JP2004111464A - 太陽電池用のストリング製造装置及び太陽電池モジュール製造方法 - Google Patents
太陽電池用のストリング製造装置及び太陽電池モジュール製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】複数の太陽電池セルcを電気的に接続して太陽電池用のストリングsを製造する装置1において,太陽電池セルc同士を電気的に接続する接続ステージ7と,前記接続ステージ7において形成されたストリングsの電気特性を検査する電気特性検査部16と,検査した電気特性に応じて前記ストリングsを複数のランクに分類して載置するストリング載置部20とを備えることとした。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は,複数の太陽電池セルを電気的に接続して太陽電池用のストリングを製造する装置及び太陽電池モジュールを製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年,太陽エネルギを活用すべく,太陽電池について種々の開発がなされている。また,太陽電池の形態も,単結晶シリコンや多結晶シリコンを用いた結晶型の太陽電池の他,アモルファスシリコン(非結晶シリコン)を用いたアモルファス型の太陽電池など,様々なものが案出されている。例えば,太陽電池モジュールは,太陽エネルギを電気エネルギに変換する太陽電池セルを直線状に並べてタブリードで電気的に接続したストリングを形成し,次に,ストリングを並べて配線で電気的に接続してマトリクスを形成し,さらに,マトリクスをカバーガラスと保護材(ラミネート材)によってラミネートする工程を経て製造される。
【0003】
ところで,太陽電池セルは,電気特性を均一に製造することが難しく,通常は電気特性にばらつきがある。そのため,予め太陽電池セルの電気特性を検査し,その電気特性に応じて太陽電池セルを数種類のランクに分類する。そして,同一のランクに分類された太陽電池セル同士を電気的に接続することにより,ストリング,マトリクス及び太陽電池モジュールを形成する。こうして出来上がった太陽電池モジュールに対して,さらに電気特性の検査を行うことにより,基準値の範囲外の太陽電池モジュールを排除し,太陽電池モジュールの電気特性を保証する。出来上がった太陽電池モジュールは,太陽電池セルのランクと同数にランク分け可能である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら,従来の太陽電池モジュール製造方法にあっては,同一のランクに分類された太陽電池セルのみから太陽電池モジュールを形成しても,電気特性の検査を行うと,基準値の範囲外の太陽電池モジュールが発見される問題があった。さらに,排除された太陽電池モジュールの中に基準値を満たす太陽電池セルやストリングが含まれていても,すでに接続やラミネートが行われた後に太陽電池モジュールを分解して再利用することは困難であり,基準値を満たすストリングも廃棄していた。また,排除された太陽電池モジュールに使用された配線,ラミネート材が無駄となっていた。このようなストリング,配線,ラミネート材の廃棄は,製造コストが高くなる要因となっていた。
【0005】
従って,本発明の目的は,太陽電池モジュールの歩留りを向上させることができる太陽電池用のストリング製造装置及び太陽電池モジュール製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために,本発明によれば,複数の太陽電池セルを電気的に接続して太陽電池用のストリングを製造する装置であって,太陽電池セル同士を電気的に接続する接続ステージと,前記接続ステージにおいて形成されたストリングの電気特性を検査する電気特性検査部と,検査した電気特性に応じて前記ストリングを複数のランクに分類して載置するストリング載置部とを備えることを特徴とする,太陽電池用のストリング製造装置が提供される。
【0007】
かかる太陽電池用のストリング製造装置にあっては,太陽電池モジュールを形成する前に,ストリングを検査して複数のランクに分類し,同一のランクに分類された複数のストリングを電気的に接続して太陽電池モジュールを形成することができる。例えば,電気的な接続状態等に起因して,ストリングのランクが,太陽電池セルのランクから想定されるランクと異なる場合も,ストリングを適切なランクに分類し,ランク外のストリングを排除するので,太陽電池モジュールの歩留りが向上する。
【0008】
また,本発明によれば,複数の太陽電池セルを電気的に接続して太陽電池モジュールを製造する方法であって,複数の太陽電池セルを電気的に接続してストリングを形成し,前記ストリングを検査して複数のランクに分類し,同一のランクに分類された複数のストリングを電気的に接続して太陽電池モジュールを形成することを特徴とする,太陽電池モジュール製造方法が提供される。
