JP2011066305A - Method and apparatus of manufacturing electrode using sheet wire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シート状線材による電極材料を巻回したリールから繰り出した当該電極材料から電極を製造するシート状線材による電極の製造方法及び装置に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing an electrode using a sheet-like wire that manufactures an electrode from the electrode material fed from a reel wound with an electrode material made of a sheet-like wire.
一般に、太陽光発電を行うソーラーパネル(太陽電池パネル)は知られているが、この種のソーラーパネルは、ガラス基板の表面に半導体薄膜による複数の太陽電池セル(光電変換セル)を形成するとともに、半導体薄膜にシート状線材を用いた電極を接続することにより発電した電力を取出している。使用する電極は、幅が3〜5〔mm〕,厚さ0.1〔mm〕前後の銅箔が多いが、1.0×1.5〔m〕サイズの大型ソーラーパネルでは、電極の長さが1〔m〕前後になるため、半導体薄膜上の定位置に直線精度を維持した電極を接続するのは容易でなく、通常、この種の電極の製造及び接続(装着)には、専用の製造方法(製造装置)が用いられている。 In general, a solar panel (solar cell panel) that performs photovoltaic power generation is known, and this type of solar panel forms a plurality of solar cells (photoelectric conversion cells) by a semiconductor thin film on the surface of a glass substrate. The generated electric power is taken out by connecting an electrode using a sheet wire to the semiconductor thin film. Many of the electrodes used have a copper foil with a width of 3 to 5 [mm] and a thickness of around 0.1 [mm], but in the case of a large solar panel of 1.0 × 1.5 [m] size, the length of the electrode Since the length is about 1 [m], it is not easy to connect an electrode maintaining a linear accuracy at a fixed position on the semiconductor thin film, and it is usually dedicated to manufacturing and connecting (mounting) this type of electrode. The manufacturing method (manufacturing apparatus) is used.
従来、このような電極の製造方法としては、特許文献1で開示される製造方法が知られており、同文献1には、太陽電池パネルに電極を装着するに際し、薄膜状の光電変換セルの電極が載置される位置に、点々とポイント状に液状の導電性接着剤を塗布し、この上に電極を載置し、電極の上から、電極と交差する方向に短い粘着テープを複数個所で貼付し、電極を動かないように仮止めし、接着剤が固化することで、接着剤の接着力と粘着テープの双方で電極を仮固定する製造方法が開示されている。なお、接着剤の接着力と粘着テープの双方により仮固定された電極は、後段の工程で施されるラミネート処理により光電変換セル上に固定される。
Conventionally, as a method for manufacturing such an electrode, a manufacturing method disclosed in
しかし、上述した電極を半導体薄膜上に接続する従来の製造方法(製造装置)は、次のような問題点があった。 However, the conventional manufacturing method (manufacturing apparatus) for connecting the above-described electrodes on a semiconductor thin film has the following problems.
第一に、電極は、点々とポイント状に塗布した導電性接着剤の上に載置するため、一定水準以上の直線精度が要求されるが、電極は、リールに巻回されたシート状線材による電極材料を切断して製造するため、直線精度はあまり高くない。したがって、リールから電極材料を繰り出す際に、電極材料に対してある程度の引張力を付与して緊張させた状態にしているが、十分な直線精度を確保することができず、例えば、幅3〔mm〕,長さ1〔m〕の電極の場合、幅方向に対して15〔mm〕程度の範囲で誤差(オフセット)が生じてしまうのが実情である。結局、この誤差は接続不良に直結し、製品(太陽電池パネル)の歩留まり低下を招く無視できない要因となる。 First, since the electrode is placed on the conductive adhesive applied point-by-point, linear accuracy of a certain level or more is required, but the electrode is a sheet-like wire wound around a reel. Since the electrode material is cut and manufactured, the linear accuracy is not so high. Therefore, when the electrode material is unwound from the reel, a certain amount of tensile force is applied to the electrode material to be in a tensioned state, but sufficient linear accuracy cannot be ensured. In the case of an electrode having a length of [mm] and a length of 1 [m], an error (offset) occurs in the range of about 15 [mm] with respect to the width direction. After all, this error is directly connected to poor connection and becomes a non-negligible factor that leads to a decrease in the yield of products (solar cell panels).
第二に、シート状線材による電極材料を切断して電極を得る場合、1〔m〕前後の長さを有する電極は、切断される直前まで緊張状態にあるため、伸びやスプリングバック等の発生により切断した電極の長さにバラツキを生じやすいとともに、切断後の電極の位置、更には半導体薄膜上に載置する際の位置が不安定になりやすいなど、電極の長さや装着時の位置精度に悪影響を及ぼす虞れがある。 Secondly, when an electrode material is obtained by cutting an electrode material with a sheet-like wire rod, an electrode having a length of about 1 [m] is in a tension state until just before being cut, so that elongation, springback, etc. occur. The length of the electrode and the positional accuracy at the time of mounting, such as the position of the electrode after cutting and also the position when mounting on the semiconductor thin film are likely to be unstable. May adversely affect
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決したシート状線材による電極の製造方法及び装置の提供を目的とするものである。 An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for manufacturing an electrode using a sheet-like wire material that solves the problems existing in the background art.
