JP2014175579A - Method of manufacturing interconnector for solar cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の太陽電池セル間を接続する太陽電池用インターコネクタの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a solar cell interconnector that connects a plurality of solar cells.
地球温暖化による環境意識の高まりから、太陽光をエネルギーとする太陽電池は、クリーンな発電装置として広く普及されている。シリコン結晶を用いた太陽電池は、太陽電池モジュールにより構成され、シリコン結晶を基板とする複数の太陽電池セルが、太陽電池用インターコネクタ(以下、単にインターコネクタと称する場合がある)により電気的に接続されている。そして、インターコネクタには、鉛系半田を被覆した銅の帯状金属箔帯が一般的に用いられ、短く分離した状態にして接続に供されている。 Due to the increase in environmental awareness due to global warming, solar cells using sunlight as energy are widely used as clean power generation devices. A solar cell using a silicon crystal is constituted by a solar cell module, and a plurality of solar cells using the silicon crystal as a substrate are electrically connected by a solar cell interconnector (hereinafter sometimes simply referred to as an interconnector). It is connected. For interconnectors, copper strip metal foil strips coated with lead-based solder are generally used, and are provided in a short separated state.
一方、帯状金属箔帯の分離には、以下のような方法(装置)が知られている。
例えば、特許文献1には、表面が導電性材料により形成された細線状の配線材料を配置する工程が記載されており、ステージ上の基板に端部クランプで固定された配線材料が、カッタ(せん断部材)の上昇移動によりせん断(分離)される工程が記載されている。
また、特許文献2には、半田テープを分離する装置を収容した半田供給装置が記載されており、カッターベース上にダイで固定した半田テープが、ポンチ(せん断部材)の上昇移動によりせん断(分離)される工程が記載されている。
また、特許文献3には、帯状半田を分離する装置が記載されており、帯状半田を上歯と下歯と(せん断部材)によってせん断(分離)する帯状半田の切断装置が記載されている。
On the other hand, the following method (apparatus) is known for separating the strip-shaped metal foil strip.
For example,
インターコネクタの製造(帯状金属箔の分離)にも、上記のようなせん断方法(装置)が用いられるが、せん断方法(装置)は、図9に断面模式図を示すように、インターコネクタ90の長手方向端部90aにバリ(尖端)90bを発生させることがある。バリ90bの発生は、分離条件の最適化することである程度抑えることができるが、最適分離条件は刃の摩耗等により変化するので、バリの発生を完全に抑えるのは困難である。そして、バリ90bが発生したインターコネクタ90は、太陽電池セルとの接合の際に銀電極表面を傷つけやすく、バリ90bがインターコネクタと銀電極との面接触を阻害して、接合不良になる可能性もある。
The above-described shearing method (apparatus) is also used in the manufacture of the interconnector (separation of the strip-shaped metal foil). The shearing method (apparatus) is shown in FIG. A burr (point) 90b may be generated at the
上記問題を解決する方法として、例えば、特許文献4に、インターコネクタを太陽電池セル表面に接合させる際、銀電極からバリをはみ出させて接合する方法が記載されている。この方法によれば、長手方向端部にバリが発生したインターコネクタであっても、バリが銀電極に触れないので、銀電極表面を傷つけ難くすることができ、銀電極にインターコネクタを容易に面接触させることができるので、信頼性の高い接合にすることができる。
As a method for solving the above-mentioned problem, for example,
しかしながら、特許文献4の接合方法を用いるには、インターコネクタをある程度長くする必要がある。インターコネクタを長くすると、太陽電池セルに作用する熱応力が大きくなるので、応力に応じたモジュール設計をしなければならない。
However, to use the joining method of
そこで本発明は、複数の太陽電池セル間を接続する際、長手方向端部を太陽電池セルの表面に配置しても、太陽電池セル表面を傷つけ難くし、太陽電池セルと信頼性高く接合できるよう、端部のバリの発生を抑えることができる太陽電池用インターコネクタの製造方法を提供する。 Therefore, when connecting a plurality of solar cells, the present invention makes it difficult to damage the surface of the solar cell even when the longitudinal end portion is arranged on the surface of the solar cell, and can be bonded to the solar cell with high reliability. Thus, the manufacturing method of the interconnector for solar cells which can suppress generation | occurrence | production of the burr | flash of an edge part is provided.
