JP2016120515A - 太陽電池モジュールの製造装置および太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 信頼性が高い太陽電池モジュールの製造装置および太陽電池モジュールの製造方法を提供すること。【解決手段】 本発明の太陽電池モジュールの製造装置１６は、配線導体３４が外周部に巻かれたボビン２１と、ボビン２１から供給されて進行する配線導体３４を第１方向に曲げる第１プーリー２２と、第１プーリー２２を通過して進行する配線導体３４を前記第１方向とは異なる第２方向に曲げる第２プーリー２３と、を備えている。また、ボビン２１、第１プーリー２２および第２プーリー２３が、Ｃ１≦Ｄ１、２×Ｃ１≦Ｄ２、Ｄ１≦Ｄ２を満足する（ただし、Ｃ１：ボビンの外周部の最短外周長さ、Ｄ１：ボビンの回転中心と第１プーリーの回転中心との距離、Ｄ２：第１プーリーの回転中心と第２プーリーの回転中心との距離）。【選択図】 図６

Description

本発明は太陽電池モジュールの製造装置および太陽電池モジュールの製造方法に関する。

太陽電池モジュールは、通常、互いに隣り合う太陽電池素子同士がリボン状のインターコネクタによって電気的に接続された状態で用いられる。インターコネクタは、以下のように作製される。まず、ボビンに巻かれたインターコネクタ用の線状の配線導体が準備される。そして、配線導体がボビンから引き出され、適当な長さに切断されて、インターコネクタとして用いられる（例えば、下記の特許文献１を参照）。

国際公開第２０１２／０２９８１３号

しかし、インターコネクタ用の配線導体は、ボビンに数百メートルの長さで巻かれている。このため、配線導体の製造工程時および保管時において、配線導体にはカール、ねじれ、蛇行などが生じている。このため、配線導体は屈曲部を有していて、切断したインターコネクタも屈曲部を有することになる。これにより、太陽電池素子の電極にインターコネクタが接続される面積が小さくなるので、電極とインターコネクタとの接続強度が小さくなり、完成した太陽電池モジュールの信頼性が低下する。

本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的の１つは信頼性が高い太陽電池モジュールを製造するための太陽電池モジュールの製造装置および太陽電池モジュールの製造方法を提供することにある。

本発明の一形態に係る太陽電池モジュールの製造装置は、線状の配線導体を切断して得たインターコネクタを用いて複数の太陽電池素子同士を電気的に接続する、太陽電池モジュールの製造装置であって、前記配線導体が外周部に巻かれたボビンと、該ボビンから供給されて進行する前記配線導体を第１方向に曲げる第１プーリーと、該第１プーリーを通過して進行する前記配線導体を前記第１方向とは異なる第２方向に曲げる第２プーリーと、を備えているとともに、前記ボビン、前記第１プーリーおよび前記第２プーリーが下記の式１、式２および式３を満足する。
Ｃ１ ≦ Ｄ１ ・・・ （式１）
２×Ｃ１ ≦ Ｄ２ ・・・ （式２）
Ｄ１ ≦ Ｄ２ ・・・ （式３）
（ただし、Ｃ１：ボビンの外周部の最短外周長さ、Ｄ１：ボビンの回転中心と第１プーリーの回転中心との距離、Ｄ２：第１プーリーの回転中心と第２プーリーの回転中心との距離）
また、本発明の一形態に係る太陽電池モジュールの製造方法は、線状の配線導体を切断して得たインターコネクタを用いて複数の太陽電池素子同士を電気的に接続する、上記の太陽電池モジュールの製造装置を用いた、太陽電池モジュールの製造方法であって、前記配線導体が巻かれたボビンから前記配線導体を供給する配線導体供給工程と、前記ボビンから供給されて進行する前記配線導体を、第１プーリーを用いて第１方向に曲げる第１曲
げ工程と、前記第１プーリーを通過して進行する前記配線導体を、第２プーリーを用いて前記第１方向とは異なる第２方向に曲げる第２曲げ工程と、を有する。

上記の本発明の太陽電池モジュールの製造装置および太陽電池モジュールの製造方法によれば、信頼性の高い太陽電池モジュールを提供することが可能になる。

（ａ）は本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの表主面側の外観を示した平面図であり、（ｂ）は本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの裏主面側の外観を示した平面図である。 本発明の一実施形態に係る太陽電池素子の表主面側の外観を示した平面図である。 本発明の一実施形態に係る太陽電池素子の裏主面側の外観を示した平面図である。 本発明の一実施形態に係る太陽電池素子の断面構造を示す図であり、図３におけるＫ−Ｋ線で切断した断面図である。 （ａ）は本発明の一実施形態に係る太陽電池素子にインターコネクタを接続した状態を示す平面図であり、（ｂ）は２つの太陽電池素子同士のインターコネクタによる接続状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの製造装置の部分の一例を示す模式図である。 ボビンの外観を示す斜視図である。 （ａ）はボビンから配線導体を引き出した直後に、歪が繰り返し生じている様子を示す模式図であり、（ｂ）はボビンから配線導体を引き出した直後に、配線導体を伸ばした状態においても歪みが繰り返し生じている様子を示す模式図である。 （ａ）はボビンの中心と第１プーリーの中心との距離が、ボビン本体の円筒部の円周分より小さい場合において、配線導体の歪みの状態を示す平面図であり、（ｂ）はボビンの中心と第１プーリーの中心との距離が、ボビン本体の円筒部の円周分よりも大きい場合において、配線導体の歪みの状態を示す平面図である。 （ａ）は第１プーリーの中心と第２プーリーの中心との距離が、ボビン本体の円筒部の円周分Ｃ１の２倍よりも小さい場合において、配線導体の歪みの状態を示す平面図であり、（ｂ）は第１プーリーの中心と第２プーリーの中心との距離が、ボビン本体の円筒部の円周分Ｃ１の２倍よりも大きい場合において、配線導体の歪みの状態を示す平面図である。 第1プーリーおよび第２プーリーの少なくとも一方の断面図であり、（ａ）は配線導体が接触する部位が平面状である場合の一例であり、（ｂ）は配線導体が接触する部位が凹曲面状である場合の一例である。 第１プーリーと第２プーリーとの間に中間プーリーを設けた太陽電池モジュールの製造装置の一例を示した模式図である。 太陽電池パネルの積層状態を示した断面図である。

