太陽電池モジュールおよびその製造方法並びに太陽電池モジュールの製造装置
【課題】配線材を介してストリング状に接続された複数個の太陽電池セルを樹脂で被覆する際の生産性を向上させる。
【解決手段】配線材２を介して複数個の太陽電池セル１を電気的に接続したストリングを樹脂２０で被覆する射出成形金型１５の下型１５Ｂには、射出成形金型１５の外部の真空ポンプに接続された複数の排気孔１７が設けられている。太陽電池セル１のストリングを射出成形金型１５のキャビティ１６内に配置する際は、排気孔１７の内部を真空ポンプで減圧する。これにより、太陽電池セル１のそれぞれの下面（受光面と反対側の面）が下型１５Ｂの上面に密着するので、ストリングが下型１５Ｂによって確実に保持される。
【解決手段】配線材２を介して複数個の太陽電池セル１を電気的に接続したストリングを樹脂２０で被覆する射出成形金型１５の下型１５Ｂには、射出成形金型１５の外部の真空ポンプに接続された複数の排気孔１７が設けられている。太陽電池セル１のストリングを射出成形金型１５のキャビティ１６内に配置する際は、排気孔１７の内部を真空ポンプで減圧する。これにより、太陽電池セル１のそれぞれの下面（受光面と反対側の面）が下型１５Ｂの上面に密着するので、ストリングが下型１５Ｂによって確実に保持される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換を行う複数個の太陽電池セルを一つの太陽電池モジュールとして製造する技術に係わり、特に、太陽電池モジュールを従来に比べて生産性よく製造することのできる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
第一の従来技術として、太陽電池モジュールの最も一般的な構造を図１に示す。図１に示すように、太陽電池モジュールは、配線材２によって互いに電気的に接続された複数個の太陽電池セル１（以下、太陽電池セル１のストリング、または単にストリングという）をガラス基板３上に配置してエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）樹脂４で被覆し、さらにＥＶＡ樹脂４の上面をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂５で被覆した構造になっている。
【０００３】
このような構造の太陽電池モジュールは、一般的に真空ラミネート法を用いた製造方法によって製造される（特許文献１を参照）。この真空ラミネート法では、まずガラス基板３の上面にＥＶＡ樹脂４のフィルムを置き、その上に太陽電池セル１のストリングを置く。さらに、このストリングの上にＥＶＡ樹脂４のフィルムをもう一枚重ねて置き、最後にＰＥＴ樹脂５のフィルムを置く。
【０００４】
次に、上記ストリングと３枚の樹脂フィルムとの積層体が載置されたガラス基板３を真空中で加熱してＥＶＡ樹脂４を溶融させる。これにより、太陽電池セル１のストリングとＥＶＡ樹脂４とが気泡を含まない状態で完全に密着する。その後、ガラス基板３をさらに加熱することによって、ＥＶＡ樹脂４を完全に硬化させる。
【０００５】
上述した真空ラミネート法は、耐湿性などに優れた信頼性の高い太陽電池モジュールを製造することができるので、太陽電池モジュールの製造方法として長い間利用されているが、以下に述べるような二つの大きな欠点がある。
【０００６】
一つは、３枚の樹脂フィルムを真空中で重ね合わせる必要があるため、樹脂フィルムの取り扱いのための機構が複雑になり、さらに真空チャンバも必要になるため、製造装置が非常に大型で、かつ高価なものとなってしまうことである。
【０００７】
もう一つは、単位モジュールごとに真空排気と大気開放とを繰り返すバッチ処理が必要となるため、連続処理と比べて生産性が悪く、モジュールの生産コストが高くなることである。
【０００８】
これらの欠点を解決するために考案された第二の従来技術としての太陽電池モジュールを図２に示す（特許文献１参照）。この太陽電池モジュールは、基板６上に搭載した太陽電池セル１のストリングをウレタン樹脂７で被覆した構造になっている。
【０００９】
この太陽電池モジュールの製造方法は、特許文献１に記載されるように、基板６上に載置したストリングの上から液体状のウレタン樹脂７を滴下することにより、ストリングをウレタン樹脂７で完全に被覆するものである。このような被覆方法は、滴下法（ポッティング法）と呼ばれている。
【００１０】
なお、ウレタン樹脂７を滴下する際、配線材２や太陽電池セル１の裏側にもウレタン樹脂７がきちんと回り込むように、基板６と太陽電池セル１との間にはスペーサ８が配置される。そして、その後、ウレタン樹脂７を完全硬化（架橋）させることにより、耐湿性などに優れた信頼性の高い太陽電池モジュールを製造することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【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】
【００１２】
図２に示した特許文献１記載の従来技術（第二の従来技術）は、第一の従来技術の欠点であった樹脂フィルムの取り扱い機構や真空チャンバが不要となるため、製造装置としては安価な装置を実現できる。さらに、真空排気と大気開放とを繰り返す必要がないため、生産性が上がり、第一の従来技術よりも生産コストを低く抑えることが可能となる。
【００１３】
しかし、第二の従来技術にも以下に述べるような欠点がある。すなわち、第二の従来技術では、インクジェットヘッドやディスペンサヘッドを用いて太陽電池セル１のストリング上に液体状のウレタン樹脂を滴下する。
【００１４】
インクジェットヘッドを用いてウレタン樹脂液を滴下する場合、一回の滴下で形成できるウレタン樹脂の膜厚は数マイクロメートル（μｍ）である。これに対し、太陽電池セル１のストリングの厚さは、数１００マイクロメートルである。従って、インクジェットヘッドを用いた滴下法では、多数回に亘ってウレタン樹脂を滴下しないとストリングを完全に被覆することができない。
【００１５】
また、ディスペンサヘッドを用いてウレタン樹脂液を滴下する場合は、一回の滴下で形成できる樹脂の幅が数ミリメートルと狭い。このため、１辺が数１０センチメートルを越えるような大型の太陽電池モジュールの全面にウレタン樹脂液を滴下するためには、ディスペンサヘッドを少しずつ移動させ、滴下位置を少しずつずらしながら滴下することが必須になる。
【００１６】
このように、第二の従来技術は、ウレタン樹脂液の滴下に長い時間を要するため、生産性が低くなってしまうという問題がある。
【００１７】
本発明は、上述したような従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、太陽電池セルのストリングを樹脂で被覆する際の生産性を向上させることにある。すなわち、基板上に配置された太陽電池セルのストリングを生産性良く樹脂で被覆することのできる太陽電池モジュールの製造方法、並びにそれに用いる製造装置を提供することにある。
【００１８】
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】
【００１９】
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、次のとおりである。
【００２０】
本発明の一態様である太陽電池モジュールの製造方法は、（ａ）複数の太陽電池セルを配線材を介して電気的に接続したストリングを用意する工程と、（ｂ）第１上型と第１下型とを有する第１の射出成形金型の第１キャビティ内に前記ストリングを配置し、前記複数の太陽電池セルの受光面と反対側の下面を前記第１下型で保持する工程と、（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記第１キャビティ内に第１の樹脂を注入することによって、前記複数の太陽電池セルの前記受光面を前記第１の樹脂で被覆する工程とを有し、
前記（ｂ）工程では、前記第１下型に設けられた複数の第１排気孔内を減圧することによって、前記複数の太陽電池セルの前記下面を前記第１下型に密着させるものである。
【発明の効果】
【００２１】
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通りである。
【００２２】
射出成形金型を使って太陽電池セルのストリングを樹脂被覆することにより、ストリングを短時間で樹脂被覆することができるので、太陽電池モジュールの生産性が向上し、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第一の従来技術である太陽電池モジュールの断面図である。
【図２】第二の従来技術である太陽電池モジュールの断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１である太陽電池モジュールの製造に用いる射出成形金型の主要部を示す断面図である。
