JP2013233553A - Wiring material connection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池セルのバスバー電極に配線材を接続する配線材接続装置に関する。 The present invention relates to a wiring material connecting apparatus for connecting a wiring material to a bus bar electrode of a solar battery cell.
太陽電池セル1枚当たりの出力は数W程度しかないため、複数の太陽電池セルを直列接続した太陽電池ストリングをカバーガラスで封止した太陽電池モジュールを太陽電池として用いるのが一般的である。太陽電池ストリングは、太陽電池セルの受光面に形成されるバスバー電極と、隣接する太陽電池セルの非受光面に形成されるバスバー電極とを配線材を用いて電気的に接続する処理を繰り返し行って、複数の太陽電池セルの直列接続を実現している。 Since the output per solar cell is only about several watts, a solar cell module in which a solar cell string in which a plurality of solar cells are connected in series is sealed with a cover glass is generally used as a solar cell. The solar battery string repeatedly performs a process of electrically connecting the bus bar electrode formed on the light receiving surface of the solar battery cell and the bus bar electrode formed on the non-light receiving surface of the adjacent solar battery cell using a wiring material. Thus, a plurality of solar cells are connected in series.
バスバー電極と配線材との電気的接続は通常、太陽電池セルの受光面および非受光面のバスバー電極部分にフラックスを塗布し、コンベア上にバスバー電極に沿うようにハンダコーティングされた配線材を配置してから、配線材を加熱してバスバー電極にハンダ付けを行う。加熱手段としては、ホットエア、電磁誘導加熱、赤外線ランプ等を使用できる。コンベアは、スチール製や表面にテフロン加工が施されたベルトコンベアが使用されている。 The electrical connection between the bus bar electrode and the wiring material is usually performed by applying flux to the light receiving surface and non-light receiving surface of the solar cell on the bus bar electrode, and placing the solder coated wiring material on the conveyor along the bus bar electrode. After that, the wiring material is heated and soldered to the bus bar electrode. As the heating means, hot air, electromagnetic induction heating, an infrared lamp or the like can be used. The conveyor is made of steel or a belt conveyor with a Teflon processed surface.
しかしながら、バスバー電極と配線材とのハンダ付けはコンベア上で行われるため、ハンダ付け後、一定の時間が経過すると、太陽電池ストリングの非受光面のバスバー電極周辺に塗布したフラックスにより太陽電池ストリングがコンベアに貼り付いてしまうという問題がある。また、コンベアに貼り付いた太陽電池ストリングを剥がす際に、太陽電池ストリングが破損するおそれもある。 However, since soldering between the bus bar electrode and the wiring material is performed on a conveyor, when a certain time has elapsed after soldering, the solar cell string is formed by the flux applied around the bus bar electrode on the non-light-receiving surface of the solar cell string. There is a problem of sticking to the conveyor. Further, when the solar cell string attached to the conveyor is peeled off, the solar cell string may be damaged.
本発明は、上述した課題を解決するために、太陽電池セルのバスバー電極に配線材を接続して太陽電池ストリングを作製する際に、太陽電池ストリングが破損しないようにした配線材接続装置を提供するものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a wiring material connecting device that prevents a solar cell string from being damaged when a wiring material is connected to a bus bar electrode of a solar cell to produce a solar cell string. To do.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様では、所定方向に配列された複数の太陽電池セルの対向する2辺の近傍を支持して搬送する搬送機構と、
前記複数の太陽電池セルのうち、隣接する2つの太陽電池セルの一方の受光面側のバスバー電極と、他方の非受光面側のバスバー電極とに配線材を接続する配線材接続部と、
前記配線材接続部の下方に配置され、上下方向に移動可能で、前記配線材接続部が前記バスバー電極と前記配線材との接続を行う際に上昇して前記配線材が接続される前記2つの太陽電池セルに接触し、前記搬送機構が前記複数の太陽電池セルを搬送している最中は前記複数の太陽電池セルに接触しない位置まで下降する支持部材と、を備えることを特徴とする配線材接続装置が提供される。
In order to solve the above problems, in one aspect of the present invention, a transport mechanism that supports and transports the vicinity of two opposing sides of a plurality of solar cells arranged in a predetermined direction;
Of the plurality of solar cells, a wiring material connecting portion for connecting a wiring material to the bus bar electrode on one light receiving surface side of the two adjacent solar cells and the bus bar electrode on the other non-light receiving surface side;
The second wiring member is disposed below the wiring member connecting portion and is movable in the vertical direction, and is raised when the wiring member connecting portion connects the bus bar electrode and the wiring member. A support member that contacts one solar cell and descends to a position that does not contact the plurality of solar cells while the transport mechanism is transporting the plurality of solar cells. A wiring material connecting device is provided.
