JP2017163056A - 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】幅方向におけるタブの湾曲により生じるタブと電極とのずれを抑制して電極とタブとを接合することができる太陽電池モジュールの製造装置を得ること。【解決手段】太陽電池モジュールの製造装置は、一面を上側にした状態で太陽電池素子１が載置される接合ステージ５４と、表面にはんだが被覆された状態で受光面集電電極２上に既定方向に沿って配置されたタブ２１ａを、太陽電池素子１の一面上に配置されて上方から押さえ付けるタブ押さえ部５３と、タブ２１ａを加熱する加熱部と、を備える。タブ押さえ部５３は、太陽電池素子１の一面上に配置された状態で太陽電池素子１と対向する面に設けられて、受光面集電電極２上に配置されたタブ２１ａの全体を収納し、タブ２１ａの幅方向における湾曲を規制するとともにタブ２１ａの上面に接触してタブ２１ａを上方から押さえ付ける第２のタブ保持溝５３ａを有する。【選択図】図１５

Description

本発明は、太陽電池素子にタブを接続す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に関する。

特許文献１には、受光面に受光面集電電極が形成され、裏面に裏面集電電極が形成された複数の太陽電池素子を複数のタブで順次接続することにより、太陽電池素子が直列に接続された太陽電池モジュールを製造する装置および方法が開示されている。

具体的には、裏面集電電極がタブの一つと重なるように、処理対象となる太陽電池素子が配置される。つぎに、処理対象となる太陽電池素子の受光面集電電極に他のタブが重ねて配置される。この受光面集電電極への他のタブの配置は、タブを吸着保持するタブ吸着機によって行われる。そして、処理対象となる太陽電池素子の受光面集電電極に重ねられた他のタブを押さえ機構によって押さえつけて加熱することで、タブに予め供給されているはんだによって他のタブと受光面集電電極とを溶着させ、かつ、タブの一つと裏面電極とを溶着させる。

以上の工程を繰り返すことで、複数の太陽電池素子が直列に接続されたストリングが製造される。形成されたストリングは、別のステージに搬出され、既定数のストリングを並列させて互いに電気的に接続することで太陽電池モジュールが製造される。

太陽電池素子の接続に使用されるタブは、ロール状に巻き取られており、引き出したタブには巻き癖がある。この巻き癖により、太陽電池素子の裏面集電電極または受光面集電電極に配置したときにタブに幅方向の湾曲が生じて、太陽電池素子の電極とタブとにずれが生じるという問題がある。

一方、特許文献２には、プーリーにより配線材料の曲げ戻しを行うことにより配線材料の湾曲を矯正する技術が開示されている。

特開２００６−１９６７４９号公報 国際公開第２０１２／０２９８１３号

しかしながら、上記特許文献２の技術によれば、タブの湾曲が矯正できていても太陽電池素子の受光面集電電極にタブを押える際に太陽電池素子の受光面集電電極とタブとにタブの幅方向においてずれが生じる場合がある。タブの幅方向において受光面集電電極とタブとのずれが生じてタブが受光面集電電極からはみ出すと、受光面積の減少による太陽電池モジュールの出力の低下、および受光面集電電極とタブとの接合強度の低下による太陽電池モジュールの信頼性の低下を引き起こす。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、幅方向におけるタブの湾曲により生じるタブと電極とのずれを抑制して電極とタブとを接合することができる太陽電池モジュールの製造装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる太陽電池モジュールの製造装置は、太陽電池素子の一面において既定方向に伸長した状態で設けられた集電電極にタブ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る。太陽電池モジュールの製造装置は、一面を上側にした状態で太陽電池素子が載置される接合ステージと、表面にはんだが被覆された状態で集電電極上に既定方向に沿って配置されたタブを、太陽電池素子の一面上に配置されて上方から押さえ付けるタブ押さえ部と、タブを加熱する加熱部と、を備える。タブ押さえ部は、太陽電池素子の一面上に配置された状態で太陽電池素子と対向する面に設けられて、集電電極上に配置されたタブの全体を収納し、タブの幅方向における湾曲を規制するとともにタブの上面に接触してタブを上方から押さえ付けるタブ保持溝を有する。