【0009】
前記ストリングを形成する前に,太陽電池セルを検査して複数のランクに分類し,前記ストリングを形成するに際し,同一のランクに分類された複数の太陽電池セルを電気的に接続することが好ましい。この場合,太陽電池セルを検査するに際し,ランク外の太陽電池セルを排除するので,ストリングの歩留りが向上する。従って,太陽電池モジュールの歩留りが更に向上し,基準値を満たす太陽電池セル,タブリードの無駄な廃棄を防止する。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下,本発明の好ましい実施の形態を,図面を参照にして説明する。図1は,本発明の実施の形態にかかる太陽電池用のストリング製造装置1の全体を概略的に示す平面図である。
【0011】
ストリング製造装置1は,太陽電池セルcを供給する太陽電池セル供給部4と,太陽電池セルcにタブリードtを供給するタブリード供給部5と,太陽電池セルc同士をタブリードtによってはんだ付けすることにより電気的に接続する接続ステージ7と,接続ステージ7においてはんだ付けされた,複数枚,例えば9枚の太陽電池セルcからなるストリングsを搬出する搬出ステージ8が設けられている。また,接続ステージ7において電気的に接続した複数の太陽電池セルcを,搬出ステージ8側(図1では右向き)に搬送するコンベア10を備えている。さらに,搬出ステージ8の側方には,ストリングsの電気特性を検査する電気特性検査部16と,検査した電気特性に応じてストリングsを3つのランクR1,R2,R3に分類して載置するストリング載置部20が設けられている。
【0012】
図2に示すように,太陽電池セル供給部4は,複数の太陽電池セルcをストックしたストッカー23を搬入して載置するストッカー載置部24と,ストッカー23から取り出した太陽電池セルcを待機させる待機テーブル25と,取り出した太陽電池セルcを待機テーブル25からコンベア10に移動させる移動テーブル27を備えている。ストッカー23は,複数の板状の太陽電池セルcを鉛直方向に積み重ねてストックしており,図示しない取り出し機構によって,ストックされた太陽電池セルcの上面を吸着部材などを用いて吸着保持し,上から1枚ずつ取り出して移動テーブル27に受け渡す。
【0013】
ストッカー23内にストックされた太陽電池セルcは,光シュミレータとIV特性測定用回路とからなる図示しない太陽電池セル用特性測定装置によって,予め一枚ごとに電気特性が検査され,その電機特性値に応じて数個のランクに分類されており,各ランク毎にストッカー23内にストックされている。例えば,太陽電池セル用特性測定装置によって測定される項目の1つである,最大出力時の出力電圧値(Vpm)を,基準値の範囲内で3つの範囲に分割することにより,3つのランクr1,r2,r3を設定する。そして,太陽電池セル用特性測定装置によって太陽電池セルcのVpmを1枚ごとに測定して,各測定値が属するランクに分類し,同一のランクに分類された太陽電池セルc同士を同一のストッカー23内にストックする。なお,ランクr1,r2,r3のいずれにも属さないランク外の太陽電池セルcは排除されている。
【0014】
この太陽電池セルcは,後述するように,複数個がタブリードtによって電気的に接続されてストリングsとなる。その際に,同一のランクに分類された複数の太陽電池セルc同士が接続される。そして,図3に示すように,ストリングsを配線wによって接続することにより,マトリクスmを形成し,ラミネート加工して最終的に太陽電池モジュールMoを形成する。この場合,太陽電池セルcを検査するに際し,ランク外の太陽電池セルcを排除するので,ストリングsの歩留りが向上する。従って,太陽電池モジュールMoの歩留りが向上する。また,基準値を満たす太陽電池セルcや,タブリードtの無駄な廃棄を防止する。
【0015】
なお,太陽電池セル用特性測定装置は,短絡電流(Isc),開放電圧(Voc),最大出力時の出力電流(Ipm),最大出力時の出力電圧(Vpm),最大出力(Pmax),曲線因子(FF),変換効率(EFF),直列抵抗(Rs),シャント抵抗(Rsh),電流基準電圧(Iv),電圧基準電流(Vi),測定時の温度(Temp),測定時の照度(Light)等を計測可能である。
【0016】
タブリード供給部5は,一対のタブリード供給機構30,30を備えている。タブリード供給機構30,30は,コンベア10の両側方に一台ずつ配設されている。また,タブリード供給部5は,タブリードtが巻き付けられた図示しないロールと,カッターを備えている。このタブリードtの表面には,はんだが塗布されている。そして,ロールから連続的に繰り出されたタブリードtをカッターによってそれぞれ適当な長さに切断し,吸着パッド等を備えたタブリード供給機構30,30によってそれぞれ保持する。そして,図4に示すように,タブリード供給機構30,30によって,接続ステージ7に位置する一枚の太陽電池セルcに対して,切断した2本のタブリードt,tを所定の位置にそれぞれ載せる構成になっている。