【図４】（ａ）は、配線材を介して複数個の太陽電池セルを電気的に接続したストリングの平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１である太陽電池モジュールの製造方法の第一工程を示す断面図である。
【図６】図５に続く太陽電池モジュールの製造方法を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１である太陽電池モジュールの製造方法の第二工程を示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態１である太陽電池モジュールの製造方法の第三工程を示す断面図である。
【図９】本発明の実施の形態１である太陽電池モジュールの製造方法の第四工程で使用する射出成形金型の主要部を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態１である太陽電池モジュールの製造方法の第四工程を示す断面図である。
【図１１】図１０に続く太陽電池モジュールの製造方法を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態１である太陽電池モジュールの製造方法の第五工程を示す断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態１である太陽電池モジュールの製造方法の第二工程と第五工程における樹脂の射出圧力の好ましい大小関係を示したグラフである。
【図１４】図１２に続く太陽電池モジュールの製造方法を示す断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態１である太陽電池モジュールの製造に用いる射出成形金型の別例を示す断面図である。
【図１６】配線材を介して複数個の太陽電池セルを電気的に接続したストリングの断面図である。
【図１７】図１５に示した射出成形金型を使用した太陽電池モジュールの製造方法を示す断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態２である太陽電池モジュールの製造に用いる射出成形金型の主要部を示す断面図である。
【図１９】配線材を介して複数個の太陽電池セルを電気的に接続したストリングを基板に搭載した状態を示す断面図である。
【図２０】本発明の実施の形態２である太陽電池モジュールの製造方法の第一工程を示す断面図である。
【図２１】本発明の実施の形態２である太陽電池モジュールの製造方法の第二工程を示す断面図である。
【図２２】本発明の実施の形態２である太陽電池モジュールの製造方法の第三工程を示す断面図である。
【図２３】本発明の実施の形態２である太陽電池モジュールの製造方法の第四工程を示す断面図である。
【図２４】本発明の実施の形態２である太陽電池モジュールの製造方法の第五工程を示す断面図である。
【図２５】図２４に続く太陽電池モジュールの製造方法を示す断面図である。
【図２６】本発明の実施の形態２である太陽電池モジュールの製造工程を示す全体フロー図である。
【図２７】本発明の太陽電池モジュールの別例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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。また、実施の形態では、特に必要なときを除き、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。
【００２５】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１である太陽電池モジュールの製造方法について、図３〜図１４を参照しながら説明する。
【００２６】
図３は、太陽電池モジュールの製造に用いる射出成形金型の主要部を示す断面図である。この射出成形金型１５は、上型１５Ａ、下型１５Ｂおよびそれらに囲まれたキャビティ１６を備えている。また、下型１５Ｂには、射出成形金型１５の外部の真空ポンプ（図示省略）に接続された複数の排気孔１７が設けられている。また、下型１５Ｂの上面において、排気孔１７の上端部とその周囲は、キャビティ１６の中央側に突出した凸部１８となっている。
【００２７】
上記射出成形金型１５の一側面には、射出ユニット２３が接続されている。射出ユニット２３は、ペレット状の樹脂２０を加熱・溶融するための加熱ユニット２１と、加熱ユニット２１内で溶融した樹脂２０を樹脂吐出路２４および下型１５Ｂの樹脂注入孔（ゲート）２５を通じてキャビティ１６内に圧送するための加圧ユニット２２とを備えている。
【００２８】
図４は、配線材２を介してストリング状に接続された複数個の太陽電池セル１を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【００２９】
図５は、太陽電池モジュールの製造方法の第一工程を示している。太陽電池モジュールを製造するには、まず、図４に示した太陽電池セル１のストリングを射出成形金型１５のキャビティ１６内に配置する。このとき、太陽電池セル１のそれぞれは、受光面が上を向いた状態で配置される。
【００３０】
上記太陽電池セル１のストリングを射出成形金型１５のキャビティ１６内に配置する際は、太陽電池セル１のそれぞれを下型１５Ｂの凸部１８の上面に位置決めすると共に、排気孔１７の内部を真空ポンプで減圧する。
【００３１】
このとき、下型１５Ｂの凸部１８の高さを、太陽電池セル１の下面（受光面と反対側の面）に配置された配線材２の厚さよりも大きくしておくことにより、太陽電池セル１のそれぞれの下面（受光面と反対側の面）が凸部１８の上面に密着し、太陽電池セル１のストリングが下型１５Ｂによって確実に保持される。
【００３２】
その後、図６に示すように、射出成形金型１５の上型１５Ａと下型１５Ｂとを密着させると共に、射出ユニット２３を射出成形金型１５の側面に密着させ、第二工程に移行する。
【００３３】
図７は、太陽電池モジュールの製造方法の第二工程を示している。ここでは、まず、加熱ユニット２１内で樹脂２０を加熱・溶融し、溶融した樹脂２０を加圧ユニット２２の圧力によって樹脂吐出路２４に送り、さらに下型１５Ｂに設けられた樹脂注入孔（ゲート）２５を通じてキャビティ１６内に注入する。なお、ここで使用する樹脂２０としては、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）樹脂、シクロオリフィンポリマー（ＣＯＰ）樹脂などの透明樹脂が適当であるが、これらに限定されるものではない。
【００３４】
その後、射出成形金型１５を樹脂２０の溶融温度よりも低い温度に冷却し、キャビティ１６内に注入された樹脂２０を硬化させる。これにより、太陽電池セル１のそれぞれの上面（受光面）および側面が樹脂２０によって被覆される。また、太陽電池セル１のそれぞれの下面のうち、下型１５Ｂと接していない領域（太陽電池セル１の下面の周辺部）も樹脂２０によって被覆される。
【００３５】
図８は、太陽電池モジュールの製造方法の第三工程を示している。ここでは、図８に示すように、樹脂２０で被覆された太陽電池セル１のストリングを射出成形金型１５のキャビティ１６から取り出す。
【００３６】
図９は、次の工程（第四工程）で使用する射出成形金型の主要部を示す断面図である。この射出成形金型３０は、上型３０Ａ、下型３０Ｂおよびそれらに囲まれたキャビティ３１を備えている。また、下型３１Ｂには、射出成形金型３０の外部の真空ポンプ（図示省略）に接続された複数の排気孔３２が設けられている。
【００３７】
上記射出成形金型３０の一側面には、射出ユニット４３が接続されている。射出ユニット４３は、ペレット状の樹脂４０を加熱・溶融するための加熱ユニット４１と、加熱ユニット４１内で溶融した樹脂４０を樹脂吐出路４４および下型３０Ｂの樹脂注入孔（ゲート）４５を通じてキャビティ３１内に圧送するための加圧ユニット４２とを備えている。
【００３８】
図１０は、太陽電池モジュールの製造方法の第四工程を示している。ここでは、樹脂２０で被覆された太陽電池セル１のストリングを射出成形金型３０のキャビティ３１内に配置する。
【００３９】
その際、太陽電池セル１のそれぞれの下面（一部が樹脂２０で被覆された面）を上に向け、受光面（全体が樹脂２０で被覆された面）を下型３０Ｂの排気孔３２の上端部に位置決めすると共に、排気孔３２の内部を真空ポンプで減圧する。これにより、太陽電池セル１のストリングが下型１５Ｂによって強固に保持される。
【００４０】
なお、下型１５Ｂと接しているストリングの一面は、全体が樹脂２０で均一に被覆され、平坦な面となっているので、ストリングと下型３０Ｂとの間にほとんど隙間が生じない。従って、この第四工程では、排気孔３２の内部を真空ポンプで減圧する操作を省略することもできる。
【００４１】
その後、図１１に示すように、射出成形金型３０の上型３０Ａと下型３０Ｂとを密着させると共に、射出ユニット４３を射出成形金型３０の側面に密着させ、第五工程に移行する。
【００４２】
