JP2014175618A - タブリード曲げ機構及びタブリード曲げ機構を備えた太陽電池セルの接続装置 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池セルとタブリードとがハンダ付けされたストリングを使用した太陽電池パネルを屋外に設置して使用しても、タブリードの破断等のトラブルが発生しないストリングを製造する太陽電池用タブリードのハンダ付け装置を提供する。
【解決手段】、タブリード供給部３０は、タブリードが太陽電池セル１０と接続しない部分を波形状に加工するタブリード加工手段と前記タブリードを矯正する矯正手段を備え、予熱部６０は、太陽電池セル１０及びタブリードを予熱する予熱手段を備え、ハンダ付け部７０は、太陽電池セル１０及びタブリードを加熱する加熱手段Ｈと、太陽電池セル１０の片面側に配置されたタブリードに沿って配置されたタブリード押え手段９０と、太陽電池セル１０の反対面に配置されるタブリード及び太陽電池セル１０を保持する保持手段７０と、保持手段７０を上昇下降動作させる昇降手段とを備えて構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池用タブリードのハンダ付け装置に関し、さらに詳しくは、複数の太陽電池セルを並べてタブリードをハンダ付けすることにより、太陽電池セルをストリング状に形成することができる太陽電池用タブリードのハンダ付け装置に関する。

従来、複数の太陽電池セルを直列に並べ、隣り合う太陽電池セル同士をタブリードで電気的に接続してストリングを形成することが行われており、この工程では、タブリードを各太陽電池セルにハンダ付け（接続）により接続する手法が採られている。

一般に、太陽電池セルとタブリードのハンダ付けによる接続は、ハンダ付けのためにタブリード側にハンダをコーティングした状態で、タブリードを太陽電池セルに重ね、タブリードを太陽電池セル面に押付けながらハンダを溶着させることにより行われている。

太陽電池用タブリードのハンダ付け装置として、太陽電池セルとタブリードの搬送方向に沿った向きでタブリードの押圧部材を配し、この部材をベルトによって太陽電池セルとタブリードの搬送に同期移動させつつバネによってタブリードに押圧力を作用させるようにしたものが提案されている（特許文献１，２参照）。

太陽電池パネルの製造において、太陽電池セルのコストは大きなウエイトを占めており、近年、そのコスト低減のために、セルの板厚を薄くしたものが多くなった。そのため、セルが割れ易くなっており、ハンダ付け工程でのセルの破損を少なくすることが重要視されている。
また、太陽電池セルだけでなく、太陽電池パネルを構成するその他の部品についても多種多様な材料が使用されるようになってきた。
太陽電池パネルを構成する表面材においては、従来、表面側にガラス、裏面側にバックシートもしくはガラスの構造が一般的であった。しかしポリカなど、透明な硬質プラスチック（以下、樹脂ということもある）を表面材として使用した太陽電池パネルも製作されるようになってきた。

表面材として樹脂を使用した場合、一般的な樹脂は、ガラスの１０倍近い熱膨張係数をもつため、太陽電池パネルの温度変化によって表面材が大きく伸縮し、内部の太陽電池セルおよびタブリードはガラスを使用した太陽電池パネルより大きなストレスにさらされることになる。このような温度変化によってもたらされるストレスは、セルが薄板化した場合と同様、セル割れの原因としてより深刻な問題となりうる。

太陽電池セルの接続工程におけるセルの反り防止を目的として太陽電池セルとタブリードとの接続時のストレスをリリーフすることが特許文献３に提案されている。
特許文献３には、ハンダ付け（接続）時のストレスリリーフを目的とした太陽電池セル接続用のインターコネクタ（以下、タブリード又はリボンともいう）が開示されている。これはリボン溶着時の加熱によるセル割れ防止に主眼が置かれている。この開示内容は、太陽電池パネルを屋外に設置した際に曝されるような温度変化に対して発生する問題を解決するものではない。加えて、あらかじめ成形済のタブリードを設ける必要があるなど、デメリットが多い。

また特許文献１及び２に開示されているタブリードと太陽電池セルの接続方法により製造された太陽電池パネルは、以下のような問題がある。上述のような熱膨張係数の大きな表面材（樹脂）を使用した太陽電池パネルを屋外に設置して使用した場合、昼夜及び季節の設置場所の温度変化により、特にタブリードのセルと溶着していない部分、すなわち太陽電池セルの間で破断する可能性がある。このようなトラブルは特許文献３に開示されている方法では解決することができない。

特開２０００−２２１８８号公報 特開２００４−３９８５６号公報 特開２００５−１４２２８２号公報

発明者は、背景技術に記載の問題を解決するために鋭意検討を重ね、太陽電池セルと接続するタブリードの太陽電池セル間に波形状に曲げ成形した部分を複数個所設けることにより解決可能であることを見出し本発明に到達した。

