太陽能電池組件制造用隔膜及太陽能電池組件的制造方法
【專利摘要】提供不容易破損的耐久性優(yōu)異的交聯(lián)三元乙丙橡膠制隔膜，該隔膜為，利用乙烯-乙酸乙烯酯樹脂片材7將太陽能電池單元5層壓制造太陽能電池組件時，通過使用了真空施壓裝置1的熱壓使在乙烯-乙酸乙烯酯樹脂片材交聯(lián)的施壓條件中使用的交聯(lián)三元乙丙橡膠制隔膜2，交聯(lián)橡膠組合物為單獨的三元乙丙橡膠、特別是使用單點催化劑聚合的三元乙丙橡膠，或者在三元乙丙橡膠中相對于三元乙丙橡膠及丁基橡膠的合計量100質(zhì)量份將少于75質(zhì)量份的丁基橡膠共混而成的交聯(lián)橡膠組合物。
【專利說明】太陽能電池組件制造用隔膜及太陽能電池組件的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能電池組件制造時使用的真空施壓裝置用的隔膜及太陽能電池組件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為太陽能電池組件制造用隔膜，已知使用鹵化丁基橡膠的實例(專利文獻I)、使用將補強纖維埋入的硅橡膠的實例(專利文獻2)等。
[0003]太陽能電池組件通過利用耐熱玻璃板、乙烯-乙酸乙烯酯樹脂(以下、稱為EVA)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)等粘合樹脂片材、鋁箔等防濕片材等層壓材將太陽能電池單元(cell)封裝來制造。作為制造方法的一個實例，具有在耐熱玻璃板上，按照EVA片材、太陽能電池單元、EVA片材、防濕片材的順序重疊，邊在真空下加熱、邊將EVA片材交聯(lián)而粘合貼合的方法。作為進行該貼合的方法，有真空施壓方式，其是將貼合材料夾持在下方的加熱器盤與上方的隔膜之間進行層壓的方法。
[0004]使用了上述EVA片材的太陽能電池板的貼合工序中，將包含EVA片材、太陽能電池單元的層疊體定位在設定為EVA片材交聯(lián)的溫度的加熱器盤上后，由上部通過隔膜加壓，將層疊體壓合。此時必須保持在EVA片材交聯(lián)的溫度及時間范圍。作為該交聯(lián)條件，例如，以往，在135?155°C、5分鐘左右實施一次交聯(lián)、在150?160°C、15?20分鐘左右進行了二次交聯(lián)。一次交聯(lián)以熱壓方式操作，附屬于壓力機的隔膜的橡膠片材的耐久性受到該一次交聯(lián)的條件影響大。二次交聯(lián)以EVA片材的完全交聯(lián)為目的用烘箱方式操作的情形多。
[0005]但是，近年來逐漸采用在超過145°C的溫度下僅僅一次交聯(lián)進行EVA片材的交聯(lián)而省略二次交聯(lián)，由此縮短全交聯(lián)時間的制造方法。
[0006]貼合工序中使用的以往的隔膜，將一次交聯(lián)工序作為I次的施壓次數(shù)，使用耐受5000次以上的施壓次數(shù)的次數(shù)的硅橡膠制隔膜。該硅橡膠制隔膜中使用的硅橡膠使用了混煉型硅橡膠。
[0007]然而，縮短上述全交聯(lián)時間的制造方法中使用以往的硅橡膠制隔膜時，在約1000次左右的施壓次數(shù)硅橡膠制隔膜破損的問題發(fā)生。
[0008]另外，作為隔膜，使用丁基橡膠時，丁基橡膠軟化，具有與包含EVA片材、太陽能電池單元的層疊體粘著的問題。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0010]專利文獻
[0011]專利文獻1:專利第4308769號
