（光密度：大）の一例を模式的に示す概略図である。
【図１７】本発明の実施の形態２の光電変換装置の製造方法の封止工程で用いられる塗布装置の主要部の基本構造（光密度：小）の一例を模式的に示す概略図である。
【図１８】本発明の実施の形態２の光電変換装置の製造方法の封止工程で用いられる変形例の塗布装置の主要部の基本構造を模式的に示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下の実施の形態では特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
【００２４】
さらに、以下の実施の形態では便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。
【００２５】
また、以下の実施の形態において、要素の数など（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。
【００２６】
また、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００２７】
また、以下の実施の形態において、構成要素等について、「Ａからなる」、「Ａよりなる」、「Ａを有する」、「Ａを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。
【００２９】
また、以下の実施の形態では、本発明により製造される太陽電池パネルや太陽電池モジュール等の光電変換装置の適用例として、本願発明者が具体的に検討した単結晶シリコン系または多結晶シリコン系の太陽電池を取り上げて詳しく説明する。
【００３０】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の光電変換装置の構造の一例を示す断面図である。また、図２は本発明の実施の形態１の光電変換装置の製造方法によって製造される太陽電池セルの構造の一例を示す斜視図、図３は図２に示す太陽電池セルの表面側の電極レイアウトの一例を示す平面図、図４は図２に示す太陽電池セルの裏面側の電極レイアウトの一例を示す裏面図である。
【００３１】
図１に示す本実施の形態１の光電変換装置について説明する。
【００３２】
図１に示す光電変換装置３４は、太陽電池パネルもしくは太陽電池モジュール等であり、母材基板３０上に、電気的に接続された複数枚の太陽電池セル（光電変換装置本体）ＳＣを配置し、これら複数の太陽電池セルＳＣが樹脂から成る封止部３３によって封止（封入）され、樹脂側を受光面としている。なお、封止部３３は、例えば、後述する封止用の樹脂であるウレタン樹脂６０（図９参照）から形成されている。さらに、母材基板３０は、例えば、ガラスエポキシ基板である。
【００３３】
また、複数枚の太陽電池セルＳＣは、めっき配線３１によって直列で電気的に接続されており、めっき配線３１の両端は、取り出し電極３１ａとして母材基板３０の裏面側に取り出されている。なお、裏面側への取り出しは、母材基板３０の貫通孔３０ａを介して母材基板３０の裏面側に取り出されている。
【００３４】
したがって、貫通孔３０ａの内部にも樹脂が充填されている。
【００３５】
また、めっき配線３１は、例えば、半田めっきが施された半田めっき銅配線である。
【００３６】
なお、太陽電池セルＳＣの裏面側にも樹脂が回り込むように、シリコーン樹脂等のスペーサ３２によって母材基板３０と太陽電池セルＳＣとの間に隙間が形成されている。
【００３７】
次に、図２〜図４を用いて本実施の形態１の光電変換装置３４を形成する太陽電池セルＳＣの構造について説明する。
【００３８】
図２に示すように、本実施の形態１の太陽電池セルＳＣは、表面（第１面）１ａ、表面１ａの反対側に位置する図４に示す裏面（第２面）１ｂ及び表面１ａと裏面１ｂの間に形成された太陽電池本体（ｐｎ接合部）を備えた基板（半導体基板であり、光電変換層）１を有している。基板１は、例えば単結晶シリコンまたは多結晶シリコン（以下、単にシリコン結晶と呼ぶ）に第１不純物濃度で第１導電型（例えばｐ型）とするための不純物がドープされた半導体層（ｐ型半導体層）２を有している。
【００３９】
また、半導体層２の表面１ａ側には、シリコン結晶に第１導電型とは反対の第２導電型（例えばｎ型）とするための不純物がドープされた半導体層（ｎ型半導体層）３が形成されている。太陽電池セルＳＣでは、この半導体層２、３のｐｎ接合部で光起電力効果を利用して入力光から電力を発生させる。つまり、半導体層２、３のｐｎ接合部は太陽電池本体を構成する。
【００４０】
また、半導体層３の表面１ａ側には、反射抑制膜、あるいは保護膜として機能する絶縁膜４が形成されている。この絶縁膜４は、例えば窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ４）から成り、受光面である表面１ａ側から半導体層２、３に向かって入射した光が反射することを抑制する機能を有している。したがって、半導体層３の表面１ａ側の面を絶縁膜４で覆うことにより、入射光のエネルギーをｐｎ接合部で効率的に吸収することができる。
