JP2010212590A - 太陽電池のラミネート装置及びラミネート方法 - Google Patents

Abstract

【課題】安定したラミネート条件でラミネートによる太陽電池パネルの製造を行うことのできるラミネート装置を提供する。
【解決手段】ラミネート装置が、定盤と接離可能に対峙する枠体と、弾性を有するリリースシートであって定盤と枠体との間に配置されているものと、定盤と枠体のいずれか一方を他方に対して移動させる駆動手段であって定盤上に配置された積載材料がリリースシートに覆われるように定盤と枠体のいずれか一方を駆動してリリースシートを定盤に向けて押圧してリリースシートを定盤に密着させることによって定盤とリリースシートの間に密閉された第１の空間を形成するものと、第１の空間を真空引きする真空ポンプと、定盤と枠体との間の領域にリリースシートを搬入すると共に、積載材料のラミネート後にこの領域からリリースシートを搬出するリリースシート搬送手段とを有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、太陽電池パネルを製造する為のラミネート装置及びラミネート方法に関する。

太陽電池パネルは、ガラス板、充填材、太陽電池セル、充填材、裏面板といった積載材料をこの順番で積層することによって製造される。太陽電池パネルを製造するためのラミネート装置としては、特許文献１に記載されているもののような、ダイアフラムを用いた装置が利用されている。このようなラミネート装置は、定盤と弾性膜が設けられた枠体を有する。枠体は、定盤の上方に配置されており、定盤の上面と枠体のダイアフラムとが向かい合わせとなっている。太陽電池パネルを構成する上記の積載材料は、定盤上に配置される。すなわち、積載材料は、定盤の上面と枠体のダイアフラムとの間の領域に配置されることになる。そして、枠体を定盤に向けて降下させると、ダイアフラムが枠体と定盤との間に挟み込まれた状態となり、ダイアフラムに定盤が密着して、ダイアフラムと定盤の上面に囲まれた密封された空間が形成される。定盤の上に積載材料が配置されている場合は、枠体を降下させると前述の密閉された空間内に積載材料が配置されることになる。

上記密封された空間には、真空ポンプが接続されており、この真空ポンプにて密封された空間を真空引きすることによって、ダイアフラムが定盤に向かって変形し、積載材料はダイアフラムによって圧迫されてラミネートされる。定盤及び枠体にはヒータが設けられており、被加工物を加熱しながら密封された空間を真空引きして、積載材料を加熱ながら圧迫することよって積層し、太陽電池パネルを形成する。

特開２０００−１０１１１７

このようなラミネート装置は、真空引きを行って太陽電池パネルの製造を行うたびにダイアフラムに張力が加わり、且つ加熱されるため、比較的短期間のうちにダイアフラムが劣化し、その弾性率が変化する。ダイアフラムの弾性率が変わると、太陽電池パネルの製造時にダイアフラムから積層材料に加わる荷重の大きさが変化する。そのため、従来の太陽電池のラミネート装置においては、太陽電池パネルの製造を繰り返すにつれ、ダイアフラムの劣化が進行し、ラミネート条件（積層材料に加える荷重など）が変化する。すなわち、従来のラミネート装置においては、安定したラミネート条件で太陽電池パネルの製造を行うことができなかった。

特に、ダイアフラムにおいて裏面板のエッジ部分に接触する領域には集中荷重が加わり、劣化が他の領域よりも速く進行する。また、裏面板に凹凸の多い太陽電池パネルを製造する場合は、凹凸部のエッジ部分に接触するダイアフラムの領域に集中荷重が加わり、劣化が速く進行する。このように、ラミネートによる太陽電池パネルの製造を繰り返し行うと、ダイアフラム内に劣化の進行が進んだ領域と、劣化があまり進んでいない領域とが混在することになり、積載材料に一様に荷重を加えることができないという問題が発生する。

