JP2015503237A - 光電池集光モジュールを工業的に製造する方法及び装置 - Google Patents

光電池集光モジュールを工業的に製造する方法及び装置 Download PDF

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Abstract

この発明は、モジュールフレームと、複数のフレネルレンズを有するレンズペインと、センサ担体ペインと、電線ガイドとを備えた光電池集光モジュールを工業的に製造するための装置に関し、その装置は、ａ）長手方向の両側部にクランプエレメント（締め付け金具）（３１）によって及び横方向の両側部にストップエレメント（止め金具）（３７）によって、張力が掛からないようにモジュールフレーム（１）を保持するためのキャリッジ（３０）であって、前記クランプエレメント（３１）は、制御棒（３２）を移動させ、回転させることによって調節される；ｂ）前記モジュールフレーム（１）の支持面上に点状にアクリルを塗布する設備（４７）及び線状にシリコン樹脂を塗布する設備（４８）；ｃ）前記センサ担体ペイン（３）又は前記レンズペイン（２）を載置するための設備であって、これらのペインは、特別な吸引装置（３９）によって張力が掛からないように輸送され、その中央部に所定の接触圧力が加えられて載置され；ｄ）各ペインの位置を測定し、前記センサ担体ペイン（３）又は前記レンズペイン（２）を位置決めするための設備；ｅ）前記レンズペイン（２）を前記センサ担体ペイン（３）のＣＰＶセンサ（４）に対して精細に調節するための設備であって、選択されたＣＰＶセンサに対して電圧が印加され、フレネルレンズ（５）を介してそこから照射された光が検出され、前記レンズペイン（２）は、特に戦略的に重要なフレネルレンズ（５）からの光が最大となるように調節され；ｆ）複数のＵＶ光照射器によって、前記モジュールフレーム（１）と前記各ペインとの間に塗布されたシリコン樹脂を硬化させるための設備；ｇ）処理されるべき加工中の製品を輸送する設備を備えている。【選択図】図５

Description

技術分野及び背景技術
集光された太陽輻射と共に仕事をする光電池の分野においては、すでに、長年にわたっ
て様々な取り組みが行われている。この場合、太陽輻射は、ミラー及び／又はレンズによ
って集光され、特別な集光型太陽電池上に導かれる。対応する集光型光電池システムは、
現在、カスティーリャ＝ラ・マンチャ州プエルトリャノにおいて、集光型光電池（ＣＰＶ
）システムのためのスペインの研究所（ＩＳＦＯＣ）においてテストされている。太陽光
は、従来のシリコン太陽電池よりもずっと効果的な小型の太陽電池に当たるまでに、強度
が４００乃至１０００倍になるように、レンズ又はミラーを用いて束ねられる。世界各地
から集まった製造者は、そこの実験場においてＣＰＶモジュールを設置している。現在、
その実験場には、およそ１０００基のモジュールが設置されている。研究者達は、利潤予
想を進めており、とりわけ、この技術を開発段階から市場に移行させるのを容易にするた
めに、長期間の安定性を試験している。
かつては、世界的に見てもほんのいくつかのＣＰＶシステムだけが使用可能であった。
そのトータルの出力である約３０メガワットは、おおよそ３つの原子力発電所の出力に匹
敵する。しかしながら、アメリカの市場調査協会であるグリーンテックメディア・リサー
チが実施した最新の調査によれば、この技術に対しては十分な実績が見込まれると予測し
ている。従って、１年あたりの設置されたＣＰＶ出力は、２０１５年には１，０００メガ
ワットに達しているかもしれない。フライブルクにある太陽エネルギーシステム（ＩＳＥ
）のためのフラウンホーファー協会により実施された研究によれば、好ましい条件下で、
ＣＰＶシステムからの電力の１キロワットアワーあたりのコストは、１８乃至２１セント
の間になる。この数値は、より効率的な部品と工業的製造の進展によるさらなるコストダ
ウンの期待値を含めて計算されている。
このシステムの最大の呼び物は、現在、主に屋外で用いられている高出力太陽電池によ
って構成されている。ここで、高出力太陽電池は、既に、長年にわたって人工衛星やロボ
ットに電力を供給している。これらは、シリコンに代わって、ガリウム、インジウム、ヒ
素又はリンでできた化合物半導体として知られるものを含んでいる。従来のシリコン電池
は、太陽光スペクトルの狭い領域だけを電力に変換することができたのに対して、これら
は多数の異なった半導体層からなり、太陽光スペクトルの異なった領域が前記各層によっ
