專利名稱：真空層壓裝置及真空層壓方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及真空層壓裝置及真空層壓方法，特別是涉及對設(shè)置有太陽能電池組件結(jié)構(gòu)材料等被層壓體的處理空間進行真空排氣，進行層壓處理的真空層壓裝置及真空層壓方法。
背景技術(shù)：
由于工業(yè)革命后的化學(xué)燃料的大量消費，造成了大氣污染，由CO2的增加引起的溫室效應(yīng)等地球環(huán)境的惡化，近年來，對環(huán)境問題的認識已提到世界規(guī)模的高度。
在這樣的狀況下，對容易安全處置且清潔的能源的太陽能電池給予了很大的期望。
作為太陽能電池的種類有多種多樣。具有代表性的有單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池、非晶硅太陽能電池，化合物半導(dǎo)體太陽能電池等。其中，非晶硅太陽能電池由于能夠由較低成本制造靈活的太陽能電池，且能夠大面積化，所以近年來開始在新的領(lǐng)域應(yīng)用。
一般地，太陽能電池組件是暴露于大氣中而使用，所以為了供給可靠性高的元件，必須提高對溫度、濕度、外部壓力等的耐久性。作為其技術(shù)，就有真空層壓處理技術(shù)。
圖7是現(xiàn)有的真空層壓裝置的概略圖，(A)是從上方看的立體圖，(B)是沿A-A線的截面圖。
現(xiàn)有的真空層壓裝置，具有板狀的基底材料1001，以及在其上部環(huán)狀配置，且內(nèi)周側(cè)的壁上有多個排氣口(以下也有稱為脫氣口的情況)1002的筒管1003。筒管1003通過密封材料1004而與基底材料1001相密封。進而，通過全面覆蓋該環(huán)狀體的蓋部件1005而形成為用于層壓處理的處理空間1006，在該處理空間1006中配置作為被層壓體的太陽能電池組件構(gòu)成材料1007。而且，還有為了對處理空間1006抽真空的真空泵1008。
真空層壓處理，首先在真空層壓裝置內(nèi)配置疊層構(gòu)成太陽能電池組件的片狀的太陽能電池組件構(gòu)成材料1007，由真空泵1008抽真空，除去各材料之間的空氣，即進行脫氣處理。接著在該抽真空的狀態(tài)下加熱。加熱使溫度上升，達到密封材料交聯(lián)或硬化的溫度，以規(guī)定的時間保持該溫度直到足夠地硬化。其后冷卻，停止抽真空，回到大氣壓。
圖8是由真空層壓裝置制備的太陽能電池組件的概略圖。
在光生伏打元件1010的表面順次形成表面密封材料1011及最表面覆蓋材料(表面保護薄膜)1012，在光生伏打元件1010的背面形成背面密封材料1013，背面覆蓋材料1014。
在現(xiàn)有的圖7中的真空層壓裝置中，存在有難以確保促進太陽能電池組件構(gòu)成材料1007與蓋部件1005之間，以及太陽能電池組件構(gòu)成材料1007與板狀基底材料1001之間的脫氣的通氣層的問題。
特別是要制作非晶硅太陽能電池等適合于大面積化的太陽能電池組件時，由脫氣不良會產(chǎn)生在構(gòu)成太陽能電池組件的疊層部件之間容易殘留氣泡的問題。
為了解決這一問題，例如在專利文獻1中，公開了在基底材料與太陽能電池構(gòu)成材料之間形成通氣層，改善脫氣不良的技術(shù)。
圖9是在基底材料與太陽能電池構(gòu)成材料之間形成通氣層的現(xiàn)有的真空層壓裝置的概略截面圖。
太陽能電池構(gòu)成材料1020，在板狀基底材料1021上，通過由密封材料流出防止部件1022所覆蓋的第一通氣層構(gòu)成部件(例如不銹鋼網(wǎng))1023與第二通氣層構(gòu)成部件(例如聚酯纖維無紡布)1024而配置。進而，疊層第二通氣層構(gòu)成部件1024，覆蓋在太陽能電池構(gòu)成材料1020的上面。而且，在其上面安裝部件1025，使得全面覆蓋圖7(A)所示的環(huán)狀體的筒管，進行真空脫氣。
專利文獻1特開平11-87743號公報(段號0045～0047，圖6)。

發(fā)明內(nèi)容
