專利名稱：太陽能電池模塊的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池模塊的制造方法。特別是涉及太陽能電池單元由樹脂封裝在受光面一側的透明板和背面板之間而成的太陽能電池模塊的制造方法。
背景技術：
近年來，環(huán)境保護的意識日益增強，太陽光發(fā)電的重要性進一步提高。太陽能電池單元由保護件夾持、并由透明樹脂封裝起來從而作為太陽能電池模塊而在室外使用。作為用于封裝的透明樹脂，使用了乙烯-醋酸乙烯共聚物(以下有時簡稱為EVA)樹脂等，通過將其夾在保護件和太陽能電池單元之間，并加熱使其熔融固化而進行封裝。為了有效地配置太陽能電池單元并進行布線，優(yōu)選地將多個太陽能電池單元封裝在一個太陽能電池模塊內(nèi)。
而且，最近太陽能電池的設置場所也是多種多樣，不僅在建筑物的房頂上，也開始使用在墻壁的部分上。在用于墻壁上的情況下，不僅安裝在外壁上，也有墻壁本身就是由太陽能電池模塊構成的情況。此時，若在多個太陽能電池單元之間設置間隙，由透明材料形成太陽能電池的正反面，則能夠制成可將光取入墻壁內(nèi)部的采光型太陽能電池模塊。
在實用新型登錄第2500974號公報中公開了以下的內(nèi)容，在經(jīng)由粘接片將兩片板狀體接合成將太陽能電池夾持在兩片粘接片之間而構成的疊層體中，在太陽能電池的外側，將厚度與太陽能電池大致相等的薄片夾入粘接片之間形成的間隙中。根據(jù)這種結構，能夠使疊層體周緣部的厚度均勻，而且由于水分等難以從外部浸入上述間隙中，所以還能夠防止剝離。并記載了使用EVA作為粘接片，兩面均使用玻璃板作為板狀體的情況。
在特開昭59-022978號公報中，記載了含有乙烯類共聚物以及有機過氧化物、并且在其兩面上實施了壓紋圖案的太陽能電池模塊用填充粘接材料片。該粘接材料片由于具有壓紋圖案而能夠防止片材的粘連，具有優(yōu)良的模塊化過程中的脫氣性，不易產(chǎn)生氣泡。在該公報的實施例中記載了以下的貼合方法，即，在真空層壓裝置中以減壓的狀態(tài)升溫到150℃，在150℃下持續(xù)1小時的減壓后冷卻，然后停止減壓。
在特開平09-036405號公報中公開了以下的太陽能電池模塊，即，將光電動勢元件經(jīng)由封裝材料樹脂疊層在表面部件和背面部件之間，制成疊層體，將該疊層體以5托以下的真空度保持5-40分鐘后，以5托以下的真空度進行加熱壓接，在該加熱壓接后進行冷卻并貼合而成。通過在這樣的條件下進行加熱壓接，能夠提供一種不易產(chǎn)生表面部件的剝離，并且不易產(chǎn)生氣泡殘留的模塊。而且，還記載了將無紡布插入太陽電池單元和封裝材料樹脂之間，通過無紡布的空隙而釋放疊層體的空氣，由此能夠改善氣泡殘留的問題。
在特開昭61-069179號公報中公開了一種太陽能電池板的制造方法，具有以下的貼合工序，以雙重真空方式對經(jīng)由填充材料將太陽能電池單元疊層在蓋體玻璃和背面材料之間而成的太陽能電池板疊層體進行脫氣，加熱后進行加壓而貼合，其中，使用EVA作為填充材料，將雙重真空室在特定的溫度范圍中保持特定的時間。通過在特定的溫度條件下進行貼合，EVA不會發(fā)泡、變黃，能夠使其全部交聯(lián)。在實施例中記載的條件下，當加熱器一側的基板表面溫度達到140℃時進行真空壓接，在148℃下使其交聯(lián)反應，之后冷卻到50℃以下來解除真空壓接。
但是，在將多個單元連結起來并夾在兩片板之間進行加熱壓接封裝之際，難以避免太陽能電池單元的損傷。特別是，在單元片數(shù)多，模塊整體的面積大的情況下，容易不均勻地施加大的載荷，承受過剩的載荷的一部分單元會不可避免地破損。由于在模塊內(nèi)多個單元是相互串連地連結的，當一個單元破損時，相連結的一連串單元都將不起作用。在產(chǎn)生了單元破損的情況下，不僅有損外觀，發(fā)電性能也大幅度降低，所以不得不作為不合格品廢棄。因此，期望一種盡可能使單元不易破損的封裝方法。

發(fā)明內(nèi)容
第1發(fā)明是為了解決這種問題而提出的，其目的在于提供一種太陽能電池模塊的制造方法，在將多個太陽能電池單元排列并用透明樹脂封裝起來時，能夠防止太陽能電池單元的破損。
而且，在上述現(xiàn)有技術中，記載了采用含有交聯(lián)劑的EVA片材封裝太陽能電池單元的方法。因此，根據(jù)上述現(xiàn)有技術中記載的方法，即使在使溫度上升而進行交聯(lián)反應時，疊層體也是配置在高真空下，在大氣壓的作用下從上下持續(xù)地進行強力推壓。
但是，在進行交聯(lián)反應的高溫中，封裝樹脂將成為粘度降低了的液體，因而在從上下強力推壓下，不僅樹脂會從疊層體端部擠出，而且隨著樹脂的移動，太陽能電池單元也可能移動，由于樹脂擠出，或太陽能電池單元移動，所以不僅外觀變差，連接在單元上的配線也可能斷線，期望加以改善。但如果在不進行減壓操作的情況下貼合，則容易在產(chǎn)品中殘留氣泡，外觀也會變差。
第2發(fā)明是為了解決這種問題而提出的，其目的在于提供一種太陽能電池模塊的制造方法，能夠抑制氣泡殘留、太陽能電池單元的移動或封裝樹脂從端面的擠出，制造外觀良好的太陽能電池模塊。
發(fā)明內(nèi)容第1發(fā)明是多個太陽能電池單元由樹脂封裝在受光面一側的透明板與背面板之間而成的太陽能電池模塊的制造方法，其特征在于，將多個太陽能電池單元隔開規(guī)定的間隔地排列并將相互之間用導線連接起來，在受光面一側的透明板與太陽能電池單元之間配置將受光面一側的透明板的基本上整個面覆蓋起來的第1封裝樹脂片，在背面板與太陽能電池單元之間配置將背面板的基本上整個面覆蓋起來的第2封裝樹脂片，在太陽能單元間的間隙部中以由第1封裝樹脂片和第2封裝樹脂片夾持的方式配置比太陽能電池單元的厚度厚的封裝樹脂薄片，然后將空氣從受光面一側的透明板與背面板之間排出，加熱使樹脂熔融，之后冷卻而進行封裝。
通過在太陽能電池單元間的間隙部中配置比太陽能電池單元的厚度厚的封裝樹脂薄片，在內(nèi)部減壓了的時候，來自正反兩面的由大氣壓產(chǎn)生的載荷不會直接作用在太陽能電池單元上，而是由前述薄片來承受該載荷。另外，隨著溫度上升樹脂軟化而使得承受載荷的薄片的厚度減小，單元或者導線的與單元連接的部分會與上下的封裝樹脂片接觸，但此時樹脂片整體都軟化了從而不會作用局部的載荷，單元或者與單元連接的導線能夠以埋入到軟化了的封裝樹脂片中的方式與封裝樹脂片緊貼。由此，可以防止在最初的減壓工序中發(fā)生單元斷裂。
此時，優(yōu)選地，前述封裝樹脂薄片的厚度比太陽能電池單元的厚度與導線的合計厚度還厚。另外，前述封裝樹脂薄片的厚度比太陽能電池單元的厚度厚0.3mm以上也是優(yōu)選的。優(yōu)選地，前述封裝樹脂薄片的寬度比前述間隙部的寬度窄，更加優(yōu)選地是，前述封裝樹脂薄片的寬度是前述間隙部的寬度的0.1～0.95倍。優(yōu)選地，前述封裝樹脂薄片相互之間隔有間隔地配置，從該間隔排出內(nèi)部的空氣。另外，優(yōu)選地，前述封裝樹脂片是由從包括乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇縮丁醛以及聚氨酯的組中選擇出來的一種樹脂形成的。