【0017】
接続ステージ7においてコンベア10の上方には,接続機構35が設けられている。接続機構35は複数の加熱プッシャー36を備えている。タブリードt,tの上方から太陽電池セルcに対して,加熱させた複数の加熱プッシャー36をタブリードt,tに沿って押しつけると,タブリードt,tの表面に塗布されたはんだが溶融し,太陽電池セルcにタブリードt,tがはんだ付けされ,電気的に接続される構成となっている。
【0018】
コンベア10は,図示しないモータの稼働によって,図中右方向に間欠的に周動し,これにより,コンベア10の上に載せられた太陽電池セルcが,接続ステージ7,搬出ステージ8の順に間欠的に移動していくようになっている。また,吸着パッド等を備えた図示しない搬送機構によって,太陽電池セルcを移動テーブル27から接続ステージ7上に移載する構成となっている。
【0019】
コンベア10の表面には,図示しない多数の吸気口が設けられており,コンベア10の内側に配置された給気チャンバの減圧稼働で吸気口から空気を吸い込むことによって,太陽電池セルcの下面をコンベア10上に吸着するようになっている。これにより,接続ステージ7,搬出ステージ8の順に搬送される間において,太陽電池セルcを吸着保持する構成になっている。
【0020】
ここで図5,図6は,接続ステージ7においてコンベア10の上に載せられる太陽電池セルc1を上方から見た状態を示している。図7,図8は,接続ステージ7においてコンベア10の上に載せられる太陽電池セルc1,c2を上方から見た状態を示している。先ず図5に示すように,接続ステージ7においてコンベア10の上に,太陽電池セルc1が供給される。そして,コンベア10を図中右方向に間欠的に周動させることにより,タブリードt1,t1と太陽電池セルc1が所定の距離だけ移動し,その後,コンベア10が再び停止する。このとき,太陽電池セルc1は,図6に示すように,一対のタブリード供給機構30,30の間に移動している。即ち,コンベア10の間欠的な周動により,太陽電池セルc1を接続ステージ7内の移動テーブル27側の搬入位置P1から接続ステージ7内の搬出ステージ8側のタブリード供給位置P2に移動させる。
【0021】
次に,タブリードt1,t1を,タブリード供給機構30によって,タブリード供給位置P2にある太陽電池セルc1の表面に位置決めして載せる。この実施の形態では,一枚の太陽電池セルc1に対して2本のタブリードt1,t1を載せるようになっており,2本のタブリードt1,t1の先端側(図7ではタブリードt1,t1の右側)が太陽電池セルc1の上面に設けられた上面電極(図示せず)に当接するように位置決めされる。また,これら2本のタブリードt1,t1はいずれも太陽電池セルc1の上からコンベア10の搬送方向の上流側(図5,図6では太陽電池セルc1の左側)にはみ出るように配置される。なお,このように太陽電池セルc1とタブリードt1,t1を供給する際には,コンベア10は停止した状態となっている。
【0022】
続いて,移動テーブル27によって搬送された太陽電池セルc2を,図7に示すように,接続ステージ7においてコンベア10上の搬入位置P1に供給する。このとき,太陽電池セルc2は,太陽電池セルc1の上からコンベア10の搬送方向の上流側(図7では太陽電池セルc1の左側)にはみ出て配置されたタブリードt1,t1の後端側(図7ではタブリードt1,t1の左側)の上に載るように配置される。これにより,太陽電池セルc2の下面に設けられた下面電極(図示せず)が2本のタブリードt1,t1の後端側(図7ではタブリードt1,t1の左側)に上から当接するように位置決めされている。
【0023】
その後,接続機構35に備えた予備加熱ヒータ,本加熱ヒータ,プッシャーロッドによって,太陽電池セルc1とタブリードt1の先端,及び太陽電池セルc2とタブリードt1の後端をはんだ付けする。
【0024】
そして,再びコンベア10を図中右方向に間欠的に周動させることにより,電気的に接続した太陽電池セルc1,c2が所定の距離だけ移動し,その後,コンベア10が再び停止する。即ち,コンベア10の間欠的な周動により,太陽電池セルc1を接続ステージ7より搬出ステージ8側に移動させ,太陽電池セルc1と電気的に接続された太陽電池セルc2を,搬入位置P1から,太陽電池セルc1がコンベア10の周動前に位置したタブリード供給位置P2に移動させる。
【0025】
続いて,図8に示すように,2本のタブリードt2,t2をタブリード供給機構30,30によって太陽電池セルc2の表面に位置決めして載せる。この場合も,2本のタブリードt2,t2の先端側が太陽電池セルc2の上面に設けられた上面電極に当接するように位置決めされ,2本のタブリードt2,t2はいずれも太陽電池セルc2の上からコンベア10の搬送方向の上流側にはみ出るように配置される。