本発明によれば、タブの湾曲により生じる電極とのずれを抑制して電極とタブとを接合することができる太陽電池モジュールの製造装置が得られる、という効果を奏する。

本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュールを示す斜視図 本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュールの要部断面図であり、図１におけるＩＩ−ＩＩ線における要部断面図 本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュールにおける太陽電池素子の接続構造の概要を示す図 本発明の実施の形態にかかる太陽電池素子を受光面側から見た平面図 本発明の実施の形態にかかる太陽電池素子を受光面と反対の裏面側から見た平面図 本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュールの太陽電池ストリングの製造方法の手順を示すフローチャート 本発明の実施の形態にかかる第１タブが接合ステージ上に配置される工程を示す側面図 本発明の実施の形態にかかる第１タブが接合ステージ上に配置される工程を示す断面図であり、図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面図 本発明の実施の形態にかかる太陽電池素子が接合ステージ上に配置される工程を示す側面図 本発明の実施の形態にかかる太陽電池素子が接合ステージ上に配置される工程を示す断面図であり、図９におけるＸ−Ｘ線における断面図 本発明の実施の形態にかかる第２タブが太陽電池素子上に配置される工程を示す側面図 本発明の実施の形態にかかる第２タブが太陽電池素子上に配置される工程を示す断面図であり、図１１におけるＸＩＩ−ＸＩＩ線における断面図 本発明の実施の形態においてタブ押さえ部を配置する工程を示す側面図であり、タブ押さえ部が太陽電池素子の上方にある状態を示す図 本発明の実施の形態においてタブ押さえ部を配置する工程を示す側面図であり、タブ押さえ部が太陽電池素子の第２タブに接触した状態を示す図 本発明の実施の形態においてタブ押さえ部を配置する工程を示す断面図であり、図１４におけるＸＶ−ＸＶ線における断面図 本発明の実施の形態にかかるタブ押さえ部の側面図 本発明の実施の形態にかかるタブ押さえ部の下面図であり、図１６における矢印Ａの方向から見た図 本発明の実施の形態にかかるタブ押さえ部の側面図であり、図１６における矢印Ｂの方向から見た図 本発明の実施の形態においてタブ押さえ部上に加熱部を配置する工程を示す側面図 本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュールの製造装置の概略構成を示すブロック図

以下に、本発明の実施の形態にかか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を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下の説明で用いる図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。また、図面を見やすくするために、平面図にハッチングを付したり、断面図においてハッチングを省略する場合がある。

実施の形態
図１は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュール１００を示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュール１００の要部断面図であり、図１におけるＩＩ−ＩＩ線における要部断面図である。図３は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュール１００における太陽電池素子１の接続構造の概要を示す図である。図４は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池素子１を受光面側から見た平面図である。図５は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池素子１を受光面と反対の裏面側から見た平面図である。

本実施の形態にかかる太陽電池モジュール１００は、複数の太陽電池素子１が帯状のタブ２１によって接続された太陽電池ストリング２０、太陽電池モジュール１００の受光面側である表面側に配置された受光面側保護部材３１である強化カバーガラス、太陽電池モジュール１００の受光面と対向する裏面側に配置された裏面側保護部材３３であるバックシート、太陽電池ストリング２０を封止する封止部材３２を含んで構成されている。そして、太陽電池ストリング２０が、受光面側保護部材３１と裏面側保護部材３３との間に挟持された封止部材３２の中に封止されている。この太陽電池モジュール１００では、受光面側保護部材３１側から光が入射する。

図４に示すように、太陽電池素子１は、半導体基板５の受光面側に、リン拡散によって図示しない不純物拡散層が形成され、該不純物拡散層上にシリコン窒化膜からなる反射防止膜４が形成されている。また、半導体基板５の受光面１０ａ側には、長尺細長の複数の細線電極３と、細線電極３と導通する複数の受光面集電電極２とが設けられている。細線電極３は、太陽電池素子１で生成された電力を不純物拡散層から集電する。受光面集電電極２は、細線電極３に集電された電力を集電する集電電極である。太陽電池素子１の一面である受光面において既定方向に伸長した状態で設けられている。細線電極３および受光面集電電極２は、それぞれの底面部において不純物拡散層と電気的に接続されている。

また、図５に示すように、太陽電池素子１における受光面１０ａと対向する面である裏面１０ｂには、外周縁部を除いたほぼ全体にわたって裏面電極７が設けられるとともに、太陽電池素子１の面方向において受光面集電電極２と対向する位置に受光面集電電極２と略同一方向に延伸する裏面集電電極６が設けられている。

つぎに、太陽電池ストリング２０の構成について説明する。太陽電池ストリング２０は、図３に示すように既定の配列方向に配列された複数の太陽電池素子１と、タブ２１とを有する。複数の太陽電池素子１は、既定の配列方向において既定の距離だけ離間して同一平面上に規則的に配列されている。複数枚、たとえば４枚の太陽電池素子１同士が、図１および図３に示すようにタブ２１によって電気的に直列に接続されて、短い太陽電池ストリング２５を構成している。