但是，在上述現(xiàn)有的真空層壓裝置中，由于在被層壓體的下面，例如必須配置兩種通氣層構(gòu)成部件和密封材料流出防止部件，所以層結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，作為真空層壓裝置的成本增加。特別是，在近年大型化的太陽能電池組件的層壓處理中，由于所述疊層部件也大型化，所以存在有處置困難，組裝費用增加等問題。
而且，如上所述，在真空層壓處理中，在配置疊層部件，抽真空的狀態(tài)下，從外部對真空層壓裝置進行加熱，但是對被層壓體的加熱，來自作為金屬材料的基底材料的熱傳導(dǎo)是重要的，在現(xiàn)有的真空層壓裝置中，由于存在有熱傳導(dǎo)性不良的通氣層構(gòu)成部件及密封材料流出防止部件，所以存在有影響加熱性能的問題。
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出，其目的在于提供低成本、加熱性能好的制造太陽能電池組件的真空層壓裝置。
而且，本發(fā)明的另一目的是提供低成本、加熱性能好的制造太陽能電池組件的真空層壓裝置的方法。
在本發(fā)明中，為了解決上述問題，提供具有以下特征的真空層壓裝置在對配置有被層壓體的處理空間真空排氣，進行層壓處理的層壓裝置中，具有用于在與所述被層壓體相接觸的面上、設(shè)置有凹凸部的所述被層壓體的基底材料；固定在所述基底材料上，具有用于對所述處理空間進行真空排氣的排氣口的框體；以及在所述層壓處理時，密閉所述處理空間的蓋部件。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在由蓋部件密閉處理空間，由框部件的排氣口對處理空間內(nèi)的空氣進行排氣，對被層壓體進行脫氣時，基底材料的凹凸部成為通氣層，促進被層壓體的脫氣。
本發(fā)明的用于設(shè)置被層壓體的基底材料的、與被層壓體接觸的面具有凹凸部，即使不設(shè)置通氣層構(gòu)成部件也能夠確保被層壓體與基底材料之間的通氣層，所以可以用簡單的結(jié)構(gòu)促進被層壓體的脫氣。而且，由此能夠削減真空層壓裝置的成本。而且，由于在基底材料與被層壓體之間不使用熱傳導(dǎo)性不良的通氣層構(gòu)成部件，所以不會發(fā)生加熱性能的惡化。
而且，以被層壓體作為太陽能電池組件構(gòu)成材料，由于是配置在基底材料上使受光面一側(cè)與凹凸部相接觸，所以在太陽能電池組件的受光面一側(cè)形成凹凸，由此能夠防止鏡面反射，使太陽能電池組件的外觀美化。
而且，使基底材料的與被層壓體接觸面的相反面為凹凸部，能夠增加傳熱面積，使加熱性能提高，此外，還能夠增大摩擦力，使得由滾筒等搬送真空層壓裝置時不發(fā)生滑動。


圖1是現(xiàn)有的真空層壓裝置的從上方看的立體圖。
圖2是圖1的A-A截面圖。
圖3是圖1的B-B截面圖。
圖4是由本實施方式的真空層壓裝置進行層壓處理的太陽能電池組件構(gòu)成材料的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖5是表示層壓處理情況的圖。
圖6是使用真空層壓裝置的太陽能電池組件制造裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖7是現(xiàn)有的真空層壓裝置的概略圖。(A)是從上方看的立體圖，(B)是沿A-A線的截面圖。
圖8是由真空層壓裝置制作的太陽能電池組件的概略圖。
圖9是在基底材料與太陽能電池組件構(gòu)成材料之間設(shè)置通氣層的現(xiàn)有的真空層壓裝置的概略截面圖。
符號說明10真空層壓裝置；11基底材料；11a、11b凹凸部；12框體；12h排氣口；13板材；14蓋部件；15排氣端口；16閥；110真空泵。
具體實施例方式
以下參照附圖對本發(fā)明的實施方式詳細說明。
圖1是本發(fā)明的真空層壓裝置的概略圖。圖2是圖1的A-A截面圖。圖3是圖1的B-B截面圖。