[0012]專利文獻2:特開2004-281834號

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]發(fā)明解決的問題
[0014]本發(fā)明為應對這樣的問題而完成，目的為提供在較高溫度、短時間使EVA片材通過一次熱壓而交聯(lián)，由此縮短全交聯(lián)時間的制造方法中，不會容易地破損、耐久性優(yōu)異的橡膠制隔膜及使用該隔膜的太陽能電池組件的制造方法。
[0015]解決問題的方式
[0016]本發(fā)明的太陽能電池組件制造用隔膜為太陽能電池組件制造時使用的真空施壓裝置用的橡膠制隔膜，
[0017]該橡膠制隔膜為、為了通過使用了上述真空施壓裝置的熱壓、利用樹脂片材將太陽能電池單元層壓而使用的交聯(lián)橡膠組合物的片材，
[0018]上述交聯(lián)橡膠組合物為力' EPDM的交聯(lián)橡膠組合物，
[0019]該交聯(lián)橡膠組合物特征在于通過使包含上述EPDM、交聯(lián)劑、和選自硫化促進劑及硫化助促進劑的至少I種的橡膠組合物交聯(lián)而成。
[0020]另外，特征在于，為上述熱壓進行時至少與上述樹脂片材接觸的面已被凹凸加工的橡膠制隔膜。
[0021]對于太陽能電池組件制造用隔膜，特別地，特征在于，上述樹脂片材為EVA片材，上述交聯(lián)橡膠組合物為在使上述EVA片材交聯(lián)的熱壓條件下使用的交聯(lián)橡膠組合物。特別地，特征在于，上述熱壓條件為使上述EVA片材通過一次交聯(lián)進行交聯(lián)的條件。此處，所謂一次交聯(lián)，是指使EVA片材通過一次的交聯(lián)條件(交聯(lián)溫度及交聯(lián)時間)交聯(lián)。
[0022]另外，特征在于，EPDM為使用茂金屬催化劑等單點催化劑而聚合的EPDM。特征在于,該EPDM的比例相對于橡膠全體量為10質(zhì)量％以上。
[0023]另外,特征在于，為相對于EPDM及丁基橡膠的合計量100質(zhì)量份、將小于75質(zhì)量份丁基橡膠在EPDM中配合、共混而成的EPDM。
[0024]此處所謂熱壓，是指隔膜式的真空施壓裝置中，邊利用下面的熱盤加熱，邊從上面通過隔膜進行壓合。
[0025]本發(fā)明的太陽能電池組件的制造方法為將太陽能電池單元利用EVA片材進行層壓的太陽能電池組件的制造方法，
[0026]特征在于，具有利用使用了本發(fā)明的交聯(lián)橡膠組合物制隔膜的真空施壓裝置通過熱壓使上述EVA片材交聯(lián)而將上述太陽能電池單元層壓的工序。另外，特征在于，通過上述熱壓而交聯(lián)進行層壓的工序為將上述EVA片材通過一次交聯(lián)而交聯(lián)的工序。
[0027]發(fā)明效果
[0028]通過使用本發(fā)明的交聯(lián)橡膠組合物制隔膜，EVA片材的交聯(lián)僅通過利用熱壓的一次交聯(lián)而完成，提高太陽能電池組件的生產(chǎn)性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029][圖1]為示出交聯(lián)橡膠組合物制隔膜的使用狀態(tài)的圖。
[0030][圖2]為變得不能使用的隔膜的平面圖。
[0031][圖3]為示出太陽能電池組件的剖面結(jié)構(gòu)的圖。
[0032][圖4]為示出橡膠硬度與處理次數(shù)的關(guān)系的圖。
具體實施方案
