JP2010067634A - 太陽電池モジュールの製造方法と太陽電池モジュールの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池セルを生産性よく効率的に接続しつつ、歩留まりの低下を防止できる太陽電池モジュールの製造方法を提供すること。
【解決手段】太陽電池モジュールの製造方法は、複数の太陽電池セルを位置決めベルト上に供給し、１つの太陽電池セルの受光面電極と他の太陽電池セルの裏面電極とを表面に半田コーティングを有するインターコネクタで加熱ベルトと押さえベルトを利用して半田付けする工程において、前記半田コーティング面に接触する加熱ベルト又は押さえベルトの両方又は、いずれか一方に凹凸面を形成しておき、所定の位置を通過したインターコネクタの半田コーティング面に凹凸面が転写されているか否かを判別し、半田付けが正常かどうかを確認しつつ半田付けを行う。
【選択図】図１

Description

この発明は、太陽電池モジュールの製造方法と太陽電池モジュールの製造装置に関し、詳しくは、複数の太陽電池セルをインターコネクタで接続する方法とその方法に用いられる製造装置に関する。

この発明に関連する従来技術としては、半田コーティングが施された太陽電池セルの電極上にインターコネクタを位置決めして載置し、太陽電池セルとインターコネクタを温度管理された互いに対向する一対のベルトで挟みながら加熱して半田付けを行う太陽電池モジュールの製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１９１２５９号公報

一般に、太陽電池による太陽光発電では、太陽電池セル１枚あたりの出力が数ワット程度と僅かであるため、適切な出力が得られるように複数の太陽電池セルを電気的に接続した太陽電池モジュールが利用されている。
太陽電池モジュールの製造工程では、隣接する太陽電池セルの受光面電極と裏面電極がインターコネクタと呼ばれる細長い導電材によって直列接続される。

隣接する太陽電池セルの受光面電極と裏面電極をインターコネクタによって接続する方法としては、上述の特許文献１に記載のような、太陽電池セルとインターコネクタを温度管理された互いに対向する一対のベルトで挟みながら加熱して半田付けを行う方法が知られている。
このような方法によれば、太陽電池セルとインターコネクタを連続的に半田付けできるため、太陽電池モジュールの生産性が向上する。

しかしながら、太陽電池セルとインターコネクタを連続的に半田付けするということは、半田付けを可能とするだけの大きな熱が、一対のベルトから太陽電池セルとインターコネクタに連続的に奪われていくということである。
このため、一定時間あたりの生産量を増加させるにしたがって、より多くの熱が太陽電池セルとインターコネクタに奪われていき、一対のベルトを所定の温度に管理することが難しくなる。
一対のベルトが所定の温度から外れてしまうと、半田に十分な熱を与えることできず接続不良が発生する。この場合、直ちに接続不良を発見してラインを停止させるか、或いは、ベルトの温度管理にフィードバックしないと多数の不良品が製造され、歩留まりを低下させてしまうことになる。

この発明は以上のような事情を考慮してなされたものであり、太陽電池セルを生産性よく効率的に接続しつつ、歩留まりの低下を防止できる太陽電池モジュールの製造方法と太陽電池モジュールの製造装置を提供するものである。

この発明は、複数の太陽電池セルを位置決めベルト上に供給し、１つの太陽電池セルの受光面電極と他の太陽電池セルの裏面電極とを表面に半田コーティングを有するインターコネクタで加熱ベルトと押さえベルトを利用して半田付けする工程において、前記半田コーティング面に接触する加熱ベルト又は押さえベルトの両方又は、いずれか一方に凹凸面を形成しておき、所定の位置を通過したインターコネクタの半田コーティング面に凹凸面が転写されているか否かを判別し、半田付けが正常かどうかを確認しつつ半田付けを行うことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法を提供するものである。

この発明によれば、一方の太陽電池セルの受光面電極と他方の太陽電池セルの裏面電極とを表面に半田コーティングを有するインターコネクタで半田付けするにあたって加熱ベルトと押さえベルトが利用されるので、生産性よく効率的に太陽電池セルを接続できる。
また、インターコネクタの半田コーティング面に接触する加熱ベルトと押さえベルトの両方又は、いずれか一方が凹凸面を有し、インターコネクタが所定の位置を通過した後、インターコネクタの半田コーティング面に凹凸面が転写されているか否かを判別することにより半田付けが正常かどうかを確認しつつ半田付けを行うので、多数の不良品が製造されるのを防止でき、歩留まりの低下を防止できる。

この発明による太陽電池モジュールの製造方法は、複数の太陽電池セルを位置決めベルト上に供給し、１つの太陽電池セルの受光面電極と他の太陽電池セルの裏面電極とを表面に半田コーティングを有するインターコネクタで加熱ベルトと押さえベルトを利用して半田付けする工程において、前記半田コーティング面に接触する加熱ベルト又は押さえベルトの両方又は、いずれか一方に凹凸面を形成しておき、所定の位置を通過したインターコネクタの半田コーティング面に凹凸面が転写されているか否かを判別し、半田付けが正常かどうかを確認しつつ半田付けを行うことを特徴とする。