本発明に係る太陽電池モジュールの製造装置および太陽電池モジュールの製造方法の実施形態について図面を参照して説明する。なお、図面は模式的に示したものであるので、各図における構成要素のサイズおよび位置関係等は適宜変更できる。

＜太陽電池モジュールおよび太陽電池素子＞
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、太陽電池モジュール１は、複数の太陽電池素子２を有する太陽電池パネル３と、この太陽電池パネル３の外周部に配置されたフレーム４とを
有する。また、図１（ａ）に示すように、太陽電池モジュール１は、主として光を受ける表主面である第１面１ａを有し、図１（ｂ）に示すように、第１面１ａの裏主面に相当する第２面１ｂを有する。そして、第２面１ｂは、後述する裏面材４０に覆われており、裏面材４０上には端子箱５等を有している。端子箱５には、太陽電池モジュール１によって発生した電力を外部回路に供給するための出力ケーブル６が接続されている。さらに太陽電池パネル３の内部では、複数の太陽電池素子２がインターコネクタ７および横方向配線８によって互いに電気的に接続されている。

図２〜４に示すように、太陽電池素子２は半導体基板１０を有する。また、半導体基板１０は、主として光が入射する一主面である第１主面１０ａと、その第１主面１０ａの裏主面側に相当する第２主面１０ｂとを有する。

半導体基板１０は、第１導電型（例えばｐ型）を有する第１半導体部１０ｐと、第１半導体部１０ｐ上に設けられて、第１半導体部１０ｐと逆の第２導電型（例えばｎ型）を示す第２半導体部１０ｎとを有する。このような半導体基板１０には、例えばボロンまたはガリウムなどのドーパント元素を含む第１導電型（例えばｐ型）の単結晶または多結晶のシリコン基板が用いられる。また、半導体基板１０の厚みは、例えば１００〜２５０μｍ程度であればよい。また、半導体基板の形状は、特に限定されるものではないが、１辺の長さが１４０〜２００ｍｍ程度の正方形状または長方形状などの四角形状であればよい。

第２半導体部１０ｎは、第１半導体部１０ｐに対して逆の導電型を有する層であり、半導体基板１０の第１主面１０ａ側に設けられている。第１半導体部１０ｐがｐ型の導電型を有する場合であれば、第２半導体部１０ｎはｎ型の導電型を有するように形成される。ｎ型の導電型を有する第２半導体部１０ｎを形成する場合は、半導体基板１０の第１主面１０ａ側にリン等のドーパント元素を拡散させることによって形成できる。

半導体基板１０の少なくとも第２主面１０ｂ側の略全面に、パッシベーション膜１５を設けることが、太陽電池素子２の光電変換効率の向上のため望ましい。パッシベーション膜１５は、半導体基板１０の第２主面１０ｂ側において、少数キャリアの再結合を低減する効果を有する。パッシベーション膜１５としては、窒化シリコン、酸化シリコン、酸化チタンまたは酸化アルミニウムなどが使用できる。

パッシベーション膜１５の厚みは、１０〜２００ｎｍ程度であり、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition：原子層蒸着）法、ＰＥＣＶＤ（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）法、熱ＣＶＤ法、蒸着法またはスパッタリング法などを用いて形成すればよい。また、パッシベーション膜１５は、半導体基板１０の第１主面１０ａおよび側面部に形成してもよい。

半導体基板１０の第１主面１０ａ表主面には、反射防止膜１４が形成されてもよい。この反射防止膜１４は、第１主面１０ａにおける光の反射率を低減させて、半導体基板１０に吸収される光の量を増大させる。そして、光吸収によって生成する電子正孔対を増大させる役割を果たすことで太陽電池素子２の光電変換効率の向上に寄与する。反射防止膜１４は、例えば、窒化シリコン膜、酸化チタン膜、酸化シリコン膜、もしくは酸化アルミニウム膜、またはそれらの積層膜からなる。反射防止膜１４の厚みなどは、構成する材料によって適宜最適なものに設定すればよいが、例えば反射防止膜１４の屈折率は１．８〜２．３程度、厚み３０〜１２０ｎｍ程度が好ましい。また反射防止膜１４を形成する場合、パッシベーション膜１５上に設けてもよいし、反射防止膜１４上にパッシベーション膜１５を設けてもよい。