すなわち、太陽電池素子１は、受光面側の電極がマイナス電極、裏面側の電極がプラス電極となって構成される。このため、図１および図２では、既定の配列方向である縦方向において隣接する太陽電池素子１のうちの一方の太陽電池素子１の受光面集電電極２と他方の太陽電池素子１の裏面集電電極６とにタブ２１をはんだ付けすることにより、隣接する太陽電池素子１同士が電気的に直列に相互接続されて短い太陽電池ストリング２５が構成されている。タブ２１は、銅線などの良導体からなる細長い帯形状の線材の表面にあらかじめＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだ等のはんだがコーティングされている。

また、既定の配列方向と直交する横方向に連なる短い太陽電池ストリング２５同士が出力リードフレーム２２で電気的に連結されて、複数本の短い太陽電池ストリング２５が電気的に直列に相互接続された太陽電池ストリング２０が構成されている。すなわち、出力リードフレーム２２は、横方向に連なる２つの短い太陽電池ストリング２５における一端の太陽電池素子１から導出したタブ２１同士を電気的に接続する。出力リードフレーム２２は、銅線などの良導体からなる細長い帯形状の線材の表面にあらかじめＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだ等のはんだがコーティングされている。

そして、太陽電池ストリング２０の一端の太陽電池素子１に電気的に接続されたプラス取り出し電極２３と、太陽電池ストリング２０の他端の太陽電池素子１に電気的に接続されたマイナス取り出し電極２４とにより、太陽電池ストリング２０から最終的に電気を取り出せるように構成されている。

太陽電池ストリング２０の裏面側には、裏面側保護部材３３として耐水性等に優れたバックシートが設けられている。バックシートは、ポリフッ化ビニル（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ Ｆｌｕｏｒｉｄｅ：ＰＶＦ）などの耐湿性を有する材料を原料として形成され、太陽電池ストリング２０の裏側に配置されている。

太陽電池ストリング２０の受光面側には、受光面側保護部材３１として強化カバーガラスが配置されている。太陽電池モジュール１００は、長期信頼性が要求される。このため、図１および図２に示すように、太陽電池ストリング２０は、太陽光を透過させながら雨等の浸入を防ぎ、落下物等の衝撃を吸収する機能を備えた強化カバーガラスで最表面を覆うように構成されている。

封止部材３２は、太陽電池素子１と強化カバーガラスとの隙間、太陽電池素子１とバックシートとの隙間、太陽電池素子１と太陽電池素子１との隙間など、バックシートと強化カバーガラスとの間の全体に配置されて太陽電池素子１を内包し、封止している。これにより、封止部材３２により太陽電池素子１を保護するとともに、太陽電池モジュール１００の耐湿性向上が図られている。封止部材３２は、一般的にはエチレン酢酸ビニルコポリマー（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｖｉｎｙｌ Ａｃｅｔａｔｅ：ＥＶＡ）などの光透過性が高い熱硬化型樹脂により形成されている。封止部材３２にＥＶＡを適用する場合には、シート状のＥＶＡを用いると、製造時の作業性が良い。

つぎに、太陽電池モジュール１００の製造工程、特に太陽電池ストリング２０の製造工程について図６から図１９を参照して詳細に説明する。図６は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュール１００の太陽電池ストリングの製造方法の手順を示すフローチャートである。

以下の説明では、ステップＳ２０において太陽電池素子１の裏面側に設置されるタブと、ステップＳ４０において太陽電池素子１の受光面側に設置されるタブとを区別するために、１つの太陽電池素子１について、裏面側に設置されるタブ２１を第１タブ２１−１、太陽電池素子１の受光面側に設置されるタブ２１を第２タブ２１−２として区別する。なお、これらは、太陽電池ストリング２０の製造工程を説明する上で便宜上区別しているだけであり、第１タブ２１−１と第２タブ２１−２とが異なるものであるわけではない。

また、１本のタブ２１のうち、太陽電池素子１の裏面側に設置される部分と、太陽電池素子１の受光面側に設置される部分とを区別する必要がある場合には、太陽電池素子１の受光面側に設置される他端側の部分を受光面側タブ領域２１ａ、太陽電池素子１の裏面側に設置される一端側の部分を裏面側タブ領域２１ｂとして区別する。なお、これらは、太陽電池ストリングの製造工程を説明する上で便宜上区別しているだけであり、受光面側タブ領域２１ａと裏面側タブ領域２１ｂとが異なるものであるわけではない。

（太陽電池素子の作製）
まず、ステップＳ１０において、公知の方法により上述した複数の太陽電池素子１が作製される。なお、太陽電池素子１は、半導体基板を用いた一般的なバルク型の太陽電池素子の製造方法により作製されればよく、詳細な説明は省略する。

