CN101281937A

CN101281937A - 接合导线向太阳能电池单元的软钎焊方法

Info

Publication number: CN101281937A
Application number: CNA2008100903898A
Authority: CN
Inventors: 片山学; 市村光
Original assignee: Nisshinbo Industries Inc
Current assignee: Nisshinbo Holdings Inc
Priority date: 2007-04-02
Filing date: 2008-04-01
Publication date: 2008-10-08
Also published as: US20080237300A1; EP1978564A2; JP2008258267A; TW200910613A; KR20080090284A

Abstract

本发明提供防止在接合导线向太阳能电池单元的软钎焊后，由于导线的热收缩而产生的热形变引起的太阳能电池单元的翘起的软钎焊方法。本发明提供一种接合导线向太阳能电池单元的软钎焊方法，是向太阳能电池单元软钎焊接合导线的方法，其特征在于，在太阳能电池单元的规定位置上设置接合导线，密接保持接合导线和太阳能电池单元，加热所述太阳能电池单元的同时使软钎料熔解，然后从所述太阳能电池单元的长度方向的端部沿接合导线的长度方向依次冷风冷却所述太阳能电池单元。

Description

接合导线向太阳能电池单元的软钎焊方法

技术领域

本发明涉及在太阳能电池面板的制造中，向形成该面板的太阳能电池单元(以下，有时简称为“单元”)软钎焊接合导线(tab lead)的方法。

背景技术

在太阳能电池单元上固着的接合导线由铜制导线、和涂敷导线的软钎料构成。

以往，在太阳能电池单元上固着接合导线时，在单元上将接合导线用棒状或杆状刚性压紧部件压紧支承的状态下进行加热，使接合导线的软钎料熔解，由此进行接合导线的软钎焊。

在专利文献1、2中公开有这样的技术。

【专利文献1】特开平11-87756号公报

【专利文献2】特开2003-168811号公报

在太阳能电池单元上软钎焊接合导线时，加热后的太阳能电池单元的冷却通过使其远离加热源(加热器等)，或向太阳能电池单元整体或接合导线部整个区域吹送气氛温度的空气，或从加热炉向气氛温度环境取出太阳能电池单元而进行。

在这样的冷却方法中，单元温度从单元的外周部开始降低，接合导线的固着从单元的两端部向中央部进行。

在这样的状态下，太阳能电池单元上的接合导线固着于单元的两端，若一旦固着，则接合导线在软钎料固着后，也随着温度的降低，进一步收缩。因此，由于其压缩力而在单元上发生翘起。

另外，若利用常温而逐渐冷却，则涂敷导线的软钎料在铜制导线充分热收缩之前固化，由于导线和单元的线膨胀系数之差，导致在单元上发生翘起的情况。

在太阳能电池单元自身形成为很薄的近年来的太阳能电池单元中，在单元上多发生翘起等变形。在约150mm见方程度的单元中，发生约6～10mm左右的翘起，由于该翘起，导致破裂。

而且，若将发生了翘起等变形的太阳能电池单元加工为太阳能电池面板，则变形在其加工时被机械性矫正，除了其成为向单元的应力而导致破裂之外，而且在向接下来的工序输送发生了翘起等变形的太阳能电池单元时也发生破裂。

太阳能电池单元由于在太阳能电池中所占的成本分量非常高，破裂导致的不合格的发生不仅降低生产率，而且导致增大损失费的问题。

在专利文献1及2中公开有软钎焊的方法，但对上述问题的解决方法没有任何公开。

发明内容

本发明的目的在于提供防止在接合导线向太阳能电池单元的软钎焊后，由于导线和单元的热收缩差而产生的太阳能电池单元的翘起的软钎焊方法。

为了实现上述目的，本申请的第一发明为一种接合导线向太阳能电池单元的软钎焊方法，是向太阳能电池单元软钎焊接合导线的方法，其特征在于，在太阳能电池单元的规定位置上设置接合导线，密接保持接合导线和太阳能电池单元，在加热所述太阳能电池单元的同时使软钎料熔解，然后从所述太阳能电池单元的长度方向的端部沿接合导线的长度方向依次冷风冷却所述太阳能电池单元。

另外，本申请的第二发明在第一发明的基础上提供一种接合导线向太阳能电池单元的软钎焊方法，其特征在于，在太阳能电池单元的冷风冷却中，对与软钎焊于太阳能电池单元的接合导线成直角的方向的太阳能电池单元整个宽度范围供给冷风，并且在接合导线的长度方向上局部地供给冷风。

另外，本申请的第三发明在第一及第二发明的基础上提供一种接合导线向太阳能电池单元的软钎焊方法，其特征在于，利用一个以上的喷嘴向太阳能电池单元供给所述冷风。

另外，本申请的第四发明在第一～第三发明的基础上提供一种接合导线向太阳能电池单元的软钎焊方法，其特征在于，所述冷风是包括氟里昂气体、氮气、二氧化碳及惰性气体的任一种的冷却气体。