第2發(fā)明是是多個太陽能電池單元由樹脂封裝在受光面一側的透明板與背面板之間而成的太陽能電池模塊的制造方法，其特征在于，封裝樹脂是能夠交聯(lián)的熱塑性樹脂，在受光面一側的透明板與太陽能電池單元之間配置將受光面一側的透明板的基本上整個面覆蓋起來的第1封裝樹脂片，在背面板與太陽能電池單元之間配置將背面板的基本上整個面覆蓋起來的第2封裝樹脂片，然后導入到封裝處理容器內(nèi)，進行包括下述各工序的封裝操作在熱塑性樹脂不熔融的溫度下對封裝處理容器內(nèi)進行減壓的工序(工序1)、在減壓了的狀態(tài)下升溫到熱塑性樹脂的熔點附近以上的工序(工序2)、使前述封裝處理容器內(nèi)的壓力上升的工序(工序3)、升溫到進行交聯(lián)反應的溫度范圍來進行交聯(lián)反應的工序(工序4)、冷卻工序(5)。
在用樹脂對太陽能電池進行封裝之際，首先進行減壓操作，由此可以抑制封裝樹脂中的氣泡殘留。而且，在升溫到熔點附近以上的溫度而使封裝樹脂熔融或者軟化之后，降低減壓度而使壓力上升，由此可以防止在封裝樹脂處于熔融或軟化了的狀態(tài)下之時從上下作用過剩的壓力。進而，即使在因為進行交聯(lián)反應而使封裝樹脂的熔融粘度降低了的時候，也不會從上下作用較高的壓力，從而可以抑制單元的移動、樹脂的擠出。
此時，優(yōu)選地，在工序1中，減壓到0.01MPa以下。優(yōu)選地，在設前述熱塑性樹脂的熔點為Tm之時，通過工序2的升溫操作所到達的溫度為(Tm-20)℃以上、(Tm+50)℃以下。優(yōu)選地，在工序3中，使壓力上升之際的溫度為120℃以下。優(yōu)選地，在工序3中，在使前述封裝處理容器內(nèi)的壓力上升的同時進行升溫。優(yōu)選地，，在工序3中，升壓速度(MPa/分)相對于升溫速度(℃/分)的比為0.001～0.1(MPa/℃)。而且，優(yōu)選地，在工序3中使封裝處理容器內(nèi)的壓力上升之后，暫時冷卻，在工序4中升溫到進行交聯(lián)反應的溫度范圍。優(yōu)選地，在工序4中，將前述封裝處理容器內(nèi)的壓力保持在0.05MPa以上、大氣壓以下，進行交聯(lián)反應。
本發(fā)明的優(yōu)選實施方式是，前述太陽能電池模塊是多個太陽能電池單元由樹脂封裝起來而成的太陽能電池模塊，多個太陽能電池單元隔開規(guī)定間隔地排列并且相互之間由導線連接起來。另外，優(yōu)選地，前述封裝樹脂片是由從包括乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇縮丁醛以及聚氨酯的組中選擇出來的一種樹脂形成的。
在上述第1及第2發(fā)明中，優(yōu)選地，受光面一側的透明板或者背面板中的至少一方由鋼化玻璃或者強力玻璃形成。另外，優(yōu)選的實施方式是，制造的太陽能電池模塊是采光型太陽能電池模塊。
下面，參照附圖對本發(fā)明進行詳細的說明。圖1是本發(fā)明的太陽能電池模塊的截面示意圖。圖2是在工序1中處于減壓過程中的疊層體的截面示意圖。圖3是在工序2中處于加熱升溫途中的疊層體的截面示意圖。圖4是在工序5中冷卻后的疊層體的截面示意圖。
根據(jù)本發(fā)明的制造方法所得到的太陽能電池模塊1是太陽能電池單元4由樹脂5封裝在受光面一側的透明板2與背面板3之間而成的電池模塊。封裝在太陽能電池模塊1中的太陽能電池單元4的數(shù)量可以是一個，但優(yōu)選地是封裝了多個太陽能電池單元4的電池模塊。通常，相鄰的太陽能電池單元4的受光面6與背面7經(jīng)由導線7而連接。這種情況下的截面示意圖示于圖1。
本發(fā)明中所使用的太陽能電池單元4可以使用單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池、非晶體硅太陽能電池、化合物半導體太陽能電池等各種太陽能電池單元。這些太陽能電池單元一般是1mm以下、更一般的是0.5mm以下厚度的薄板，大多是一邊為5cm以上的四邊形。其基板的材質(zhì)可以使用硅或鍺等半導體基板、玻璃基板、金屬基板等，但如果使用硅基板，因成本較高而希望薄板化，并且由于是較硬較脆的材質(zhì)，所以在封裝之時特別容易斷裂，從而采用第1發(fā)明的制造方法的意義比較大。
封入到一個太陽能電池模塊1中的太陽能電池單元4的個數(shù)并沒有特別限定，也可以是一個。在1個的情況下，只需連接從太陽能電池單元4通向外部的配線。但是，封入到一個太陽能電池模塊1中的太陽能電池單元4的個數(shù)越多，越易于產(chǎn)生氣泡，在封裝操作中太陽能電池單元4產(chǎn)生移動了的情況下，容易造成外觀上的問題。因此，在將多個太陽能電池單元4封入到一個太陽能電池模塊1中的情況下，采用第2發(fā)明的制造方法效果明顯。另外，封入到一個太陽能電池模塊1中的太陽能電池單元4的個數(shù)越多，由太陽能電池單元4的破損所導致的次品率越高，所以采用第1發(fā)明的制造方法的效果明顯。因此，優(yōu)選地，在一個太陽能電池模塊1內(nèi)配置10個以上、更好地是配置30個以上的太陽能電池單元4。
相鄰的太陽能電池單元4間的距離沒有特殊限定，也可以接近，但通常是1mm以上，在1mm以下的情況下，相鄰的太陽能電池單元4彼此接觸從而在封裝之時可能造成單元的破損。通過使間隔較大，用作采光型太陽能電池模塊之時的采光量也增加，所以優(yōu)選地設定在5mm以上，更加優(yōu)選地設定在10mm以上，進一步優(yōu)選地設定在30mm以上的間隔。在采用第1發(fā)明的制造方法的情況下，相鄰的太陽能電池單元4間的距離通常是5mm以上，如果是5mm以下則難以在太陽能電池單元4間的間隙部9中配置封裝樹脂薄片11，而且在封裝之時封裝樹脂薄片11有時會損傷太陽能電池單元4或者導線8。
在封入多個太陽能電池單元4的情況下，優(yōu)選地，多個太陽能電池單元4經(jīng)由規(guī)定寬度的間隙部9而排列并且相互之間用導線8連接起來。此時，相鄰的太陽能電池單元4彼此的受光面4及背面7之間通過導線8連接，多個太陽能電池單元4以串聯(lián)方式連接。受光面6或者背面7與導線8的連接使用軟釬料等導電性粘接劑進行。另外，為了高效地集中所產(chǎn)生的電流，優(yōu)選地，用導電糊劑等在受光面6上形成集電圖形，并使其與導線8導通。
導線8也可以稱作是互連器，其材質(zhì)沒有特殊限定，可以使用銅線等。由于是夾入在受光面一側的透明板2與背面板3之間地配置，所以優(yōu)選地使用薄帶狀的導線8，其厚度通常是0.5mm以下，優(yōu)選地是0.3mm以下。另外，一般是0.05mm以上。從使連接作業(yè)易于進行的觀點出發(fā)，優(yōu)選地，在導線8上預先涂敷軟釬料等導電性粘接劑。在連接了導線8的狀態(tài)下，從太陽能電池單元4的表面至導線8的最高部分的高度根據(jù)情況不同而存在偏差，但是由于連接操作，有的地方會比導線8的厚度厚0.5mm左右。