て処理される。特許文献の中から以下の先行技術を参照する。
ＵＳ ４ ８３４ ８０５ Ａは、以下の特徴を備えた光電池発電モジュールを開示し
ている。個々のセルが積層基板中に分布された半導体結晶光電池の配置であって、各セル
は２つの導電層で囲まれ、１つの絶縁層によって分離されている。このモジュールは、複
数のレンズで形成された光搬送層をさらに備え、光搬送層は積層基板殻離れた位置に配置
され、光搬送層に入射した光はレンズによって基板内部に集光され、レンズ層、基板層及
びこれらの間の空間の厚みは２インチ以下である。
ＤＥ １０ ２００６ ００７ ４７２ Ａ１は、それらの上に太陽電池が取り付けら
れるレンズペイン及びベースペインと、レンズペインとベースペインを結合するように、
レンズペインとベースペインの縁に沿って周囲を取り囲むように配置されたフレームを備
えた光電池集光モジュールを開示している。
この公知の集光モジュールは、高い費用対効果を生みだし、耐久性を有し、レンズペイ
ン又はベースペイン上に取り付けることができないか又はそれらの上に取り付けることが
困難な追加の部品を簡単に且つ柔軟に一体化させることを可能にするように、改良される
べきである。また、そのような集光モジュールの製造を可能にする方法が開発されるべき
である。
ここで扱われた問題は、一方で、少なくとも１つの第１シールコンパウンド及び／又は
接着コンパウンドをレンズペインとフレーム及び／又はベースペインとフレームの間のフ
レームに沿って配置し、他方で、少なくとも１つの第２シールコンパウンドを少なくとも
フレームの長手方向のカバー部の周囲に沿って配置し、２つのシールコンパウンド及び／
又は接着コンパウンドの硬化時間及び／又はガス透過性の点に関して異ならせることによ
って、解決される。光電池集光モジュールの製造方法は以下の特徴を有している。
具体的には、レンズペインとベースペインを結合するフレームは、レンズペインとベー
スペインの縁に沿って配置されており、一方で、少なくとも１つの第１シールコンパウン
ド及び／又は接着コンパウンドがレンズペインとフレーム及び／又はベースペインとフレ
ームの間のフレームに沿って配置され、他方で、少なくとも１つの第２シールコンパウン
ドが少なくともフレームの長手方向のカバー部の周囲に沿って配置され、２つのシールコ
ンパウンド及び／又は接着コンパウンドの硬化時間及び／又はガス透過性の点に関して異
なる。しかしながら、ここでまさしく注目すべきは、第１シールコンパウンド及び／又は
接着コンパウンド及び第２シールコンパウンドであり、接着コンパウンドの１つが、製造
工程において、ＵＶ光によって単に板を固定するためにだけに機能し、他の耐久性のある
接着コンパウンドが主に密閉性をもたらすために用いられているということを、ここでは
推測することはできない。
この発明に係る装置及び方法で扱われた課題は、集光モジュールを経済的に、且つ、信
頼性良く、工業的に製造することができる装置及び方法を提供することである。
この課題は、請求項１に記載された装置によって達成される。請求項１に係る発明は、
モジュールフレームと、複数のフレネルレンズを有するレンズペインと、センサ担体ペイ
ンと、電線ガイドとを備えた光電池集光モジュールを工業的に製造するための装置であっ
て、以下の特徴を有する：
ａ）長手方向の両側部にクランプエレメント（締め付け金具）（３１）によって及び横
方向の両側部にストップエレメント（止め金具）（３７）によって、張力が掛からないよ
うにモジュールフレーム（１）を保持するためのキャリッジ（３０）であって、前記クラ
ンプエレメント（３１）は、制御棒（３２）を移動させ、回転させることによって調節さ
れる；
ｂ）前記モジュールフレーム（１）の支持面上に点状にアクリルを塗布する設備（４７
）及び線状にシリコン樹脂を塗布する設備（４８）；
ｃ）前記センサ担体ペイン（３）又は前記レンズペイン（２）を載置するための設備で
あって、これらのペインは、特別な吸引装置（３９）によって張力が掛からないように輸
送され、その中央部に所定の接触圧力が加えられて載置され；
ｄ）各ペインの位置を測定し、前記センサ担体ペイン（３）又は前記レンズペイン（２
）を位置決めするための設備；
ｅ）前記レンズペイン（２）を前記センサ担体ペイン（３）のＣＰＶセンサ（４）に対
して精細に調節するための設備であって、選択されたＣＰＶセンサに対して電圧が印加さ
れ、フレネルレンズ（５）を介してそこから照射された光が検出され、前記レンズペイン
（２）は、特に戦略的に重要なフレネルレンズ（５）からの光が最大となるように調節さ
れ；
