JP2012064871A

JP2012064871A - 太陽電池用接続部材の接続方法および接続装置

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Publication number: JP2012064871A
Application number: JP2010209613A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Ito; 厚伊藤
Original assignee: Nippon Avionics Co Ltd
Current assignee: Nippon Avionics Co Ltd
Priority date: 2010-09-17
Filing date: 2010-09-17
Publication date: 2012-03-29

Abstract

【課題】複数の太陽電池セルを電気的に接続する太陽電池用接続部材の接続工程において、接続機構の配置の自由度および接続品質の向上を図る。
【解決手段】複数の太陽電池セル１３を電気的に接続する際、太陽電池セル１３の電極に接続部材１４を接続する方法であって、太陽電池セル１３の電極上に細長リボン状の接続部材１４を位置合わせして載置する工程と、本接合に用いるはんだの一部を加熱して溶融させることで、接続部材１４を太陽電池セル１３の電極上に仮固定する工程と、仮固定された太陽電池セル１３と接続部材１４とを、熱と押圧力を加えることで本接合する工程とを有する。

【選択図】図１

Description

本発明は、複数の太陽電池セル同士を電気的に接続する際に用いる接続部材を、太陽電池セルの電極に接続する方法およびその装置に関する。

近年、環境保護の観点から太陽光エネルギーを活用する太陽電池が注目され、種々の開発がなされている。一般に太陽電池は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する複数の太陽電池セルを接続部材で電気的に接続してストリングを構成し、このストリングを透明なカバーガラスや保護材と積層して太陽電池モジュールとすることで使用される。

この接続部材は一般にリードやストリングリボン若しくはインターコネクタと称され、厚さ０．１〜０．２ｍｍの銅箔からなり、幅が１．２〜１．５ｍｍ程度のリボン状に成形されたもので、表面にははんだがコーティングされている。太陽電池セルは受光面と裏面にそれぞれ電極を有し、この電極は一般に銀ペーストを焼成することで形成されている。そして図７（ａ）に示すように、隣接する太陽電池セル１０１，１０１の正極と負極とを導通させるように接続部材１０２が接続され、図７（ｂ）で示すような直列に接続されたストリング１０３が構成される。

ここで、太陽電池セルに接続部材をはんだ付けする方法としては、特許文献１に記載されているように熱風を接続部に吹き付けてはんだを溶融させる方法、特許文献２に記載されているように加熱した金属を接続部材の上から押し当ててはんだを溶融させる方法、その他にも赤外線ランプによる熱放射と熱風を併用してはんだを溶融させる方法や、レーザ光を接続部材に照射してはんだを溶融させる方法が知られている。

特開２００４−３９８５６号公報（第８頁、図４）特開２００３−２９８０９５号公報（第３頁、図２）

しかしながら、太陽電池セルの形状が例えば一辺が１００ｍｍ程度の略正方形の薄板であるとすると、隣接する太陽電池セルの正極と負極とを接続する接続部材は、１本の長さが２００ｍｍ程度になると考えられる。そして接続部材がこのような長さであるのと比較して、その厚さや幅の寸法は前述したように非常に小さい。つまり接続部材は非常に細長いリボン状の部材と言える。そのため、この接続部材を太陽電池セルの表面に形成された幅１．５ｍｍ程度の電極に位置合せし、その位置と姿勢を何らかの方法で維持しながら接続部材を太陽電池セルの電極に良好に接合することが必要になる。

例えば特許文献１に開示された技術では図８に示すような方法で接続部材を太陽電池セルの電極上に位置合せし、接合している。図８は特許文献１に開示された接続装置の要部を示したものであり、太陽電池セルの搬送の方向から接続装置を描いたものである。図８において符号５１は太陽電池ストリングの製造ライン上にある接続装置、５２は太陽電池セル、５３は接続部材、５４は搬送ベルト、５５は真空ボックス、５６は支持機構、５７は接続部材の受け台、５８は吸着移送機構、５９は押圧機構、６０は熱風ノズルである。

