JP2010147170A - 裏面電極型太陽電池セルの裏面パターン観察方法 - Google Patents

Abstract

【課題】裏面電極型太陽電池セルとフィルムとの双方の観察対象物を同時に観察する。
【解決手段】赤外線を拡散透過する裏面電極型太陽電池セル２の前記裏面に対向する位置に、前記赤外線を透過可能である配線フィルム５が配置されており、配線フィルム５には、複数の裏面電極型太陽電池セル２同士を電気的に接続するための配線パターンが形成されており、裏面電極型太陽電池セル２の前記裏面には、セルアライメントマーク９が形成されており、配線フィルム５には、配線フィルムアライメントマーク１０が形成されており、裏面電極型太陽電池セル２の前記表面側から赤外線照射装置８により前記赤外線を照射し、裏面電極型太陽電池セル２及び配線フィルム５を透過した前記赤外線を検知する赤外線撮像装置７により、電極３１及び電極３２のパターンを観察する。
【選択図】図１

Description

本発明は、裏面電極型太陽電池セルの裏面パターンを好適に観察する方法に関する。

従来の太陽電池セルにおいては、例えば単結晶のシリコン基板または多結晶のシリコン基板の、太陽光が入射する側の表面、即ち受光面に、上述したシリコン基板の導電型と反対の導電型となる不純物を拡散する。これにより、受光面近傍にｐｎ接合を形成すると共に、受光面に一方の電極を配置し、受光面の反対側にある表面、即ち裏面に他方の電極を配置して製造されたものが、太陽電池セルの主流となっている。

そして、上記構成を有する複数の太陽電池セルを、インターコネクタで電気的に接続することにより、太陽電池ストリングを形成し、複数の上記太陽電池ストリングを電気的に接続した後に、樹脂等の封止材で封止することにより太陽電池モジュールが作製され、該太陽電池モジュールを用いて太陽光発電が行なわれている。

また、近年では、太陽電池セルの高効率化の一手段として、受光面側の電極による損失、いわゆる「シャドウロス」を無くすため、受光面に電極がなく、ｐ領域に接続される電極とｎ領域に接続される電極との両方を裏面に形成した「裏面電極型太陽電池セル」が挙げられる。裏面電極型太陽電池セルは、電極によるシャドウロスが無く、入射してくる太陽光を１００％太陽電池セルに取り込むことができる。このため、原理的に太陽電池セルの発電効率の向上が可能となる。

前記裏面電極型太陽電池セル（以下、セルと称する）は、従来の太陽電池セルよりも電極ピッチを狭くすることで更なる発電効率向上を達成しているが、前記電極ピッチの狭ピッチ化に伴い、前記セルのモジュール化において、前記セルと該セルに対向する配線との位置決めに要求される精度が高まっている。

図５は、特許文献１において開示されている、太陽電池モジュール及びその製造方法と同様に、インターコネクタで電気的に接続された従来の太陽電池セルを示す斜視図である。図５に示すように、隣接する２つのセル１０１同士を電気的に接続するものとして、インターコネクタ１０２が用いられている。

しかしながら、前記電極ピッチに対応したピッチで前記配線の接続をする必要があるが、インターコネクタ１０２を用いると、狭ピッチ化に伴いインターコネクタ１０２の本数が非常に多くなる。この結果、プロセスが煩雑になる、隣接するインターコネクタ１０２同士が接触してしまう、はんだ接続時のセル１０１に対するストレスによりセル１０１の割れまたはセル１０１の欠けが発生する等の問題が発生する。

そこで前記セルのモジュール化においては、樹脂製のフィルム上に前記電極ピッチに対応した形にあらかじめ金属の配線パターンが形成されており、前記セル複数枚を並べてモジュール化する際に前記セル同士を電気的に接続する役目を果たす配線フィルムが用いられる。

電極と配線フィルムの配線パターンとの電気的接続を確実にするためには、前記セルの電極と前記配線フィルムの配線パターンとを、またはセルアライメントマークと配線フィルムアライメントマークとを、ＣＣＤカメラ等の撮像装置により観察し、それぞれの位置を把握することで位置決めをする必要がある。

なお、上記撮像装置は、前記セルの電極と前記配線フィルムアライメントマークとを観察したり、前記配線フィルムの配線パターンと前記セルアライメントマークとを観察したり、前記セルの電極と前記配線フィルムの配線パターンとを観察したりする場合もある。

そこで、一般的に知られている、観察方法及び位置決め方法を以下に記す。

〔第１の観察方法及び第１の位置決め方法〕
図６は、配線フィルムに対して裏面電極型太陽電池セルの位置決めを行う従来の位置決め装置２００の斜視図である。位置決め手順を以下に記す。

〔手順１〕
セル２０３を複数枚、電極とセルアライメントマークとがパターンニングされた裏面側を下側にして積み重ねられたスタックセル２０１から、セル保持部材２０２でセル２０３を保持する。セル保持部材２０２に隠れているセル２０３は、図６上では図示されていない。セル２０３の保持には、セル保持部材２０２に設けられるが図６上では図示されていない、吸着パッドやベルヌーイチャック等の一般的な基板保持部材を用いる。

〔手順２〕
ベース２０４に固定された２台のセルマーク撮像装置２０５を用いて、セル２０３の裏面側に設けられた２箇所のセルアライメントマークを撮像するために、セルマーク撮像装置２０５の上方に位置するように、セル保持部材２０２を±Ｘ方向にスライドさせる。