受光面一側的透明板2的材質(zhì)只要是相對于太陽光透明即可，除玻璃以外，還可以使用聚碳酸酯樹脂或丙烯酸樹脂等。但是，從耐久性、硬度、難燃性等考慮，優(yōu)選地使用玻璃。由于大多是構成面積較大的構造件，所以更加優(yōu)選地使用鋼化玻璃或者強力玻璃。在面積較大的情況下，伴隨著由日照等產(chǎn)生的溫度上升而容易產(chǎn)生熱裂紋，所以從這一點考慮，也優(yōu)選使用鋼化玻璃或者強力玻璃。鋼化玻璃或強力玻璃是通過對浮法平板玻璃進行加熱、淬火而制造的，不能避免產(chǎn)生一定的應變。由于這樣產(chǎn)生的玻璃的收縮，在封裝時容易有過剩的載荷作用在局部的太陽能電池單元上，從而采用能夠防止單元斷裂的第1發(fā)明的制造方法效果更明顯。另外，由于這樣產(chǎn)生的玻璃的收縮，在封裝時難以使受光面一側的透明板2與背面板3完全地平行，容易殘留氣泡，同時還容易引起熔融樹脂的移動。因此，采用能夠抑制熔融樹脂的移動的第2發(fā)明的制造方法效果也較明顯。
這里所說的鋼化玻璃，指的是通過熱處理而提高了其表面壓縮應力的玻璃，除了表面壓縮應力一般為90～130MPa的普通鋼化玻璃以外，表面壓縮應力一般為180～250MPa的超鋼化玻璃也包括在內(nèi)。另外，強力玻璃指的是表面壓縮應力一般為20～60MPa的玻璃。強力玻璃在破損之時不會成為碎片而落下，在這一點上也是優(yōu)選的。即，在使用表面壓縮應力為20MPa以上的平板玻璃的情況下，采用本發(fā)明的制造方法效果明顯。這里，平板玻璃的表面壓縮應力指的是以JIS R3222為標準測定的值。
背面板3并非一定是透明的，但是如果要用作采光型的太陽能電池模塊，則背面板3也相對于太陽光透明較好。另外，處于與受光面一側的透明板2同樣的理由，優(yōu)選地使用玻璃特別是鋼化玻璃或者強力玻璃。
玻璃的材質(zhì)沒有特殊限定，優(yōu)選地使用堿石灰玻璃，其中，優(yōu)選地使用高透過率玻璃(所謂的白玻璃板)作為受光面一側的透明板2。高透過率玻璃指的是鐵的含量較少的堿石灰玻璃，光線透過率較高。另外，背面板3的玻璃除了使用鐵的含量較高的堿石灰玻璃(所謂藍玻璃板)之外，根據(jù)用途有時優(yōu)選地使用紅外線反射玻璃、紅外線吸收玻璃等。另外，還可以使用在表面上形成有壓紋圖案的圖案玻璃，也可以對該圖案玻璃進行強化。玻璃板的厚度沒有特殊限定，但如果用作構造件，則優(yōu)選地為3mm以上，5mm以上則更為優(yōu)選。這樣在使用較厚的玻璃板之際，自重的影響較大，在貼合之前將玻璃板重疊在單元之上時，有可能造成單元的破損，從而采用第1發(fā)明的制造方法效果明顯。另外，這樣使用較厚的玻璃板之時，難以修正收縮，從而采用第2發(fā)明的制造方法效果也較明顯。玻璃板的厚度一般為20mm以下。另外，盡管也可以根據(jù)用途來調(diào)整玻璃的面積，但是在1m2以上的情況下采用本發(fā)明的制造方法效果明顯。
樹脂5的材質(zhì)只要是透明的且具有粘接性和柔軟性即可，沒有特別的限定，但是優(yōu)選地使用從包括乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚乙烯醇縮丁醛以及聚氨酯的組中選擇出來的一種樹脂。此時，交聯(lián)了的樹脂從強度和耐久性方面來說是優(yōu)選的。在第2發(fā)明的制造方法中，樹脂5的原料是能夠交聯(lián)的熱塑性樹脂，特別是通過加熱進行交聯(lián)反應的樹脂。以片狀的形態(tài)將這樣的樹脂夾于受光面一側的透明板2與背面板3之間，加熱熔融之后使其進行交聯(lián)反應，其后使其冷卻固化而將太陽能電池單元4封裝起來。通過使用利用加熱而產(chǎn)生交聯(lián)的樹脂，可以得到優(yōu)良的耐久性和粘接性。作為能夠交聯(lián)的熱塑性樹脂，只要是在加熱之時進行交聯(lián)反應的樹脂即可，沒有特別的限定，但是優(yōu)選地使用從包括乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚乙烯醇縮丁醛以及聚氨酯的組中選擇出來的一種樹脂。例如如果是EVA，則可以通過配合交聯(lián)劑并加熱來使其交聯(lián)，而如果是聚氨酯，則可以通過使異氰酸酯基和羥基反應來使其交聯(lián)。
在聚氨酯的情況下，是在比較低的溫度下進行交聯(lián)反應的，所以在使用耐熱性較低的樹脂板作為受光面一側的透明板或者背面板中的至少一者等情況下是優(yōu)選的。另外，由于聚氨酯柔軟性也優(yōu)良，所以即使在組合如玻璃與塑料那樣熱膨脹系數(shù)存在較大不同的材料而用作受光面一側的透明板和背面板的情況下，也難以剝離，因而是優(yōu)選的。進而，聚氨酯的貫通強度也優(yōu)良。
即使是在能夠交聯(lián)的熱塑性樹脂之中，也優(yōu)選地使用含有交聯(lián)劑的熱塑性樹脂。此時的熱塑性樹脂只要是能夠與交聯(lián)劑一起在加熱之時進行交聯(lián)反應的樹脂即可，沒有特別限定，但是最優(yōu)選地使用透明性、柔軟性、耐久性等優(yōu)良的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)。
將封裝樹脂片夾在受光面一側的透明板2與背面板3之間，加熱熔融之后使其冷卻固化，來將太陽能電池單元封裝起來。優(yōu)選地，封裝樹脂片是在EVA樹脂中含有交聯(lián)劑的樹脂片，在這種情況下，加熱熔融之后進行交聯(lián)反應，其后冷卻，由此可以用交聯(lián)了的EVA進行封裝。封裝樹脂片中的EVA以DSC法測定的熔點為50～80℃，這從透明性與形態(tài)保持性的平衡的觀點出發(fā)是優(yōu)選的。
如果封裝樹脂片在其一個面或者兩面上具有適當?shù)膲杭y，則可以防止粘連并易于抑制氣泡殘留，因此是優(yōu)選的。優(yōu)選的壓紋深度為10～100μm，如果過深則反而易于殘留氣泡。片材的厚度優(yōu)選地為0.2～2mm，可以重疊一片或者多片這樣的片材來對厚度進行調(diào)節(jié)地使用。
下面，對根據(jù)本發(fā)明的制造方法的封裝操作方法進行說明。首先，在背面板3之上，以覆蓋其基本上整個面的方式重疊第2封裝樹脂片10。第2封裝樹脂片10的厚度優(yōu)選地為0.4mm以上，0.8mm以上則更加優(yōu)選。通常為3mm以下。通過設定為一定程度以上的厚度，可以有效地吸收沖擊從而有效地保護太陽能電池單元4。另外，如使用鋼化玻璃或者強力玻璃作為背面板3或者受光面一側的透明板2之時那樣，在基板上有收縮的情況下可以吸收該收縮，從這一點出發(fā)，設為一定程度以上的厚度是優(yōu)選的。第2封裝樹脂片10也可以是重疊有多片原料片的樹脂片。
在第2封裝樹脂片10上載置太陽能電池單元4。此時，優(yōu)選地按照前述要點載置相互連接在一起的多個太陽能電池單元4，根據(jù)需要縱橫對齊地排列。在這種情況下，可以載置預先連接好的太陽能電池單元4，也可以在第2封裝樹脂片10上進行連接，還可以將已經(jīng)連接了一部分的太陽能電池單元4載置在第2封裝樹脂片10上然后連接剩余的未連接的太陽能電池單元4。