図１２は、太陽電池モジュールの製造方法の第五工程を示している。ここでは、まず、加熱ユニット４１内で樹脂４０を加熱・溶融し、続いて、溶融した樹脂４０を加圧ユニット４２の圧力によって樹脂吐出路４４に送り、さらに下型３０Ｂに設けられた樹脂注入孔（ゲート）４５を通じてキャビティ１６内に注入する。
【００４３】
なお、ここで使用する樹脂４０としては、前述したポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）樹脂、シクロオリフィンポリマー（ＣＯＰ）樹脂などが適当であるが、これらに限定されるものではない。また、樹脂４０と樹脂２０は、同じ種類のものであってもよく、異なっていてもよい。
【００４４】
図１３は、第二工程と第五工程における樹脂の射出圧力の好ましい大小関係を示したグラフである。
【００４５】
前述した第二工程では、加圧ユニット２２の圧力で樹脂２０をキャビティ１６内に注入する際、時間（０）から時間（Ｔ１）の間、徐々に射出圧力（Ｐ）を上げていき、最終的に射出圧力（Ｐ１）で樹脂２０を加圧する。
【００４６】
一方、第五工程では、加圧ユニット４２の圧力で樹脂４０をキャビティ１６内に注入する際、急速に射出圧力（Ｐ）を上げ、時間Ｔ２から時間Ｔ３の間、射出圧力（Ｐ１）よりも高い射出圧力（Ｐ２）で樹脂４０を加圧する。
【００４７】
第二工程では、太陽電池セル１のそれぞれは、真空ポンプの吸引力によってのみ下型１５Ｂに保持されているので保持力が弱く、かつ空間に浮いた領域（下型１５Ｂと接触していない領域）の面積が広いため、射出された樹脂２０の圧力によって位置ずれや割れが発生し易い。従って、第二工程では、射出圧力（Ｐ１）はできる限り小さくし、かつ徐々に加圧することが好ましい。
【００４８】
一方、第五工程では、太陽電池セル１のそれぞれは、一方の面が硬化した樹脂２０で覆われており、位置ずれや割れが発生し難いので、十分に大きい射出圧力（Ｐ２）で樹脂４０を加圧することが可能となる。
【００４９】
そして、樹脂の射出圧力を大きくした方が成形品の外観形状精度や信頼性が高くなるので、図１３に示した大小関係を有する射出圧力とすることにより、外観精度や信頼性が高く、かつ製造歩留まりが高い太陽電池モジュールの製造方法とすることができる。
【００５０】
次に、射出成形金型３０を樹脂４０の溶融温度よりも低い温度に冷却し、キャビティ３１内に注入された樹脂４０を硬化させる。これにより、太陽電池セル１のそれぞれの全面が樹脂２０と樹脂４０とによって被覆される。
【００５１】
その後、図１４に示すように、樹脂２０と樹脂４０とによって被覆された太陽電池セル１のストリングを射出成形金型３０から取り出すことにより、本実施の形態の太陽電池モジュール１０Ａが完成する。
【００５２】
このように、本実施の形態の製造方法によれば、太陽電池セル１のストリングを短時間で樹脂被覆することができるので、太陽電池モジュールの生産性が向上し、製造コストを低減することができる。
【００５３】
また、太陽電池セル１のストリングを樹脂（樹脂２０および樹脂４０）のみで被覆するので、ガラス基板を使用する場合に比べて太陽電池モジュールの軽量化を図ることができる。
【００５４】
なお、本実施の形態で使用する射出成形金型１５は、下型１５Ｂの上面に複数の凸部１８を設けている（図３参照）が、図１５に示すように、これらの凸部１８を省略し、下型１５Ｂの上面を平坦にしてもよい。
【００５５】
このようにした場合は、図１６に示すように、あらかじめ太陽電池セル１のそれぞれの下面（受光面と反対側の面）にスペーサ８を接着したストリングを用意する。そして、図１７に示すように、このストリングを射出成形金型１５のキャビティ１６内に配置し、排気孔１７の内部を真空ポンプで減圧する。これにより、下型１５Ｂの上面に複数の凸部１８を設けた場合と同じように、太陽電池セル１のストリングを下型１５Ｂで確実に保持することができる。
【００５６】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２である太陽電池モジュールの製造方法について、図１８〜図２６を参照しながら説明する。
【００５７】
図１８は、太陽電池モジュールの製造に用いる射出成形金型の主要部を示す断面図である。この射出成形金型５０は、上型５０Ａ、下型５０Ｂおよびそれらに囲まれたキャビティ５１を備えている。また、下型５０Ｂには、射出成形金型５０の外部の真空ポンプ（図示省略）に接続された複数の排気孔５２が設けられている。
【００５８】
一方、上型５０Ａには、射出成形金型５０の外部の真空ポンプ５３に接続された排気孔５４と、キャビティ５１内の圧力を調整するための大気開放孔５５とが設けられている。また、排気孔５４と真空ポンプ５３との間にはバルブ５６が接続されており、大気開放孔５５にはバルブ５７が接続されている。
【００５９】
上記射出成形金型５０の一側面には、射出ユニット６３が接続されている。射出ユニット６３は、ペレット状の樹脂６０を加熱・溶融するための加熱ユニット６１と、加熱ユニット６１内で溶融した樹脂６０を樹脂吐出路６４および下型５０Ｂの樹脂注入孔（ゲート）６５を通じてキャビティ５１内に圧送するための加圧ユニット６２とを備えている。
【００６０】
また、本実施の形態では、図１９に示すように、太陽電池セル１のそれぞれの下面（受光面と反対側の面）にスペーサ８を接着したストリングを用意し、このストリングをあらかじめ基板６上に搭載しておく。基板６は、ガラスでもよいし、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させたガラスエポキシなどの樹脂でもよい。
【００６１】
以下、図２６に示すフローに従って太陽電池セル１のストリングを樹脂で被覆する。まず、太陽電池モジュールの製造方法の第一工程では、図２０に示すように、太陽電池セル１のストリングおよび基板６を射出成形金型５０のキャビティ５１内に配置する。その際、下型５０Ｂに設けられた排気孔５２の内部を真空ポンプで減圧することによって、ストリングが搭載された基板６を下型１５Ｂの上面に密着させる。なお、下型５０Ｂの上面と接している基板６の下面が十分に平坦な場合は、排気孔５２の内部を真空ポンプで減圧する操作を省略することもできる。
【００６２】
次に、図２１に示すように、射出成形金型３０の上型３１Ａと下型３１Ｂとを密着させると共に、射出ユニット４３を射出成形金型３０の側面に密着させ、続いて、射出成形金型５０の全体を樹脂６０の溶融温度まで加熱した後、第二工程に移行する。
【００６３】
図２２は、太陽電池モジュールの製造方法の第二工程を示している。ここでは、上型５０Ａの排気孔５４に接続された真空ポンプ５３を作動させてキャビティ５１内を減圧した後、排気孔５４のバルブ５６および大気開放孔５５のバルブ５７を閉じることによって、キャビティ５１内を減圧状態に維持する。
【００６４】
図２３は、太陽電池モジュールの製造方法の第三工程を示している。ここでは、加熱ユニット６１内で樹脂６０を加熱・溶融し、溶融した樹脂６０を加圧ユニット６２の圧力によって樹脂吐出路６４に送り、さらに下型５０Ｂに設けられた樹脂注入孔（ゲート）６５を通じてキャビティ５１内に注入する。ここで使用する樹脂６０は、実施の形態１で例示した各種透明樹脂が適当であるが、これらに限定されるものではない。
【００６５】
図２４は、太陽電池モジュールの製造方法の第四工程を示している。ここでは、キャビティ５１内に注入された樹脂６０を溶融温度に保ち、上型５０Ａの大気開放孔５５に接続されたバルブ５７を開くことによって、キャビティ５１内の樹脂６０に大気圧を印加する。
【００６６】
次に、太陽電池モジュールの製造方法の第五工程では、射出成形金型５０の全体を樹脂６０の溶融温度以下の温度まで冷却することによって、樹脂６０を硬化させる。
【００６７】
その後、図２５に示すように、受光面が樹脂６０によって被覆された太陽電池セル１のストリングを射出成形金型５０から取り出すことにより、本実施の形態の太陽電池モジュール１０Ｂが完成する。
【００６８】
次に、本実施の形態の製造方法の効果について説明する。図１９に示したように、複数個の太陽電池セル１のそれぞれは、スペーサ８を介して基板６に固定されているので、太陽電池セル１と基板６との間には僅かな隙間が存在する。
【００６９】
そのため、射出成形金型５０のキャビティ５１内を大気圧状態に保ったまま樹脂６０を注入すると、溶融した樹脂６０が太陽電池セル１と基板６との隙間に十分に入り込むことができず、気泡が残存することがある。
【００７０】
そこで、本実施の形態のように、キャビティ５１内を減圧状態にして樹脂６０を注入することにより、気泡の発生を抑制することができる。
【００７１】
しかし、キャビティ５１内を減圧状態にして樹脂６０を注入した場合でも、微小な気泡が残存することがある。そこで、本実施の形態では、キャビティ５１に樹脂６０を注入した後、樹脂６０を溶融状態に保ったまま、大気開放孔５５のバルブ５７を開くことによって、キャビティ５１内の樹脂６０に大気圧を印加する。これにより、樹脂６０の内部に残存している微小な気泡が大気圧によって押し潰されるので、樹脂６０の内部の気泡を確実に消失させることができる。