【0026】
これら図5,図6,図7,図8で説明した工程を繰り返すことによって,コンベア10の上に所定数の太陽電池セルcとタブリードt,tが順次載せられ,図9に示すように,各太陽電池セルcの上面電極と下面電極の間にタブリードt,tが当接した状態で位置決めされて供給され,電気的に接続される構成になっている。
【0027】
こうして複数の太陽電池セルcが,順次タブリードt,tのはんだ付けにより電気的に接続されていくと,新たな太陽電池セルcを接続ステージ7に供給する際のコンベア10の間欠的な周動に伴い,すでに接続された太陽電池セルcが,コンベア10の搬送方向の下流側に向かって前進していく。そして,所定数,例えば9枚の太陽電池セルcが電気的に接続され,ストリングsが完成したら,コンベア10を連続的に周動させてストリングsを搬出ステージ8まで搬送する構成となっている。
【0028】
図1に示すように,搬出ステージ8の側方には,搬出ステージ8から搬出した完成したストリングsを待機させるストリング待機テーブル37が備えられている。さらに,ストリングsを搬出ステージ8からストリング待機テーブル37に移載する図示しないストリング移載機構が備えられており,搬出ステージ8上に位置するストリングsの上面を,ストリング移載機構に備えた吸着部材などを用いて吸着保持し,ストリング待機テーブル37に移載する構成となっている。
【0029】
また,ストリング待機テーブル37の側方に,ストリングsの電気特性を検査する前述の電気特性検査部16が配置されている。さらに,ストリングsをストリング待機テーブル37から電気特性検査部16に移載する図示しないストリング移載機構が備えられており,ストリング待機テーブル37上に位置するストリングsの上面を,ストリング移載機構に備えた吸着部材などを用いて吸着保持し,電気特性検査部16に移載する構成となっている。
【0030】
電気特性検査部16には,ストリングsの電気特性を検査可能な,大型のストリング用特性測定装置38が備えられている。このストリング用特性測定装置38は,光シュミレータとIV特性測定用回路とを備え,ストリングsの上方において,太陽電池セルcの並ぶ方向に沿って移動可能である。そして,光シュミレータによって,ストリングsに均一な太陽光を照射し,IV特性測定用回路によって,Isc,Voc,Ipm,Vpm,Pmax,FF,EFF,Rs,Rsh,Iv,Vi,Temp,Light等を計測でき,設定されたランクと測定値を比較し,ランクの分類を行う。
【0031】
なお,ストリング用特性測定装置38には,Isc,Voc,Ipm,Vpm,Pmax,FF,EFF,Rs,Rsh,Iv,Vi,Temp,Light等の測定結果の他,測定日時,ストリングsの番号,ストリングsを分類したランク等の諸データを表示することができる表示部が備えられている。
【0032】
電気特性検査部16の側方には,ストリングsを載置可能な予備のストリング待機部39が配置されており,ストリング待機部39の側方に,ストリング載置部20が配置されている。
【0033】
ストリング載置部20には,3つのストリングカセット41,42,43が並べて配置されている。さらに,電気特性の検査を終えたストリングsを電気特性検査部16から3つのストリングカセット41,42,43のいずれかに移載する図示しないストリング移載機構が備えられており,電気特性検査部16上に位置するストリングsの上面を,ストリング移載機構に備えた吸着部材などを用いて吸着保持し,3つのストリングカセット41,42,43のいずれかに搬送する構成となっている。いずれのランクにも属さないランク外のストリングsは,ストリングカセット41,42,43にストックされずに,ストリング移載機構によってストリング載置部20から排除される。
【0034】
ストリング待機テーブル37に移載されたストリングsは,電気特性検査部16において特性測定装置によって,一枚ごとに電気特性が検査され,その電機特性値に応じて数個のランクのいずれに属するか決定される。そして,決定されたランクに応じて,3つのストリングカセット41,42,43のいずれかにストックされる。例えば,特性測定装置によって測定される項目の1つである,最大出力時の出力電圧値(Vpm)を,基準値の範囲内で3つの範囲に分割することにより,3つのランクR1,R2,R3を設定する。また,3つのストリングカセット41,42,43に,3つのランクR1,R2,R3をそれぞれ割り当て,各ランクR1,R2,R3に分類されたストリングsをストリングカセット41,42,43にそれぞれ搬送するように設定する。そして,ストリングsのVpmを1枚ごとに測定して,各測定値が属するランクを決定し,ストリングカセット41,42,43のいずれかに搬送する。各ストリングカセット41,42,43内には,各ランクR1,R2,R3に分類されたストリングsが,積み重なった状態でそれぞれストックされる。