タブリードの太陽電池セル間を曲げ成形することは、現在使用されている多くの太陽電池セルとタブリードの接続装置に、タブリードのセルとセルの間にある部分に、図１７のようなＺ曲げを行うことが行われている。しかしながら、これはセル厚み分の段差を吸収するための機構であり、溶着時のセル端部の割れを防止する構造であり、発明者が解決しようとしている屋外暴露時の温度差による歪を吸収する目的ではない。
また従来タブリードのＺ曲げ加工は、タブリードを図１８（ａ）のように上下型でプレス加工するものである。Ｚ曲げ形状の成形は、通常タブリードのセルとセルを接続する間に1ヶ所行うものであり、あくまでもセル厚み（現状は約０．２ｍｍ）分の段差をつけるだけであり、太陽電池セルの接続を円滑に行うためのものである。またＺ曲げ成形は以下のような問題を有する。

Ｚ曲げ形状の成形は、成形途中でタブリードに図１８（ｂ）のＭ部の矢印部分に局部的な力をかけてしまう。そのため、タブリードに微細なクラックが生じるなどして、熱膨張時には逆に破断の原因になりうる。

またオス、メス型での成形でも適正な金型を製作すれば、タブリードを本発明の図２０に記載したサインカーブ状に成形することは可能であるが、タブリードを傷めないよう局部的な力がかからない金型の設計は大変難しい。また、タブリードの成形部につなぎ目が見えない、滑らかな形状にするには、金型の設計および装置の動作（制御）が大変難しい。

さらに、金型によるタブリードの成形は、所要の形状１種類に対して、１セットの金型が必要である。したがってタブリードを別形状に成形する場合は、別種金型の製作および装置の段取り替えが必要となる。

上記のような太陽電池セルとタブリードの従来装置によるハンダ付け接続に見られる問題点に鑑み、本発明は以下を目的とする。

太陽電池セルとタブリードとのハンダ付け（接続）されたストリングを使用した太陽電池パネルを屋外に設置して使用しても、タブリードの破断等のトラブルが発生しない太陽電池用タブリードのハンダ付け装置を提供すること。

また上記の目的を達成する太陽電池用タブリードのハンダ付け装置に使用するタブリードの曲げ機構を提供することである。

上記課題を解決することを目的としてなされた第１発明のハンダ付け装置は、太陽電池セルとタブリードとを接続する太陽電池パネル用タブリードの接続装置であって、タブリード供給部、予熱部及びハンダ付け部を備え、タブリード供給部は、タブリードが太陽電池セルと接続しない部分を波形状に加工するタブリード加工手段と前記タブリードを矯正する矯正手段を備え、予熱部は、太陽電池セル及びタブリードを予熱する予熱手段を備え、ハンダ付け部は、太陽電池セル及びタブリードを加熱する加熱手段と、太陽電池セルの片面側に配置されたタブリードに沿って配置されたタブリード押え手段と、太陽電池セルの反対面に配置されるタブリード及び太陽電池セルを保持する保持手段と、前記保持手段を上昇下降動作させる昇降手段とを備えたことを特徴とする太陽電池用タブリードのハンダ付け装置。

第1発明によれば、以下の効果が発現する。太陽電池セルとタブリードを接続する装置内にタブリードのセル間を波形に成形するタブリード加工部を有しているので、タブリードのセル間を波形に加工したタブリードを供給して太陽電池セルとタブリードを接続しストリングを製造することができる。このようなストリングを複数列接続して製造した太陽電池パネルを屋外に使用した場合、その設置場所の雰囲気温度が変動し内部にストレスが発生しても、太陽電池セルを接続しているタブリードが破断するなどのトラブルの発生はない。

第２発明のハンダ付け装置は、第１発明において、前記タブリード加工手段は 凹形状に成形された上型及び凸形状に成形された下型を１組以上有し、前記タブリードを、前記上型と前記下型との間に挟みこむことにより、前記タブリードの太陽電池セルと接続しない部分を山形状に加工することを特徴とする。

第２発明によれば、タブリードの波形をタブリードの面に対し金型の形状により、一方側もしくは上下二方に山形を成形することができる。このようなタブリードを使用することにより、接続された太陽電池セル（ストリング）にストレスリリーフ機能を持たせしかも太陽電池パネルの厚みを極力薄くすることができる。

第３発明のハンダ付け装置は、第１発明において、前記タブリード加工手段は 一対の歯車状の成形型を１組以上有し、前記タブリードを、前記歯車状の成形型の間に挟みこみ、前記歯車状の成形型を回転させ噛合わせながら前記タブリードの太陽電池セルと接続しない部分を波型状に加工することを特徴とする。

第３発明によれば、タブリードの波形をタブリードの面に対し上下対称な山形（凹凸、山谷）が一つ以上あるような形態で成形することができる。またこの加工方法によれば、タブリードに曲げ加工時にかかるストレスを最小にすることができる。このようなタブリードを使用することにより、太陽電池パネルにストレスリリーフ機能を持たせしかも太陽電池パネルの厚みを極力薄くすることができる。