半導体基板１０の第１主面１０ａから成る太陽電池素子２の受光面側に設けられる第１
電極は、第２半導体部１０ｎ上に反射防止膜１４やパッシベーション膜１５を貫通するように設けられている。第１電極は、接続電極１１および集電電極１２を有する。集電電極１２の両端または一端部は、接続電極１１に接続されている。また、太陽電池素子２の両側に、集電電極１２の外側端部を結ぶように補助集電電極１３を設けてもよい。

この接続電極１１は帯状であり、後のモジュール製造工程において、インターコネクタが接続される。また、接続電極１１は、第１方向（図２のＹ方向）に例えば２〜５本程度設けられ、１〜３ｍｍ程度の幅を有している。一方、集電電極１２および補助集電電極１３は、光発生キャリアを集電するものである。集電電極１２は、その線幅が３０〜２００μｍ程度であり、接続電極１１とほぼ直交するように、図２のＸ方向に沿って、互いに１〜３ｍｍ程度の間隔を空けて複数設けられている。また、補助集電電極１３の線幅も３０〜２００μｍ程度であればよい。

接続電極１１、集電電極１２および補助集電電極１３の厚みは、１０〜４０μｍ程度であり、銀（または銅もしくは銀銅合金）を主成分とする金属を含有している。これら電極は、例えば、上記金属、ガラスフリットおよび有機ビヒクルなどから成る電極用導電性ペーストを、スクリーン印刷等によって所望の形状に塗布した後、焼成することによって形成することができる。

半導体基板１０の第２主面１０ｂから成る太陽電池素子２の裏主面側に設けられる第２電極は、図２、３に示すように、バスバー電極１７、横フィンガー電極１８、補助バスバー電極１９、縦フィンガー電極２０を有し、これらがパッシベーション膜１５を貫通するように設けられている。

バスバー電極１７は例えば２〜５本の帯状であり、上述の接続電極１１と対向するように、第２主面１０ｂ上の第１方向（図３のＹ方向）に延びる線上に配置される。なお、各々のバスバー電極１７は、例えば不連続に設けられた形状でもよいし、図３に示すように、島状部１７ａおよび線状部１７ｂから成る形状、または島状部１７ａのみから成る形状でもよい。

バスバー電極１７が島状部１７ａおよび線状部１７ｂを含む場合、島状部１７ａは、線状部１７ｂから第２方向（Ｘ方向）に突出するように、互いに離れた位置に５〜２０個程度設けられる。この島状部１７ａに、後のモジュール製造工程において、帯状のインターコネクタが接続される。よって、線状部１７ｂは、島状部１７ａを互いに接続する状態になる。このため、仮に島状部１７ａのどれか１つにおいて、インターコネクタとの接続が不十分になった場合でも、太陽電池モジュールの抵抗成分の低下を抑制することができる。

バスバー電極１７が島状部１７ａと線状部１７ｂを含む場合、島状部１７ａの大きさは幅方向（Ｘ方向）が３〜１０ｍｍ程度、縦方向（Ｙ方向）が１〜５ｍｍ程度であればよい。また、線状部１７ｂは、幅方向（Ｘ方向）が１〜３ｍｍ程度である。このようなバスバー電極１７（島状部１７ａと線状部１７ｂ）の厚みは２〜１５μｍ程度である。さらに、バスバー電極１７は、銀（または銅もしくは銀銅合金）を主成分とし、ガラスフリットおよび有機ビヒクルなどから成る電極用導電性ペーストを、スクリーン印刷等によって所望の形状に塗布した後、焼成することによって形成できる。

また、バスバー電極１７はハンダによるハンダ付けが可能な材質から成ることが望ましい。太陽電池モジュールの製造工程において、インターコネクタ７をハンダによって直接バスバー電極１７にハンダ付けすることが可能になり、低抵抗な接続を容易に行うことができる。ここで、ハンダとは、例えば、主として錫（Ｓｎ）および鉛（Ｐｂ）から成るも
のであり、例えば錫が６０〜６３質量％で残部が実質的に鉛から成る共晶ハンダである。さらに、ハンダとして、実質的に鉛を含まない、錫が９０〜９７質量％で残部が銀（Ａｇ）または銅（Ｃｕ）などから成るハンダ、錫を主成分として亜鉛（Ｚｎ）、ビスマス（Ｂｉ）またはインジウム（Ｉｎ）を含むハンダなども使用可能である。

このようなバスバー電極１７は銀を主として含むことが望ましい。バスバー電極１７が銀を主として含むことによって、焼成時の酸化を抑制することができる。これによりインターコネクタ７との良好なハンダ付け状態を得ることができる。

横フィンガー電極１８および縦フィンガー電極２０は、共に光発生キャリアを集電するものである。横フィンガー電極１８は、第１方向（Ｙ方向）と直交する第２方向（Ｘ方向）に延びて配置されている。横フィンガー電極１８は、その線幅が１００〜５００μｍ程度であり、その厚みが１５〜４０μｍ程度である。また、横フィンガー電極１８は互いに１〜６ｍｍ程度の間隔を空けて複数設けられている。横フィンガー電極１８の両端または一端部は、補助バスバー電極１９に接続されている。また、太陽電池素子２の両側にある横フィンガー電極１８は、その外側端部を結ぶように縦フィンガー電極２０が設けられている。この縦フィンガー電極２０は、１００〜３００μｍ程度の線幅であり、その厚みは１５〜４０μｍ程度である。また、縦フィンガー電極２０は第１方向（Ｙ方向）に沿って設けられる。横フィンガー電極１８および縦フィンガー電極２０は、アルミニウムを主成分とし、ガラスフリットや有機ビヒクルなどから成る電極用導電性ペーストを、スクリーン印刷等によって所望の形状に塗布した後、焼成することによって形成することができる。このように、横フィンガー電極１８および縦フィンガー電極２０が同じ材質からなることによって、これら電極をスクリーン印刷法などで同時に形成することができ、工程の簡略化が可能となる。