【００４１】
また、絶縁膜４は、半導体層３を、例えば汚染などから保護するパッシベーション膜として機能する。したがって、半導体層３の表面１ａ側の面を絶縁膜４で覆うことにより、半導体層３の汚染や損傷を防止ないしは抑制することができる。
【００４２】
一方、半導体層２の裏面１ｂ側には、前記第１不純物濃度よりも高い第２不純物濃度で第１導電型（例えばｐ型）の不純物がドープされた半導体層（ｐ+ 型半導体層、逆電界領域）５が形成されている。なお、半導体層５は、半導体層５の裏面１ｂ側に形成された面電極２０ａに含まれる例えばアルミニウムが熱拡散により半導体層２に分散することで形成される。この半導体層５は、ｐｎ接合部で発生したキャリアが裏面１ｂで再結合により焼失することを抑制するための逆電界領域であり、ＢＳＦ（Back Surface Field）層と呼ばれる。
【００４３】
また、基板１の表面１ａには表面電極（第１電極）１０が、基板１の裏面１ｂには裏面電極（第２電極）２０がそれぞれ形成されている。表面電極１０には、ある方向（例えば図２、図３ではＹ方向）に沿って延びる複数（多数）のフィンガ電極（電極、電極配線）１０ａと、フィンガ電極１０ａが延びる方向と交差（直交）する方向（例えば図２、図３ではＸ方向）に沿って延びるバス電極１０ｂを含んでいる。
【００４４】
フィンガ電極１０ａは、裏面電極２０との間で発生した電力を取り出すための電極であって、図３に示すように表面１ａ全体に分布するように略等間隔で配置されている。一方、バス電極１０ｂはフィンガ電極１０ａが取り出した電力を集約して外部に伝送するための集合配線（集合電極）であって、図３に示すように、複数のフィンガ電極１０ａと接続され、フィンガ電極１０ａよりも太い線幅で形成されている。
【００４５】
一方、裏面電極２０には、ある方向（例えば図２、図４ではＸ方向）に沿って延びる複数（図４では３個）の面電極２０ａと、複数の面電極２０ａの間に配置され、面電極２０ａと同じ方向（例えば図２、図４ではＸ方向）に沿って延びるバス電極２０ｂを含んでいる。面電極２０ａは、複数のフィンガ電極１０ａとの間で発生した電力を取り出すための電極であって、図４に示すようにバス電極２０ｂが配置された領域を除き、裏面１ｂの全体を覆うように配置されている。
【００４６】
また、バス電極２０ｂは面電極２０ａが取り出した電力を集約して外部に伝送するための集合配線（集合電極）であって、図４に示すように複数の面電極２０ａと接続され、フィンガ電極１０ａ（図３参照）よりも太い線幅で形成されている。
【００４７】
このように太陽電池セルＳＣは、受光面である表面１ａ側から受光し、その光のエネルギーをｐｎ接合部で吸収して電力を生成する。言い換えれば、光エネルギーを電気的エネルギーに変換する。そして、生成した電力を表面電極１０、裏面電極２０を介して取り出して、外部に伝送する。そして図示は省略するが、複数の太陽電池セルＳＣを直列、あるいは並列で接続して、モジュール化することにより、必要な電力を得ることができる。
【００４８】
したがって、光（例えば太陽光）の入射量を増加させる観点から、受光面である表面１ａにおいて表面電極１０から露出する面積を増やす事が好ましい。表面電極１０は例えば銀（Ａｇ）から成り、表面電極１０に照射された光は反射され易く表面電極１０の占有面積が増加すると、入射光の量は減少する。このため、表面１ａ上における表面電極１０の占有面積を低減させる必要がある。一方、フィンガ電極１０ａは前記したように裏面電極２０との間で発生した電力を取り出す電極なので、表面１ａ全体に分布させることで、各ｐｎ接合部で発生した電力を効率的に取り出すことができる。
【００４９】
次に、本実施の形態１の光電変換装置の製造方法について説明する。
【００５０】
図５は本発明の実施の形態１の光電変換装置の製造方法におけるストリング工程終了後の構造の一例を示す平面図、図６は図５に示す配線に沿って切断した断面図、図７は本発明の実施の形態１の光電変換装置の製造方法のレイアップ工程における太陽電池セルのマトリクス配置状態の一例を示す平面図、図８は本発明の実施の形態１の光電変換装置の製造方法のレイアップ工程における基板搭載後の構造の一例を示す平面図である。
【００５１】
まず、図２〜図４に示すような太陽電池セル（光電変換装置本体）ＳＣを複数形成する。すなわち、光電変換層である基板１と、基板１の表面（第１面）１ａに設けられた表面電極（第１電極）１０と、基板１の表面１ａと反対側の裏面（第２面）１ｂに設けられた裏面電極（第２電極）２０とを有する太陽電池セル（光電変換装置本体）ＳＣを複数形成して準備する。
【００５２】
次に、図５及び図６に示すストリング工程を実施する。ここでは、各太陽電池セルＳＣに半田めっきの銅線であるめっき配線３１を半田付けし、その後、太陽電池セルＳＣ同士を半田付けして電気的に接続する。
【００５３】
次に、図７及び図８に示すレイアップ工程を実施する。ここでは、ストリング工程で形成した太陽電池セルＳＣの構造体（この構造体をストリングともいう）を、図７に示すようにマトリクス状に整列配置する。
