JP3742262B2 - Bonding method and bonding apparatus between solar cell and cover glass - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池セル、またはインタコネクタが溶接された太陽電池セルと、カバーガラスとを接着剤を介して接着する太陽電池セルとカバーガラスとの接着方法および接着装置に関する。特に、人工衛星用太陽電池に適用する。
【0002】
【従来の技術】
人工衛星用太陽電池セルには、宇宙における放射線の被曝の低減および紫外線の遮断のために、受光面にカバーガラスが接着される。従来技術では、太陽電池セルとカバーガラスとは、太陽電池セルの受光面およびこの受光面に対向するカバーガラスの一方面のいずれか一方に接着剤を塗布し、専用の接着装置を用いて両者を接着する。この接着装置は、実開平3−109356号公報および実開平4−63159号公報に開示されている。
【0003】
図8は、実開平3−109356号公報に開示される接着装置60を示す図であり、図9は、実開平4−63159号公報に開示される接着装置70を示す図である。図8に示すように、接着装置60では、大気圧の室内61で、太陽電池セル62のみを真空吸引して、ステージ63上に保持した状態で太陽電池セル62とカバーガラス64とを接着している。図9に示すように、接着装置70では、大気圧の室内71で、太陽電池セル72とカバーガラス73とを、それぞれステージ74,75上に真空吸着した状態で両者を接着している。
【0004】
また、他の接着装置は、太陽電池セルおよびカバーガラスを保持する2つの真空吸着ステージと、太陽電池セルの高さ位置を高寸法精度で決定する位置決めピンと、太陽電池セルの受光面とカバーガラスの一方面との間の距離を決定するスペーサピンとで構成される。太陽電池セルを裏面側から真空吸引して保持し、カバーガラスを他方面側から真空吸引して保持し、太陽電池セルとカバーガラスとを所定の間隔まで近接させた状態で、カバーガラスの保持状態を解除して、真空吸着ステージから離すことによって両者を接着していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
太陽電池セルとカバーガラスとを接着するには、たとえば作業者がスクリーン印刷機を用いて、太陽電池セルまたはカバーガラスの対向する面のいずれか一方面に、気泡を巻込まないように充分に注意しながら接着剤を全面に塗布する。その後、太陽電池セルにカバーガラスを圧着して接着剤を接着面全体に広げて接着する。しかし、太陽電池セルとカバーガラスとを所定の間隔まで近接させた後に、真空吸着ステージからカバーガラスを離して両者を接着するとき、太陽電池セルとカバーガラスとの接着面に気泡が入ってしまい、これによって接着強度が弱くなってしまうといった問題があった。また、接着面に気泡が混入した太陽電池を宇宙空間で使用すると、気泡と宇宙空間との圧力差によって気泡内の空気が膨張し、太陽電池セルまたはカバーガラスが破損するといった問題があった。このため、従来技術では、接着後の太陽電池セルとカバーガラスとを真空脱泡槽に入れて接着面に混入した気泡を除去していた。
【0006】
また、太陽電池セルの製造コストの低下に伴って、太陽電池セルは大型化され、これに伴ってカバーガラスも大型化している。このように大型化すると、接着面に混入した気泡が抜けにくく、さらに接着時に、太陽電池セルとカバーガラスとの相対位置が狂いやすくなってしまう。これによって、位置決めに時間がかかり、製造効率が悪くなってしまうといった問題があった。
【0007】
本発明の目的は、接着面に気泡を混入させずに、太陽電池セルとカバーガラスとの接着を良好に行い、かつ製造効率を向上し、接着工程の自動化を容易にする太陽電池セルとカバーガラスとの接着方法および接着装置を提供する。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、内圧を真空状態に保持した真空室2内で、太陽電池セル3の受光面とカバーガラスの一方面53とを接着剤を介して接着する太陽電池セルとカバーガラスとの接着方法において、
太陽電池セル3を裏面からセル吸着部材4のセル乗載面19に真空吸着して真空室2内に保持し、
太陽電池セル3の一側面は、セル乗載面19に垂直なセル位置決め面28を有するセル位置決めブロック21の前記セル位置決め面28に当接して位置決めされ、
セル位置決めブロック21は、そのセル位置決めブロック21が押下げられるとき以外は、圧縮ばね26によってセル位置決め面28がセル乗載面19よりも弾発的に突出し、
カバーガラス5を他方面からカバー吸着部材6のカバー乗載ステージ33に形成されたカバー乗載面32に真空吸着して真空室2内に保持し、
カバーガラス5の一側面は、カバー乗載ステージ33と一体的なカバー位置決め部材37のカバー乗載面32に垂直でカバー乗載面32よりも突出したカバー位置決め面38に当接して位置決めされ、
セル吸着部材4のセル位置決めブロック21を、圧縮ばね26に抗して弾発的に、カバー吸着部材6のカバー位置決め部材37によって押下げ、セル乗載面19に真空吸着された太陽電池セル3の受光面およびカバー乗載面32に真空吸着されたカバーガラス5の前記一方面の少なくともいずれか一方に塗布された接着剤を介して、太陽電池セル3の受光面およびカバーガラス5の前記一方面を圧着し、