本発明は上記の問題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明は安定したラミネート条件でラミネートによる太陽電池パネルの製造を行うことのできる太陽電池のラミネート装置及びラミネート方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の太陽電池のラミネート装置は、定盤と接離可能に対峙する枠体と、弾性を有するリリースシートであって定盤と枠体との間に配置されているものと、定盤と枠体のいずれか一方を他方に対して移動させる駆動手段であって定盤上に配置された積載材料がリリースシートに覆われるように定盤と枠体のいずれか一方を駆動してリリースシートを定盤に向けて押圧してリリースシートを定盤に密着させることによって定盤とリリースシートの間に密閉された第１の空間を形成するものと、第１の空間を真空引きする真空ポンプと、定盤と枠体との間の領域にリリースシートを搬入すると共に、積載材料のラミネート後にこの領域からリリースシートを搬出するリリースシート搬送手段とを有する。

また、ラミネート装置が、枠体と定盤との間の領域の外側に夫々配置されリリースシートの両端が夫々巻き取られているリーリング及びアンリーリングを有し、リリースシート搬送手段がリーリングを駆動して領域内のリリースシートを搬出してリーリングに巻き取らせると共にアンリーリングからリリースシートを引き出して領域内に搬入するモータを有する構成とすることが好ましい。

さらに、ラミネート装置が、枠体と定盤との間の領域に配置されているリリースシートのテンションを調整するテンション調整手段を有する構成とすることが好ましい。

例えば、テンション調整手段は、リーリングが駆動されているときにアンリーリングの回転速度を調整することによってリリースシートのテンションを調整する。

また、枠体は、枠体がリリースシートを押圧しているときに第１の空間を収容するための凹部が形成されているプレート状の部材であり、ラミネート装置は、凹部とリリースシートに覆われた第２の空間を略１気圧に維持する気圧維持手段をさらに有する構成とすることが好ましい。

さらに、定盤とリリースシートの間の領域に積載材料を搬入すると共に、この領域から太陽電池パネルを搬出するパネル搬送手段をさらに有する構成とすることが好ましい。

また、本発明の太陽電池のラミネート方法は、パネル搬送手段によって定盤上に積載材料を搬入すると共にリリースシート搬送手段によって定盤と定盤と対峙する枠体との間の領域に新たなリリースシートを搬入する第１の工程と、枠体と定盤のいずれか一方を他方に向けて移動させ枠体と定盤とを密接させて積載部材にリリースシートを被覆させ且つリリースシートと定盤との間に第１の空間を形成する第２の工程と、第１の空間内を真空引きする第３の工程と、真空引きによって積載部材がラミネートされた後、枠体の定盤のいずれか一方を他方から離す方向に移動させてラミネートの完了した太陽電池パネルからリリースシートを離す第４の工程と、リリースシート搬送手段によって枠体と定盤との間の領域からラミネートに使用されたリリースシートを搬出すると共にパネル搬送手段によってラミネートされた太陽電池パネルを搬出する第５の工程とを有する。

また、第１の工程において、リリースシートを搬入するに際し、リリースシート搬送手段を調整することによりリリースシートに所望のテンションを与える工程を有する構成とすることが好ましい。

また、第３の工程において、真空引きするに当たり、リリースシートの上下で気圧差を発生させる為に、枠体とリリースシートとの間に形成された第２の空間の気圧を所望の気圧に保持する工程を有する構成とすることが好ましい。

好ましくは、第１から第３の工程中において、枠体または定盤の少なくとも一方が加熱される工程を有する。

本発明の太陽電池のラミネート装置によれば、積層材料のラミネートが終了して太陽電池パネルが製造されるたびにリリースシート搬送手段によってラミネートに使用されたリリースシートが枠体と定盤との間から搬入され、新しいリリースシートが搬入されるようにすることができる。従って、本発明によれば、常に熱劣化の起こっていないリリースシートによって、安定したラミネート条件でラミネートによる太陽電池パネルの製造が行われる。

また、テンション調整手段によってリリースシートのテンションを調整することによって、さらに安定したラミネート条件でラミネートによる太陽電池パネルの製造を行うことができる。

図１は、本発明の実施の形態の太陽電池のラミネート装置の概要図である。 図２は、本発明の実施の形態の太陽電池のラミネート装置の互いに密着した枠体及び定盤の断面図であり、ラミネートを行う前と後の状態を示したものである。 図３は、本発明の実施の形態において太陽電池パネルを製造する手順を示したフロー図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態の太陽電池パネルのラミネート装置の概要図である。また、図２は、本実施形態のラミネート装置の互いに密着した枠体及び定盤の断面図であり、ラミネートを行う前と後の状態を示したものである。