【００５４】
続いて、マトリクス状に整列配置された太陽電池セルＳＣ（ストリング）を直列に電気的に接続する。さらに、母材基板３０の所定位置にスペーサ３２（図１参照）を配置した後、図８に示すように、直列に接続された太陽電池セルＳＣ（ストリング）を母材基板３０上に搭載し、母材基板３０の貫通孔３０ａに各取り出し電極３１ａを配置して母材基板３０の裏面側に各取り出し電極３１ａを取り出しておく。
【００５５】
次に、封止（封入）工程を実施する。
【００５６】
図９は本発明の実施の形態１の光電変換装置の製造方法の封止工程で用いられる塗布装置の主要部の基本構造の一例を模式的に示す概略図、図１０は図９に示す塗布装置に設けられた赤外線ヒータから放射される赤外線の波長の範囲の一例を示す波長範囲図、図１１は図９に示す塗布装置の赤外線ヒータから放射される赤外線の放射特性の一例を示す特性図、図１２は図９に示す塗布装置で用いられるウレタンの赤外線吸収特性の一例を示す特性図である。また、図１３は本発明の実施の形態１の光電変換装置の製造方法の封止工程で用いられる塗布装置の詳細構造の一例を示す斜視図、図１４は図１３に示す塗布装置の塗布動作の手順の一例を示すフロー図、図１５は本発明の実施の形態１の光電変換装置の製造方法の封止工程で用いられる樹脂の塗布後の硬化処理における硬化特性の一例を示す特性図である。
【００５７】
封止工程では、各太陽電池セルＳＣの表面１ａ上に樹脂を塗布し、各太陽電池セルＳＣを前記樹脂で覆って太陽電池モジュールや太陽電池パネル等の光電変換装置３４を形成する。
【００５８】
ここで、封止工程で用いられる塗布装置について説明する。図９は前記塗布装置であるスリットコータ装置４０の基本構成を示しており、スリットコータ装置４０は、基本構成として、複数の太陽電池セルＳＣが母材基板３０上で電気的に接続された構造体（モジュール）を支持可能なヒートステージ（ステージ、第１加熱部）４１と、ヒートステージ４１上に配置され、かつヒートステージ４１に搭載された複数の太陽電池セルＳＣそれぞれの表面１ａに樹脂を塗布するスリットコータヘッド（ヘッド部）４２と、ヒートステージ４１上に配置され、かつ複数の太陽電池セルＳＣそれぞれの表面１ａに塗布された前記樹脂を上方から加熱する加熱部（第２加熱部）とを備えている。ヒートステージ４１は、ヒータ機能を備えたステージである。
【００５９】
すなわち、本実施の形態１のスリットコータ装置４０は、各太陽電池セルＳＣの表面１ａ上に塗布した前記樹脂を、表面１ａと対向して配置された前記加熱部によって上方から加熱することが可能になっており、前記加熱部によって塗布後の前記樹脂を加熱することで、前記樹脂中に含まれる気泡６０ａを除去（脱泡）することが可能なものである。
【００６０】
なお、本実施の形態１では、前記加熱部（第２加熱部）が、前記樹脂に赤外線４３ａを放射して加熱する赤外線ヒータ４３の場合を一例として説明する。赤外線ヒータ４３から樹脂と逆方向に放射された赤外線４３ａは、赤外線４３ａの上方に設置された反射板４４ａで反射して樹脂に照射される構造となっている。
【００６１】
また、本実施の形態１では、複数の太陽電池セルＳＣを覆う樹脂、すなわちスリットコータ装置４０のスリットコータヘッド４２から吐出される液状の前記樹脂が、熱硬化性樹脂であり、透明で、かつ耐水性、耐光性、ＵＶ（Ultraviolet)に対する耐劣化性がそれぞれ高い樹脂が好ましく、前記熱硬化性樹脂がウレタン樹脂６０の場合を一例として説明する。
【００６２】
したがって、図９に示す基本構成によるスリットコータ装置４０では、スリットコータヘッド４２から吐出された液状のウレタン樹脂６０を赤外線ヒータ４３により短時間、かつ高温で加熱することで、ウレタン樹脂６０中に含まれる気泡６０ａを除去（脱泡）することができる。
【００６３】
ここで、加熱部として赤外線ヒータ４３を用いる理由について説明する。
【００６４】
図１０は、各種光線の一般的な波長区分を示すものであり、赤外線４３ａの波長は、０．８μｍ〜１０００μｍの範囲であり、可視光線よりも長く、マイクロ波より短い。
【００６５】
また、本実施の形態１の塗布装置に設けられる赤外線ヒータ４３は、図１１の放射特性に示すように、平均放射率０．８５となっている。
【００６６】
さらに、図１２に示す光照射によるポリウレタンの吸光率のデータでは、図中Ａ部，Ｂ部，Ｃ部，Ｄ部及びＥ部に示すように波長３〜８μｍの範囲で光を良く吸収しているのが分かる。
【００６７】
このことから、図１１における波長３〜８μｍの範囲をおおよそ吸光範囲とすると、本実施の形態１の赤外線ヒータ４３の放射特性も特に問題なく、また、前述の赤外線４３ａの波長の範囲、０．８μｍ〜１０００μｍの範囲にも問題なく入っている。
【００６８】
すなわち、本実施の形態１の赤外線ヒータ４３は、ウレタン樹脂６０の吸光範囲に対しても特に問題がなく、ウレタン樹脂６０を使用する上でも十分な吸光条件が揃っており、したがって、赤外線ヒータ４３を用いている。
【００６９】