发明效果

本发明的接合导线向太阳能电池单元的软钎焊方法，利用解决上述问题的手段，可以得到如下效果的至少一个。

<1>通过从太阳能电池单元的端部开始冷却，使软钎料的固着从单元端部向另一端行进，从而能够减轻冷却后的接合导线压缩力，其结果，能够进行翘起少的软钎焊。

<2>通过从太阳能电池单元的端部开始冷却，在位于粘接部的接合导线内的导线热收缩时，能够使其在还未固化的软钎料内移动。从而，能够减轻冷却后的接合导线压缩力，能够进行翘起少的软钎焊。

<3>通过利用冷风从太阳能电池单元的端部开始冷却，使导线在软钎料固化前热收缩，因此，能够进一步减轻冷却后的接合导线压缩力，能够进行翘起少的软钎焊。

<4>由于翘起少，因此，即使为薄板单元，也能够进行破裂率非常少的软钎焊。

<5>能够进行翘起少的软钎焊，在后工序等中的破裂变少。

<6>由于翘起少，能够进行稳定的吸附输送。

<7>由于翘起少，后工序的层叠加工时的单元间隔不易发生位置偏离，不易导致单元间的短路等不良情况，另外，外观上美观(单元间隔均匀)。

附图说明

图1是表示对接合导线软钎焊的太阳能电池单元的俯视图。

图2是图1所示的太阳能电池单元的剖面图。

图3是以示意性表示实施本发明的软钎焊方法的工序的侧剖面图。

图4是表示在本发明的软钎焊方法中使用的保持体的一例的立体图。

图5是本发明的软钎焊方法中使用的冷却机构80的第一实施方式。

图6是本发明的软钎焊方法中使用的冷却机构80的第二实施方式。

图7是本发明的软钎焊方法中使用的冷却机构80的第三实施方式。

图8是太阳能电池单元和接合导线的连接部分的剖面图。

图中：10-太阳能电池单元；11-集电极；12-粘接部；20-接合导线；21-导线；22-软钎料；30-保持体；40-上侧保持体；50-下侧保持体；60-输送带；70-加热空间；71-加热机构；80-冷却机构；81-冷风；82-吹出口；83-调节阀。

具体实施方式

以下，参照附图，根据实施方式，对本发明进行详细的说明。

<1>太阳能电池单元

图1和图2表示软钎焊接合导线20的太阳能电池单元10。

如图1所示，在太阳能电池单元10的表面平行设置有两列集电极11。

如图2所示，太阳能电池单元10在上表面设置有正极的集电极11，在下表面设置有负极的集电极11，排列多个太阳能电池单元10，用接合导线20串联连接相邻接的太阳能电池单元10的上表面的集电极11和下表面的集电极11。

接合导线20包括：铜制导线21、和涂敷导线21的软钎料22，在与太阳能电池单元10相接的部分利用软钎焊形成粘接部12，并经由粘接部12与太阳能电池单元10的集电极11连接。

<2>软钎焊方法

图3是表示使用了本发明的软钎焊方法的软钎焊工序的剖面图。

在软钎焊工序中，作为一例，利用图4所示的由上侧保持体40和下侧保持体50构成的输送保持体30，将太阳能电池单元10和接合导线20在定位的状态下保持。如图1及图2所示，在软钎焊多个太阳能电池单元10和接合导线20的情况下，将本发明的输送保持体30的所需个数保持一定间隔而连接等来使用。在此，为了简略化，对将一个输送保持体30利用输送带60送进加热空间70，并软钎焊的情况进行说明。

在本发明的软钎焊方法中，使用如下机构来进行，即，输送定位保持太阳能电池单元10和接合导线20的输送保持体30的输送带60、加热空间70、和配置于加热空间70的出口的上下的冷却机构80，其中加热空间70是形成为可使输送带60的输送面在内部行进，且以从上下跨输送带60的形式配置的腔室状空间，且在内部具备多个加热机构71。

<3>加热

太阳能电池单元10被输送保持体30以将接合导线20定位且压紧于太阳能电池单元10的集电极11而形成了粘接部12的状态保持，且送入加热空间70中。

在加热空间70中，夹着输送带60而在上下方配置有多个加热器等加热机构71。

送入加热空间70的太阳能电池单元10的上表面及下表面利用加热机构70同时升温，从而软钎料22熔解。

利用输送带60从加热空间70送出在输送保持体30上的被加热的太阳能电池单元10。

<4>软钎料熔解后的冷却方法(实施方式1)