【0035】
前述の太陽電池セルcを分類する各ランクr1,r2,r3に属する太陽電池セルcのみからストリングsを形成する場合,ぞれぞれランクR1,R2,R3に分類されるストリングsが形成されることが想定される。しかしながら,例えば,ストリングsを形成する太陽電池セルc同士のタブリードtによる電気的な接続状態や,タブリードtの性質のばらつきなどに起因して,ストリングsのランクが,太陽電池セルcのランクから想定されるランクから外れることがある。そのような場合であっても,電気特性検査部16によってストリングsの検査を行うことにより,ストリングsを適切にランクR1,R2,R3に分類し,ランク外のストリングsを排除する。これにより,後述する太陽電池モジュールMoの歩留りを向上させることができる。
【0036】
このストリング製造装置1において製造したストリングsは,ストリング載置部20のストリングカセット41,42,43から,図示しない搬送装置によってストリング製造装置1外の図示しない太陽電池モジュール製造装置に搬入される。太陽電池モジュール製造装置においては,複数のストリングsを並べてストリングs同士を配線wによって電気的に接続し,図3に示すようなマトリクスmを形成する。そして,マトリクスmを透明なカバーガラスと保護材との間に挟み,保護材を加熱圧着することにより軟化・溶融させ,マトリクスmをラミネートする。その後,キュアを行い,トリミングにより保護材の外形を整え,フレームを備え付ける。こうして,図3に示す太陽電池モジュールMoが完成する。
【0037】
太陽電池モジュール製造装置においては,例えば,ストリングカセット41内のストリングsのみを接続して太陽電池モジュールMoを形成する。前述のように電気特性検査部16によるストリングsの検査結果に応じて,ストリングsのランク分けとランク外のストリングsの排除が行われていることにより,ストリングsを分類するランクR1,R2,R3と同数の,3つのランクR’1,R’2,R’3のいずれかに分類される太陽電池モジュールMoが形成される。
【0038】
さらに,太陽電池モジュールMoの電気特性を検査可能な,大型のモジュール用特性測定装置によって,完成した太陽電池モジュールMoの電気特性を検査するモジュール検査が行われる。これにより,太陽電池モジュールMoが,太陽電池モジュールMoを分類するランクR’1,R’2,R’3に応じた電気特性を有することを確認する。モジュール検査においては,Isc,Voc,Ipm,Vpm,Pmax,FF,EFF,Rs,Rsh,Iv,Vi,Temp,Light等が計測される。モジュール検査の結果,電気特性値が所定の基準値を満たさないものは排除される。
【0039】
前述の各ランクR1,R2,R3に属するストリングsのみから太陽電池モジュールMoを形成する場合,ぞれぞれランクR’1,R’2,R’3に分類される太陽電池モジュールMoが形成されることが想定される。しかしながら,例えば,マトリクスmを形成するストリングs同士の配線wによる電気的な接続状態や,マトリクスmのラミネート状態などに起因して,太陽電池モジュールMoのランクが,ストリングsのランクから想定されるランクから外れることがある。そのような場合であっても,モジュール用特性測定装置によって太陽電池モジュールMoの検査を行うことにより,太陽電池モジュールMoを適切にランクR’1,R’2,R’3に分類し,ランク外の太陽電池モジュールMoを排除する。これにより,太陽電池モジュールMoの電気特性を保証する。
【0040】
さて,以上のように構成されたストリング製造装置1を使用する本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュール製造方法にあっては,先ず,製造された太陽電池セルcに対して一枚ごとに電気特性の検査を行い,測定された電気特性値に基づいてその太陽電池セルcが属するランクを決定し,各ランクr1,r2,r3に対応するストッカー23内にストックする。このとき,いずれのランクにも属さないランク外の太陽電池セルcを排除する。
【0041】
このように3つのランクr1,r2,r3に分類された太陽電池セルcをストックしたストッカー23を,ストリング製造装置1のストッカー載置部24に搬送し,待機させる。太陽電池セル供給部4においては,ストッカー載置部24のストッカー23から一枚の太陽電池セルc1を取り出し,待機テーブル25上に,取り出した一枚の太陽電池セルc1を待機させる。次に,移動テーブル27を待機テーブル25側に移動させ,待機テーブル25から移動テーブル27に太陽電池セルc1を移載する。そして,太陽電池セルc1を移載した移動テーブル27をコンベア10側に移動させ,移動テーブル27から接続ステージ7内の搬入位置P1に太陽電池セルc1を移載する。その後,コンベア10の間欠的な周動により,太陽電池セルc1を搬入位置P1からタブリード供給位置P2に移動させ,静止させる。