ｆ）複数のＵＶ光照射器（４０）によって、前記モジュールフレーム（１）と前記各ペ
インとの間に塗布されたシリコン樹脂を硬化させるための設備；
ｇ）処理されるべき加工中の製品を輸送する設備。
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の装置において、前記ペインを輸送するための
吸引装置（３９）は、各吸引ヘッド（４５）が硬い材料で形成され、環状のシール（４４
）で区切られた領域が平らであり、任意の形状を有するように設計されていることを特徴
とする。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の装置において、前記クランプエレメン
ト（３１）の基本的な調節は、制御棒（３２）に取り付けられた偏心部材（３５）及びそ
れに接触するスプライン（３３）を介して、前記制御棒を移動させることによって行われ
ることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の装置において、キャリ
ッジ（３０）はモジュールフレームを張力が掛からないように保持し、発生する圧縮力を
センサによって検出し、前記制御棒（３２）と長手方向の各側部に配置された４つのサー
ボモータ（５０）によって所望する圧縮力が自動的に調節されることを特徴とする。
この課題は、請求項５に記載された方法によって達成される。請求項５に係る発明は、
モジュールフレームと、複数のフレネルレンズを有するレンズペインと、センサ担体ペイ
ンと、電線ガイドとを備えた光電池集光モジュールを工業的に製造するための方法であっ
て、以下の特徴を有する：
ａ）キャリッジ（３０）が設けられ、モジュールフレーム（１）が載置され、ストップ
エレメント（３７）によって横方向の両側部に及びクランプエレメント（３１）によって
長手方向の両側部に、張力が掛からないように保持されており；
ｂ）前記キャリッジ（３０）が、点状にアクリルを塗布する設備（４７）及び線状にシ
リコン樹脂を塗布する設備（４８）まで、横方向搬送設備（１４）により輸送され、アク
リル及びシリコン樹脂が前記モジュールフレーム（１）の上側の支持面に塗布され；
ｃ）その後、センサ担体ペイン（３）が載せ替えロボット（１９）及び載置設備（１６
）により前記モジュールフレーム（１）の上に載置され、これらは、前記センサ担体ペイ
ン（３）を特別な吸引装置（３９）によって張力が掛からないように搬送し、前記センサ
担体ペインはその中央部に所定の接触圧力が加えられて載置され、固定するための点状の
アクリルがＵＶ光の照射(４０)によって硬化され；
ｄ）前記モジュールフレーム（１）が前記キャリッジ（３０）から取り外され、垂直姿
勢に持ち上げられ、配電箱及び接続するためのフラットリボンケーブルが取り付けられ、
その後、前記横方向搬送設備（１４）により、前記点状にアクリルを塗布する設備（４７
）及び前記線状にシリコン樹脂を塗布する設備（４８）まで、前記キャリッジ（３０）上
を水平姿勢で移動され、アクリル及びシリコン樹脂は、前記モジュールフレーム（１）の
上側の支持面に塗布され；
ｅ）前記レンズペイン（２）が載せ替えロボット（２０）及び載置設備（１７）により
モジュールフレームの上に載置され、これらは、前記レンズペイン（２）を特別な吸引装
置（３９）によって張力が掛からないように搬送し；
ｆ）その後、前記レンズペイン（２）が、前記センサ担体ペイン（３）の対応するＣＰ
Ｖセンサ（４）の配列構造に対して精細に調節され、選択されたＣＰＶセンサに対して電
圧が印加され、フレネルレンズ（５）を介してそこから照射された光が検出され、前記レ
ンズペイン（２）が、特に戦略的に重要なフレネルレンズ（５）からの光が最大となるよ
うに調節され；
ｇ）その後、所定の接触圧力が前記レンズペイン（２）の中央部に加えられ、固定する
ための点状のアクリルがＵＶ光の照射（４０）によって硬化され；
ｈ）その後、完成された集光モジュールは、シリコン樹脂が硬化するまでそのままの状
態に置かれ、品質に応じた仕分け、包装及び出荷が行われる。
請求項６に係る発明は、請求項５に記載された方法において、前記モジュールフレーム
（１）の長手方向の両側部に生じる圧縮力がセンサによって検出され、自動化された方法
により、前記クランプエレメント（３１）で所望する圧縮力を調節することを特徴とする
。
請求項７に係る発明は、プログラムをコンピュータで実行させた場合に、請求項５又は
６に記載された方法ステップを実行するためのプログラムコードを備えた制御プログラム
である。