補助バスバー電極１９は、バスバー電極１７に沿って第１方向（Ｙ方向）に延びるように、バスバー電極１７の幅方向の両側に０．５〜３ｍｍ程度の線幅を有する。補助バスバー電極１９は、３０〜６０μｍ程度の厚みで帯状に設けられる。補助バスバー電極１９は、横フィンガー電極１８を接続するものである。補助バスバー電極１９は、さらにバスバー電極１７の島状部１７ａの幅方向の両端部において積重することによって、バスバー電極１７にも接続されている。これにより、補助バスバー電極１９は、横フィンガー電極１８と縦フィンガー電極２０によって集電された光発生キャリアをさらに集合させ、それらをバスバー電極１７に伝えることができる。補助バスバー電極１９を設けることによって、バスバー電極１７の島状部１７ａにも無駄なく光発生キャリアを伝えることができる。さらに、補助バスバー電極１９を設けることによって、バスバー電極１７を帯状にする形成する必要が無くなり、銀の使用量を削減することができて、太陽電池素子２のコスト削減ができる。

補助バスバー電極１９は、横フィンガー電極１８と同じ材質から成るものとすることによって、工程の簡略化を図ることができる。補助バスバー電極１９は、アルミニウムを主成分とし、ガラスフリットや有機ビヒクルなどから成る電極用導電性ペーストを、横フィンガー電極１８および縦フィンガー電極２０の形成時に、これらと同様にして塗布した後、焼成することによって形成することができる。

横フィンガー電極１８、補助バスバー電極１９および縦フィンガー電極２０がアルミニウムを主成分としてとして含むことによって、これらの形成部分における基板２内部にアルミニウムが高濃度に拡散したＢＳＦ層１６が同時に形成される。

＜太陽電池素子同士の接続＞
複数の太陽電池素子２は、図５（ａ）（ｂ）に示すように、インターコネクタ７によっ
て互いに電気的に接続されている。このインターコネクタ７は、例えば、厚さが０．１〜０．３ｍｍ程度の銅またはアルミニウムなどから成る帯状の金属箔で、金属箔には、表面にハンダがコーティングされている。ハンダは、メッキまたはディピング等によって、例えば、１０〜５０μｍ程度の厚みになるように設けられる。インターコネクタ７の幅は、接続電極１１の幅と同等または接続電極１１の幅よりも小さくすればよい。このようなインターコネクタ７によれば、太陽電池素子２の受光を妨げにくくできる。また、インターコネクタ７は、接続電極１１およびバスバー電極１７の略全面に接続してもよい。これにより、太陽電池素子２の電気抵抗成分を小さくできる。ここで、インターコネクタ７を用いて１５０〜１６０ｍｍ角程度の２つの太陽電池素子２同士を接続する場合、インターコネクタ７の幅は１〜３ｍｍ程度、厚さは０．１〜０．４ｍｍ程度、長さは２６０〜３００ｍｍ程度であればよい。

１つの太陽電池素子２に接続されるインターコネクタ７において、一方のインターコネクタ７ａは、図５（ａ）に示すように、太陽電池素子２の受光面の接続電極１１にハンダ付けされている。また、他方のインターコネクタ７ｂは、太陽電池素子２の裏主面のバスバー電極１７にハンダ付けされている。

また、図５（ｂ）に示すように、隣り合う太陽電池素子２Ｓ、２Ｔは、太陽電池素子２Ｓの受光面２ａの接続電極１１に接続したインターコネクタ７の他端部を太陽電池素子２Ｔの裏主面のバスバー電極１７にハンダ付けされることによって接続される。このような接続を複数（例えば５〜１０個程度）の太陽電池素子２に対して繰り返すことによって、複数の太陽電池素子２が直線状に直列接続されてなる太陽電池ストリングが形成される。

次に、この太陽電池ストリングを複数（例えば２〜１０本程度）用意して、１〜１０ｍｍ程度の所定間隔を空けて略平行に整列させて、太陽電池ストリングの各端部の太陽電池素子２同士を横方向配線８にてハンダ付けなどで接続する。また、両端側の太陽電池ストリングの横方向配線８が接続されていない太陽電池素子２には、端子箱５に導入される外部導出配線９を接続する。

＜太陽電池モジュールの製造装置＞
図６に、線状の配線導体３４を切断して得たインターコネクタ７を用いて複数の太陽電池素子２同士を電気的に接続する太陽電池モジュールの製造装置１６の部分を示す。

図６に示すように、製造装置１６は、配線導体３４が外周部に巻かれたボビン２１と、ボビン２１から供給されて進行する配線導体３４を第１方向に曲げる第１プーリー２２と、第１プーリー２２を通過して進行する配線導体３４を前記第１方向とは異なる第２方向に曲げる第２プーリー２３と、を備えている。