太陽電池セル3とカバーガラス5との接着剤を介する圧着時に、セル吸着部材4の吸着圧力およびカバー吸着部材6の吸着圧力を、真空室2内の内部圧力よりも低くすることを特徴とする太陽電池セルとカバーガラスとの接着方法である。
【0009】
本発明に従えば、太陽電池セルの受光面とカバーガラスの一方面との接着は、内圧を真空状態に保持した真空室内で行われる。太陽電池セルおよびカバーガラスを真空室内に入れることによって、太陽電池セルの受光面またはカバーガラスの一方面に塗布された接着剤に混入した気泡を接着剤から除去することができる。また、太陽電池セルとカバーガラスとを接着するときに接着面に気泡が発生してしまうことを防止できる。これによって、不良品が大幅に減少し、歩留りが向上する。さらに、一連の接着工程で、気泡を除去することができるため、従来技術の真空脱泡槽内での気泡の除去工程が不要となり、製造時間が短縮される。
【0010】
【0011】
セル吸着部材は太陽電池セルを裏面から吸着して真空室内に保持し、カバー吸着部材はカバーガラスを他方面側から吸着して真空室内に保持する。このセル吸着部材が太陽電池セルを真空吸着する吸着圧力、およびカバー吸着部材がカバーガラスを真空吸着する吸着圧力は、真空室内部の圧力よりも低いため、太陽電池セルおよびカバーガラスは真空室内で確実に吸着保持される。これによって、接着動作を安定して行うことができる。
【0012】
【0013】
本発明に従えば、太陽電池セルは、セル吸着部材の平坦なセル乗載面に乗載され、太陽電池セルの一側面がセル吸着部材が平滑なセル位置決め面に当接して位置決めされる。カバーガラスは、カバー吸着部材の平坦なカバー乗載面に乗載され、カバーガラスの一側面が、カバー吸着部材の平滑なカバー位置決め面に当接して位置決めされる。このように位置決めされた後、太陽電池セルはセル吸着部材に真空吸着され、カバーガラスはカバー吸着部材に真空吸着される。上述のように太陽電池セルおよびカバーガラスは、それぞれ平坦な面に吸着されるので、太陽電池セルおよびカバーガラスの反りまたはねじれなどといった材料歪みを修正することができる。これによって、太陽電池セルおよびカバーガラスの全面に均等に力を加えて圧着することができるので、きわめて良好な接着を行うことができる。また、太陽電池セルおよびカバーガラスの位置決めは、平滑な面に当接して行われているので、位置決め時に太陽電池セルおよびカバーガラスに傷または欠けが生じることはない。
【0014】
【0015】
本発明に従えば、セル吸着部材に吸着保持された太陽電池セルの受光面とカバー吸着部材に吸着保持されたカバーガラスの一方面とを対向させて、セル吸着部材とカバー吸着部材とを相互に近接させる。接着剤が介在された太陽電池セルとカバーガラスとは、セル吸着部材とカバー吸着部材とによって押圧方向に相互に押圧されて接着される。このセル吸着部材のセル位置決め部材は、圧縮ばねによって弾発支持される。これによって、太陽電池セルとカバーガラスとの接着に必要な大きさ以上の力が作用することが防止され、太陽電池セルおよびカバーガラスに傷または欠けが発生することが防止される。また、接着剤のはみ出しも防止されるので、完成した太陽電池が汚れることがない。
【0016】
また本発明は前記太陽電池セルとカバーガラスとの圧着時に、セル吸着部材のセル乗載面と、カバー吸着部材のカバー乗載面との間の距離を制御して、接着剤の厚さを調整することを特徴とする。
【0017】
本発明に従えば、セル吸着部材のセル乗載面とカバー吸着部材のカバー乗載面との間の距離を制御することによって、太陽電池セルとカバーガラスとの間隔を調整し、これらの間に介在される接着剤の量、すなわち太陽電池の接着剤の厚さを調整することができる。これによって、カバーガラス接着後の太陽電池の総厚さを調整することができる。
【0018】
また本発明は吸着保持された太陽電池セルまたはカバーガラスのいずれか一方を反転させて両者を圧着することを特徴とする。
【0019】
本発明に従えば、真空吸着保持された太陽電池セルまたはカバーガラスのいずれか一方を反転させることができるので、セル吸着部材の乗載面上に受光面を上方に向けて太陽電池セルを乗載することができ、カバー吸着部材の乗載面上に接着剤が塗布される一方面を上方に向けてカバーガラスを乗載できる。このように、接着剤の塗布面を上にして行うことができるので、接着作業の確認が容易である。
【0020】
また本発明は、大気圧下で、所定量の接着剤と吐出する液体定量吐出装置によって、
太陽電池セルの受光面およびカバーガラスの前記一方面の少なくともいずれか一方に、接着剤を塗布することを特徴とする。
【0021】
本発明に従えば、真空室内で、接着剤に混入された気泡が除去されるので、従来技術のように、作業者がスクリーン印刷法などによって気泡が混入しないように注意深く接着剤の塗布を行う必要がなく、液体定量吐出装置によって、大気圧下で塗布することができ、作業効率が向上する。また、液体定量吐出装置では、高粘度で2液性接着剤であっても、所定の混合比で混合して、シリンジ容器に入れて塗布できるため、従来のスクリーン印刷法による塗布に比べて、使用する接着剤の時間管理なども容易となり、接着剤の無駄が削減できる。