第４発明のタブリードの加工装置は、太陽電池パネルの太陽電池セルを電気的に接続するタブリードの加工装置であって、前記加工装置は、凹形状に成形された上型及び凸形状に成形された下型を１組以上有し、前記タブリードを、前記上型と前記下型との間に挟みこむことにより、前記タブリードの太陽電池セルと接続しない部分を山形状に加工することを特徴とする。

第４発明によれば、第２発明と同様の効果が発現する。

第５発明のタブリードの加工装置は、太陽電池パネルの太陽電池セルを電気的に接続するタブリードの加工装置であって、前記加工装置は、一対の歯車状の成形型を１組以上有し、前記タブリードを、前記歯車状の成形型の間に挟みこみ、前記歯車状の成形型を回転させ噛合わせながら前記タブリードの太陽電池セルと接続しない部分を波形状に加工することを特徴とする。

第５発明によれば、第３発明と同様の効果が発現する。

本発明の太陽電池用タブリードのハンダ付け装置の一実施例を示す装置全体の正面図。 本発明のハンダ付け装置に使用されるタブリード加工部の構成の説明図。 タブリードの曲げ成形のパターンの説明図。 タブリードの曲げ成形方法の別形態の説明図。 本発明のハンダ付け装置の予熱手段及び保持手段の説明図。 本発明のハンダ付け装置のタブリード押え手段の説明図。 太陽電池セルの説明図。 太陽電池セルの複数個を直列に接続したストリングの平面図。 太陽電池セルの複数個を直列に接続したストリングの側面図。 太陽電池パネルの説明図。 ハンダ付け工程（第１工程）の模式図。 ハンダ付け工程（第２工程）の模式図。 ハンダ付け工程（第３工程）の模式図。 ハンダ付け工程（第４工程）の模式図。 ハンダ付け工程（第５工程）の模式図。 ハンダ付け工程（第６工程）の模式図。 タブリードのＺ曲げ形状の説明図。 タブリードのＺ曲げ成形方法の説明図。 太陽電池パネル内のタブリードの破断位置の説明図。 本発明のタブリードの波形状の曲げ形状の説明図。

以下、図を参照して、本発明の太陽電池用タブリードのハンダ付け装置の一実施例を説明する。添付した図において、図１は本発明の太陽電池用タブリードのハンダ付け装置の一実施例を示す装置全体の正面図、図２は本発明のハンダ付け装置に使用されるタブリード加工部の構成の説明図、図３はタブリードの曲げ成形のパターンの説明図、図４はタブリードの曲げ成形方法の別形態の説明図、図５は本発明のハンダ付け装置の予熱手段及び保持手段の説明図、図６は本発明のハンダ付け装置のタブリード押え手段の説明図、図７は太陽電池セルの説明図、図８は太陽電池セルの複数個を直列に接続したストリングの平面図、図９は太陽電池セルの複数個を直列に接続したストリングの側面図、図１０は太陽電池パネルの説明図、図１１はハンダ付け工程（第１工程）の模式図、図１２はハンダ付け工程（第２工程）の模式図、図１３はハンダ付け工程（第３工程）の模式図、図１４はハンダ付け工程（第４工程）の模式図、図１５はハンダ付け工程（第５工程）の模式図、図１６はハンダ付け工程（第６工程）の模式図、図１７はタブリードのＺ曲げ形状の説明図、図１８はタブリードのＺ曲げ成形方法の説明図、図１９は太陽電池パネル内のタブリードの破断位置の説明図、図２０は本発明のタブリードの波形状の曲げ形状の説明図である。

図５、図６、図８、図９においては、セルの間のタブリードには図３、図４、又は図２０に示す曲げ成形部を有する形状であるが、図面においては「曲げ成形部」と付記し、詳細な波形状の曲げ形状の表示は省略している。

まず、本発明の太陽電池セルのハンダ付け装置により製造するストリング１６及びこのストリング１６を使用した太陽電池パネル２００について図１０により説明する。

太陽電池パネルは、以下のように構成される。図８及び図９に示すように、複数個の太陽電池セル１０（以下セルと略称することもある）をタブリード１５で接続することにより、列状のストリング１６を形成する。このストリング１６の複数列をリード線により接続したものをＥＶＡ等の封止材１７にて挟み、さらにその両面をガラス等の透明基板１８とＰＥＴ樹脂等の裏面材１９にて挟み真空加熱した状態で加圧してラミネート加工することにより得られる。