この発明による太陽電池モジュールの製造方法において、太陽電池モジュールとは、複数の太陽電池セルがインターコネクタによって電気的に接続されたものを意味する。
太陽電池セルとしては、光電変換層の表面と裏面に受光面電極と裏面電極がそれぞれ形成されたものを用いることができる。
光電変換層としては、例えば、厚さが２００〜４００μｍ程度のｐ型またはｎ型シリコン基板に、ｎ型またはｐ型の不純物が拡散されてｐｎ接合層が形成されたものを用いることができる。

受光面電極および裏面電極としては、例えば、光電変換層の表面および裏面に金属粉末を含む金属ペーストをスクリーン印刷法などの方法によりそれぞれ印刷し、焼成して形成されたものを用いることができる。
受光面電極は、例えば、インターコネクタが接続される細長い接続用電極と、接続用電極に直交する極細のグリッド電極が互いに交差してなる櫛形であってもよい。また、受光面電極は、例えば、銀からなっていてもよい。
一方、裏面電極は、例えば、光電変換層の裏面側のほぼ全面に形成され一部に開口部を有する裏面アルミ電極と、裏面アルミ電極の開口部に形成されインターコネクタが接続される接続用銀電極とからなっていてもよい。

この発明による太陽電池モジュールの製造方法において、インターコネクタとしては、例えば、予め半田コーティングが施された細長い棒状、平板状、又は丸棒状のものを用いることができる。インターコネクタは、例えば、銅またはアルミニウムからなっていてもよい。

この発明による太陽電池モジュールの製造方法において、所定の位置を通過したインターコネクタの半田コーティング面に凹凸面が転写されているか否かを判別する工程は、目視によって行われてもよいし、或いは、装置を用いて自動的に行われてもよい。
装置が用いられる場合、インターコネクタの表面を撮像装置で撮像し画像認識により凹凸面が転写されているかどうかを判別してもよいし、或いは、インターコネクタの表面形状を測定装置で測定して凹凸面が転写されているかどうかを判別してもよい。
なお、ここで上記の「凹凸面」とは、凹凸によって形成されたパターンを意味し、上記の「所定の位置」とは、加熱ベルトと押さえベルトを用いて行われる半田付け工程において、インターコネクタの半田コーティングに加熱ベルトと押さえベルトから十分な熱が加えられて溶融した後、溶融した該半田が冷却されて固化する位置を意味する。

また、この発明による太陽電池モジュールの製造方法において、加熱ベルトおよび押さえベルトのいずれか一方に形成される凹凸面は、数μｍ程度の高さを有する非常に微細な凹凸によって形成される。
これに対し、製造された太陽電池モジュールを封止する際に用いられるＥＶＡなどの封止材は厚さが４００〜１０００μｍ程度あるため、製造された太陽電池モジュールを封止材で封止する際に、インターコネクタの半田コーティング面に転写された凹凸面に応力が集中し、太陽電池セルの割れを引き起こすといった恐れはない。

この発明による太陽電池モジュールの製造方法において、インターコネクタの半田コーティング面に凹凸面が転写されているか否かを判別する前記工程は、インターコネクタの表面形状を光学式測定装置によって測定し、測定された表面形状に基づいて凹凸面が転写されているか否かを判別する工程であってもよい。
このような構成によれば、光学式測定装置でインターコネクタ表面形状を測定するため、非接触でインターコネクタの半田コーティング面に凹凸面が転写されているか否かを判別できる。
このため、インターコネクタの半田コーティング面に凹凸面が転写されているか否かを判別するにあたって、半田付けがなされた太陽電池セルとインターコネクタを傷つけてしまう恐れを排除できる。
また、測定された表面形状に基づいてインターコネクタの半田コーティング面に凹凸面が転写されているか否かを判別するため、精度よく確実に接続不良を発見できる。

インターコネクタの表面形状を光学式測定装置で測定する上記構成において、光学式測定装置はレーザー共焦点方式の測定装置であってもよい。
このような構成によれば、光源から照射されたレーザー光は音叉により高速で上下動する対物レンズを通って対象物上で焦点を結び、対象物から反射した光は共焦点原理によりレーザー光が対象物で焦点を結んだときのみピンホールを通過して受光素子に入射する。
このため、受光素子に反射光が入射したときの対物レンズの位置を測定することにより、対象物までの距離を正確に測定できる。
このように、レーザー共焦点方式では、焦点を結んだときの対物レンズの位置で対象物までの距離を測定するので、対象物の表面反射率の変化（反射強度むら）や対象物の傾きに影響を受けることなく、対象物の表面形状（凹凸）を正確に測定できる。
よって、レーザー共焦点方式は、インターコネクタの半田コーティング面に転写された凹凸面を正確に測定するのに好適な測定方式であると言える。