つぎのステップＳ２０からステップＳ６０は、本実施の形態にかかる太陽電池モジュールの製造装置５０を用いて実施される。図２０は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュールの製造装置５０の概略構成を示すブロック図である。太陽電池モジュールの製造装置５０は、制御プログラムを記憶する記憶部５１と、制御プログラムに従って太陽電池モジュールの製造装置５０における各部を制御する制御部５２と、制御部５２により制御されるタブ押さえ部５３、接合ステージ５４、タブ搬送部５５、太陽電池素子搬送部５６、タブ押さえ部搬送部５７および加熱部５８を備える。

記憶部５１は、タブ搬送部５５、太陽電池素子搬送部５６、タブ押さえ部搬送部５７および加熱部５８に以下で説明する動作を行わせる制御プログラムを記憶している。制御部５２は、記憶部５１に記憶された制御プログラムに従ってタブ搬送部５５等の構成部を制御して動作させる。タブ押さえ部５３は、受光面集電電極２上に既定方向に沿って配置されたタブ２１を、太陽電池素子１の一面である受光面上に配置されて上方から押さえ付ける。

接合ステージ５４は、受光面側の一面を上側にした状態で太陽電池素子１が載置される。タブ搬送部５５は、タブ２１を搬送する。太陽電池素子搬送部５６は、太陽電池素子１を搬送する。タブ押さえ部搬送部５７は、タブ押さえ部５３を搬送する。加熱部５８は、タブ２１のはんだを加熱する。

（第１タブの配置）
つぎに、ステップＳ２０において、図７に示すように、太陽電池素子１の裏面集電電極６に接合される３本の第１タブ２１−１が、接合ステージ５４上に配置される。図７は、本発明の実施の形態にかかる第１タブ２１−１が接合ステージ５４上に配置される工程を示す側面図である。接合ステージ５４は、太陽電池素子１へのタブ２１の接合が行われるステージである。

第１タブ２１−１は、ロール状に巻き取られた銅線からなる細長い帯形状のタブ材が既定の長さに切断され、表面にはんだがコーティングされたものである。また、第１タブ２１−１は、隣接する太陽電池素子１のうち一方の太陽電池素子１の受光面側と他方の太陽電池素子１の裏面側とを接続できるように、切断されたタブ材の長手方向の中央部に段差をつける成形が行われている。

３本の第１タブ２１−１は、タブ搬送部５５に吸着保持されて搬送され、太陽電池素子１の裏面側に設置される一端側の部分である裏面側タブ領域２１ｂが接合ステージ５４の上面に当接した状態で、接合ステージ５４上の既定の位置に載置される。３本の第１タブ２１−１は、接続される太陽電池素子１の裏面集電電極６に対応する位置に、長手方向を平行にして配置される。

ここで第１タブ２１−１は、図８に示すように、長手方向の中央部に段差よりも下側の部分であって太陽電池素子１の裏面側に設置される一端側の部分である裏面側タブ領域２１ｂが、接合ステージ５４の上面に設けられた第１のタブ保持溝５４ａに収納された状態で載置される。第１タブ２１−１の裏面側タブ領域２１ｂは、第１のタブ保持溝５４ａに収納されることにより、幅方向における湾曲が矯正されて真っ直ぐな状態となる。図８は、本発明の実施の形態にかかる第１タブ２１−１が接合ステージ５４上に配置される工程を示す断面図であり、図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面図である。

第１のタブ保持溝５４ａは、接合ステージ５４の上面において、接合ステージ５４上に配置される太陽電池素子１の裏面集電電極６に対応する位置に設けられている。第１のタブ保持溝５４ａの深さは、第１タブ２１−１の厚みと太陽電池素子１の裏面集電電極６の厚みとの合計値以下とされている。第１のタブ保持溝５４ａの深さが深すぎる場合には、第１のタブ保持溝５４ａに収納された第１タブ２１−１の裏面側タブ領域２１ｂと太陽電池素子１の裏面集電電極６とが接合できない場合がある。

（太陽電池素子の配置）
つぎに、ステップＳ３０において、図９に示すように、太陽電池素子１が接合ステージ５４上に配置される。図９は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池素子１が接合ステージ５４上に配置される工程を示す側面図である。図１０は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池素子１が接合ステージ５４上に配置される工程を示す断面図であり、図９におけるＸ−Ｘ線における断面図である。太陽電池素子１は、太陽電池素子搬送部５６に吸着保持されて搬送され、接合ステージ５４上における３本の第１タブ２１−１の裏面側タブ領域２１ｂの直上に位置する既定の位置に、受光面側を上にした状態で配置される。