〔手順３〕
２台のセルマーク撮像装置２０５で２箇所のセルアライメントマークを撮像し、セル２０３の位置及び姿勢を把握し、ＸＹθ座標データとして図示しない記憶装置により記憶する。セルマーク撮像装置２０５は１台だけでもよい。

〔手順４〕
配線フィルム２０６の位置及び姿勢を把握するために、配線フィルム２０６上に形成されている、図示しない２つ以上の配線フィルムアライメントマークを、セル保持部材２０２に固定されている配線フィルムマーク撮像装置２０７で撮像し、配線フィルム２０６の位置及び姿勢を把握し、ＸＹθ座標データとして図示しない記憶装置により記憶する。

〔手順５〕
手順３及び手順４で記憶した、セル２０３と配線フィルム２０６とのＸＹθ座標データより、セル２０３と配線フィルム２０６との相対距離、及びセル２０３と配線フィルム２０６とのθ方向のずれ量を計算する。そして、セル保持部材２０２、配線フィルムステージ２０８、及びセル保持部材２０２に積載された図示しない回転ステージとにより、セル２０３と配線フィルム２０６とを相対移動させる。ここではセル保持部材２０２が±Ｘ方向に移動し、配線フィルムステージ２０８が±Ｙ方向に移動し、上記回転ステージが±θ方向に回転することにより、セル２０３と配線フィルム２０６とを相対移動させる。これにより、セル２０３と配線フィルム２０６との位置決めが完了する。

しかし、上記第１の観察方法及び上記第１の位置決め方法による位置決め手順は、Ｘ，Ｙそれぞれの方向への移動距離が長い。このため、自動的に動くことが可能である各ステージの機械ずれの問題があり、位置決め完了後でも所望の精度で位置決めできていない場合がある。また、また、移動後のずれの確認ができないという問題がある。

〔第２の観察方法及び第２の位置決め方法〕
そこで、上記課題を解決するために、特許文献２に開示されている位置決め方法について説明する。図７は、特許文献２に開示されている位置決め方法を適用した、赤外線を透過可能である上側ワークを下側ワークに対して位置決めするための、従来の位置決め装置３００の斜視図である。位置決め手順を以下に記す。

〔手順１〕
上側ワーク３０３を複数枚、赤外線を透過しない上側ワークアライメントマークまたは赤外線透過率の低い上側ワークアライメントマークがパターンニングされた裏面側を下側にして積み重ねたスタックワーク３０１から、ワーク保持部材３０２で上側ワーク３０３を保持する。ワーク保持部材３０２に隠れている上側ワーク３０３は、図７上では図示されていない。上側ワーク３０３の保持には、ワーク保持部材３０２に設けられるが図７上では図示されていない、吸着パッドやベルヌーイチャック等の一般的な基板保持部材を用いる。

〔手順２〕
上側ワーク３０３を、下側ワーク３０４上の位置決めしようとするおおよその位置まで移動させるために、上側ワーク３０３を保持したワーク保持部材３０２を±Ｘ方向に移動させ、下側ワークステージ３０５を±Ｙ方向に移動させる。同時に上側ワーク３０３と下側ワーク３０４との間に所定のクリアランス（距離）を設けるように、ワーク保持部材３０２に積載された図示しないＺ軸ステージにより、上側ワーク３０３と下側ワーク３０４との間のクリアランスを調整する。

〔手順３〕
焦点距離の差が互いの被写界深度の和よりも大きい２つのＣＣＤカメラＣＣＤ１，ＣＣＤ２を備えた赤外線撮像装置３０６が、ワーク保持部材３０２における異なる２箇所に積載されている。また、それぞれのＣＣＤカメラの光軸に対して同軸落射照明として、図示しない赤外光源がワーク保持部材３０２に配置されている。さらに、ワーク保持部材３０２には、２つの光軸を合成させる図示しない２光軸合成ユニットが備えられている。

上側ワーク３０３が赤外線を透過可能であるため、ＣＣＤカメラＣＣＤ１により上側ワーク３０３の裏面にパターニングされた、赤外線を透過しない上側ワークアライメントマークまたは赤外線透過率の低い上側ワークアライメントマークを観察できる。

また、上側ワーク３０３を透過した赤外線は、下側ワーク３０４に形成された図示しない下側ワークアライメントマークで反射し、反射した赤外線は、再び上側ワーク３０３の裏面側から透過し、ＣＣＤカメラＣＣＤ２により下側ワークアライメントマークが撮像される。

ＣＣＤカメラＣＣＤ１の焦点距離とＣＣＤカメラＣＣＤ２の焦点距離とを変えているのは、上側ワークアライメントマークのみを観察しようとするＣＣＤカメラＣＣＤ１によって、下側ワークアライメントマークが観察されないようにするためである。また同様に、下側ワークアライメントマークのみを観察しようとするＣＣＤカメラＣＣＤ２によって、上側ワークアライメントマークが観察されないようにするためである。

〔手順４〕
手順３で観察した、上側ワークアライメントマーク及び下側ワークアライメントマークそれぞれの位置情報より、上側ワーク３０３と下側ワーク３０４との相対的な位置ずれ量及び上側ワーク３０３と下側ワーク３０４との相対的な角度ずれ量を計算する。そして、第１の観察方法及び第１の位置決め方法と同様に、各ずれ量に応じた距離だけＸＹθ方向に上側ワーク３０３と下側ワーク３０４とを相対移動させることで、上側ワーク３０３と下側ワーク３０４との位置決めが完了する。

