專利名稱：太陽能電池組件的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用封固構件封固光電元件從而進行保護的具有層疊工序的太陽能電池組件的制造方法。
背景技術：
在太陽能電池組件中作為光電元件有結晶硅、多晶硅、微晶硅、無定形硅、化合物半導體的種種類型。但是，這些光電元件本身是無法在室外的嚴酷環(huán)境下使用。這是因為光電元件本身容易受腐蝕，此外容易被來自外部的沖擊等而被損壞。
因此，有必要用封固構件覆蓋并保護光電元件。最一般地說，采用經由封固件樹脂、用玻璃等表面構件和含氟樹脂膜等有耐氣候性的里面構件夾持光電元件、進行層疊這樣的方法。因為玻璃耐氣候性優(yōu)秀，還不通濕氣，故覆蓋作為半導體的光電元件的構件是最優(yōu)秀的構件之一。因此，太陽能電池組件的大多數受光面?zhèn)鹊谋砻鏄嫾杏貌ＡА?br> 另一方面，玻璃覆蓋存在著1)重，2)不能彎曲，3)不耐沖擊，4)成本高這樣的問題，因此在薄膜太陽能電池的場合，不能發(fā)揮輕量·耐沖擊性·柔性這樣的優(yōu)點。
因此，歷來也提出作為表面構件用含氟樹脂膜等透明的氟化物聚合物薄膜，借此制成發(fā)揮薄膜太陽能電池的特征的輕而且具有柔性的太陽能電池組件。
可是，為了制造這種太陽能電池組件，使用用封固構件層疊串聯或并聯連接的光電元件組的裝置。這種裝置是例如，備有由隔板所隔開的上腔和下腔組成的腔部的所謂二重真空室方式的層疊裝置，其在USP6149757(特開平9-141743號公報)的“層疊裝置”、或特開平10-214987號公報的“太陽能電池組件的層疊機以及層疊方法”、或USP6380025(特開2000-349309號公報)的“太陽能電池組件的封固方法”等中公開。
這些文獻中所公開的層疊裝置，具有備有朝下膨脹自如的隔板的上腔和備有加熱盤的下腔，上腔和下腔開閉自如地設置。而且，在把被層疊體放在設于下腔中的加熱盤的狀態(tài)下給上腔和下腔減壓，加熱被層疊體，把大氣引入上腔，從而把被層疊體夾壓在加熱盤上表面和隔板之間進行層疊。
圖4是表示現有的二重真空室方式的層疊機之一例的示意圖。在圖4中，201是下腔，202是上腔，203是隔板，204是放置盤，205是加熱器，206和207是排氣口，208是O形圈，209是被層疊體。
用這種裝置的太陽能電池組件的層疊方法按以下工序進行。首先，把被層疊體209放在下腔201的放置盤204上，在下腔201上放置上腔202。接著，給下腔201和上腔202同時排氣，在給下腔201排氣的狀態(tài)下使上腔202恢復大氣壓，用隔板203壓住被層疊體209。然后，靠加熱器205的加熱來加熱粘接被層疊體209。
此外，也可以用一重真空室方式來制造太陽能電池組件。所謂一重真空室方式沒有二重真空室方式的上腔，是在USP6007650、USP6227270(特開平9-51114號公報)的“真空層疊裝置”，USP6320115(特開平9-36405號公報)的“太陽能電池組件及其層疊方法”中公開。該裝置的之一例示于圖5。在圖5中，301是放置盤，302是隔板，303是加熱器，304是與外部連通的排氣口，305是O形圈，306是被層疊體。
用此一裝置的場合的太陽能電池組件的層疊方法按以下工序進行。首先，把被層疊體306放在放置盤301上，在其上重疊隔板302。接著，從把在隔板306與放置盤301之間由O形圈305所密閉的空間和外部連通的排氣口304排氣，使隔板302吸附于放置盤301壓住被層疊體306。然后，靠加熱器303加熱粘接被層疊體306。