本発明に係るシート状線材による電極の製造方法は、上述した課題を解決するため、シート状線材による電極材料Rを巻回したリール2を備え、このリール2から電極材料Rを繰り出し、かつ繰り出した電極材料Rを切断して所定長さの電極Roを製造するに際し、リール2から繰り出す電極材料Rを引出ローラ機構3により第一の引張力F1により搬送方向Dfへ引張り、かつ引出ローラ機構3とリール2間に配したブレーキローラ機構4により電極材料Rを第一の引張力F1よりも小さい第二の引張力F2により搬送方向Dfに対して逆方向Drへ緊張させるとともに、引出ローラ機構3から送出された電極材料Rを切断機構5により切断して所定長さの電極Roを得ることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the method for manufacturing an electrode using a sheet-like wire according to the present invention includes a
また、本発明に係るシート状線材による電極の製造装置1は、上述した課題を解決するため、シート状線材による電極材料Rを巻回したリール2から繰り出した当該電極材料Rを切断して所定長さの電極Roを製造する製造装置であって、リール2から繰り出す電極材料Rを第一の引張力F1により搬送方向Dfへ引張る引出ローラ機構3と、当該引出ローラ機構3とリール2間に配することにより電極材料Rを第一の引張力F1よりも小さい第二の引張力F2により搬送方向Dfに対して逆方向Drへ緊張させるブレーキローラ機構4と、引出ローラ機構3から送出される電極材料Rを切断して所定長さの電極Roを得る切断機構5とを備えてなることを特徴とする。
Moreover, in order to solve the above-mentioned problem, the
本発明は、好適な態様により、電極Roには、ソーラーパネル70の半導体薄膜71に接続する銅箔を用いた電極を適用できる。なお、引出ローラ機構3とブレーキローラ機構4間の間隔Lpは、電極材料Rに対応して設定することができる。他方、引出ローラ機構3から送出された電極材料Rは、移動チャック機構6により保持して第二の引張力F2よりも小さい第三の引張力F3により搬送方向Dfへ案内することができる。さらに、本発明に係る製造装置1には、リール2の回転量に対応するエンコーダ信号Peを出力するエンコーダ機構7eと、エンコーダ信号Peに基づいてリール2の回転量を求め、かつ求めた回転量からリール2に巻回した電極材料Rの残量を求めるとともに、当該残量が予め設定した一又は二以上の設定値に達したなら所定の処理を行う処理部7pとを有する残量監視装置7を設けることができる。
According to a preferred aspect of the present invention, an electrode using a copper foil connected to the semiconductor
このような本発明に係るシート状線材による電極の製造方法及び装置1によれば、次のような顕著な効果を奏する。
According to the electrode manufacturing method and
(1) リール2から繰り出す電極材料Rを引出ローラ機構3により第一の引張力F1により搬送方向Dfへ引張り、かつ引出ローラ機構3とリール2間に配したブレーキローラ機構4により電極材料Rを第一の引張力F1よりも小さい第二の引張力F2により搬送方向Dfに対して逆方向Drへ緊張させるようにしたため、リール2に巻回されたシート状線材による電極材料Rを用いる場合でも、十分な直線精度に矯正することができる。これにより、電極Roの幅方向範囲における誤差(オフセット)を大幅に低減でき、接続不良の回避によりソーラーパネル等の製品の歩留まりを飛躍的に高めることができる。
(1) The electrode material R fed out from the
(2) 好適な態様により、電極Roに、ソーラーパネル70の半導体薄膜71に接続する銅箔を用いた電極を適用すれば、電極Roの長手方向の直線精度を確保する観点から最も望ましいパフォーマンスを得ることができる。
(2) If an electrode using a copper foil connected to the semiconductor
(3) 好適な態様により、引出ローラ機構3とブレーキローラ機構4間の間隔Lpを、電極材料Rに対応して設定すれば、電極Roを十分な直線精度に矯正するに際して容易に最適化することができる。
(3) If the distance Lp between the
(4) 好適な態様により、引出ローラ機構3から送出された電極材料Rを、移動チャック機構6により保持して第二の引張力F2よりも小さい第三の引張力F3により搬送方向Dfへ案内するようにすれば、引出ローラ機構3と移動チャック機構6間の電極材料R(電極Ro)に対しては無用な引張力が付与されないため、切断後の電極Roに伸びやスプリングバック等がほとんど発生せず、電極Roの長さのバラツキや半導体薄膜上に載置する際の位置のバラツキを低減できるなど、電極Roの長さ精度や装着時の位置精度を高めることができる。
(4) According to a preferred embodiment, the electrode material R delivered from the
(5) 好適な態様により、リール2の回転量に対応するエンコーダ信号Peを出力するエンコーダ機構7eと、エンコーダ信号Peに基づいてリール2の回転量を求め、かつ求めた回転量からリール2に巻回した電極材料Rの残量を求めるとともに、当該残量が予め設定した一又は二以上の設定値に達したなら所定の処理を行う処理部7pとを有する残量監視装置7を設ければ、リール2に巻回した電極材料Rの残量をより正確に知ることができるため、電極材料Rの終了時点や終了手前の任意の時点等を的確に知ることができるとともに、電極材料Rの無駄を低減することができる。
(5) According to a preferred embodiment, an encoder mechanism 7e that outputs an encoder signal Pe corresponding to the amount of rotation of the
次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。 Next, preferred embodiments according to the present invention will be given and described in detail with reference to the drawings.