このとき、太陽電池素子１の３本の裏面集電電極６が、接合ステージ５４上に配置された３本の第１タブ２１−１の延在方向と平行方向に、第１タブ２１−１の裏面側タブ領域２１ｂ上に重ねられる。すなわち、太陽電池素子１は、３本の裏面集電電極６がそれぞれ第１タブ２１−１の裏面側タブ領域２１ｂと接触した状態で配置される。

（第２タブの配置）
つぎに、ステップＳ４０において、図１１および図１２に示すように、太陽電池素子１の受光面集電電極２に接合される新たな３本の第２タブ２１−２が、太陽電池素子１上に配置される。図１１は、本発明の実施の形態にかかる第２タブ２１−２が太陽電池素子１上に配置される工程を示す側面図である。図１２は、本発明の実施の形態にかかる第２タブ２１−２が太陽電池素子１上に配置される工程を示す断面図であり、図１１におけるＸＩＩ−ＸＩＩ線における断面図である。

３本の第２タブ２１−２は、タブ搬送部５５に吸着保持されて搬送され、太陽電池素子１の受光面側に設置される他端側の部分である受光面側タブ領域２１ａが太陽電池素子１の受光面集電電極２に重なった状態で太陽電池素子１上に配置される。３本の第２タブ２１−２は、太陽電池素子１の受光面集電電極２と第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａとが接触した状態で、長手方向を平行にして受光面集電電極２上に配置される。

なお、上記においては説明を省略しているが、第１タブ２１−１、第２タブ２１−２、受光面集電電極２および裏面集電電極６には、適切なタイミングでフラックスが塗布される。

（タブ押さえ部の配置）
つぎに、ステップＳ５０において、図１３および図１４に示すように、タブ押さえ部５３を太陽電池素子１上に配置する。すなわち、太陽電池素子１の受光面側に配置された第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａを、タブ押さえ部５３で上方から押さえ込む。これにより、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａ、太陽電池素子１および第１タブ２１−１の裏面側タブ領域２１ｂが、タブ押さえ部５３と接合ステージ５４とに挟み込まれる。図１３は、本発明の実施の形態においてタブ押さえ部５３を配置する工程を示す側面図であり、タブ押さえ部５３が太陽電池素子１の上方にある状態を示す図である。図１４は、本発明の実施の形態においてタブ押さえ部５３を配置する工程を示す側面図であり、タブ押さえ部５３が太陽電池素子１の第２タブ２１−２に接触した状態を示す図である。図１５は、本発明の実施の形態においてタブ押さえ部５３を配置する工程を示す断面図であり、図１４におけるＸＶ−ＸＶ線における断面図である。

ここでタブ押さえ部５３について説明する。図１６は、本発明の実施の形態にかかるタブ押さえ部５３の側面図である。図１７は、本発明の実施の形態にかかるタブ押さえ部５３の下面図であり、図１６における矢印Ａの方向から見た図である。図１８は、本発明の実施の形態にかかるタブ押さえ部５３の側面図であり、図１６における矢印Ｂの方向から見た図である。図１６から図１８に示すように、タブ押さえ部５３は、タブ押さえ部５３における下面、すなわち太陽電池素子１との対向面に設けられた凹部である第２のタブ保持溝５３ａを有する。第２のタブ保持溝５３ａは、タブ押さえ部５３が太陽電池素子１上に配置された際に、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａを太陽電池素子１の面方向における受光面集電電極２に対応した位置に保持するために設けられている。第２のタブ保持溝５３ａは、タブ押さえ部５３における一対の辺と平行な方向に設けられている。

タブ押さえ部５３は、接合ステージ５４の面方向において既定の位置に配置される。ここで、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａは、図１５に示すようにタブ押さえ部５３の下面に設けられた第２のタブ保持溝５３ａに全体が収納され、タブ押さえ部５３が第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａを上方から押さえる。タブ押さえ部５３は、自重により第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａに荷重をかけて、底面が第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａの上面の全面に接触し、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａを上方から押さえ込む。第２のタブ保持溝５３ａの幅は、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａの幅よりも僅かに広く設定されており、例えば第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａの幅が１ｍｍの場合は、０．２ｍｍ程度である。

そして、タブ押さえ部５３は、タブ押さえ部５３の下面における第２のタブ保持溝５３ａの両側の縁に、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａを押さえる際に第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａを第２のタブ保持溝５３ａに誘導して納めるためのタブガイド部５３ｂを有する。タブガイド部５３ｂは、タブ押さえ部５３の下面における第２のタブ保持溝５３ａの両側の縁に、第２のタブ保持溝５３ａの深さの１／２程度の面取りをすることにより形成されている。