对软钎料熔解后的冷却机构的第一实施方式进行说明。

利用设置于加热空间70的出口的上下方的冷却机构80，冷却利用图3的输送带60从加热空间70送出的输送保持体30上的太阳能电池单元10，接合导线20的熔解的软钎料22从太阳能电池单元10的端部开始固化。这样，利用输送带60输送输送保持体30，太阳能电池单元10利用冷却机构80从端部开始依次冷却。还有，在本实施方式中，作为冷却机构80，使用冷风81。如图3所示，从安装于加热空间70的出口的喷嘴等吹出口吹送冷风81。在这种情况下，不仅从上方吹送冷风81，而且还从下侧吹送冷风81。

设置于加热空间70的出口的上下方的吹出口82，作为一例，如图5所示，配合软钎焊于太阳能电池单元10的上下方的接合导线20的位置而配置。另外，其前端形成为向接合导线20收缩的形状。

[实施方式2]

对软钎料熔解后的冷却机构的第二实施方式进行说明。在本实施方式中，设置于加热空间70的出口的上下方的吹出口82如图6所示，其前端横贯太阳能电池单元10的整个宽度，形成为向接合导线20收缩的形状。

[实施方式3]

对软钎料熔解后的冷却机构的第三实施方式进行说明。在本实施方式中，由于单元10的温度分布等，其前端的吹出口如图7所示，形成为多个吹出口，在各吹出口上设置调节阀83，形成调节其冷风的流量的结构也可。

利用图8，说明利用这样的冷却机构80，如何使太阳能电池单元10上的接合导线20固化。

图8是冷却时的接合导线20的剖面图，图8(a)是在通常的气氛下逐渐进行冷却的情况，图8(b)是利用冷却机构80从单元的端部依次进行冷却的情况。

在图8(a)中，由于逐渐进行冷却，因此，接合导线20的冷却从单元的两端部向中央部进行。另外，由于逐渐冷却，因此，不受热传导率之差的影响，同时进行导线21的热收缩和软钎料22的固化。因此，软钎料22在导线21充分热收缩之前固化，接合导线压缩力发生作用，其结果，在太阳能电池单元上发生翘起。

另一方面，在利用冷却机构80从单元的端部依次进行冷却的情况下，如图3所示，利用输送带60输送太阳能电池单元10的同时，利用冷却机构80进行冷却。

由此，接合导线20从长度方向的端部(单元的端部)沿长度方向被冷却。因此，如图8(b)所示，在导线21热收缩时，在已经熔解的软钎料221内移动而收缩，因此，软钎料22的固化不限制导线的热收缩，能够减轻冷却后的接合导线压缩力。

另外，图8(b)中由于利用冷风81进行冷却，因此，热传导率高的铜制导线21先于软钎料22进行热收缩。因此，在软钎料22固化时，导线21已经充分进行热收缩，故能够减轻冷却后的接合导线压缩力。

利用这样的冷却机构80，能够将软钎焊后的单元的翘起抑制如下：在150mm见方，且厚度为约150μm的单元的情况下，抑制在±2mm以内。

[实施方式4]

对更有效防止软钎料熔解后的太阳能电池单元的翘起的冷却机构80的第四实施方式进行说明。在本实施方式中，作为利用冷却机构80向太阳能电池单元供给的冷风81，使用包括氟里昂气体、氮气、二氧化碳及惰性气体的冷却气体。吹出口82的形状与实施方式1相同，但由于使用冷却气体，因此，可以省去图3的自下方的吹出口。

使用的冷却气体可以使用氟里昂气体、二氧化碳、氮气及惰性气体。这些冷却气体可以单独使用一种或混合任意多种而使用。将这些冷却气体以冷却至-40℃左右的状态向单元的表面吹送。还有，从环境方面考虑，氟里昂气体优选使用替代氟里昂。

另外，由于可以使用冷却气体进行骤冷，因此，可以在比第一至第三实施方式更短的时间内冷却单元，如用图8说明所述，能够进一步提高从单元上的接合导线的端部依次冷却引起的翘起的防止效果。

Claims

1.一种接合导线向太阳能电池单元的软钎焊方法，是向太阳能电池单元软钎焊接合导线的方法，其特征在于，

在太阳能电池单元的规定位置上设置接合导线，

密接保持接合导线和太阳能电池单元，

在加热所述太阳能电池单元的同时使软钎料熔解，

然后从所述太阳能电池单元的长度方向的端部沿接合导线的长度方向依次冷风冷却所述太阳能电池单元。

2.根据权利要求1所述的接合导线向太阳能电池单元的软钎焊方法，其特征在于，

在太阳能电池单元的冷风冷却中，对与软钎焊于太阳能电池单元的接合导线成直角的方向的太阳能电池单元整个宽度范围供给冷风，并且在接合导线的长度方向上局部地供给冷风。

3.根据权利要求1或2所述的接合导线向太阳能电池单元的软钎焊方法，其特征在于，

利用一个以上的喷嘴向太阳能电池单元供给所述冷风。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的接合导线向太阳能电池单元的软钎焊方法，其特征在于，

所述冷风是包括氟里昂气体、氮气、二氧化碳及惰性气体的任一种的冷却气体。