まず、本発明に係る電極の製造方法の理解を容易にするため、シート状線材による電極を使用するソーラーパネルについて、図10〜図12を参照して説明する。 First, in order to facilitate understanding of the electrode manufacturing method according to the present invention, a solar panel using an electrode made of a sheet-like wire will be described with reference to FIGS.
例示のソーラーパネル70は、ガラス基板72の表面に太陽電池セルとなる半導体薄膜71を形成した1.0×1.5〔m〕サイズのパネル体73を備え、このパネル体73における半導体薄膜71上に一対の電極Ro…を接続してソーラーパネル基体74を構成する。この場合、一方の電極Ro(Roa)が正極側、他方の電極Ro(Rob)が負極側となる。各電極Roa…は、幅3〔mm〕,厚さ0.1〔mm〕の銅箔であり、本実施形態に係るシート状線材による電極の製造方法(製造装置1)を用いて製造される。各電極Roa,Robは、それぞれパネル体73の左右両側(図10では上下位置)に長辺エッジに沿って配される。
The illustrated
さらに、ソーラーパネル基体74には出力回路75を付設する。出力回路75は、ソーラーパネル基体74に装着した一対の電極リード76a,76bを備え、各電極リード76a,76bの一端をそれぞれ各電極Roa,Robに接続する。電極リード76a,76bには、電極Roa,Robと同一の銅箔、即ち、幅3〔mm〕,厚さ0.1〔mm〕の銅箔を用いる。装着に際しては、図10に示すように、各電極リード76a,76bの一端を各電極Roa,Robにそれぞれ当接させるとともに、他端は、直角に起立させてソーラーパネル基体74の中央付近に至らせる。この際、電極リード76a,76bとソーラーパネル基体74間には絶縁シート77a,77bを介在させ、電極リード76a,76bとソーラーパネル基体74間を電気的に絶縁する。
Further, an
また、各電極リード76a,76bの他端が位置するソーラーパネル基体74上には、図12に示すように、コネクタケース81を構成するケース本体81mを取付ける。ケース本体81mの内部には、接続端子82a,82bを備え、この接続端子82a,82bの後端部には出力ケーブル83a,83bをそれぞれ接続して外部に導出する。一方、電極リード76a,76bの他端はケース本体81mの開口部81hを通して内部に進入するため、接続端子82a,82b及び電極リード76a,76bの他端を、プラズマ処理により表面処理(クリーニング処理)することにより付着性(接着性)を高めた後、電極リード76a,76bの他端先端を折曲して接続端子82a,82bの上面に半田付けする。そして、ケース本体81mの内部にはポッティング材を充填し、ケースカバー81cを装着する。以上がソーラーパネル70の主要構成となる。
Further, as shown in FIG. 12, a case
次に、本実施形態に係る電極の製造装置1の構成について、図4〜図9を参照して説明する。
Next, the configuration of the
製造装置1は、図4に示すように、機体10を備え、この機体10には、電極材料Rの供給側から、大別して、リール装填部11,残量監視装置7におけるエンコーダ機構7e,搬送機構12,ブレーキローラ機構4,引出ローラ機構3,固定チャック機構13,切断機構5,移動チャック機構6,昇降支持機構14及び吸着取出機構15を備える。また、各部の駆動制御を行うコントローラ16を備え、このコントローラ16には、残量監視装置7における処理部7pが含まれる。
As shown in FIG. 4, the
以下、各部の構成について、具体的に説明する。リール装填部11は、図8及び図9に示すように、機体10に設けた回動支持軸11sを備え、この回動支持軸11sには、シート状線材による電極材料Rを巻回したリール2を着脱可能に装填できる。一方、エンコーダ機構7eは、回動支持軸11sに取り付けて当該回動支持軸11sと一体に回転するエンコーダ基盤21と、このエンコーダ基盤21に対面させて配した光センサ22を備える。エンコーダ基盤21には周方向に沿って白黒パターン21pが表示されており、光センサ22は、この白黒パターン21pを「0」,「1」信号として検出できる。したがって、リール2の回転時には、光センサ22から回転量に対応するエンコーダ信号Peが出力し、コントローラ16における処理部7pに付与される。なお、白黒パターン21pはリール2に直接表示してもよく、この場合には、エンコーダ基盤21を省略できる。
Hereinafter, the structure of each part is demonstrated concretely. As shown in FIGS. 8 and 9, the
搬送機構部12は、例示の場合、第一ガイドローラ24,第二ガイドローラ25,第三ガイドローラ26及び第四ガイドローラ27を備え、第三ガイドローラ26と第四ガイドローラ27間には、電極材料Rを、リール2における湾曲に対して反対側に湾曲させる矯正ローラ28を備える。この搬送機構部12は、リール2から繰り出された電極材料Rをガイドする機能を備える。一方、ブレーキローラ機構4は、搬送機構部12を経た電極材料Rを上下から挟む上ローラ4uと下ローラ4dを備え、下ローラ4dの回転軸は回転伝達機構31を介してテンション付与部(ブレーキ部)32に接続する。これにより、下ローラ4dの回転はテンション付与部32により制動されるため、搬送される電極材料Rに対して第二の引張力F2によるバックテンションを付与することができる。他方、引出ローラ機構3は、ブレーキローラ機構4から送出された電極材料Rを上下から挟む上ローラ3uと下ローラ3dを備え、下ローラ3dの回転軸は回転伝達機構33を介して回転駆動部34に接続する。これにより、下ローラ3dは回転駆動部34により回転し、電極材料Rに対して第一の引張力F1により搬送方向Dfへ引張ることができる。
