JP2012119418A - 導電性フィルム貼り付け装置、結晶系太陽電池モジュール組立装置及び結晶系太陽電池セルの接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】結晶系太陽電池セルと電線を接続するための、導電性フィルムの太陽電池セルへの個片貼りを複数一括して行うことにより、数十枚の結晶系太陽電池セルと電線との接続時間を大幅に短縮する。
【解決手段】結晶系太陽電池モジュール組立工程において、まず、結晶系太陽電池セルに導電性フィルム片を一括して仮圧着させる。その後、この太陽電池セルを導電性フィルム片を介在させて複数の電線と本圧着させ、電線と太陽電池セルの接続が完了する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、単結晶太陽電池や多結晶太陽電池などの結晶系太陽電池の基板の表面に配線部材を接続する装置及びその接続方法に関し、特に導電性フィルムを用いて、結晶系太陽電池セルの表裏面電極へ電線を接続する太陽電池モジュールの組立に好適な接続方法及びこれを用いた太陽電池モジュール組立装置に関する。

結晶系太陽電池モジュール組立工程は、単結晶太陽電池、多結晶太陽電池などの結晶系太陽電池の結晶セル基板（以下、単に「セル」と略す）を配線部材と接続し一連の太陽電池回路とした後に、保護シートなどで封止して外部端子を取り付ける組立実装工程である。

この組立実装工程のうち、セルに配線部材を接続する方法としては、従来からはんだ付けが広く用いられている。鉛入りはんだは良導体であり一定の強度と耐環境信頼性を有するため、２０年程度の実績を有する。しかし、近年の環境保護の観点からの鉛フリーはんだを採用することが考えられており、この鉛フリーはんだを採用した場合の信頼性の低下が問題となっていた。

そこで、導電性フィルムもしくは異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）を用いて配線とセルの接続を行うことで、熱膨張差による信頼性低下の回避を図った方法が知られている（特許文献１参照）。
一方、異方性導電フィルムは高価なため、電流密度の低い薄膜系太陽電池配線長の全域に接続することはせず、配線の所々に異方性導電フィルムを設ける方式(個片貼り)で使用量を減らす方法も提案されている（特許文献２参照）。

特開２００８−３００４０３号公報 ＷＯ２００８／１５２８６５号パンフレット

しかし結晶系太陽電池においては、電流密度の高さから面内方向の電流による抵抗損失が無視できず、導電性フィルムまたは異方性導電フィルムを節約して個片貼りする場合は、個々の貼り付け長さを短くし、貼り付け数を多くすることで、面内方向の電流の経路長を短縮する必要があった。

また、結晶系太陽電池では数十枚のセルの表裏を接続する必要があり、従来の貼り付け方法では、個々の貼り付けに要する時間の合計が膨大になるので、はんだに比べて接続時間が長いという欠点があった。このため、製造タクトが伸びるため生産効率を低下させてしまい、現実的には「数十枚のセルの表裏を接続する」という構造の採用は困難であった。

本発明の目的は、結晶系太陽電池セル間を結合する電線と結晶系太陽電池セルを導電性フィルムで接続する場合、太陽電池セルと導電性フィルムの接続を個片貼りで複数一括して行うことにより、数十枚の結晶系太陽電池セルと電線との接続時間を大幅に短縮できる結晶系太陽電池セルの接続方法及び結晶系太陽電池モジュール組立装置を提供することである。

上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の結晶系太陽電池セルの接続方法は、結晶系太陽電池セルと複数の電線を、導電性フィルムを介在させて接続する方法である。本発明の接続方法では、まず、粘着片と剥離紙からなる導電性フィルムを複数に切断し、この切断された複数の導電性フィルムを、結晶系太陽電池セルの表面と裏面の予め規定された複数箇所に仮圧着する。続いてこの結晶系太陽電池セルに仮圧着された導電性フィルムの粘着片だけを残して、粘着片を保持している剥離紙（セパレータ）を剥離する。通常、導電性フィルムは粘着片と剥離紙を有しているので、電線と結晶系太陽電池セルを接続する際には、導電性フィルムから剥離紙を取り除く必要がある。

最後に、剥離紙が取り除かれて粘着片だけが仮圧着された結晶系太陽電池セルと、複数の結晶系太陽電池セル同士を接続する電線とをこの導電性フィルムの粘着片を介して一括して本圧着させる。なお、この本圧着工程では、その需要に合わせて、２枚以上まとめて、結晶系太陽電池パネルと電線との一括した本圧着が行われる。

また、本発明の結晶系太陽電池モジュール組立装置は、複数の結晶系太陽電池セルを複数の電線によりストリング接続する結晶系太陽電池モジュールの組立工程に用いられる結晶系太陽電池セルの組立装置である。この結晶系太陽電池モジュール組立装置は、粘着片と剥離紙とが重なって形成された、所定の幅を持った直線状の導電性フィルムを複数に切断するカッター刃を有する切断手段と、このカッター刃で切断された複数の導電性フィルムを結晶系太陽電池セルの全幅に亘って略等間隔に配置して仮圧着させる導電性フィルム貼り付けヘッドを備える。
また、導電性フィルムが仮圧着された結晶系太陽電池セルから、導電性フィルムの粘着片のみを残して剥離紙を引きはがす剥離部を備えるとともに、導電性フィルムが仮圧着された結晶系太陽電池セルと、複数の結晶系太陽電池セル間を接続するための複数の電線とを、剥離紙が取り除かれた導電性フィルムを介在させて一括加圧して本圧着する本圧着部を備えている。

本発明の結晶系太陽電池セルの接続方法及び結晶系太陽電池モジュール組立装置によれば、各セルに一括して導電性フィルムを転写貼り付けすることができるので、結晶系太陽電池セルに対する導電性フィルムを貼る際のタクトを大幅に短縮することができる。