一般的な太陽電池パネルでは基板１８としてガラスが使用されているが、軽量化等の目的で特殊な用途ではポリカ等の透明樹脂も使用される。ガラスとポリカの熱膨張係数を比較すると、ガラス０．８×１０^−５に対しポリカは７×１０^−５と約１０倍の差がある。太陽電池パネル内部のセルやタブリードは、昼夜、夏冬の温度差による熱膨張によってストレスを受ける。太陽電池パネルのＩＥＣ６１２１５の認証テストでー４０℃〜＋８５℃での温度サイクル試験が義務付けられており、その温度差では、２０００ｍｍ×２０００ｍｍサイズでガラスは全長で約２ｍｍ膨張するのに対し、ポリカでは２０ｍｍもの大きな値となる。特にタブリードのセル間を接続する部分は、図１９のように周囲をＥＶＡ等の柔軟性を有する樹脂で覆われているだけなので、容易に変形されやすくストレスが集中する。一方、タブリードのセルに溶着されている部分はセルと一体化されているのでストレスを受けにくい。したがって、温度サイクルがかかると、セル間のタブリードが透明基板（ガラス、ポリカ等）の伸縮、引張の繰り返しの影響をもっとも受けやすく、最悪、タブリードは図１９の矢印部分（Ｎ部分）で破断する。

本発明のタブリードの接続装置では、そのような問題を回避するために、タブリードを直線に引張矯正後、図２０のようなにバネ性を有する構造に成形した後、セルに接続（溶着）する構成とした。図２０に示すように、セル１０間にはタブリードが波形状に成形された部分が存在する。

このようなストリング１６は、セル１０とタブリード１５をハンダ付けして接続して得られる。ハンダ付け工程について簡単に説明する。セル１０とタブリード１５の接続は、予めハンダをコーティングしたタブリード１５を、セルに重合状に配置し、重合部を加熱してハンダ付け（接続）することによってなされる。

図８は、複数のセル１０をタブリード１５でストリング状に配置した状態を表側接続電極側（以下、表側という）から見た平面図である。図９は、複数のセル１０をタブリード１５でストリング状に配置した状態を側方から見た側面図である。図７は、セル１０を表面側と裏面側から見た図である。

タブリード１５は一つのセル１０に対して二列の構成とするものもあるし三列のものもある。また最近では四列の場合もある。本実施例の説明では、タブリード１５は一つのセル１０に対して二列の構成のもので説明する。ただし、本発明の太陽電池用タブリードのハンダ付け装置では、タブリード１５は一つのセル１０に対して三列以上の構成のものにも適用可能である。

セル１０は、厚さを略０．２ｍｍとする矩形状の平板形状に形成されている。図７（ａ）に示すように、本実施形態に係るセル１０の表側には、セル１０の一辺から対向する一辺に亘って２本の表側接続電極１１が設けられている。また、セル１０の表側には、表側接続電極１１に直交するようにセル１０の一辺から対向する一辺に亘って複数のフィンガー部１３が設けられている。また、図７（ｂ）に示すように、セル１０の裏側には、表側接続電極１１と同様にセル１０の一辺から対向する一辺に亘って２本の裏側接続電極１２が、設けられている。表側接続電極１１および裏側接続電極１２の表面には、タブリード１５とハンダ付けするためのハンダがコーティングされている。以後、表側接続電極１１と裏側接続電極１２を、バスバー１１とバスバー１２と呼ぶことにする。

一方、図８および図９に示すように、タブリード１５は、リード線であり、厚さを略０．２ｍｍとする短冊状の平板形状に形成されている。タブリード１５は、銅を用いて形成され、表面には、表側接続電極１１および裏側接続電極１２とハンダ付けするためのハンダがコーティングされている。

ハンダ付けにより、図８及び図９に示すように、複数のセル１０がタブリード１５でストリング状に配置された状態のものが製作される。具体的には、セル１０を所定の間隔をあけて配置すると共に、タブリード１５の半分から一方（前側）をセル１０の表側接続電極１１上に重ね合わせて配置し、タブリード１５の半分から他方（後側）を、隣接するセル１０の裏側接続電極１２上に重ね合わせて配置する。本実施例では、隣接するセル１０同士が２本のタブリード１５で繋げられる。図８、図９においてセル間のタブリードは、波形状に曲げ成形された部分であり、「曲げ成形部」と表示している。詳細な形状の表示は、省略している。

このようにストリング状に配置されたセル１０とタブリード１５とが重ね合わされた重ね合わせ部を本発明のハンダ付け装置１００（図１参照）により加熱し押圧することでセル１０の各バスバーおよびタブリード１５にコーティングされたハンダが溶融し、セル１０とタブリード１５とが電気的に接続される。

次に、本発明の太陽電池セル用タブリードのハンダ付け装置１００の詳細を説明する。

この太陽電池用タブリードのハンダ付け装置１００は、図１に示すように、セル１０を積み重ねたストッカーＳＴ、セル供給部２０、タブリード供給部３０、フラックス塗布部４０、搬送部５０、予熱部６０、ハンダ付け部（保持手段）７０、昇降部８０、タブリード押え部９０、タブリード加熱手段Ｈ、及び徐冷部Ｃを含んで構成されている。これらの構成要素は、本装置のベース１０１の上に設けられている。尚昇降部８０と徐冷部Ｃは、図示を省略している。