ただし、塗布後の樹脂を加熱する加熱部は、赤外線ヒータ４３以外の加熱手段を用いても良いことは言うまでもない。
【００７０】
次に、図１３に示す本実施の形態１のスリットコータ装置４０の詳細構造の一例について説明する。なお、図１３に示すスリットコータ装置４０は、２液混合型の塗布装置である。本実施の形態１では、２液中、一方がウレタン樹脂原液（第１液、主剤）で、他方が硬化剤（第２液）の場合を説明する。
【００７１】
スリットコータ装置４０は、装置架台４７と、装置架台４７上に設けられたヒートステージ４１と、ヒートステージ４１上に配置されるスリットコータヘッド４２と、スリットコータヘッド４２の近傍に設置された赤外線ヒータ４３と、スリットコータヘッド４２が下面に取り付けられたヘッドブロック４４と、ヘッドブロック４４上に設けられたスタティックミキサー４６と、ヘッドブロック４４を支持する光密度調整部である支持ブロック４５とを備えている。ヒートステージ４１はヒータ４１ａが組み込まれたホットプレート型のステージであり、例えば、常温〜２００℃程度の範囲の温度設定で加熱するものである。
【００７２】
なお、図９に示す反射板４４ａは、例えば、ヘッドブロック４４の前記下面等にスリットコータヘッド４２とともに設けられていてもよい。
【００７３】
また、支持ブロック４５は、駆動用モータ４９ａ，４９ｂの駆動により上下動し、さらに駆動用モータ４９ｃの駆動で、かつ移動用ブロック４８及びガイドレール５０の案内により、装置架台４７上を母材基板３０の長手方向に沿って移動する。
【００７４】
また、スリットコータ装置４０は、２液混合型の塗布装置であるため、スタティックミキサー４６には洗浄液を加えた３つの液体の供給系が接続されている。
【００７５】
すなわち、塗布用の樹脂の主剤（ウレタン樹脂原液）である第１液を供給する第１液供給系５１と、塗布用の樹脂の硬化剤である第２液を供給する第２液供給系５２とが接続され、これら第１液供給系５１と第２液供給系５２とにそれぞれ洗浄液の供給を行う洗浄液供給系５３が接続されている。
【００７６】
なお、第１液供給系５１には、第１液（ウレタン樹脂原液）を収容した第１タンク５１ａと、第１モータ５１ｂの駆動により作動する第１ポンプ５１ｃと、第１液の供給を制御する第１バルブ５１ｄとが設けられ、一方、第２液供給系５２にも、同様に、第２液（硬化剤）を収容した第２タンク５２ａと、第２モータ５２ｂの駆動により作動する第２ポンプ５２ｃと、第２液の供給を制御する第２バルブ５２ｄとが設けられている。
【００７７】
さらに、洗浄液供給系５３には、洗浄液を収容した洗浄液タンク５３ａと、洗浄液の供給を制御するストップバルブ５３ｂとが設けられ、第１液供給系５１と第２液供給系５２とにそれぞれ洗浄液供給系５３が接続されている。
【００７８】
これにより、樹脂塗布を行う際には、第１液供給系５１から第１液であるウレタン樹脂原液をスタティックミキサー４６に供給するとともに、第２液供給系５２から第２液である硬化剤をスタティックミキサー４６に供給し、これらの２液を混合して形成された塗布用の液状の樹脂であるウレタン樹脂６０をスリットコータヘッド４２に送り込み、その後、スリットコータヘッド４２から各太陽電池セルＳＣに対してウレタン樹脂６０を塗布（滴下）する。
【００７９】
一方、スリットコータヘッド４２等の洗浄を行う際には、第１液供給系５１及び第２液供給系５２からの供給を停止した状態で、洗浄液供給系５３から洗浄液をスタティックミキサー４６を介してスリットコータヘッド４２等に供給してヘッドの洗浄を行う。
【００８０】
次に、図１４に示すスリットコータ装置４０の樹脂の塗布手順について説明する。
【００８１】
まず、ステップＳ１に示す基板投入を行う。すなわち、図１３に示すスリットコータ装置４０の加熱されたヒートステージ４１上に、複数の太陽電池セルＳＣが搭載された母材基板３０（モジュール）を搬入し、その後、ステップＳ２に示す基板位置決め／加熱を行う。ここでは、母材基板３０をヒートステージ４１上に搬入して位置決めを行い、さらにヒートステージ４１によって母材基板３０をその裏面側から加熱する。
【００８２】
一方、樹脂供給系では、ステップＳ３に示す２液注入を行う。ここでは、第１液供給系５１から主剤（ウレタン樹脂原液）をスタティックミキサー４６に供給するとともに、第２液供給系５２から硬化剤をスタティックミキサー４６に供給する。
【００８３】
その後、ステップＳ４に示す２液混合を行う。すなわち、スタティックミキサー４６内で、主剤であるウレタン樹脂原液と硬化剤とを練り混ぜ（攪拌し）、この練り混ぜた塗布用の液状の樹脂であるウレタン樹脂６０をスリットコータヘッド４２に供給する。
【００８４】
その後、ステップＳ５に示す１回目塗布を行う。
【００８５】
ここでは、スリットコータヘッド４２からウレタン樹脂６０を母材基板３０上の各太陽電池セルＳＣ上に滴下する。その際、ヘッドブロック４４ごとスリットコータヘッド４２を移動させて各太陽電池セルＳＣ上にウレタン樹脂６０を塗布する。
【００８６】
その後、ステップＳ６に示す２回目塗布を行う。
【００８７】