【0022】
また本発明は、太陽電池セル3の受光面とカバーガラスの一方面53とを接着剤を介して接着する太陽電池セルとカバーガラスとの接着装置において、
(a)太陽電池セル3とカバーガラス5とが挿入された状態で、内部圧力を真空状態に保持する真空室2と、
(b)真空室2内に設けられ、太陽電池セル3とカバーガラス5とを接着させる接着機構15であって、
(b1)太陽電池セル3を前記受光面を上方に臨ませてその受光面とは反対側の裏面側から真空吸着するセル吸着部材4であって、
(b1−1)太陽電池セル3の裏面を水平に乗載する平坦なセル乗載面19を有し、このセル乗載面19には、第1の真空引き孔22が形成されるセル乗載ステージ20と 、
(b1−2)セル乗載面19に垂直であり、セル乗載面19上の太陽電池セル3の一側面に当接して太陽電池セル3の位置決めを行うセル位置決め面28を有するセル位置決めブロック21と、
(b1−3)セル位置決めブロック21を、そのセル位置決めブロック21が押下げられるとき以外は、前記セル位置決め面28が前記セル乗載面19よりも上方に突出するように弾発支持する圧縮ばね26とを有するセル吸着部材4と、
(b2)カバーガラス5を他方面側から真空吸着して保持するカバー吸着部材6であって、
(b2−1)カバーガラス5の前記他方面を乗載する平坦なカバー乗載面32を有し、このカバー乗載面32には、第2の真空引き孔35が形成されるカバー乗載ステージ33と、
(b2−2)カバー乗載面32に垂直でカバー乗載面32よりも突出し、カバー乗載面32上のカバーガラス5の一側面に当接してカバーガラス5の位置決めを行うカバー位置決め面38を有し、カバー乗載ステージ33と一体的であり、セル位置決めブロック21に当接可能なカバー位置決め部材37とを有するカバー吸着部材6と、
(b3)駆動装置7であって、
(b3−1)カバー吸着部材6を、鉛直方向に昇降変位する昇降駆動源45と、
(b3−2)カバー吸着部材6を、カバー乗載面32が上方に臨む水平な第1姿勢と、
カバー乗載面32が下方に臨んでカバー乗載面32上のカバーガラス5の前記一方面53をセル乗載面19上の太陽電池セル3の受光面と対向する第2姿勢とに、
水平軸線9まわりに180°回転する反転機構47とを有する駆動装置7と、
(b4)カバー吸着部材6の上方に設けられ、前記第1姿勢となっているカバー吸着部材6のカバー乗載面32上のカバーガラス5を、カバー位置決め面38に位置決めするカバーガラス位置決め機構(34,40)とを有する接着機構15と、
(c)真空室2内と、第1真空引き孔22と、第2真空引き孔35とを真空引きする真空ポンプと、
(d)制御装置12であって、
セル吸着部材4とカバーガラス位置決め機構(34,40)との上下方向の間にあるカバー吸着部材6の第1位置で、前記第1姿勢のカバー乗載面32上に乗載されかつ上方に臨む前記一方面53上に接着剤が塗布されたカバーガラス5を、カバーガラス位置決め機構(34,40)によってカバーガラス5をカバー位置決め面38に位置決めすべきカバー吸着部材6の第2位置に、昇降駆動源45によって、上昇して、
前記第2位置で、カバーガラス位置決め機構(34,40)によってカバーガラス5を位置決めしてカバーガラス5の前記他方面を、前記第2真空引き孔35から真空ポンプによって、カバー乗載面32上に真空吸着し、
真空室2を真空ポンプによって真空引きし、
カバー吸着部材6を前記第2位置から昇降駆動源45によって下降し、前記第2姿勢に反転機構47によって回転し、
セル位置決め面28に位置決めされている太陽電池セル3の前記裏面を、前記第1真空引き孔22から真空ポンプによって、セル乗載面19に真空吸着し、カバーガラス5が真空吸着されているカバー乗載ステージ33を、昇降駆動源45によってカバー位置決め部材37がセル位置決めブロック21を圧縮ばね26に抗して弾発的に押下げて、接着剤を介して太陽電池セル3上に、カバーガラス5を押圧し、
太陽電池セル3とカバーガラス5との接着剤を介する圧着時に、セル吸着部材4の吸着圧力およびカバー吸着部材6の吸着圧力を、真空室2内の内部圧力よりも低くする制御装置12とを含むことを特徴とする太陽電池セルとカバーガラスとの接着装置である。
【0023】
本発明の接着装置は、内圧を真空状態に保持する真空室を備える。この真空室内で、太陽電池セルの受光面とカバーガラスの一方面との接着が行われる。太陽電池セルおよびカバーガラスを真空室内に入れることによって、太陽電池セルの受光面またはカバーガラスの一方面に塗布された接着剤に混入した気泡を接着剤から除去することができる。また、太陽電池セルとカバーガラスとを接着するときに、接着面に気泡が発生してしまうことが防止できる。これによって、不良品が大幅に減少して歩留まりが向上する。さらに、一連の接着工程時に気泡を除去することができるため、従来技術の真空脱泡槽内での気泡の除去工程が不要となり、製造時間が短縮される。
【0024】
【0025】
接着装置は、太陽電池セルを裏面から吸着して保持するセル吸着部材と、カバーガラスを他方面側から吸着して保持するカバー吸着部材と、セル吸着部材の吸着圧力、カバー吸着部材の吸着圧力および真空室の内部圧力をそれぞれ変化させる制御装置とを備える。太陽電池セルとカバーガラスとを圧着するとき、制御装置は、セル吸着部材の吸着圧力およびカバー吸着部材の吸着圧力を真空室内の圧力よりも低くなるように制御するので、太陽電池セルおよびカバーガラスは真空室内でも確実に保持される。これによって、接着動作が安定する。