ここで各構成要素を簡単に説明する。まずセル供給部２０は、セル１０を搬送部５０に供給する。タブリード供給部３０は、タブリード１５を引張矯正し波形状に曲げ成形すると共に所定の長さに切断し、ハンダ付け部７０にタブリードを供給する。この時、セル供給部２０、タブリード供給部３０及び搬送部５０が連携動作することにより、セル１０とタブリード１５は、図８、図９に示すように接続配置されストリング１６が製造される。

搬送部５０は、セル１０とタブリード１５を位置決め固定（真空吸着）した状態で、予熱部６０からハンダ付け部７０及びその後工程の徐冷部Ｃに搬送する。予熱部では、後述する仮置プレート６１（図５参照）内に内蔵した電気ヒータ又は熱風によりハンダ付けする前にセルおよび下方のタブブリードを予熱する。ハンダ付け部では、ハンダ付けするセル１０とタブリード１５のハンダ付け箇所を加熱手段Ｈの熱風により本加熱しタブリード押え部９０の押え部材により押圧しハンダ付けする。徐冷部Ｃは、セル１０とタブリード１５を冷却して、セル１０とタブリード１５の重ね合せ部を固化させる。

本発明のハンダ付け装置１００によれば、上述した各構成要素が単独または互いに連携してセル１０とタブリード１５とのハンダ付けを高効率で行うことができる。以下では各構成要素の具体的な構成及び動作処理について詳細に説明する。

＜セル供給部２０＞
セル供給部２０は、セル１０を搬送部５０に供給する工程を行う。

図１に示すように、セル１０はセル供給部（装置）２０により搬送部５０に供給される。セル供給装置２０は、ハンダ付けされる前のセル１０が重ねて収容されたストッカーＳＴから搬送部５０までセルを移動することができる。具体的には、セル供給装置２０は、ロボットなどが使用され、ストッカーからセル１０を一枚ごとにロボットハンド等で吸着した後、搬送部５０の搬送ベルト５１上の所定の位置に載置する。

＜タブリード供給部３０＞
タブリード供給部３０は、タブリードＬを引張矯正し波形状に曲げ成形し所定の長さに切断したタブリード１５を搬送部５０（ハンダ付け部７０）のセル１０上に載置する工程を行う。

タブリード供給部３０には、タブリード１５を波形状に曲げ成形するタブリード加工部３３を備えている。タブリード加工部３３によりタブリードを引張矯正し更に曲げ成形し、所定長さに切断したタブリード１５を搬送ベルト５１上のハンダ付けするセル１０上に載置する。尚タブリードの波形状への曲げ成形は、タブリードの引張矯正を省略した形態でも良い。

＜タブリード加工部３３＞
以下タブリード加工部３３について図２により説明する。タブリード加工部３３は、図１に示す場所に設けられているが設置場所は、この部位に限定されるものではない。

タブリード加工部３３は、図２に示すように、上金型３３１、下金型３３２及びクランプ機構３３３が設けられている。図２においては、上下金型は平歯車となっている。セルとセルをタブリードで接続するために、上金型と下金型は接続するタブリードに対応して２組設けられている。曲げ成形時以外は予熱板上へのセルの載置、加熱溶着後のセル搬送動作などに干渉しないよう、上金型と下金型はたとえば上下方向に開放した状態で退避している。タブリードのクランプ機構は、供給側のクランプ３３５と引張側クランプ３３６を備えている。供給側のクランプ３３５に隣接して曲げ成形したタブリードを所定長さに切断するカッター３３４がクランプ３３５内に設けられている。このクランプ機構は、タブリードを塑性変形の領域まで引き伸ばし直線性を確保する矯正機能を有している。このタブリードのクランプ機構もタブリードの数量に応じて２組設けられている。尚タブリード加工部は、セル及びタブリードの形態により、２列以上のタブリードを１組の上金型と下金型及び1組のタブリードクランプ機構により構成しても良い。

このタブリード加工部３３は、サクションコンベア外に設置し、タブリード矯正、曲げ成形及び切断の順にタブリードを加工し、その後所定長さのタブリードを別機構（例えばタブリードローディング装置）によってセル上に載置する構成も可能である。本明細書においては、このような実施形態の記載は省略する。