また、ボビン２１、第１プーリー２２および第２プーリー２３が下記の式１、式２および式３を満足する。
Ｃ１ ≦ Ｄ１ ・・・ （式１）
２×Ｃ１ ≦ Ｄ２ ・・・ （式２）
Ｄ１ ≦ Ｄ２ ・・・ （式３）
（ただし、Ｃ１：ボビンの外周部の最短外周長さ、Ｄ１：ボビンの回転中心と第１プーリー２２の回転中心との距離、Ｄ２：第１プーリー２２の回転中心と第２プーリー２３の回転中心との距離）。

本実施形態では、上記製造装置１６を用いて、配線導体供給工程、第１曲げ工程および第２曲げ工程を経てインターコネクタ７が作製される。ここで、配線導体供給工程では、配線導体３４が巻かれたボビン２１から配線導体３４を供給する。また、第１曲げ工程で
は、ボビン２１から供給されて進行する配線導体３４を、第１プーリー２２を用いて第１方向に曲げる。また、第２曲げ工程では、第１プーリー２２を通過して進行する前記配線導体３４を、第２プーリー２３を用いて前記第１方向とは異なる第２方向に曲げる。

ここで、ボビン２１は、本体２１ｈに配線導体３４が巻き取られたものである。本体２１ｈは樹脂製とすることができる。また、例えば図７に示すように、ボビン２１は、円筒部２１ａ、つば部２１ｂ、貫通部２１ｃから成る。円筒部２１ａは、直径（図６、図７に示すｄ）が５〜１５ｃｍ程度であり、長さｅが約５〜１５ｃｍ程度の円柱形状である。円筒部２１ａに配線導体３４が巻き取られている。本体２１ｈの両端部には巻き取られた配線導体３４が脱落しないように、つば部２１ａが設けられている。さらに、本体２１ｈの中心を貫くように、断面が円形状の貫通部２１ｃが設けられている。この本体２１ｈには、配線導体３４が連続して３〜１８ｋｇ程度巻き取られている。なお、配線導体３４は、インターコネクタ７と同様に、例えば銅などの金属材料の表面を１０〜５０μｍ程度の厚みのハンダで覆っている。配線導体３４は、幅が１〜３ｍｍ、厚さが０．１〜０．４ｍｍのものを用いることができる。

ボビン２１の貫通部２１ｃは中空となっており、太陽電池モジュールの製造装置１６の回転シャフトに嵌め込まれている。例えば、回転シャフトがタイマーなどで、一定時間毎に一定角度回転することによって、ボビン２１が一定時間毎にインターコネクタ７の長さ分だけ、回転するようになっている。このボビン２１の回転と、後述の引張手段２９が配線導体３４を一定長さずつ引っ張ることとが協働する。これにより、配線導体３４がボビン２１から引き出されて所定方向へ送り出される。このとき、ボビン２１の回転時間と引張手段２９の引張距離とは、作製するインターコネクタ７の長さに応じて適宜選択すればよい。

本実施形態において、まず、配線導体３４は、ボビン２１から斜め上方に設けられた第１プーリー２２を通り、さらに第１曲げ工程として第１プーリー２２によって進行方向がほぼ水平方向に曲げられて、ボビン２１の第１プーリー２２とは反対側の斜め上方に設けられた第２プーリー２３を通り、第２曲げ工程として進行方向が再度ほぼ直角に下方向に曲げられる。

ここで、ボビン２１の回転中心と第１プーリー２２の回転中心との距離Ｄ１は、例えば５０〜１５０ｃｍであり、ボビン２１の本体２１ｈの円筒部２１ａの円周と同等かそれよりも長い。また、第１プーリー２２の回転中心と第２プーリー２３の回転中心との距離Ｄ２は、例えば、６０〜２００ｃｍであり、ボビン２１の本体２１ｈの円筒部２１ａの円周の２倍と同等か、それよりも長い。ただし、Ｄ１≦Ｄ２とする。

配線導体３４は、ボビン２１から引き出した初期の状態では、図８（ａ）に示すように、ボビン本体２１ｈの円筒部２１ａの一周分Ｃ１毎に円状になる。このように、ボビン２１から引き出した配線導体３４の初期状態では、例えばらせん状の巻き癖を持っている。さらに、配線導体３４は、製造工程でかかる不均一な荷重、ハンダの不均一な厚みなど、種々の理由によって、上下方向および左右方向に蛇行、歪み等を有している。

ここで左右方向の歪みを見ると、配線導体３４は、ボビン２１の円筒部２１ａに少し筒ずつずらすことで、長さ方向に往復するよう巻き取られている。このため、配線導体３４が円筒部２１ａの一周分での歪みは、このずらされた分の歪みが生じることとなる。配線導体３４を平面視した場合、配線導体３４を伸ばした状態においても、図８（ｂ）に示すようにほぼ円筒部２１ａの一周分Ｃ１毎での周期的な歪みを生じている。

図９（ａ）に示すように、ボビン２１の回転中心と第１プーリー２２の回転中心との距
離Ｄ１が、ボビン２１の円筒部２１ａの円周分Ｃ１よりも小さい場合、ボビン２１から引き出した初期の状態の破線で図示した配線導体３４ａの周期的な歪みが、張力が掛かった状態の実線で図示した配線導体３４ｂになっても矯正されない。このため、配線導体３４は上記の張力の影響で左右方向に山状の歪みが残ることとなる。