この発明は別の観点からみると、この発明による上述の太陽電池モジュールの製造方法に用いられる製造装置であって、受け渡し可能に隣接する位置決めベルトおよび加熱ベルトと、位置決めベルトおよび加熱ベルト上にまたがるように位置決めベルトおよび加熱ベルトと対向する押さえベルトとを備え、加熱ベルトおよび押さえベルトの少なくとも一方は他方のベルトと対向する表面に凹凸面が形成されてなる太陽電池モジュールの製造装置を提供するものでもある。

この発明による上記の製造装置は、インターコネクタの表面形状を測定する光学式測定装置をさらに備えてもよい。

インターコネクタの表面形状を測定する光学式測定装置をさらに備える上記構成において、光学式測定装置はレーザー共焦点方式の測定装置であってもよい。

以下、この発明の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法と太陽電池モジュールの製造装置について図面に基づいて詳細に説明する。

以下に説明する実施形態は、図９および図１０に示される太陽電池セルを図１１および図１２に示されるインターコネクタを用いて電気的に接続し、図１３および図１４に示される太陽電池ストリングを作製するものである。太陽電池ストリングは太陽電池モジュールを構成する主要素であり、太陽電池セルをインターコネクタによって接続する工程では、図１に示される製造装置が用いられる。

太陽電池セル
この発明の実施形態で用いる太陽電池セルについて図９および図１０に基づいて説明する。図９は、実施形態で用いる太陽電池セルの平面図であり、図１０は図９に示される太陽電池セルの底面図である。
図９および図１０に示されるように、実施形態で用いる太陽電池セル１０は、光電変換層１１と、光電変換層１１の受光面側に形成された受光面電極１２と、光電変換層１１の裏面側に形成された裏面電極１５とから構成されている。

光電変換層１１は、ｐ型シリコン基板の表面にｎ型拡散層が形成されたものである。受光面電極１２は、インターコネクタ２０（図１１および図１２参照）が半田付けされる２本の接続用電極１３と、接続用電極１３に直交するグリッド電極１４とから構成されている。接続用電極１３とグリッド電極１４はいずれも銀からなる。
また、裏面電極１５は、光電変換層１１の裏面側のほぼ全面に形成されたアルミ電極１６と、アルミ電極１６の開口部に形成されインターコネクタ２０が半田付けされる接続用銀電極１７とから構成されている。
受光面側の接続用電極１３と裏面側の接続用銀電極１７には、鉛フリー半田が予めコーティングされる。図８に示される太陽電池セル１０の幅Ｗ３は１２６ｍｍで、接続用電極１３どおしの間隔Ｄ２は６２ｍｍである。

インターコネクタ
この発明の実施形態で用いるインターコネクタについて、図１１および図１２に基づいて説明する。図１１は、実施形態で用いるインターコネクタの平面図であり、図１２は図１１に示されるインターコネクタの側面図である。
図１１および図１２に示されるように、実施形態で用いるインターコネクタ２０は、細長い平板状の銅板からなり、予め鉛フリー又は有鉛半田がコーティングされる（半田コーティング）。インターコネクタ２０の幅Ｗ６は１．５ｍｍ、厚さＴ１は０．３ｍｍである。

太陽電池モジュールの製造装置
この発明の実施形態で用いる太陽電池モジュールの製造装置について、図１〜５、並びに、図１５に基づいて説明する。図１はこの発明の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造装置の概略的な構成を示す説明図、図２は図１のＡ部の要部拡大説明図、図３および図４は図１のＢ部の要部拡大説明図、図５は図１のＣ部の要部拡大説明図、図１５は位置決めベルトおよび搬送ベルトに用いられる樹脂ベルトの断面図である。

図１に示されるように、実施形態で用いる製造装置１００は、受け渡し可能に隣接する位置決めベルト１１０および加熱ベルト１２０と、位置決めベルト１１０および加熱ベルト１２０上にまたがるように位置決めベルト１１０および加熱ベルト１２０と対向する押さえベルト１３０とを備えている。加熱ベルト１２０および押さえベルト１３０は所定の温度に管理され、互いに対向する表面に凹凸で形成されたパターン１２０ａ，１３０ａ（凹凸面）（図３および図４参照）をそれぞれ有している。以下、製造装置１００についてより詳細に説明する。

図１に示されるように、製造装置１００は、太陽電池セル１０（図９および図１０参照）とインターコネクタ２０（図１１および図１２参照）を位置決めして加熱ベルト１２０へ搬送するための位置決めベルト１１０と、位置決めベルト１１０から受け取った太陽電池セル１０とインターコネクタ２０を挟みながら加熱して半田付けするための加熱ベルト１２０および押さえベルト１３０と、半田付けがなされた太陽電池セル１０とインターコネクタ２０を搬送する搬送ベルト１４０と、半田付けされたインターコネクタの表面形状を測定する光学式測定装置１５０，１５１とから主に構成されている。