接著，在封入多個太陽能電池單元4的情況下，優(yōu)選地，在太陽能電池單元4間的間隙部9中以由第1封裝樹脂片12和第2封裝樹脂片10夾持的方式配置比太陽能電池單元的厚度厚的封裝樹脂薄片11。通過在太陽能電池單元4間的間隙部9中配置比太陽能電池單元的厚度厚的封裝樹脂薄片11，在內(nèi)部減壓了的時候，來自正反兩面的由大氣壓產(chǎn)生的載荷不會直接作用在太陽能電池單元4上，而是由封裝樹脂薄片11來承受該載荷。另外，隨著溫度上升樹脂軟化而使得承受載荷的封裝樹脂薄片11的厚度減小，單元或者導線的與單元連接的部分會與上下的封裝樹脂片接觸，但此時樹脂片整體都軟化了從而不會作用局部的載荷，單元或者與單元連接的導線能夠以埋入到軟化了的封裝樹脂片中的方式與封裝樹脂片緊貼。由此，可以防止在減壓工序中發(fā)生單元斷裂。
特別是，封入到一個太陽能電池模塊1中的太陽能電池單元4的個數(shù)越多，由太陽能電池單元4的破損所引起的次品率越會上升，所以配置該封裝樹脂薄片11的效果明顯。另外，在使用收縮較大的鋼化玻璃或者強力玻璃作為受光面一側的透明板2或者背面板3的材料的情況下，在封裝時容易有過剩的載荷作用在一部分太陽能電池單元上，從這一點來看，優(yōu)選地配置能夠防止單元斷裂的該封裝樹脂薄片11。
在間隙部9中有導線8的情況下，一般以將封裝樹脂薄片11載置在導線8之上的方式配置。通過配置成導線8與封裝樹脂薄片11重疊，而利用對導線8進行按壓的作用，太陽能電池單元4在樹脂熔融之時不易移動，因而是優(yōu)選的。盡管不必在相鄰的太陽能電池單元4間的所有空隙部9中都配置封裝樹脂薄片11，但如果在全部的間隙部9中都配置，則熔融樹脂的移動更少，更不易產(chǎn)生氣泡殘留，因而是優(yōu)選的。另外，如果在太陽能電池模塊1的外周部也配置封裝樹脂薄片11，可以可靠地將端部封裝起來，從而是優(yōu)選地。
封裝樹脂薄片11的厚度優(yōu)選地比太陽能電池單元4的厚度厚0.3mm以上，更加優(yōu)選地厚0.6mm以上。另外，此時，優(yōu)選地，封裝樹脂薄片11的厚度比太陽能電池單元4的厚度與導線8的合計厚度還厚。通過設成這樣的厚度，可以防止過剩的載荷作用在最容易作用載荷的部分上。這種情況下，更加優(yōu)選地，封裝樹脂薄片11的厚度比前述合計厚度厚0.2mm以上。在封裝樹脂薄片11是層疊了多片封裝樹脂片的構成的情況下，其最厚部位(重疊片數(shù)最多的部位)的厚度滿足上述條件即可。
配置的封裝樹脂薄片11的寬度優(yōu)選地比前述間隙部9的寬度窄。這是因為，通過這樣設計，更容易實現(xiàn)比太陽能電池單元4厚的封裝樹脂薄片11在間隙部9整體范圍內(nèi)以一定厚度的擴展。在熔融樹脂在較大范圍內(nèi)移動的情況下，伴隨該移動，有時太陽能電池單元4也會移動?？紤]太陽能電池單元4、封裝樹脂薄片11的厚度和間隙部9的面積等因素而對封裝樹脂薄片11的寬度進行調(diào)整，但優(yōu)選地是間隙部9的寬度的0.1～0.95倍。更加優(yōu)選地是0.3倍以上、0.9倍以下。如果超過了0.95倍則難以進行配置操作，并且在減壓時有可能造成太陽能電池單元4或者導線8的破損。相反如果是0.1倍以下，則可能使得熔融樹脂難以均勻地擴展。
另外，優(yōu)選地，封裝樹脂薄片11相互之間隔開間隔地配置，使得從該間隔排出內(nèi)部的空氣。通過確保積極地排出內(nèi)部空氣的通路，可以抑制氣泡殘留，從而可以制造外觀良好的太陽能電池模塊。此時，在封裝樹脂薄片11是層疊了多片封裝樹脂片的構成的情況下，只要在其至少一片上，在樹脂薄片相互之間隔開間隔，而能夠從該間隔排出內(nèi)部的空氣即可。在交叉地配置封裝樹脂薄片11的情況下，可以從交叉部以外的合計厚度薄的部位排出內(nèi)部的空氣。
這樣載置了封裝樹脂薄片11之后，在其上載置第1封裝樹脂片12。優(yōu)選地，第1樹脂片12的厚度未0.4mm以上，0.8mm以上則更為優(yōu)選。另外，一般是3mm以下，但盡管說影響很小，但光線透過率也會降低與厚度增加的程度，所以優(yōu)選地為2mm以下。關于太陽能電池單元4的保護效果與能夠吸收基板的收縮的效果，與第2封裝樹脂片10的情況相同。
最后，載置受光面一側的透明板2，完成封裝前的層疊體13。一般來說，受光面一側的透明板2與背面板3是同一平面形狀，第1封裝樹脂片12與第2封裝樹脂片10也基本上是與其相同的平面形狀。在根據(jù)后面加工上的要求、受光面一側的透明板2與背面板3的形狀有所不同的情況下，第1封裝樹脂片12與第2封裝樹脂片10相對于其重疊部分的整個面配置。在上述說明中，是將背面板3置于下方而從其開始進行重疊操作的，但是也可以首先將受光面一側的透明板2置于下方而從其開始依次重疊第1封裝樹脂片12、太陽能電池單元4、封裝樹脂薄片11、第2封裝樹脂片10、背面板3。
之后，將受光面一側的透明板2與背面板3之間的空氣排出，進行加熱而使樹脂熔融，然后冷卻而進行封裝。此時，優(yōu)選地，加熱使樹脂熔融，進行交聯(lián)反應之后冷卻而進行封裝。封裝所使用的裝置只要是能夠進行空氣的排出操作和加熱操作即可，沒有特別的限定。優(yōu)選地使用具有將疊層體收納在內(nèi)部的封裝處理容器、能夠進行空氣的排出操作和加熱操作的裝置。此時，優(yōu)選地，該封裝處理容器的局部或者全部由氣體非透過性的柔軟的膜構成。可以采用所謂的單重真空方式、即由氣體非透過性的柔軟的膜構成的封裝處理容器的外側保持為大氣壓的方式，也可以采用所謂的雙重真空方式、即可以對隔著由氣體非透過性的柔軟的膜構成的分隔壁的兩個腔室的兩側的真空度進行調(diào)整的方式。單重真空方式從設備簡易的觀點來看是優(yōu)選的。根據(jù)第1發(fā)明的制造方法，即使是在封裝樹脂熔融之前從上下有載荷作用在疊層體上的單重真空方式，也可以防止單元斷裂。前述膜的材料只要是氣體非透過性的柔軟的膜即可，只要是具有一定程度以上的柔軟性和強度、并且使得在膜的內(nèi)部成為真空之時外部氣壓均勻地作用在疊層體整體上的材料即可，沒有特別的限定，可以使用橡膠或樹脂的片材或膜。
單重真空方式的封裝處理容器可以是與加熱器一體化了的容器，也可以是僅局部由氣體非透過性的柔軟的膜構成的容器，但是優(yōu)選地使用整體都由氣體非透過性的柔軟的膜構成的袋體14。在這種情況下，封裝處理容器僅僅是袋體，所以可以柔軟地對應于制造各種形狀和尺寸的太陽能電池模塊的情況，相對于要求制造建材等多種尺寸的制品的用途，尤其優(yōu)選。在將疊層體13導入到袋體14中之際，疊層體13的端面的全周被由具有通氣性的材料形成的泄放器20所覆蓋，可以防止疊層體13內(nèi)部的熔融樹脂的流出，并且可以確保來自疊層體13內(nèi)部的空氣的排出路線，這一點是優(yōu)選的。作為用作泄放器20的材料，可以使用織物、針織物、無紡布等布帛。
這樣，在使用整體都由氣體非透過性的柔軟的膜構成的袋體14的情況下，可以將導入了疊層體13的袋體14多個地配置在加熱裝置中。各個袋體14上連接有能夠排氣的管路15，并經(jīng)由壓力調(diào)整閥16而與真空泵17連接。根據(jù)這樣的方法，可以用簡易的裝置集中起來進行多個貼合操作。