【0026】
【0027】
本発明のセル吸着部材は、平坦なセル乗載面とセル位置決め面とを有し、カバー吸着部材は平坦なカバー乗載面とカバー位置決め面とを有する。セル乗載面に太陽電池セルが乗載され、太陽電池セルの一側面がセル位置決め面に当接して、太陽電池セルのセル乗載面上での位置決めが行われる。
このように、位置決めされた後、太陽電池セルは、セル吸着部材に吸着保持される。カバー乗載面に、ガラスカバーが乗載され、ガラスカバーの一側面がカバー位置決め面に当接して、ガラスカバーのカバー乗載面上での位置決めが行われる。このようにして、位置決めがされた後、ガラスカバーはカバー吸着部材に吸着保持される。上述のように、太陽電池セルおよびガラスカバーは、それぞれ平坦な面に吸着されるので、太陽電池セルまたはカバーガラスの反りまたはねじれなどの材料歪みを修正することができる。これによって、太陽電池セルおよびカバーガラスの全面に均等に力を加えて両者を圧着することができるので、きわめて良好な接着を行うことができる。また、太陽電池セルおよびカバーガラスの位置決めは、位置決め面に当接して行われるので、位置決め時に、太陽電池セルおよびカバーガラスに傷または欠けが生じることはない。また、このように位置決めされた状態で太陽電池セルおよびガラスカバーを確実に吸着保持するので、接着時に太陽電池セルとガラスカバーとの相対位置がずれることが防止される。
【0028】
【0029】
セル吸着部材に吸着保持された太陽電池セルの受光面と、カバー吸着部材に吸着保持されたカバーガラスの一方面とを対向させて、セル吸着部材とカバー吸着部材とを相互に近接させる。すると、接着剤が介在された太陽電池セルとカバーガラスとは、セル吸着部材とカバー吸着部材とによって押圧方向に相互に押圧されて接着される。このセル吸着部材のセル位置決め部材は、圧縮ばねによって弾発支持される。これによって、太陽電池セルとカバーガラスとに必要以上の力が作用することが防止され、太陽電池セルおよびカバーガラスに傷または欠けが発生することが防止される。また、接着剤のはみ出しも防止されるので、完成後の太陽電池が汚れることがない。またこれによって、カバーガラス接着後の太陽電池の総厚さを調整することができる。
【0030】
【0031】
カバー吸着部材は、反転可能に設けられるので、セル吸着部材の乗載面上に、受光面を上方に向けた状態で太陽電池セルを乗載することができ、カバー吸着部材のカバー乗載面上に、カバーガラスの一方面を上方に向けてカバーガラスを乗載できる。これによって、太陽電池セルの受光面に塗布された接着剤またはカバーガラスの一方面上に塗布された接着剤の塗布状態を容易に確認することができ、接着作業をより確実に行うことができる。
【0032】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の実施の一形態の接着装置1の基本的な構成を示す斜視図である。接着装置1は、太陽電池セル3の受光面と、カバーガラス5の一方面とを相互に対向させた状態で、接着剤を介して両者を貼合わせる装置である。接着装置1は、内部空間の圧力を、大気圧から真空まで減圧することができる真空室2と、この真空室2内に設けられ、太陽電池セル3とカバーガラス5とを接着させる接着機構15と、真空室2の内部圧力および接着機構15の接着動作を制御する制御装置12と、この制御装置12を収納し、真空室2に下方に配置される制御室11とを含んで構成される。真空室2の正面壁13には、両者が接着機構15の接着動作を確認するための確認窓14が設けられる。また、真空室2の内部には、内部圧力を検出する真空室圧力検出器(図示せず)を備えられており、制御装置12は、この真空室圧力検出器の検出出力に基づいて真空室2内の圧力を制御する。
【0033】
次に、図1〜図5を参照して接着機構15について説明する。図2は接着機構15の正面図であり、図3はその右側面図であり、図4は図2の切断面線IV−IVから見た断面図であり、図5は接着機構15の平面図である。接着機構15は、太陽電池セル3を受光面とは反対側の裏面側から真空吸引して保持するセル吸着部材4と、カバーガラス5を他方面側から真空吸引して保持するカバー吸着部材6と、カバー吸着部材6を鉛直方向(図2の上下方向)に変位させ、水平軸線9まわりに反転させる駆動装置7と、太陽電池セル3の位置決めを行う4つのセル位置決めローラ29と、カバーガラス5の位置決めを行う4つのカバー位置決めローラ34と、これらのセル吸着部材4、カバー吸着部材6、駆動装置7、セル位置決めローラ29およびカバー位置決めローラ34を支持するフレーム39とから構成される。
【0034】
図1〜図4を参照して、セル吸着部材4について説明する。セル吸着部材4は、真空室2の内部に設けられる。セル吸着部材4は、太陽電池セル3が乗載されるセル乗載ステージ20と、太陽電池セル3の位置決めを行うセル位置決めブロック21とから構成される。
【0035】