本発明の第１の実施形態例の結晶系太陽電池モジュール組立装置の全体構成を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態例の結晶系太陽電池モジュール組立装置において、導電性フィルムをセルに貼り付ける工程を説明するための立面図である。 本発明の第１の実施形態例の結晶系太陽電池モジュール組立装置のセルと電線を接続する工程を説明するための立面図である。 本発明の第1の実施形態例のセルに導電性フィルムを貼り付ける方法を説明するための斜視図である。 本発明の第1の実施形態例において、導電性フィルムをセルに張り付ける前に一括して切断する際の図である。 本発明の第1の実施形態例において、導電性フィルムの間隔をセルの全幅に広げてセルの表と裏の規定位置に貼り付けたときの図である。 本発明の第１の実施形態例の導電性フィルム貼り付け方法の変形例としての第２の実施形態例を示す斜視図である。 本発明の太陽電池モジュールの組立に用いる太陽電池セルストリングの構造の例を示す斜視図である。

以下、本発明の第１の実施の形態例（以下、「本例」という）を図１から図６を用いて説明するが、その際の理解を助けるため、代表的な結晶系太陽電池セル（以下、簡易的に「セル」という）のセルストリング４の構造を、図８を用いて説明する。図８に示すように、各太陽電池のセル１は、表裏に電極パターンを有しており、各太陽電池のセル１には、各セルの表裏に、電線２が４本貼り付けられている。この各セル１の表裏への４本の電線の貼り付けは、各電線２それぞれの数カ所（一例としては６箇所）に、図示しない導電性フィルムを貼り付けて行われる。このように各セル１が電線２によって接続されたセルストリング４は、例えば１０枚のセル１が接続されて形成されるものとする。

図８の説明では、４本の電線を用いてセル１間を接続してセルストリング４を組み立てるものとして説明しているが、セル１の枚数、電線２の本数、導電性フィルムの枚数や長さは、太陽電池モジュールの設計によって決定すべき事項であり、電線２の本数を変えることや、接続箇所を表裏で別に定めるなどの変更を自在に行えることは勿論である。

図１は、本例の結晶系太陽電池モジュール組立装置１００の全体構成を示した平面図である。
本例の結晶系太陽電池モジュール組立装置１００は、図１の下段の左側から順に、電線供給ユニット１０１と、電線矯正ユニット１０２と、電線切断ユニット１０４が配置されている。また、図１の上段部には、粘着性のある導電性フィルムをセル１に一括して貼り付けるための処理を行うユニットとして、セル供給ユニット１０５、導電性フィルム貼り付けユニット１０３、導電性フィルムからセパレータ（剥離紙）を取り除くためのセパレータ剥離ユニット１０６が配置されている（図２で後述）。特に、導電性フィルム貼り付けユニット１０３とセパレータ剥離ユニット１０６は、本例を実施するための技術的な中枢部であり、後述する電線切断ユニット１０４で切断された電線２にセル１を貼り付けるために重要な役割を担うユニットである。

さらに、図１の下段の右側（後方）には、セル１と電線２を合体させて予熱する予熱及び仮圧着ユニット１０７と、セル１と電線２を圧着する本圧着ユニット１０８と、本圧着されたセル１を冷却する冷却ユニット１０９が配置される。また、この連鎖状に接続された太陽電池セルストリングを引き出して次工程１２０に引き渡すための移載装置１１０が設けられている。

上述のように構成された本例の結晶系太陽電池モジュール組立装置１００では、まず、電線供給ユニット１０１から不図示の電線が供給され、電線矯正ユニット１０２によって電線輸送時に生じた歪みが矯正される。すなわち、電線供給ユニット１０１から送られる扁平な電線は、例えば、不図示のリールに巻回されているため、電線自体に湾曲する復元力が働いている。そこで、電線矯正ユニット１０２は、この復元力に抗して扁平な電線に生じた巻き癖を強制的に取り除くための機構が設けられている。

図１では、電線矯正ユニット１０２の具体的構成は示されていないが、例えば供給された２個の送りローラの間に電線の湾曲に抗してダンサーローラを配置し、電線に適切なテンションを与えるようにするのが有効である。つまり、電線矯正ユニット１０２では、このテンションを保ちながら、不図示のリールで生じた巻き癖を矯正する。そして、電線矯正ユニット１０２で巻き癖が矯正された電線は、電線切断ユニット１０４に送られ、ここでセルの長さの整数倍（ここでは略２倍）の長さに切断される。なお、この電線切断ユニット１０４では、電線を電線切断ユニット１０４の内部に引き込み、引き込まれた電線の先端をチャック１４２（図３参照）で受け取って、不図示の切断刃により、上下から電線を切断している。

一方、結晶系太陽電池のセル１（図８参照）は、トレイに積層された状態でセル供給ユニット１０５から供給され、導電性フィルム貼り付けユニット１０３において、供給されたセル１の予め規定された箇所に、複数個に切り離された導電性フィルムの小片（以下、この小片も含めて「導電性フィルム」という）が一括して貼り付けられる（図４、５で詳述）。この導電性フィルムは、粘着片とセパレータ（剥離紙）とが接着した状態で、セル１に貼り付けられる。その後、この導電性フィルムが貼り付けられたセル１は、セパレータ剥離ユニット１０６に送られ、このセパレータ剥離ユニット１０６において、セル１に貼り付けられた導電性フィルムからセパレータ（剥離紙）のみが剥離される。