本発明の太陽電池用インターコネクタの製造方法は、複数の太陽電池セル間を接続する太陽電池用インターコネクタの製造方法であって、表裏面が半田層に覆われた帯状金属箔を準備する工程と、前記帯状金属箔の裏面を台座の表面上で支持しつつ、前記帯状金属箔の分離予定位置の表面を、前記帯状金属箔の幅方向に稜線を有する楔状の押圧部材で押圧し、前記帯状金属箔を前記分離予定位置から所定長さのインターコネクタに分離する工程とを有する。 The method for manufacturing an interconnector for solar cells of the present invention is a method for manufacturing an interconnector for solar cells that connects a plurality of solar cells, and a step of preparing a strip-shaped metal foil whose front and back surfaces are covered with a solder layer And while supporting the back surface of the band-shaped metal foil on the surface of the pedestal, the surface at the planned separation position of the band-shaped metal foil is pressed with a wedge-shaped pressing member having a ridge line in the width direction of the band-shaped metal foil, Separating the strip-shaped metal foil from the planned separation position into an interconnector having a predetermined length.
また、本発明の太陽電池用インターコネクタの製造方法では、前記帯状金属箔の表面を前記押圧部材で押圧する際、前記押圧部材を、前記帯状金属箔の幅方向に延びる回転軸線周りに回転させ、前記帯状金属箔に接触、押圧、離間させることが好ましい。 Moreover, in the manufacturing method of the interconnector for solar cells of this invention, when pressing the surface of the said strip | belt-shaped metal foil with the said press member, the said press member is rotated around the rotating shaft line extended in the width direction of the said strip | belt-shaped metal foil. The strip metal foil is preferably contacted, pressed, or separated.
本発明は、楔状の押圧部材と台座とで帯状金属箔を分離することにより、インターコネクタの長手方向端部におけるバリの発生を抑えることができる。これにより、インターコネクタと太陽電池セルとを接合する際、インターコネクタの長手方向端部を太陽電池セル(銀電極)表面に配置しても、太陽電池セル表面を傷つけ難くすることができ、太陽電池セル表面と信頼性の高い接合にすることが可能なインターコネクタを製造することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the generation of burrs at the end portion in the longitudinal direction of the interconnector by separating the strip-shaped metal foil with the wedge-shaped pressing member and the pedestal. Thereby, when joining an interconnector and a photovoltaic cell, even if arrange | positioning the longitudinal direction edge part of an interconnector on the photovoltaic cell (silver electrode) surface, it can make it difficult to damage the photovoltaic cell surface, An interconnector that can be bonded to the battery cell surface with high reliability can be manufactured.
以下、本発明のインターコネクタの製造方法について、図面を参照しながら説明する。ただし、本発明のインターコネクタの製造方法は、以下の実施形態に限定されるものではない。 The interconnector manufacturing method of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the manufacturing method of the interconnector of the present invention is not limited to the following embodiment.
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態のインターコネクタの製造方法(帯状銅箔の分離方法)について、図1〜図5を参照しながら説明する。図1〜図3は、本実施形態の製造方法を側方から見た模式図であり、図1は帯状銅箔を準備する工程、図2は帯状銅箔を分離する工程、図3は帯状金属箔を分離した後の状態を示している。そして、図4、5は、本実施形態により帯状銅箔から分離した、インターコネクタの端部形状を説明する断面図を示している。なお、本実施形態の帯状銅箔は、本発明の帯状金属箔の一例である。
[First Embodiment]
A method for manufacturing an interconnector according to a first embodiment of the present invention (a method for separating a strip-shaped copper foil) will be described with reference to FIGS. 1 to 3 are schematic views of the manufacturing method of the present embodiment as viewed from the side. FIG. 1 is a step of preparing a strip-shaped copper foil, FIG. 2 is a step of separating the strip-shaped copper foil, and FIG. The state after separating metal foil is shown. 4 and 5 are cross-sectional views illustrating the end shape of the interconnector separated from the strip-shaped copper foil according to the present embodiment. In addition, the strip | belt-shaped copper foil of this embodiment is an example of the strip | belt-shaped metal foil of this invention.