雖然在這些太陽能電池組件的層疊方法中，給加熱器通電而加熱被層疊體是在用隔板壓住被層疊體之后，但是在生產太陽能電池組件時，往往始終靠加熱器來加熱放置盤。這樣一來，在放在放置盤上的同時迅速開始被層疊體的加熱，此外即使在反復層疊的場合，因為沒有必要每次冷卻放置盤，所以提高產量提高生產率成為可能。
但是，在現有的太陽能電池組件的層疊方法中，如果把被層疊體放在保持加熱的放置盤上，則因為被層疊體與放置盤直接接觸故被層疊體的溫度急劇上升，封固構件中的架橋劑迅速分解，由此發(fā)生的氣體使封固構件中殘留氣泡而存在著引起所謂發(fā)泡現象這樣的問題。
特別是，近年來，太陽能電池組件的低成本化的呼聲很高，在這種潮流中，雖然嘗試了比歷來格外薄，簡易的封固構成，但是封固構件越薄被層疊體的溫度上升越快，發(fā)泡現象變得越容易。
此外光電元件本身也是為了低成本化而如薄膜多晶硅太陽能電池、薄膜微晶硅太陽能電池、無定形硅太陽能電池、薄膜化合物半導體太陽能電池等薄膜類太陽能電池引人注目，但是這些也與封固構件同樣因薄膜化而成為被層疊體的溫升速度加快的原因。
另一方面，隨著太陽能電池組件的多樣化，有時把多個比放置盤小很多的組件同時層疊。在這種場合，最初放在放置盤上的被層疊體被過分加熱，存在著產生組件的質量離散這樣的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明是鑒于上述情況提出的，其目的在于提供一種即使把被層疊體放在加熱保持的放置盤上被層疊體的溫度也不急劇上升，抑制封固構件的發(fā)泡現象而可以成品率高地進行生產的具有層疊工序的太陽能電池組件的制造方法。
為了實現上述目的，本發(fā)明的太陽能電池組件的制造方法，由光電元件組和封固構件組成的被層疊體放置于被加熱并保持在預定溫度上后的放置盤上，靠壓緊機構壓緊該被層疊體并進行加熱壓接的層疊工序，其特征在于，包括
把被層疊體放在板狀構件上的工序，把被層疊體與板狀構件一起搬入放置盤上的工序，靠壓緊機構壓緊被層疊體并進行加熱壓接的工序，使壓緊機構離開被層疊體，把被層疊體與板狀構件一起從放置盤上搬出的工序，以及把被層疊體從板狀構件分離的工序。
在上述太陽能電池組件的制造方法中，最好是在板狀構件與被層疊體之間配置表面具有凹凸形狀的脫膜片。
或者，也可以構成為板狀構件的表面具有凹凸形狀，脫膜片隨著該凹凸形狀而動。
此外，也可以板狀構件的表面具有凹凸形狀，在該板狀構件的表面上施行脫膜處理。
此外，最好是放置盤保持加熱到140℃～180℃的溫度。
進而，最好是封固構件的至少一個中作為架橋劑配合有機過氧化物，前述有機過氧化物的一小時半減期溫度為125℃以下。
而且，最好是靠冷卻機構冷卻壓緊機構。


圖1是表示根據本發(fā)明的太陽能電池組件的制造方法中所用的層疊裝置之一例的示意圖。
圖2是表示用根據本發(fā)明的太陽能電池組件的制造方法所制造的太陽能電池組件之一例的示意圖。
圖3是表示實施例與比較例的層疊工序中的被層疊體的溫度的說明圖。
圖4是表示現有的二重真空室方式的層疊裝置之一例的示意圖。
圖5是表示現有的一重真空室方式的層疊裝置之一例的示意圖。
具體實施例方式
下面，雖然基于

本發(fā)明的實施例，但是本發(fā)明不限于本實施例。