請求項８に係る発明は、プログラムをコンピュータで実行させた場合に、請求項５又は
６に記載された方法ステップを実行するためのプログラムコードを備えた機械で読み取り
可能な媒体である。
モジュールフレーム１を示す平面図。 集光モジュールを示す断面図。 フレネルレンズ５を備えたレンズペインを示す図。 図４、図４Ｂ−Ｇは、本発明に係る製造設備の概要を示す図。 キャリッジ３０を示す平面図。 載置設備を示す図。 吸引搬送体３９を示す断面図。 吸引装置４１を示す断面図。 図９ａ−ｂは、接着剤塗布手順を示す説明図。 センサ担体ペインの固定を示す説明図。
以下に、本発明に係る装置について詳細に説明する。図１はモジュールフレーム（１）
を示す平面図である。Ａ−Ａ断面線は、図２に示す側面図の視方向を定めている。このモ
ジュールフレームは、複数の横方向ウェブによって、図示された複数の領域に分割されて
いる。
図２は、支持モジュールフレーム（１）を備えた集光モジュールの拡大断面を示す。こ
こで、上面のレンズペイン２及び下面のベースペインとしての対応するセンサ担体ペイン
３が理解できる。モジュールフレーム１は、その詳細な構造を寸法に関して忠実に示すこ
とを可能にするために、横方向の両側部の一定の範囲が破断されるように描かれている。
図中右側において、符号５は、レンズペイン２中の使用されたフレネルレンズを表し、符
号４は、センサ担体ペイン中の対応するＣＰＶセンサを表す。図２の左側において、符号
６はシリコン樹脂シールが塗布された領域を表す。
図３は、このモジュールフレーム１に組み込まれた全てのフレネルレンズ（５）を備え
たレンズペイン２を示す。図中右側において、３つだけフレネルレンズ５を単独で指し示
している。図中左側において、フラットリボンケーブルの接続が円で描かれており、図示
された複数の領域のそれぞれに含まれる個々のＣＰＶセンサ４の電流は一つに集められて
、モジュールフレーム１の中心線に沿って流れる。
図４は、光電池集光モジュールを工業的に製造するための組立設備の概観を示す。図４
の左上角には、モジュールフレーム１用の貯蔵設備２４が描かれている。符号２５は、隣
接するモジュールフレーム１用の門型再位置決め装置を表す。門型再位置決め装置２５は
、貯蔵設備２４からこれらの前方にある載置設備９にモジュールフレーム１を搬送する。
ここで、５段階の昇降テーブル８が用いられている。次に、この載置設備９は、１回に１
つのモジュールフレーム１をキャリッジ３０上に載置し、キャリッジは横方向搬送装置１
４と共に、アクリル４６及びシリコン樹脂６を塗布するための装置１５まで移動される。
ここで、点状のアクリル及びそれに対応するシリコン樹脂の玉が、モジュールフレーム１
の上側に塗布される。
次に、センサ担体ペイン３が、ベースペインとして載置される。センサ担体ペイン３用
の貯蔵設備１８、センサ担体ペイン３用の載せ替えロボット１９及びセンサ担体ペイン３
用の載置設備１６が、この作業中に使用される。センサ担体ペイン３は、装置１６によっ
て各ペイン（ＳＩＣ：領域）の中央部に載置され、それに対して所定の接触圧力で押し付
けられ、その後、ＵＶ光によって点状のアクリルが硬化されることによって、モジュール
フレーム１に固定される。このような固定方法は、先行技術から推測することは不可能で
ある。対応する製造工程を、以下に詳細に説明する。
モジュールフレーム１を備え、且つ、それが据え付けられたキャリッジ３０は、次の段
階に進むために、機械的な自動式接触装置１３まで移動される。そこで、モジュールフレ
ーム１はキャリッジ３０から取り外され、水平姿勢から垂直姿勢に回転され、手作業によ
る接触のためのステーション１２に搬送される。ここで、基本的に電線接続用の配電箱が
組み込まれる。以下のＣＰＶセンサの配電箱への接続は、手作業で又は自動的に行うこと
ができる。そして、モジュールフレーム１は、センサ担体ペイン３が下面となるように再
度水平姿勢に回転され、キャリッジ３０に固定される。
それゆえ、モジュールフレーム１を備えたキャリッジ３０は、アクリル４６及びシリコ
ン６を塗布するための装置１５まで移動される。ここで、点状のアクリルとそれに対応す
るシリコン樹脂の玉が塗布される。
次に、レンズペイン２が載置される。レンズペイン用の貯蔵設備２２、レンズペイン用
の載せ替えロボット２０、レンズペイン用の載置設備１７が、この作業中に使用される。
対応する製造作業を以下に詳細に説明する。個々の作業ステーションは、昇降テーブル１
１に取り付けられている。これらの昇降テーブル１１は、組立作業中に、キャリッジ３０