本實施方式的真空層壓裝置10，具有用于設(shè)置被層壓體(在以下的說明中稱為太陽能電池組件構(gòu)成材料)的基底材料11；固定在基底材料11上、具有對處理空間進行真空排氣的排氣口12h的框體12；固定框體12寬度方向端部的板材13，將處理空間密閉的蓋部件14。進而，還有作為將框體部件與真空泵110進行連接的路徑的排氣端口15與閥16。
構(gòu)成部件的板狀基底材料11，是構(gòu)成真空層壓裝置10的底部的構(gòu)成部件。在基底材料11上，在與這里未圖示的太陽能電池組件構(gòu)成材料相接的面上，成型加工有凹凸部11a，在其相反的一面成型加工有凹凸部11b(參照圖2、圖3)。凹凸部11a具有作為脫氣時通氣層的功能，以及在太陽能電池組件構(gòu)成材料上形成凹凸的功能，希望凹凸部11a的節(jié)距為0.3～0.8mm，高低差在0.2～0.6mm的范圍內(nèi)。而且，凹凸部11a的外圍，希望位于比所配置的太陽能電池組件構(gòu)成材料的外圍更靠外側(cè)。另一方面，相反一面的凹凸部11b，具有通過增加表面積而在加熱時高效率地從周圍的熱風(fēng)吸收熱的功能，以及增大摩擦力，使得用滾筒等搬送真空層壓裝置10時不發(fā)生滑動的功能，希望凹凸部11b的節(jié)距為0.2～0.5mm，高低差在0.2～0.4mm范圍內(nèi)。
在制造太陽能電池組件中所使用的本實施方式的真空層壓裝置10中，要求基底材料11具有耐熱性、剛性和輕量等特性。該部件中所使用的材料，主要是鐵、鋁等金屬，但從成型性、焊接性、耐蝕性等觀點看，希望使用不銹鋼。而且，為了減少熱容量與輕量化，必須減薄，但由于過薄時剛性惡化，所以希望例如為0.8～2.0mm的厚度。
框體12固定于基底材料11的相對的兩邊。而且，框體12由板材13固定于寬度方向的端部。在本實施方式中，框體12的截面形狀如圖2所示，由第一彎折面12a，第二彎折面12b，第三彎折面12c以及第四彎折面12d所構(gòu)成。
第一彎折面12a與第二彎折面12b幾乎彎折成直角，基底材料11的外圍側(cè)緊挨著第一彎折面12a，由電阻焊以約100mm的間隔點焊接。第三彎折面12c彎折成對于基底材料11具有約30°的狹角的形狀。第四彎折面12d彎折，使第三彎折面12c與第四彎折面12d的彎折部分相對于基底材料有一定的間隙。該間隙成為排氣口12h，為了提高排氣效率，希望其高度與基底材料11的凹凸部11a的凸部大體吻合。
但是，如圖3所示，在第四彎折面12d彎折時，為了緊密結(jié)合后述的蓋部件14，在上述間隔的寬度方向兩側(cè)的規(guī)定范圍內(nèi)殘留不對空氣進行排氣的密閉范圍，從第三彎折面12c彎折。例如該密閉范圍為10mm。
在上述框體12內(nèi)，由框體12與基底材料11構(gòu)成從排氣口12h將處理空間的空氣進行排氣的排氣空間12v。進而，在該排氣空間12v中插入用于與板材13貫通，與真空泵110相連接的排氣端口15。在層壓處理時，由真空泵110從由蓋部件14所密閉的處理空間通過排氣口12h向排氣空間12v排出空氣。從該排氣口12v通過排氣端口15將空氣排出。
還有，為了確保真空層壓裝置10的剛性，希望板材13與對面的框體12之間相連通。而且，將基底材料11的彎折部分作為板材，能夠減少制造工序。而且，由于主要作為屋頂材料而使用的太陽能電池組件的長尺寸化，故處理空間也為長方形，但是考慮到排氣效率，希望形成排氣空間的相對兩邊的框體12作為長邊。
與基底材料11同樣，框體12也要求耐熱性、剛性、輕量性等優(yōu)異的性能，所以，作為材料，例如可以使用不銹鋼。
而且，框體12與板材13，以及基底材料11與板材13之間的接合部分，例如可以由TIG(Tungsten Inert Gas Welding)方法進行點焊接。為了使點焊接部分完全抽真空時不泄漏，例如，使用硅密封劑“KE45”(KE45是信越シリコ一ン株式會社的注冊商標(biāo))進行密封。還有，希望框體12與基底材料11的密封劑接合部分在接合前進行脫脂處理。
蓋部件14密閉處理空間，在從排氣空間12v抽真空的狀態(tài)下，將配置的太陽能電池組件構(gòu)成材料推壓到基底材料11，以促進構(gòu)成材料間的脫氣為目的而使用。由此，蓋部件14所要求的特性為耐熱性、柔軟性、輕量及抽真空時的氣密性等。使用材料主要是硅樹脂，例如，可以使用硅橡膠(厚度2t，硬度50，硅樹脂通用型，Tigers PolymerLtd.生產(chǎn))。