ここでも、１回目塗布と同様に、スリットコータヘッド４２からウレタン樹脂６０を母材基板３０上の各太陽電池セルＳＣ上に滴下する。このように２回に分けてウレタン樹脂６０の塗布を行うことで、塗布後のウレタン樹脂６０の液面の均一性を向上させることができる。
【００８８】
その後、ステップＳ７に示す脱泡を行う。図９に示すように、スリットコータヘッド４２から吐出されたウレタン樹脂６０は塗布される際に気泡６０ａを巻き込んでおり、このウレタン樹脂６０中に巻き込まれた気泡６０ａを瞬間的に加熱して取り除く。なお、ウレタン樹脂原液や硬化剤に元々気泡６０ａが含まれている場合もあり、このような気泡６０ａも含めて除去する。
【００８９】
ここでは、各太陽電池セルＳＣ上に塗布したウレタン樹脂６０を、図９に示すように、赤外線ヒータ４３によって加熱して脱泡する。すなわち、各太陽電池セルＳＣ上に塗布されたウレタン樹脂６０に対して、赤外線ヒータ４３から放射される赤外線４３ａを照射してウレタン樹脂６０を加熱し、これによって、ウレタン樹脂６０中に含まれる気泡６０ａを除去する。
【００９０】
なお、脱泡における加熱温度は、例えば、数百℃以上、好ましくは６００℃以上あるいは数千℃であり、加熱時間は、例えば、数秒程度である。この場合、例えば、赤外線ヒータ４３の設定温度を数百℃以上、好ましくは６００℃以上あるいは数千℃とし、この設定温度に調節された赤外線ヒータ４３から放射される赤外線４３ａを数秒間程度ウレタン樹脂６０に照射して、瞬間的にウレタン樹脂６０を高温に加熱することで気泡６０ａを除去する。
【００９１】
ここで、ウレタン樹脂６０は、加熱されるとその粘度が低下するのと同時に気泡６０ａの大きさが大きくなるため、泡は弾かれ易くなる。したがって、塗布後のウレタン樹脂６０を瞬間的に加熱してその粘度を下げて気泡６０ａを弾き易くし、ウレタン樹脂６０中から気泡６０ａを弾き出して取り除く（気泡６０ａを抜く）。
【００９２】
なお、脱泡のための加熱は、数秒程度（例えば２、３秒程度）と非常に短い時間であるため、熱硬化性樹脂であるウレタン樹脂６０が硬化することはない。すなわち、脱泡のための加熱で、ウレタン樹脂６０の硬化温度を超えた温度まで加熱してもその際の加熱時間が短ければウレタン樹脂６０が硬化することはない。
【００９３】
脱泡完了後、ステップＳ８に示す樹脂硬化を行う。
【００９４】
ここでは、脱泡後のウレタン樹脂６０を再度加熱（ベーク）して硬化させる。硬化のための加熱温度は、例えば、３０〜８０℃で、加熱時間は、例えば、数分〜数十分、好ましくは３０分程度である。なお、樹脂硬化工程でのウレタン樹脂６０の加熱（ベーク）は、ヒートステージ４１によって行う。
【００９５】
すなわち、本実施の形態１の光電変換装置３４の組み立てでは、脱泡のための加熱処理と、脱泡後の樹脂硬化のための加熱処理とを行っており、両工程では、加熱温度及び加熱時間が全く異なっている。
【００９６】
ここで、図１５は、スリットコータ装置４０によるウレタン樹脂６０の塗布の時間（２分）と、ベーク（脱泡後の硬化のための加熱）の時間（３０分）と、ウレタン樹脂６０を硬化させるための時間（２４時間）と、それぞれの温度との関係を示しており、脱泡のための数秒程度の加熱は、塗布における２分の中で行っている。
【００９７】
以上により、ステップＳ７の脱泡におけるウレタン樹脂６０の加熱温度は、ステップＳ８の樹脂硬化におけるウレタン樹脂６０の加熱温度より遥かに高く、さらに、ステップＳ７の脱泡におけるウレタン樹脂６０の加熱時間は、ステップＳ８の樹脂硬化におけるウレタン樹脂６０の加熱時間より遥かに短い。
【００９８】
つまり、本実施の形態１の光電変換装置３４の組み立てでは、脱泡のための加熱温度と、樹脂硬化のための加熱温度が全く異なっており、脱泡のための加熱温度は樹脂硬化の加熱温度に比べて遥かに高いため、スリットコータ装置４０に脱泡用の赤外線ヒータ（加熱部、第２加熱部）４３を設けたことで、塗布後の脱泡のための樹脂加熱は赤外線ヒータ４３で行い、一方、脱泡後の硬化のための樹脂加熱はヒートステージ（第１加熱部）４１で行っている。
【００９９】
樹脂硬化終了後、ステップＳ９に示す乾燥／ベークを行ってウレタン樹脂６０を含むワークを乾燥させることで、各太陽電池セルＳＣを覆う図１に示すような封止部３３の形成を終える。
【０１００】
その後、ステップＳ１０の基板払い出しにより、封止（封入）工程を完了する。
【０１０１】
その後、必要に応じてフレーム取り付け、裏面側端子組み付け及び検査を行って図１に示す光電変換装置（太陽電池パネルもしくは太陽電池モジュール）３４の組み立て完了となる。
【０１０２】
本実施の形態１の光電変換装置３４の製造方法及びスリットコータ装置４０によれば、光電変換装置３４の組み立ての封止工程で、各太陽電池セルＳＣの表面１ａ上に塗布したウレタン樹脂６０を加熱することにより、ウレタン樹脂６０の粘度を下げることができるのと同時にウレタン樹脂６０中の気泡６０ａの大きさを大きくして気泡６０ａをはじき易くすることができる。
【０１０３】
これにより、塗布後のウレタン樹脂６０中の気泡６０ａを除去することができる。