本実施形態では、まず、図1に示す帯状銅箔1を準備する工程において、長手方向(X方向)に延びる帯状銅箔1を準備する。この帯状銅箔1は、表面1a及び裏面1bのそれぞれが、鉛系の半田層により覆われている。そして、図1の工程では、台座2の表面2a上に帯状銅箔1を配置し、帯状銅箔1の幅方向に稜線を有する楔状の押圧部材3を、先端3aが帯状銅箔1の表面に対向するよう配置する。言い換えれば、帯状銅箔1の表面1a側の上方(Z2側)に押圧部材3が配置され、帯状銅箔1の裏面1a側(Z1側)に台座2が配置される。
In this embodiment, first, in the step of preparing the strip-
そして、図2に示す帯状銅箔1を分離する工程において、押圧部材3が略垂直下方向(Z1方向)に移動し、先端3a及び斜面3bが、帯状銅箔1の分離予定位置1cの表面1aを略垂直方向に押圧する。その際、台座2の表面2aにより、分離予定位置1cの裏面1bを支持し、押圧部材3の先端3a及び斜面3bにより、先端3aと台座2の表面2aとの間隔が距離Dになるまで押圧し、帯状銅箔1の分離予定位置1cに薄肉部1dを形成する。
Then, in the step of separating the strip-
ここで、薄肉部1dには、楔状の押圧部材3の斜面3bの押圧により、帯状銅箔1を左右に(X方向に)押し広げる力(薄肉部1dから見たら張力)F3が発生し、薄肉部24は、力F3の作用により、帯状銅箔1の長手方向(X方向)に破断する。
このように、本実施形態の製造方法によれば、分離予定位置1cに薄肉部1dを形成した後、その薄肉部1dを帯状金属箔の長さ方向に破断することができる。即ち、薄肉部1dが破断する方向は長さ方向(X方向)になるので、従来のせん断による分離で発生していた厚さ方向(Z方向)のバリの発生を抑えることができる。
Here, in the thin-walled
Thus, according to the manufacturing method of this embodiment, after forming the
最後に、図3に示す帯状銅箔1を分離した後の状態において、力F2により帯状銅箔1からインターコネクタ4が引き離され、インターコネクタ4の製造が完了する。
Finally, in the state after separating the strip-
本実施形態の製造方法では、押圧部材3の先端3aの形状、押圧力F1及び押圧速度、押圧部材3と台座2との間の距離D等の調整することにより、帯状銅箔1を左右に押し広げる力F3だけで薄肉部1dを破断することができる。一方、帯状銅箔1を分離する工程から、帯状銅箔1からインターコネクタ4を引き離す力F2を加え、力F3と力F2の合力により薄肉部1dを破断することもできる。しかしながら、帯状銅箔1を分離する工程から力F2を加えると、帯状銅箔1が加工硬化して、インターコネクタ4の耐力が上昇する可能性がある。従って、低耐力のインターコネクタ4にするためには、力F3だけで薄肉部1dを破断することが好ましい。
In the manufacturing method of the present embodiment, the strip-
また、本実施形態の製造方法では、先端3aに向かって徐々に先細りする、尖った楔状の押圧部材3を用いているが、先端3aは平面やR面に形成されていても良い。このような形状の押圧部材3にすることで、先端3aを欠け難くすることができ、押圧部材3のメンテナンス周期を長くすることができる。そして、押圧部材3の斜面3bのなす角度は、小さ過ぎると帯状銅箔2を左右に押し広げる作用が小さくなり、逆に大き過ぎると帯状銅箔1に先端3aを押し込み難くなるので、30°〜120°の角度にすることが好ましい。
In the manufacturing method of the present embodiment, the sharp wedge-shaped
また、本実施形態の製造方法によれば、図4に断面図の一例を示すように、銅箔4cの端部4eに、表面4aから裏面4bにかけて傾斜するテーパ面4fを備え、銅箔4cの厚みt1が、端部4eの先端に向かって徐々に薄くなったインターコネクタ4にすることができる。そして、インターコネクタ4は、長さ方向(X方向)に破断されているので、表面4a及び裏面4bからはみ出すようなバリは発生しない。よって、本実施形態の製造方法によれば、表面4a、裏面4bのいずれの面を太陽電池セル(銀電極)表面との接合面にして、端部4eを太陽電池セル表面に配置しても、太陽電池セル表面と確実に面接触して、太陽電池セルと信頼性の高い接合をすることが可能なインターコネクタ4にすることができる。
Moreover, according to the manufacturing method of this embodiment, as shown in an example of a cross-sectional view in FIG. 4, the
また、本実施形態の製造方法によれば、裏面4bが軟らかい半田層に覆われたインターコネクタ4にすることができるので、裏面4bを太陽電池セル表面との接合面にして、端部4eを太陽電池セル表面に配置した際には、太陽セル表面をより傷つけ難いインターコネクタ4にすることができる。