圖4是由本實施方式的真空層壓裝置進行層壓處理的太陽能電池組件構(gòu)成材料的概略結(jié)構(gòu)圖。
太陽能電池組件構(gòu)成材料18，從上方起由具有背面增強部件18a、熱接合性密封材料18b、光生伏打元件18c、熱接合性密封材料18d、表面覆蓋材料18e的疊層結(jié)構(gòu)所構(gòu)成。在本實施方式中，光生伏打元件18c的受光面?zhèn)扰渲糜诨?1側(cè)(面朝下)進行層壓處理。為此，表面覆蓋部件18e的外形，層壓處理時從太陽能電池組件構(gòu)成材料18所流出的熱接合性密封材料18b、18d，以防止粘附于基底材料11為目的，具有比其它構(gòu)成材料大的形狀。在形成的太陽能電池組件中，來自外部的光，從表面覆蓋部件18e，即最表面的透明樹脂薄膜入射，到達光生伏打元件18c，所生成的電動勢由未圖示的輸出端子傳到外部。
圖5是表示層壓處理情況的圖。
該圖是與上述真空層壓裝置10的A-A截面圖的圖2相對應(yīng)，表示了在基底材料11上面朝下設(shè)置圖4所示的太陽能電池組件構(gòu)成材料18，覆蓋框體12的全面地罩上蓋部件14從而密閉處理空間的狀態(tài)。
層壓處理時，如圖所示，在基底材料11的凹凸部11a上配置太陽能電池組件構(gòu)成材料18，進而在其上的處理空間中配置可剝型薄片部件21，從而防止從太陽能電池組件構(gòu)成材料18流出的熱接合性密封材料18b、18d粘附于蓋部件14上。在面朝下的情況下，可剝型薄片部件21與太陽能電池組件構(gòu)成材料18的背面增強部件18a相接合。由于背面增強部件18a是使用銅板等不通氣的材料，所以也可以不使用通氣性構(gòu)成部件作為可剝型薄片部件21。
其后，將蓋部件14與圖3所示的密封范圍重疊規(guī)定長度以上(例如2mm以上)而配置，全面覆蓋相對的框體12。
在上述各部件配置完了后，啟動真空泵110，開始對處理空間抽真空時，蓋部件14將太陽能電池組件構(gòu)成材料18推向基底材料11，促進太陽能電池組件構(gòu)成材料18間的空氣的脫氣。此時，在基底材料11上形成的凹凸部11a成為通氣層，進一步促進脫氣。在由真空泵110脫氣的狀態(tài)下，上升到太陽能電池組件構(gòu)成材料18的熱接合性密封材料18b、18d的硬化溫度(例如150℃)，保持至硬化終了(例如30分鐘)。其后關(guān)閉閥16，在保持真空層壓裝置10內(nèi)的真空的狀態(tài)下冷卻，打開閥16，使處理空間回到大氣壓。
在由這樣的工序所形成的太陽能電池組件的受光面?zhèn)刃纬砂纪剐螤?，能夠防止鏡面反射，使太陽能電池組件的外觀美化。
以下對使用本發(fā)明實施方式的真空層壓裝置10的太陽能電池組件制造裝置的概略加以說明。
圖6是使用真空層壓裝置的太陽能電池組件制造裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
在該圖6所表示的太陽能電池組件制造裝置100中配置的真空層壓裝置10，是將太陽能電池組件配置于處理空間的情況下的截面圖，與圖5相對應(yīng)。
太陽能電池組件制造裝置100，例如具有熱風(fēng)循環(huán)式的加熱爐101，其中設(shè)置有上述本實施方式的真空層壓裝置10。在圖6所示的太陽能電池組件制造裝置100中，具有可一次制作10枚太陽能電池組件的結(jié)構(gòu)。各真空層壓裝置10，通過安裝于排氣端口15的閥16而與加熱爐101內(nèi)的排氣總岐管102相連接。
層壓處理時，啟動真空泵110，在對真空層壓裝置10的處理空間進行排氣的狀態(tài)下，使加熱爐101的電源ON，進行加熱。
如以上的說明，在本發(fā)明的實施方式的真空層壓裝置10中，由于使基底材料11的與被層壓體相接觸的層壓面成為凹凸形狀，所以即使是不使用通氣層構(gòu)成部件，也能夠確保通氣層，促進脫氣。