【００７２】
また、本実施の形態では、あらかじめ太陽電池セル１のストリングを基板６上に搭載しておくので、樹脂成形工程が一回で済み、射出成形金型も一種類あればよい。
【００７３】
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。
【００７４】
例えば図２７に示すように、太陽電池セル１のストリングを被覆する樹脂４０の一部に、太陽電池セル１の冷却を効率的に行うための冷却孔９を設けたり、受光面側の樹脂２０の表面に微細な凹凸を設けたりしてもよい。
【００７５】
上記冷却孔９の形成は、例えば図１０に示した射出成形金型３０のキャビティ３１に入れコマを挿入することにより、容易に行うことができる。なお、冷却孔９は、受光面側の樹脂２０の一部に設けてもよい。
【００７６】
上記微細な凹凸の形成は、例えば図３に示した射出成形金型１５の上型１５Ａの下面に微細な凹凸を形成することにより、容易に行うことができる。
【００７７】
上記冷却孔９に水もしくは冷却空気を通すことにより、太陽電池セル１を効率的に冷却し、太陽電池モジュールの温度上昇による発電効率の低下を抑制することができる。また、この太陽電池モジュールを太陽熱温水器に組み込む場合には、冷却孔９を通った水を温水として利用することもできる。
【００７８】
また、受光面側の樹脂２０の表面に微細な凹凸を設けた場合は、樹脂２０の表面での光反射率が低下するので、受光面での光反射に起因する発電効率の低下を抑制することができる。
【００７９】
前記実施の形態では、片面が受光面となっている板状の太陽電池セルのストリングを樹脂で被覆したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば両面が受光面となっている板状の太陽電池セルのストリングを樹脂で被覆する場合や、球状の太陽電池セルのストリングを樹脂で被覆する場合にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、太陽電池モジュールの製造に利用することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１ 太陽電池セル
２ 配線材
５ ＰＥＴ樹脂
６ 基板
７ ウレタン樹脂
８ スペーサ
９ 冷却孔
１０Ａ、１０Ｂ 太陽電池モジュール
１５ 射出成形金型
１５Ａ 上型
１５Ｂ 下型
１６ キャビティ
１７ 排気孔
１８ 凸部
２０ 樹脂
２１ 加熱ユニット
２２ 加圧ユニット
２３ 射出ユニット
２４ 樹脂吐出路
２５ 樹脂注入孔（ゲート）
３０ 射出成形金型
３０Ａ 上型
３０Ｂ 下型
３１ キャビティ
３２ 排気孔
４０ 樹脂
４１ 加熱ユニット
４２ 加圧ユニット
４３ 射出ユニット
４４ 樹脂吐出路
４５ 樹脂注入孔（ゲート）
５０ 射出成形金型
５０Ａ 上型
５０Ｂ 下型
５１ キャビティ
５２ 排気孔
５３ 真空ポンプ
５４ 排気孔
５５ 大気開放孔
５６、５７ バルブ
６０ 樹脂
６１ 加熱ユニット
６２ 加圧ユニット
６３ 射出ユニット
６４ 樹脂吐出路
６５ 樹脂注入孔（ゲート）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換を行う複数個の太陽電池セルを一つの太陽電池モジュールとして製造する技術に係わり、特に、太陽電池モジュールを従来に比べて生産性よく製造することのできる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
第一の従来技術として、太陽電池モジュールの最も一般的な構造を図１に示す。図１に示すように、太陽電池モジュールは、配線材２によって互いに電気的に接続された複数個の太陽電池セル１（以下、太陽電池セル１のストリング、または単にストリングという）をガラス基板３上に配置してエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）樹脂４で被覆し、さらにＥＶＡ樹脂４の上面をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂５で被覆した構造になっている。
【０００３】
このような構造の太陽電池モジュールは、一般的に真空ラミネート法を用いた製造方法によって製造される（特許文献１を参照）。この真空ラミネート法では、まずガラス基板３の上面にＥＶＡ樹脂４のフィルムを置き、その上に太陽電池セル１のストリングを置く。さらに、このストリングの上にＥＶＡ樹脂４のフィルムをもう一枚重ねて置き、最後にＰＥＴ樹脂５のフィルムを置く。
【０００４】
次に、上記ストリングと３枚の樹脂フィルムとの積層体が載置されたガラス基板３を真空中で加熱してＥＶＡ樹脂４を溶融させる。これにより、太陽電池セル１のストリングとＥＶＡ樹脂４とが気泡を含まない状態で完全に密着する。その後、ガラス基板３をさらに加熱することによって、ＥＶＡ樹脂４を完全に硬化させる。
【０００５】
上述した真空ラミネート法は、耐湿性などに優れた信頼性の高い太陽電池モジュールを製造することができるので、太陽電池モジュールの製造方法として長い間利用されているが、以下に述べるような二つの大きな欠点がある。
【０００６】
一つは、３枚の樹脂フィルムを真空中で重ね合わせる必要があるため、樹脂フィルムの取り扱いのための機構が複雑になり、さらに真空チャンバも必要になるため、製造装置が非常に大型で、かつ高価なものとなってしまうことである。
【０００７】
もう一つは、単位モジュールごとに真空排気と大気開放とを繰り返すバッチ処理が必要となるため、連続処理と比べて生産性が悪く、モジュールの生産コストが高くなることである。
【０００８】
これらの欠点を解決するために考案された第二の従来技術としての太陽電池モジュールを図２に示す（特許文献１参照）。この太陽電池モジュールは、基板６上に搭載した太陽電池セル１のストリングをウレタン樹脂７で被覆した構造になっている。
【０００９】
この太陽電池モジュールの製造方法は、特許文献１に記載されるように、基板６上に載置したストリングの上から液体状のウレタン樹脂７を滴下することにより、ストリングをウレタン樹脂７で完全に被覆するものである。このような被覆方法は、滴下法（ポッティング法）と呼ばれている。
【００１０】
なお、ウレタン樹脂７を滴下する際、配線材２や太陽電池セル１の裏側にもウレタン樹脂７がきちんと回り込むように、基板６と太陽電池セル１との間にはスペーサ８が配置される。そして、その後、ウレタン樹脂７を完全硬化（架橋）させることにより、耐湿性などに優れた信頼性の高い太陽電池モジュールを製造することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【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】
【００１２】
図２に示した特許文献１記載の従来技術（第二の従来技術）は、第一の従来技術の欠点であった樹脂フィルムの取り扱い機構や真空チャンバが不要となるため、製造装置としては安価な装置を実現できる。さらに、真空排気と大気開放とを繰り返す必要がないため、生産性が上がり、第一の従来技術よりも生産コストを低く抑えることが可能となる。
【００１３】
しかし、第二の従来技術にも以下に述べるような欠点がある。すなわち、第二の従来技術では、インクジェットヘッドやディスペンサヘッドを用いて太陽電池セル１のストリング上に液体状のウレタン樹脂を滴下する。
【００１４】
インクジェットヘッドを用いてウレタン樹脂液を滴下する場合、一回の滴下で形成できるウレタン樹脂の膜厚は数マイクロメートル（μｍ）である。これに対し、太陽電池セル１のストリングの厚さは、数１００マイクロメートルである。従って、インクジェットヘッドを用いた滴下法では、多数回に亘ってウレタン樹脂を滴下しないとストリングを完全に被覆することができない。
【００１５】
また、ディスペンサヘッドを用いてウレタン樹脂液を滴下する場合は、一回の滴下で形成できる樹脂の幅が数ミリメートルと狭い。このため、１辺が数１０センチメートルを越えるような大型の太陽電池モジュールの全面にウレタン樹脂液を滴下するためには、ディスペンサヘッドを少しずつ移動させ、滴下位置を少しずつずらしながら滴下することが必須になる。
【００１６】
このように、第二の従来技術は、ウレタン樹脂液の滴下に長い時間を要するため、生産性が低くなってしまうという問題がある。
【００１７】
本発明は、上述したような従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、太陽電池セルのストリングを樹脂で被覆する際の生産性を向上させることにある。すなわち、基板上に配置された太陽電池セルのストリングを生産性良く樹脂で被覆することのできる太陽電池モジュールの製造方法、並びにそれに用いる製造装置を提供することにある。
【００１８】