導電性フィルムのセパレータが除去されたセル１は、その状態で予熱及び仮圧着ユニット１０７に送られる。そして、予熱及び仮圧着ユニット１０７では、セパレータ剥離ユニット１０６から送られたセル１と電線切断ユニット１０４で切断された電線２とが合体され、予熱及び仮圧着される。この後、本圧着ユニット１０８において、電線２とセル１が一体になった状態で熱圧着され、順次、冷却ユニット１０９に連鎖状のストリングとして引き出される。その後、移載装置１１０により次工程１２０に引き渡される。

図２は、本発明の結晶系太陽電池モジュール組立装置１００の上段部に配置されているセル供給ユニット１０５、導電性フィルム貼り付けユニット１０３、及びセパレータ剥離ユニット１０６をさらに詳しく示した図である。
図２に示すように、セル供給ユニット１０５は、セル１が複数枚積層されるセルトレイ１５１と、エレベータ１５２と、吸着ヘッド１５３と、移載機構１５４を備えている。

このセル供給ユニット１０５では、セルトレイ１５１はエレベータ１５２により最上面のセル1の表面の高さが一定になるように保たれている。つまり、最上面のセル１は吸着ヘッド１５３により吸着され、移載機構１５４により１枚ずつ導電性フィルム貼り付けユニット１０３に運ばれるが、最上面のセル１が移載機構１５４により運ばれるとエレベータ１５２が上昇し、最上面のセル1の表面の高さが常に一定になるように制御される。

導電性フィルム貼り付けユニット１０３は、導電性フィルム３をセル１上の規定の位置に貼り付けるためのユニットであり、テープ状の導電性フィルム３を送り出す送りローラ１３１と、セル１に導電性フィルムを貼り付ける導電性フィルム貼り付けヘッド１３３と、この導電性フィルム貼り付けヘッド１３３を上下動させるための駆動機構１３４から構成されている。これらの具体的な動作については、図４〜６に基づいて後述するが、導電性フィルム貼り付けユニット１０３において、セル１に貼り付けられた導電性フィルム３は、粘着片３ｂ（図４参照）にセパレータ（剥離紙）３ａが付着した状態になっているため、セル１と電線２を本圧着する前に、導電性フィルム３からセパレータ３ａを除去する必要がある。

このため、導電性フィルム３が貼り付けられたセル１は、セパレータ剥離ユニット１０６に送られる。このセパレータ剥離ユニット１０６は、セル１の表裏に貼り付けられた導電性フィルム３のセパレータ部分を取り除くための粘着テープ１６２とこの粘着テープ１６２を送る送りローラ１６１と、粘着テープ１６２を真空吸着する真空吸着ヘッド１６３と、真空吸着ヘッド１６３を上下動させるための駆動機構１６４を備えている。

ここで用いられる粘着テープ１６２は、太陽電池セルの設計思想に依存するものであり、例えば１枚のセル１の表面または裏面に貼り付けられる電線２が仮に4本あるとすれば、その列数に依存して４本の粘着テープ１６２を設けるようにするのがよい。この粘着テープ１６２は、導電性フィルム３の粘着片３ｂとセパレータ３ａを引き離すために使われるものであり、幅が導電性フィルム３の幅と等しい粘着テープで、通常シリコーン（シロキサン骨格の人口高分子）系の粘着テープが用いられる。

仮に、導電性フィルム３のセパレータ３ａの貼り付け間隔を２０ｍｍとし、セパレータ３ａの長さを４ｍｍとすれば、一回の粘着テープ１６２のフィードで５回のセパレータ剥離が可能である。つまり、粘着テープ１６２を新たにセル１の長さに２０ｍｍ加えた長さを張り渡し、この粘着テープ１６２をセパレータ３ａがある部分に押し当てることでセパレータ３ａを引き剥がし、これを粘着テープ１６２に移し取って１枚目のセル１の処理を行う。そして、次のセル１の処理を行う場合は、粘着テープ１６２をセパレータ３ａの長さ分である４ｍｍ送ってセパレータ３ａの剥離処理を行う。これを５枚目のセル１の処理まで繰り返すと引き出されてある粘着テープ１６２の全面にセパレータ３ａが貼り付いて粘着面が見えなくなっている。

この後、６枚目のセル１を処理する前に、再びセル１の長さに２０ｍｍ加えた長さ分送りローラ１６１で粘着テープ１６２を送り出すと、新たな粘着テープ１６２を用いてセパレータの剥離が行えるようになる。この際、電線２が一般に幅２ｍｍ以下で狭いため、これに併せた導電性フィルム３の幅も狭く、粘着テープ１６２も同様な狭い幅となるため、セル１の長さに２０ｍｍを加えた長さ、例えば１７６ｍｍ分張り渡すと、軟弱な粘着テープ１６２が蛇行してしまう恐れがある。

そこで、粘着片３ｂの長さが幅より広い場合は、粘着テープ１６２を銅線２と直交する方向に張り渡す方法も可能である。この場合、粘着テープ１６２は１本の電線２上の粘着片３ｂの個数、例えば７枚ならば７本の粘着テープ１６２を用いることになる。この配置では、粘着テープ１６２の幅をセパレータ３ａの長さである４ｍｍとすることができ、粘着テープ１６２の本数は増えるが蛇行の恐れが軽減できる。なお、この場合は、例えば１５６ｍｍ角のセル１に等間隔で４本の幅２ｍｍの電線２を配置する設計では、電線２の間隔は３９ｍｍピッチとなるため、１回のフィードで合計１９５ｍｍの粘着テープ１６２を引き出す。そして、２ｍｍずつ消費しながら剥離処理を行い、１９枚目のセル１の剥離処理を終えたところで１回分の粘着テープ１６２のほぼ全面が消費されることになる。