まず、太陽電池セル５２は搬送ベルト５４上に載置され、図を見て紙面の表側から裏側の方向に間欠的に搬送されるようになっている。この搬送ベルト５４による搬送で太陽電池セル５２は接続装置５１の所定の位置まで搬送され停止する。次に真空ボックス５５内を減圧することで、搬送ベルト５４に設けてある複数の小孔を介して太陽電池セル５２が吸着され、所定の位置から位置ずれしないように固定される。そして接続部材の受け台５７上に予め載置されている接続部材５３を吸着移送機構５８が吸着保持し、太陽電池セル５２の電極上に移送する。このときの吸着移送機構５８は、図８（ａ）に破線で示す吸着移送機構（５８）の位置で接続部材（５３）を吸着保持し、矢印アのように移動して太陽電池セル５２の電極上に接続部材５３を移送するものである。

太陽電池セル５２の電極上に位置合せして移送された接続部材５３は、接合するまでにその位置と姿勢が変化しないようにする必要がある。そこで吸着移送手段５８で保持したままの状態で、押圧機構５９を下降させ接続部材５３を押圧保持する（図８（ｂ））。押圧機構５９は内部にばねを有しており、その付勢力により接続部材５３を太陽電池セル５２の方向に押圧し保持する。一方太陽電池セル５２の両端近傍の下方には支持機構５６が昇降可能に設けてあり、押圧機構５９の上方からの押圧力に抗するように太陽電池セル５２の下面に当接することで、押圧力の上下方向のバランスをとっている。また、押圧機構５９と吸着移送機構５８とは、１本の接続部材５３に対応してそれぞれ複数備えられており、これらが交互に接続部材５３を保持している。

次に吸着移送機構５８は吸着動作を停止し、図８（ｃ）で示すように太陽電池セル５２上から左右方向へ退避する。そして押圧機構５９が接続部材５３を押圧したままの状態で熱風ノズル６０が下降し、そのノズル端から接続部材５３に向けて熱風を吹きつける。ここで熱風ノズル６０も１本の接続部材５３に対応して複数設けられており、且つノズルの開口部の形状は接続部材５３の長手方向に沿うように細長く形成され、できるだけ接続部材５３の全域を均等に温度上昇させるようにしている。

図９は、これまで説明した接続装置５１を搬送方向に直交する方向から見た側面図であり、図８（ｂ）で示す状態の要部のみを描いた図である。ここで、搬送ベルト５４上には太陽電池セル５２が載置され、さらにこの太陽電池セル５２の電極上には接続部材５３が載置されている。吸着移送機構５８は、図示しない受け台から接続部材５３を吸着移送して太陽電池セル５２の電極上に載置し、接続部材５３から離隔する前の状態であり、一方押圧機構５９は、下降することにより接続部材５３の上面に当接し、接続部材５３の位置と姿勢が変化しないように下方に押圧している状態である。

このとき前述したように、互いの干渉を防ぐため吸着移送機構５８と押圧機構５９とは接続部材５３の長手方向に交互に配置されている。そしてこのあと吸着移送機構５８が太陽電池セル５２上から退避し、図８（ｃ）で示すように熱風ノズル６０が下降して熱風を接続部材５３に吹き付ける。このように特許文献１の記載を例とした従来技術によれば、太陽電池セル５２の電極上に接続部材５３を移送して位置合せし、その位置と姿勢を維持するために複雑で大掛りな機構を必要とする。また、熱風で接続部材５３を加熱する間も押圧機構５９で接続部材５３を保持しておく必要があるので、熱風ノズル６０は接続部材５３に対して斜め側方から熱風を吹き付けねばならず、太陽電池セル５２の近傍の空間を接合のために自由に使用することができていない。