押さえベルト１３０は、位置決めベルト１１０の上流側で位置決めされた太陽電池セル１０とインターコネクタ２０を上から押さえながら加熱ベルト１２０へ渡す役目と、加熱ベルト１２０へ渡された太陽電池セル１０とインターコネクタ２０を加熱ベルト１２０との間に挟んで搬送しながら半田付けする役目とを兼ねている。

また、図３および図４に示されるように、加熱ベルト１２０および押さえベルト１３０は、互いに対向する表面に数μｍ程度の高さを有する微細な凹凸で形成されたパターンをそれぞれ有している。
加熱ベルト１２０および押さえベルト１３０の表面に微細な凹凸で形成されたパターンは、太陽電池セル１０とインターコネクタ２０を加熱ベルト１２０と押さえベルト１３０で挟みながら加熱して半田付けする際に、それらの表面に形成されたパターンをインターコネクタ２０の表面に転写するために設けられる。
インターコネクタ２０は予め半田コーティングが施されているので、半田付け時に加熱ベルト１２０および押さえベルト１３０から十分な熱が加えられ、コーティングされていた半田が十分に溶融し固化すれば、半田付け後のインターコネクタ２０の表面には加熱ベルト１２０および押さえベルト１３０の表面に形成された微細な凹凸からなるパターン１２０ａ，１３０ａが転写されるはずである。

よって、半田付け後のインターコネクタ２０の表面形状を、搬送ベルトの上下にそれぞれ配置された光学式測定装置１５０，１５１でそれぞれ測定し、インターコネクタ２０の表面に所定の高さを有する凹凸が形成されているか否かを判別することにより、半田付け時にインターコネクタ２０をコーティングしていた半田に十分な熱が加えられ、十分に溶融したかどうかを確認できる。
もし、インターコネクタ２０の表面に、加熱ベルト１２０および押さえベルト１３０の表面のパターン１２０ａ，１３０ａに対応した凹凸が形成されていなければ、半田付け時に十分な熱が加えられなかったと考えられ、当該インターコネクタ２０と太陽電池セル１０には接続不良が生じていると判断される。

位置決めベルト１１０の上流側には太陽電池セル１０とインターコネクタ２０を位置決めベルト１１０上にそれぞれ載置して両者の位置決めを行うロボット（図示せず）が配置される。
ロボットによって位置決めベルト１１０上に載置され位置決めされた太陽電池セル１０とインターコネクタ２０（図６（ａ）参照）を、位置決めされた状態で保持しながら搬送するため、図２に示すように、位置決めベルト１１０には搬送方向Ｆに沿って並んだ真空吸着穴１１１が形成される。
図１および図２に示されるように、位置決めベルト１１０の裏面には真空吸着穴１１１を介して真空引きするための真空吸着ブロック１１２が配設される。

図１に示されるように、位置決めベルト１１０および搬送ベルト１４０は、隣接する加熱ベルト１２０との各隙間を極力つめる必要があるため、加熱ベルト１２０と隣接する箇所において直径の小さなプーリ１１３，１４１でそれぞれ巻き回される。
このため、位置決めベルト１１０および搬送ベルト１４０には優れた屈曲性が要求され、この実施形態では図１５に示されるように、ナイロン繊維からなる芯材１６０にポリウレタン樹脂１６１を含浸させた樹脂ベルトが位置決めベルト１１０および搬送ベルト１４０として用いられる。

この実施形態において、加熱ベルト１２０と隣接する箇所に配置される位置決めベルト１１０および搬送ベルト１４０のプーリ１１３，１４１はそれぞれ直径１ｃｍである。これに対し、加熱ベルト１２０および押さえベルト１３０を巻き回すプーリ１２１，１３１は直径１０ｃｍである。
加熱ベルト１２０および押さえベルト１３０は、熱伝導性に優れている必要があるため金属ベルトで構成されるが、その屈曲性は樹脂ベルトほどには高くないため、加熱ベルト１２０および押さえベルト１３０については、プーリ１２１，１３１の直径を小さくできないという事情がある。

なお、加熱ベルト１２０および押さえベルト１３０としては、金属ベルト以外にもガラス繊維ベルトを用いることができる。ガラス繊維ベルトは金属ベルトよりも屈曲性に優れるため、加熱ベルト１２０および押さえベルト１３０としてガラス繊維ベルトが用いられた場合には、加熱ベルト１２０および押さえベルト１３０を巻き回すプーリ１１３，１４１の直径を小さく設定でき、位置決めベルト１１０および搬送ベルト１４０と加熱ベルト１２０との各隙間をさらに小さく詰めることができる。