タブリード加工部３３による曲げ成形を図２に示すような平歯車により行うことにより、以下の効果が発現する。上下歯車間のギャップ調整により、タブリードに成形した波形（以下、山谷という）の高さを容易に調整可能である。成形したタブリードのバネ性を大きくしたい場合はギャップを小さくして山谷の高さを大きくとることにより容易に実現できる。ただし、山谷が大きくなると、太陽電池パネルの厚みを厚くする必要があり、封止材の量を増やさなければならない。したがって、適正な山谷の高さ調整は重要なファクターである。またセル間隔が変更された場合、歯車の回転数およびそれに応じたクランプ機構の水平移動量を調整することによりタブリードに成形する曲げ加工長さ、および位置や個数も容易に変更可能である。タブリードの曲げ加工は、図３に示すように、種々対応可能である。

タブリード加工部３３による曲げ成形を図４に示すように平歯車ではなく、オス・メス（凹・凸）の上下型で行う構成も可能である。タブリードのクランプ機構との連動で、同様な成形が可能である。図４に示すように波形状を片側にのみ山形状を成形したい場合は平歯車では成形が難しい。その場合は、平歯車をオス型・メス型（凹型・凸型）に変更し、タブリードの位置決め、曲げ加工、位置決め、曲げ加工を順次繰り返すことで成形することもできる。

このようにタブリードをオス・メス（凹・凸）の上下型で行いタブリードの片側にのみ山形を曲げ成形することにより、太陽電池パネルの厚さを薄くでき、太陽電池パネルを製造する際に必要な封止材の量を少なくすることができる。

＜フラックス塗布部４０＞
セル供給部のストッカーから吸着されたセル１０は、搬送部５０に供給する前にフラックス塗布部４０により、セル１０のバスバー１１とバスバー１２の部分にハンダ付け部分の酸化を防止するためのフラックスＦを塗布する。フラックス塗布部４０は、図１に示す位置に設けられている。但し設置場所は、これに限定されるものではない。

＜搬送部５０＞
搬送部５０は、セル１０およびタブリード１５をストリング状に配置された状態で位置決めしながら、予熱部６０、ハンダ付け部７０および徐冷部Ｃに間欠搬送する工程を行う。

図１に示すように、搬送部５０には、搬送ベルト５１、搬送ローラ５５ａ、５５ｂ、吸着装置５６等が備えられている。搬送ベルト５１は、予熱部６０に近接した位置に配設された搬送ローラ５５ａと、徐冷部Ｃに近接した位置に配設された搬送ローラ５５ｂとに巻回されている。搬送ベルト５１は、薄い平板状のベルトである。また、搬送ローラ５５ａ、５５ｂの回転軸に接続された図示しないローラ駆動装置が駆動することにより、各搬送ローラ５５ａ、５５ｂが矢印方向に回転する。各搬送ローラ５５ａ、５５ｂの回転により、搬送ベルト５１の搬送面５２に載置されたセル１０が、予熱部６０、ハンダ付け部７０および徐冷部Ｃの順に搬送される。ハンダ付けされるタブリードは、セルにハンダ付けされてセルの移動とともに搬送される。

また、吸着装置５６は、搬送ベルト５１の搬送面５２の下側に搬送ベルト５１の長手方向に亘って配設されている。吸着装置５６は、搬送面５２に載置されたセル１０およびタブリード１５を搬送ベルト５１に吸着させて位置決めを行うことができる。吸着装置５６によるセル１０およびタブリード１５を吸着させる動作については以下に述べる。

また、図５に示すように、本実施形態の搬送ベルト５１は、２列設けられている。また吸着装置５６も２列設けられている。搬送ベルト５１には、周方向に亘って図示していない複数のセル吸着孔が連続して形成されている。セルの幅方向の両端を吸着装置５６により真空吸着して所定ピッチにて間欠搬送する。

＜予熱部６０＞
予熱部６０は、セル供給装置２０に搬送部５０の所定位置に載置されたセル１０、およびタブリード供給部のタブリード加工部３３により引張矯正及び波形状に曲げ成形され所定長さに切断されたタブリード１５を予熱する工程を行う。図５に示すように、予熱部６０には、仮置プレート６１が設けられている。この仮置プレート６１の下方には電気式ヒータ６４が内蔵した加熱プレート６３が設けられており、ハンダ付け部にてハンダ付けするセルとタブリード（図５のＸ部分）を予熱する。また仮置プレートには、セルのバスバーと同じ間隔Ｄでタブリード１５を収容する溝６２が設けられている。この溝６２は、その幅がセルの搬送方向の端辺側が狭くテーパ状になっている。このテーパ状の溝に収容されたタブリードは、その上部に載置されたセルの移動とともに位置ずれすることなくハンダ付け部７０に搬送される。

仮置プレート６１は、下降待機しており、ハンダ付け部においてハンダ付けする時に昇降部８０により、ハンダ付け部の保持プレート７１と一緒に上昇する。尚図５において、「曲げ成形部」という表示は、タブリードのセル間を波形状に曲げ成形した部分を示している。