Moreover, according to the manufacturing method of this embodiment, since the
また、本実施形態の製造方法によれば、角部4gにおいて、表面4aとテーパ面4fとが鈍角をなし、角部4gが太陽電池セル表面と干渉し難い角度のインターコネクタ4にすることができるので、表面4aを太陽電池セル(銀電極)表面との接合面にして、端部4eを太陽電池セル表面に配置した際には、太陽電池セル表面をより傷つけ難いインターコネクタ4にすることができる。
Moreover, according to the manufacturing method of this embodiment, in the corner |
また、本実施形態の製造方法によれば、押圧部材3と台座2との距離D、張力F2等の条件を調整することにより、図5に断面図の一例を示すような、頂部4hが微細な凹凸を有する面状のインターコネクタ40にすることもできる。そして、このような形状のインターコネクタ40であっても、インターコネクタ40は、長さ方向(X方向)に破断されているので、表面4a及び裏面4bからはみ出すようなバリは発生しない。よって、本実施形態により製造方法によれば、表面4a、裏面4bのいずれの面を太陽電池セル(銀電極)表面との接合面にして、端部4eを太陽電池セル表面に配置しても、太陽電池セル表面と確実に面接触して、太陽電池セルと信頼性の高い接合をすることが可能なインターコネクタ4にすることができる。
Further, according to the manufacturing method of the present embodiment, the top 4h is fine as shown in an example of a cross-sectional view in FIG. 5 by adjusting the conditions such as the distance D between the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態のインターコネクタの製造方法について、図6〜図8を参照しながら説明する。図6〜図8は、本実施形態の工程を説明する模式図であり、図1は帯状銅箔を準備する工程、図2は帯状銅箔を分離する工程、図3は帯状金属箔を分離した後の状態を示している。なお、第1実施形態と同様の構成要素については同じ符号を付し、説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a method for manufacturing an interconnector according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 8 are schematic diagrams for explaining the steps of the present embodiment. FIG. 1 is a step of preparing a strip-shaped copper foil, FIG. 2 is a step of separating the strip-shaped copper foil, and FIG. Shows the state after. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the component similar to 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.
本実施形態では、帯状銅箔1からインターコネクタ4を連続的に分離するインターコネクタ分離装置10を用いている。インターコネクタ分離装置10は、帯状銅箔1が巻き取られているリール5と、曲がり矯正手段6と、一対の搬送ローラ7と、押圧部材3が取り付けられた押圧ローラ8と、支持ローラ9とを備えている。
In the present embodiment, an
そして、一対の搬送ローラ7は、駆動装置(不図示)により、帯状銅箔1の幅方向に延びる回転軸線周りに回転するように構成されていて、帯状銅箔1を表面1a及び裏面1bから挟み込むことができる程度のローラ間隔に設定されている。そして、押圧ローラ8は、押圧部材3を、帯状銅箔1の幅方向(短手方向)に延びる回転軸線周りに回転させるように構成されていて、支持ローラ9も、帯状銅箔1の幅方向に延びる回転軸線周りに回転するように構成されている。
And a pair of
次に、本実施形態のインターコネクタの製造方法について説明する。まず、図6に示す帯状銅箔1を準備する工程において、リール7から送り出された帯状銅箔1を、X1方向から順に、曲り矯正手段6と、回転する一対の搬送ローラー7間を通過させ、回転する押圧ローラ8と支持ローラ9間に誘導する。
Next, the manufacturing method of the interconnector of this embodiment is demonstrated. First, in the step of preparing the strip-shaped