この方法によれば、上側ワークアライメントマーク及び下側ワークアライメントマークそれぞれを同時に観察することができるため、上側ワーク３０３と下側ワーク３０４との相対移動量が小さくて済み、自動的に動くことが可能である各ステージの機械ずれの影響がほとんどない。
特開２００５−１１８６９号公報（２００５年１月１３日公開） 特許第３３５６４０６号公報（平成１４年１０月４日特許）

しかしながら、前記セルを前記上側ワークとして前記配線フィルムを前記下側ワークとした時に、前記第２の観察方法及び前記第２の位置決め方法２によって観察及び位置決めを行なっても、前記セルの受光面側に高効率化のためにテクスチャと呼ばれる反射防止表面処理が施されていることや、前記セル内部に含まれる不純物やシリコンの結晶粒界の影響などにより、前記セルを透過する赤外線は拡散してしまう。このため、同軸落射照明による観察方法で前記セル表面側から観察しようとしても、同軸落射照明光が前記セル表面や内部でほとんど散乱してしまう。

また、観察対象物である、前記セル電極、前記セルアライメントマーク、前記配線フィルムの配線の表面、または前記配線フィルムアライメントマークの表面において、一部透過した赤外線の反射した光が、前記セルの表面または前記セルの内部に対してぼやけて投影される。このため、観察対象物がぼやけて観察されることに加えて、前述のように前記セルの表面または前記セルの内部で同軸落射照明光が散乱した光が投影像と混ざり合ってしまうために、観察対象物の観察ができない。

さらに、前記第２の観察方法及び前記第２の位置決め方法による観察方法では、上側ワーク３０３と下側ワーク３０４との間に、Ｚ方向のクリアランス、即ち前記裏面に対する法線方向のクリアランスがなければ、双方の観察対象物を同時に観察することができない。このため、移動後のずれの確認ができないという問題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、裏面電極型太陽電池セルとフィルムとの双方の観察対象物を同時に観察することにある。

本発明の裏面電極型太陽電池セルの裏面パターン観察方法は、上記課題を解決するために、太陽光を受光する表面に電極がなく、第１の導電型の半導体領域に接続される第１電極と第２の導電型の半導体領域に接続される第２電極との両方が、前記表面の反対側に位置する裏面に形成された裏面電極型太陽電池セルの裏面パターン観察方法であって、赤外線を拡散透過する前記裏面電極型太陽電池セルの前記裏面に対向する位置に、前記赤外線を透過可能であるフィルムが配置されており、前記フィルムには、複数の前記裏面電極型太陽電池セル同士を電気的に接続するための配線パターンが形成されており、前記裏面電極型太陽電池セルの前記裏面には、セルアライメントマークが形成されており、前記フィルムの前記裏面と対向する面には、フィルムアライメントマークが形成されており、前記裏面電極型太陽電池セルの前記表面側から赤外線照射手段により前記赤外線を照射し、前記フィルムの前記フィルムアライメントマークが形成されていない面側に配置され、前記裏面電極型太陽電池セル及び前記フィルムを透過した前記赤外線を検知する撮像手段により、前記セルアライメントマーク及び前記フィルムアライメントマークのパターンを同時に観察することを特徴とする。

上記発明によれば、前記赤外線照射手段より照射された前記赤外線は、前記裏面電極型太陽電池セルの前記表面で散乱反射するものの、一部透過した前記赤外線が、前記裏面電極型太陽電池セルの前記裏面側に形成された、前記セルアライメントマーク及び前記フィルムアライメントマークのパターンを捉える。一部透過した前記赤外線が、前記フィルムを透過する際に、前記表面で拡散しなければ、前記セルアライメントマーク及び前記フィルムアライメントマークのパターンをそのまま前記撮像手段で撮像することが出来る。

従って、前記裏面電極型太陽電池セルと前記フィルムとの双方の観察対象物を同時に観察出来る。

また、一部透過した前記赤外線が前記表面で拡散するならば、前記裏面電極型太陽電池セルと前記フィルムとの距離を近づけることで、前記セルアライメントマーク及び前記フィルムアライメントマークのパターンが、影として前記フィルムに投影されるため、投影された影はほとんどぼやけずに撮像できる。

さらに、上記発明による観察を行うことにより、前記裏面電極型太陽電池セルと前記フィルムをずれなく位置決めすることが出来る。また、位置決めした後の、前記裏面電極型太陽電池セルと前記フィルムとの間に、前記裏面に対する法線方向のクリアランスがない場合でも、前記裏面電極型太陽電池セルと前記フィルムとの双方の観察対象物を観察出来る。

そして、前記裏面電極型太陽電池セルを複数枚並べるモジュール化プロセスにおいて、モジュール大の配線フィルムに対して個々のセルを高精度に位置決めすることができる。

また、前記フィルムには、複数の前記裏面電極型太陽電池セル同士を電気的に接続するための配線パターンが形成されている。これにより、複数枚の前記裏面電極型太陽電池セルを設置できる面積の前記フィルムに、前記裏面電極型太陽電池セル同士を電気的に接続するための前記配線パターンを形成し、前記フィルム１枚で、または前記フィルム複数枚をインターコネクタ等で電気的に接続することで、１つの太陽電池モジュールを形成できる。

さらに、前記インターコネクタを用いた前記裏面電極型太陽電池セル同士の接続方法と比較して、第１の効果として接続プロセスが単純になる、第２の効果としてインターコネクタ同士の接触がない、第３の効果としてはんだ接続時の面電極型太陽電池セルに対するストレスを抑えることができるために、前記裏面電極型太陽電池セルの割れや欠けを低減出来る等といった効果が得られる。