In the illustrated example, the
この場合、第一の引張力F1と第二の引張力F2の関係は、第二の引張力F2を第一の引張力F1よりも小さくなるように設定する。したがって、引出ローラ機構3とブレーキローラ機構4間における電極材料Rに対して、引出ローラ機構3は第一の引張力F1により搬送方向Dfへ引張る機能を備えるとともに、ブレーキローラ機構4は第二の引張力F2により搬送方向Dfに対して逆方向Drへ緊張させる機能を備える。また、引出ローラ機構3とブレーキローラ機構4間の間隔Lpは、電極材料Rの直線精度を矯正するに際しての効果に影響するため、電極材料Rの種類(素材,幅,厚さ等)に対応させて最適な間隔を設定する。この間隔Lpの設定により、電極Roを十分な直線精度に矯正するに際して容易に最適化することができる。第一の引張力F1,第二の引張力F2及び間隔Lp等の大きさは、使用する電極材料Rに対する実験等により容易に選定できる。
In this case, the relationship between the first tensile force F1 and the second tensile force F2 is set so that the second tensile force F2 is smaller than the first tensile force F1. Therefore, with respect to the electrode material R between the drawing
固定チャック機構13は、閉時に電極材料Rの上下面を挟んで固定し、開時に電極材料Rに対する固定を解除する開閉チャック13c…を有する固定チャック部36を備える。切断機構5は、電極材料Rを切断可能なカッタ5c…を備え、この切断機構5により、引出ローラ機構3から送出される電極材料Rを切断することができる。なお、37…は搬送される電極材料Rを位置規制する所定位置に配した複数のガイドプレートを示す。
The fixed
移動チャック機構6は、引出ローラ機構3から送出された電極材料Rを保持して第二の引張力F2よりも小さい第三の引張力F3により搬送方向Dfへ案内する機能を備える。したがって、移動チャック機構6は、閉時に電極材料Rの上下面を挟んで保持し、開時に電極材料Rに対する保持を解除する開閉チャック6c…を有する移動チャック部38を備えるとともに、この移動チャック部38を、引出ローラ機構3から送出される電極材料Rの搬送方向Df又は逆方向Drに移動させるチャック移動機構39を備える。この場合、移動チャック部38は、少なくとも、切断機構5に近接又は当接する図7に示す位置(開始位置Xs)で電極材料Rの先端を保持し、この開始位置Xsから図4及び図5に示す位置(終了位置Xe)まで前進移動できるとともに、この終了位置Xeで切断機構5により電極材料Rを切断すれば、所定長さの電極Roを得ることができる。
The moving
昇降支持機構14は、切断機構5により切断された電極Roを支持可能な支持台41と、この支持台41を昇降させる昇降機構42を備える。一方、吸着取出機構15は、電極Roの長手方向に沿って配した複数の吸引部44s…を有するヘッド部44を備える。これにより、吸引部44…は、支持台41に支持された電極Roを負圧により吸着し、支持台41から取出す機能を備える。さらに、吸着取出機構15には、ヘッド部44を電極Roの使用位置(使用場所)まで移動させる移動機構45を備えている。
The
コントローラ16は、CPU,メモリ,電源ユニット等を含むコンピュータ機能を備える。これにより、製造装置1に係わる一連のシーケンス制御を含む装置全体の制御を実行することができ、これらの制御を実現するための制御プログラムを格納する。また、コントローラ16には、前述した光センサ22から得るエンコーダ信号Peに基づいてリール2の回転量を求め、かつ求めた回転量からリール2に巻回した電極材料Rの残量を求めるとともに、当該残量が予め設定した一又は二以上の設定値に達したなら所定の処理を行う処理部7pが含まれる。
The
次に、本実施形態に係る電極の製造方法を含む上述した製造装置1の動作(機能)について、図4〜図7を参照しつつ図1に示すフローチャートに従って説明する。
Next, the operation (function) of the
最初に、製造装置1を稼働させるに際しての準備を行う(ステップSo)。まず、リール装填部11の回動支持軸11sに、シート状線材による電極材料Rを巻回したリール2を装填する。例示の場合、電極材料Rは、幅3〔mm〕,厚さ0.1〔mm〕の銅箔であり、リール2に巻回された全長は、100〔m〕である。そして、リール2から繰り出される電極材料Rを、図4に示すように、第一ガイドローラ24,矯正ローラ28,第二ガイドローラ24〜第四ガイドローラ27の順に装填し、さらに、ブレーキローラ機構4,引出ローラ機構3,固定チャック機構13,切断機構5の順に装填する。この際、各ローラ機構4及び3の上ローラ4u及び3uは上方へ変位したリリース状態にセットされるとともに、固定チャック機構13の開閉チャック13c…は開状態にセットされ、また、移動チャック機構6の移動チャック部38は終了位置Xeにある。したがって、電極材料Rを切断機構5まで装填したなら、不図示の装填終了キーをONにする。これにより、固定チャック機構13の開閉チャック13c…が閉じて電極材料Rを固定するとともに、切断機構5が切断動作を行い、電極材料Rの前方不要部分を切断する。一方、コントローラ16には、付属する設定手段を利用して、電極材料Rの全長,電極Roの長さ等の各種必要項目に係わるデータを入力(設定)する。