【0042】
なお,待機テーブル25から太陽電池セルc1が移動テーブル27に移載されたら,次の太陽電池セルc2をストッカー23から一枚取り出し,待機テーブル25に,取り出した一枚の太陽電池セルc2を待機させる。また,先に取り出した太陽電池セルc1を移動テーブル27から接続ステージ7に移載した後に,移動テーブル27を再び待機テーブル25側に移動させ,待機テーブル25上の太陽電池セルc2を移動テーブル27に移載する。そして,太陽電池セルc2を移載した移動テーブル27をコンベア10側に移動させ,移動テーブル27から接続ステージ7に太陽電池セルc2を移載可能に待機させる。こうして,接続ステージ7に太陽電池セルcを連続的に供給することにより,スループットの向上を図る。
【0043】
一方,タブリード供給部5においては,タブリードtが巻き付けられたロールからタブリードt1,t1をそれぞれ所定の長さに切り取り,切り取ったタブリードt1,t1を各タブリード供給機構30,30によって保持する。
【0044】
次に,図6に示すように,2枚のタブリードt1,t1をタブリード供給機構30,30によって太陽電池セルc1の表面に位置決めして載せる。その後,移動テーブル27によって搬送された新たな太陽電池セルc2を,移動テーブル27から接続ステージ7内の搬入位置P1に移載する。このとき,太陽電池セルcの下面に設けられた下面電極が,直前に供給された2本のタブリードt1,t1の後端側に上から当接するように移載される。
【0045】
そして接続ステージ7において,接続機構35によって,タブリードt1,t1を太陽電池セルc1の上面及び太陽電池セルc2の下面にはんだ付けする。これにより,先に接続ステージ7に供給された太陽電池セルc1と,新たに供給された太陽電池セルc2を,タブリードt1,t1を介して電気的に接続する。
【0046】
その後,コンベア10の間欠的な周動により,電気的に接続された太陽電池セルc1,c2を搬出ステージ8側に移動させ,静止させる。これにより,太陽電池セルc1は接続ステージ7から下流側に移動し,太陽電池セルc2は,タブリード供給位置P2に移動する。
【0047】
一方,タブリード供給部5においては,タブリードtが巻き付けられたロールから切り取ったタブリードt2,t2を各タブリード供給機構30,30によって保持し,図6に示すように,2枚のタブリードt2,t2をタブリード供給機構30,30によって接続ステージ7上の太陽電池セルc2の表面に位置決めして載せる。その後,移動テーブル27によって搬送された,図示しない新たな太陽電池セルc3を,移動テーブル27から接続ステージ7上の搬入位置P1に移載する。このとき,太陽電池セルc3の下面に設けられた下面電極が,2本のタブリードt2,t2の後端側に上から当接するように移載する。
【0048】
そして接続ステージ7において,接続機構35によって,タブリードt2,t2を太陽電池セルc2の上面及び太陽電池セルc3の下面にはんだ付けする。これにより,先に接続ステージ7に供給された太陽電池セルc2と,新たに供給された太陽電池セルc3を,タブリードt2,t2を介して電気的に接続する。
【0049】
以上のようにして,9個の太陽電池セルcをタブリードtのはんだ付けによって電気的に接続し,ストリングsを形成する。なお,ストリングsを形成する9個の太陽電池セルcは,いずれも同一のストッカー23から取り出されたもの,即ち,同一のランクに分類されたものである。
【0050】
次に,コンベア10の連続的な周動により,ストリングsを接続ステージ7から搬出ステージ8に搬送する。さらに,ストリングsを搬出ステージ8からストリング待機テーブル37に移載して,待機させる。
【0051】
ストリングsは,ストリング待機テーブル37から電気特性検査部16に搬入されて,特性測定装置によって,一枚ごとに電気特性が検査される。そして,測定された電気特性値から3つのランクR1,R2,R3のいずれに属するか判断され,例えばランクR1に分類された場合は,ストリングカセット41に搬送され,ストックされる。
【0052】
以上のようにして,製造されたストリングsに対して一枚ごとに電気特性の検査を行い,測定された電気特性値に基づいてそのストリングsが属するランクを決定し,3つのランクR1,R2,R3にそれぞれ対応するストリングカセット41,42,43内にストックする。このとき,いずれのランクにも属さないランク外のストリングsは,ストックされずにストリング載置部20外に排除される。
【0053】