上述した粘着テープ１６２による導電性フィルム３のセパレータ３ａの剥離は、以下の手順で行われる。まず、駆動機構１６４により上下動される真空吸着ヘッド１６３により粘着テープ１６２をセル１上に配置された導電性フィルム３に一旦押しつける。そして、この真空吸着ヘッド１６３により粘着テープ１６２と導電性フィルム３を押圧した後に、真空吸着ヘッド１６３をセル１の導電性フィルム３から引き離す。これにより、粘着テープ１６２に導電性フィルム３のセパレータ部分のみが付着して、導電性フィルム３からセパレータ３ａが除去されるので、セル１上には導電性フィルム３の粘着片３ｂのみが残された状態になる。このように、導電性フィルム３には人の手が全く触れることなしに、セル１に仮圧着された導電性フィルム３からセパレータ３ａを取り除くことができる。

次に、図３に基づいて、導電性フィルム３が仮圧着された複数のセル１に電線２を接続する工程について説明する。
電線切断ユニット１０４の不図示の切断刃で略セル２個分の長さに切断された電線２は、予熱及び仮圧着ユニット１０７でセル１と合体された状態で予熱され、仮圧着される。図３に示す予熱及び仮圧着ユニット１０７では、２個のセルが同時に予熱されるようになっているが、このセルの数は２個に限定されない。ラインの長さにも依存することではあるが、ユーザの設計仕様に基づいて、３個あるいはそれ以上のセルを同時に予熱するように構成することもできる。

図３に示すように、この予熱及び仮圧着ユニット１０７では電線２の先端が、前回仮圧着されたセル１の上に乗せられ、予熱ヒータ１７２を内蔵したベルトコンベア１７１により予熱及び仮圧着ユニット１０７の右サイドに引き込まれる。この後、セパレータ剥離ユニット１０６（図２参照）から移載された新たなセル１が電線２の後半部に載せられる。この状態で、セル１に付着した導電性フィルム３は予熱ヒータ１７２で予熱されて粘着性を増大し、仮圧着ヘッド１７３により加圧される。これにより、導電性フィルム３がセル１に付着して、セル１がストリング状に連結する。

予熱及び仮圧着ユニット１０７における仮圧着によって電線２でストリング上に連結した２個のセルは、この後本圧着ユニット１０８に送られる。そして、本圧着ユニット１０８において、２個のセル1と電線２からなるセルストリング４（図８参照）が加熱ステージ１８１と加圧加熱ヘッド１８５により熱硬化温度まで昇温しつつ加圧される。この加圧加熱ヘッド１８５は加圧機構１８７により昇降駆動されるように制御される。この加熱処理と加圧処理により導電性フィルム３が熱硬化するため、セル１と電線２との安定な導電状態が得られる。

また、この本圧着ユニット１０８では、図３の矢印に示すように、２枚のセル１が加熱ステージ１８１と加圧加熱ヘッド１８５で挟まれて加圧された状態で、右側点線の位置まで運ばれる。そして、セル１が右側点線位置まで来ると、加熱ステージ１８１と加圧加熱ヘッド１８５とがセル１から引き離され、再び左側の実線で示した位置に戻されて、次の２個のセル１の上側と下側に配置される。

本圧着ユニット１０８において本圧着された電線２とセル１は、徐冷ヒータ１９２を内蔵したコンベア１９１を有する冷却ユニット１０９に送り込まれる。そして、この冷却ユニット１０９で、セル１及び電線２からなるセルストリング４は、規定枚数のセル１が連結されるまで自然放冷され、移載装置１１０の吸着ヘッド１１１により吸着される。そして、移載機構１１２により搬出され、図１に示す次工程１２０に送られる。

次に、本例の中枢部である導電性フィルム貼り付けユニット１０３におけるセル１への導電性フィルム３の貼り付け方法について、図４〜図６を用いて説明する。

図４は、セル１に導電性フィルム３を貼り付ける方法を説明するための斜視図であり、導電性フィルム貼り付けヘッド１３３の周辺の部材を示している。
すなわち、図４（ａ）に示すように、導電性フィルム３は送りローラ１３１で所定の長さ分だけ移送され、８個のカッター刃１３８ｂと俎板１３８ａの間に挿入される。この段階で不図示の駆動機構により、俎板１３８ａが下降し、カッター刃１３８ｂにより導電性フィルム３がハーフカット状態になる。
ここで、ハーフカット状態とは、カッター刃１３８ｂと俎板１３８ａとで導電性フィルム３を挟むことにより、導電性フィルム３の粘着片３ｂのみが切断され、セパレータ（剥離紙）３ａが残された状態をいう（図５参照）。なお、ここで俎板１３８ａには、図５に示したようにカッター刃１３８ｂの当たり部分に凹凸が付けてあり、ミシン目状に導電性フィルム３が所々フルカットされている。

その後、図４（ｂ）に示すように、俎板１３８ａを上方に退避させ、ハーフカット状態にした導電性フィルム３をカッター刃１３８ｂで保持したままで、導電性フィルム貼り付けヘッド１３３の下部に移送する。そして、ハーフカットとフルカットが混在している状態になっている導電性フィルム３上に、導電性フィルム貼り付けヘッド１３３を不図示の駆動機構により下降させ、導電性フィルム貼り付けヘッド１３３とカッター刃１３８ｂにより導電性フィルム３を８つの小片に分断する。なお、この分断の動作については、図５に基づいて詳述する。

図５は、本例の導電性フィルム３をカッター刃１３８ｂで切断する様子を詳細に示した図である。
図５では、セル１の表面と裏面に導電性フィルム３を貼り付ける例を示しているため、導電性フィルム３、カッター刃１３８ｂ、導電性フィルム貼り付けヘッド１３３、及び導電性フィルム貼り付けヘッド１３３の駆動機構１３４（以下、簡単に「駆動機構１３４」という）がそれぞれ２個示されている。この図５の段階では、セル１（図６参照）はまだ、上方と下方に配置された導電性フィルム貼り付けヘッド１３３間に挿入されていない。