First, preparation for operating the
準備が終了したなら不図示の開始キーをONにする。これにより製造工程が開始する。まず、終了位置Xeにある移動チャック機構6の移動チャック部38が開始位置Xsまで後退移動する(ステップS1)。そして、開始位置Xsでは開閉チャック6c…が閉じて電極材料Rの先端を保持する(ステップS2)。この状態を図7に仮想線で示す。また、固定チャック機構13の開閉チャック13c…が開いて電極材料Rの固定を解除する(ステップS3)。
When preparation is completed, a start key (not shown) is turned ON. This starts the manufacturing process. First, the moving
次いで、電極材料Rに対する矯正処理を兼ねる搬送処理が行われる(ステップS4)。即ち、搬送処理では、移動チャック機構6におけるチャック移動機構39を制御して移動チャック部38を前進移動させるとともに、ほぼ同時に、回転駆動部34を制御して引出ローラ機構3を回転動作させる(ステップS4a,S4b)。これにより、電極材料Rが搬送方向Dfに搬送されるとともに、同時に電極材料Rに対する矯正が行われる(ステップS4c,S4d)。この場合、図6に示すように、引出ローラ機構3は、矢印Rf方向に回転するため、上ローラ3uと下ローラ3に挟まれた電極材料Rは、搬送方向Dfに第一の引張力F1により引張られるとともに、所定の距離Lpだけ搬送方向手前に配したブレーキローラ機構4により、上ローラ4uと下ローラ4dに挟まれた電極材料Rは、テンション付与部(ブレーキ部)32の制動により、搬送方向Dfに対して逆方向Drに第二の引張力F2によるバックテンションが付与される。即ち、電極材料Rは、ブレーキローラ機構4及び引出ローラ機構3により搬送方向Dfに搬送処理されると同時に、ブレーキローラ機構4と引出ローラ機構3間における第一の引張力F1と第二の引張力F2に基づく引張力により緊張状態におかれ、塑性変形による有効な矯正処理が行われる。即ち、電極材料Rに存在する幅方向における湾曲や厚さ方向における反り等が最終的に除去(矯正)されることにより電極材料Rの直線精度が高められる。
Next, a conveyance process that also serves as a correction process for the electrode material R is performed (step S4). That is, in the transport process, the
また、引出ローラ機構3から送出された電極材料Rの先端は、移動チャック機構6により保持され、第二の引張力F2よりも小さい第三の引張力F3により搬送方向Dfに案内される。この際、第三の引張力F3は、引出ローラ機構3から送出された電極材料Rが弛まないように維持する程度の大きさで足りる。これにより、引出ローラ機構3と移動チャック機構6間の電極材料R(電極Ro)に対しては無用な引張力が付与されないため、切断後の電極Roに伸びやスプリングバック等がほとんど発生せず、電極Roの長さのバラツキや半導体薄膜上に載置する際の位置のバラツキを低減できるなど、電極Roの長さ精度や装着時の位置精度を高めることができる。
Further, the tip of the electrode material R delivered from the drawing
そして、移動チャック機構6の移動チャック部38が終了位置Xeに達すれば、停止処理を行う(ステップS5,S6)。即ち、チャック移動機構39を制御して移動チャック部38の前進移動を停止するとともに、回転駆動部34を制御して引出ローラ機構3の回転動作を停止する。次いで、昇降支持機構14における昇降機構42を制御し、支持台41を電極材料Rの下方であって、当該電極材料Rに近接する図4に示す仮想線位置まで上昇させる(ステップS7)。一方、固定チャック機構13の開閉チャック13c…を閉じて電極材料Rを固定する(ステップS8)。また、切断機構5を制御し、図7に示す上下のカッタ5c…を昇降移動させて電極材料Rを切断するとともに、移動チャック機構6の開閉チャック6c…を開いて電極材料R(電極Ro)の保持を解除する(ステップS9,S10)。
Then, when the moving
この後、吸着取出機構15における吸引部44…を電極Roの真上まで下降させ、吸引部44s…を吸引状態(負圧状態)にして電極Roを吸着保持するとともに、移動機構45を制御して使用位置(使用場所)まで移動、即ち、後述するパネル体73における所定の装着位置まで移動させる(ステップS11)。電極Roを移動させたなら、支持台41は図4に示すリリース位置(実線位置)まで下降させる(ステップS12)。以上の工程により、一本の電極Roの製造が終了する。さらに、継続して電極Roを製造する場合には、終了位置Xeにある移動チャック部38を開始位置Xsまで後退移動させ、以後、同様の工程(動作)を繰り返せばよい(ステップS13,S1…)。