セル乗載ステージ20は、板状の部材であり、上面側が、太陽電池セル3を乗載するセル乗載面19であり、支持台24に厳密に水平に固定支持される。セル乗載面19は、平坦であり、セル乗載ステージ20の長手方向(図4の左右方向)に略平行で、かつ幅方向(図4の上下方向)に所定の間隔をあけて配置される6本の真空引き孔22を有する。全ての真空引き孔22は、真空ポンプ(図示せず)に気密に接続され、この真空ポンプは制御装置12によって制御される。なお、セル乗載面19の面積は、太陽電池セル3の面積よりも大きくなるように形成されている。
【0036】
セル位置決めブロック21は、長手方向(図4の左右方向)に延びる段差部25を有する段付きの部材であり、その長手方向両端部は、真空室2の底壁10から立設する2本の支持柱27上に、圧縮コイルばね26によって弾発支持される。このように、圧縮コイルばね26によって弾発支持されているので、セル位置決めブロック21は、鉛直方向(図3の上下方向)に変位可能であり、太陽電池セル3とカバーガラス5とを接着するために押下げられるとき以外は、常にセル乗載面19よりも上方に突出している。また、セル位置決めブロック21は、セル乗載ステージ20の幅方向一方側(図3の右方)に配置され、その正面壁はセル乗載面19に垂直に配置される。この正面壁は、太陽電池セル3の位置決めを行うためのセル位置決め面28であり、表面は平滑に加工されている。このセル位置決め面28と後述するセル位置決めローラ29とによって、太陽電池セル3はセル乗載面19上で位置決めされる。
【0037】
セル乗載ステージ20の長手方向両端側に各1つ、幅方向他方側(図4の下方)に2つの短円柱状のセル位置決めローラ29a〜29dが設けられる。セル位置決めローラ29a,29dは、長手方向変位駆動機構30aによって、セル乗載ステージ20の長手方向(図4の左右方向)に往復変位し、セル位置決めローラ24b,24cは、幅方向変位駆動機構30bによってセル乗載ステージ20の幅方向(図4の上下方向)に往復変位する。各セル位置決めローラ29a〜29dは、それぞれ対応する変位駆動機構30aに、鉛直な軸線31a〜31dまわりに回転自在に支持される。各セル位置決めローラ29a〜29dは、その上面が、セル乗載面19よりも上方に突出して配置され、その外周面は凹凸がほとんどなく、滑らかに加工されている。変位駆動機構30a,30bは、フレーム39に支持される。
【0038】
セル乗載面19上に、太陽電池セル3を乗載すると、長手方向変位駆動機構30aによってセル位置決めローラ29a,29dが、セル乗載ステージ20の長手方向(図4の左右方向)に近接するように変位し、幅方向変位駆動機構30bによって、セル位置決めローラ29b,29cがセル乗載ステージ20の幅方向一方側(図4の上方)に変位する。すると、太陽電池セル3は、セル位置決めローラ29a,29dによってセル乗載面19の長手方向中央部に配置され、セル位置決めローラ29b,29cによって一方壁がセル位置決め面28に当接して位置決めされる。このとき、セル位置決め面28および各セル位置決めローラ29a〜29dの外周面は、滑らかに加工されているので、太陽電池セル3に傷または欠けが生じることがない。
上述のようにして太陽電池セル3が位置決めされた後、制御装置12は、真空ポンプを駆動し、セル乗載面19上に太陽電池セル3を真空吸引して保持する。セル乗載面19は平坦であり、かつ真空引き孔22は全面にわたって形成されているので、太陽電池セル3の反りまたはねじれなどの材料歪みを修正することができる。
セル吸着部材4には、太陽電池セル3の吸着圧力を検出するセル吸着圧力検出器(図示せず)を備えられており、制御装置12は、このセル吸着圧力検出器の検出出力に基づいて、吸着圧力を制御する。
【0039】
次に図1〜図3および図5を参照して、カバー吸着部材6について説明する。カバー吸着部材6は、セル吸着部材4の上方に配置され、カバーガラス5を乗載するカバー乗載ステージ33と、カバーガラス5の位置決めを行うカバー位置決め部材37とから成る。このカバー乗載ステージ33とカバー位置決め部材37とは一体的に形成されている。
【0040】
カバー乗載ステージ33は、板状の部材であり、図3の実線で示す第1の位置にある状態で上方に臨んで、カバーガラス5を乗載するカバー乗載面32を有する。このカバー乗載面32の幅方向一方側端部(図5の上方)には、カバー乗載面32よりも図3の上方に突出し、かつ長手方向(図5の左右方向)に延びる段差部が形成され、この段差部がカバー位置決め部材37である。カバー乗載面32は、平坦であり、カバー乗載ステージ33の長手方向(図5の左右方向)に略平行で、幅方向(図5の上下方向)に所定の間隔をあけて配置される6本の真空引き孔35を有する。全ての真空引き孔35は、真空ポンプ(図示せず)に気密に接続され、この真空ポンプは制御装置12によって制御される。
カバー位置決め部材37のカバー乗載面32に垂直な正面壁は、カバーガラス5の位置決めを行うためのカバー位置決め面38であり、表面は平滑に加工されている。なお、カバー乗載面32の面積は、カバーガラス5の面積よりも小さくなるように形成されている。このカバー位置決め面38と、後述するカバー位置決めローラ34とによって、カバーガラス5はカバー乗載面32上で位置決めされる。このカバー吸着部材6は、鉛直方向に変位可能で、かつ水平軸線9まわりに反転可能に支持される。