駆動機構１３４は、細長い棒状に形成された８個の貼り付けヘッド１３３のそれぞれに連結される摺動部材１３４ａと、この摺動部材１３４ａを横軸方向に案内するガイドレール１３４ｂと、摺動部材１３４ａをガイドレールに沿って移動させる駆動部材１３４ｃと、駆動部材１３４ｃをガイドするガイド部材１３４ｄとから構成されている。

また、カッター刃１３８ｂは、台座１３８ｄに固定されており、台座１３８ｄが昇降機構１３８ｃによって上下動することにより、８個のカッター刃１３８ｂが、同じく８個設けられた導電性フィルム貼り付けヘッド１３３の各ヘッド間に挿入されて、導電性フィルム３の切断が行われる。図５ではカッター刃１３８ｂを昇降させる昇降機構１３８ｃとして回転するカムが用いられているが、カム以外にも、シリンダ機構などによって台座１３８ｄに昇降運動を与えることができる手段であれば利用可能である。以下では昇降機構１３８ｃをカム機構１３８ｃとして説明する。

なお、導電性フィルム貼り付けヘッド１３３には、その先端部に不図示の真空吸着穴が設けられており、この真空吸着穴から空気が吸引されることで、切り離された導電性フィルム３の各片を吸着できるように構成されている。

次に、図５と図６に基づいて、導電フィルム貼り付けユニット１０３の動作を説明する。まず、図５に示すように、導電性フィルム３には、カッター刃１３８ｂがハーフカット状態で切り込まれており、この状態で導電性フィルム貼り付けヘッド１３３が下降して上述した真空吸着穴からの吸引で導電性フィルムのセパレータ（剥離紙）３ａを８個のヘッド先端に吸着させる。

そして、カム機構１３８ｃを回転させて、台座１３８ｄを上側及び／または下側の導電性フィルム貼り付けヘッド１３３に押し込み、ハーフカット状態にあった導電性フィルム３を完全に切断する。図５では、上側の導電性フィルム３は切断された状態になっているが、下側の導電性フィルム３はハーフカット状態のままになっている。このように、カッター刃１３８ｂによる導電性フィルム３の切断は、上下別々に、つまり時間を異ならせて行うことも可能であるが、通常はカム機構１３８ｃの一回の回転で、上下に配置された導電性フィルム３を同時に切断することが好ましい。

次に、図６に基づいて、切断された導電性フィルム３がセル１に貼り付けられるまでの動作について説明する。図６に示すように、８個の導電性フィルム貼り付けヘッド１３３のそれぞれは、駆動機構１３４の駆動部材１３４ｃと摺動部材１３４ａの協働動作により、セル１の幅全体に亘って略均一に広げられている。

上述したように、８個の導電性フィルム貼り付けヘッド１３３それぞれの先端部には不図示の真空吸着穴が設けられており、この真空吸着穴からの吸引力により、導電性フィルム３のセパレータ３ａが吸引される。この状態で駆動機構１３４が昇降して、導電性フィルム貼り付けヘッド１３３がセル１を押圧するので、導電性フィルム３の粘着片３ｂによってセル１の表面及び裏面の規定された位置に導電性フィルム３が貼り付けられる。なお、導電性フィルム３が貼り付けられるセル１上の規定位置は、後処理ユニットにおいて、電線２が挿入される位置になる。

そして、導電性フィルム３の粘着片３ｂをセル１の規定位置に貼り付けた後に、８個の導電性フィルム貼り付けヘッド１３３の真空吸着穴からの吸引を止め、駆動機構１３４によって、８個の導電性フィルム貼り付けヘッド１３３をセル１から引き離すと、セパレータ３ａが付着した状態のまま導電性フィルム３のセル１への貼り付けが完了する。

このとき、台座１３８ｄに取り付けられたカッター刃１３８ｂは、カム機構１３８ｃとともに、俎板１３８ａの位置まで退避され、この俎板１３８ａとカッター刃１３８ｂの間に次の導電性フィルム３が挿入される。

このようにして、導電性フィルム３のセル１への貼り付けが完了すると、セル１は、セパレータ剥離ユニット１０６（図３参照）に送られ、導電性フィルム３のセパレータ３ａが剥離される。このセパレータ剥離ユニット１０６によるセパレータ３ａの剥離処理については、既に段落［００２５］〜［００３０］で詳しく説明しているとおりである。

次に、本発明の第２の実施形態例として、導電性フィルム貼り付けユニット１０３の変形例（以下「変形例」という）について、図７に基づいて説明する。この変形例が図４で示したものと異なる点は、図７に示すような導電性フィルム３を一時的に保持するための導電性フィルム仮置き部材１３８ｅを設けた点である。この導電性フィルム仮置き部材１３８ｅは、棒状に形成された８個の部材がその長手方向と垂直な方向に移動可能に構成されている。図７では８個の部材が示されているが、この数は設計上任意に設定されるものである。
また、もう一つの違いは、図４で示した８個の棒状の導電性フィルム貼り付けヘッド１３３に代えて、セル１の全幅に亘る平面的な導電性フィルム貼り付けヘッド１３３Ａを備えた点である。カッター刃１３８ｂと俎板１３８ａの位置関係は、図４に示した例と同じであるから、ここでは簡単に説明するに留める。

図７に示した変形例における導電性フィルム貼り付けヘッド１３３Ａへの導電性フィルム３の貼り付け動作について説明する。
まず、８個のカッター刃１３８ｂと俎板１３８ａとで導電性フィルム３を挟み、カッター刃１３８ｂで導電性フィルム３をハーフカット状態に切り込みを入れる。続いて、ハーフカット状態になった導電性フィルム３をカッター刃１３８ｂとともに導電性フィルム貼り付けヘッド１３３Ａの下方に移送し、ここで導電性フィルム貼り付けヘッド１３３Ａをカッター刃１３８ｂに強く押しつけて導電性フィルム３のセパレータ３ａを切断する。