及びモジュールフレーム１に摩擦が掛からないように輸送するのに役立ち、又、中間レベ
ルにおける部品の中間的保管を可能にする。
集光モジュールの機能を完璧にするために、フレネルレンズ５を対応するＣＰＶセンサ
４に対して正確に配置する必要がある。レンズペイン２はカメラ（４９）によって調節さ
れている。この目的のための技術的作業は、後で説明する。
レンズペイン２を正確に調節した後、ＵＶ光照射器４０（図６参照）からの照射により
点状のアクリルを硬化させることによって、レンズペイン２が固定される。そして、キャ
リッジ３０がステーション１０に移動され、垂直姿勢に持ち上げられる。そして、直立さ
れたキャリッジ３０から、余分なシリコン樹脂が手作業で又は自動的に除去される。
そして、処理されたキャリッジ３０は、横方向コンベア１４によってステーション１０
から品質検査に搬送される。品質検査の後、対応するキャリッジ３０は、複数段のスペー
スを有する保管ステーション２６に移動され、１つの段には複数の空のパレットが用意さ
れている。ここで、シリコン樹脂は、硬化に時間が必要である。硬化時間の後、各集光モ
ジュールにはバーコードが付され、昇降テーブル２７及び門型再位置決め装置２８によっ
て、品質評価に応じて等級分けを可能にする積み重ね位置２９まで持ち上げられる。
図５は、キャリッジ３０の平面を示す。ここで、破線は載置されたモジュールフレーム
１を表す。モジュールフレーム１は、同一の複数のクランプエレメント３１によって上側
の長手方向側部に締め付けられ、クランプエレメントは、下側の長手方向側部に詳細に示
されている。幅の広い側の左側部の中央には、モジュールフレーム１の補強された中央ウ
ェブ上に１つのクランプ部品（ＳＩＣ：ストップエレメント）３７が設けられており、そ
れに対応して、この幅の広い側の右側部には２つのクランプ部品（ＳＩＣ：ストップエレ
メント）３７が示されている。これらのクランプ部品（ＳＩＣ：ストップエレメント）は
、円錐状に面取りされた斜面を有しており、把持装置によって上方からモジュールフレー
ム１を正確に挿入嵌合させたり、容易に取り外したりすることができる。図中、円内に拡
大して描かれた詳細な構造において、クランプ装置の機能原理が、一例として示されてい
る。この円の上半分に、モジュールフレーム１の右下角の部分が拡大されて示されている
。同様に拡大され、例えば正方形に形成されたクランプエレメント３１は、同じ側部の４
つのクランプエレメント３１の全てに対して制御棒３２が共通であることを理解させるこ
とを可能にする。
ここに設けられた部材の動作原理を以下に詳細に説明する。偏心部材３５は、この制御
棒３２に固定されており、且つ、面取りされたスプライン３３に従動し、スプライン３３
は、２つの圧縮ばね３４を介してストップエレメント３７（ＳＩＣ：クランプ部品３８）
に結合されており、ストップエレメント３７（ＳＩＣ：クランプ部品３８）はモジュール
フレーム１を押し付ける。この場合、制御棒３２が左に移動したとすると、偏心部材３５
も左に移動し、スプライン３３に沿って摺動し、圧縮ばね３４を押し付け、圧縮ばね３４
はこの圧力を弾性的にモジュールフレーム１に伝達する。２つの磁石３６は、相互に連結
されており、それによって、例えばこの基本的な調節を固定する。
この基本的な調節は、手作業で又は自動的な手法で実行することができる。制御棒３２
を自動的に変位させるために、様々な可能性がこの分野の当業者に知られており、それゆ
え、詳細な説明は省略する。
原則的に、図示された構造をさらに調節する可能性としては、制御棒３２を回転させ、
それによって追加の調節、特に、偏心部材３５の回転によって精密な調節を行うことがで
きる。この調節は、また、手作業で又は自動的な手法で実行することができる。
自動的に調節を行う目的のために、制御棒３２を変位させるのに加えて、クランプエレ
メント３１の右側に描かれたサーボモータ５０により、制御棒３２を指示された位置まで
回転させることができる。クランプエレメント３１の反対側に示されたスリーブは、組み
立て工程中、制御棒３２を収容する機能を果たす。この場合、このようなサーボモータ５
０は、各クランプエレメント３１にそれぞれ設けられている。この調節方法の選択は、具
体的な基本調節に加えて、手作業で行うか自動的に行うかの選択、自動的に行う場合に、
各クランプエレメント３１の接触圧を個別に調節することを可能にする。わかりやすくす
るために図示していないけれども、対応する距離センサ及び対応する圧力センサを介して
、モジュールフレーム１の長手方向の側部のこれらのクランプエレメント３１による各点