在上述那樣配置之后，將受光面一側的透明板2與背面板3之間的空氣排出，加熱使樹脂熔融，之后冷卻而進行封裝。此時的溫度條件沒有特別的限定，只要是上升到能夠使樹脂熔融的溫度即可，如果是結晶性的樹脂，則只要加熱到該樹脂的熔點以上即可。另外，如果封裝樹脂是能夠交聯(lián)的熱塑性樹脂，則使溫度上升到能夠進行交聯(lián)的溫度，并在能夠進行交聯(lián)的溫度下保持規(guī)定時間。壓力只要是能夠排出疊層體13內(nèi)的空氣并能夠減壓到能夠降低氣泡殘留的壓力即可，沒有特殊限定。
其中，如果封裝樹脂是能夠進行交聯(lián)的熱塑性樹脂，則優(yōu)選地在下述條件下進行封裝操作。即，優(yōu)選地進行包括下述各工序的封裝操作在熱塑性樹脂不熔融的溫度下對封裝處理容器內(nèi)進行減壓的工序(工序1)、在減壓了的狀態(tài)下升溫到熱塑性樹脂的熔點附近以上的工序(工序2)、使前述封裝處理容器內(nèi)的壓力上升的工序(工序3)、升溫到進行交聯(lián)反應的溫度范圍來進行交聯(lián)反應的工序(工序4)、冷卻工序(5)。
前述工序1是在熱塑性樹脂不熔融的溫度下對封裝處理容器內(nèi)進行減壓的工序。是為了通過減壓來防止氣泡殘留。此時，如果貼合裝置是單重真空方式的裝置，則在減壓時由大氣壓產(chǎn)生的載荷會作用在疊層體13的上下，所以優(yōu)選地使用比太陽能電池單元4的厚度厚的封裝樹脂薄片11。在這種情況下，在熱塑性樹脂不熔融的溫度下，封裝樹脂薄片11可以保持其形態(tài)，所以不會有載荷作用在太陽能電池單元4上，從而可以防止太陽能電池單元4的破損。優(yōu)選地，在工序1中進行減壓的結果，使得封裝處理容器內(nèi)的壓力從大氣壓(0.1MPa)下降到0.01MPa以下，更加優(yōu)選地減壓到0.005MPa以下。通過充分地減壓，可以有效地抑制氣泡殘留。
這里，熱塑性樹脂不熔融的溫度指的是熔點以下的溫度，優(yōu)選地是比熔點低10℃以上的溫度，更加優(yōu)選地是比熔點低20℃以上的溫度。在熱塑性樹脂沒有熔點的情況下，將這里所說的熔點置換為軟化溫度即可。在減壓操作中，可以保持在同一溫度下，也可以同時升溫。即使不到達熔點，通過使溫度上升也可以使樹脂的彈性率緩緩下降，但是在比熔點低一定程度以上的溫度下，足可以保持形態(tài)。因此，工序1中的溫度優(yōu)選地是室溫以上、50℃以下。將在工序1中、使用了封裝樹脂薄片11的情況下的加壓過程中的疊層體13的截面示意圖示于圖2。
工序2是在工序1中減壓之后、在減壓了的狀態(tài)下升溫到熱塑性樹脂的熔點附近以上的工序。如果使熱塑性樹脂升溫，則在熔點附近彈性率大大降低而會向高粘度的液體變化，但工序2是在減壓了的狀態(tài)下升溫到這樣的溫度范圍的工序。如果在彈性率較高期間降低減壓度而升壓，則空氣會流入到層疊體13內(nèi)部，從而有可能在封裝樹脂中殘留氣泡。這里，通過工序2的升溫操作而達到的溫度的下限值優(yōu)選地為(熔點-20)℃以上，更加優(yōu)選地為(熔點-15)℃以上，進一步優(yōu)選地是(熔點-10)℃以上。
另外，通過工序2的升降操作而到達的溫度的上限值一般是比進行交聯(lián)反應的溫度范圍低的溫度以下，優(yōu)選地為(熔點+50)℃以下，更加優(yōu)選地為(熔點+30)℃以下，進一步優(yōu)選地為(熔點+20)℃以下。在達到的溫度過高的情況下，樹脂會變得太容易流動，從而太陽能電池單元有可能隨該移動而移動。特別是如果貼合裝置是單重真空方式的裝置，則在減壓時由大氣壓產(chǎn)生的載荷會作用在層疊體13的上下，流動變得顯著，從而樹脂容易從層疊體13的端面擠出。
優(yōu)選地，在工序2中升溫的速度較緩，并且優(yōu)選地，從室溫升溫到上述溫度所需的時間為15分鐘以上，更加優(yōu)選地是30分鐘以上，進一步優(yōu)選地是1小時以上。通過緩慢地升溫，不會急劇地作用載荷，從而可以有效地防止單元斷裂。特別是在使用封裝樹脂薄片11的情況下，這一點尤為重要。此時，可以在中途改變升溫速度，也可以進行平衡操作即停止升溫來消除疊層體13內(nèi)的溫度分布。從生產(chǎn)率出發(fā)，一般為10小時以下，更加優(yōu)選地為3小時以下。圖3為在工序2中、使用了封裝樹脂薄片11的情況下的加熱升溫途中的疊層體13的截面示意圖。
工序3是接著前述工序2、使前述封裝處理容器內(nèi)的壓力上升的工序。在升溫到熔點附近以上的溫度、樹脂熔融或軟化之后，降低減壓度而使壓力上升。通過這樣的操作，可以抑制在封裝樹脂處于熔融或者軟化了的狀態(tài)之時、由于上下方向上的過剩的壓力而使樹脂在疊層體內(nèi)部不必要地流動和從端部擠出的情況。
在工序3中，優(yōu)選地，緩慢地進行升壓，用于升壓的時間優(yōu)選地為5分鐘以上，更加優(yōu)選地為10分鐘以上，進一步優(yōu)選地為20分鐘以上。從生產(chǎn)率的觀點出發(fā)，通常是5小時以下，優(yōu)選地為2小時以下。使升壓后的壓力達到0.05MPa以上，更加優(yōu)選地是0.07MPa以上，也可以上升到與大氣壓相同的壓力(0.1MPa)。此時，也可以階段性地升壓。在工序3中，使壓力上升之際的溫度設定為比工序4中所采用的溫度、即進行交聯(lián)反應的溫度范圍低的溫度。因此，通常是120℃以下，優(yōu)選地為100℃以下。
另外，優(yōu)選地，在工序3中，有與使前述封裝處理容器內(nèi)的壓力上升的同時升溫的過程。通過這樣的操作，可以在流動性緩緩增大的過程中，緩緩解除作用在疊層體13上的壓力，從而可以抑制殘留氣泡的產(chǎn)生，并有效地抑制熔融樹脂的不必要的流動。在這種情況下，希望將升壓開始時的溫度設在(熔點-10)℃～(熔點+20)℃，更加優(yōu)選地設在(熔點-5)℃～(熔點+15)℃，在從這樣的溫度開始上升3～30℃、優(yōu)選地上升5～20℃期間進行升壓。優(yōu)選地，升壓速度(MPa/分)相對于升溫速度(℃/分)的比為0.001～0.1(MPa/℃)，更加優(yōu)選地為0.002～0.05(MPa/℃)。
另外，優(yōu)選地，在工序3中使封裝處理容器內(nèi)的壓力上升了之后，暫時冷卻，在工序4中升溫到進行交聯(lián)反應的溫度范圍。也可以在使壓力上升了之后，直接升溫到進行交聯(lián)反應的溫度范圍，但是通過暫時冷卻，可以確保殘留的應力得以緩和的時間，從而可以有效地抑制熔融樹脂的擠出、收縮(在端部樹脂缺損的部分)、單元的移動。此時，優(yōu)選地，使樹脂充分冷卻到失去流動性的溫度，優(yōu)選地冷卻到(熔點-10)℃，更加優(yōu)選地冷卻到(熔點-20)℃以下。