特許文献２においては、接続部材がリールから切り出される前に太陽電池セルの電極に接続する技術が開示されている。また、太陽電池セルと接続部材とを接合する際に、加熱された金属を接続部材に押し当てる技術が採用されている。図１０は特許文献２に記載された技術を示すもので、図１０（ａ）は太陽電池セルと接続部材とを搬送の方向から見た側面図、図１０（ｂ）は接合動作の状態を搬送方向に直行する方向から見た側面図である。図１０において、符号６１は太陽電池セル、６２は接続部材、６３は太陽電池セル６１をガイドする第１の溝、６４は接続部材６２をガイドする第２の溝、６５は接続部材６２が巻かれたリール、６６は加熱金属、６７はカッターである。

特許文献２の記載では図１０（ａ）に示すように、太陽電池セル６１は、これよりも僅かに幅の広い第１の溝６３に沿って移動し、接続部材６２は太陽電池セル６１の上方にある第２の溝６４に沿って移動するので位置ズレが生じないものとしている。また、図１０（ｂ）に示すように、リール６５から引き出した接続部材６２を、加熱金属６６を押し当てることで太陽電池セル６１に接続し、その後所定の位置で接続部材６２を切断するとしている。しかしながら図１０（ａ）に示した接続部材６２を太陽電池セル６１の上方で位置合せして保持した状態から、図１０（ｂ）に示した加熱金属６６を接続部材６２に押し当てる状態までの、接続部材６２を太陽電池セル６１の電極上に位置合せして載置し、その位置と姿勢を維持する方法および機構に関しては記載がない。

したがって、接続に際しては予め第２の溝６４を退避させ、加熱金属６６が接続部材６２を押圧するまで接続部材６２の位置と姿勢を維持するための何らかの押さえ機構が必要となり、やはり特許文献１と同様に複雑な機構が必要になるとともに、太陽電池セル６１の近傍の空間を接合のために自由に使用することが困難であるものと推測される。以上述べてきたように従来の技術は、太陽電池セルの電極上に接続部材を位置合わせして載置し、その位置と姿勢を維持しつつ接合を行うには複雑で大掛りな機構が必要であること。接続部を何らかの方法で加熱して接合する際、接合のために太陽電池セルの近傍の空間を自由に使用することが困難であるという問題を有する。

そこで、本発明はこれらの課題を解決すべく、太陽電池セルの電極上への接続部材の位置合せとその後の位置と姿勢の維持を、複雑で大掛りな機構を用いずに実現し、且つ接続部を加熱する際の加熱方法の自由度を拡大することで、太陽電池セルと接続部材との接続品質の向上を図るものである。

本発明は第１の態様として、複数の太陽電池セルを電気的に接続する際、太陽電池セルの電極に接続部材を接続する方法であって、前記太陽電池セルの電極上に細長リボン状の前記接続部材を位置合わせして載置する工程と、前記接続部材を前記太陽電池セルの電極上に仮固定する工程と、仮固定された前記太陽電池セルと前記接続部材とを本接合する工程とを有することを特徴とする太陽電池用接続部材の接続方法を提供する。

これにより、接続部材を位置合せして太陽電池セルの電極上に載置し、その位置と姿勢を維持するための機構で接続部材を保持しながら加熱手段で本接合を行う必要がなくなり、本接合のために太陽電池セルの近傍の空間を自由に使用して加熱機構を設けることができる。

本発明は第２の態様として、前記仮固定において、前記本接合に用いるはんだの一部を加熱して溶融させることを特徴とする第１の態様として記載の太陽電池用接続部材の接続方法を提供する。

これにより、仮固定のために接着剤等を別に設ける必要がなくなり、本接合ののち接合部にはんだ以外の不純物が混入する心配もなくなる。

本発明は第３の態様として、前記本接合において、加熱金属で前記接続部材の方向に押圧力を加えることにより、前記太陽電池セルの電極と前記接続部材とに介在するはんだを溶融させる事を特徴とする第１または第２のいずれかの態様として記載の太陽電池用接続部材の接続方法を提供する。