導電性フィルム貼り付けヘッド１３３Ａは、図４に示した導電性フィルム貼り付けヘッド１３３の８個のヘッドと同様に内部に真空吸引できる穴が開けられている。そして、この真空吸引によって切断された導電性フィルム３のセパレータ３ａが、導電性フィルム貼り付けヘッド１３３Ａに吸引され、導電性フィルム３がカッター刃１３８ｂから取り除かれる。導電性フィルム３が取り除かれたカッター刃１３８ｂは、台座１３８ｄ（図５参照）とともに、導電性フィルム３をハーフカットした位置まで戻され、次にハーフカットされることになる導電性フィルム３がカッター刃１３８ｂと俎板１３８ａの間に挿入される。

そして、カッター刃１３８ｂが後退した後に、導電性フィルム貼り付けヘッド１３３Ａが下降して、導電性フィルム仮置き部材１３８ｅ上に仮置きされる。この仮置きされた導電性フィルム３は、粘着層３ｂとセパレータ３ａが一体になった状態のものである。導電性フィルム仮置き部材１３８ｅにも、真空吸着できるような穴が設けられており、この真空吸引により導電性フィルム貼り付けヘッド１３３Ａに吸着されていた導電性フィルム３が導電性フィルム仮置き部材１３８ｅに渡される。ここで導電性フィルム仮置き部材１３８ｅでは、導電性フィルム３の粘着片３ｂが貼り付けられるような強い吸引は行わないで、導電性フィルム３が導電性フィルム仮置き部材１３８ｅから簡単に剥がれる程度の比較的弱い吸引でよい。

図７（ｂ）に示すように、導電性フィルム３（粘着層３ｂとセパレータ３ａを含む）が仮置きされた導電性フィルム仮置き部材１３８ｅは、後処理工程でセル１に接続される電線２の位置に依存して規定された間隔に広げられる。そして、導電性フィルム仮置き部材１３８ｅが広げられた状態で、今度は平型タイプの導電性フィルム貼り付けヘッド１３３Ａが再び降下して、導電性フィルム仮置き部材１３８ｅから導電性フィルム３を受け取る。この導電性フィルムの受け渡しも、同様に真空吸引のオンオフ制御によって行われる。

そして、導電性フィルム貼り付けヘッド１３３Ａで真空吸着された導電性フィルム３は、図５、６で説明した第１の実施形態例と同様な方法で、セル１の規定位置に仮圧着され、次工程であるセパレータ剥離ユニット１０６（図２参照）に送られる。

上述したように、図７に示す変形例の導電性フィルム貼り付けヘッド１３３Ａは、図４〜６に示した導電性フィルム貼り付けヘッド１３３とは異なり、複数の棒状ヘッドから形成されるものではないので、棒状のヘッド間に必要とされるほどの精度を持たせる必要がない。したがって、導電性フィルム貼り付けヘッド１３３Ａの構造及びその制御を簡易化することができる。ただし、その分、導電性フィルム仮置き部材１３８ｅが必要になるので、本例（図４の方法）と変形例（図７の方法）は、いわばトレードオフの関係になり、装置ユーザの選択に依存されるものといってよい。

なお、本発明の図４に示す第１の実施形態例及び図７に示す第２の実施形態例（変形例）とも、導電性フィルム３の幅を電線２の幅と略等しいものとして説明しているが、本圧着ユニット１０８におけるセル１と電線２の本圧着に伴い、導電性フィルム３の個々の粘着片３ｂは押しつぶされて広がるため、導電性フィルム３の幅をこの広がり相当分だけ狭いフィルムを用いることが好ましい。これにより、導電性フィルム３の使用面積を節約することが可能となる。

以上、図７に基づいて本発明の変形例として、導電性フィルム仮置き部材を用いた例を説明したが、ここで説明した実施の形態（本例、図４〜図６参照）とその変形例（図７参照）は、あくまでも一具体例である。
本発明は、上述した実施の形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的範囲を逸脱しない限りにおいて、種々の変形例、応用例を含むことは言うまでもない。

１・・・セル、２・・・電線、３・・・導電性フィルム、３ａ・・・セパレータ（剥離紙）、３ｂ・・・粘着片、４・・・セルストリング、１００・・・結晶系太陽電池モジュール組立装置、１０１・・・電線供給ユニット、１０２・・・電線矯正ユニット、１０３・・・導電性フィルム貼り付けユニット、１０４・・・電線切断ユニット、１０５・・・セル供給ユニット、１０６・・・セパレータ剥離ユニット、１０７・・・予熱及び仮圧着ユニット、１０８・・・本圧着ユニット、１０９・・・冷却ユニット、１１０・・・移載装置、１２０・・・次工程、１３１・・・送りローラ、１３３，１３３Ａ・・・導電性フィルム貼り付けヘッド、１３４・・・導電性フィルム貼り付けヘッドの駆動機構、１３８ｂ・・・カッター刃（導電性フィルムの切断刃）、１３８ａ・・・俎板、１３８ｃ・・・昇降機構（カム機構）、１３８ｅ・・・導電性フィルム仮置き部材、１６１・・粘着フィルム送りローラ、１６２・・・粘着フィルム（セパレータ剥離用）、１６３・・・真空吸着ヘッド、１６４・・・真空吸着ヘッドの駆動機構

本発明は、単結晶太陽電池や多結晶太陽電池などの結晶系太陽電池の基板の表面に配線部材を接続する際に用いられる導電性フィルム貼り付け装置、太陽電池モジュール組立装置及び結晶系太陽電池セルの接続方法に関する。