図１に示されるように、本実施形態のラミネート装置１は、上下方向に並べられた枠体１２と定盤１４とを有する。枠体１２は、定盤駆動機構４２（油圧シリンダ機構等）によって上下方向、すなわち定盤１４に対して近接又は離間する方向に駆動される。なお、定盤駆動機構４２は、コントローラ５２によって制御される。

本実施形態のラミネート装置１によって製造される太陽電池パネルの積載材料Ｍは、下部リリースシート１８を介して定盤１４の上に配置されるようになっている。具体的には、図２に示されるように、定盤１４の上面１４ａに遠い側（すなわち上側）から順に、裏面板Ｅｂ、第１充填材Ｅｆ１、太陽電池セルＥｃ、第２充填材Ｅｆ２、ガラス板Ｅｇ、下部リリースシート１８が重ね合わされている。また、枠体１２は、その下面には凹部１２ａが形成されたプレート状の部材であり、定盤駆動機構４２によって枠体１２を定盤１４に近接させると、図２（ａ）に示されるように、下部リリースシート１８及び積層材料Ｍは枠体１２の凹部１２ａに収容されるようになっている。

枠体１２と定盤１４との間には、上部リリースシート１６が配置されている。上部リリースシート１６は、シリコーンゴム等の耐熱性に優れた弾性体のシートであり、枠体１２を駆動して定盤１４に密接させると、図２（ａ）に示されるように、上部リリースシート１６は枠体１２と定盤１４との間に挟み込まれ、両者と密着する。すなわち、定盤１４の上に太陽電池パネルの積載材料Ｍを配置した状態で枠体１２を定盤１４に密接させると、積載材料Ｍ及び下部リリースシート１８は、積載材料Ｍの上面が上部リリースシート１６に被覆された状態で、枠体１２の内側に収容される。そして、上部リリースシート１６は積載材料Ｍの側面側において枠体１２と定盤１４に挟まれた状態となり、定盤１４の上面１４ａと上部リリースシート１６による第１の空間Ｓｐ（図２（ａ））、及び枠体１２の下面１２ａと上部リリースシート１６による第２の空間Ｓｐ’が形成される。すなわち、積載材料Ｍ及び下部リリースシート１８は、第１の空間Ｓｐに収容されることになる。

図１に示されるように、枠体１２及び定盤１４の外側に配置されたリーリング２２及びアンリーリング２６に上部リリースシート１６の両端が巻き取られている。リーリング２２及びアンリーリング２６は、夫々モータ２４及び２８に接続されており、上部リリースシート１６がアンリーリング２６から送り出され、リーリング２２に巻き取られるようにモータ２４及び２８を駆動することによって、上部リリースシート１６をアンリーリング２６からリーリング２２に向かって搬送することができる。モータ２４及び２８はコントローラ５２によって制御され、その回転数を調整可能である。モータ２４及び２８の回転数を調整することによって、枠体１２と定盤１４の間に渡されている上部リリースシート１６に所望のテンションを与えることができる。

図１及び２に示されるように、定盤１４には、下面１４ｃと上面１４ａとを連絡する貫通孔１４ｂが形成されている。図１に示されるように、貫通孔１４ｂの下面１４ｃ側の開口には、真空ポンプ３４が接続されている。上部リリースシート１６が枠体１２と定盤１４との間に挟み込まれて第１の空間Ｓｐ（図２（ａ））が形成された状態で真空ポンプ３４を駆動させることによって、第１の空間Ｓｐを真空引きすることができる。なお、真空ポンプ３４は、コントローラ５２（図１）によって駆動される。

また、図１に示されるように、貫通孔１４ｂと真空ポンプ３４との間のエア用配管３１には分岐管３３が設けられており、分岐管３３には電磁弁３８が設けられている。電磁弁３８はコントローラ５２によって開閉制御される。第１の空間Ｓｐ（図２（ａ））を真空引きする際は、電磁弁３８は閉じるよう制御される。第１の空間Ｓｐの真空を解除するときは、コントローラ５２は電磁弁３８を開き、装置外部の空気を第１の空間Ｓｐ内に流入させる。