【0041】
カバー吸着部材6の上方で、カバー乗載ステージ33の長手方向(図5の左右方向)両端側に対応する位置に各1つ、幅方向他方側(図5の下方)に対応する位置に2つの短円柱状のカバー位置決めローラ34a〜34dが設けられる。参照符の添え字a〜dを省略して総括的に数字のみで示すことがある。カバー位置決めローラ34a,34dは、長手方向変位駆動機構40aによって、カバー乗載ステージ33の長手方向(図5の左右方向)に往復変位し、カバー位置決めローラ34b,34cは、幅方向変位駆動機構40bによって、カバー乗載ステージ33の幅方向(図5の上下方向)に往復変位する。
各カバー位置決めローラ34a〜34dは、それぞれ対応する変位駆動機構40a,40bに、鉛直軸線41a〜41dまわりに回転自在に支持される。このカバー位置決めローラ34a〜34dの外周面は、凹凸がほとんどなく、滑らかに加工されている。また変位駆動機構40a,40bは、フレーム39の上端側で支持される。
【0042】
カバー乗載面32にカバーガラス5を乗載すると、駆動装置7は、カバー乗載ステージ33を図3の仮想線42に示す第2の位置まで上昇させる。この上昇によって、カバー乗載面32は、カバー位置決めローラ34の厚さ範囲内に収まる。カバー乗載ステージ33が、仮想線42に示す第2の位置まで上昇すると、カバー位置決めローラ34a,34dが、カバー乗載ステージ33の長手方向(図5の左右方向)に近接するように変位し、カバー位置決めローラ34b,34cが、カバー乗載ステージ33の幅方向一方側(図5の上方)に変位する。すると、カバーガラス5は、カバー位置決めローラ34a,34dによって、カバー乗載面32の長手方向中央部に配置され、カバー位置決めローラ34b,34cによって、一方側面がカバー位置決め面38に当接して位置決めされる。カバー位置決め面38および各カバー位置決めローラ34a〜34dの外周面は、滑らかに加工されているので、カバーガラス5に傷または欠けが生じることはない。
上述のようにして、カバーガラス5が位置決めされた後、制御装置12が真空ポンプを駆動する。真空ポンプが駆動されると、カバー乗載面32上にカバーガラス5が真空吸引されて保持される。カバー乗載面32は、平坦であり、かつ真空引き孔35は、全面にわたって形成されているので、カバーガラス5の反りおよびねじれなどの材料歪みを修正することができる。
カバー吸着部材6には、カバーガラス5の吸着圧力を検出するカバー吸着圧力検出器(図示せず)が設けられ、制御装置12は、このカバー吸着圧力検出器の検出出力に基づいてカバーガラスの吸着圧力を調整する。
【0043】
次に図2〜図4を参照して、駆動装置7について説明する。駆動装置7は、カバー吸着部材6を支持する支持部材48と、カバー吸着部材6を水平軸線9まわりに反転させる反転機構47と、カバー吸着部材6の鉛直方向動作の駆動源である空気圧シリンダ45と、案内レール51に沿って昇降する昇降部材17と、昇降部材17および空気圧シリンダ45のピストンロッド50の先端を連結する連結部材49とを含んで構成される。
【0044】
空気圧シリンダ45は、その基端部が真空室2の底壁11に固定され、ピストンロッド50が、鉛直方向(図3の上下方向)に伸長または縮退するように配置される。昇降部材17は、フレーム39に取付けられ、鉛直方向に延びる2本の案内レール51に沿って上下に変位する。ピストンロッド50の先端部と昇降部材17とが連結部材49によって連結されているので、ピストンロッド50が上方に伸長すると、昇降部材17は案内レール51に沿って上方に変位し、ピストンロッド50が下方に縮退すると、昇降部材17は案内レール51に沿って下方に変位する。昇降部材17には反転機構47が設けられ、この反転機構47にこの支持部材48が水平軸線9まわりに回転自在に取付けられる。この支持部材48にカバー吸着部材6が支持される。この空気圧シリンダ45および反転機構47は、制御装置12によって制御される。上述のように構成される駆動装置7によって、カバー吸着部材6は、鉛直方向(図3の上下方向)に変位することができ、水平軸線9まわりに回転することができる。
【0045】
次に図2、図3、図6および図7を参照して、本発明の接着装置1を用いた太陽電池セル3とカバーガラス5との接着方法について説明する。図6は本実施の形態の太陽電池セル3とカバーガラス5との接着方法を示すフローチャートであり、図7は接着剤が塗布されたカバーガラス5を示す斜視図である。
【0046】
先ず、図7に示すように、ステップa1で、カバーガラス5の一方面53上に、接着剤をたとえば渦巻き状のパターンで塗布する。このとき、接着剤は液体定量吐出装置(図示せず)から予め定める所定量のみが吐出されて塗布される。これによって、接着剤の無駄が削減できる。接着剤は、たとえば一般に広く使用されている高粘度の2液性シリコーン接着剤であるダウコーニング(Dow Corning)株式会社製のDC93500などを予め所定の混合比で調合したものが使用される。この接着剤は、液体定量吐出装置のシリンジ容器内に入れて使用できる。
【0047】
次にステップa2で、接着剤が塗布された一方面53を上方に臨ませたカバー乗載面32の第1姿勢の状態で、カバーガラス5をカバー乗載ステージ33の図3の実線で示す第1の位置で、カバー乗載面32上に乗載する。すなわち、カバーガラス5の他方面とカバー乗載面32とが面接触する。