【０１０４】
なお、太陽電池パネルや太陽電池モジュール等の光電変換装置３４では、太陽電池セルＳＣの受光面（表面１ａ）上に気泡６０ａが存在すると、樹脂の劣化及び剥離現象起因によって発電効率が低下することがあるため、塗布後のウレタン樹脂６０中の気泡６０ａを除去することで、発電効率の低下を抑制することができる。
【０１０５】
また、塗布後のウレタン樹脂６０中の気泡６０ａを除去することで、光電変換装置３４の外観品質を向上させることができる。
【０１０６】
また、スリットコータ装置４０を用いて封止を行うことで、真空装置や真空設備は使用しないため、封止用コストの低減化を図ることができる。
【０１０７】
また、母材基板３０にガラスエポキシ基板を用い、ウレタン樹脂６０のみで各太陽電池セルＳＣを覆うことがてきるため、太陽電池モジュールや太陽電池パネル等の光電変換装置３４の軽量化を図ることができる。
【０１０８】
さらに、塗布用の樹脂として、ウレタン樹脂６０を用いることで封止用コストの更なる低減化を図ることができる。
【０１０９】
また、本実施の形態１の光電変換装置３４の組み立てでは、脱泡のための加熱温度と、樹脂硬化のための加熱温度が全く異なっており、脱泡のための加熱温度は樹脂硬化の加熱温度に比べて遥かに高いため、スリットコータ装置４０のヒートステージ４１の上方に脱泡用の赤外線ヒータ（加熱部、第２加熱部）４３を設けたことで、塗布後の脱泡のための樹脂加熱を赤外線ヒータ４３で行い、一方、脱泡後の硬化のための樹脂加熱をヒートステージ（第１加熱部）４１で行うことができる。
【０１１０】
これにより、脱泡のための樹脂加熱と硬化のための樹脂加熱を別々の加熱手段（第２加熱部／第１加熱部）で行うことができ、スリットコータ装置４０を大型化させることなく、かつ脱泡と硬化とで加熱温度の大幅な違いにもヒータ温度の昇降温調整に無駄な時間を費やすことなく脱泡と硬化の処理をスループットを低下させずに行うことができる。
【０１１１】
なお、本実施の形態１の光電変換装置３４の組み立てにおいてその脱泡工程でのウレタン樹脂６０の加熱温度は、好ましくは６００℃以上であるが、この脱泡時の加熱温度を、例えば、数百℃とし、赤外線ヒータ４３の単位照射時間を調整することで、脱泡に加えてウレタン樹脂６０の表面を、ハンドリング可能な程度に仮硬化させる効果が期待できる。
【０１１２】
すなわち、６００℃より低い数百℃の温度でウレタン樹脂６０を加熱して脱泡を行うことで、ウレタン樹脂６０をハンドリング可能な程度に硬化させることができるものと考えられ、この場合、脱泡工程後、脱泡済みのワークを次工程に搬送させることも可能になり、光電変換装置３４の生産性を高めることに繋げることもできる。
【０１１３】
（実施の形態２）
図１６は本発明の実施の形態２の光電変換装置の製造方法の封止工程で用いられる塗布装置の主要部の基本構造（光密度：大）の一例を模式的に示す概略図、図１７は本発明の実施の形態２の光電変換装置の製造方法の封止工程で用いられる塗布装置の主要部の基本構造（光密度：小）の一例を模式的に示す概略図、図１８は本発明の実施の形態２の光電変換装置の製造方法の封止工程で用いられる変形例の塗布装置の主要部の基本構造を模式的に示す概略図である。
【０１１４】
本実施の形態２の塗布装置は、実施の形態１と同様のスリットコータ装置４０であるが、図１６及び図１７に示すスリットコータ装置４０は、赤外線ヒータ４３から放射される赤外線４３ａを集光する機能と、かつ前記集光による赤外線４３ａの光密度の大小を予め調整可能なように可変式にする（可変し得る）機能とを備えたものである。
【０１１５】
すなわち、赤外線４３ａを集める集光部として反射板４４ｂを設置し、この反射板４４ｂの曲がり具合が、放射された赤外線４３ａをウレタン樹脂６０上付近で集光するような角度に調節されている。さらに、赤外線４３ａの集光による光密度を可変する光密度調整部を支持ブロック４５が兼ねている。
【０１１６】
図１６及び図１７に示す構造では、赤外線ヒータ４３が、例えば、ヒートステージ４１と赤外線ヒータ４３の距離を調整可能なように上下動自在に支持ブロック４５に支持されており、支持ブロック４５に対してリニアガイド方式で取り付けられている。
【０１１７】
したがって、例えば、図１６に示すように、支持ブロック４５によって赤外線ヒータ４３を上方に移動させることで、赤外線ヒータ４３のウレタン樹脂６０付近での照射幅Ｌを狭くして光密度を大きくすることができ、一方、図１７に示すように、支持ブロック４５によって赤外線ヒータ４３を下方に移動させることで、赤外線ヒータ４３のウレタン樹脂６０付近での照射幅Ｍを広くして光密度を小さくすることができる。
【０１１８】
このようにウレタン樹脂６０に照射する光密度を可変式にすることで、脱泡工程での樹脂の加熱温度を種々設定することができる。
【０１１９】
なお、図１６及び図１７に示すスリットコータ装置４０においても、スリットコータヘッド４２や反射板４４ｂは、例えば、ヘッドブロック４４の下面等に取り付けられている。
【０１２０】