本発明の目的は、結晶系太陽電池セル間を結合する複数の電線と結晶系太陽電池セルを導電性フィルムで接続する場合、太陽電池セルと導電性フィルムの接続を個片貼りで行うことにより、数十枚の結晶系太陽電池セルと複数の電線との接続時間を大幅に短縮できる導電性フィルム貼り付け装置、太陽電池モジュール組立装置及び結晶系太陽電池セルの接続方法を提供することである。

上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の導電性フィルム貼り付け装置は、複数の結晶系太陽電池セルを複数の電線によりストリング接続するために、太陽電池セルまたは電線に導電性フィルムを貼り付ける導電性フィルム貼り付け装置である。この導電性フィルム貼り付け装置は、粘着片と剥離紙とが重なって形成された、所定の幅を持った直線状の導電性フィルムを複数に切断するカッター刃を有する切断ユニットと、記カッター刃で切断された複数の導電性フィルムを結晶系太陽電池セルの幅方向に略等間隔に配置して貼り付ける導電性フィルム貼り付けヘッドを有するフィルム貼り付けユニットと、導電性フィルムから剥離紙を引きはがす剥離ユニットと、を備えることを特徴としている。ここで結晶系太陽電池セルの幅方向とは、セルの搬送方向と直交する方向、すなわち電線と直交する方向である。

また、本発明の太陽電池モジュールの組立装置は、上記導電性フィルム貼り付け装置を含み、結晶系太陽電池セルと複数の電線とを、粘着片を介在させて圧着する本圧着ユニットと、を備えることを特徴としている。なお、結晶系太陽電池セルと複数の電線との本圧着する本圧着ユニットの前段に、剥離紙が除去された導電性フィルムが貼り付けられた太陽電池セルを複数の電線と合体させて、予熱及び仮圧着させる仮圧着ユニットを設けることが、更に好ましい。

また、結晶系太陽電池セルと複数の電線を接続する接続方法は、結晶系太陽電池セル間を複数の電線によって接続する結晶系太陽電池モジュール組立装置に用いられる、太陽電池セルと複数の電線を接続する接続方法であって、粘着片と剥離紙からなる導電性フィルムを複数に切断する切断工程と、結晶系太陽電池セルの表面と裏面の予め規定された複数箇所に、切断工程で切断された複数の導電性フィルムを貼り付けるフィルム貼り付け工程と、結晶系太陽電池セルに貼り付けられた導電性フィルムから剥離紙を剥離する剥離工程と、結晶系太陽電池セルと、結晶系太陽電池セル間を接続する電線とを粘着片を介して圧着させる本圧着工程とを、含んでいる。なお、本圧着工程における圧着処理の前工程として、更に、剥離紙が除去された導電性フィルムが貼り付けられた太陽電池セルと複数の電線とを合体させて、予熱及び仮圧着させる仮圧着工程を設けることが好ましい。

本発明の導電性フィルム貼り付け装置、結晶系太陽電池モジュール組立装置及び結晶系太陽電池セルの接続方法によれば、結晶系太陽電池セルに対する導電性フィルムを貼る際のタクトを大幅に短縮することができる。

ここで用いられる粘着テープ１６２は、太陽電池セルの設計思想に依存するものであり、例えば１枚のセル１の表面または裏面に貼り付けられる電線２が仮に４本あるとすれば、その列数に依存して４本の粘着テープ１６２を設けるようにするのがよい。この粘着テープ１６２は、導電性フィルム３の粘着片３ｂとセパレータ３ａを引き離すために使われるものであり、幅が導電性フィルム３の幅と等しい粘着テープで、通常シリコーン（シロキサン骨格の人工高分子）系の粘着テープが用いられる。

上述した粘着テープ１６２による導電性フィルム３のセパレータ３ａの剥離は、以下の手順で行われる。まず、駆動機構１６４により上下動される真空吸着ヘッド１６３により粘着テープ１６２をセル１上に配置された導電性フィルム３に一旦押しつける。そして、この真空吸着ヘッド１６３により粘着テープ１６２と導電性フィルム３を押圧した後に、真空吸着ヘッド１６３をセル１の導電性フィルム３から引き離す。これにより、粘着テープ１６２に導電性フィルム３のセパレータ部分のみが付着して、導電性フィルム３からセパレータ３ａが除去されるので、セル１上には導電性フィルム３の粘着片３ｂのみが残された状態になる。このように、導電性フィルム３には人の手が全く触れることなしに、セル１に貼り付けられた導電性フィルム３からセパレータ３ａを取り除くことができる。

次に、図３に基づいて、導電性フィルム３が貼り付けられた複数のセル１に電線２を接続する工程について説明する。
電線切断ユニット１０４の不図示の切断刃で略セル２個分の長さに切断された電線２は、予熱及び仮圧着ユニット１０７でセル１と合体された状態で予熱され、仮圧着される。図３に示す予熱及び仮圧着ユニット１０７では、２個のセルが同時に予熱されるようになっているが、このセルの数は２個に限定されない。ラインの長さにも依存することではあるが、ユーザの設計仕様に基づいて、３個あるいはそれ以上のセルを同時に予熱するように構成することもできる。

図３に示すように、この予熱及び仮圧着ユニット１０７では電線２の先端が、前回仮圧着されたセル１の上に乗せられ、予熱ヒータ１７２を内蔵したベルトコンベア１７１により予熱及び仮圧着ユニット１０７の右サイドに引き込まれる。この後、セパレータ剥離ユニット１０６（図２参照）から移載された新たなセル１が電線２の後半部に載せられる。この状態で、セル１に付着した導電性フィルム３は予熱ヒータ１７２で予熱されて粘着性を増大し、仮圧着ヘッド１７３により加圧される。これにより、電線２がセル１に付着して、セル１がストリング状に連結する。