そして、図7に示す帯状銅箔1を分離する工程において、一対の搬送ローラ7から送り出された帯状銅箔1に対し、押圧ローラー8と支持ローラ9が帯状銅箔2の幅方向(短手方向)に延びる軸線周りに回転し、押圧部材3の先端3aが、帯状銅箔1の表面に接触する。そして、支持ローラ9が、帯状銅箔1の裏面1bを支持しつつ、押圧部材3が、帯状銅箔1の分離予定位置1cにおける表面1aを曲線的に押圧する。言い換えれば、押圧部材3が、帯状銅箔1の表面1aに対して、傾斜した方向から徐々に角度を変えて、帯状銅箔1の分離予定位置1cにおける表面1aを押圧する。そして、分離予定位置1cに薄肉部1dを形成する。
Then, in the step of separating the strip-shaped
一方、帯状銅箔1の分離予定位置1cに形成した薄肉部1dには、楔状の押圧部材3の斜面3bの押圧により、帯状銅箔1を左右に(X方向に)押し広げる力(薄肉部1dから見たら張力)が作用する。そして、薄肉部1dは、力F3の作用により、帯状銅箔1の長手方向(X方向)に破断される。
On the other hand, the thin-
そして、図8に示す帯状銅箔1を分離した後の状態では、押圧部材3が帯状銅箔1から離間され、帯状銅箔1から分離されたインターコネクタ4が、X2方向に排出される。そして、一対の搬送ローラー7により、再び、帯状銅箔1が押圧ローラ8と支持ローラ9の間に誘導される。以上、図6〜図8に示す工程を繰り返すことにより、帯状銅箔1を連続して分離することができる。
And in the state after isolate | separating the strip | belt-shaped
本実施形態の製造方法により製造されたインターコネクタ4も、第1実施形態と同様の端部形状が形成される。従って、本実施形態の製造方法により製造されたインターコネクタ4は、表面或いは裏面4bのいずれの面を太陽電池セル(銀電極)表面との接合面にして、端部を太陽電池セル表面に配置しても、太陽電池セル表面と確実に面接触して、太陽電池セルと信頼性の高い接合をすることが可能なインターコネクタ4にすることができる。
The
1 帯状銅箔
1a 表面
1b 裏面
1c 分離予定位置
1d 薄肉部
2 台座
2a 表面
3 押圧部材
3a 先端
3b 斜面
4、40 インターコネクタ
4a 表面
4b 裏面
4c 銅箔
4d 半田層
4e 端部
4f テーパ面
4g 角部
4h 頂部
5 リール
6 曲り矯正手段
7 搬送ローラ
8 押圧ローラ
9 支持ローラ
10 インターコネクタ分離装置
90 インターコネクタ
90a 端部
90b バリ
D 距離
F1、F2、F3 力
DESCRIPTION OF
90
D Distance F1, F2, F3 force
Claims (2)
表裏面が半田層に覆われた帯状金属箔を準備する工程と、
前記帯状金属箔の裏面を台座の表面上で支持しつつ、前記帯状金属箔の分離予定位置の表面を、前記帯状金属箔の幅方向に稜線を有する楔状の押圧部材で押圧し、前記帯状金属箔を前記分離予定位置から所定長さのインターコネクタに分離する工程とを有することを特徴とする太陽電池用インターコネクタの製造方法。 A method of manufacturing a solar cell interconnector for connecting a plurality of solar cells,
Preparing a strip-shaped metal foil whose front and back surfaces are covered with a solder layer;
While supporting the back surface of the band-shaped metal foil on the surface of the pedestal, the surface of the band-shaped metal foil to be separated is pressed with a wedge-shaped pressing member having a ridge line in the width direction of the band-shaped metal foil, Separating the foil from the planned separation position into an interconnector having a predetermined length.
When pressing the surface of the strip-shaped metal foil with the pressing member, the pressing member is rotated around a rotation axis extending in the width direction of the strip-shaped metal foil to contact, press, and separate the strip-shaped metal foil. The manufacturing method of the interconnector for solar cells of Claim 1.
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