本発明によれば、太陽電池セルのバスバー電極に配線材を接続して太陽電池ストリングを作製する際に、太陽電池ストリングの破損を防止できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when connecting a wiring material to the bus-bar electrode of a photovoltaic cell and producing a photovoltaic cell string, damage to a photovoltaic cell string can be prevented.
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
図1は本発明の一実施形態に係る配線材接続装置1の概略構成を示す図であり、図1(a)は上面図、図1(b)は図1(a)のA−A線の断面図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a wiring
図1(a)に示すように、矢印Xで示す搬送方向に沿って複数の太陽電池セル2が配列されている。各太陽電池セル2の受光面側と反対側の非受光面側にはそれぞれ、図2に示すように、例えば3本のバスバー電極3が形成されている。図1および図2では図示していないが、太陽電池セル2の受光面と非受光面には、これらバスバー電極3に直交する方向に、多数のフィンガー電極が形成されており、これらフィンガー電極に流れる電流がバスバー電極3に集められる。バスバー電極3の数は必ずしも3本でなくてもよい。
As shown in FIG. 1A, a plurality of
本実施形態に係る配線材接続装置1は、バスバー電極3に配線材4を接続する処理を行う。バスバー電極3が3本あれば、それぞれに別々の配線材4を取り付けることになる。搬送方向に沿って配列されたn個(nは2以上の整数)以上の太陽電池セルのうち、隣接する2個の太陽電池セルのバスバー電極3に配線材4をそれぞれ接続することにより、n個の太陽電池セルが直列接続された太陽電池ストリング10が作製される。
The wiring
図1(b)に示すように、本実施形態に係る配線材接続装置1は、搬送機構5と、配線材接続部6と、支持部材7と、支持部材上下機構8とを備えている。
As shown in FIG. 1B, the wiring
搬送機構5は、所定方向(図1(a)のX方向)に配列された複数の太陽電池セル2の対向する2辺の近傍を支持して搬送する。搬送機構5は、複数の太陽電池セル2の対向する2辺の近傍を支持する2本のベルト11と、これらベルト11を吸着させる吸着部材12と、これらベルト11を移動させる制御を行う不図示の動力機構とを有する。
The transport mechanism 5 supports and transports the vicinity of two opposing sides of the plurality of
各ベルト11は、搬送方向に沿って環状に配置され、両ベルト11は同じ速度で同方向に移動する。図1(b)の断面図では、上下左右の2箇所ずつにベルト11の断面形状が図示されている。各ベルト11の幅は、例えば15mmである。
Each
3本以上のベルト11で太陽電池セル2を支持する従来例が知られているが、本実施形態は必要最小限の2本のベルト11で太陽電池セル2の対向する2辺の近傍を支持する。対向する2辺の近傍で太陽電池セル2を支持することで、太陽電池セル2が図1(a)のY方向に位置ずれをおこしにくくなる。
Conventional examples of supporting
また、これら2本のベルト11の間に、別個のベルト11を配置したとすると、後述するように、上下に移動する支持部材7と接触するおそれがあることから、本実施形態では、2本のベルト11の間に別個のベルト11を設けるのは好ましくない。
Further, if a
また、太陽電池セル2の対向する2辺の近傍よりも内側にベルト11を設けると、後述するように、配線材4をバスバー電極3にハンダ付けする際に、バスバー電極3の表面のフラックスがベルト11に付着するおそれがあり、ベルト11を洗浄または交換するなどのメンテナンスコストがかかってしまう。
Further, when the
このようなことから、本実施形態では、太陽電池の対向する2辺の近傍を2本のベルト11で支持するようにしている。
For this reason, in this embodiment, the two
太陽電池セル2の対向する2辺間の長さは、必ずしも同じではなく、代表的な長さとして5インチと6インチがある。本実施形態では、対向する2辺間の長さの異なる複数の太陽電池セル2のいずれにも対応できるように、ベルト11間の距離を設定する。例えば、5インチの太陽電池セル2を2本のベルト11で支持する際に太陽電池セル2の2辺の近傍にベルト11が接触するようにベルト11間の距離を設定した場合は、6インチの太陽電池セル2を2本のベルト11で支持する際には、2辺の近傍よりも内側でベルト11が太陽電池セル2を支持することになるが、動作上特に問題は生じない。このように、本実施形態では、ベルト11間の距離を固定にすることを前提とするが、太陽電池セル2のサイズに応じてベルト11間の距離を調整できるようにしてもよい。
The length between two opposing sides of the
ベルト11は、吸着部材12により、吸着部材12の上面に吸着されながら移動する。吸着部材12の上面には、一定間隔で複数の吸着孔が設けられている。吸着部材12は、ベルト11の移動時にベルト11を吸着部材12の上面に押しつける吸着力を発生するため、ベルト11の位置ずれが抑制される。なお、吸着部材12は、不図示の真空ポンプ等で空気を吸い込むことにより吸着力を発生する。
The