これにより、仮固定された状態であり接合箇所が接続部材の一部のみであっても、熱風加熱のように別途押圧力を加えながら加熱する必要がない。

本発明は第４の態様として、前記本接合において、前記接続部材と前記加熱金属の押圧面とに緩衝シートを介在させることを特徴とする第３の態様として記載の太陽電池用接続部材の接続方法を提供する。

本発明は第５の態様として、複数の太陽電池セルを電気的に接続する際、太陽電池セルの電極に接続部材を接続する接続装置であって、太陽電池セルを搬送する搬送手段と、前記接続部材を前記太陽電池セルの電極上に仮固定する仮固定ステージと、仮固定された前記太陽電池セルと前記接続部材とを本接合する本接合ステージとを備えることを特徴とする太陽電池用接続部材の接続装置を提供する。

これにより、第１の態様に記載した太陽電池用接続部材の接続方法が実現できる。

本発明は第６の態様として、前記仮固定ステージに、前記接続部材を吸着保持するガイドレールを備え、このガイドレールに少なくとも２カ所の逃げ穴を設け、加熱手段がこれら逃げ穴を通して前期接続部材の一部を加熱することを特徴とする第５の態様として記載の太陽電池用接続部材の接続装置を提供する。

これにより、太陽電池セルの電極に対する接続部材の位置合せと保持を行うのと同時に仮固定が実現できる。

本発明は第７の態様として、前記本接合ステージに前記接続部材を加熱する昇降可能な加熱金属を備え、この加熱金属が前記接続部材を押圧する際、この加熱金属の押圧面と前記接続部材とに介在するように緩衝シートを設けることを特徴とする第５または第６のいずれかの態様として記載の太陽電池用接続部材の接続装置を提供する。

これにより、接合対象の僅かな凹凸を吸収することができ、太陽電池セルの割れの防止が可能となる。

本発明は第８の態様として、前記緩衝シートの一部は、巻き出しまたは巻き取りローラに支持されることを特徴とする第７の態様として記載の太陽電池用接続部材の接続装置を提供する。

これにより、緩衝シートの劣化部を巻き取り、未使用部を順に繰り出して押圧部に対応させることができるので、大量生産に好適となる。

本発明によると、太陽電池セルの電極上に接続部材を接合するまえに、予め位置合せされた状態で接続部材を太陽電池セルの電極上に仮固定することができる。したがって、接続部材を所定の位置と姿勢に維持するのと同時に接合を行う必要がなくなり、そのための複雑で大掛りな機構を設ける必要がなく、尚且つ本接合の際に、既に所定の位置と姿勢で接続部材が太陽電池セルの電極上に仮固定されているので、接合時に押さえ機構を必要とせず、太陽電池セルの近傍の空間を自由に使用して接合のための機構を設けることができる。したがって、大量生産においても品質の安定した接合を実現することが容易になる。

本発明の実施形態を示す接続装置の模式図本発明の実施形態を示す第１のガイドレールの斜視図本発明の実施形態を示す第２のガイドレールの斜視図本発明の実施形態の仮固定ステージを示す側面図本発明の実施形態の本接合ステージを示す斜視図本発明の実施形態の本接合ステージを示す側面図従来の技術を示す側面図と斜視図従来の技術を示す側面図従来の技術を示す側面図従来の技術を示す側面図

次に、添付図面を参照して本発明に係る太陽電池用接続部材の接続方法および接続装置の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明に係る接続装置の一例の概略を示す模式図である。図１において符号１は接続装置、２は供給部、６は仮固定ステージ、７は本接合ステージ、８は取り出し部、９は搬送手段である第１の搬送ベルト、１０は搬送手段である第２の搬送ベルトである。ここで、供給部２には接続部材を巻き回したリール３およびリール５と、太陽電池セルを収納したセル供給部４が設けられており、リール３および５は同様の接続部材を同様のリールに巻き回したものである。本実施形態で接続の対象となる接続部材は、厚さ０．２ｍｍ、幅１．２ｍｍの銅箔からなり、表面にはんだがコーティングされた細長リボン状の部材である。