如上所述，使封裝樹脂容器內(nèi)的壓力上升之后，在工序4中升溫到進行交聯(lián)反應的溫度范圍而進行交聯(lián)反應。一般是加熱到100℃以上，優(yōu)選地加熱到120℃以上，更加優(yōu)選地加熱到130℃以上，進一步優(yōu)選地加熱到140℃以上，來進行交聯(lián)反應。為了防止樹脂的劣化，一般采用200℃以下的交聯(lián)溫度。保持在進行交聯(lián)反應的溫度范圍內(nèi)的時間根據(jù)所要達到的交聯(lián)度而有所不同，一般是5分鐘～2小時，優(yōu)選地是10分鐘～1小時。
在工序4中進行交聯(lián)反應之時的封裝處理容器內(nèi)的壓力優(yōu)選地為0.05MPa以上，更加優(yōu)選地為0.07MPa以上。通過使封裝處理容器內(nèi)的壓力上升，可以降低從上下作用的壓力。由于交聯(lián)反應是在高溫下進行的，所以此時的封裝樹脂的熔融粘度比熔點附近要低。因此，此時，不從上下作用不必要的壓力從而移動單元的移動或樹脂的擠出這一點非常重要。但是，在升壓到與大氣壓相同的壓力的情況下，根據(jù)層疊體的構成不同，有時會產(chǎn)生毛刺，所以在這樣的情況下優(yōu)選地設定為比大氣壓低的壓力。另外，在升壓到與大氣壓相同的壓力的情況下，泄放器難以按壓疊層體的周圍從而有時會有樹脂擠出，所以在這樣的時候也優(yōu)選地設定為低于大氣壓的壓力。這種情況下的壓力優(yōu)選地設定為比大氣壓低0.001MPa以上的壓力，更加優(yōu)選地設定為比大氣壓低0.01MPa以上的壓力(這種情況下的壓力為0.09MPa以下)。另外，本發(fā)明中所說的大氣壓指的是沒有積極地進行加壓或者減壓操作的狀態(tài)，例如即使是由于用風扇強制性地向熱風爐中吹入熱風而導致壓力比大氣壓稍高，也基本上與大氣壓是相同的。
在工序4中進行了交聯(lián)反應之后，供給到工序5的冷卻工序。一般是冷卻到室溫附近，如果冷卻速度過快則玻璃有可能斷裂，所以優(yōu)選地用10分鐘以上、更加優(yōu)選地用30分鐘以上冷卻，得到本發(fā)明的太陽能電池模塊。圖4是在工序5中、使用了封裝樹脂薄片11的情況下的冷卻后的疊層體13的截面示意圖。
這樣得到的太陽能電池模塊抑制了氣泡殘留，并抑制了樹脂從端部的擠出，而且多個太陽能電池單元無破損地規(guī)則地整齊排列。由于是規(guī)則地整齊排列的，所以外觀上美麗，從而可以優(yōu)選地用作各種建筑物的外壁、房檐、窗戶等。由于在太陽能電池單元間隔有適當?shù)拈g隔，所以特別優(yōu)選地用作采光型的太陽能電池模塊。


圖1為本發(fā)明的太陽能電池模塊的一例的截面示意圖。
圖2為在工序1中、使用了封裝樹脂薄片的情況下的減壓過程中的疊層體的截面示意圖。
圖3為在工序2中、使用了封裝樹脂薄片的情況下的加熱升溫途中的疊層體的截面示意圖。
圖4為在工序5中、使用了封裝樹脂薄片的情況下的冷卻后的疊層體的截面示意圖。
圖5為表示在第2封裝樹脂薄片上配置了多個太陽能電池單元時的平面示意圖。
圖6為表示配置了在薄片排列圖形A中位于下側的封裝樹脂薄片時的平面示意圖。
圖7為表示配置了在薄片排列圖形A中位于上側的封裝樹脂薄片時的平面示意圖。
圖8為表示配置了在薄片排列圖形B中位于下側的封裝樹脂薄片時的平面示意圖。
圖9為表示配置了在薄片排列圖形B中位于上側的封裝樹脂薄片時的平面示意圖。
圖10為封裝處理裝置的概略圖。
圖11為表示實施例1中的封裝處理之時的溫度與壓力的圖。
圖12為表示實施例2中的封裝處理之時的溫度與壓力的圖。
圖13為表示實施例3中的封裝處理之時的溫度與壓力的圖。
在上述圖中，1表示太陽能電池模塊，2表示受光面一側的透明板，3表示背面板，4表示太陽能電池單元，5表示樹脂，6表示受光面，7表示背面，8表示導線，9表示間隙部，10表示第2封裝樹脂片，11表示封裝樹脂薄片，12表示第1封裝樹脂片，13表示疊層體，14表示袋體，15表示表示管路，16表示壓力調(diào)整閥，17表示真空泵，18表示下側的封裝樹脂薄片，19表示上側的封裝樹脂薄片，20表示泄放器，21表示熱風爐，22表示擱板。
具體實施例方式
下面，使用實施例來進一步詳細地說明本發(fā)明。本發(fā)明并不限于本實施例。
實施例1作為太陽能電池單元4，使用40塊125mm×125mm×0.35mm的正方形的多晶硅太陽能電池單元。四個角經(jīng)過了數(shù)mm左右的倒角加工。作為導線8，使用丸正株式會社生產(chǎn)的浸沾軟釬焊銅帶狀電線。該帶狀電線的寬度為1.5mm，厚度為0.25mm。在太陽能電池單元4的受光面6與背面7的粘接導線8的部分上預先印刷上了軟釬料。將導線8的一端重疊并軟釬焊于太陽能電池單元4的受光面6的軟釬料印刷部上，將另一端重疊并軟釬焊于相鄰的太陽能電池單元4的背面7的軟釬料印刷部上。相鄰的單元之間由兩根導線8連接起來，其間隔為50mm左右。即，間隙部9的寬度為50mm左右。
作為背面板3，使用1000mm×1500mm×10mm的浮法平板鋼化玻璃(藍玻璃板)。作為封裝樹脂片，使用Hi-Sheet工業(yè)株式會社生產(chǎn)的“ソ-ラ-エバSC36(solar EVA)”，厚度為0.6mm。該封裝樹脂片是在乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)中配合了交聯(lián)劑、有機硅烷偶合劑、穩(wěn)定劑的樹脂片，交聯(lián)之前的樹脂用DSC法測定的熔點為71℃。在封裝樹脂片的一個面上形成有壓紋圖案(縐紋)，其深度為大約45μm。將封裝樹脂片切斷為1000×1500mm的尺寸，在背面板3之上重疊兩片。這兩片重疊的封裝樹脂片構成厚度為1.2mm的第2封裝樹脂片10。
將按照前述的要點相互連接起來的多個太陽能電池單元4載置在第2封裝樹脂片10之上，縱橫對齊而如圖5所示那樣排列。相鄰的太陽能電池電源4間的間隙部9的寬度設定為縱橫均是50mm。另外，從太陽能電池單元4的端部到背面板3的端部之間的距離為，在長度方向上(并列有8塊單元的方向)是75mm，在寬度方向(并列有5塊單元的方向)上是87.5mm。
接著，在外周部、太陽能單元4間的間隙部9上配置封裝樹脂薄片11。這里，在本實施例中研究了兩種排列方法。均是先敷設下側的封裝樹脂薄片18再附設上側的封裝樹脂片19的方法。薄片排列圖形A是在下側的封裝樹脂薄片18之上配置斷片狀的上側的封裝樹脂薄片19的方法，薄片排列圖形B是交叉地配置下側的封裝樹脂薄片18與上側的封裝樹脂薄片19的方法。
首先，對薄片排列圖形A進行說明。如圖6所示，在外周部以及太陽能電池單元4間的間隙部9上配置下側的封裝樹脂薄片18。下側的封裝樹脂薄片18的寬度為，在太陽能電池單元4之間為25mm，在外周部則是長度方向和寬度方向上均為60mm。此時，在相鄰的太陽能電池單元4間的中央附近的位置上，以按壓的方式配置導線8。通過這樣配置在中央附近的位置上，可以減少樹脂在熔融之時的移動，還可以防止太陽能電池單元4或者導線8的破損。而且，還可以防止太陽能電池單元4在熔融之前的期間內(nèi)發(fā)生移動。這里，配置的是帶狀的薄片，但也可以使用沖裁下來的薄片。