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】
【００１９】
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、次のとおりである。
【００２０】
本発明の一態様である太陽電池モジュールの製造方法は、（ａ）複数の太陽電池セルを配線材を介して電気的に接続したストリングを用意する工程と、（ｂ）第１上型と第１下型とを有する第１の射出成形金型の第１キャビティ内に前記ストリングを配置し、前記複数の太陽電池セルの受光面と反対側の下面を前記第１下型で保持する工程と、（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記第１キャビティ内に第１の樹脂を注入することによって、前記複数の太陽電池セルの前記受光面を前記第１の樹脂で被覆する工程とを有し、
前記（ｂ）工程では、前記第１下型に設けられた複数の第１排気孔内を減圧することによって、前記複数の太陽電池セルの前記下面を前記第１下型に密着させるものである。
【発明の効果】
【００２１】
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通りである。
【００２２】
射出成形金型を使って太陽電池セルのストリングを樹脂被覆することにより、ストリングを短時間で樹脂被覆することができるので、太陽電池モジュールの生産性が向上し、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第一の従来技術である太陽電池モジュールの断面図である。
【図２】第二の従来技術である太陽電池モジュールの断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１である太陽電池モジュールの製造に用いる射出成形金型の主要部を示す断面図である。
【図４】（ａ）は、配線材を介して複数個の太陽電池セルを電気的に接続したストリングの平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１である太陽電池モジュールの製造方法の第一工程を示す断面図である。
【図６】図５に続く太陽電池モジュールの製造方法を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１である太陽電池モジュールの製造方法の第二工程を示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態１である太陽電池モジュールの製造方法の第三工程を示す断面図である。
【図９】本発明の実施の形態１である太陽電池モジュールの製造方法の第四工程で使用する射出成形金型の主要部を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態１である太陽電池モジュールの製造方法の第四工程を示す断面図である。
【図１１】図１０に続く太陽電池モジュールの製造方法を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態１である太陽電池モジュールの製造方法の第五工程を示す断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態１である太陽電池モジュールの製造方法の第二工程と第五工程における樹脂の射出圧力の好ましい大小関係を示したグラフである。
【図１４】図１２に続く太陽電池モジュールの製造方法を示す断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態１である太陽電池モジュールの製造に用いる射出成形金型の別例を示す断面図である。
【図１６】配線材を介して複数個の太陽電池セルを電気的に接続したストリングの断面図である。
【図１７】図１５に示した射出成形金型を使用した太陽電池モジュールの製造方法を示す断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態２である太陽電池モジュールの製造に用いる射出成形金型の主要部を示す断面図である。
【図１９】配線材を介して複数個の太陽電池セルを電気的に接続したストリングを基板に搭載した状態を示す断面図である。
【図２０】本発明の実施の形態２である太陽電池モジュールの製造方法の第一工程を示す断面図である。
【図２１】本発明の実施の形態２である太陽電池モジュールの製造方法の第二工程を示す断面図である。
【図２２】本発明の実施の形態２である太陽電池モジュールの製造方法の第三工程を示す断面図である。
【図２３】本発明の実施の形態２である太陽電池モジュールの製造方法の第四工程を示す断面図である。
【図２４】本発明の実施の形態２である太陽電池モジュールの製造方法の第五工程を示す断面図である。
【図２５】図２４に続く太陽電池モジュールの製造方法を示す断面図である。
【図２６】本発明の実施の形態２である太陽電池モジュールの製造工程を示す全体フロー図である。
【図２７】本発明の太陽電池モジュールの別例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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。また、実施の形態では、特に必要なときを除き、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。
【００２５】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１である太陽電池モジュールの製造方法について、図３〜図１４を参照しながら説明する。
【００２６】
図３は、太陽電池モジュールの製造に用いる射出成形金型の主要部を示す断面図である。この射出成形金型１５は、上型１５Ａ、下型１５Ｂおよびそれらに囲まれたキャビティ１６を備えている。また、下型１５Ｂには、射出成形金型１５の外部の真空ポンプ（図示省略）に接続された複数の排気孔１７が設けられている。また、下型１５Ｂの上面において、排気孔１７の上端部とその周囲は、キャビティ１６の中央側に突出した凸部１８となっている。
【００２７】
上記射出成形金型１５の一側面には、射出ユニット２３が接続されている。射出ユニット２３は、ペレット状の樹脂２０を加熱・溶融するための加熱ユニット２１と、加熱ユニット２１内で溶融した樹脂２０を樹脂吐出路２４および下型１５Ｂの樹脂注入孔（ゲート）２５を通じてキャビティ１６内に圧送するための加圧ユニット２２とを備えている。
【００２８】
図４は、配線材２を介してストリング状に接続された複数個の太陽電池セル１を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【００２９】
図５は、太陽電池モジュールの製造方法の第一工程を示している。太陽電池モジュールを製造するには、まず、図４に示した太陽電池セル１のストリングを射出成形金型１５のキャビティ１６内に配置する。このとき、太陽電池セル１のそれぞれは、受光面が上を向いた状態で配置される。
【００３０】
上記太陽電池セル１のストリングを射出成形金型１５のキャビティ１６内に配置する際は、太陽電池セル１のそれぞれを下型１５Ｂの凸部１８の上面に位置決めすると共に、排気孔１７の内部を真空ポンプで減圧する。
【００３１】
このとき、下型１５Ｂの凸部１８の高さを、太陽電池セル１の下面（受光面と反対側の面）に配置された配線材２の厚さよりも大きくしておくことにより、太陽電池セル１のそれぞれの下面（受光面と反対側の面）が凸部１８の上面に密着し、太陽電池セル１のストリングが下型１５Ｂによって確実に保持される。
【００３２】
その後、図６に示すように、射出成形金型１５の上型１５Ａと下型１５Ｂとを密着させると共に、射出ユニット２３を射出成形金型１５の側面に密着させ、第二工程に移行する。
【００３３】
図７は、太陽電池モジュールの製造方法の第二工程を示している。ここでは、まず、加熱ユニット２１内で樹脂２０を加熱・溶融し、溶融した樹脂２０を加圧ユニット２２の圧力によって樹脂吐出路２４に送り、さらに下型１５Ｂに設けられた樹脂注入孔（ゲート）２５を通じてキャビティ１６内に注入する。なお、ここで使用する樹脂２０としては、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）樹脂、シクロオリフィンポリマー（ＣＯＰ）樹脂などの透明樹脂が適当であるが、これらに限定されるものではない。
【００３４】
その後、射出成形金型１５を樹脂２０の溶融温度よりも低い温度に冷却し、キャビティ１６内に注入された樹脂２０を硬化させる。これにより、太陽電池セル１のそれぞれの上面（受光面）および側面が樹脂２０によって被覆される。また、太陽電池セル１のそれぞれの下面のうち、下型１５Ｂと接していない領域（太陽電池セル１の下面の周辺部）も樹脂２０によって被覆される。
【００３５】