前記裏面電極型太陽電池セルの裏面パターン観察方法では、前記セルアライメントマークの光透過率は、前記裏面電極型太陽電池セルの光透過率よりも低く、前記フィルムアライメントマークの光透過率は、前記フィルムの光透過率よりも低くてもよい。

これにより、前記裏面電極型太陽電池セル及び前記フィルムに前記赤外線を透過させることで、光透過率の違いにより各アライメントマークを前記撮像手段により観察することができる。

そのため、前記裏面電極型太陽電池セルの裏面パターン観察方法を用いることで、前記フィルム上に形成された前記配線パターンが狭ピッチであるがゆえに前記配線パターンに対して前記裏面電極型太陽電池セルを高精度に位置決めする必要がある場合でも、前記セルアライメントマーク及び前記フィルムアライメントマーク双方を同時に観察することが出来る。このため、高精度の位置決めを行うことができる。

また、前記いずれかの裏面電極型太陽電池セルの裏面パターン観察方法では、前記フィルムは、ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートを原料としてもよい。

これにより、前記フィルムは前記赤外線を透過可能となる。また、前記フィルムの厚みを薄くすることができるため、材料費を安く抑えることが出来、しかも前記太陽電池モジュールを形成したときにコンパクト化を図ることができる。

本発明の裏面電極型太陽電池セルの裏面パターン観察方法は、以上のように、赤外線を拡散透過する前記裏面電極型太陽電池セルの前記裏面に対向する位置に、前記赤外線を透過可能であるフィルムが配置されており、前記フィルムには、複数の前記裏面電極型太陽電池セル同士を電気的に接続するための配線パターンが形成されており、前記裏面電極型太陽電池セルの前記裏面には、セルアライメントマークが形成されており、前記フィルムの前記裏面と対向する面には、フィルムアライメントマークが形成されており、前記裏面電極型太陽電池セルの前記表面側から赤外線照射手段により前記赤外線を照射し、前記フィルムの前記フィルムアライメントマークが形成されていない面側に配置され、前記裏面電極型太陽電池セル及び前記フィルムを透過した前記赤外線を検知する撮像手段により、前記セルアライメントマーク及び前記フィルムアライメントマークのパターンを同時に観察する方法である。

それゆえ、裏面電極型太陽電池セルとフィルムとの双方の観察対象物を同時に観察するという効果を奏する。

本発明の一実施形態について実施例１、実施例２、図１〜図３に基づいて説明すれば、以下の通りである。

〔実施例１〕
本実施例１では、本発明の実施形態に係る、裏面電極型太陽電池セル２（以下、セル２と称する）と配線フィルムとの位置決め方法について説明する。セル２は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示されるように、太陽光を受光する表面（受光面）に電極がなく、ｐ領域に接続される電極３１とｎ領域に接続される電極３２との両方が裏面に形成されている。

図１は、本発明の実施形態に係る観察方法を用いた、セルと配線フィルムとを位置決めするための位置決め装置１の斜視図である。図２（ａ）は、本発明の実施形態に係る位置決め装置１の一部を示す正面図である。図２（ｂ）は、本発明の実施形態に係る赤外線撮像装置７が撮像した観察画像を示す平面図である。位置決め手順を以下に記す。

〔手順１〕
セル２を複数枚、図２（ａ）において示されるセルアライメントマーク９及び図３に示す電極３１，３２が形成された裏面側を下側にして積み重ねたスタックセル３から、セル保持部材４でセル２を保持する。セル２の原料は、例えばシリコンであり、セル保持部材４に隠れているセル２は、図１上では図示されていない。また、セルアライメントマーク９はパターンニングにより形成され、赤外線を透過しない、または赤外線透過率が０％〜０．１％程度と低い。但し、セルアライメントマーク９の透過率は、必ずしもこれほど低い透過率である必要は無く、セル２の赤外線透過率との十分な差異があればよい。さらに、セルアライメントマーク９の光透過率は、裏面電極型太陽電池セル２の光透過率よりも低い。

セル２の保持には、セル保持部材４に設けられるが図１上では図示されていない、吸着パッドやベルヌーイチャック等の一般的な基板保持部材を用いる。

〔手順２〕
ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate、ポリエチレンテレフタレート）またはＰＥＮ（polyethylene naphthalate、ポリエチレンナフタレート）を原料とした配線フィルム５上の、位置決めしようとするおおよその位置まで、セル２を移動させるために、セル２を保持したセル保持部材４を±Ｘ方向に、配線フィルムステージ６を±Ｙ方向に移動させる。配線フィルム５には、複数の裏面電極型太陽電池セル２同士を電気的に接続するための配線パターンが形成されている。また、配線フィルムステージ６は平板であり、配線フィルム５を吸着固定する。

同時に配線フィルムステージ６の下方に設置された、ベース２０上を±Ｘ軸方向に移動できる２台の赤外線撮像装置７を、セル保持部材４における異なる２箇所に設置された赤外線照射装置８の真下の位置まで移動させる。赤外線照射装置８は、セル保持部材４に保持されたセル２の表面側から赤外線を照射する機能を有する。

〔手順３〕
セル保持部材４に保持されたセル２と配線フィルム５との間のクリアランス（Ｚ軸方向の距離）が、赤外線撮像装置７の被写界深度より短くなるように、セル保持部材４に設置された図示しないＺ軸ステージにより調整する。