[0033]以下參照附圖，說明本發(fā)明的交聯(lián)橡膠組合物制隔膜。太陽能電池組件等制造時使用的真空施壓裝置的剖面圖示出在圖1中。圖1(a)為示出真空施壓開始前的狀態(tài)的圖，圖1(b)為示出真空施壓時的狀態(tài)的圖。
[0034]真空施壓裝置I為將第I室3與第2室4通過隔膜2而分離的雙重真空方式的裝置。
[0035]太陽能電池單元5，借由EVA片材7b設置在整體結(jié)構(gòu)的支持體6的一面，在該表面覆蓋EVA片材7a而配置在真空施壓裝置I內(nèi)(圖1 (a))。
[0036]作為施壓工序，例如、將第I室3與第2室4分別設為0.002Pa左右的真空度，力口熱由EVA片材7包圍的太陽能電池單元5。加熱達到所定的溫度時，將第I室3返回到大氣壓(圖1 (b))。通過將第I室3返回到大氣圧，將EVA片材7與隔膜2 —起真空壓合于太陽能電池單元5。
[0037]通過保持該狀態(tài)規(guī)定的時間，EVA片材7的交聯(lián)反應進行的同時，將太陽能電池單元5通過EVA片材7封止。
[0038]將真空施壓裝置I冷卻后、通過將第2室4返回到大氣圧，施壓工序結(jié)束。施壓工序中，隔膜2在利用真空壓合及加熱施加機械的及熱的應力的同時使用、每每在多次施壓工序后進行交換。因此，隔膜2的耐久性對直接太陽能電池組件等的生產(chǎn)性帶來影響。
[0039]一般認為，EVA熔融溫度為約85°C，交聯(lián)反應開始的溫度約130°C。因此，以往，采用在135?155°C、5分鐘左右使用熱壓實施一次交聯(lián)，然后通過在150?160°C、15?20分鐘左右使用烘箱等進行二次交聯(lián)的兩階段的交聯(lián)條件。將一次交聯(lián)設為5分鐘左右是為了抑制EVA片材的發(fā)泡、變黃，將二次交聯(lián)設在150?160°C、15?20分鐘左右是因為為了相對于屋外的溫度變化不產(chǎn)生EVA片材軟化現(xiàn)象等，使EVA片材交聯(lián)反應充分。
[0040]另一方面，為了期望太陽能電池組件等生產(chǎn)性改善，本發(fā)明中，作為EVA片材的交聯(lián)條件，采用單獨通過使用了真空施壓裝置I的熱壓使EVA片材交聯(lián)的制造方法。S卩，僅僅通過以往的一次交聯(lián),將EVA片材交聯(lián)。即，一個交聯(lián)溫度及交聯(lián)時間的條件下進行一次交聯(lián)。因此，采用施壓溫度135°C?180°C、施壓時間10?20分鐘作為熱壓的條件。以往的硅橡膠制隔膜2在施壓溫度超過155°C時，極短短時間內(nèi)變得不能使用。具體地，在不更換下能使用的次數(shù)降低到約1/5左右。
[0041]圖2為在施壓溫度135°C?180°C、施壓時間10?20分鐘的條件下，在約1000次的施壓次數(shù)變得不能使用的硅橡膠制隔膜2的平面圖。如圖2所示，可知，太陽能電池單元5的貼合工序中，隔膜2在將該機械應力重復施加的位置中，在應力施加方向、即伸縮發(fā)生的方向容易產(chǎn)生裂紋8、未達到裂紋的微小的銀紋9等，容易破壞。
[0042]關(guān)于發(fā)生破壞的以往的硅橡膠制隔膜的沒有發(fā)生劣化的部分(完全看不到裂紋的未劣化部分，圖中A部分)、未達到裂紋的微小銀紋9等少量劣化發(fā)生的劣化少的部分(圖中B部分)、大裂紋發(fā)生的劣化大的部分(圖中C部分)，與未使用的以往的硅橡膠制隔膜比較進行了調(diào)查。結(jié)果示于表I。調(diào)查項目為密度(g/cm3)、橡膠硬度(IRHD)、丙酮萃取量(質(zhì)量％)、IR分光分析、拉曼分光分析。