Claims (11)

1. 結晶系太陽電池セル間を複数の電線によって接続する結晶系太陽電池モジュール組立工程に用いられる、前記結晶系太陽電池セルと前記複数の電線を接続する接続方法であって、
   粘着片と剥離紙からなる導電性フィルムを複数に切断する切断工程と、
   前記結晶系太陽電池セルの表面と裏面の予め規定された複数箇所に、前記切断工程で切断された複数の前記導電性フィルムを仮圧着する仮圧着工程と、
   前記結晶系太陽電池セルに仮圧着された前記導電性フィルムの前記粘着片だけを残して、前記粘着片を保持している前記剥離紙を剥離する剥離工程と、
   前記剥離紙が取り除かれ、前記粘着片だけが仮圧着された前記結晶系太陽電池セルと、前記結晶系太陽電池セル間を接続する電線とを前記導電性フィルムの粘着片を介して一括して本圧着させる本圧着工程とを、含む
   結晶系太陽電池セルの接続方法。
2. 前記剥離工程における前記剥離紙の引き剥がし処理は、前記結晶系太陽電池セルに仮圧着された前記剥離紙に粘着テープを押圧した後に、該粘着テープを導電性フィルムから引き離すことによって行われることを特徴とする請求項１に記載の結晶系太陽電池セルの接続方法。
3. 前記粘着テープと前記導電性フィルムの剥離紙間の粘性は、前記導電性フィルムの粘着片と剥離紙間の粘性より大きいことを特徴とする請求項２に記載の結晶系太陽電池セルの接続方法。
4. 前記結晶系太陽電池セルの表面及び裏面への前記導電性フィルムの仮圧着は、前記結晶系太陽電池セルの表面及び裏面に対向して設けられ、前記結晶系太陽電池セルの幅方向に延在された導電性フィルム貼り付けヘッドで加圧することにより行われることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の結晶系太陽電池セルの接続方法。
5. 前記導電性フィルム貼り付けヘッドは、複数本の棒状ヘッドで構成されており、前記棒状ヘッドは、その先端に切り離された前記導電性フィルムを吸引した状態で、前記太陽電池セルの全幅に亘って略等間隔で広げられることを特徴とする請求項４に記載の結晶系太陽電池セルの接続方法。
6. 前記導電性フィルム貼り付けヘッドは、前記結晶系太陽電池セルの全幅の長さに略等しい長さを有し、前記導電性フィルム貼り付けヘッドの先端には、吸引部が設けられ、前記切断工程で切断された前記導電性フィルムが仮置きされる部材から、前記導電性フィルムを吸引して、前記結晶系太陽電池セルの表面及び裏面上に貼り付けることを特徴とする請求項４に記載の結晶系太陽電池セルの接続方法。
7. 前記切断工程で略電線の幅に切断された前記導電性フィルムが仮置きされる部材は、複数の棒状の部材で構成され、前記複数の棒状の部材が、前記結晶系太陽電池セルの全幅に亘って略等間隔に広げられた後に、前記導電性フィルムが前記導電性フィルム貼り付けヘッドの先端に吸引されることを特徴とする請求項６に記載の結晶系太陽電池セルの接続方法。
8. 複数の結晶系太陽電池セルを複数の電線によりストリング接続する結晶系太陽電池モジュールの組立工程に用いられる結晶系太陽電池セルの組立装置であって、
   粘着片と剥離紙とが重なって形成された、所定の幅を持った直線状の導電性フィルムを複数に切断するカッター刃を有する切断手段と、
   前記カッター刃で切断された複数の前記導電性フィルムを前記結晶系太陽電池セルの全幅に亘って略等間隔に配置して仮圧着させる導電性フィルム貼り付けヘッドを有する仮圧着手段と、
   前記導電性フィルムを形成する前記粘着片と剥離紙のうち、前記粘着片のみを残して前記剥離紙を引きはがす粘着テープを含む剥離手段と、
   前記導電性フィルムが仮圧着された前記結晶系太陽電池セルと前記複数の電線とを、前記導電性フィルムを介在させて一括加圧して、本圧着する本圧着手段と、
   を備える、結晶系太陽電池モジュール組立装置。
9. 前記複数の導電性フィルムを前記結晶系太陽電池セルに一括加圧して仮圧着する導電性フィルム貼り付けヘッドは、複数本の棒状ヘッドで構成されており、
   前記棒状ヘッドは、その先端に切り離された前記導電性フィルムを吸引した状態で、前記太陽電池セルの全幅に亘って略等間隔で広げられることを特徴とする請求項８に記載の結晶系太陽電池モジュール組立装置。
10. 前記複数の導電性フィルムを前記結晶系太陽電池セルに一括加圧して仮圧着する導電性フィルム貼り付けヘッドは、
    前記結晶系太陽電池セルの全幅の長さに略等しい長さを有し、前記導電性フィルム貼り付けヘッドの先端は、セル全幅に亘って平面的に形成されており、
    前記導電性フィルム貼り付けヘッドの先端には吸引部が設けられ、前記切断手段により切断された前記導電性フィルムが仮置きされる部材から、前記導電性フィルムを吸引して、前記結晶系太陽電池セルの表面及び裏面上に貼り付けることを特徴とする請求項８に記載の結晶系太陽電池モジュール組立装置。
11. 前記導電性フィルムが仮置きされる部材は、略電線の幅に等しい幅を有する複数の棒状の部材で構成され、前記複数の棒状の部材が、前記結晶系太陽電池セルの全幅に亘って略等間隔に広げられた後に、前記導電性フィルムが前記導電性フィルム貼り付けヘッドの先端部に吸引されることを特徴とする請求項１０に記載の結晶系太陽電池モジュール組立装置。
    

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