図１に示されるように、加熱ベルト１２０と押さえベルト１３０の裏面側には電熱式の加熱ブロック１２２，１３２および水冷式又は空冷式の冷却ブロック１２３，１３３がそれぞれ配設され、加熱ベルト１２０と押さえベルト１３０は加熱ブロック１２２，１３２および冷却ブロック１２３，１３３に付設した熱電対（図示せず）によってそれぞれ所定の温度に管理される。
加熱ブロック１２２，１３２の搬送方向Ｆに沿った長さは、半田が溶融する温度と、加熱ブロック１２２，１３２の出力に応じて設定される。
この実施形態では、加熱ブロック１２２，１３２は、搬送方向Ｆに沿った長さがそれぞれ１００ｃｍに設定される。
また、図３および図４に示されるように、加熱ブロック１２２，１３２の幅Ｗ１は、太陽電池セル１０の全面を輻射熱で加熱できるように、太陽電池セル１０の幅Ｗ３（図８参照）に応じて設定される。
この実施形態では一辺１２６ｍｍの太陽電池セル１０を接続することを前提としていることから、加熱ブロック１２２，１３２の幅Ｗ１はそれぞれ１８ｃｍに設定される。

太陽電池セル１０の全面を加熱できるようにするのは、仮に太陽電池セル１０の一部を局部的に加熱してインターコネクタ２０を半田付けすると、インターコネクタ２０を接続した後の太陽電池セル１０の反りが大きくなり、後の封止工程で割れてしまう恐れがあるからである。これに対して、この実施形態のように太陽電池セル１０の全面を加熱すると、全体的に膨張と収縮が発生することから熱ストレスが少なくなり、太陽電池セル１０の反りが抑制される。
一方、図１に示されるように、冷却ブロック１２３，１３３の搬送方向Ｆに沿った長さは、溶融した半田が固化する温度と冷却ブロック１２３，１３３の放熱容量に応じて設定される。
この実施形態では、冷却ブロック１２３，１３３の搬送方向Ｆに沿った長さはそれぞれ３０ｃｍに設定される。また、図３および図４に示されるように、冷却ブロック１２３，１３３の幅Ｗ２はそれぞれ１８ｃｍに設定される。

図１に示されるように、加熱ベルト１２０と押さえベルト１３０は、加熱ブロック１２２，１３２および冷却ブロック１２３，１３３に取り付けられた板状のバネ１２４，１３４によって、加熱ベルト１２０と押さえベルト１３０が互いに付勢しあう方向に付勢されている。
これにより、搬送時の太陽電池セル１０に加わる衝撃が和らげられるだけでなく、加熱されて反った太陽電池セル１０に加熱ベルト１２０と押さえベルト１３０がなじみ易くなり、反った太陽電池セル１０に局部的に強い力が加わって割れてしまうことが防止される。
しかし、押さえベルト１３０の加熱ベルト１２０に対する付勢力が強すぎる場合、反りの発生した太陽電池セル１０を強制的に押さえ付けることとなり、太陽電池セル１０を割ってしまうおそれがあることから、押さえベルト１３０の付勢力の設定には特に注意をする必要がある。この実施形態では、加熱ベルト１２０を付勢するバネ１２４には１本あたり５０〜１００ｇの付勢力を有するものを用い、押さえベルト１３０を付勢するバネ１３４には１本あたり５０〜１００ｇの付勢力を有するものを用いる。押さえベルト１３０はそれ自体の自重もあるので、押さえベルト１３０を付勢するバネ１３４は、加熱ベルト１２０を付勢するバネ１２４よりも本数が減らされている。

図３に示されるように、加熱ベルト１２０には、位置決めベルト１１０のような真空吸着穴１１１（図２参照）が形成されない。というのは、仮に、加熱ベルト１２０に真空吸着穴を形成すると、半田付け時の溶融した半田によって真空吸着穴を閉塞させてしまう恐れがあるばかりでなく、半田付け後のインターコネクタ２０の表面に、真空吸着穴の配列に対応して高さ数百μｍ程度の局部的な突起が形成されるからである。
インターコネクタ２０の表面に高さ数百μｍ程度の局部的な突起が形成されると、後の封止工程で透光性の樹脂シートによって封止する際に、突起部に応力が集中し、太陽電池セル１０の割れにつながる恐れがある。
このため、この実施形態に係る製造装置では、図１に示されるように、敢えて、太陽電池セル１０とインターコネクタ２０を位置決めして搬送するための位置決めベルト１１０を別途設け、加熱ベルト１２０から真空吸着穴を排している。

なお、上述のとおり、この実施形態では、加熱ベルト１２０および押さえベルト１３０の表面に凹凸で形成されたパターン１２０ａ，１３０ａが形成され、半田付け時にこれらのパターン１２０ａ，１３０ａに対応した凹凸がインターコネクタ２０の表面に転写される。
しかしながら、上述のとおり、パターン１２０ａ，１３０ａを形成する凹凸は高さ数μｍ程度の非常に微細なものであるため、インターコネクタ２０の表面に転写される凹凸も高さ数μｍ程度の非常に微細なものとなる。これは、加熱ベルト１２０に真空吸着穴が形成された場合に形成される高さ数百μｍ程度の突起とは全く異なるものである。
このため、後の封止工程において、インターコネクタ２０の表面に転写された凹凸に応力が集中し、太陽電池セル１０の割れにつながる恐れはない。