また、枠体１２には、上面１２ｃと下面１２ａとを連絡する貫通孔１２ｂが形成されている。図１に示されるように、貫通孔１２ｂの上面１２ｃ側の開口には、電空レギュレータ３２が接続されている。電空レギュレータ３２は、出口圧が略１気圧となるように、コントローラ５２によって制御されている。これによって、上部リリースシート１６が枠体１２と定盤１４との間に挟み込まれた状態では、第２の空間Ｓｐ’の気圧は略１気圧に保たれる。なお、電空レギュレータ３２の出口圧は入口圧よりも低くなるので、出口圧を略１気圧とするためには入口圧を１気圧以上に保つ必要がある。この目的のため、電空レギュレータ３２の入口にはアクチュエータ３６が設けられている。

本実施形態においては、積載材料Ｍを加熱ラミネートするため、枠体１２及び定盤１４は加熱されている。枠体１２及び定盤１４を加熱するための機構について以下説明する。図１に示されるように、枠体１２及び定盤１４の内部には、蒸気や熱媒油などの熱媒を通過させるための熱媒通路１２ｄ及び１４ｄが形成されている。熱媒通路１２ｄ及び１４ｄの出入り口には、配管６６が接続されている。配管６６の中途には、ヒータ６２及び熱媒循環ポンプ６４が設けられている。ヒータ６２は、配管６６内の熱媒を所望の温度に加熱可能である。また、熱媒循環ポンプ６４を駆動すると、配管６６及び熱媒通路１２ｄ、１４ｄ内の熱媒を循環させることができる。従って、ヒータ６２及び熱媒循環ポンプ６４を駆動することによって、所望の温度に制御された熱媒を、熱媒通路１２ｄ、１４ｄを含む熱媒循環経路内で循環させることができる。このように熱媒通路１ｄ、１４ｄを通過する熱媒によって、枠体１２及び定盤１４は所望の温度に加熱維持される。なお、熱媒通路１２ｄ及び１４ｄは、枠体１２及び定盤１４内で蛇行しており、熱媒を熱媒循環ポンプ６４にて循環させることによって、各定盤１２、１４は略一様の温度に加熱される。なお、ヒータ６２及び熱媒循環ポンプ６４は、コントローラ５２によって制御される。

また、ラミネート装置１は、ラミネート前の積載材料Ｍを装置外部から定盤１４と上部リリースシート１６の間に搬入し、且つ、ラミネート後の太陽電池パネルＥ（図２（ｂ））を定盤１４と上部リリースシート１６の間から装置外部に搬出するためのベルトコンベア等からなるパネル搬送手段７２を有している。なお、パネル搬送手段７２も又、コントローラ５２によって制御される。

以上説明した本発明の実施の形態のラミネート装置１において、積載材料Ｍを加熱しながらラミネートして太陽電池パネルＥを製造する手順について、以下説明する。図３は、本実施形態において積載材料Ｍをラミネートして太陽電池パネルＥを製造する手順を示したフロー図であり、以下の説明はこのフロー図に基づいてなされる。

最初に、パネル搬送手段７２を駆動することによって、下部リリースシート１８の載せられたラミネート前の積載材料Ｍが定盤１４の上に配置される（ステップＳ１）。次いで、モータ２４及び２８を駆動して、上部リリースシート１６のテンションを調整し、さらにモータ２４及び２８を停止してこのテンションを維持する（ステップＳ２）。

次いで、定盤駆動機構４２を駆動して枠体１２を降下させ、枠体１２と定盤１４との間で上部リリースシート１６が挟まれるようにする（ステップＳ３）。これによって、図２（ａ）に示されるように、定盤１４の上面１４ａと上部リリースシート１６との間に第１の空間Ｓｐが形成され、第１の空間Ｓｐ内に下部リリースシート１８及び積載材料Ｍが配置された状態となる。

次いで、真空ポンプ３４を駆動して、第１の空間Ｓｐ内を真空引きする（ステップＳ４）。前述のように、上部リリースシート１６の上側の第２の空間Ｓｐ’（図２（ａ））の気圧は、電空レギュレータ３２によって略１気圧に保たれているため、上部リリースシート１６の上下で圧力差が発生し、この圧力差によって、図２（ｂ）に示されるように、上部リリースシート１６が積載材料Ｍに押しつけられてラミネートされ、太陽電池パネルＥが形成される。