圖1是表示根據本發(fā)明的太陽能電池組件的制造方法中所用的層疊工序中所用的層疊裝置之一例的示意圖。在圖1中，101是下腔，102是上腔，103是作為壓緊機構的隔板，104是放置盤，105是加熱器，106是排氣口，107是O形圈，108是被層疊體的搬入機構，109是被層疊體的搬出機構，110是被層疊體，111是板狀構件，112是脫膜片。
基于圖1，具體說明根據本發(fā)明的太陽能電池組件的制造方法中最佳所用的層疊方法。
首先，把板狀構件111放在搬入機構108上。板狀構件111的材質雖然可以從金屬·塑料中適宜選擇，但是如果考慮傳熱性，則最好是用鐵·鋁·銅等金屬板。
而且，最好是在板狀構件111之上配置脫膜片112，以便貼合后的被層疊體110可以簡單地分離。進而，更好是脫膜片111的表面有凹凸形狀。通過使脫膜片111的表面具有凹凸形狀從而在與放在其上的被層疊體110之間形成空氣的通道，可以在后述的抽真空操作中有效地從被層疊體110中排出空氣。在這種脫膜片112中，有例如壓紋加工了的含氟樹脂片，或把含氟樹脂含浸于玻璃布片等。
此外，與這些不同，在板狀構件111的表面上施行凹凸加工，進而在該表面上施行脫膜處理也是最佳形態(tài)之一。不僅脫膜處理，在板狀構件111之上配置含氟樹脂等的薄膜以便隨著凹凸而動也是可能的。
接著，在板狀構件111之上，經由脫膜片112放置被層疊體110。這里所謂被層疊體110是指層疊光電元件組和封固構件后的層疊體。根據需要，進而在其上層疊脫膜片112。這是為了防止熔融的封固構件粘接于隔板。
接著，把被層疊體110與板狀構件111一起搬入層疊裝置內的放置盤104上。此時放置盤104靠內設于其中的加熱器105預先加熱并保持。其溫度確定成使封固構件熔融，進而在需要架橋等化學反應的場合，使該化學反應順利地進行的溫度。最好是，140℃～180℃，為了縮短貼合時間最好是160℃～180℃。如果放置盤104的溫度超過180℃，則發(fā)泡現象變得顯著，在本發(fā)明中也難以抑制。
然后，在下腔101上放置上腔102，同時給上腔102和下腔101排氣而成為一定的真空度時，下腔101照樣排氣而把上腔102恢復到大氣壓，使作為壓緊機構的隔板103膨脹而壓緊被層疊體110。在此期間，被層疊體110中的空氣被排出，并且封固構件熔融而粘接成一體，貼合結束。此后，把下腔101恢復到大氣壓，取下上腔102把被層疊體110與板狀構件111一起搬出到搬出機構109上。
所搬出的被層疊體110根據需要用風扇等冷卻后，從板狀構件111分離。
在連續(xù)層疊的場合，再次重復把被層疊體110放在板狀構件111的上述工序。此時，最好是靠冷卻機構冷卻隔板103然后進行下一個層疊。這是因為如果加熱了的隔板103壓住被層疊體110，則被層疊體110被不必要地加熱的緣故。作為冷卻機構，沒有特別限定，適宜選擇風扇進行送風就可以了。
圖2是表示用根據本發(fā)明的太陽能電池組件的制造方法所制造的太陽能電池組件之一例的示意圖。在圖2中，401是光電元件，402是表面的透明的封固件樹脂，403是位于最表面的透明的表面構件，404是里面的封固件樹脂，405是里面構件。
來自外部的光，從表面構件403入射，到達光電元件401，在這里產生的電動勢靠未畫出的輸出端子取出到外部。
作為光電元件401根據目的選用1)結晶硅太陽能電池，2)多晶硅太陽能電池，3)微晶硅太陽能電池，4)無定形硅太陽能電池，5)銅銦硒化物太陽能電池等公知的元件。這些光電元件根據想要的電壓，或電流串聯或并聯連接。與此不同，也可以在絕緣化了的基板上把光電元件集成而得到想要的電壓或電流。