図１に示されるように、加熱ベルト１２０と押さえベルト１３０の対向部分はシュラウド１７０によって囲われ、シュラウド１７０内は鉛フリー半田の使用を考慮して窒素雰囲気に保たれる。シュラウド１７０には窒素ガスを流入させるためのガス導入口（図示せず）が設けられる。

この実施形態では、２本の接続用電極１３が形成された太陽電池セル１０（図９参照）を接続することを前提としているため、図２〜４にそれぞれ示されるように、位置決めベルト１１０、加熱ベルト１２０および押さえベルト１３０はそれぞれ２本のベルトによって構成される。
位置決めベルト１１０、加熱ベルト１２０および押さえベルト１３０を構成する２本のベルトの間隔Ｄ１（図２〜４参照）は太陽電池セル１０の接続用電極１３の間隔Ｄ２（図９参照）に対応して設定される。
すなわち、この実施形態では上述のとおり、２本の接続用電極の間隔Ｄ２が６２ｍｍであり、各接続用電極の幅Ｗ５が１．５ｍｍであり、接続用電極１３に接続されるインターコネクタ２０の幅Ｗ６が１．５ｍｍであるため、ベルトどおしの間隔Ｄ１（図２〜４参照）は３５ｍｍ、１本のベルトの幅Ｗ４は４０ｍｍに設定される。

一方、加熱ベルト１２０の下流側に加熱ベルト１２０と隣接して設けられる搬送ベルト１４０は、光学式測定装置１５１によってインターコネクタ２０の表面形状を測定するために、光学式測定装置１５１に対してインターコネクタ２０を露出させなければならない。
このため、図５に示されるように、搬送ベルト１４０を構成する２本のベルトは、太陽電池セル１０の接続用電極１３の外側をそれぞれ支持するように、ベルトどおしの間隔Ｄ３が４９ｍｍ、１本のベルトの幅Ｗ７が２５ｍｍに設定される。

光学式測定装置１５０，１５１はレーザー共焦点方式の測定装置であり、インターコネクタ２０の表面反射率や傾きの影響を受けることなく、非接触で正確にインターコネクタ２０の表面形状（凹凸）を測定できる。
光学式測定装置１５０，１５１は図示しない制御部に接続される。制御部は、正常に半田付けがなされた際に検出されるべき凹凸が有する高さの最低値を閾値とし、この閾値以上の高さを有する凹凸が検知された場合には、正常に半田付けがなされたと判断し、閾値未満の凹凸しか検知されなかった場合には、半田付け時に十分な熱が加えられず、接続不良が生じているものと判断し、注意を促すアラームを発して装置を停止させる。

太陽電池モジュールの製造方法
この発明の実施形態による太陽電池モジュールの製造方法について図６〜８に基づいて説明する。図６〜８は、この発明の実施形態による太陽電池モジュールの製造方法を示す工程図である。

図６〜８に示されるように、この発明の実施形態による太陽電池モジュールの製造方法は、位置決めベルト１１０の上流側で複数の太陽電池セル１０とそれら太陽電池セル１０を接続するのに必要なインターコネクタ２０を位置決めして位置決めベルト１１０の下流側に搬送する工程（図６（ａ）および図６（ｂ））と、位置決めベルト１１０の下流側まで搬送された太陽電池セル１０とインターコネクタ２０を位置決めベルト１１０と押さえベルト１３０で挟みながら加熱ベルト１２０上へ渡す工程（図７（ｃ））と、加熱ベルト１２０へ渡された太陽電池セル１０とインターコネクタ２０を加熱ベルト１２０と押さえベルト１３０で挟みながら加熱して半田付けする工程（図７（ｄ））と、半田付けされた太陽電池セル１０とインターコネクタ２０を加熱ベルト１２０から搬送ベルト１４０上へ渡して半田付けされたインターコネクタ２０の表面形状を光学式測定装置１５０，１５１で測定し、測定された表面形状に基づいてインターコネクタ２０の表面に加熱ベルト１２０および押さえベルト１３０のパターン１２０ａ，１３０ａに対応した凹凸が形成されているか否かを判別する工程（図８（ｅ））を備える。以下、各工程について詳しく説明する。

まず、図６（ａ）に示されるように、位置決めベルト１１０の上流側に、図示しないロボットにより太陽電池セル１０を載置し、次いで、載置された太陽電池セル１０の接続用電極１３上にインターコネクタ２０を重ねる。この時、位置決めベルト１１０は搬送方向Ｆへ移動しているため、ロボットが連続的に上記動作を繰り返すことにより、先に載置されたインターコネクタ２０の端部上に太陽電池セル１０の接続用銀電極１７（図１０参照）が重なった状態となる。
位置決めベルト１１０の上流側で載置され位置決めされた太陽電池セル１０とインターコネクタ２０は、位置決めベルト１１０に形成され真空吸着ブロック１１２と通ずる真空吸着穴１１１（図２参照）を介して真空吸引されることにより、位置決めされた位置関係を保持したまま位置決めベルト１１０の下流側へ搬送される。