＜ハンダ付け部７０＞
ハンダ付け部７０は、予熱部６０と連携し、保持プレート７１上の所定の位置に載置されたセル１０およびタブリード１５を保持しハンダ付けを行う。ハンダ付けを行う時は、図示しない昇降部８０により仮置プレートと一緒に保持プレートも上昇し、上方に待機しているタブリード押え部９０が下降してセルとタブリードを挟み、同時に上方に待機している加熱手段Ｈは下降してハンダ付け部を熱風加熱してハンダ付けを行う。

ハンダ付け部７０の保持プレート７１は、材質をセラミックスとした多孔質体である。この保持プレートは、真空吸着装置７２の上に設けられている。真空室を真空引きすると保持プレートの表面全面は真空引きされハンダ付け中のセルをタブリードは保持プレートに吸着される。これによりセルがハンダ付け中の熱風により加熱しても保持プレートからセルの浮き上がりを防止することができる。したがってハンダ付け部のセルとタブリードの浮き上がり等が発生することが無く確実にハンダ付けをすることが可能になる。ハンダ付けが終了すると保持プレートと仮置プレートは、昇降部８０の動作により下降し、ハンダ付けされた太陽電池は、搬送ベルト５１上に載置され真空吸着され搬送部５０の動作により所定ピッチ間欠搬送される。

＜昇降部８０＞
昇降部８０は、図示していないが、予熱部６０とハンダ付け部７０に載置されたセルとタブリードをハンダ付けの際に上昇させ、ハンダ付け終了後、下降させる動作を行う。昇降部８０は、予熱部とハンダ付け部の下側に配置されている。その構成についての説明は省略する。

＜タブリード押え部９０＞
タブリード押え部９０は、図１及び図６に示すように本装置のベース１０１上に立設するスタンドＳＤに昇降可能に設けられている。タブリード押え部９０は、ハンダ付け部７０の上部に待機していてハンダ付けの際に下降しハンダ付け部に載置されているセルとタブリードを保持プレート７１と押え部材９３の先端の押圧子９４との間で挟み加熱手段Ｈにて加熱してハンダ付けを行う。ハンダ付けが終了するとハンダ付けされたセルの移動とタブリードの供給に支障がないように上昇する。尚図６において、「曲げ成形部」という表示は、タブリードのセル間を波形状に曲げ成形した部分を示している。

＜加熱手段Ｈ＞
加熱手段Ｈは、例えば熱風ヒータやＩＲランプ等を使用することができる。加熱手段は、図１に示すように本装置のベース１０１上に立設するスタンドＳＤに昇降可能に設けられている。ハンダ付け部７０の上部に待機していてハンダ付けの際に下降しハンダ付け部に熱風などを供給しハンダ付け部をハンダの溶融温度以上に加熱する。ハンダ付けが終了するとハンダ付けされたセルの移動とタブリードの供給に支障がないように上昇する。

＜徐冷部Ｃ＞
徐冷部Ｃは、ハンダ付けを行ったセル１０とタブリード１５を徐冷する工程を行う。図示しないが、徐冷部Ｃには、複数のヒーターが備えられている。ヒーターは、ハンダ付け部７０から間欠搬送されたセル１０とタブリード１５が急激に冷えて、セル割れ等の原因にならないよう、個々のヒーターの温度を順次下げるような設定が望ましい。尚徐冷部Ｃは、設けない構成とすることもできる。

以上が本発明のハンダ付け装置１００の各部の説明である。以下ハンダ付け工程の説明を行う。

＜ハンダ付け工程の説明＞
図１１から図１６は、タブリードの曲げ成形を含むハンダ付け工程の模式図である。太陽電池のハンダ付け装置によるタブリードのハンダ付け工程は、図１１から図１６の順番に行われる。
１）第１工程（図１１参照）：タブリードを引張側のクランプ３３６により図１のリール３２から引き出し、引張矯正加工を行い癖取を行う。
２）第２工程（図１２参照）：引張側のクランプ３３６が矢印方向に移動しタブリードを緩めて、曲げ加工の開始位置になるようタブリードを位置決めする。その後に、上型３３１が挿入（下降）され、下型３３２が上昇し、上下金型でタブリードを挟む。
３）第３工程（図１３参照）：金型を回転させながらタブリードを矢印方向（供給側）に移動させながら、タブリードの所定長さ範囲を波形状に曲げ成形を行う。
４）第４工程（図１４参照）：タブリードの曲げ成形が完了後、上下金型が退避する。タブリードを正規の位置に移動した後、セルとタブリードをタブリード押え手段９０により仮押えする。
５）第５工程（図１５参照）：タブリードを保持しているクランプ機構の両クランプを開放しクランプ機構を退避動作させた後に、タブリード押え手段により最終押えし加熱手段Ｈも下降し、セルとタブリードを接続（溶着）させる。このとき予熱部６０の仮置プレート上にはセル供給部２０により次ぎに接続するセルを載置する。この時予熱部に載置したセルの下には、セルの上面に溶着したタブリードの残りの部分が予熱部６０の仮置プレート６１の収容溝６２内に挿入されている。
６）第６工程（図１６参照）：溶着が完了後、タブリード押え手段及び加熱手段Ｈが上昇し、搬送部５０により溶着されたセルとタブリードが間欠搬送される。この時、第５工程で仮置プレートの溝内に挿入されていたタブリードは、ハンダ付け部７０の保持プレート上に吸着セットされる。