また本実施形態で前記接続部材が接続される太陽電池セルは、結晶シリコン系太陽電池セルであり、約１５０ｍｍ角の薄板形状である。受光面には集電電極とこれら集電電極をまとめる２本の電極が銀ペーストを焼成して形成されている。接続部材はこの２本の電極それぞれに接合され他端が隣接する太陽電池セルの裏面電極に接合される。図１中第１の搬送ベルト９および第２の搬送ベルト１０に並べて示した矢印は太陽電池セルの搬送の方向を示しており、第１の搬送ベルト９は、仮固定ステージ６から仮固定状態の接続部材で連結された太陽電池セルのストリングを本接合ステージ７に搬送し、第２の搬送ベルト１０は、本接合ステージ７から本接合された接続部材で連結された太陽電池セルのストリングを取り出し部８に搬送する。

図２は、仮固定ステージ６において接続部材を吸着保持するガイドレールを示す斜視図である。ここに示す第１のガイドレール１１は太陽電池セルの受光面側に配置され、１本の接続部材に対応するものである。したがって本実施形態では隣接する太陽電池セルが２本の接続部材で接続されるので、太陽電池セルの受光面に対応する仮固定ステージ６の上部側に２本の第１のガイドレール１１が設けられている。図２において符号１１Ａは溝部であり、その深さは仮固定の対象となる接続部材の厚さよりも若干浅い０．１５ｍｍ、幅は対象となる接続部材の厚さよりも若干広い１．３ｍｍで形成されている。

符号１１Ｂは溝部１１Ａの底面に複数設けられた吸着孔であり、１１Ｃは溝部１１Ａ上に２箇所設けられた逃げ穴であり、この逃げ穴１１Ｃは溝部１１Ｂの底面から対向する背面までガイドレール１１を貫通するように設けられている。また符号１１Ｄはガイドレール１１の長手方向に逃げ穴１１Ｃを避けて設けられ一端のみが開口部を有する連通穴であり、全ての吸着孔１１Ｂと連通させることで、連通穴１１Ｄに真空源を接続することにより吸着孔１１Ｂに吸着作用を発生させるものである。

図３に示すのは第２のガイドレール１２であり、太陽電池セルの裏面側に配置され、１本の接読部材に対応するものである。したがって太陽電池セルの裏面に対応する仮固定ステージ６の下部側に２本の第２のガイドレール１２が設けられている。図３において、第２のガイドレール１２は第１のガイドレール１１よりも全長が短く形成されているほかには、その構成要素である吸着孔１２Ｂ、逃げ穴１２Ｃおよび連通穴１２Ｄは第１のガイドレール１１のものと同様であるので説明は省略する。ただ溝部１２Ａは後述する理由によりその側壁が底面から離れるにしたがって開くように傾斜した形状になっている。

次に図４に基づいて仮固定ステージ６の要部の構成と動作を説明する。図４は仮固定ステージ６を搬送方向に直交する方向から見た側面図であり、第１のガイドレール１１と第２のガイドレール１２のみを断面図で描いてある。また図４は側面図であるため第１のガイドレール１１、第２のガイドレール１２および接続部材１４は太陽電池セル１３の上下に１本ずつ描かれているが、実際には太陽電池セル１３の２本の電極に対応して紙面の前後方向に一対設けられている。そして図４には理解を容易にするため、１枚目の太陽電池セル１３への接続部材１４の仮固定が終了し、これに隣接する２枚目の太陽電池セルに対する仮固定の状態を示している。

図４において、符号６は仮固定ステージ、９は第１の搬送ベルト、１１は第１のガイドレール、１１Ｃは第１のガイドレール１１の逃げ穴、１２は第２のガイドレール、１２Ｃは第２のガイドレール１２の逃げ穴、１３は太陽電池セル、１４は接続部材である。図４（ａ）は、図を見て右側に描かれた１枚目の太陽電池セル１３に対する接続部材１４の仮固定が終了して第１の搬送ベルト９上に受光面を上に向けた状態で載置され、図を見て左側に描かれた２枚目の太陽電池セル１３が仮固定ステージ６の図示しないステージ上にやはり受光面を上にして載置されている状態を示している。ここで図示しないステージは太陽電池セル１３に形成された電極を避けた領域を保持しており、２本の電極の上面および下面は空間が確保されている。