Thereafter, the
よって、このような本実施形態に係る電極の製造方法(製造装置1)によれば、リール2から繰り出す電極材料Rを引出ローラ機構3により第一の引張力F1により搬送方向Dfへ引張り、かつ引出ローラ機構3とリール2間に配したブレーキローラ機構4により電極材料Rを第一の引張力F1よりも小さい第二の引張力F2により搬送方向Dfに対して逆方向Drへ緊張させるようにしたため、リール2に巻回されたシート状線材による電極材料Rを用いる場合であっても、十分な直線精度に矯正することができる。特に、本実施形態に係る製造方法(製造装置1)を用いない場合、前述したように、幅3〔mm〕,長さ1〔m〕の電極では、幅方向に対して15〔mm〕程度の範囲で誤差(オフセット)が生じるが、本実施形態に係る製造方法(製造装置1)を用いることにより、同電極の場合、幅方向に対して1〔mm〕以内の範囲に誤差(オフセット)を抑制することができた。このように、電極Roの幅方向範囲における誤差を大幅に低減でき、接続不良の回避によりソーラーパネル等の製品の歩留まりを飛躍的に高めることができる。
Therefore, according to the electrode manufacturing method (manufacturing apparatus 1) according to this embodiment, the electrode material R fed from the
次に、本実施形態に係る製造装置1に備える残量監視装置7について、図8及び図9を参照しつつ図2に示すフローチャートに従って説明する。
Next, the remaining
前述したように、電極Roの製造時には、電極材料Rがリール2から繰り出されて搬送される(ステップS21(S4c))。この際、リール2が回転するため、回動支持軸11sに設けたエンコーダ基盤21も一体に回転する。エンコーダ基盤21には図9に示すように、周方向に沿った白黒パターン21pが表示されているため、この白黒パターン21pに対面させた光センサ22からは当該白黒パターン21pに対応したエンコーダパルスPeが出力する(ステップS22)。エンコーダパルスPeはコントローラ16における処理部7pに付与されるため、処理部7pではエンコーダパルスPeのパルス数をカウントする(ステップS23)。この場合、カウント数はリール2の回転量に対応するため、カウント数を監視すれば、リール2から繰り出される電極材料Rの量(長さ)を知ることができるとともに、リール2に巻回された電極材料Rの全長から電極材料Rの残量を知ることができる(ステップS24)。
As described above, when the electrode Ro is manufactured, the electrode material R is unwound from the
一方、予め残量に対する一又は二以上の設定値を設定し、残量の状態に対応した必要な処理を行う。実施形態では、主設定値と予備設定値の二つの設定値を設定した。主設定値は、残量が無くなり、これ以上は電極Roを製造できないとする終端を判別する設定値である。また、予備設定値は、主設定値よりも手前、即ち、残りN本分の電極Ro…を製造することができる時点を判別するための設定値である。したがって、カウント数を監視し、このカウント数が予備設定値に達すれば、図9に示すように、処理部7pは、予備警報に係わる警報指令信号Eaをアラーム部7aに付与する。これにより、アラーム部7aからは予備警報が出力する(ステップS25,S26)。予備警報により、オペレータは、製造できる電極Ro…が残りN本分になったことを知ることができるため、交換する新しいリール2の準備等を行うことができる。さらに、この後、カウント数が主設定値に達すれば、図9に示すように、処理部7pは、終了指令信号Ecを出力するとともに、主警報に係わる警報指令信号Eaをアラーム7aに付与する。これにより、コントローラ16は所定の終了処理を行うとともに、アラーム7aからは主警報が出力する(ステップS27,S28,S29)。したがって、オペレータは、新しいリール2に速やかに交換することができる(ステップS30,S31)。なお、終了処理によりカウント数はリセットされる。
On the other hand, one or two or more set values for the remaining amount are set in advance, and necessary processing corresponding to the state of the remaining amount is performed. In the embodiment, two setting values, the main setting value and the preliminary setting value, are set. The main set value is a set value for determining the end point at which the remaining amount runs out and the electrode Ro cannot be manufactured any more. Further, the preliminary set value is a set value for determining a time point before the main set value, that is, a time point at which the remaining N electrodes Ro can be manufactured. Therefore, the count number is monitored, and when the count number reaches the preset value, the