の接触圧を同じに設定することができる。同じクランプエレメント３１が、上記装置の他
方の長手方向側部にも設置されている。この措置の結果として、モジュールフレーム１の
側壁の僅かな変形でさえも、クランプ作業中に、自動的に考慮することができ、それゆえ
、モジュールフレーム１を完全に張力が掛からないように装着することを保証し、レンズ
ペイン２及びセンサ担体ペイン３をそれぞれモジュールフレーム１に対して張力が掛から
ないように結合することができる。この措置は、これらのペインを接着剤で結合する際に
、大きな温度差を伴って作用する力を最小にすることを保証する。集光モジュールの接着
剤による結合の際に生じる応力が非常に小さくなり、気象上の厳しい条件の下でも、集光
モジュールの寿命を延ばすことができる。
図６は、センサ担体ペイン３用の載せ替えロボット１９又はレンズペイン２用の載せ替
えロボット２０による載せ替え工程の一部として、５つの吸引搬送体３９を有する載置設
備を示す。ここで、載せ替えロボットは、一般的に、１つの側部に４つの吸引搬送体を有
しており、それを用いて一方の側のペインを検出し、ペインを載置設備まで搬送する。載
置設備は、一般的に、５つの吸引搬送体３９を有している。１つのペインは、載せ替えロ
ボットによって以下のように載せ替えられる。ペインは、４つの吸引搬送体によって一方
の側部が保持され、５つの吸引搬送体３９を有する載せ替えユニットの各吸引搬送体の間
の４つの隙間に載せ替えロボットから滑り込み、そして、載せ替えユニットにより両側部
を吸引される。これらの吸引搬送体３９は、その２つの端部にそれぞれ吸引装置４１とＵ
Ｖ光照射器４０を有しており、また、ＵＶ光照射器４０は、各吸引搬送体３９の中央部に
も取り付けられている。
図７は、吸引搬送体３９の断面を示す。図６における図示に加えて、ここでは、受け取
ったセンサ担体ペイン２（ＳＩＣ：３）も示されている。この断面では、左右２つのＵＶ
光照射器４００（ＳＩＣ：４０）が見えている。中央部のＵＶ光照射器４０は隠れている
。
図８は吸引装置４１の断面を示す。この図において、この吸引装置の特別な効果が理解
できる。吸引されるものがペイン、特に、センサ担体ペイン３の場合、ペインは完全な平
面姿勢で搬送され、接着剤が塗布されることが重要であるので、各吸引ヘッドのペインに
接触する領域も完全に平坦でなければならない。このことは、図に示すように、環状のシ
ール４４が、硬い材料で形成された吸引ヘッド４５上でガイドされることによって達成さ
れる。ここで、吸引ヘッド４５は、保持ペイン４２の内部において、ゴム製の蛇腹４３と
共に摺動する。可撓性リップシールを備えた先行技術における他の具体例において懸念さ
れていた各吸引装置の作用点における受け取ったペインの波状の変形は、この場合、起こ
りえないとされる。ここで、吸引ヘッド４５は、例えばほぼ正方形であってもよく、ある
いは、受け取ったペインにおける機械的な応力を最小にし得るその他の平坦な形状であっ
ても良い。これに関して、例えば楕円形状の領域は、各ペインを吸引し輸送する際の応力
の減少に寄与するであろう。
図９は、接着作業を説明するための図である。図９ａは、モジュールフレーム１の外周
縁の詳細を示しており、円の部分は、その内の一点を詳細に描いている。ここで、モジュ
ールフレーム１の縁及びそのそばに塗布されたシリコン樹脂の玉６が詳細に描かれている
。点状のアクリル４６もまた、このシリコン樹脂のシール６のそばに密着するように示さ
れている。アクリル塗布設備４７及びシリコン樹脂塗布設備４８は、図９ｂに付加的に示
されている。
図１０は、センサ担体ペイン３の固定作業を説明するための図である。また、モジュー
ルフレーム１の一部分、センサ担体ペイン３、レンズペイン２、点状アクリル４６及びシ
リコン樹脂シール６も示されている。吸引搬送体３９及びＵＶ光照射器４０は、図の左側
に様式化されて描かれている。レンズペイン２は、全てのフレネルレンズ５の中心点が対
応するＣＰＶセンサの中心に向かって正確に検出されるように、カメラ４９によって位置
合わせされ、その後、対応する点状アクリル４６の硬化によって固定される。
この位置合わせは、フレネルレンズ５の光軸の位置が、対応するＣＰＶセンサの幾何学
的な中心点に一致するように、レンズペイン２を調節することにより、純粋に光学的に行
うことができる。また、この位置合わせは、別の方法、具体的には、選択されたＣＰＶセ
ンサそれ自体に電圧を印加することによって、フレネルレンズを介してそこから照射され
た光を検出し、特に戦略上重要なフレネルレンズ５からの照射が最大となるように、レン