また、２枚目の太陽電池セル１３の電極の上方には、第１のガイドレール１１がその溝部１１Ａに接続部材１４を吸着保持した状態で停止しており、一方太陽電池セル１３の裏面電極の下方には、第２のガイドレール１２がその溝部１２Ａに、１枚目の太陽電池セル１３に一端が仮固定された接続部材１４の他端を吸着保持した状態で停止している。このとき第２のガイドレール１２の溝部１２Ａは、前述したように開口部が底部に対して幅広に形成されているので、１枚目の太陽電池セル１３に仮固定された接続部材１４の他端を受け止めて、前記底部に吸着することで、接続部材１４の正確な位置決めが可能となる。

次に図４（ｂ）で示すように第１のガイドレール１１が接続部材１４を吸着保持したまま下降し、２枚目の太陽電池セル１３の受光面にある電極上に接続部材１４を位置合せして接触させる。また第２のガイドレール１２は１枚目の太陽電池セル１３に仮固定された接続部材１４の他端を吸着保持したまま上昇し、２枚目の太陽電池セル１３の裏面電極にこれを接触させる。その後図４（ｃ）で示すように、太陽電池セル１３の上方からは突起状の加熱金属１５が下降し、第１のガイドレール１１の逃げ穴１１Ｃを貫通して接続部材１４に当接し、これと共に太陽電池セル１３の下方からも突起状の加熱金属１５が上昇し、第２のガイドレール１２の逃げ穴１２Ｃを貫通して接続部材１４に当接する。

このようにして２枚目の太陽電池セル１３の表裏面の電極に接触させた接続部材１４の一部を押圧し加熱することで仮固定が行われる。つまりこの仮固定は、接続部材１４に本接合のためにコーティングされているはんだの一部を溶融させることにより行われるものであり、図４（ｃ）に符号Ｐで示すのが仮固定による接合部である。そして図４（ｄ）に示すように加熱金属１５が接続部材１４から離隔し、第１のガイドレール１１が接続部材１４を吸着から開放して上昇すると共に、第２のガイドレール１２も接続部材１４を吸着から開放して下降する。そして仮固定が終了した２枚目の太陽電池セル１３は、第１の搬送ベルト９上に移送される。

次に仮固定ステージ６で仮固定が終了し、第１の搬送ベルト９に搬送されたひとつながりの太陽電池セルを本接合ステージ７で本接合する様子を図５および図６に基づいて説明する。図５において、符号７は本接合ステージ、９は仮固定ステージ６から接続部材１４の仮固定が終了したひとつながりの太陽電池セル１３を搬送する第１の搬送ベルト、１６は本接合ステージ７に昇降可能に備えられた加熱金属、１７は緩衝シートである。ここで加熱金属１６は、本接合ステージ７に移送されてきた仮固定済みの太陽電池セル１３の電極の位置に合わせ配置されている。本実施形態の場合は太陽電池セル１３の電極は片面に２本、両面で４本形成されているので、これに対応して太陽電池セル１３の上下方向に離隔して２個ずつ計４個の加熱金属１６が備えられている。

本実施形態の場合本接合に使用する加熱金属１６は、ヒーターチップやヒーターツールと称されるもので、両端の電極１６Ａに図示しない電源を接続して通電することにより、加熱金属自身の抵抗発熱によって押圧面１６Ｂが加熱されるものである。特に前記電源をパルスヒート方式の電源とし、さらに加熱金属１６Ａの押圧面１６Ｂ近傍に熱電対を固着し、パルスヒート電源に押圧面１６Ｂ近傍の温度をフィードバックして通電を制御することで、精細な温度コントロールが可能になることが知られている。