表面封固件402，用樹脂覆蓋光電元件401的凹凸，保護元件免遭溫度變化、濕度、沖擊等嚴酷的外部環(huán)境之害，而且對確保表面膜與元件的粘接是必要的。因而，要求耐氣候性、粘接性、填充性、耐熱性、耐寒性、耐沖擊性等。作為滿足這些要求的樹脂，可以舉出乙烯乙酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯丙烯酸甲酯共聚物(EMA)、乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、聚乙烯醇縮丁醛樹脂等聚烯烴類樹脂，聚氨酯樹脂，硅樹脂，含氟樹脂等。
其中EVA對應太陽能電池用途具有均衡的物性，普遍被選用。但是，其本身是因為熱變形溫度低在高溫使用條件下容易產生變形或裂紋，所以最好是進行架橋而提高耐熱性。EVA的場合一般用有機過氧化物進行架橋。有機過氧化物的架橋，通過從有機過氧化物發(fā)生的游離基吸收樹脂中的氫或鹵素原子，形成C-C結合來進行。在有機過氧化物的激活方法中，熱分解、氧化還原分解和離子分解是公知的。一般來說進行熱分解。
把上述有機過氧化物在封固件中并用，在真空下一邊加壓加熱一邊進行架橋和熱壓接是可能的。加熱溫度和時間可以由各個有機過氧化物的熱分解溫度特性來確定。一般來說以進行90％，更好是95％以上熱分解的溫度和時間來結束加熱加壓。如果要確定封固件樹脂的架橋，測定膠分率就可以了，為了防止在高溫下的封固件樹脂的變形最好是架橋到膠分率成為70wt％以上。
可是，作為表示用作架橋劑的有機過氧化物的熱分解性的指標，有一小時半減期溫度。這是一小時內總量的一半熱分解用的溫度，此值越小則在越低的溫度下引起分解。換句話說，在同一溫度下被分解的場合，分解速度加快。因而，為了縮短貼合時間雖然可以用一小時半減期溫度小的有機過氧化物作為架橋劑，但是另一方面，因分解而生成的氣體的生成速度也加快，因而氣泡變得容易殘留在封固件樹脂中。因此，一般用一小時半減期溫度為140℃左右的有機過氧化物。
但是，在本發(fā)明中，如上所述，由于取為抑制被層疊體110的急劇的溫度上升的構成，所以可以抑制加熱初期的有機過氧化物的分解速度。因而，可以用一小時半減期溫度小的有機過氧化物謀求縮短貼合時間。在根據本發(fā)明的太陽能電池組件的制造方法中所用的有機過氧化物的一小時半減期溫度最好為125℃以下，更好是115℃以下。
表面構件403因為位于太陽能電池組件的最表層故包含透明性、耐氣候性、耐污染性、機械強度在內確保太陽能電池組件的室外暴露中的長期可靠性用的性能是必要的。例如，有白板強化玻璃、含氟樹脂膜、丙烯酸樹脂膜等。白板強化玻璃因為透明性高耐沖擊不容易開裂，故廣泛用作太陽能電池組件的表面構件。
但是，最近往往對太陽能電池組件要求輕量性或柔性，在這種場合樹脂膜被用作表面構件。其中含氟樹脂膜因為耐氣候性、耐污染性上優(yōu)秀故普遍被選用。具體地說，有聚氟化亞乙烯樹脂、或四氟乙烯-乙烯共聚物等。從耐氣候性的觀點來說聚氟化亞乙烯樹脂雖然好，但是從耐氣候性及機械強度和透明性的觀點來說四氟乙烯-乙烯共聚物更好。
里面構件405用來保持光電元件401的導電性基板與外部的電氣絕緣。作為里面構件405的材料最好是可以與導電性基板確保足夠的電氣絕緣性，而且長期耐久性好，耐熱膨脹、熱收縮的兼?zhèn)淙嵝缘牟牧?。作為所用的最好薄膜，可以舉出尼龍、聚對苯二甲酸乙二醇酯。