位置決めベルト１１０の下流側に搬送されると、図６（ｂ）に示されるように、先に載置された太陽電池セル１０とインターコネクタ２０から位置決めベルト１１０と押さえベルト１３０との間に順次挟まれ、位置決め状態を確実なものとして更に下流側へ搬送される。
位置決めベルト１１０の下流端まで搬送が進むと、図７（ｃ）に示されるように、押さえベルト１３０からの押圧を受けたまま位置決めベルト１１０から加熱ベルト１２０へ太陽電池セル１０とインターコネクタ２０が順次渡される。
位置決めベルト１１０と加熱ベルト１２０の隙間は、上述のとおり、ナイロン繊維からなる芯材１６０にポリウレタン樹脂１６１を含浸させてなる屈曲性に優れた位置決めベルト１１０（図１５参照）を、小径のプーリ１１３で巻き回すことにより極力つめられているので、太陽電池セル１０が前記隙間を渡る際に太陽電池セル１０に加わる衝撃は極力抑えられている。

加熱ベルト１２０へ渡された太陽電池セル１０とインターコネクタ２０は、図７（ｄ）に示されるように、加熱ベルト１２０と押さえベルト１３０に挟まれながら搬送される。
加熱ベルト１２０と押さえベルト１３０は、上述のとおり、加熱ベルト１２０と押さえベルト１３０の裏面側にそれぞれ設けられた加熱ブロック１２２，１３２と冷却ブロック１２３，１３３により上述の設定温度で温度管理されている。

したがって、加熱ベルト１２０へ渡された太陽電池セル１０とインターコネクタ２０は搬送が進むにしたがって加熱ブロック１２２，１３２の加熱により温度上昇し、２００℃以上まで温度上昇した時点で受光面側の接続用電極１３と裏面側の接続用銀電極１７に予めコーティングされていた鉛フリー半田と、インターコネクタ２０に予めコーティングされていた鉛フリー又は有鉛半田がそれぞれ溶融し、さらに搬送が進んで加熱ベルト１２０と押さえベルト１３０の下流に達すると冷却ブロック１２３，１３３により１４０℃以下に冷却され、溶融した半田が固化して半田付けが完了する。
この半田付けの際、熱を受けた太陽電池セル１０に若干の反りが生ずるが、上述のとおり、板状のバネ１２４，１３４によって互いに付勢しあう方向に付勢された加熱ベルト１２０および押さえベルト１３０は、太陽電池セル１０の反りに柔軟に添い、また、搬送中の太陽電池セル１０に加わる衝撃を和らげるので、太陽電池セル１０に局部的に強い力が加わることが防止され、太陽電池セル１０の割れが防止されている。
また、加熱ベルト１２０および押さえベルト１３０の対向部を囲うシュラウド１７０内には窒素ガスがガス導入口から流され、良好な半田付けを可能としている。

半田付けが完了した太陽電池セル１０とインターコネクタ２０はさらに搬送され、図８（ｅ）に示されるように加熱ベルト１２０から搬送ベルト１４０上へ渡される。
搬送ベルト１４０上に渡された太陽電池セル１０とインターコネクタ２０は、搬送ベルト１４０の上下にそれぞれ配された光学式測定装置１５０，１５１によってインターコネクタ２０の表面形状（凹凸）が測定され、インターコネクタ２０の表面に加熱ベルト１２０および押さえベルト１３０のパターン１２０ａ，１３０ａに対応した凹凸が形成されているか否かが判別される。

上述のとおり、光学式測定装置１５０，１５１は図示しない制御装置と接続されており、制御部は閾値以上の高さを有する凹凸が検知された場合には正常に半田付けがなされたと判断し、閾値未満の凹凸しか検知されなかった場合には、半田付け時に十分な熱が加えられず、接続不良が生じているものと判断する。
接続不良が生じたと判断した場合、制御部はアラームを鳴らして装置を停止させ、製造装置に異常が生じていないかチェックするよう促す。
接続不良が生じたと判断された太陽電池ストリングは、可能であれば手作業にて半田付けの修正作業が行われ、次工程へまわされる。

以上の工程により、図１３および図１４に示される太陽電池ストリング３０が得られる。このようにして得られた太陽電池ストリング３０を複数本平行に並べ、バスバー等でさらに直列または並列に接続することにより太陽電池モジュールが作製される。

なお、この実施形態では接続不良が発見された際の対応として、アラームを鳴らし製造装置のチェックを促す構成としたが、接続不良が発見された際の対応は必ずしもこれに限られるものではない。
例えば、接続不良が発見された際には、加熱ベルト１２０および押さえベルト１３０の温度が基準値よりも低下していると思われるため、加熱ブロック１２２，１３２の出力を上げるよう調整したり、位置決めベルト１１０、加熱ベルト１２０、押さえベルト１３０および搬送ベルト１４０の搬送速度を基準となる搬送速度（本実施形態では２０ｍｍ／ｓｅｃ．）よりも低下させるよう調整してもよい。
このような調整は、オペレーターによって手作業で行われてもよいし、或いは制御部によって自動的に行われるようにしてもよい。