このように、リール2の回転量に対応するエンコーダ信号Peを出力するエンコーダ機構7eと、エンコーダ信号Peに基づいてリール2の回転量を求め、かつ求めた回転量からリール2に巻回した電極材料Rの残量を求めるとともに、当該残量が予め設定した一又は二以上の設定値に達したなら所定の処理を行う処理部7pを有する残量監視装置7を設ければ、リール2に巻回した電極材料Rの残量をより正確に知ることができるため、電極材料Rの終了時点や終了手前の任意の時点等を的確に知ることができるとともに、電極材料Rの無駄を低減することができる。
Thus, the encoder mechanism 7e that outputs the encoder signal Pe corresponding to the rotation amount of the
次に、製造された電極の使用方法を含むソーラーパネル1の組立方法の概要について、図10及び図11を参照しつつ図3に示すフローチャートに従って説明する。
Next, an outline of a method for assembling the
まず、パネル体73を所定の位置にセットする(ステップS41)。このパネル体73は、前述したように、ガラス基板72の表面に太陽電池セルとなる半導体薄膜71を形成した1.0×1.5〔m〕サイズであり、予め、別途の製造工程で製造される。そして、セットされたパネル体73の半導体薄膜71上には、図示を省略したペースト塗布装置により銀ペーストJ…を一定間隔置きに塗布する(ステップS42,S43)。この場合、銀ペーストJ…は、パネル体73の一側における長辺エッジに沿って一電極Ro分を塗布する(ステップS42,S43)。例示の場合、塗布する銀ペーストJ…の間隔は25〔mm〕である。
First, the
次いで、前述した電極の製造工程(ステップS1m)で製造された電極Ro、即ち、図1に示したステップSo〜S11で製造され、ステップS11において、吸着取出機構15により取出された電極Roを、吸着取出機構15における移動機構45の制御により、パネル体73における銀ペーストJ…の上に、当該銀ペーストJ…に沿って載置する(ステップS44)。この後、図示を省略したテープ貼付装置により、一定長の固定テープT…を電極Roに沿って一定間隔おきに貼付けることにより、電極Roをパネル体73上に仮固定する(ステップS45,S46)。この状態を図10及び図11に示す。以上の工程により、一方(正極側)の電極Ro(Roa)の装着が終了するため、次いで、他方(負極側)の電極Ro(Rob)の装着を同様に行う(ステップS47,S42…)。これにより、ソーラーパネル基体74を得ることができる。
Next, the electrode Ro manufactured in the above-described electrode manufacturing process (step S1m), that is, the electrode Ro manufactured in steps So to S11 shown in FIG. 1 and extracted by the
ソーラーパネル基体74が得られたなら、前述した出力回路75の組付けを行う(ステップS48)。そして、出力回路75の組付けが全て終了したならラミネート処理により出力回路75を含むソーラーパネル基体74の少なくとも片面全体をラミネートする(ステップS49)。これにより、目的のソーラーパネル70が得られる。さらに、継続してソーラーパネル70を組立てる場合には、次のパネル体73を所定の位置にセットし、同様の手順によりソーラーパネル70を製造する(ステップS50,S41…)。
If the
本実施形態に係る製造方法及び装置1により製造された電極Roを、このようなソーラーパネル70の半導体薄膜71に接続する銅箔を用いた電極に適用すれば、電極Roの長手方向の直線精度を確保する観点から最も望ましいパフォーマンスを得ることができる利点がある。
If the electrode Ro manufactured by the manufacturing method and
次に、本発明の変更実施形態に係る製造装置1について、図13及び図14を参照して説明する。
Next, the
図13に示す変更実施形態は、ブレーキローラ機構4と引出ローラ機構3間に、別途のオプションユニット51を配設した例を示す。オプションユニット51としては、搬送される電極材料Rを加熱処理することにより、より矯正しやすくする加熱処理ユニット、或いは、搬送される電極材料Rの、特に下面をプラズマ処理により表面処理(クリーニング処理)することにより付着性(接着性)を高めるためのプラズマ処理ユニット等を適用することができる。なお、図13において、図6と同一部分には同一符号を付してその構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。
The modified embodiment shown in FIG. 13 shows an example in which a