〔手順４〕
図２（ａ）に示されるように、セル保持部材４に保持されたセル２の表面側から、赤外線照射装置８により赤外線を照射する。セル２は赤外線を透過可能であるため、照射された赤外線はセル２を透過し、セルアライメントマーク９で反射あるいは吸収される。

よって、図２（ａ）に示されるように、セルアライメントマーク９の周辺を透過した赤外線のみが配線フィルム５に到達する。

そして、配線フィルム５にパターンニングされた配線フィルムアライメントマーク１０は、赤外線を透過しない、または赤外線透過率が０％〜０．１％程度と低い。但し、配線フィルムアライメントマーク１０の透過率は、必ずしもこれほど低い透過率である必要は無く、セル２の赤外線透過率との十分な差異があればよい。よって、セルアライメントマーク９の周辺を透過した透過した赤外線は、配線フィルムアライメントマーク１０の表面で反射あるいは吸収される。また、配線フィルム５はＰＥＴまたはＰＥＮを原料としているために、赤外線を透過する。

従って、図２（ａ）に示されるように、配線フィルムアライメントマーク１０の周辺を透過した赤外線のみが赤外線撮像装置７に到達する。

その結果、図２（ｂ）の観察画像１１に示されるように、セルアライメントマーク９及び配線フィルムアライメントマーク１０は、赤外線撮像装置７によって、それぞれセルアライメントマーク影１２と配線フィルムアライメントマーク影１３として観察される。

なお、配線フィルムアライメントマーク１０の光透過率は、配線フィルム５の光透過率よりも低い。

〔手順５〕
手順４で観察したセルアライメントマーク影１２と配線フィルムアライメントマーク影１３の位置情報より、セル２と配線フィルム５との、相対的な位置ずれ量及び相対的な角度ずれ量を計算する。

そして、セル保持部材４、配線フィルムステージ６、及びセル保持部材４に積載された図示しない回転ステージとにより、セル２と配線フィルム５とを相対移動させる。ここではセル保持部材４が±Ｘ方向に移動し、配線フィルムステージ６が±Ｙ方向に移動し、上記回転ステージが±θ方向に回転することにより、セル２と配線フィルム５とを相対移動させる。これにより、セル２と配線フィルム５との位置決めが完了する。

以上のように、本発明の実施形態に係る位置決め方法によれば、セルアライメントマーク影１２及び配線フィルムアライメントマーク影１３を、赤外線撮像装置７を用いて観察することにより、セルアライメントマーク９と配線フィルムアライメントマーク１０とを同時に観察することができる。このため、セル２と配線フィルム５との相対移動量が小さくて済み、自動的に動くことが可能である各ステージの機械ずれの影響がほとんどない。

セル２を位置決めして配線フィルム５の上に設置した後は、以下に示す手順６−１または手順６−２によりセル２を固定する。

〔手順６−１〕
ＵＶ（ultra violet：紫外線）硬化樹脂ディスペンサー１４により、配線フィルム５とセル２とを固定するためにＵＶ硬化樹脂をセル２の四隅に塗布する。ＵＶ硬化樹脂の塗布後、ＵＶ光照射装置１５でＵＶ光を照射してＵＶ硬化樹脂を硬化させてセル２を固定する。

セル２を固定した後の後工程において、セル２の電極と配線フィルム５の電極とが確実に接触するように、圧接保持を行う。後工程としては、例えばＥＶＡ（Ethylene Vinyl Acetate；エチレンビニルアセテート）ラミネート工程が挙げられる。

〔手順６−２〕
塗布装置１６により、セル２または配線フィルム５に予め硬化樹脂を塗布しておく。ＵＶ硬化樹脂ディスペンサー１４とＵＶ光照射装置とにより仮固定を行い、その後加圧加熱装置１７で上記硬化樹脂を硬化させることでセル２を固定する。

本手順６−２においては、塗布装置１６が、セル２の電極と配線フィルム５の電極とが確実に接触するように、上記硬化樹脂の塗布量及び硬化条件を制御する。加圧加熱装置１７による硬化に代えて、手順６−１において示したＥＶＡラミネート工程を用いてもよい。

〔実施例２〕
本実施例２では、本発明の実施形態に係る、他のセルと配線フィルムとの位置決め方法について説明する。

位置決め装置１の構成は実施例１と同様だが、配線パターン及び配線フィルムアライメントマーク１０を配線フィルム５に形成するために、配線フィルム５の原料であるＰＥＴまたはＰＥＮの表面に対して、マット処理を施す場合がある。

上記マット処理が施された配線フィルム５の表面は、赤外線を拡散しやすい。このため、セル２と配線フィルム５との間のクリアランスが大きいと、セルアライメントマーク影１２がぼやけて撮像される場合があり、セルアライメントマーク９の位置が検出できなくなる場合がある。

この場合、セル２と配線フィルム５との間のクリアランスを狭くすることで、赤外線の拡散を抑えることが出来るため、セルアライメントマーク影１２がぼやけることない。よって、セルアライメントマーク影１２を正確に観察出来、セルアライメントマーク９の位置が検出出来る。

セル２と配線フィルム５との間のクリアランスは、表面にマット処理が施された配線フィルム５の拡散率を予め測定しておくことによって、決定することが出来る。即ち、配線フィルム５の拡散率がより高い場合は、セル２と配線フィルム５との間のクリアランスをより狭くし、配線フィルム５の拡散率がより低い場合は、セル２と配線フィルム５との間のクリアランスをより広くすればよい。