次に,3つのランクR1,R2,R3に分類されたストリングsをストックしたストリングカセット41,42,43を,図示しない太陽電池モジュール製造装置に搬入する。太陽電池モジュール製造装置においては,ストリングカセット41,42,43からストリングsを取り出し,図8に示すように長辺が隣接するように並べ,複数のストリングsを配線wによって電気的に接続することにより,マトリクスmを形成する。そして,マトリクスmをラミネートし,太陽電池モジュールを形成する。完成した太陽電池モジュールに対しては,モジュール検査が行われる。モジュール検査の結果,電気特性値が所定の基準値を満たさないものは排除される。
【0054】
かかる太陽電池用のストリング製造装置及び太陽電池モジュール製造方法によれば,太陽電池モジュールMoを形成する前に,ストリングsを検査してランクR1,R2,R3に分類し,ランクR1,R2,R3の範囲外のストリングsを排除するので,太陽電池モジュールMoの歩留りが向上する。これにより,基準値を満たすストリングs,配線w,ラミネート材の無駄な廃棄を防止し,製造コストを低減することができる。
【0055】
以上,本発明の好ましい実施の形態の一例を説明したが,本発明は以上に説明した実施の形態に限られないことは勿論であり,適宜変形実施することが可能である。例えば,実施の形態では,接続ステージ7に太陽電池セルcを供給した後,太陽電池セルcにタブリードt,tを供給する場合を説明したが,予め太陽電池セルcにタブリードt,tを接着した状態で接続ステージ7に供給するように構成しても良い。
【0056】
太陽電池セル供給部4に,太陽電池セルcの欠損を検査する構成や,タブリードt,tを供給する位置を計測するための構成等を備えても良い。例えば,移動テーブル27の上方に,欠損検査カメラと位置決めカメラを備え,太陽電池セルcを一枚ずつ移動テーブル27によって搬送しながら,欠損検査カメラでクラック等の欠損を検査し,欠損検査カメラで欠損が発見された太陽電池セルcを,図示しない排除機構によって接続ステージ7から取り出し,太陽電池セル供給部4から排出する。この場合,欠損に起因するストリングsの電気特性等の不良を防止でき,ストリングsの歩留りが向上する。また,位置決めカメラで位置決めをした後,太陽電池セルcを移動テーブル27から接続ステージ7に移載して,太陽電池セルcの上面に対して,位置決めカメラによって位置決めした位置にタブリードtを載せることができる。
【0057】
太陽電池セルcの表面に,はんだ付けを良好にさせるためのフラックスを塗布し,タブリードt,tと太陽電池セルcの間にフラックスを介在させてはんだ付けを行っても良い。例えば,フラックスを太陽電池セルcの表面に塗布する一対のフラックス塗布機構を,接続ステージ7の両側方に一台ずつ配設し,フラックス塗布機構に備えたフラックス塗布ローラによって,接続ステージ7に位置するの太陽電池セルcの表面にフラックスを塗布し,その後,タブリード供給機構30,30によって,タブリードt,tをフラックスの上に載せ,接続機構35によってタブリードt,tのはんだ付けを行う。この場合,はんだ付けを良好に行うことができるので,電気的な接続状態に起因するストリングsの電気特性の不良を抑制し,ストリングsの歩留りの向上を図ることができる。
【0058】
接続機構35は,加熱ヒータとプッシャーを別個に備えた構成としても良い。さらに,予備加熱ヒータを備えた構成としても良い。例えば,太陽電池セルcにタブリードt,tが位置決めされて供給した後,先ず,接続機構35に備えた予備加熱ヒータによって,タブリードt,tの表面に塗布されたはんだを予備加熱し,次に,本加熱ヒータによってタブリードt,tの表面に塗布されたはんだを溶融させ,更に,プッシャーを下降させることにより,プッシャーの下端でタブリードt,tを太陽電池セルcに対して押しつける。こうして,太陽電池セルcにタブリードt,tをはんだ付けし,電気的に接続する。なお,予備加熱ヒータと本加熱ヒータには,ランプヒータをそれぞれ備え,ランプヒータからの照射によって加熱する構成とすることが好ましい。この場合も,はんだ付けを良好に行うことができるので,電気的な接続状態に起因するストリングsの電気特性の不良を抑制し,ストリングsの歩留りの向上を図ることができる。
【0059】
太陽電池セル用特性測定装置,ストリング用特性測定装置38,モジュール用特性測定装置に備える光シュミレータは,太陽光を照射する構成に限定されない。例えば,キセノン光光源,ハロゲンランプ,メタルハライド等,種々の光源を使用しても,太陽電池セルc,ストリングs,太陽電池モジュールMoの電気特性を検査することができる。
【0060】
太陽電池セルc,ストリングs,太陽電池モジュールMoを分類する各ランクを設定する際,3つ以外のランクを設定しても良い。例えば,ストリングsについてランクを設定する場合,Vpmを3つ以外の数個に分割することにより,3つ以外の数段階にランクを設定する。この場合,ランクの数に応じてストリングカセットの数を増減させることが好ましい。