本実施形態においては、前述のように上部リリースシート１６にテンションが与えられた状態で枠体１２と定盤１４の間に挟み込まれるようになっている。そのため、枠体１２と定盤１４の間で上部リリースシート１６が弛むことはなく第１の空間Ｓｐが形成される。そして、この状態から第１の空間Ｓｐを真空引きしても、上部リリースシート１６にはシワが発生することなく、積載材料Ｍは均等に加圧される。また、コントローラ５２はリリースシート１６のテンションを略一定に保つようモータ２４及び２８を制御しているため、安定したラミネート条件で太陽電池パネルＥの製造を行うことができる。

次いで、ヒータ６２及び熱媒循環ポンプ６４を駆動して、枠体１２及び定盤１４を加熱する（ステップＳ５）。これによって、太陽電池パネルＥを構成する積載材料Ｍは加熱されながらラミネートされる。

積載材料Ｍが十分に加熱及び圧迫されてラミネートが十分に進行し、太陽電池パネルＥが形成された後、真空ポンプ３４、ヒータ６２及び熱媒循環ポンプ６４を停止し、さらに電磁弁３８を開けて第１の空間Ｓｐ内の圧力を大気圧に戻す（ステップＳ６）。そして、定盤駆動機構４２を駆動して枠体１２を上昇させ（ステップＳ７）、さらにモータ２４及び２８を駆動して上部リリースシート１６に加えるテンションを増加させる（ステップＳ８）。これによって、上部リリースシート１６が太陽電池パネルＥから離れる。

次いで、パネル搬送手段７２によって、ラミネートの完了した太陽電池パネルＥ及び下部リリースシート１８を枠体１２と定盤１４との間から搬出する（ステップＳ９）。そして、モータ２４、２８を駆動し、アンリーリング２６からリーリング２２に向かって上部リリースシート１６を搬送する（ステップＳ１０）。以上、ステップＳ１〜Ｓ１０の処理を行うことによって、ラミネートによる太陽電池パネルＥの製造が行われる。

本実施形態のラミネート装置１においては、上記のように、積載材料Ｍのラミネートが完了して太陽電池パネルＥが形成された後に、上部リリースシート１６においてラミネートに使用した部分をリーリング２２に巻き取り、未使用の部分をアンリーリング２６から引き出している。このため、常に未使用の（すなわち、劣化していない）上部リリースシート１６を用いて積載材料Ｍのラミネートが行われることになり、安定したラミネート条件で太陽電池パネルＥの形成が行われる。

なお、本実施形態においては、外部で加熱した熱媒を枠体１２及び定盤１４内に送ることによって枠体１２及び定盤１４を加熱しているが、本発明は上記の構成に限定されるものではない。例えば、枠体１２及び定盤１４内にカートリッジヒータを設けて定盤を加熱する構成としてもよい。また、本実施形態においては、枠体１２と定盤１４の双方を加熱しているが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、積載材料Ｍを十分に加熱できるのであれば、枠体１２と定盤１４のいずれか一方のみが加熱される構成としてもよい。

また、本実施形態においては、枠体１２を駆動して、枠体１２を定盤１４に対して接離させているが、本発明は上記の構成に限定されるものではなく、定盤１４、或いは枠体１２と定盤１４の双方を駆動する構成としてもよい。

さらに、本実施形態においては、第１の空間Ｓｐの真空引きを行った後に定盤１４及び枠体１２を加熱しているが、積載材料Ｍを定盤１４上に搬入するとき、或いは、第１の空間Ｓｐの真空引きを行っているときに、定盤１４や枠体１２の加熱を開始する構成としてもよい。

１ ラミネート装置
１２ 枠体
１４ 定盤
１６ 上部リリースシート
１８ 下部リリースシート
２２ リーリング
２６ アンリーリング
３４ 真空ポンプ
５２ コントローラ
６２ ヒータ
６４ 熱媒循環ポンプ
Ｅ 太陽電池パネル
Ｍ 積載材料
Ｓｐ 第１の空間
Ｓｐ’ 第２の空間