これに対し、図９（ｂ）に示すように、ボビン２１の回転中心と第１プーリー２２の回転中心との距離Ｄ１が、ボビン２１の円周分Ｃ１以上であると、ボビン２１から引き出した初期の状態の破線で図示した配線導体３４ａの周期的な歪みが、張力が係った状態の実線で図示した配線導体３４ｂになると、円周分Ｃ１の間が直線状となる。これにより、張力の影響で左右方向の歪みは矯正されることなる。

これにより、円周分Ｃ１内の歪みは矯正できるが、円周分Ｃ１（またはＤ１）毎の歪みを矯正することが必要である。このため、次に第１プーリー２２の回転中心と第２プーリー２３の回転中心との距離Ｄ２は、ボビン２１の円筒部２１ａの円周分Ｃ１（またはＤ１）の２倍より大きくする。図１０（ａ）に示すように、第１プーリー２２の回転中心と第２プーリー２３の回転中心との距離Ｄ２が、ボビン２１の円筒部２１ａの円周分Ｃ１（またはＤ１）の２倍より小さい場合、円周分Ｃ１（またはＤ１）毎の歪みは残存する。しかし、図１０（ｂ）に示すように、円筒部２１ａの円周分Ｃ１の２倍以上に大きくした場合、２つのプーリー間に、２倍の円周分Ｃ１毎の歪みが入る。このため、歪みが矯正されて、ボビン２１から供給される配線導体３４の左右方向の歪みが、順次矯正されることとなる。

また、本実施形態では、第２プーリー２３を通過して進行する配線導体３４を上記第２方向とは異なる第３方向に曲げる第３プーリー２４をさらに備えているとよい。具体的には、配線導体３４は第３プーリー２４へ第２プーリー２３の上方向から下方向に送られる。さらに、第３曲げ工程として第３プーリー２４によって、配線導体３４の進行方向が再度斜め上方に曲げられて、配線導体３４は第４プーリー２５へ送られる。第３プーリー２４は、上下方向に可動の動滑車である。すなわち、固定されているボビン１２の回転中心、第１プーリー２２の回転中心、および第２プーリー２３の回転中心に対し、第３プーリー２４の回転中心は例えば上下方向に可動である。このような機構によって、配線導体３４がボビン１２から引き出されるたびに、第３プーリー２４は配線導体３４の張力で持ち上げられて、上方向へ移動する。これにより、ボビン２１から配線導体３４が引き出された際の張力は、第３プーリー２４の上方向の運動に転化され、ボビン２１に直接加わりにくくなり、ボビン２１が惰性で回転しにくくなる。従って、一定の張力で配線導体３４が引き出され、ボビン２１から引き出されている部分の配線導体３４にも一定の張力がかかりやすくなる。配線導体３４が引き出された後、第３プーリー２４は自重によって落下し、元の状態に戻る。このように、第３プーリー２４の自重は、張力として配線導体３４にかかることになる。

第３プーリー２４が、上下方向に可動であるのに対して、第４プーリー２５の回転中心は、ボビン１２の回転中心に対する位置が固定されている。このことから、配線導体３４が、第３プーリー２４と第４プーリー２５との間で直線状に引っ張られた状態となり、第４プーリー２５は、第３プーリー２４と協働して配線導体３４に一定の張力を加えることができる。そして、配線導体３４の上下方向の歪みも矯正することができる。このとき、第３プーリー２４が上下方向に動くことによって、配線導体３４に加わる張力の大きさは、配線導体３４が塑性変形を生じる以上の張力であることが必要である。これにより、矯正された歪みが元に戻ることが無くなる。塑性変形を生じる以上の張力は、作製されたインターコネクタ７の状態を観察して決定すればよいが、例えば１〜５Ｎ程度であり、第３プーリー２４に錘などを加えることで調整すればよい。

また、第１プーリー２２および第２プーリー２３のうち少なくとも１つが、配線導体３４が接触する凹曲面を有していてもよい。または、第１プーリー２２、第２プーリー２３および第３プーリー２４のうち少なくとも１つが、配線導体３４が接触する凹曲面を有していてもよい。つまり、本実施形態に係る第１〜３プーリーのいずれかであるプーリーＰは、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、円柱形状の中央部３０と中央部３０の両側に設けられる円盤形状の側面部３１から成る。そしてプーリーＰは、回転中心には回転シャフトが取り付けられるように貫通孔が設けられていて、自由に回転できるようになっている。プーリーＰは例えば樹脂製でよく、側面部３１の直径は４０〜１００ｍｍ程度、中央部３０の直径は１０〜９０ｍｍ程度、中央部３０の厚み（幅）は１〜３ｍｍ程度、両側の側面部３１を合わせたプーリーＰの総厚は３〜８ｍｍ程度である。また、側面部３１の外周端部から中央部３０の外周部３２までの深さＧは、１〜１５ｍｍ程度である。さらに、中央部３０の外周部３２の断面形状は、図１１（ａ）に示すように平面状でもよいが、図１１（ｂ）に示すように凹曲面状のものが望ましい。これは、図１１（ａ）のように外周部３２の断面形状が平らなものでは、側面部３１と中央部３０とのなす角度が９０°程度になり、配線導体３４がこの部分に当接すると、折くせおよびその他の歪みを生じる場合がある。一方、図１１（ｂ）のように外周部３２の断面形状を凹曲面状にすることによって、角が無くなり、配線導体３４に歪みが生じることが無い。