里面封固件404用來謀求光電元件401與里面構件405的粘接。作為里面封固件404的材料，最好是可以確保與光電元件401的足夠的粘接性，而且長期耐久性上優(yōu)秀，兼?zhèn)淠褪軣崤蛎?、熱收縮的柔性的材料。作為最佳所用的材料可以舉出EVA、聚乙烯醇縮丁醛等熱塑性樹脂，雙面膠帶，有柔性的環(huán)氧樹脂粘接劑。當然，也可以用與表面封固件402同一材料，通常這種場合很多。也就是說，把上述架橋EVA也用在里面是一般的。
如果用在根據本發(fā)明的太陽能電池組件的制造方法中使用的層疊方法，則即使把被層疊體放在加熱保持的放置盤上，由于經由板狀構件間接接觸，所以被層疊體的溫度不會急劇地上升，可以抑制封固構件的發(fā)泡現象并成品率高地生產太陽能電池組件。
此外，在板狀構件與被層疊體之間，配置表面有凹凸形狀的脫膜片，或者板狀構件的表面有凹凸形狀，在該板狀構件的表面上施行脫膜處理以便被層疊體能夠分離，或者板狀構件的表面有凹凸形狀，通過隨著該凹凸形狀而動地配置脫膜片，在被層疊體與板狀構件之間形成空氣的通路，可以進一步抑制封固構件的發(fā)泡現象。
進而，放置盤的溫度為140℃～180℃，和/或在封固構件的至少一個中作為架橋劑配合有機過氧化物，通過把該有機過氧化物的一小時半減期溫度取為125℃以下，可以既抑制發(fā)泡現象又縮短貼合時間。
而且，由于通過靠冷卻機構冷卻隔板，連續(xù)地進行層疊也可以抑制隔板的溫度上升，所以在被層疊體的壓接之際被層疊體不被隔板的熱量加熱，可以更可靠地抑制封固構件的發(fā)泡現象。
實施例以下，基于圖1詳細說明根據本發(fā)明的太陽能電池組件的制造方法中使用的層疊方法的實施例。再者，根據本發(fā)明的層疊方法并不限定于以下的實施例，在其宗旨的范圍內可以進行種種變更。
如圖1中所示，首先，在作為板狀構件111的厚度1mm的鋁板上，作為脫膜片122放置表面上有凹凸形狀的厚度0.5mm的含氟樹脂含浸玻璃布片，在其上放置層疊光電元件組和封固構件的被層疊體110。
這里用的被層疊體110的構成，從上起是含氟樹脂膜/EVA片/光電元件組/EVA片/PET膜。再者，作為EVA片可以使用作為架橋劑含有一小時半減期溫度112℃的有機過氧化物的厚度0.4mm的EVA片。
進而，在其上作為脫膜片112重合含氟樹脂片后用作為搬入機構108的輥子輸送機搬入到靠內設的加熱器105預先加熱到160℃的層疊裝置內的放置盤104上。
接著，密閉上腔102和下腔101并把兩腔抽真空到6.7×102Pa(5Torr)以下后，把上腔102恢復到大氣壓并使隔板103向下膨脹，壓緊被層疊體110，維持此一狀態(tài)15分。借此排出被層疊體110中的空氣，并且EVA片熔融而粘接封固光電元件組。此外，通過有機過氧化物的分解而進行EVA的架橋反應，EVA作為太陽能電池組件的封固構件成為具有優(yōu)良的耐熱性·粘接性的固化物。
然后，把下腔101恢復到大氣壓取下上腔102，用作為搬出機構109的輥子輸送機把做好的太陽能電池組件與鋁板111一起取出。
在輥子輸送機109上用風扇冷卻后，去除上側的含氟樹脂片112，把完成的太陽能電池組件從含氟樹脂浸含的玻璃布片112分離。
雖然重復同樣的工序連續(xù)地進行太陽能電池組件的制造，但是此時，直到使上腔102和下腔101密閉期間，用風扇進行隔板103的冷卻。
用以上這種工序所制造的太陽能電池組件在封固構件中沒有氣泡殘留，可以實現高的成品率。