また、セル２と配線フィルム５との間のクリアランスを、配線フィルム５の拡散率に基づき決定されたクリアランスに調整する機構として、セル保持部材４のセル２を保持するセル保持部４ａの中に、所望のクリアランス量の厚みを持ったスペーサを設ける方法や、セル保持部材４に図４（ａ）〜図４（ｄ）に示す平行倣い機構１８を設け、セル２を配線フィルム５に倣わせたあと、所望のクリアランス量だけＺ軸ステージを上昇させることで、所望のクリアランスを設けることが出来る。

なお、本実施形態において、倣うとは、図４（ｂ）〜図４（ｄ）に示すように、セル２の裏面と配線フィルム５とが平行になることを意味する。

平行倣い機構１８の動作の詳細について図４（ａ）〜図４（ｄ）を用いて説明する。平行倣い機構１８は、Ｘ方向移動部１８ａと回転部１８ｂとを有している。

まず、図４（ａ）に示すように、Ｘ方向移動部１８ａを±Ｘ方向に移動させ、配線フィルムステージ６を±Ｙ方向に移動させた後に、セル保持部材４を下降させる、即ち−Ｚ方向に移動させる。セル保持部材４の下降は、上述したＺ軸ステージにより行われる。

次に、図４（ｂ）に示すように、回転部１８ｂを±θ’方向に回転させて、セル２を配線フィルム５に倣わせる。

さらに、図４（ｃ）に示すように、Ｘ方向移動部１８ａを閉じることにより回転部１８ｂをロックした状態で、セル保持部材４を上昇させる、即ち＋Ｚ方向に移動させる。

これにより、図４（ｄ）に示すように、セル２と配線フィルム５との間に所望のクリアランスを設けることが出来る。

また、本実施形態において、裏面電極型太陽電池セルの観察対象物は、セルアライメントマーク９、電極３１及び電極３２であり、配線フィルム５の観察対象物は、配線フィルムアライメントマーク１０及び配線パターンである。よって、セル２の位置決めには、各アライメントマークだけでなく、各電極のパターン及び配線パターンも用いることが出来る。本実施の形態では、各電極のパターン、配線パターン及び各アライメントマークを総称して裏面パターンと称する。

〔実施形態の総括〕
本発明の実施形態に係る裏面電極型太陽電池セルの裏面パターン観察方法は、太陽光を受光する表面に電極がなくｐ領域に接続される電極３１とｎ領域に接続される電極３２との両方が、前記表面の反対側に位置する裏面に形成された裏面電極型太陽電池セル２の裏面パターン観察方法であって、赤外線を拡散透過する裏面電極型太陽電池セル２の前記裏面に対向する位置に、前記赤外線を透過可能である配線フィルム５が配置されており、配線フィルム５には、複数の裏面電極型太陽電池セル２同士を電気的に接続するための配線パターンが形成されており、裏面電極型太陽電池セル２の前記裏面には、セルアライメントマーク９が形成されており、配線フィルム５の前記裏面と対向する面には、配線フィルムアライメントマーク１０が形成されており、裏面電極型太陽電池セル２の前記表面側から赤外線照射装置８により前記赤外線を照射し、配線フィルム５の配線フィルムアライメントマーク１０が形成されていない面側に配置され、裏面電極型太陽電池セル２及び配線フィルム５を透過した前記赤外線を検知する赤外線撮像装置７により、セルアライメントマーク９及びフィルムアライメントマーク１０のパターンを観察する。

上記構成によれば、赤外線照射装置８より照射された前記赤外線は、裏面電極型太陽電池セル２の前記表面で散乱反射するものの、一部透過した前記赤外線が、裏面電極型太陽電池セル２の前記裏面側に形成された、セルアライメントマーク９及びフィルムアライメントマーク１０のパターンを捉える。一部透過した前記赤外線が、配線フィルム５を透過する際に、前記表面で拡散しなければ、セルアライメントマーク９及びフィルムアライメントマーク１０のパターンをそのまま赤外線撮像装置７で撮像することが出来る。

従って、裏面電極型太陽電池セル２と配線フィルム５との双方の観察対象物を同時に観察出来る。

また、一部透過した前記赤外線が前記表面で拡散するならば、裏面電極型太陽電池セル２と配線フィルム５との距離を近づけることで、セルアライメントマーク９及びフィルムアライメントマーク１０のパターンが、影として配線フィルム５に投影されるため、投影された影はほとんどぼやけずに撮像できる。

さらに、上記構成による観察を行うことにより、裏面電極型太陽電池セル２と配線フィルム５をずれなく位置決めすることが出来る。また、位置決めした後の、裏面電極型太陽電池セル２と配線フィルム５との間に、前記裏面に対する法線方向のクリアランスがない場合でも、裏面電極型太陽電池セル２と配線フィルム５との双方の観察対象物を観察出来る。

また、配線フィルム５には、複数の裏面電極型太陽電池セル２同士を電気的に接続するための配線パターンが形成されている。これにより、複数枚の裏面電極型太陽電池セル２を設置できる面積の配線フィルム５に、裏面電極型太陽電池セル２同士を電気的に接続するための前記配線パターンを形成し、配線フィルム５１枚で、または配線フィルム５複数枚をインターコネクタ等で電気的に接続することで、１つの太陽電池モジュールを形成できる。