図８は、太陽電池モジュールの製造方法の第三工程を示している。ここでは、図８に示すように、樹脂２０で被覆された太陽電池セル１のストリングを射出成形金型１５のキャビティ１６から取り出す。
【００３６】
図９は、次の工程（第四工程）で使用する射出成形金型の主要部を示す断面図である。この射出成形金型３０は、上型３０Ａ、下型３０Ｂおよびそれらに囲まれたキャビティ３１を備えている。また、下型３１Ｂには、射出成形金型３０の外部の真空ポンプ（図示省略）に接続された複数の排気孔３２が設けられている。
【００３７】
上記射出成形金型３０の一側面には、射出ユニット４３が接続されている。射出ユニット４３は、ペレット状の樹脂４０を加熱・溶融するための加熱ユニット４１と、加熱ユニット４１内で溶融した樹脂４０を樹脂吐出路４４および下型３０Ｂの樹脂注入孔（ゲート）４５を通じてキャビティ３１内に圧送するための加圧ユニット４２とを備えている。
【００３８】
図１０は、太陽電池モジュールの製造方法の第四工程を示している。ここでは、樹脂２０で被覆された太陽電池セル１のストリングを射出成形金型３０のキャビティ３１内に配置する。
【００３９】
その際、太陽電池セル１のそれぞれの下面（一部が樹脂２０で被覆された面）を上に向け、受光面（全体が樹脂２０で被覆された面）を下型３０Ｂの排気孔３２の上端部に位置決めすると共に、排気孔３２の内部を真空ポンプで減圧する。これにより、太陽電池セル１のストリングが下型１５Ｂによって強固に保持される。
【００４０】
なお、下型１５Ｂと接しているストリングの一面は、全体が樹脂２０で均一に被覆され、平坦な面となっているので、ストリングと下型３０Ｂとの間にほとんど隙間が生じない。従って、この第四工程では、排気孔３２の内部を真空ポンプで減圧する操作を省略することもできる。
【００４１】
その後、図１１に示すように、射出成形金型３０の上型３０Ａと下型３０Ｂとを密着させると共に、射出ユニット４３を射出成形金型３０の側面に密着させ、第五工程に移行する。
【００４２】
図１２は、太陽電池モジュールの製造方法の第五工程を示している。ここでは、まず、加熱ユニット４１内で樹脂４０を加熱・溶融し、続いて、溶融した樹脂４０を加圧ユニット４２の圧力によって樹脂吐出路４４に送り、さらに下型３０Ｂに設けられた樹脂注入孔（ゲート）４５を通じてキャビティ１６内に注入する。
【００４３】
なお、ここで使用する樹脂４０としては、前述したポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）樹脂、シクロオリフィンポリマー（ＣＯＰ）樹脂などが適当であるが、これらに限定されるものではない。また、樹脂４０と樹脂２０は、同じ種類のものであってもよく、異なっていてもよい。
【００４４】
図１３は、第二工程と第五工程における樹脂の射出圧力の好ましい大小関係を示したグラフである。
【００４５】
前述した第二工程では、加圧ユニット２２の圧力で樹脂２０をキャビティ１６内に注入する際、時間（０）から時間（Ｔ１）の間、徐々に射出圧力（Ｐ）を上げていき、最終的に射出圧力（Ｐ１）で樹脂２０を加圧する。
【００４６】
一方、第五工程では、加圧ユニット４２の圧力で樹脂４０をキャビティ１６内に注入する際、急速に射出圧力（Ｐ）を上げ、時間Ｔ２から時間Ｔ３の間、射出圧力（Ｐ１）よりも高い射出圧力（Ｐ２）で樹脂４０を加圧する。
【００４７】
第二工程では、太陽電池セル１のそれぞれは、真空ポンプの吸引力によってのみ下型１５Ｂに保持されているので保持力が弱く、かつ空間に浮いた領域（下型１５Ｂと接触していない領域）の面積が広いため、射出された樹脂２０の圧力によって位置ずれや割れが発生し易い。従って、第二工程では、射出圧力（Ｐ１）はできる限り小さくし、かつ徐々に加圧することが好ましい。
【００４８】
一方、第五工程では、太陽電池セル１のそれぞれは、一方の面が硬化した樹脂２０で覆われており、位置ずれや割れが発生し難いので、十分に大きい射出圧力（Ｐ２）で樹脂４０を加圧することが可能となる。
【００４９】
そして、樹脂の射出圧力を大きくした方が成形品の外観形状精度や信頼性が高くなるので、図１３に示した大小関係を有する射出圧力とすることにより、外観精度や信頼性が高く、かつ製造歩留まりが高い太陽電池モジュールの製造方法とすることができる。
【００５０】
次に、射出成形金型３０を樹脂４０の溶融温度よりも低い温度に冷却し、キャビティ３１内に注入された樹脂４０を硬化させる。これにより、太陽電池セル１のそれぞれの全面が樹脂２０と樹脂４０とによって被覆される。
【００５１】
その後、図１４に示すように、樹脂２０と樹脂４０とによって被覆された太陽電池セル１のストリングを射出成形金型３０から取り出すことにより、本実施の形態の太陽電池モジュール１０Ａが完成する。
【００５２】
このように、本実施の形態の製造方法によれば、太陽電池セル１のストリングを短時間で樹脂被覆することができるので、太陽電池モジュールの生産性が向上し、製造コストを低減することができる。
【００５３】
また、太陽電池セル１のストリングを樹脂（樹脂２０および樹脂４０）のみで被覆するので、ガラス基板を使用する場合に比べて太陽電池モジュールの軽量化を図ることができる。
【００５４】
なお、本実施の形態で使用する射出成形金型１５は、下型１５Ｂの上面に複数の凸部１８を設けている（図３参照）が、図１５に示すように、これらの凸部１８を省略し、下型１５Ｂの上面を平坦にしてもよい。
【００５５】
このようにした場合は、図１６に示すように、あらかじめ太陽電池セル１のそれぞれの下面（受光面と反対側の面）にスペーサ８を接着したストリングを用意する。そして、図１７に示すように、このストリングを射出成形金型１５のキャビティ１６内に配置し、排気孔１７の内部を真空ポンプで減圧する。これにより、下型１５Ｂの上面に複数の凸部１８を設けた場合と同じように、太陽電池セル１のストリングを下型１５Ｂで確実に保持することができる。
【００５６】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２である太陽電池モジュールの製造方法について、図１８〜図２６を参照しながら説明する。
【００５７】
図１８は、太陽電池モジュールの製造に用いる射出成形金型の主要部を示す断面図である。この射出成形金型５０は、上型５０Ａ、下型５０Ｂおよびそれらに囲まれたキャビティ５１を備えている。また、下型５０Ｂには、射出成形金型５０の外部の真空ポンプ（図示省略）に接続された複数の排気孔５２が設けられている。
【００５８】
一方、上型５０Ａには、射出成形金型５０の外部の真空ポンプ５３に接続された排気孔５４と、キャビティ５１内の圧力を調整するための大気開放孔５５とが設けられている。また、排気孔５４と真空ポンプ５３との間にはバルブ５６が接続されており、大気開放孔５５にはバルブ５７が接続されている。
【００５９】
上記射出成形金型５０の一側面には、射出ユニット６３が接続されている。射出ユニット６３は、ペレット状の樹脂６０を加熱・溶融するための加熱ユニット６１と、加熱ユニット６１内で溶融した樹脂６０を樹脂吐出路６４および下型５０Ｂの樹脂注入孔（ゲート）６５を通じてキャビティ５１内に圧送するための加圧ユニット６２とを備えている。
【００６０】
また、本実施の形態では、図１９に示すように、太陽電池セル１のそれぞれの下面（受光面と反対側の面）にスペーサ８を接着したストリングを用意し、このストリングをあらかじめ基板６上に搭載しておく。基板６は、ガラスでもよいし、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させたガラスエポキシなどの樹脂でもよい。
【００６１】
以下、図２６に示すフローに従って太陽電池セル１のストリングを樹脂で被覆する。まず、太陽電池モジュールの製造方法の第一工程では、図２０に示すように、太陽電池セル１のストリングおよび基板６を射出成形金型５０のキャビティ５１内に配置する。その際、下型５０Ｂに設けられた排気孔５２の内部を真空ポンプで減圧することによって、ストリングが搭載された基板６を下型１５Ｂの上面に密着させる。なお、下型５０Ｂの上面と接している基板６の下面が十分に平坦な場合は、排気孔５２の内部を真空ポンプで減圧する操作を省略することもできる。
【００６２】
次に、図２１に示すように、射出成形金型３０の上型３１Ａと下型３１Ｂとを密着させると共に、射出ユニット４３を射出成形金型３０の側面に密着させ、続いて、射出成形金型５０の全体を樹脂６０の溶融温度まで加熱した後、第二工程に移行する。
【００６３】
図２２は、太陽電池モジュールの製造方法の第二工程を示している。ここでは、上型５０Ａの排気孔５４に接続された真空ポンプ５３を作動させてキャビティ５１内を減圧した後、排気孔５４のバルブ５６および大気開放孔５５のバルブ５７を閉じることによって、キャビティ５１内を減圧状態に維持する。
【００６４】
図２３は、太陽電池モジュールの製造方法の第三工程を示している。ここでは、加熱ユニット６１内で樹脂６０を加熱・溶融し、溶融した樹脂６０を加圧ユニット６２の圧力によって樹脂吐出路６４に送り、さらに下型５０Ｂに設けられた樹脂注入孔（ゲート）６５を通じてキャビティ５１内に注入する。ここで使用する樹脂６０は、実施の形態１で例示した各種透明樹脂が適当であるが、これらに限定されるものではない。