而且，通過使基底材料11的與被層壓體相接觸面的相反一面上具有凹凸部，能夠增加傳熱面積，提高加熱性能，還能夠提高由滾筒搬送真空層壓裝置10時的可靠性。
還有，在上述中，是對使用相對向的兩個框體12進行層壓處理的情況進行的說明，但作為框體，使用在基底材料11上環(huán)狀固定的框體即可。
而且，在上述中，是面向下地對太陽能電池組件構(gòu)成材料18進行層壓處理的情況進行的說明，但也可以面向上地進行層壓處理。在這種情況下，希望使用通氣性構(gòu)成部件作為可剝型薄片部件21。
而且，在上述中，作為被層壓體，并不限于太陽能電池組件構(gòu)成材料18，例如也可以適用于需要層壓處理的半導(dǎo)體關(guān)聯(lián)裝置的制造。
本發(fā)明可以適用于制造工序中需要進行層壓處理的太陽能電池組件及半導(dǎo)體裝置等。
權(quán)利要求
1.一種真空層壓裝置，其可對配置有被層壓體的處理空間進行真空排氣、層壓處理，其特征在于，在與所述被層壓體接觸的面上有凹凸部的用于設(shè)置所述被層壓體的基底材料；固定在所述基底材料上，具有用于對所述處理空間進行真空排氣的排氣口的框體；以及在所述層壓處理時，密閉所述處理空間的蓋部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空層壓裝置，其特征在于，所述凹凸部的外圍位于比所述被層壓體的外圍更靠外側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空層壓裝置，其特征在于，所述凹凸部的凸部達到所述排氣口的高度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空層壓裝置，其特征在于，所述蓋部件在所述層壓處理時將所述被層壓體推壓到所述基底材料上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空層壓裝置，其特征在于，所述被層壓體是太陽能電池組件結(jié)構(gòu)材料，配置于所述基底材料上，使得受光面一側(cè)與所述凹凸部相接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空層壓裝置，其特征在于，在所述基底材料的與所述被層壓體相接觸的面的相反面上具有凹凸部。
7.一種真空層壓方法，其可對配置有被層壓體的處理空間進行真空排氣、層壓處理，其特征在于，所述真空層壓方法具有以下工序在與所述被層壓體相接觸的面上有凹凸部的基底材料上，設(shè)置所述被層壓體的工序；設(shè)置蓋部件，使得將固定在所述基底材料上，具有用于對所述處理空間進行真空排氣的排氣口的整個框體覆蓋的工序；以及由所述排氣口一邊對所述處理空間真空排氣一邊加熱的工序。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的真空層壓方法，其特征在于，在所述真空排氣時，通過所述蓋部件將所述被層壓體推壓到所述基底材料一側(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的真空層壓方法，其特征在于，所述被層壓體是太陽能電池組件結(jié)構(gòu)材料，配置于所述基底材料上，使受光面一側(cè)與所述凹凸部相接觸。
全文摘要
本發(fā)明涉及真空層壓裝置，在基底材料(11)的凹凸部(11a)上設(shè)置太陽能電池組件(未圖示)，由蓋部件(14)密閉處理空間，由框體(12)的排氣口(12h)對處理空間內(nèi)的氣體排氣，蓋部件(14)將太陽能電池組件推壓向基底材料(11)，促進脫氣。此時基底材料(11)的凹凸部(11a)成為通氣層，進一步促進太陽能電池組件的脫氣。由此提供低成本、加熱性能好的，用于制造太陽能電池組件的真空層壓裝置。
文檔編號B29C65/00GK1630104SQ20041009628
公開日2005年6月22日 申請日期2004年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月1日
發(fā)明者橫山康弘 申請人:富士電機控股株式會社