【0048】
次にステップa3で、カバー乗載ステージ33を、カバー位置決めローラ34a〜34dのある高さの第2の位置まで上昇させる。ステップa3で、カバー乗載ステージ33を乗載させると、ステップa4に進み、前述したようにしてカバー位置決めローラ34a〜34dと、カバー位置決め面38とによって、カバーガラス5のカバー乗載面32上での位置決めが行われる。
【0049】
ステップa4の位置決めが完了すると、カバー乗載ステージ33の真空引き孔35に接続されている真空ポンプを駆動してカバーガラス5の前記他方面をカバー乗載面32上に真空吸着して保持する。このとき、真空引き孔35は、平坦なカバー乗載面32の全面にわたって形成されているので、吸着保持されたカバーガラス5の反りまたはねじれなどの材料歪みが修正される。カバーガラス5の吸着圧力は、1torr(1.33322×102Pa:標準1気圧の760分の1)程度であり、カバー吸着圧力検出器の検出出力が、1torrになるまで真空吸引し、1torrになるとその状態を保持する。ステップa5の吸着保持が完了すると、第2の位置から、カバーガラス5を吸着保持したままカバー乗載ステージ33を元の第1の位置、すなわち図3の実線で示す第1の位置まで下降させる。上述のステップa1〜a6の工程は、いずれも真空室2の圧力が大気圧の状態で行われる。
【0050】
前述のステップa1〜a6と平行して、ステップa17〜ステップa19が行われる。先ず、ステップa17で受光面を上方に臨ませた状態で、太陽電池セル3をセル乗載ステージ20のセル乗載面19上に乗載する。すなわち太陽電池セル3の裏面とセル乗載面19とが面接触する。
【0051】
ステップa17で、太陽電池セル3が乗載されると、ステップa18で、前述したように、セル位置決めローラ29とセル位置決め面28とによって、太陽電池セル3のセル乗載面19上での位置決めが行われる。ステップa19の位置決めが完了すると、セル乗載ステージ20の真空引き孔22に接続されている真空ポンプを駆動して、太陽電池セル3をセル乗載面19上に真空吸着して保持する。このとき、真空引き孔22は、平坦なセル乗載面19の全面にわたって形成されているので、吸着保持された太陽電池セル3の反りまたはねじれなどの材料歪みが修正される。太陽電池セル3を真空吸引する吸着圧力は、1torr程度であり、セル吸着圧力検出器の検出出力が1torr程度になるまで真空引きを行い、検出結果が1torr程度になると、その状態を保持する。
【0052】
太陽電池セル3とカバーガラス5との相対位置は、カバー位置決め面38とセル位置決め面28とによって厳密に調整され、太陽電池セル3とカバーガラス5とを接着したとき、受光面が完全にカバーガラス5に覆われるように正確に、位置決めされる。上述のステップa17〜a19の工程は、いずれも真空室2の圧力が大気圧の状態で行われる。
【0053】
前述のステップa1〜a6およびa17〜a19の全ての工程が終了すると、ステップa7に進み、真空室2に接続されている真空ポンプを駆動して真空室2の真空引きを開始する。このとき、接着剤が一方面53に塗布されたカバーガラス5が乗載された状態で、真空室2の真空引きを開始するので、接着剤の塗布時に接着剤に混入した気泡を除去することができる。
その後、ステップa8で真空室2の内部圧力が約5torr(6.6661×102Pa)にまで低下すると、ステップa9に進み、カバー乗載ステージ33が下降された前述の第1の位置で、反転機構47を駆動して、支持部材48が図3の左方から見て軸線9まわりに時計方向に180°回転する。これに伴って、カバー乗載ステージ33も、図3の左方から見て水平軸線9まわりに時計方向に180°回転して、カバー乗載面32の第2姿勢の状態で、図3の仮想線54に示される位置に配置される。
これによって、カバーガラス5の一方面53が下方に臨むようになり、カバーガラス5の一方面53と太陽電池セル3の受光面とが対向する。
【0054】
ステップa9の反転動作完了後、ステップa10で、真空室圧力検出器によって検出された真空室2の内部圧力が、予め定める圧力、本実施形態では約3torrにまで低下すると、真空室2の内部圧力を約3torr(3.99966×102Pa)に保持してステップa11に進む。このとき、真空室2の内部圧力は、太陽電池セル3およびカバーガラス5の吸着圧力よりも約2〜4torr(2.66644〜5.33288×102Pa)程度高く保持されているので、真空室2を真空吸引したとしても、太陽電池セル3およびカバーガラス5の保持状態が解除されることはない。
【0055】
ステップa10で、真空室2の内部圧力が3torr程度に保持されると、ステップa11で、カバーガラス5を太陽電池セル3に圧着して両者を接着する。すなわちカバー乗載ステージ33を、図3の仮想線55に示すように、セル乗載ステージ20に近接するように下方に変位させる。すると、太陽電池セル3の受光面とカバーガラス5の一方面53(図7)上の接着剤とが接触する。さらに、カバー乗載ステージ33が下方に変位すると、接着剤が太陽電池セル3の受光面およびカバーガラス5の一方面53の全面に広がり、両者が接着される。