配線材接続部6は、複数の太陽電池セル2のうち、隣接する2つの太陽電池セル2の一方の受光面側のバスバー電極3と他方の非受光面側のバスバー電極3とに配線材4を接続する。バスバー電極3と配線材4との接続にはハンダを用いる。ハンダは配線材4の表面に予めコーティングされている。また、バスバー電極3の表面には、ハンダが付きやすいようにフラックスが塗布されている。
The wiring member connecting portion 6 is connected to the
バスバー電極3と配線材4をハンダ付けするには、配線材4の表面のハンダを溶かさなければならない。このため、配線材接続部6は、不図示の加熱手段を有する。この加熱手段は搬送機構5の上方に設けられており、ハンダ付けを行う際に配線材4の近くに加熱手段を配置して、配線材4の表面のハンダを溶かして、バスバー電極3と配線材4とをハンダ付けする。加熱手段としては、ホットエア、電磁誘導加熱、赤外線ランプ等の公知の加熱手段を使用可能である。
In order to solder the
図3(a)はバスバー電極3に配線材4を接続した太陽電池ストリング10の断面図、図3(b)は上面図である。図示のように、配線材4は折り曲げられて、一端部は一つの太陽電池セル2の受光面側のバスバー電極3に接続され、他端部は隣接する太陽電池セル2の非受光面側のバスバー電極3に接続される。配線材4の折り曲げ処理は、配線材4を支持部材7に載置する前に行われる。
3A is a cross-sectional view of the
支持部材7は、配線材接続部6の下方に配置されており、支持部材上下機構8により上下方向に移動可能とされている。支持部材7は、配線材接続部6で配線材4の接続を行う際に上昇して、配線材4の接続を行う太陽電池セル2に接触する。また、支持部材7は、搬送機構5が複数の太陽電池セル2を搬送している最中は、複数の太陽電池セル2に接触しない位置まで下降する。支持部材7の上下方向の移動距離は、特に限定されるものではないが、例えば2〜5mmである。
The
支持部材7と接触する太陽電池セル2の裏面側には3本のバスバー電極3が形成されており、上昇してきた支持部材7の上面と最初に接触するのは、これら裏面側の3本のバスバー電極3に接触するように配置される配線材4である。ただし、配線材4とバスバー電極3の膜厚は薄いため、実際には、太陽電池セル2の裏面側の大部分が支持部材7の上面に接触することになる。
Three
支持部材7の短手方向の幅(図1(a)のY方向長さ)は、2本のベルト11の間隔に収まる長さである。これにより、支持部材7が上下しても、ベルト11に接触するおそれはない。また、支持部材7の短手方向の幅は、当然のことながら、バスバー電極3の幅よりも広い。
The width of the
また、支持部材7の長手方向の幅(図1(a)のX方向長さ)は、配線材4をハンダ付けする場合には、配線材接続部6が配線材4の接続を行うのに必要な長さ、より具体的には太陽電池セル2の1個分の長さ以上である。
In addition, the width in the longitudinal direction of the support member 7 (the length in the X direction in FIG. 1A) is such that when the
図4は支持部材7の長手方向(搬送方向)の幅を太陽電池セル2の4個分の長さにした例を示している。4個分の長さにした理由は、支持部材7の左端側の1セル分で太陽電池セル2の予備加熱を行い、その隣の1セル分で配線材4のハンダ付けを行い、その隣の1セル分で1回目の保温を行い、右端側の1セル分で2回目の保温を行うようにしたためである。2セル分で保温を行う理由は、ハンダ付け後の太陽電池セル2の温度を徐々に下げるためであり、1回目の保温温度よりも2回目の保温温度を低くしている。なお、図4の支持部材7の幅は一例であり、必ずしも4個分の幅にする必要はない。
FIG. 4 shows an example in which the width of the
支持部材7は、支持部材上下機構8により、上下方向(鉛直方向)に移動する。支持部材上下機構8は、図1(b)に示すように、上下動部材13と、エアシリンダ14と、エア管15と、エアシリンダ支持台16とを有する。上下動部材13は、支持部材7を載置した状態で上下に移動する。エアシリンダ14は、エア管15から空気を出し入れすることで、上下動部材13を上下に移動させる駆動力を発生する。エアシリンダ支持台16は、エアシリンダ14を載置する台であり、上下には移動せず固定されている。エアシリンダ支持台16は、図示のようにコの字形状であり、エアシリンダ支持台16の内部をベルト11が通過する。
The
なお、エアシリンダ支持台16の形状は、その内部をベルト11が通過できるような構造であればよく、必ずしもコの字形状である必要はなく、例えば環状でもよい。
The shape of the
配線材接続部6で配線材4の接続を行う際には、支持部材7が太陽電池セル2に接触されるため、太陽電池セル2上のバスバー電極3に塗布されたフラックスが支持部材7の上面に付着するおそれがある。このため、図1(b)では、太陽電池セル2を載置する支持台7aと、この支持台7aが着脱可能に取り付けられる支持基台7bとで支持部材7を構成している。これにより、支持台7aの上面にフラックス等が付着した場合等、必要に応じて支持台7aを交換でき、フラックス付着の影響を受けにくくなる。
When connecting the
なお、支持部材7を支持台7aと支持基台7bで構成し、支持台7aを着脱可能にすることは必須ではない。支持部材7を一体構造にして、支持部材7の上面を定期的にクリーニングしてもよい。クリーニングは、手動で行ってもよいし、クリーニング部材を設けてもよい。
It is not essential that the