タブ押さえ部５３にタブガイド部５３ｂを設けることにより、太陽電池素子１上に配置された第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａが既定の位置から多少ずれが生じている場合でも、タブ押さえ部５３を太陽電池素子１の上方から配置する際に第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａをタブガイド部５３ｂの斜面に沿って移動させて第２のタブ保持溝５３ａに収納することができる。

第２のタブ保持溝５３ａに収納された第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａは、第２のタブ保持溝５３ａにより側方を囲まれることによって幅方向における湾曲が規制および抑制されて真っ直ぐに保たれるため、蛇行することがない。すなわち、第２のタブ保持溝５３ａは、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａにおける幅方向における湾曲を対向する内側面により側方から規制して、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａを真っ直ぐに保持する。また、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａは、太陽電池素子１上に配置された際に既定の位置から多少ずれが生じている場合でも、第２のタブ保持溝５３ａに収納されることにより、適正な位置に配置される。したがって、タブ押さえ部５３にタブガイド部５３ｂを設けることにより、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａと受光面集電電極２との接合前の状態における第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａと受光面集電電極２との位置ずれを修正して、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａを適正な位置に配置することができる。

また、タブ押さえ部５３の第２のタブ保持溝５３ａに収納された第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａは、第２のタブ保持溝５３ａにより側方を囲まれることによって幅方向における曲がりが規制されているだけであり、第２のタブ保持溝５３ａから離れると、元の状態に戻る。タブ押さえ部５３の第２のタブ保持溝５３ａに収納された第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａは、無支持の状態で真っ直ぐになるまで矯正されていないため、矯正に起因した加工硬化による耐力の上昇が抑えられている。

すなわち、第２のタブ保持溝５３ａにより真っ直ぐに保たれた第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａは、無支持の状態でも真っ直ぐになるようにローラーなどの矯正治具によりタブに矯正を施す方法と比較して、生じる加工硬化が小さい。これにより、矯正による加工硬化に起因した第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａの耐力の上昇を抑制することができ、太陽電池素子１にタブを接合した際に反りまたはクラックが生じて太陽電池素子１の破損に繋がる不具合が発生することを抑制できる。また、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａと太陽電池素子１とのはんだ付けの際の伸縮によるストレスを低減でき、太陽電池素子１の破損を防ぐことができる。

タブの曲げ戻しを行うことによりタブの湾曲を矯正した場合には、タブは少なからず加工硬化し、タブの耐力が上昇する。タブの耐力の上昇は、タブの硬さおよび引張強さが増大して、タブの延性が減少することである。タブの耐力が上昇すると、太陽電池素子にタブを接合した際に、太陽電池素子の反りまたはクラックが生じて、太陽電池素子の破損を引き起こす可能性がある。このため、タブの耐力は低く抑えることが好ましい。

（太陽電池素子とタブとのはんだ付けによる接合）
つぎに、ステップＳ６０において、太陽電池素子１を加熱して、第１タブ２１−１の裏面側タブ領域２１ｂと裏面集電電極６とを接着させ、また第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａと受光面集電電極２とを接着させる。すなわち、具体的には、第１タブ２１−１の裏面側タブ領域２１ｂと裏面集電電極６とを、第１タブ２１−１の裏面側タブ領域２１ｂに予めコーティングされていたはんだによってはんだ付け接合させる。また、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａと、受光面集電電極２とを、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａに予めコーティングされていたはんだによってはんだ付け接合させる。

タブ押さえ部５３を配置した後、図１９に示すように、タブ押さえ部５３の上に加熱部５８を配置する。図１９は、本発明の実施の形態においてタブ押さえ部５３上に加熱部５８を配置する工程を示す側面図である。そして、加熱部５８からの熱によってタブ押さえ部５３を介して太陽電池素子１と第１タブ２１−１の裏面側タブ領域２１ｂと第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａとを、第１タブ２１−１の裏面側タブ領域２１ｂと第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａに被覆されたはんだの溶融温度まで加熱して、第１タブ２１−１の裏面側タブ領域２１ｂおよび第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａに予め供給されていたはんだを溶融させる。

この場合、タブ押さえ部５３を金属材料により構成し、加熱部５８をニクロムヒータなどの加熱装置により構成し、加熱部５８をタブ押さえ部５３上に載置することで、加熱部５８の自重でタブ押さえ部５３を押さえつけるとともに、加熱部５８からの熱によりタブ押さえ部５３を介して太陽電池素子１、第１タブ２１−１の裏面側タブ領域２１ｂおよび第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａを加熱することで実現できる。また、タブ押さえ部５３が金属材料により構成するとともに、加熱部５８と一体化された構成としてもよい。すなわち、タブ押さえ部５３が、自重により第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａを上方から押さえ付けるとともに加熱を行ってもよい。また、タブ押さえ部５３を太陽電池素子１側に押さえ付ける構成を備えてもよい。