また、本実施の形態２のスリットコータ装置４０は、実施の形態１の光電変換装置の製造方法の封止工程に適用可能であることは言うまでもなく、本実施の形態２のスリットコータ装置４０を適用した場合でも、実施の形態１のスリットコータ装置４０と同様の効果を得ることができる。
【０１２１】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【０１２２】
例えば、前記実施の形態１では、光電変換装置の製造方法の封止工程においてスリットコータ装置４０でウレタン樹脂６０を２回塗布する場合を説明したが、１回の塗布でウレタン樹脂６０の液面の均一性を確保することができる場合は、１回のみの塗布動作としてもよい。
【０１２３】
また、図１８の変形例は、スリットコータ装置４０において、赤外線４３ａを集める集光部として、図１６に示すような反射板４４ｂを用いるのではなく、赤外線ヒータ４３とウレタン樹脂６０との間の位置にレンズ５４を配置し、このレンズ５４によって赤外線４３ａの集光を行うものである。例えば、シリンドリカルレンズ等のレンズ５４を用いることで、ウレタン樹脂６０付近に赤外線４３ａを集光させることができ、図１８に示す変形例のスリットコータ装置４０においても、図１６及び図１７に示すスリットコータ装置４０と同様の効果を得ることができる。
【０１２４】
また、前記実施の形態１、２では、スリットコータ装置（塗布装置）４０が２液混合型の場合について説明したが、スリットコータ装置４０は、単液（１液）塗布型であってもよく、さらに３液以上の複数の樹脂を混合して塗布するタイプであってもよい。
【０１２５】
また、前記塗布装置はスリットコータ装置に限定されるものではなく、スリットコータ装置以外の塗布装置であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明は、例えば、光電変換装置や光電変換装置を組み込んだ電気製品に幅広く利用可能である。
【符号の説明】
【０１２７】
１ 基板（光電変換層）
１ａ 表面（第１面）
１ｂ 裏面（第２面）
２，３ 半導体層
４ 絶縁膜
５ 半導体層
１０ 表面電極（第１電極）
１０ａ フィンガ電極
１０ｂ バス電極
２０ 裏面電極（第２電極）
２０ａ 面電極
２０ｂ バス電極
３０ 母材基板
３０ａ 貫通孔
３１ めっき配線
３１ａ 取り出し電極
３２ スペーサ
３３ 封止部
３４ 光電変換装置（太陽電池パネル、太陽電池モジュール）
４０ スリットコータ装置（塗布装置）
４１ ヒートステージ（ステージ、第１加熱部）
４１ａ ヒータ
４２ スリットコータヘッド（ヘッド部）
４３ 赤外線ヒータ（加熱部、第２加熱部）
４３ａ 赤外線
４４ ヘッドブロック
４４ａ 反射板
４４ｂ 反射板（集光部）
４５ 支持ブロック（光密度調整部）
４６ スタティックミキサー
４７ 装置架台
４８ 移動用ブロック
４９ａ，４９ｂ，４９ｃ 駆動用モータ
５０ ガイドレール
５１ 第１液供給系
５１ａ 第１タンク
５１ｂ 第１モータ
５１ｃ 第１ポンプ
５１ｄ 第１バルブ
５２ 第２液供給系
５２ａ 第２タンク
５２ｂ 第２モータ
５２ｃ 第２ポンプ
５２ｄ 第２バルブ
５３ 洗浄液供給系
５３ａ 洗浄液タンク
５３ｂ ストップバルブ
５４ レンズ
６０ ウレタン樹脂（樹脂）
６０ａ 気泡
ＳＣ 太陽電池セル（光電変換装置本体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）光電変換層と、前記光電変換層の第１面に設けられた第１電極と、前記光電変換層の前記第１面と反対側の第２面に設けられた第２電極とを有する光電変換装置本体を形成する工程と、
（ｂ）母材基板上における前記光電変換装置本体の前記第１面上に樹脂を塗布し、前記光電変換装置本体を前記樹脂で覆って光電変換装置を形成する工程と、
を有し、
前記（ｂ）工程において、前記第１面と対向して配置された加熱部によって前記第１面上に塗布した前記樹脂を加熱することを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光電変換装置の製造方法において、
前記加熱部として、赤外線ヒータを用いることを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の光電変換装置の製造方法において、
前記赤外線ヒータから放射される赤外線を集光し、前記集光による光密度を可変し得ることを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の光電変換装置の製造方法において、
前記（ｂ）工程の後、さらに
（ｃ）前記樹脂を加熱して前記樹脂を硬化させる工程を有することを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の光電変換装置の製造方法において、
前記（ｂ）工程での前記樹脂の加熱温度は、前記（ｃ）工程での前記樹脂の加熱温度より高いことを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項６】