Claims (10)

1. 積載材料をラミネートして太陽電池パネルを製造する太陽電池のラミネート装置であって、
   前記積載材料が載置される定盤と、
   前記定盤と接離可能に対峙する枠体と、
   弾性を有するリリースシートであって前記定盤と前記枠体との間の領域に配置されているものと、
   前記定盤と前記枠体のいずれか一方を他方に対して移動させる駆動手段であって、前記定盤上に配置された前記積載材料が前記リリースシートに覆われるように前記定盤と前記枠体のいずれか一方を駆動して、前記リリースシートを前記定盤に向けて押圧して該リリースシートを該定盤に密着させることによって、該定盤と該リリースシートの間に密閉された前記第１の空間を形成するものと、
   前記第１の空間を真空引きする真空ポンプと、
   前記定盤と前記枠体との間の領域に前記リリースシートを搬入すると共に、前記積載材料のラミネート後に該領域から該リリースシートを搬出するリリースシート搬送手段と
   を有するもの。
2. 前記ラミネート装置が、前記枠体と前記定盤との間の領域の外側両端に夫々配置され前記リリースシートの両端が夫々巻き取られているリーリング及びアンリーリングを有し、
   前記リリースシート搬送手段は、前記リーリングを駆動して、前記領域内のリリースシートを搬出して該リーリングに巻き取らせると共に、前記アンリーリングからリリースシートを引き出して該領域内に搬入するモータを有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池のラミネート装置。
3. 前記枠体と前記定盤との間の領域に配置されている前記リリースシートのテンションを調整するテンション調整手段をさらに有することを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池のラミネート装置。
4. 前記テンション調整手段は、前記リーリングが駆動されているときに前記アンリーリングの回転速度を調整することによって前記リリースシートのテンションを調整することを特徴とする請求項２に従属する請求項３に記載の太陽電池のラミネート装置。
5. 前記枠体は、前記枠体が前記リリースシートを押圧しているときに前記第１の空間を収容するための凹部が形成されているプレート状の部材であり、
   前記凹部と前記リリースシートに覆われた第２の空間を略１気圧に維持する気圧維持手段をさらに有する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の太陽電池のラミネート装置。
6. 前記定盤と前記リリースシートの間の領域に前記積載材料を搬入すると共に、該領域から前記太陽電池パネルを搬出するパネル搬送手段をさらに有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の太陽電池のラミネート装置。
7. 積載材料をラミネートして太陽電池パネルを製造する太陽電池のラミネート方法であって、
   パネル搬送手段によって、定盤上に積載材料を搬入すると共に、リリースシート搬送手段によって、前記定盤と該定盤と対峙する枠体との間の領域に新たなリリースシートを搬入する第１の工程と、
   前記枠体と前記定盤のいずれか一方を他方に向けて移動させ、該枠体と該定盤とを密接させて、前記積載部材に該リリースシートを被覆させ且つ該リリースシートと該定盤との間に第１の空間を形成する第２の工程と、
   前記第１の空間内を真空引きする第３の工程と、
   真空引きによって前記積載部材がラミネートされた後、前記枠体の前記定盤のいずれか一方を他方から離す方向に移動させて、ラミネートの完了した太陽電池パネルからリリースシートを離す第４の工程と、
   前記リリースシート搬送手段によって、枠体と定盤との間の領域からラミネートに使用されたリリースシートを搬出すると共に、パネル搬送手段によって、ラミネートされた太陽電池パネルを搬出する第５の工程と
   を有するもの。
8. 前記第１の工程において、前記リリースシートを搬入するに際し、前記リリースシート搬送手段を調整することにより、該リリースシートに所望のテンションを与える工程を有することを特徴とする請求項７記載のラミネート方法。
9. 前記第３の工程において、真空引きするに当たり、前記リリースシートの上下で気圧差を発生させる為に、前記枠体とリリースシートとの間に形成された第２の空間の気圧を所望の気圧に保持する工程を有することを特徴とする請求項７又は８に記載のラミネート方法。
10. 前記第１から前記第３の工程中において、枠体または定盤の少なくとも一方が加熱される工程を有することを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載のラミネート方法。

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