また、タブ押さえ部５３をガラスなどの赤外線を透過可能な赤外線透過材料により構成し、赤外線照射できるランプヒータにより加熱部５８を構成することで、加熱部５８からの赤外線照射により太陽電池素子１を加熱し、太陽電池素子１からの熱伝導で第１タブ２１−１の裏面側タブ領域２１ｂおよび第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａを加熱してもよい。タブ押さえ部５３を金属で構成する場合には、タブ押さえ部５３は、少なくとも第２のタブ保持溝５３ａおよびタブガイド部５３ｂの表面をフッ素コーティングされていることが好ましく、全体の表面がフッ素コーティングされていることがより好ましい。これにより、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａの表面のはんだがタブ押さえ部５３およびタブガイド部５３ｂに付着することを抑制することができる。

その後、加熱部５８による加熱を停止して、溶融したはんだを硬化させることで、第１タブ２１−１と裏面集電電極６、および第２タブ２１−２と受光面集電電極２とがそれぞれはんだ付け接合される。通常、タブを加熱してはんだ付けする際には、タブが変形して幅方向における湾曲により生じる受光面集電電極２とのずれが大きくなる場合がある。

しかしながら、本実施の形態では、加熱時に第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａがタブ押さえ部５３の第２のタブ保持溝５３ａに収納されて長手方向において真っ直ぐに保たれているため、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａの幅方向における湾曲により生じる受光面集電電極２とのずれが抑制される。これにより、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａは、真っ直ぐに保たれた状態で受光面集電電極２にはんだ付け接合される。したがって、本実施の形態では、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａが幅方向において受光面集電電極２からはみ出すことに起因した、受光面積の減少による太陽電池モジュールの出力の低下を防止し、また受光面集電電極２とタブとの接合強度の低下による太陽電池モジュールの信頼性の低下を防止することができる。

また、タブ押さえ部５３は、底面が第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａの上面の全面に接触して、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａを上方から押さえ込むため、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａに局所的に応力が掛かることに起因した太陽電池素子１の反りおよびクラック等の破損を抑制できる。

つぎに、タブ押さえ部５３を取り外し、接合ステージ５４の表面に当接して配置された第２タブ２１−２の裏面側タブ領域２１ｂ上に新たな太陽電池素子１を配置し、上記と同様の処理を繰り返すことにより、複数の太陽電池素子１が電気的に直列に接続された短い太陽電池ストリング２５が作製される。そして、短い太陽電池ストリング２５から導出したタブ２１を出力リードフレーム２２にはんだ付けすることで、１つの太陽電池ストリング２０が作製される。

また、上述したステップＳ２０からステップＳ５０を繰り返し実施して、複数の太陽電池素子１に対して第１タブ２１−１および第２タブ２１−２を配置した状態で、複数の太陽電池素子１に対して一括して同時にステップＳ６０の接合処理を行ってもよい。

なお、太陽電池ストリング２０の形成後には、太陽電池ストリング２０に出力リードフレーム２２、プラス取り出し電極２３およびマイナス取り出し電極２４が接続される。そして、太陽電池ストリング２０を封止部材３２である２枚のＥＶＡシートで挟み、さらに強化カバーガラスとバックシートとで挟み込んで、脱泡と同時に加熱を行って該太陽電池ストリング２０を封止する工程が含まれるが、この工程については一般的な工程で行えばよく、詳細な説明を省略する。以上の工程を実施することにより、図３に示すように隙間のない構造の太陽電池モジュール１００が得られる。

以上説明したように、本実施の形態にかかる太陽電池モジュール１００は、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａと受光面集電電極２とをはんだ付けして接合する際に、タブ押さえ部５３の第２のタブ保持溝５３ａが第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａの幅方向における湾曲を真っ直ぐに矯正しながらはんだ付を行うことができる。したがって、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａと受光面集電電極２とのずれを抑制することができる。

これにより、本実施の形態にかかる太陽電池モジュール１００は、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａと受光面集電電極２とのずれに起因した、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａによる受光面集電電極２からの集電ロスを抑制でき、発電効率を向上させることができる。また、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａが受光面集電電極２からはみ出すことに起因した受光面積の減少による太陽電池モジュールの出力の低下を抑制することができる。また、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａが受光面集電電極２からはみ出すことに起因した第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａと受光面集電電極２との接合強度の低下による太陽電池モジュールの信頼性の低下を抑制することができる。