進而，如圖7所示，以重疊在下側的封裝樹脂薄片18之上的方式配置上側的封裝樹脂薄片19。配置在相鄰的太陽能電池單元4間的間隙部9上的上側的封裝樹脂薄片19的尺寸為25mm×125mm。而配置在外周部的邊部上的上側的封裝樹脂薄片19的尺寸為60mm×125mm，在角部處也配置有上側的封裝樹脂薄片19。
通過間斷地配置上側的封裝樹脂薄片19，可以確保排出內(nèi)部空氣之際的通路，從而可以防止氣泡殘留。封裝樹脂薄片整體上的厚度為1.2mm。此時，也可以間斷地配置下側的封裝樹脂薄片18。
下面，對薄片排列圖形B進行說明。如圖8所示，在外周部以及太陽能電池單元4間的間隙部9上配置下側的封裝樹脂薄片1 8。下側的封裝樹脂薄片18的寬度為，在太陽能電池單元4之間為40mm，在外周部則是長度方向和寬度方向上均為60mm。此時，在相鄰的太陽能電池單元4間的中央附近的位置上，以按壓的方式配置導線8。通過這樣配置在中央附近的位置上，可以減少樹脂在熔融之時的移動，還可以防止太陽能電池單元4或者導線8的破損。而且，還可以防止太陽能電池單元4在熔融之前的期間內(nèi)發(fā)生移動。這里，配置的是帶狀的薄片，但也可以使用沖裁下來的薄片。
進而，如圖9所示，以在下側的封裝樹脂薄片18之上交叉的方式配置上側的封裝樹脂薄片19。配置在太陽能電池單元4間的間隙部9上的上側的封裝樹脂薄片19的寬度為40mm。而配置在外周部的邊部上的上側的封裝樹脂薄片19的尺寸為60mm×125mm，在角部處也配置有上側的封裝樹脂薄片19。處于交叉部上的封裝樹脂薄片的合計厚度為1.2mm，在該部分上可以承受來自上下的載荷。因為是間斷地配置上側的封裝樹脂薄片19，而且在交叉部以外存在有間隙，所以可以確保排出內(nèi)部空氣之際的通路，從而可以防止氣泡殘留。
在薄片排列圖形B的情況下，與薄片排列圖形A的情況相比，熔融樹脂的移動量容易變大，所以從防止太陽能電池單元的移動和氣泡殘留的觀點來看性能稍差。因此，在模塊的面積較大的情況、基板的厚度較大的情況、基板的翹曲較大的情況、太陽能電池單元相互之間的間隔較大的情況等、封裝操作困難的情況下，優(yōu)選地采用薄片排列圖形A。另一方面，由于薄片排列圖形B的薄片配置作業(yè)容易，所以從生產(chǎn)率來看比較優(yōu)選。因此，可以根據(jù)要求來選擇適當?shù)呐帕袌D形。
如上述那樣配置了封裝樹脂薄片11之后，在其上重疊兩張切斷成1000mm×1500mm的尺寸的封裝樹脂片。這兩張重疊的封裝樹脂片構成厚度為1.2mm的第1封裝樹脂片12。在其上載置1000mm×1500mm×10mm的浮法平板鋼化玻璃(白玻璃板)作為受光面一側的透明板2。
將這樣得到的疊層體13的端面的全周用泄放器20覆蓋起來，投入到封裝處理容器即樹脂制的袋體14中，然后將袋體14密封起來。之所以要將疊層體13的端面用泄放器20覆蓋起來，是為了防止疊層體13內(nèi)部的熔融樹脂流出來，并且確保來自疊層體13內(nèi)部的空氣的排出路線。
上述橡膠制的袋體14在設于熱風爐21中的擱板22上并列配置有多組。在各橡膠制的袋體14上連接著可進行排氣的管路15，管路15經(jīng)由壓力調(diào)整閥16而與真空泵17連接。密封處理裝置的概略圖示于圖10中。
如上述那樣設置之后，進行下面的工序1～5的封裝處理操作。此時的溫度和壓力按照表1及圖11所示那樣控制。此時的溫度指的是熱風爐21內(nèi)的溫度，壓力指的是由壓力調(diào)整閥16設定后的壓力。
工序1“在熱塑性樹脂不熔融的溫度下對封裝處理容器內(nèi)進行減壓的工序”從室溫(27℃)開始升溫，并且開始減壓。大約1分鐘之后，壓力降低到了0.005MPa以下。
工序2“在減壓了的狀態(tài)下升溫到熱塑性樹脂的熔點附近以上的工序”從升溫開始用30分鐘持續(xù)加熱到40℃，在40℃下維持10分鐘(平衡)，用75分鐘升溫到50℃，在50℃下維持10分鐘，用105分鐘升溫到60℃，在60℃下維持10分鐘，用120分鐘升溫到71℃(封裝樹脂片中所包含的EVA的熔點)，維持10分鐘。
工序3“使封裝處理容器內(nèi)的壓力上升的工序”用90分鐘從71℃升溫到90℃，與此同時，用90分鐘使處于0.005MPa以下的壓力升壓到0.09MPa。此時的升壓速度(MPa/分)相對于升溫速度(℃/分)的比為0.0047(MPa/℃)。此后，在90℃下維持30分鐘，然后用60分鐘冷卻到40℃，在40℃下維持30分鐘，其間維持0.09MPa的壓力。接著用大約1分鐘使壓力上升到0.1MPa(大氣壓)，完全停止減壓操作。
工序4“升溫到進行交聯(lián)反應的溫度范圍來進行交聯(lián)反應的工序”接著用90分鐘從40℃升溫到150℃，在150℃下維持40分鐘并進行交聯(lián)反應。
工序5“冷卻工序”接著，用60分鐘從150℃冷卻到40℃。在40℃下維持10分鐘并從熱風爐21中取出。
表1

得到的太陽能電池單元，無論是采用了薄片排列圖形A的情況還是采用了薄片排列圖形B的情況下，均沒有單元的斷裂或者殘缺以及導線的斷線，也觀察不到氣泡殘留和周邊部封裝樹脂的擠出或收縮。而且，相鄰的太陽能電池單元相互之間的間隔全部處于50±3mm的范圍內(nèi)，排列規(guī)則地進行了封裝。
實施例2除了封裝處理時的溫度和壓力如表2及圖12所示那樣變更了之外，其他與實施例1同樣地，采用薄片排列圖形A及薄片排列圖形B得到太陽能電池模塊。
表2

得到的太陽能電池單元，無論是采用了薄片排列圖形A的情況還是采用了薄片排列圖形B的情況下，均沒有單元的斷裂或者殘缺以及導線的斷線，也觀察不到氣泡殘留和周邊部封裝樹脂的擠出或收縮。而且，相鄰的太陽能電池單元相互之間的間隔全部處于50±3mm的范圍內(nèi)，排列規(guī)則地進行了封裝。
在本實施例2中，對于能夠縮短時間的工序，以盡可能短的時間通過，由此成功地將封裝處理所需的時間縮短到了實施例1中所需時間的一半以下?？梢圆唤档偷玫降漠a(chǎn)品的品質(zhì)地顯著提高生產(chǎn)率。
另外，在本實施例2中，將工序4中的壓力設為0.07MPa，與大致為大氣壓的實施例1相比降低了。在實施例1中所記載的條件下，偶然還有觀察到封裝樹脂在周邊部收縮的情況和樹脂從疊層體的端面擠出的情況，但在本實施例中可以有效地防止這些情況。
實施例3除了封裝處理時的溫度和壓力如表3及圖13所示那樣變更了之外，其他與實施例1同樣地，采用薄片排列圖形A及薄片排列圖形B得到太陽能電池模塊。
表3

得到的太陽能電池單元，無論是采用了薄片排列圖形A的情況還是采用了薄片排列圖形B的情況下，均沒有單元的斷裂或者殘缺以及導線的斷線，也觀察不到氣泡殘留和周邊部封裝樹脂的擠出或收縮。但是，相鄰的太陽能電池單元相互之間的間隔的一部分處于50±3mm的范圍之外。具體地說，在太陽能電池模塊的中心附近，有相鄰的太陽能電池單元相互之間的間隔不足47mm的情況，在太陽能電池模塊的周邊部，有相鄰的太陽能電池單元相互之間的間隔超過53mm的情況。但是，從外觀上來看，并不是那么較大的偏差，根據(jù)用途不同，有時也是可以使用的外觀。