【００６５】
図２４は、太陽電池モジュールの製造方法の第四工程を示している。ここでは、キャビティ５１内に注入された樹脂６０を溶融温度に保ち、上型５０Ａの大気開放孔５５に接続されたバルブ５７を開くことによって、キャビティ５１内の樹脂６０に大気圧を印加する。
【００６６】
次に、太陽電池モジュールの製造方法の第五工程では、射出成形金型５０の全体を樹脂６０の溶融温度以下の温度まで冷却することによって、樹脂６０を硬化させる。
【００６７】
その後、図２５に示すように、受光面が樹脂６０によって被覆された太陽電池セル１のストリングを射出成形金型５０から取り出すことにより、本実施の形態の太陽電池モジュール１０Ｂが完成する。
【００６８】
次に、本実施の形態の製造方法の効果について説明する。図１９に示したように、複数個の太陽電池セル１のそれぞれは、スペーサ８を介して基板６に固定されているので、太陽電池セル１と基板６との間には僅かな隙間が存在する。
【００６９】
そのため、射出成形金型５０のキャビティ５１内を大気圧状態に保ったまま樹脂６０を注入すると、溶融した樹脂６０が太陽電池セル１と基板６との隙間に十分に入り込むことができず、気泡が残存することがある。
【００７０】
そこで、本実施の形態のように、キャビティ５１内を減圧状態にして樹脂６０を注入することにより、気泡の発生を抑制することができる。
【００７１】
しかし、キャビティ５１内を減圧状態にして樹脂６０を注入した場合でも、微小な気泡が残存することがある。そこで、本実施の形態では、キャビティ５１に樹脂６０を注入した後、樹脂６０を溶融状態に保ったまま、大気開放孔５５のバルブ５７を開くことによって、キャビティ５１内の樹脂６０に大気圧を印加する。これにより、樹脂６０の内部に残存している微小な気泡が大気圧によって押し潰されるので、樹脂６０の内部の気泡を確実に消失させることができる。
【００７２】
また、本実施の形態では、あらかじめ太陽電池セル１のストリングを基板６上に搭載しておくので、樹脂成形工程が一回で済み、射出成形金型も一種類あればよい。
【００７３】
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。
【００７４】
例えば図２７に示すように、太陽電池セル１のストリングを被覆する樹脂４０の一部に、太陽電池セル１の冷却を効率的に行うための冷却孔９を設けたり、受光面側の樹脂２０の表面に微細な凹凸を設けたりしてもよい。
【００７５】
上記冷却孔９の形成は、例えば図１０に示した射出成形金型３０のキャビティ３１に入れコマを挿入することにより、容易に行うことができる。なお、冷却孔９は、受光面側の樹脂２０の一部に設けてもよい。
【００７６】
上記微細な凹凸の形成は、例えば図３に示した射出成形金型１５の上型１５Ａの下面に微細な凹凸を形成することにより、容易に行うことができる。
【００７７】
上記冷却孔９に水もしくは冷却空気を通すことにより、太陽電池セル１を効率的に冷却し、太陽電池モジュールの温度上昇による発電効率の低下を抑制することができる。また、この太陽電池モジュールを太陽熱温水器に組み込む場合には、冷却孔９を通った水を温水として利用することもできる。
【００７８】
また、受光面側の樹脂２０の表面に微細な凹凸を設けた場合は、樹脂２０の表面での光反射率が低下するので、受光面での光反射に起因する発電効率の低下を抑制することができる。
【００７９】
前記実施の形態では、片面が受光面となっている板状の太陽電池セルのストリングを樹脂で被覆したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば両面が受光面となっている板状の太陽電池セルのストリングを樹脂で被覆する場合や、球状の太陽電池セルのストリングを樹脂で被覆する場合にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、太陽電池モジュールの製造に利用することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１ 太陽電池セル
２ 配線材
５ ＰＥＴ樹脂
６ 基板
７ ウレタン樹脂
８ スペーサ
９ 冷却孔
１０Ａ、１０Ｂ 太陽電池モジュール
１５ 射出成形金型
１５Ａ 上型
１５Ｂ 下型
１６ キャビティ
１７ 排気孔
１８ 凸部
２０ 樹脂
２１ 加熱ユニット
２２ 加圧ユニット
２３ 射出ユニット
２４ 樹脂吐出路
２５ 樹脂注入孔（ゲート）
３０ 射出成形金型
３０Ａ 上型
３０Ｂ 下型
３１ キャビティ
３２ 排気孔
４０ 樹脂
４１ 加熱ユニット
４２ 加圧ユニット
４３ 射出ユニット
４４ 樹脂吐出路
４５ 樹脂注入孔（ゲート）
５０ 射出成形金型
５０Ａ 上型
５０Ｂ 下型
５１ キャビティ
５２ 排気孔
５３ 真空ポンプ
５４ 排気孔
５５ 大気開放孔
５６、５７ バルブ
６０ 樹脂
６１ 加熱ユニット
６２ 加圧ユニット
６３ 射出ユニット
６４ 樹脂吐出路
６５ 樹脂注入孔（ゲート）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池セルを配線材を介して電気的に接続したストリングと、前記ストリングを被覆する樹脂とを有する太陽電池モジュールであって、
前記複数の太陽電池セルの受光面が第１の樹脂によって被覆され、
前記複数の太陽電池セルの前記受光面と反対側の下面が第２の樹脂によって被覆されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記第１の樹脂の表面には、前記表面における光反射率を低下させるための凹凸が設けられていることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記第１の樹脂の一部、または前記第２樹脂の一部には、前記複数の太陽電池セルを冷却するための孔が設けられていることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
（ａ）複数の太陽電池セルを配線材を介して電気的に接続したストリングを用意する工程と、
（ｂ）第１上型と第１下型とを有する第１の射出成形金型の第１キャビティ内に前記ストリングを配置し、前記複数の太陽電池セルの受光面と反対側の下面を前記第１下型で保持する工程と、
（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記第１キャビティ内に第１の樹脂を注入することによって、前記複数の太陽電池セルの前記受光面を前記第１の樹脂で被覆する工程と、
を有し、
前記（ｂ）工程では、前記第１下型に設けられた複数の第１排気孔内を減圧することによって、前記複数の太陽電池セルの前記下面を前記第１下型に密着させる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５】
前記第１下型に設けられた前記複数の第１排気孔の上端部とその周囲には、前記第１キャビティの中央側に突出した凸部が設けられており、
前記（ｂ）工程では、前記複数の太陽電池セルの前記下面が前記凸部の上面に密着することを特徴とする請求項４記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記複数の太陽電池セルの前記下面にはスペーサが固定されており、
前記（ｂ）工程では、前記複数の太陽電池セルの前記下面に固定された前記スペーサが前記凸部の上面に密着することを特徴とする請求項４記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記（ａ）工程で用意する前記ストリングは、基板上に搭載されていることを特徴とする請求項４記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項８】
前記第１上型には、前記第１キャビティ内を減圧するための第２排気孔と、前記第１キャビティ内の圧力を調整するための大気開放孔とが設けられており、
前記第１キャビティ内に前記第１の樹脂を注入する工程に先立ち、前記第２排気孔を通じて前記キャビティ内の空気を排出することによって、前記第１キャビティ内を減圧する工程と、
前記第１キャビティ内に前記第１の樹脂を注入した後、前記第１の樹脂を硬化させる工程に先立ち、前記大気開放孔を通じて前記第１キャビティ内を大気に開放することにより、前記第１の樹脂に大気圧を印加する工程をさらに含むことを特徴とする請求項７記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項９】
前記（ｃ）工程の後、
（ｄ）第２上型と第２下型とを有する第２の射出成形金型の第２キャビティ内に前記ストリングを配置し、前記複数の太陽電池セルの前記受光面を被覆する前記第１の樹脂を前記第２下型で保持する工程と、