また、前記インターコネクタを用いた裏面電極型太陽電池セル２同士の接続方法と比較して、第１の効果として接続プロセスが単純になる、第２の効果としてインターコネクタ同士の接触がない、第３の効果としてはんだ接続時の面電極型太陽電池セルに対するストレスを抑えることができるために、裏面電極型太陽電池セル２の割れや欠けを低減出来る等といった効果が得られる。

前記裏面電極型太陽電池セルの裏面パターン観察方法では、セルアライメントマーク９の光透過率は、裏面電極型太陽電池セル２の光透過率よりも低く、配線フィルムアライメントマーク１０の光透過率は、配線フィルム５の光透過率よりも低くてもよい。

これにより、裏面電極型太陽電池セル２及び配線フィルム５に前記赤外線を透過させることで、光透過率の違いにより各アライメントマークを赤外線撮像装置７により観察することができる。

そのため、裏面電極型太陽電池セル２の裏面パターン観察方法を用いることで、配線フィルム５上に形成された前記配線パターンが狭ピッチであるがゆえに前記配線パターンに対して裏面電極型太陽電池セル２を高精度に位置決めする必要がある場合でも、セルアライメントマーク９及び配線フィルム５アライメントマーク双方を同時に観察することが出来る。このため、高精度の位置決めを行うことができる。

また、前記いずれかの裏面電極型太陽電池セルの裏面パターン観察方法では、配線フィルム５は、ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートを原料としてもよい。

これにより、配線フィルム５は前記赤外線を透過可能となる。また、配線フィルム５の厚みを薄くすることができるため、材料費を安く抑えることが出来る。

本発明の実施形態に係る位置決め装置１は、
太陽光を受光する表面に電極がなくｐ領域に接続される電極３１とｎ領域に接続される電極３２との両方が、前記表面の反対側に位置する裏面に形成され、赤外線を透過可能である裏面電極型太陽電池セル２を複数枚、セルアライメントマーク９と電極３１と電極３２とが形成された裏面側を下側にして積み重ねたスタックセル３から、セル２を保持するセル保持部材４（セル保持手段）と、
平板であり、配線フィルム５（フィルム）を吸着固定する配線フィルムステージ６（フィルム固定手段）と、
配線フィルム５（フィルム）とセル２とを固定するためにＵＶ（紫外線）硬化樹脂をセル２の四隅に塗布するＵＶ硬化樹脂ディスペンサー１４（紫外線硬化樹脂塗布手段）と、
ＵＶ光を照射してＵＶ硬化樹脂を硬化させるＵＶ光照射装置１５（紫外線光照射手段）とを備え、
配線フィルムステージ６（フィルム固定手段）は、セル保持部材４（セル保持手段）により保持された裏面電極型太陽電池セル２と対向するように配置される位置決め装置であって、
セル保持部材４（セル保持手段）が、裏面電極型太陽電池セル２の前記表面側から赤外線を照射する赤外線照射装置８（赤外線照射手段）を有し、
位置決め装置１は、裏面電極型太陽電池セル２及び配線フィルム５を透過した赤外線を検知する赤外線撮像装置７（撮像手段）をさらに備え、
赤外線撮像装置７（撮像手段）と赤外線照射装置８（赤外線照射手段）とは、配線フィルム５（フィルム）及び配線フィルムステージ６（フィルム固定手段）を介して対向可能であり、さらに配線フィルムステージ６（フィルム固定手段）の平面と平行である第１の方向に移動可能であり、
配線フィルムステージ６（フィルム固定手段）は、配線フィルムステージ６（フィルム固定手段）の平面と平行であり、前記第１の方向と垂直である第２の方向に移動可能であり、
セル保持部材４（セル保持手段）は、前記裏面に対する法線方向である第３の方向に移動可能であり、さらに前記第３の方向の軸を中心として回転可能である。

上記構成によれば、セル保持部材４は、セル保持部材４に保持された裏面電極型太陽電池セル２と配線フィルム５との間のクリアランス（前記第３の方向の距離）が、赤外線撮像装置７の被写界深度より短くなるように調整出来る。

次に、セル保持部材４に保持された裏面電極型太陽電池セル２の表面側から、赤外線照射装置８により赤外線を照射出来る。裏面電極型太陽電池セル２は赤外線を透過可能であるため、照射された赤外線は裏面電極型太陽電池セル２を透過し、セルアライメントマーク９で反射あるいは吸収される。

よって、セルアライメントマーク９の周辺を透過した赤外線のみが配線フィルム５に到達出来る。

そして、セルアライメントマーク９の周辺を透過した透過した赤外線は、配線フィルムアライメントマーク１０の表面で反射あるいは吸収される。また、配線フィルム５は、赤外線を透過する。

従って、配線フィルムアライメントマーク１０の周辺を透過した赤外線のみが赤外線撮像装置７に到達出来る。

その結果、セルアライメントマーク９及び配線フィルムアライメントマーク１０は、赤外線撮像装置７によって、それぞれセルアライメントマーク影１２と配線フィルムアライメントマーク影１３として観察することが可能となる。

上述した、セルアライメントマーク影１２及び配線フィルムアライメントマーク影１３の位置情報より、裏面電極型太陽電池セル２と配線フィルム５との、相対的な位置ずれ量及び相対的な角度ずれ量を計算出来る。