また、本実施の形態にかかる太陽電池モジュール１００は、タブ２１の耐力の上昇を抑えることができ、太陽電池素子１とタブ２１とのはんだ付けにおいて熱をかけた際の伸縮によるストレスを低減できる。これにより、該ストレスに起因した太陽電池素子１の破損を防ぐことができる。

また、本実施の形態にかかる太陽電池モジュール１００は、タブ押さえ部５３の第２のタブ保持溝５３ａに収納された第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａは、第２のタブ保持溝５３ａにより側方を囲まれることによって幅方向における曲がりが規制されているだけであり、第２のタブ保持溝５３ａから離れると、元の状態に戻る。すなわち、第２のタブ保持溝５３ａにより真っ直ぐに保たれた第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａは、無支持の状態でも真っ直ぐになるようにローラーなどの矯正治具によりタブに矯正を施す方法と比較して、生じる加工硬化が小さい。これにより、矯正による加工硬化に起因した第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａの耐力の上昇を抑制することができ、太陽電池素子１にタブを接合した際に反りまたはクラックが生じて太陽電池素子１の破損に繋がる不具合が発生することを抑制できる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 太陽電池素子、２ 受光面集電電極、３ 細線電極、４ 反射防止膜、５ 半導体基板、６ 裏面集電電極、７ 裏面電極、１０ａ 受光面、１０ｂ 裏面、２０ 太陽電池ストリング、２１ タブ、２１ａ 受光面側タブ領域、２１ｂ 裏面側タブ領域、２２ 出力リードフレーム、２３ プラス取り出し電極、２４ マイナス取り出し電極、２５ 短い太陽電池ストリング、３１ 受光面側保護部材、３２ 封止部材、３３ 裏面側保護部材、５０ 太陽電池モジュールの製造装置、５１ 記憶部、５２ 制御部、５３ タブ押さえ部、５３ａ 第２のタブ保持溝、５３ｂ タブガイド部、５４ 接合ステージ、５４ａ 第１のタブ保持溝、５５ タブ搬送部、５６ 太陽電池素子搬送部、５７ タブ押さえ部搬送部、５８ 加熱部、１００ 太陽電池モジュール。

Claims (6)

1. 太陽電池素子の一面において既定方向に伸長した状態で設けられた集電電極にタブ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、
   前記一面を上側にした状態で前記太陽電池素子が載置される接合ステージと、
   表面にはんだが被覆された状態で前記集電電極上に前記既定方向に沿って配置されたタブを、前記太陽電池素子の前記一面上に配置されて上方から押さえ付けるタブ押さえ部と、
   前記タブを加熱する加熱部と、
   を備え、
   前記タブ押さえ部は、前記太陽電池素子の前記一面上に配置された状態で前記太陽電池素子と対向する面に設けられて、前記集電電極上に配置された前記タブの全体を収納し、前記タブの幅方向における湾曲を規制するとともに前記タブの上面に接触して前記タブを上方から押さえ付けるタブ保持溝を有すること、
   を特徴とする太陽電池モジュールの製造装置。
2. 前記タブ保持溝は、前記タブ押さえ部の形成面における両側の縁が面取りされたタブガイド部を有すること、
   を特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュールの製造装置。
3. 前記タブ押さえ部が、赤外線を透過可能な赤外線透過材料により構成されており、
   前記加熱部が、赤外線を照射可能なランプヒータであり、
   前記タブ押さえ部の上方から前記ランプヒータにより赤外線を照射することにより前記はんだを加熱すること、
   を特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュールの製造装置。
4. 前記タブ押さえ部が、金属材料により構成されるとともに前記加熱部と一体化されていること、
   を特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュールの製造装置。
5. 前記タブ押さえ部は、表面がフッ素コーティングされていること、
   を特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュールの製造装置。
6. 太陽電池素子の一面において既定方向に伸長した状態で設けられた集電電極にタブを電気的に接続する太陽電池モジュールの製造方法であって、
   表面にはんだが被覆された前記タブを前記太陽電池素子の前記集電電極上に前記既定方向に沿って配置する第１工程と、
   前記太陽電池素子の前記一面上にタブ押さえ部を配置して前記タブを上方から押さえ付ける第２工程と、
   前記タブを加熱する第３工程と、
   を含み、
   前記第２工程では、前記タブ押さえ部における前記太陽電池素子と対向する面に設けられたタブ保持溝に、前記集電電極上に配置された前記タブの全体を収納し、前記タブ保持溝の底面が前記タブの上面に接触して前記タブを上方から押さえ付けること、
   を特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。