次に、本実施形態に係る配線材接続装置1による配線材接続工程を順に説明する。図5は配線材接続工程の一例を示すフローチャートである。
Next, the wiring material connection process by the wiring
まず、支持部材上下機構8により支持部材7を上昇させた状態で、先頭の太陽電池セル2のバスバー電極3に接続するための配線材4が支持部材7上の所定位置に配置される(工程S1)。
First, in a state where the
次に、多数の太陽電池セルがスタックされたラックから、不図示のロボットの吸着パッドにて先頭の太陽電池セル2の受光面を吸着させた状態で搬送し、この太陽電池セル2の非受光面側のバスバー電極3を配置済みの配線材4に接触させる(工程S2)。
Next, it is transported from a rack in which a large number of solar cells are stacked with the light receiving surface of the first
次に、工程S2で搬送した太陽電池セル2の受光面側のバスバー電極3に、別の配線材4を接触させる(工程S3)。
Next, another
次に、工程S2で搬送した太陽電池セル2の受光面側と非受光面側の配線材4に加熱手段を近づけて加熱し、配線材4とバスバー電極3をハンダ付けする(工程S4)。
Next, the
配線材4とバスバー電極3とのハンダ付けが完了すると、支持部材上下機構8により支持部材7を下降させる(工程S5)。支持部材7が下降すると、太陽電池セル2は、2本のベルト11のみで支持される状態になり、太陽電池セル2がフラックス等を介して支持部材7に貼り付くおそれを回避できる。支持部材7が下降を始める時点では、フラックスはまだ完全には固まっていないため、仮に支持部材7にフラックスが付着したとしても、支持部材7の下降時に、太陽電池セル2が支持部材7に貼り付いた状態で支持部材7とともに下降するおそれはない。
When the soldering of the
支持部材7の下降が完了すると、次に、搬送機構5は搬送方向に2本のベルト11を移動させる。移動距離は、太陽電池セル2の搬送方向長さと同じであり、ここでは配線済みの太陽電池セル2を1セル分移動させる(工程S6)。
When the lowering of the
搬送機構5が太陽電池セル2を搬送している最中は、支持部材7は下降しているため、太陽電池セル2は、2本のベルト11のみで支持され、フラックス等が支持部材7に付着して太陽電池セル2が支持部材7に貼り付くおそれはなくなる。また、搬送中に、フラックスとハンダは固まるため、その後に、支持部材7が太陽電池セル2に接触したとしても、太陽電池セル2が支持部材7に貼り付くことはなく、太陽電池セル2の破損を防止できる。
While the transport mechanism 5 is transporting the
上述した工程S6で、太陽電池セル2の1セル分の搬送が完了すると、支持部材上下機構8により支持部材7を上昇させて、配線済みの太陽電池セル2に支持部材7を接触させる。(工程S7)。
When the transportation of one
その後、工程S2〜S7の工程を、太陽電池ストリング10を構成する太陽電池セル2の数であるn回(nは2以上の整数)繰り返す(工程S8)。
Then, the process of process S2-S7 is repeated n times (n is an integer greater than or equal to 2) which is the number of the
n回目の工程S7を行った後に、太陽電池ストリング10の最後尾の太陽電池セル2の受光面側のバスバー電極3に配線材4を接触させて、加熱手段にてハンダ付けを行い、その後に支持部材7を下降させる(工程S9)。以上の工程により、太陽電池ストリング10が完成する。
After performing the n-th step S7, the
図1(a)に示したように、本実施形態では、太陽電池セル2の対向する2辺の近傍を2本のベルト11で支持するため、2本のベルト11の間で、太陽電池セル2が下方に反るおそれがある。反りの大きさは、太陽電池セル2の膜厚や材料などに依存するが、反りが問題になる場合は、2本のベルト11が載置される吸着部材12の上面を、図6に示すように、太陽電池セル2が配置される内側方向から外側方向にかけて高さが連続的に低くなる傾斜面にすることで、2本のベルト11が太陽電池セル2を引っ張り合うようになり、反りを軽減することができる。
As shown in FIG. 1 (a), in this embodiment,
このように、本実施形態では、太陽電池セル2のバスバー電極3に配線材4を接続する際には支持部材7を太陽電池セル2に接触させてバスバー電極3と配線材4のハンダ付けを行い、ハンダ付けが完了すると、支持部材7を下降させてから、太陽電池セル2を搬送するため、ハンダ付けの際にバスバー電極3の表面から溶け出したフラックスを介して太陽電池セル2が支持部材7に貼り付くおそれがなくなる。これにより、配線材4の接続時の太陽電池セル2の破損を防止できる。
Thus, in this embodiment, when connecting the