図14に示す変更実施形態は、ブレーキローラ機構4の搬送方向における位置を変更(調整)できるように構成した例を示す。この場合、レール部52に沿って移動可能なスライダ53にブレーキローラ機構4を配設し、スライダ53をレール部52における任意の位置又は選択可能な所定の位置に固定できるように構成したものであり、引出ローラ機構3とブレーキローラ機構4間の間隔Lpを容易に変更できる。したがって、電極材料Rの変更や環境変化等に対応して容易に最適化することができる。また、図14は、テンション付与部32を下ローラ4dの回転軸に直接結合した例を示す。なお、図14において、図6と同一部分には同一符号を付してその構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。
14 shows an example in which the position of the
以上、好適実施形態(変更実施形態)について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成,形状,素材,数量,数値,手法において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更,追加,削除することができる。例えば、電極Roとして、ソーラーパネル70の半導体薄膜71に接続する銅箔を用いた電極を例示したが、銅箔以外の素材或いは形態(形状)を排除するものではない。また、移動チャック機構6は、必ずしも設けることを要せず、引出ローラ機構3から送出される電極材料R(電極Ro)をそのままトレイ等に収容するなどの形態であってもよい。さらに、リール2を、機体10のリール装填部11における回動支持軸11sに装着した場合を例示したが、リール2をカセットの内部に収容し、機体10のリール装填部11に対してカセット式に着脱できるように構成してもよく、これにより、リール2の交換をより簡単に行うことができるとともに、搬送機構部12におけるガイドローラの一部を省略できる利点がある。
The preferred embodiment (modified embodiment) has been described in detail above, but the present invention is not limited to such an embodiment, and the present invention is not limited to the detailed configuration, shape, material, quantity, numerical value, and method. Changes, additions and deletions can be made arbitrarily without departing from the scope of the invention. For example, although the electrode using the copper foil connected to the semiconductor
本発明に係るシート状線材による電極の製造方法及び装置は、電極材料を巻回したリールから繰り出した当該電極材料を所定長さに切断して得る電極の製造に利用することができ、電極は、ソーラーパネルをはじめ各種製品の電極に適用できる。 The method and apparatus for manufacturing an electrode using a sheet-shaped wire according to the present invention can be used for manufacturing an electrode obtained by cutting the electrode material fed from a reel wound with an electrode material into a predetermined length. It can be applied to electrodes of various products including solar panels.
1:電極の製造装置,2:リール,3:引出ローラ機構,4:ブレーキローラ機構,5:切断機構,6:移動チャック機構,7:残量監視装置,7e:エンコーダ機構,7p:処理部,70:ソーラーパネル,71:半導体薄膜,R:電極材料,Ro:電極,F1:第一の引張力,F2:第二の引張力,F3:第三の引張力,Df:搬送方向,Dr:逆方向,Lp:間隔,Pe:エンコーダ信号 1: Electrode manufacturing apparatus, 2: reel, 3: drawer roller mechanism, 4: brake roller mechanism, 5: cutting mechanism, 6: moving chuck mechanism, 7: remaining amount monitoring device, 7e: encoder mechanism, 7p: processing unit , 70: Solar panel, 71: Semiconductor thin film, R: Electrode material, Ro: Electrode, F1: First tensile force, F2: Second tensile force, F3: Third tensile force, Df: Transport direction, Dr : Reverse direction, Lp: Interval, Pe: Encoder signal
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