また、この実施形態では加熱ベルト１２０および押さえベルト１３０の表面のパターン１２０ａ，１３０ａ（図３および図４参照）を２０〜１００μｍの高さを有する凹凸で形成したので、制御部が良否判定する際の閾値を１５μｍに設定した。
加熱ベルト１２０のおよび押さえベルト１３０の表面のパターン１２０ａ，１３０ａは図３および図４に示されるものに限られず、高さ数μｍ程度の微細な凹凸で形成される限り、様々なパターンを採用することができる。
また、光学式測定装置１５０，１５１としては、レーザー共焦点方式のものを採用したが、精度が足りない場合にはダブルスキャン方式を採用してもよい。

半田付け前にフラックスを使用した場合でも加熱ベルト及び押えベルトにガラス繊維ベルトを使用することで耐溶剤に強くベルトの蛇行・ベルトの反りによる問題が発生しにくく、ベルトに付着したフラックスをエタノール等の溶剤で溶かし容易にふき取ることも可能である。又、セル・インタコネクターのベルトへの貼りつき等が発生を抑制できることから、歩留低下を防止できる。

この発明の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造装置の概略的な構成を示す説明図である。 図１のＡ部の要部拡大説明図である。 図１のＢ部の要部拡大説明図である。 図１のＢ部の要部拡大説明図である。 図１のＣ部の要部拡大説明図である。 この発明の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法を示す工程図である。 この発明の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法を示す工程図である。 この発明の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法を示す工程図である。 この発明の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法で用いる太陽電池セルの平面図である。 図９に示される太陽電池セルの底面図である。 この発明の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法で用いるインターコネクタの平面図である。 図１１に示されるインターコネクタの側面図である。 この発明の実施形態による太陽電池モジュールの製造方法によって得られた太陽電池ストリングの平面図である。 図１３に示される太陽電池ストリングの底面図である。 この発明の実施形態に係る太陽電池モジュールの製造装置において、位置決めベルトおよび搬送ベルトに用いられる樹脂ベルトの断面図である。

符号の説明

１０・・・太陽電池セル
１１・・・光電変換層
１２・・・受光面電極
１３・・・接続用電極
１４・・・グリッド電極
１５・・・裏面電極
１６・・・アルミ電極
１７・・・接続用銀電極
２０・・・インターコネクタ
３０・・・太陽電池ストリング
１００・・・製造装置
１１０・・・位置決めベルト
１１１・・・真空吸着穴
１１２・・・真空吸着ブロック
１１３，１２１，１３１，１４１・・・プーリ
１２０・・・加熱ベルト
１２０ａ，１３０ａ・・・パターン
１２２，１３２・・・加熱ブロック
１２３，１３３・・・冷却ブロック
１２４，１３４・・・バネ
１３０・・・押さえベルト
１４０・・・搬送ベルト
１５０，１５１・・・光学式測定装置
１６０・・・芯材
１６１・・・ポリウレタン樹脂
１７０・・・シュラウド

Claims (6)

1. 複数の太陽電池セルを位置決めベルト上に供給し、１つの太陽電池セルの受光面電極と他の太陽電池セルの裏面電極とを表面に半田コーティングを有するインターコネクタで加熱ベルトと押さえベルトを利用して半田付けする工程において、前記半田コーティング面に接触する加熱ベルト又は押さえベルトの両方又は、いずれか一方に凹凸面を形成しておき、所定の位置を通過したインターコネクタの半田コーティング面に凹凸面が転写されているか否かを判別し、半田付けが正常かどうかを確認しつつ半田付けを行うことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
2. インターコネクタの半田コーティング面に凹凸面が転写されているか否かを判別する前記工程は、インターコネクタの表面形状を光学式測定装置によって測定し、測定された表面形状に基づいて凹凸面が転写されているか否かを判別する工程である請求項１に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
3. 光学式測定装置がレーザー共焦点方式の測定装置である請求項２に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
4. 請求項１に記載の太陽電池モジュールの製造方法に用いられる製造装置であって、受け渡し可能に隣接する位置決めベルトおよび加熱ベルトと、位置決めベルトおよび加熱ベルト上にまたがるように位置決めベルトおよび加熱ベルトと対向する押さえベルトとを備え、加熱ベルトおよび押さえベルトの少なくとも一方は他方のベルトと対向する表面に凹凸面が形成されてなる太陽電池モジュールの製造装置。
5. インターコネクタの表面形状を測定する光学式測定装置をさらに備える請求項４に記載の太陽電池モジュールの製造装置。
6. 光学式測定装置がレーザー共焦点方式の測定装置である請求項５に記載の太陽電池モジュールの製造装置。

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