また、本実施形態では、第１プーリー２２および第２プーリー２３が、この順で配線導体３４が通過する部位の幅が小さくなっているとよい。または、第１プーリー２２、第２プーリー２３および第３プーリー２４が、この順で配線導体３４が通過する部位の幅が小さくなっているとよい。つまり、プーリーＰの中央部３０の厚みは、第１プーリー２２、第２プーリー２３、第３プーリー２４、第４プーリー２５、第５プーリー２６と進むに従い、徐々に小さく（狭く）なることが望ましい。例えば、第１プーリー２２〜第５プーリー２６において、これらの中央部３０の厚みを２．７ｍｍ、２．４ｍｍ、２．１ｍｍ、１．８ｍｍ、１．５ｍｍ程度に、０．２〜０．７ｍｍ程度ずつ小さくするようにする。これにより、配線導体３４が、プーリーＰの側面部３１に当たり、折くせおよびその他の歪みを生じることがなく、歪みの矯正の効果をさらに確実にすることができる。

また、本実施形態では、第１プーリー２２と第２プーリー２３との間に配線導体３４を前記第１方向に通過させる中間プーリーを設けてもよい。例えば、図１２に示すように、第１プーリー２２と第２プーリー２３の間に中間プーリー３３ａ、３３ｂ、３３ｃを設けることが望ましい。これにより、左右方向の歪みの矯正の効果をより確実にすることができる。

配線導体３４の切断によるインターコネクタ７の作製は、次のように行われる。

図６に示す固定手段２７は、それぞれ樹脂製の直方体で作製された上部分と下部分から成り、上部分（または下部分、または上部分と下部分の両方）は、モーターまたはエアーシリンダーなどによって、上下方向に可動するように作製されており、これにより、配線導体３４を上下方向から挟持して固定することができる。切断手段２８は、上部分である切断刃と下部分である切断用台とからなる。切断刃がモーターまたはエアーシリンダーなどによって上下方向に可動することで、配線導体３４を切断する。引張手段２９は、それぞれ樹脂製の直方体で作製された上部分と下部分から成る。この上部分（または下部分、または上部分と下部分の両方）は、モーターまたはエアーシリンダーなどによって上下方向に可動する。さらに、モーター等で横方向に駆動可能であり、配線導体３４を把持して引き出し方向（＋Ｙ方向）に引き出すことができるものである。

まず、引張手段２９で、配線導体３４の端部を上下方向から挟持するように固定するともに、固定手段２７および切断手段２８を配線導体３４から離すように開放した状態で、
引張手段２９を引き出し方向（図６の矢印方向）に移動させる。これにより、配線導体３４が引き出される。この時、配線導体３４の引き出された長さが、インターコネクタ７の長さとなるように、引張手段１８を引き出し方向に移動させる。

次に、配線導体３４を固定手段２７上下方向から挟持するように固定することで、固定手段２７と引張手段２９とで引っ張った状態で固定しつつ、切断手段２８で配線導体１１を切断し、インターコネクタ７を形成する。このような一連の動作を繰り返すことによって、順次、インターコネクタ７を形成することができる。

作製されたインターコネクタ７は、ハンダごて、熱風の吹き付けまたはレーザー照射などによって、太陽電池素子２の電極に接続される。

インターコネクタ７によって接続された複数の太陽電池素子２を、透光性基板３７、表面側充填材３８、裏面側充填材３９および裏面材４０を準備する。透光性基板３７としては、ガラスやポリカーボネート樹脂などからなる基板が用いられる。ここでガラスとしては、例えば白板強化ガラス、倍強化ガラスまたは熱線反射ガラスなどが用いられる。また、樹脂であれば、ポリカーボネート樹脂などの合成樹脂が用いられる。透光性基板３７は、白板強化ガラスであれば、厚さ３〜５ｍｍ程度であればよい。

表面側充填材３８および裏面側充填材３９は、エチレン−酢酸ビニル共重合体（以下ＥＶＡと略す）またはポリビニルブチラール（ＰＶＢ）から成り、Ｔダイと押し出し機とによって、厚さ０．４〜１ｍｍ程度のシート状に成形されたものが用いられる。これらはラミネート装置によって減圧下にて加熱加圧を行うことで、軟化、融着して他の部材と一体化する。

裏面材４０は、外部からの水分の浸入を低減する役割を有する。この裏面材４０は、例えば、アルミ箔を挟持した耐候性を有するフッ素系樹脂シート、アルミナまたはシリカを蒸着したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シート等が用いられる。裏面材４０は、太陽電池モジュール１の第２面１ｂ側からの光入射を発電に用いる場合は、ガラスまたはポリカーボネート樹脂等を用いてもよい。

次に、図１３に示すように、透光性基板３７上に表面側充填材３８を配置した後、接続した太陽電池素子２、裏面側充填材３９および裏面材４０等を順次積層して積層体３５を作製する。

次いで、この積層体３５をラミネート装置にセットし、減圧下にて加圧しながら１００〜２００℃で、例えば１５分〜１時間程度加熱することによって、太陽電池パネル３を作製できる。