本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。 The aspect of the present invention is not limited to the individual embodiments described above, and includes various modifications that can be conceived by those skilled in the art, and the effects of the present invention are not limited to the contents described above. That is, various additions, modifications, and partial deletions can be made without departing from the concept and spirit of the present invention derived from the contents defined in the claims and equivalents thereof.
1 配線材接続装置、2 太陽電池セル、3 バスバー電極、4 配線材、5 搬送機構、6 配線材接続部、7 支持部材、8 支持部材上下機構、10 太陽電池ストリング、11 ベルト、12 吸着部材、13 上下動部材、14 エアシリンダ、15 エア管、16 エアシリンダ支持台
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記複数の太陽電池セルのうち、隣接する2つの太陽電池セルの一方の受光面側のバスバー電極と、他方の非受光面側のバスバー電極とに配線材を接続する配線材接続部と、
前記配線材接続部の下方に配置され、上下方向に移動可能で、前記配線材接続部が前記バスバー電極と前記配線材との接続を行う際に上昇して前記配線材が接続される前記2つの太陽電池セルに接触し、前記搬送機構が前記複数の太陽電池セルを搬送している最中は前記複数の太陽電池セルに接触しない位置まで下降する支持部材と、を備えることを特徴とする配線材接続装置。 A transport mechanism that supports and transports the vicinity of two opposing sides of a plurality of solar cells arranged in a predetermined direction;
Of the plurality of solar cells, a wiring material connecting portion for connecting a wiring material to the bus bar electrode on one light receiving surface side of the two adjacent solar cells and the bus bar electrode on the other non-light receiving surface side;
The second wiring member is disposed below the wiring member connecting portion and is movable in the vertical direction, and is raised when the wiring member connecting portion connects the bus bar electrode and the wiring member. A support member that contacts one solar cell and descends to a position that does not contact the plurality of solar cells while the transport mechanism is transporting the plurality of solar cells. Wiring material connection device.
前記複数の太陽電池セルのそれぞれが有する前記バスバー電極は、前記2本のベルトが支持する前記2辺の近傍よりも内側に配置されることを特徴とする請求項1に記載の配線材接続装置。 The transport mechanism has two belts that support the vicinity of two opposing sides of the plurality of solar cells,
2. The wiring member connection device according to claim 1, wherein the bus bar electrode included in each of the plurality of solar cells is disposed inside the vicinity of the two sides supported by the two belts. .
前記吸着部材の上面は、前記複数の太陽電池セルが配置される内側方向から外側方向にかけて高さが連続的に低くなる傾斜面であることを特徴とする請求項2乃至5のいずれかに記載の配線材接続装置。 An adsorbing member that generates an adsorbing force that adsorbs the two belts placed on the upper surface to the upper surface;
The upper surface of the adsorption member is an inclined surface whose height continuously decreases from the inner side to the outer side where the plurality of solar cells are arranged. Wiring material connection device.
Priority Applications (1)
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