請求項４に記載の光電変換装置の製造方法において、
前記（ｂ）工程での前記樹脂の加熱時間は、前記（ｃ）工程での前記樹脂の加熱時間より短いことを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項７】
請求項４に記載の光電変換装置の製造方法において、
前記樹脂は、熱硬化性樹脂であることを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項８】
光電変換層と、前記光電変換層の第１面に設けられた第１電極と、前記光電変換層の前記第１面と反対側の第２面に設けられた第２電極とを有する光電変換装置本体を支持可能なステージと、
前記ステージ上に配置され、前記ステージに搭載された前記光電変換装置本体の前記第１面に樹脂を塗布するヘッド部と、
前記ステージ上に配置され、前記光電変換装置本体の前記第１面に塗布された前記樹脂を加熱する加熱部と、
を有することを特徴とする塗布装置。
【請求項９】
請求項８に記載の塗布装置において、
前記加熱部は、赤外線ヒータであることを特徴とする塗布装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の塗布装置において、
前記赤外線ヒータから放射される赤外線を集光する集光部と、
前記ステージと前記赤外線ヒータの距離を調整して前記集光による光密度を可変する光密度調整部と、
を有することを特徴とする塗布装置。
【請求項１】
（ａ）光電変換層と、前記光電変換層の第１面に設けられた第１電極と、前記光電変換層の前記第１面と反対側の第２面に設けられた第２電極とを有する光電変換装置本体を形成する工程と、
（ｂ）母材基板上における前記光電変換装置本体の前記第１面上に樹脂を塗布し、前記光電変換装置本体を前記樹脂で覆って光電変換装置を形成する工程と、
を有し、
前記（ｂ）工程において、前記第１面と対向して配置された加熱部によって前記第１面上に塗布した前記樹脂を加熱することを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光電変換装置の製造方法において、
前記加熱部として、赤外線ヒータを用いることを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の光電変換装置の製造方法において、
前記赤外線ヒータから放射される赤外線を集光し、前記集光による光密度を可変し得ることを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の光電変換装置の製造方法において、
前記（ｂ）工程の後、さらに
（ｃ）前記樹脂を加熱して前記樹脂を硬化させる工程を有することを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の光電変換装置の製造方法において、
前記（ｂ）工程での前記樹脂の加熱温度は、前記（ｃ）工程での前記樹脂の加熱温度より高いことを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項６】
請求項４に記載の光電変換装置の製造方法において、
前記（ｂ）工程での前記樹脂の加熱時間は、前記（ｃ）工程での前記樹脂の加熱時間より短いことを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項７】
請求項４に記載の光電変換装置の製造方法において、
前記樹脂は、熱硬化性樹脂であることを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項８】
光電変換層と、前記光電変換層の第１面に設けられた第１電極と、前記光電変換層の前記第１面と反対側の第２面に設けられた第２電極とを有する光電変換装置本体を支持可能なステージと、
前記ステージ上に配置され、前記ステージに搭載された前記光電変換装置本体の前記第１面に樹脂を塗布するヘッド部と、
前記ステージ上に配置され、前記光電変換装置本体の前記第１面に塗布された前記樹脂を加熱する加熱部と、
を有することを特徴とする塗布装置。
【請求項９】
請求項８に記載の塗布装置において、
前記加熱部は、赤外線ヒータであることを特徴とする塗布装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の塗布装置において、
前記赤外線ヒータから放射される赤外線を集光する集光部と、
前記ステージと前記赤外線ヒータの距離を調整して前記集光による光密度を可変する光密度調整部と、
を有することを特徴とする塗布装置。
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１３−７７７０７（Ｐ２０１３−７７７０７Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１６８５６（Ｐ２０１１−２１６８５６）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]