最後に、太陽電池パネル３の外周部にフレーム４を、第２面１ｂ側に端子箱５を必要に応じてそれぞれ取り付けることで、図１に示す太陽電池モジュール１が完成する。

このような太陽電池モジュール１においては、インターコネクタ７に屈曲および歪みが低減されている。このため、太陽電池素子１の電極に接続された場合、接続される面積が小さくなることが無く、接続強度の低下が抑制される。ひいては、完成した太陽電池モジュールの信頼性を向上させることができて、さらにインターコネクタ７が太陽電池素子１の電極の外側にはみ出すことを抑制できるため、太陽電池モジュールの高い発電効率を維持できる。

１：太陽電池モジュール
１ａ：第１面
１ｂ：第２面
２：太陽電池素子
３：太陽電池パネル
４：フレーム
５：端子箱
６：出力ケーブル
７：インターコネクタ
８：横方向配線
９：外部導出配線
１０：半導体基板
１０ａ：第１主面
１０ｂ：第２主面
１０ｐ：第１半導体部
１０ｎ：第２半導体部
１１：接続電極
１２：集電電極
１３：補助集電電極
１４：反射防止膜
１５：パッシベーション膜
１６：太陽電池モジュールの製造装置
１７：バスバー電極
１７ａ：島状部
１７ｂ：線状部
１８：横フィンガー電極
１９：補助バスバー電極
２０：縦フィンガー電極
２１：ボビン
２１ｈ：本体
２１ａ：円筒部
２１ｂ：つば部
２１ｃ：貫通部
２２：第１プーリー
２３：第２プーリー
２４：第３プーリー
２５：第４プーリー
２６：第５プーリー
２７：固定手段
２８：切断手段
２９：引張手段
３０：プーリーの中央部
３１：プーリーの側面部
３２：中央部の外周部
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ：中間プーリー
３４：配線導体
３５：積層体
３７：透光性基板
３８：表面側充填材
３９：裏面側充填材
４０：裏面材
Ｐ：プーリー

Claims (10)

1. 線状の配線導体を切断して得たインターコネクタを用いて複数の太陽電池素子同士を電気的に接続する、太陽電池モジュールの製造装置であって、
   前記配線導体が外周部に巻かれたボビンと、
   該ボビンから供給されて進行する前記配線導体を第１方向に曲げる第１プーリーと、
   該第１プーリーを通過して進行する前記配線導体を前記第１方向とは異なる第２方向に曲げる第２プーリーと、を備えているとともに、
   前記ボビン、前記第１プーリーおよび前記第２プーリーが下記の式１、式２および式３を満足する、太陽電池モジュールの製造装置。
   Ｃ１ ≦ Ｄ１ ・・・ （式１）
   ２×Ｃ１ ≦ Ｄ２ ・・・ （式２）
   Ｄ１ ≦ Ｄ２ ・・・ （式３）
   （ただし、Ｃ１：ボビンの外周部の最短外周長さ、Ｄ１：ボビンの回転中心と第１プーリーの回転中心との距離、Ｄ２：第１プーリーの回転中心と第２プーリーの回転中心との距離）
2. 前記第２プーリーを通過して進行する前記配線導体を前記第２方向とは異なる第３方向に曲げる第３プーリーをさらに備えている、請求項１に記載の太陽電池モジュールの製造装置。
3. 前記第１プーリーおよび前記第２プーリーのうち少なくとも１つが、前記配線導体が接触する凹曲面を有している、請求項１に記載の太陽電池モジュールの製造装置。
4. 前記第１プーリー、前記第２プーリーおよび前記第３プーリーのうち少なくとも１つが、前記配線導体が接触する凹曲面を有している、請求項２に記載の太陽電池モジュールの製造装置。
5. 前記第１プーリーおよび前記第２プーリーが、この順で前記配線導体が通過する部位の幅が小さくなっている、請求項１乃至４のいずれかに記載の太陽電池モジュールの製造装置。
6. 前記第１プーリー、前記第２プーリーおよび前記第３プーリーが、この順で前記配線導体が通過する部位の幅が小さくなっている、請求項２または４に記載の太陽電池モジュールの製造装置。
7. 前記第１プーリーと前記第２プーリーとの間に前記配線導体を前記第１方向に通過させる中間プーリーを設けた、請求項１乃至６のいずれかに記載の太陽電池モジュールの製造装置。
8. 線状の配線導体を切断して得たインターコネクタを用いて複数の太陽電池素子同士を電気的に接続する、請求項１乃至７にいずれかに記載の太陽電池モジュールの製造装置を用いた、太陽電池モジュールの製造方法であって、
   前記配線導体が巻かれたボビンから前記配線導体を供給する配線導体供給工程と、
   前記ボビンから供給されて進行する前記配線導体を、第１プーリーを用いて第１方向に曲げる第１曲げ工程と、
   前記第１プーリーを通過して進行する前記配線導体を、第２プーリーを用いて前記第１方向とは異なる第２方向に曲げる第２曲げ工程と、を有する太陽電池モジュールの製造方法。
9. 前記第２プーリーを通過して進行する前記配線導体を、第３プーリーを用いて前記第２方向とは異なる第３方向に曲げる第３曲げ工程をさらに有する、請求項８に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
10. 前記第３曲げ工程において、前記第２プーリーと前記第３プーリーとの間に、前記配線導体に塑性変形を生じさせる張力を加える、請求項９に記載の太陽電池モジュールの製造方法。

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