[0043]此外，橡膠硬度(IRHD)表示國際橡膠硬度，在楊氏模量零的材料硬度表示為「O」、楊氏模量無限大的材料硬度表示為「100」的硬度等級中、為以在球面中垂直通過一定的力壓入劣化發(fā)生的橡膠試樣表面時的壓入深度所表示的值。另外，表I中、O內(nèi)橡膠硬度的值為與未使用品的比。[0044]調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，IR分光分析及拉曼分光分析中，沒有發(fā)現(xiàn)有機硅成分以外的吸收。關(guān)于其他調(diào)查結(jié)果，示于表1。
[0045][表1]
[0046]
【權(quán)利要求】
1.太陽能電池組件制造用隔膜，其是太陽能電池組件制造時使用的真空施壓裝置用的橡膠制隔膜，特征在于， 該橡膠制隔膜為，為了通過使用了上述真空施壓裝置的熱壓、利用樹脂片材將太陽能電池單元層壓而使用的交聯(lián)橡膠組合物的片材， 上述交聯(lián)橡膠組合物為三元乙丙橡膠的交聯(lián)橡膠組合物， 該交聯(lián)橡膠組合物通過使包含上述三元乙丙橡膠、交聯(lián)劑、和選自硫化促進劑及硫化助促進劑中的至少I種的橡膠組合物交聯(lián)而成。
2.權(quán)利要求1記載的太陽能電池組件制造用隔膜，特征在于，上述熱壓進行時，至少與上述樹脂片材接觸的面已被凹凸加工。
3.權(quán)利要求1或者權(quán)利要求2記載的太陽能電池組件制造用隔膜，特征在于，上述樹脂片材為乙烯-乙酸乙烯酯樹脂片材，上述交聯(lián)橡膠組合物為在使上述乙烯-乙酸乙烯酯樹脂片材交聯(lián)的熱壓條件下使用的交聯(lián)橡膠組合物。
4.權(quán)利要求3記載的太陽能電池組件制造用隔膜，特征在于，上述熱壓條件為使上述乙烯-乙酸乙烯酯樹脂片材通過一次交聯(lián)進行交聯(lián)的條件。
5.權(quán)利要求1-4的任意I項記載的太陽能電池組件制造用隔膜，特征在于，上述三元乙丙橡膠為使用單點催化劑聚合的三元乙丙橡膠。
6.權(quán)利要求1-5的任意I項記載的太陽能電池組件制造用隔膜，特征在于，使用上述單點催化劑聚合而成的三元乙丙橡膠的比例相對于三元乙丙橡膠全體量為10質(zhì)量％以上。
7.權(quán)利要求1-6的任意I項記載的太陽能電池組件制造用隔膜，特征在于為在上述三元乙丙橡膠中、相對三元乙丙橡膠及丁基橡膠的合計量100質(zhì)量份，進一步共混小于75質(zhì)量份的丁基橡膠而成的三元乙丙橡膠。
8.太陽能電池組件的制造方法，其是利用乙烯-乙酸乙烯酯樹脂片材將太陽能電池單元層壓的太陽能電池組件的制造方法，特征在于， 具有利用使用了交聯(lián)橡膠組合物制隔膜的真空施壓裝置通過熱壓使上述乙烯-乙酸乙烯酯樹脂片材交聯(lián)而將上述太陽能電池單元層壓的工序，上述交聯(lián)橡膠組合物制隔膜為權(quán)利要求1-7的任意I項記載的太陽能電池組件制造用隔膜。
9.權(quán)利要求8記載的太陽能電池組件的制造方法，特征在于， 通過上述熱壓而交聯(lián)進行層壓的工序為將上述乙烯-乙酸乙烯酯樹脂片材通過一次交聯(lián)而交聯(lián)的工序。
【文檔編號】B29C65/18GK103619564SQ201280030802
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月22日
【發(fā)明者】毛利信行, 高城朋彥, 北村充, 土井俊明, 內(nèi)山隆司 申請人:吳羽合成橡膠株式會社