ズペイン２を調節することによって行うことができる。この目的のために、センサ担体ペ
イン３の位置に対するレンズペイン２の位置を検出するための設備及び位置決め機構が必
要である。この分野における当業者は、そのような設備について精通しているので、それ
ゆえ、それらの図示を省略する。そのような設備の制御信号は、センサ担体ペイン３用の
載せ替えロボット１９の制御に使用することができる。
この複雑な動作工程の制御及び使用されたセンサの信号処理は、特別な制御プログラム
を必要とする。
１ モジュールフレーム
２ レンズペイン
３ センサ担体ペイン（ベースペイン）
４ ＣＰＶセンサ
５ フレネルレンズ
６ シリコン樹脂シール
７ 密閉性試験及び標識貼り付けのための試験ステーション
８ キャリッジ用の前方昇降テーブル（５段階）
９ （キャリッジ上の）モジュールフレーム用の載置設備
１０ 次の加工（シリコン樹脂の除去）ステーション
１１ 加工ステーションの昇降テーブル（２段階）
１２ 手作業による接触のためのステーション
１３ 機械による自動接触のためのステーション
１４ キャリッジ用の横方向搬送設備
１５ アクリル及びシリコン樹脂を塗布するための装置
１６ センサ担体ペイン３用の載置設備
１７ レンズペイン２用の載置設備
１８ センサ担体ペイン用の貯蔵設備
１９ センサ担体ペイン用の載せ替えロボット
２０ レンズペイン用の載せ替えロボット
２１ センサ担体ペイン（載せ替えロボット）用の吸引把持装置
２２ レンズペイン用の貯蔵設備
２３ レンズペイン（載せ替えロボット）用の吸引把持装置
２４ モジュールフレーム用の貯蔵設備
２５ モジュールフレーム用の門型再位置決め装置
２６ 保管ステーション（４段階）
２７ キャリッジ用の後方昇降テーブル（５段階）
２８ 最終締め付け用の門型再位置決め装置（４つの空間）
２９ 締め付け空間（４つの品質等級）
３０ モジュールフレーム１を支持するためのキャリッジ
３１ クランプエレメント
３２ 制御棒
３３ スプライン
３４ 圧縮ばね
３５ 偏心部材
３６ 磁石
３７ ストップエレメント
３８ クランプ部品
３９ 吸引搬送体
４０ ＵＶ光照射器
４１ 吸引装置
４２ 保持板
４３ ゴム製蛇腹
４４ 環状シール
４５ 吸引ヘッド
４６ アクリル
４７ アクリル塗布設備
４８ シリコン塗布設備
４９ カメラ
５０ サーボモータ

Claims (8)

  1. モジュールフレームと、複数のフレネルレンズを有するレンズペインと、センサ担体ペ
    インと、電線ガイドとを備えた光電池集光モジュールを工業的に製造するための装置であ
    って、
    ｈ）長手方向の両側部にクランプエレメント（締め付け金具）（３１）によって及び横
    方向の両側部にストップエレメント（止め金具）（３７）によって、張力が掛からないよ
    うにモジュールフレーム（１）を保持するためのキャリッジ（３０）であって、前記クラ
    ンプエレメント（３１）は、制御棒（３２）を移動させ、回転させることによって調節さ
    れる；
    ｉ）前記モジュールフレーム（１）の支持面上に点状にアクリルを塗布する設備（４７
    ）及び線状にシリコン樹脂を塗布する設備（４８）；
    ｊ）前記センサ担体ペイン（３）又は前記レンズペイン（２）を載置するための設備で
    あって、これらのペインは、特別な吸引装置（３９）によって張力が掛からないように輸
    送され、その中央部に所定の接触圧力が加えられて載置され；
    ｋ）各ペインの位置を測定し、前記センサ担体ペイン（３）又は前記レンズペイン（２
    ）を位置決めするための設備；
    ｌ）前記レンズペイン（２）を前記センサ担体ペイン（３）のＣＰＶセンサ（４）に対
    して精細に調節するための設備であって、選択されたＣＰＶセンサに対して電圧が印加さ
    れ、フレネルレンズ（５）を介してそこから照射された光が検出され、前記レンズペイン
    （２）は、特に戦略的に重要なフレネルレンズ（５）からの光が最大となるように調節さ
    れ；
    ｍ）複数のＵＶ光照射器（４０）によって、前記モジュールフレーム（１）と前記各ペ
    インとの間に塗布されたシリコン樹脂を硬化させるための設備；
    ｎ）処理されるべき加工中の製品を輸送する設備
    を備えたことを特徴とする装置。
  2. 前記ペインを輸送するための吸引装置（３９）は、各吸引ヘッド（４５）が硬い材料で
    形成され、環状のシール（４４）で区切られた領域が平らであり、任意の形状を有するよ