また本接合ステージ７には、加熱金属１６の押圧面１６Ｂと押圧する対象となる仮固定済みの接続部材１４との間に緩衝シート１７が設けられている。この緩衝シートはテフロン（デュポン社の登録商標）やシリコンゴム等の比較的熱に強い材料からなるシートで、本接合ステージ７に移送された太陽電池セル１３の両面全体を覆うように設けられている。また太陽電池セル１３の搬送経路の左右に一対のローラを設け、一方の巻き出しローラから他方の巻き取りローラへ、緩衝シート１７が太陽電池セル１３の搬送方向と直行する方向に移動するようにしている。

次に図６に基づいて本接合ステージ７で行われる接合の動作を説明する。図６において、符号７は本接合ステージ、９は第１の搬送ベルト、１０は第２の搬送ベルト、１３は太陽電池セル、１４は接続部材、１６は加熱金属、１６Ｂは加熱金属１６の押圧面、１６Ｃは加熱金属１６の押圧面１６Ｂ近傍に固着された熱電対、１７は緩衝シート、Ｐは仮固定による接合部である。そして図６（ａ）は、仮固定済の太陽電池セル１３と接続部材１４が第１の搬送ベルト９によって仮固定ステージから本接合ステージ７に搬送された状態を示し、図６（ｂ）は本接合の様子を示している。また図６は、図４に基づいて説明した仮接合ステージと同様に太陽電池セル１３の搬送方向に直交する方向から見た側面図であり、二列の接合部の紙面を見て手前側の構成要素のみを描いてある。

図６（ａ）に示すように本接合の動作を開始する前は、本接合ステージ７に備えた加熱金属１６は、太陽電池セル１３の上方および下方に離隔した状態で停止している。また、加熱金属１６の押圧面１６Ｂと接合対象である接続部材１４との間に緩衝シート１７が停止している。そしてこの段階で加熱金属１６には図示しないパルスヒート電源から通電が行われ、同時に熱電対１６Ｃからの温度情報をフィードバックすることで所定のはんだ溶融温度まで加熱される。この加熱方式はシーズヒーター等を利用したコンスタント方式の加熱方式と比較して急速加熱と精密な温度コントロールが可能であるのに加え、加熱金属１６への通電が遮断された場合、加熱金属１６の熱容量が小さいため比較的急速に温度が低下し、接合部の熱を加熱金属１６が吸収することで溶融したはんだを短時間で凝固させることができる。加えて、このときの温度情報を熱電対１６Ｃから得ることで、はんだが凝固したか否かを推測することができる。

接合動作が開始されると図６（ｂ）に示すように加熱金属１６が接合対象である接続部材１４に向けて近接する。これにより加熱金属１６の押圧部１６Ｂが緩衝シート１７を押圧して接続部材１４に接触させる。したがって加熱金属１６は、その押圧面１６Ａと接続部材１４とに緩衝シート１７を介在させた状態で押圧と加熱を行う。ここに緩衝シート１７が介在することで、接続部材１４の表面の僅かな凹凸を吸収し、薄板状で脆い太陽電池セル１３に集中的な応力が加わるのを防ぐことができる。さらに緩衝シート１７が介在することで、加熱金属１６の押圧面１６Ａに、はんだやフラックスの残渣が付着するのを防ぐことができる。

このように接合部に対して加熱が行われ、接合部のはんだが溶融するが、このとき仮固定ステージで形成された仮固定による接合部Ｐは再溶融し、その後周囲の領域にあるはんだと同様に機能する。このあと前述したように加熱金属１６への通電が遮断され、熱電対１６Ｃからの温度情報が前記溶融したはんだの凝固温度に対応する温度情報となってから、加熱金属１６を接続部材１４から離隔させる。このとき緩衝シート１７は図５で示した巻き出し巻き取りローラから与えられる張力で接続部材１４から離隔し、ローラの回転により未使用部が繰り出される。その後本接合が終了した太陽電池セルは第２の搬送ベルト１０に移送される。