〔比較例〕為了與實施例進行比較，按除了不用板狀構件111外與上述實施例完全同樣的層疊方法進行實驗，制作了太陽能電池組件。結果，封固構件中殘留許多氣泡，作為太陽能電池組件外觀上不能說很好。
圖3是表示實施例與比較例的層疊工序中的被層疊體的溫度的說明圖。如圖3中所示，在比較例中，發(fā)現隔板引起的被層疊體的剛壓緊后的溫度上升非常大。也就是說，在比較例中因為沒有板狀構件，故放置盤的熱量迅速傳到被層疊體，被層疊體的溫度急劇地上升。特別是，在像本實施例和比較例中用的被層疊體的構成這樣，僅用薄的樹脂片封固光電元件組的場合，被層疊體的熱容量很小，可以估計此一傾向是顯著的。結果，可以認為EVA中所含有的有機過氧化物一下子分解，與此伴隨發(fā)生的氣體成為不能溶存于EVA中，此外通過抽真空也無法趕出的氣泡，殘留于EVA中。
另一方面，在本實施例中，適度地抑制隔板引起的被層疊體的剛壓緊后的溫度上升同時最終到達的溫度也不比比較例遜色，可以認為既抑制有機過氧化物的急劇的分解，又可以進行足夠的架橋反應。
像以上說明的這樣，如果用本發(fā)明的最佳形態(tài)，則由于經由板狀構件把被層疊體放在加熱了的放置盤上，所以被層疊體的溫度不會急劇地上升，發(fā)揮可以抑制發(fā)泡現象而成品率高地生產太陽能電池組件這樣的優(yōu)良的效果。
權利要求
1.一種太陽能電池組件的制造方法，包含把由光電元件組和封固構件組成的被層疊體放置于被加熱并保持在預定溫度上后的放置盤上、靠壓緊機構壓緊該被層疊體并進行加熱壓接的層疊工序，其特征在于，包括把被層疊體放在板狀構件上的工序，把被層疊體與板狀構件一起搬入放置盤上的工序，靠壓緊機構壓緊被層疊體并進行加熱壓接的工序，使壓緊機構離開被層疊體，把被層疊體與板狀構件一起從放置盤上搬出的工序，以及把被層疊體從板狀構件分離的工序。
2.根據權利要求1中所述的太陽能電池組件的制造方法，其特征在于，在前述板狀構件與前述被層疊體之間配置表面具有凹凸形狀的脫膜片。
3.根據權利要求1中所述的太陽能電池組件的制造方法，其特征在于，前述板狀構件的表面具有凹凸形狀，并且在前述板狀構件的表面上施行脫膜處理或者在前述板狀構件表面上配置能隨著前述凹凸形狀而動的脫膜性膜以便前述被層疊體能夠分離。
4.根據權利要求1中所述的太陽能電池組件的制造方法，其特征在于，前述放置盤的溫度為160℃以上。
5.根據權利要求1中所述的太陽能電池組件的制造方法，其特征在于，前述封固構件的至少一個中作為架橋劑配合有機過氧化物，前述有機過氧化物的一小時半減期溫度為115℃以下。
6.根據權利要求1中所述的太陽能電池組件的制造方法，其特征在于，設置前述隔板的冷卻機構。
全文摘要
提供一種太陽能電池組件的制造方法，其中包括把被層疊體放在板狀構件上的工序，把被層疊體與板狀構件一起搬入加熱并保持的放置盤上的工序，靠膨脹機構壓緊被層疊體并進行加熱壓接的工序，使膨脹機構離開被層疊體、把被層疊體與板狀構件一起從放置盤上搬出的工序，以及把被層疊體從板狀構件分離的工序。借此，被層疊體的溫度不會急劇地上升，可以抑制發(fā)泡現象而成品率高地生產太陽能電池組件。
文檔編號H01L21/00GK1507077SQ20031012052
公開日2004年6月23日 申請日期2003年12月12日 優(yōu)先權日2002年12月13日
發(fā)明者片岡一郎, 治, 高林明治, 則, 鹽塚秀則 申請人:佳能株式會社