    うに設計されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  3. 前記クランプエレメント（３１）の基本的な調節は、制御棒（３２）に取り付けられた
    偏心部材（３５）及びそれに接触するスプライン（３３）を介して、前記制御棒を移動さ
    せることによって行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
  4. キャリッジ（３０）はモジュールフレームを張力が掛からないように保持し、発生する
    圧縮力をセンサによって検出し、前記制御棒（３２）と長手方向の各側部に配置された４
    つのサーボモータ（５０）によって所望する圧縮力が自動的に調節されることを特徴とす
    る請求項１乃至３のいずれか一項に記載の装置。
  5. モジュールフレームと、複数のフレネルレンズを有するレンズペインと、センサ担体ペ
    インと、電線ガイドとを備えた光電池集光モジュールを工業的に製造するための方法であ
    って、
    ｉ）キャリッジ（３０）が設けられ、モジュールフレーム（１）が載置され、ストップ
    エレメント（３７）によって横方向の両側部に及びクランプエレメント（３１）によって
    長手方向の両側部に、張力が掛からないように保持されており；
    ｊ）前記キャリッジ（３０）が、点状にアクリルを塗布する設備（４７）及び線状にシ
    リコン樹脂を塗布する設備（４８）まで、横方向搬送設備（１４）により輸送され、アク
    リル及びシリコン樹脂が前記モジュールフレーム（１）の上側の支持面に塗布され；
    ｋ）その後、センサ担体ペイン（３）が載せ替えロボット（１９）及び載置設備（１６
    ）により前記モジュールフレーム（１）の上に載置され、これらは、前記センサ担体ペイ
    ン（３）を特別な吸引装置（３９）によって張力が掛からないように搬送し、前記センサ
    担体ペインはその中央部に所定の接触圧力が加えられて載置され、固定するための点状の
    アクリルがＵＶ光の照射（４０）によって硬化され；
    ｌ）前記モジュールフレーム（１）が前記キャリッジ（３０）から取り外され、垂直姿
    勢に持ち上げられ、配電箱及び接続するためのフラットリボンケーブルが取り付けられ、
    その後、前記横方向搬送設備（１４）により、前記点状にアクリルを塗布する設備（４７
    ）及び前記線状にシリコン樹脂を塗布する設備（４８）まで、前記キャリッジ（３０）上
    を水平姿勢で移動され、アクリル及びシリコン樹脂は、前記モジュールフレーム（１）の
    上側の支持面に塗布され；
    ｍ）前記レンズペイン（２）が載せ替えロボット（２０）及び載置設備（１７）により
    モジュールフレームの上に載置され、これらは、前記レンズペイン（２）を特別な吸引装
    置（３９）によって張力が掛からないように搬送し；
    ｎ）その後、前記レンズペイン（２）が、前記センサ担体ペイン（３）の対応するＣＰ
    Ｖセンサ（４）の配列構造に対して精細に調節され、選択されたＣＰＶセンサに対して電
    圧が印加され、フレネルレンズ（５）を介してそこから照射された光が検出され、前記レ
    ンズペイン（２）が、特に戦略的に重要なフレネルレンズ（５）からの光が最大となるよ
    うに調節され；
    ｏ）その後、所定の接触圧力が前記レンズペイン（２）の中央部に加えられ、固定する
    ための点状のアクリルがＵＶ光の照射（４０）によって硬化され；
    ｐ）その後、完成された集光モジュールは、シリコン樹脂が硬化するまでそのままの状
    態に置かれ、品質に応じた仕分け、包装及び出荷が行われる
    ことを特徴とする方法。
  6. 前記モジュールフレーム（１）の長手方向の両側部に生じる圧縮力がセンサによって検
    出され、自動化された方法により、前記クランプエレメント（３１）で所望する圧縮力を
    調節することを特徴とする請求項５に記載された方法。
  7. プログラムをコンピュータで実行させた場合に、請求項５又は６に記載された方法ステ
    ップを実行するためのプログラムコードを備えた制御プログラム。
  8. プログラムをコンピュータで実行させた場合に、請求項５又は６に記載された方法ステ
    ップを実行するためのプログラムコードを備えた機械で読み取り可能な媒体。

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