在實施例1及實施例2中，是在工序3中使封裝處理容器內(nèi)的壓力上升之后，暫時冷卻，之后在工序4中進行升溫到進行交聯(lián)反應的溫度范圍，但是在本實施例3中，省略了該操作。由此，可以節(jié)約從暫時冷卻到加熱所需的能量。而且，與實施方式2相比，盡管非常微小，但仍然縮短了所需時間。
工業(yè)實用性根據(jù)第1發(fā)明，可以提供在排列多個太陽能電池單元并用透明樹脂封裝之際、能夠防止太陽能電池單元的破損的太陽能電池模塊的制造方法。根據(jù)第2發(fā)明，可以提供一種太陽能電池模塊的制造方法，能夠抑制氣泡殘留、太陽能電池單元的移動或封裝樹脂從端面的擠出，制造外觀良好的太陽能電池模塊。根據(jù)這些制造方法制造的模塊可以作為采光型太陽能電池模塊。
權利要求
1.一種太陽能電池模塊的制造方法，是多個太陽能電池單元由樹脂封裝在受光面一側的透明板與背面板之間而成的太陽能電池模塊的制造方法，其特征在于，將多個太陽能電池單元隔開規(guī)定的間隔地排列并將相互之間用導線連接起來，在受光面一側的透明板與太陽能電池單元之間配置將受光面一側的透明板的基本上整個面覆蓋起來的第1封裝樹脂片，在背面板與太陽能電池單元之間配置將背面板的基本上整個面覆蓋起來的第2封裝樹脂片，在太陽能單元間的間隙部中以由第1封裝樹脂片和第2封裝樹脂片夾持的方式配置比太陽能電池單元的厚度厚的封裝樹脂薄片，然后將空氣從受光面一側的透明板與背面板之間排出，加熱使樹脂熔融，之后冷卻而進行封裝。
2.如權利要求1所述的太陽能電池模塊的制造方法，前述封裝樹脂薄片的厚度比太陽能電池單元的厚度與導線的合計厚度還厚。
3.如權利要求1或2所述的太陽能電池模塊的制造方法，前述封裝樹脂薄片的厚度比太陽能電池單元的厚度厚0.3mm以上。
4.如權利要求1～3的任一項所述的太陽能電池模塊的制造方法，前述封裝樹脂薄片的寬度比前述間隙部的寬度窄。
5.如權利要求4所述的太陽能電池模塊的制造方法，前述封裝樹脂薄片的寬度是前述間隙部的寬度的0.1～0.95倍。
6.如權利要求1～5的任一項所述的太陽能電池模塊的制造方法，前述封裝樹脂薄片相互之間隔有間隔地配置，從該間隔排出內(nèi)部的空氣。
7.如權利要求1～6的任一項所述的太陽能電池模塊的制造方法，前述封裝樹脂片是由從包括乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇縮丁醛以及聚氨酯的組中選擇出來的一種樹脂形成的。
8.如權利要求1～7的任一項所述的太陽能電池模塊的制造方法，前述封裝樹脂片由能夠交聯(lián)的熱塑性樹脂形成，在封裝處理容器內(nèi)進行封裝之際，進行包括下述各工序的封裝操作在熱塑性樹脂不熔融的溫度下對封裝處理容器內(nèi)進行減壓的工序(工序1)、在減壓了的狀態(tài)下升溫到熱塑性樹脂的熔點附近以上的工序(工序2)、使前述封裝處理容器內(nèi)的壓力上升的工序(工序3)、升溫到進行交聯(lián)反應的溫度范圍來進行交聯(lián)反應的工序(工序4)、冷卻工序(5)。
9.一種太陽能電池模塊的制造方法，是多個太陽能電池單元由樹脂封裝在受光面一側的透明板與背面板之間而成的太陽能電池模塊的制造方法，其特征在于，封裝樹脂是能夠交聯(lián)的熱塑性樹脂，在受光面一側的透明板與太陽能電池單元之間配置將受光面一側的透明板的基本上整個面覆蓋起來的第1封裝樹脂片，在背面板與太陽能電池單元之間配置將背面板的基本上整個面覆蓋起來的第2封裝樹脂片，然后導入到封裝處理容器內(nèi)，進行包括下述各工序的封裝操作在熱塑性樹脂不熔融的溫度下對封裝處理容器內(nèi)進行減壓的工序(工序1)、在減壓了的狀態(tài)下升溫到熱塑性樹脂的熔點附近以上的工序(工序2)、使前述封裝處理容器內(nèi)的壓力上升的工序(工序3)、升溫到進行交聯(lián)反應的溫度范圍來進行交聯(lián)反應的工序(工序4)、冷卻工序(5)。
10.如權利要求9所述的太陽能電池模塊的制造方法，在工序1中，減壓到0.01MPa以下。
11.如權利要求9或10所述的太陽能電池模塊的制造方法，在設前述熱塑性樹脂的熔點為Tm時，通過工序2的升溫操作所到達的溫度為(Tm-20)℃以上、(Tm+50)℃以下。
12.如權利要求9～11的任一項所述的太陽能電池模塊的制造方法，在工序3中，使壓力上升之際的溫度為120℃以下。
13.如權利要求9～12的任一項所述的太陽能電池模塊的制造方法，在工序3中，在使前述封裝處理容器內(nèi)的壓力上升的同時進行升溫。
14.如權利要求13所述的太陽能電池模塊的制造方法，在工序3中，升壓速度(MPa/分)相對于升溫速度(℃/分)的比為0.001～0.1(MPa/℃)。
15.如權利要求9～14的任一項所述的太陽能電池模塊的制造方法，在工序3中使封裝處理容器內(nèi)的壓力上升之后，暫時冷卻，在工序4中升溫到進行交聯(lián)反應的溫度范圍。
16.如權利要求9～15的任一項所述的太陽能電池模塊的制造方法，在工序4中，將前述封裝處理容器內(nèi)的壓力保持在0.05MPa以上、大氣壓以下，進行交聯(lián)反應。
17.如權利要求9～16的任一項所述的太陽能電池模塊的制造方法，前述太陽能電池模塊是多個太陽能電池單元由樹脂封裝起來而成的太陽能電池模塊，多個太陽能電池單元隔開規(guī)定間隔地排列并且相互之間由導線連接起來。
18.如權利要求9～17的任一項所述的太陽能電池模塊的制造方法，前述熱塑性樹脂是由從包括乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇縮丁醛以及聚氨酯的組中選擇出來的一種樹脂形成的。
19.如權利要求1～18的任一項所述的太陽能電池模塊的制造方法，受光面一側的透明板或者背面板中的至少一方由鋼化玻璃或者強力玻璃形成。
20.如權利要求1～19的任一項所述的太陽能電池模塊的制造方法，制造的太陽能電池模塊是采光型太陽能電池模塊。
全文摘要
本發(fā)明是多個太陽能電池單元(4)由樹脂(5)封裝在受光面一側的透明板(2)與背面板(3)之間而成的太陽能電池模塊的制造方法，其特征在于，將多個太陽能電池單元(4)隔開規(guī)定的間隔地排列并將相互之間用導線(8)連接起來，在受光面一側的透明板(2)與太陽能電池單元(4)之間配置將受光面一側的透明板(2)的基本上整個面覆蓋起來的第1封裝樹脂片(12)，在背面板(3)與太陽能電池單元(4)之間配置將背面板(3)的基本上整個面覆蓋起來的第2封裝樹脂片(10)，在太陽能單元(4)間的間隙部(9)中以由第1封裝樹脂片(12)和第2封裝樹脂片(10)夾持的方式配置比太陽能電池單元(4)的厚度厚的封裝樹脂薄片(18、19)，然后將空氣從受光面一側的透明板(2)與背面板(3)之間排出，加熱使樹脂(5)熔融，之后冷卻而進行封裝。根據(jù)該方法，在配列多個太陽能電池單元(4)并用樹脂(5)封裝起來之時，可以防止太陽能電池單元(4)的破損。
文檔編號H01L31/042GK1706049SQ200380101860
公開日2005年12月7日 申請日期2003年10月20日 優(yōu)先權日2002年10月25日
發(fā)明者勇木健, 秋山勝, 政田圭三 申請人:中島硝子工業(yè)株式會社