（ｅ）前記（ｄ）工程の後、前記第２キャビティ内に第２の樹脂を注入することによって、前記複数の太陽電池セルの前記下面を前記第２の樹脂で被覆する工程と、
をさらに有し、
前記（ｄ）工程では、前記第２下型に設けられた複数の第３排気孔内を減圧することによって、前記複数の太陽電池セルの前記受光面を被覆する前記第１の樹脂を前記第２下型に密着させることを特徴とする請求項４記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１０】
前記（ｃ）工程で前記第１キャビティ内に前記第１の樹脂を注入する際の射出圧力は、前記（ｅ）工程で前記第２キャビティ内に前記第２の樹脂を注入する際の射出圧力よりも小さいことを特徴とする請求項９記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１１】
複数の太陽電池セルを配線材を介して電気的に接続したストリングを樹脂で被覆するための射出成形金型を備えた太陽電池モジュールの製造装置であって、
前記射出成形金型の下型には、複数の排気孔が設けられ、
前記ストリングを前記下型の上面に配置した際、前記複数の排気孔内を減圧することによって、前記複数の太陽電池セルの前記下面を前記下型に密着させるように構成したことを特徴とする太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項１２】
前記下型に設けられた前記複数の排気孔の上端部とその周囲には、キャビティの中央側に突出した凸部が設けられており、
前記ストリングを前記下型の上面に配置した際、前記複数の排気孔内を減圧することによって、前記複数の太陽電池セルの前記下面を前記凸部の上面に密着させるように構成したことを特徴とする請求項１１記載の太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項１３】
前記上型には、キャビティ内を減圧するための第２排気孔と、前記キャビティ内を大気に開放するための大気開放孔とが設けられていることを特徴とする請求項１１記載の太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項１】
複数の太陽電池セルを配線材を介して電気的に接続したストリングと、前記ストリングを被覆する樹脂とを有する太陽電池モジュールであって、
前記複数の太陽電池セルの受光面が第１の樹脂によって被覆され、
前記複数の太陽電池セルの前記受光面と反対側の下面が第２の樹脂によって被覆されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記第１の樹脂の表面には、前記表面における光反射率を低下させるための凹凸が設けられていることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記第１の樹脂の一部、または前記第２樹脂の一部には、前記複数の太陽電池セルを冷却するための孔が設けられていることを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
（ａ）複数の太陽電池セルを配線材を介して電気的に接続したストリングを用意する工程と、
（ｂ）第１上型と第１下型とを有する第１の射出成形金型の第１キャビティ内に前記ストリングを配置し、前記複数の太陽電池セルの受光面と反対側の下面を前記第１下型で保持する工程と、
（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記第１キャビティ内に第１の樹脂を注入することによって、前記複数の太陽電池セルの前記受光面を前記第１の樹脂で被覆する工程と、
を有し、
前記（ｂ）工程では、前記第１下型に設けられた複数の第１排気孔内を減圧することによって、前記複数の太陽電池セルの前記下面を前記第１下型に密着させる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５】
前記第１下型に設けられた前記複数の第１排気孔の上端部とその周囲には、前記第１キャビティの中央側に突出した凸部が設けられており、
前記（ｂ）工程では、前記複数の太陽電池セルの前記下面が前記凸部の上面に密着することを特徴とする請求項４記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記複数の太陽電池セルの前記下面にはスペーサが固定されており、
前記（ｂ）工程では、前記複数の太陽電池セルの前記下面に固定された前記スペーサが前記凸部の上面に密着することを特徴とする請求項４記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記（ａ）工程で用意する前記ストリングは、基板上に搭載されていることを特徴とする請求項４記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項８】
前記第１上型には、前記第１キャビティ内を減圧するための第２排気孔と、前記第１キャビティ内の圧力を調整するための大気開放孔とが設けられており、
前記第１キャビティ内に前記第１の樹脂を注入する工程に先立ち、前記第２排気孔を通じて前記キャビティ内の空気を排出することによって、前記第１キャビティ内を減圧する工程と、
前記第１キャビティ内に前記第１の樹脂を注入した後、前記第１の樹脂を硬化させる工程に先立ち、前記大気開放孔を通じて前記第１キャビティ内を大気に開放することにより、前記第１の樹脂に大気圧を印加する工程をさらに含むことを特徴とする請求項７記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項９】
前記（ｃ）工程の後、
（ｄ）第２上型と第２下型とを有する第２の射出成形金型の第２キャビティ内に前記ストリングを配置し、前記複数の太陽電池セルの前記受光面を被覆する前記第１の樹脂を前記第２下型で保持する工程と、
（ｅ）前記（ｄ）工程の後、前記第２キャビティ内に第２の樹脂を注入することによって、前記複数の太陽電池セルの前記下面を前記第２の樹脂で被覆する工程と、
をさらに有し、
前記（ｄ）工程では、前記第２下型に設けられた複数の第３排気孔内を減圧することによって、前記複数の太陽電池セルの前記受光面を被覆する前記第１の樹脂を前記第２下型に密着させることを特徴とする請求項４記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１０】
前記（ｃ）工程で前記第１キャビティ内に前記第１の樹脂を注入する際の射出圧力は、前記（ｅ）工程で前記第２キャビティ内に前記第２の樹脂を注入する際の射出圧力よりも小さいことを特徴とする請求項９記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１１】
複数の太陽電池セルを配線材を介して電気的に接続したストリングを樹脂で被覆するための射出成形金型を備えた太陽電池モジュールの製造装置であって、
前記射出成形金型の下型には、複数の排気孔が設けられ、
前記ストリングを前記下型の上面に配置した際、前記複数の排気孔内を減圧することによって、前記複数の太陽電池セルの前記下面を前記下型に密着させるように構成したことを特徴とする太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項１２】
前記下型に設けられた前記複数の排気孔の上端部とその周囲には、キャビティの中央側に突出した凸部が設けられており、
前記ストリングを前記下型の上面に配置した際、前記複数の排気孔内を減圧することによって、前記複数の太陽電池セルの前記下面を前記凸部の上面に密着させるように構成したことを特徴とする請求項１１記載の太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項１３】
前記上型には、キャビティ内を減圧するための第２排気孔と、前記キャビティ内を大気に開放するための大気開放孔とが設けられていることを特徴とする請求項１１記載の太陽電池モジュールの製造装置。
【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１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【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１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２０１３−７７７０８（Ｐ２０１３−７７７０８Ａ）
【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２０１１−２１６８５８（Ｐ２０１１−２１６８５８）
【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）】
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