【0061】
太陽電池セル用特性測定装置,ストリング用特性測定装置38,モジュール用特性測定装置は,リバースカレント(所定の電圧,例えば−10V時の電流値),Iscを太陽電池セルcの面積で除算した値(Jsc)等を計測可能としても良い。また,Isc,Voc,Ipm,Vpm,Pmax,FF,EFF,Rs,Rsh,Iv,Vi,Temp,Light,リバースカレント,Jsc等の測定結果,測定日時等の諸データの表示の他,測定値の平均値のリアルタイム表示,計測に要した時間,計測速度(例えば過去10個のストリングsに対する計測の平均速度)等の表示を行うようにしても良い。
【0062】
また,太陽電池セルc,ストリングs,太陽電池モジュールMoを分類する各ランクを設定する際,Isc,Voc,Ipm,Vpm,Pmax,FF,EFF,Rs,Rsh,Iv,Vi,Temp,Light,リバースカレント,Jscのうちいずれか1つの測定値に基づいて又は複数の測定値の組み合わせに基づいて設定しても良い。
【0063】
ストリング用特性測定装置38は,ストリング製造装置1に設置する構成とすることに限定されず,太陽電池モジュール製造装置に備えても良い。例えば,ランク分けがされていない状態でストリング製造装置1からストリングsを搬出した後,太陽電池モジュール製造装置において,マトリクスmを形成する前に,ストリングsの電気特性を検査してランク分けし,同一のランクに分類されたストリングsのみを並べるようにして,マトリクスmを形成しても良い。
【0064】
【発明の効果】
本発明によれば,太陽電池モジュールを形成する前に,ストリングを検査して複数のランクに分類し,ランクの範囲外のストリングを排除するので,太陽電池モジュールの歩留りが向上する。これにより,基準値を満たすストリング,配線,ラミネート材の無駄な廃棄を防止し,製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ストリング製造装置の全体を概略的に示す平面図である。
【図2】ストリング製造装置の全体を概略的に示す側面図である。
【図3】太陽電池モジュールの構成を示す概略的に示す平面図である。
【図4】太陽電池セルにタブリード供給機構によってタブリードを供給する状態を説明する説明図である。
【図5】接続ステージにおいてコンベアの上に太陽電池セルが供給された状態を概略的に示す平面図である。
【図6】太陽電池セルがタブリード供給機構の間に移動し,太陽電池セルにタブリードが供給された状態を概略的に示す平面図である。
【図7】タブリードの上に太陽電池セルが供給された状態を概略的に示す平面図である。
【図8】下面にタブリードが接続された太陽電池セルにタブリードが供給された状態を概略的に示す平面図である。
【図9】タブリードによって電気的に接続された複数の太陽電池セルを概略的に示す側面図である。
【符号の説明】
c 太陽電池セル
m マトリクス
Mo 太陽電池モジュール
r1,r2,r3 ランク(太陽電池セルを分類するランク)
R1,R2,R3 ランク(ストリングを分類するランク)
R’1,R’2,R’3 ランク(太陽電池モジュールを分類するランク)
s ストリング
t タブリード
w 配線
4 太陽電池セル供給部
5 タブリード供給部
7 接続ステージ
8 搬出ステージ
10 コンベア
16 電気特性検査部
20 ストリング載置部
23 ストッカー
25 待機テーブル
27 移動テーブル
30 タブリード供給機構
35 接続機構
41,42,43 ストリングカセット
Claims (3)
- 複数の太陽電池セルを電気的に接続して太陽電池用のストリングを製造する装置であって,
太陽電池セル同士を電気的に接続する接続ステージと,
前記接続ステージにおいて形成されたストリングの電気特性を検査する電気特性検査部と,
検査した電気特性に応じて前記ストリングを複数のランクに分類して載置するストリング載置部とを備えることを特徴とする,太陽電池用のストリング製造装置。 - 複数の太陽電池セルを電気的に接続して太陽電池モジュールを製造する方法であって,
複数の太陽電池セルを電気的に接続してストリングを形成し,
前記ストリングを検査して複数のランクに分類し,
同一のランクに分類された複数のストリングを電気的に接続して太陽電池モジュールを形成することを特徴とする,太陽電池モジュール製造方法。 - 前記ストリングを形成する前に,太陽電池セルを検査して複数のランクに分類し,
前記ストリングを形成するに際し,同一のランクに分類された複数の太陽電池セルを電気的に接続することを特徴とする,請求項2に記載の太陽電池モジュール製造方法。
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