本実施形態では以上のように太陽電池用接続部材の接続が終了し、第２の搬送ベルト１０により取り出し部８に搬送される。しかし以上の形態は一例であり、例えば仮固定の工程で接続部材１４のはんだの一部を溶融させるのに突起状の加熱金属１５を使用したが、これによらず、レーザー光の照射やスポット的な赤外光の照射、またはスポット的な熱風の吹きつけ等、他の手段によっても本発明の仮固定の工程を実現することが可能である。また、本実施形態では本接合において、一つの接合領域を一つの加熱金属１６の押圧面１６Ｂで一度に加熱するようにしているが、一つの接合領域を複数の領域に分けて、これに対応する複数の加熱金属で加熱するようにしてもよいし、一つの接合領域を複数の領域に分けて、これを一つの加熱金属を移動させて複数回の押圧動作で加熱するようにしても本発明の本接合の工程を実現することができる。

また本実施形態の本接合の工程では、ローラに巻き回した緩衝シートを使用したが、緩衝効果と残渣の付着を防ぐ効果とを有した部材を加熱金属１６の押圧面１６Ｂの表層に形成するようにしてもよい。さらに本実施形態では、太陽電池セル１３の両面の電極に対して接続部材を同時に仮固定し、さらに両面を同時に本接合したが、仮固定の工程と本接合の工程のいずれか、または両方を、太陽電池セル１３の一方の面と他方の面の接合が別々に行われるようにしてもよい。

１接続装置
２供給部
３，５リール
４セル供給部
６仮固定ステージ
７本接合ステージ
８取り出し部
９第１の搬送ベルト
１０第２の搬送ベルト
１１第１のガイドレール
１２第２のガイドレール
１３太陽電池セル
１４接続部材
１５，１６加熱金属
１７緩衝シート

Claims

複数の太陽電池セルを電気的に接続する際、太陽電池セルの電極に接続部材を接続する方法であって、
前記太陽電池セルの電極上に細長リボン状の前記接続部材を位置合わせして載置する工程と、
前記接続部材を前記太陽電池セルの電極上に仮固定する工程と、
仮固定された前記太陽電池セルと前記接続部材とを本接合する工程と
を有することを特徴とする太陽電池用接続部材の接続方法。
前記仮固定において、前記本接合に用いるはんだの一部を加熱して溶融させることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池用接続部材の接続方法。
前記本接合において、加熱金属で前記接続部材の方向に押圧力を加えることにより、前記太陽電池セルの電極と前記接続部材とに介在するはんだを溶融させる事を特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の太陽電池用接続部材の接続方法。
前記本接合において、前記接続部材と前記加熱金属の押圧面とに緩衝シートを介在させることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池用接続部材の接続方法。
複数の太陽電池セルを電気的に接続する際、太陽電池セルの電極に接続部材を接続する接続装置であって、
太陽電池セルを搬送する搬送手段と、
前記接続部材を前記太陽電池セルの電極上に仮固定する仮固定ステージと、
仮固定された前記太陽電池セルと前記接続部材とを本接合する本接合ステージと
を備えることを特徴とする太陽電池用接続部材の接続装置。
前記仮固定ステージに、前記接続部材を吸着保持するガイドレールを備え、このガイドレールに少なくとも２カ所の逃げ穴を設け、加熱手段がこれら逃げ穴を通して前期接続部材の一部を加熱することを特徴とする請求項５に記載の太陽電池用接続部材の接続装置。
前記本接合ステージに前記接続部材を加熱する昇降可能な加熱金属を備え、この加熱金属が前記接続部材を押圧する際、この加熱金属の押圧面と前記接続部材とに介在するように緩衝シートを設けることを特徴とする請求項５または６のいずれかに記載の太陽電池用接続部材の接続装置。
前記緩衝シートの一部は、巻き出しまたは巻き取りローラに支持されることを特徴とする請求項７に記載の太陽電池用接続部材の接続装置。