そして、セル保持部材４及び配線フィルムステージ６により、裏面電極型太陽電池セル２と配線フィルム５とを相対移動出来る。ここではセル保持部材４が前記第１の方向に移動し、配線フィルムステージ６が前記第２の方向に移動し、セル保持部材４が前記第３の方向の軸を中心として回転することにより、裏面電極型太陽電池セル２と配線フィルム５とを相対移動出来る。これにより、裏面電極型太陽電池セル２と配線フィルム５との位置決めを行うことが出来る。

以上のように、本発明の実施形態に係る位置決め装置１によれば、セルアライメントマーク影１２及び配線フィルムアライメントマーク影１３を、赤外線撮像装置７を用いて観察することにより、セルアライメントマーク９と配線フィルムアライメントマーク１０とを同時に観察することができる。このため、裏面電極型太陽電池セル２と配線フィルム５との相対移動量が小さくて済み、自動的に動くことが可能である各ステージの機械ずれの影響がほとんどない。

セル２を位置決めして配線フィルム５（フィルム）の上に設置した後は、ＵＶ（紫外線）硬化樹脂ディスペンサー１４（紫外線硬化樹脂塗布手段）とＵＶ光照射装置１５（紫外線光照射手段）とを用いてセル２を固定する。

位置決め装置１では、セル２または配線フィルム５に予め硬化樹脂を塗布する塗布装置１６（塗布手段）と、上記硬化樹脂を硬化させる加圧加熱装置１７（加圧加熱手段）とをさらに備え、塗布装置１６が、セル２の電極と配線フィルム５の電極とが確実に接触するように、上記硬化樹脂の塗布量及び硬化条件を制御してもよい。

これにより、ＵＶ硬化樹脂ディスペンサー１４（ＵＶ硬化樹脂塗布手段）とＵＶ光照射装置（ＵＶ光照射手段）とにより仮固定を行い、その後加圧加熱装置１７（加圧加熱手段）で上記硬化樹脂を硬化させることでセル２を固定することが可能となる。

本発明の裏面電極型太陽電池セルの裏面パターン観察方法は、裏面電極型太陽電池セルとフィルムとの双方の観察対象物を同時に観察出来るので、別の方法で位置決めしたセルが位置ずれしていないかどうかを判断する検査に好適に用いることが出来る。

本発明の実施形態に係る観察方法を用いた、セルと配線フィルムとを位置決めするための位置決め装置１の斜視図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係る位置決め装置の一部を示す正面図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る赤外線撮像装置が撮像した観察画像を示す平面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係る裏面電極型太陽電池セルをセル裏面から見た図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る裏面電極型太陽電池セルをセル側面から見た図である。 本発明の実施形態に係る平行倣い機構の動作の詳細を示す図である。 インターコネクタで電気的に接続された従来の太陽電池セルを示す斜視図である。 配線フィルムに対して裏面電極型太陽電池セルの位置決めを行う従来の位置決め装置の斜視図である。 赤外線を透過可能である上側ワークを下側ワークに対して位置決めするための、従来の位置決め装置３００の斜視図である。

符号の説明

１ 位置決め装置
２ セル
３ スタックセル
４ セル保持部材
４ａ セル保持部
５ 配線フィルム（フィルム）
６ 配線フィルムステージ
７ 赤外線撮像装置（撮像手段）
８ 赤外線照射装置（赤外線照射手段）
９ セルアライメントマーク
１０ 配線フィルムアライメントマーク（フィルムアライメントマーク）
１１ 観察画像
１２ セルアライメントマーク影
１３ 配線フィルムアライメントマーク影
１４ ＵＶ硬化樹脂ディスペンサー（紫外線硬化樹脂塗布手段）
１５ ＵＶ光照射装置（紫外線光照射手段）
１６ 塗布装置（塗布手段）
１７ 加圧加熱装置（加圧加熱手段）
１８ 平行倣い機構
１８ａ Ｘ方向移動部
１８ｂ 回転部
２０ ベース
３１ 電極（第１電極）
３２ 電極（第２電極）

Claims (3)

1. 太陽光を受光する表面に電極がなく、第１の導電型の半導体領域に接続される第１電極と第２の導電型の半導体領域に接続される第２電極との両方が、前記表面の反対側に位置する裏面に形成された裏面電極型太陽電池セルの裏面パターン観察方法であって、
   赤外線を拡散透過する前記裏面電極型太陽電池セルの前記裏面に対向する位置に、前記赤外線を透過可能であるフィルムが配置されており、
   前記フィルムには、複数の前記裏面電極型太陽電池セル同士を電気的に接続するための配線パターンが形成されており、
   前記裏面電極型太陽電池セルの前記裏面には、セルアライメントマークが形成されており、
   前記フィルムの前記裏面と対向する面には、フィルムアライメントマークが形成されており、
   前記裏面電極型太陽電池セルの前記表面側から赤外線照射手段により前記赤外線を照射し、
   前記フィルムの前記フィルムアライメントマークが形成されていない面側に配置され、前記裏面電極型太陽電池セル及び前記フィルムを透過した前記赤外線を検知する撮像手段により、前記セルアライメントマーク及び前記フィルムアライメントマークのパターンを同時に観察することを特徴とする裏面電極型太陽電池セルの裏面パターン観察方法。
2. 前記セルアライメントマークの光透過率は、前記裏面電極型太陽電池セルの光透過率よりも低く、
   前記フィルムアライメントマークの光透過率は、前記フィルムの光透過率よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の裏面電極型太陽電池セルの裏面パターン観察方法。
3. 前記フィルムは、ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートを原料とすることを特徴とする請求項１または２に記載の裏面電極型太陽電池セルの裏面パターン観察方法。

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