以後、この図１１から図１６で説明した工程を繰り返してセル１０にタブリード１５のハンダ付けを行なわれ、図２０に示すように、セルの間に波形状に成形した曲げ成形部を有するタブリードで溶着(接続)されたストリング１６が製造される。セル１０は上面が正極、下面が負極であり、このようにセルおよびタブリードを配置しハンダ付けを行なうことでセルを直列に接続することができる。このようにストリング１６が製造される。

以上、上述した本発明のハンダ付け装置１００によれば、セル１０とタブリード１５とを短時間でハンダ付けしてストリング１６を製造することができる。また本装置により製造されたストリングを使用した太陽電池パネルは、セルを接続するタブリードにストレスを開放機能を有する波形状に成形された曲げ成形が施されている。従ってこのような太陽電池パネルを屋外に設置して使用しても設置場所の雰囲気温度が変化し熱膨張・収縮が繰り返されてもタブリードが破断するというトラブルは皆無となり、太陽電池パネルの寿命が大幅に向上する。

１０： 太陽電池セル（セル）
１１： 表側接続電極（バスバー）
１２： 裏側接続電極（バスバー）
１３： フィンガー部
１５： タブリード
１６： ストリング
１７： 封止材
１８： 表面材（ガラス、ポリカ等）
１９： 裏面材（バックシート）
２０： セル供給装置
３０： タブリード供給部
３２： 供給リール
３３： タブリード加工部
３３１：上金型
３３２：下金型
３３３：クランプ機構
３３４：切断部
３３５、３３６：チャック部
４０： フラックス塗布部
４１： ノズル
５０： 搬送部
５１： 搬送ベルト
５２： 搬送面
５６： 吸着装置
６０： 予熱部
６１： 仮置プレート
６２： 収容溝
６３： 加熱プレート
６４： ヒータ
７０： ハンダ付け部
７１： 保持プレート
７２： 真空吸着装置（真空室）
８０： 昇降部
９０： タブリード押え部
Ｈ： 加熱手段
Ｃ： 徐冷部
１００：ハンダ付け装置
１０１：ベース
２００ 太陽電池パネル

Claims (5)

1. 太陽電池セルとタブリードとを接続する太陽電池パネル用タブリードの接続装置であって、
   タブリード供給部、予熱部及びハンダ付け部を備え、
   タブリード供給部は、タブリードが太陽電池セルと接続しない部分を波形状に加工するタブリード加工手段と前記タブリードを矯正する矯正手段を備え、
   予熱部は、太陽電池セル及びタブリードを予熱する予熱手段を備え
   ハンダ付け部は、太陽電池セル及びタブリードを加熱する加熱手段と、太陽電池セルの片面側に配置されたタブリードに沿って配置されたタブリード押え手段と、太陽電池セルの反対面に配置されるタブリード及び太陽電池セルを保持する保持手段と、前記保持手段を上昇下降動作させる昇降手段とを備えた
   ことを特徴とする太陽電池用タブリードのハンダ付け装置。
2. 前記タブリード加工手段は 凹形状に成形された上型及び凸形状に成形された下型を１組以上有し、前記タブリードを、前記上型と前記下型との間に挟みこむことにより、前記タブリードの太陽電池セルと接続しない部分を山形状に加工することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池用タブリードのハンダ付け装置。
3. 前記タブリード加工手段は 一対の歯車状の成形型を１組以上有し、前記タブリードを、前記歯車状の成形型の間に挟みこみ、前記歯車状の成形型を回転させ噛合わせながら前記タブリードの太陽電池セルと接続しない部分を波形状に加工することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池用タブリードのハンダ付け装置。
4. 太陽電池パネルの太陽電池セルを電気的に接続するタブリードの加工装置であって、
   前記加工装置は、凹形状に成形された上型及び凸形状に成形された下型を１組以上有し、前記タブリードを、前記上型と前記下型との間に挟みこむことにより、前記タブリードの太陽電池セルと接続しない部分を山形状に加工することを特徴とする前記タブリードの加工装置。
5. 太陽電池パネルの太陽電池セルを電気的に接続するタブリードの加工装置であって、
   前記加工装置は、一対の歯車状の成形型を１組以上有し、前記タブリードを、前記歯車状の成形型の間に挟みこみ、前記歯車状の成形型を回転させ噛合わせながら前記タブリードの太陽電池セルと接続しない部分を波形状に加工することを特徴とする前記タブリードの加工装置。

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