さらにカバー乗載ステージ33が下方に変位すると、カバー乗載ステージ33のカバー位置決め部材37の図3の実線で示される上面が、下方に臨んで、セル位置決めブロック21に当接し、圧縮コイルばね26に弾発支持されているセル位置決めブロック21は、ばね力に抗して下方に押下げられる。
これによって、太陽電池セル3とカバーガラス5とに必要以上の力が作用することが防止され、接着時に太陽電池セルおよびカバーガラス5に傷、欠けまたは割れが生じることが防止される。また、接着剤のはみ出しも防止されるので、接着された太陽電池が汚れることがない。
この接着動作は、真空引きされた真空室2内で行われているので、接着時に接触面に気泡が生じることがない。前述したように、太陽電池セル3とカバーガラス5との材料歪みが修正されているので、接着時には太陽電池セル3およびカバーガラス5の全面に均等な力を加えることができる。セル位置決めブロック21は、圧縮コイルばね26によって弾発支持されているので、この圧縮コイルばね26のばね力を調整することによって、接着剤の厚さを調整することができる。これによって、カバーガラス5が接着された太陽電池の総厚さを調整することができる。
【0056】
ステップa11の接着工程が終了すると、ステップa12に進み、真空室2に接続されている真空ポンプを停止し、排気して真空室2の真空引きを終了し、真空室2の内部圧力を大気圧まで戻す。その後、ステップa13に進み、カバー乗載ステージ33に接続されている真空ポンプを停止し、排気してカバーガラス5の吸着圧力を大気圧まで戻し、カバー乗載ステージ33を駆動装置7によって元の第1の位置、すなわち図3の実線で示される第1の位置に戻す。その後、ステップa14で真空室2の内部圧力が大気圧になったことを確認すると、ステップa15に進み、セル乗載ステージ20に接続されている真空ポンプを停止し、排気して太陽電池セル3の吸着圧力を大気圧まで戻す。その後、ステップa16で接着された太陽電池セル3を真空室2から取出して、室温で放置するかまたは加熱して接着剤を硬化させた後、太陽電池が完成する。
【0057】
上述のように、太陽電池セル3とカバーガラス5との一連の接着工程時に、気泡が除去されるので、従来技術の真空脱泡槽内での気泡除去工程が不要となり、製造時間が短縮される。また、気泡をほとんど除去することができるので、不良品が大幅に減少して歩留まりが向上する。また、太陽電池セル3の受光面およびカバーガラス5の接着剤は塗布された一方面53とともに上方に臨んだ状態で真空室2内に配置することができるので、真空室2の確認窓から容易に作業の確認を行うことができる。
【0058】
また、セル吸着部材の吸着圧力およびカバー吸着部材の吸着圧力を、真空室内の圧力よりも2torr以上4torr以下の範囲で低くすることによって、太陽電池セルおよびカバーガラスの保持状態が容易に解除することはない。
【0059】
上述のステップa1〜a17の接着工程は、制御装置12によって自動制御することが可能であり、また、作業者によって手動で行うこともできる。
【0060】
【発明の効果】
本発明によれば、太陽電池セルおよびカバーガラスを真空室内に入れることによって、太陽電池セルの受光面またはカバーガラスの一方面に塗布された接着剤に混入した気泡を接着剤から除去することができる。また、太陽電池セルとカバーガラスとを接着するときに接着面に気泡が発生してしまうことを防止できる。これによって、不良品が大幅に減少し、歩留りが向上する。さらに、一連の接着工程で、気泡を除去することができるため、従来技術の真空脱泡槽内での気泡の除去工程が不要となり、製造時間が短縮される。
【0061】
このセル吸着部材が太陽電池セルを吸着する吸着圧力、およびカバー吸着部材がカバーガラスを吸着する吸着圧力は、真空室内部の圧力よりも低いため、太陽電池セルおよびカバーガラスは真空室内で確実に吸着保持される。これによって、接着動作を安定して行うことができる。
【0062】
太陽電池セルおよびカバーガラスは、それぞれ平坦な面に吸着されるので、太陽電池セルおよびカバーガラスの反りまたはねじれなどの材料歪みを修正することができる。これによって、太陽電池セルおよびカバーガラスの全面に均等に力を加えて圧着することができるので、きわめて良好な接着を行うことができる。また、太陽電池セルおよびカバーガラスの位置決めは、平滑な面に当接して行われているので、位置決め時に太陽電池セルおよびカバーガラスに傷または欠けが生じることはない。
【0063】
また本発明によれば、太陽電池セルとカバーガラスとの接着に必要な大きさ以上の力が作用することが防止され、太陽電池セルおよびカバーガラスに傷または欠けが発生することが防止される。また、接着剤のはみ出しも防止されるので、完成した太陽電池が汚れることがない。
【0064】
また本発明によれば、吸着保持された太陽電池セルまたはカバーガラスのいずれか一方を反転させることができるので、セル吸着部材の乗載面上に受光面を上方に向けて太陽電池セルを乗載することができ、カバー吸着部材の乗載面上に接着剤が塗布される一方面を上方に向けてカバーガラスを乗載できる。このように、接着剤の塗布面を上にして行えるので、接着作業の確認が容易である。
【0065】
また本発明によれば、真空室内で、接着剤に混入された気泡が除去されるので、従来技術のように、作業者がスクリーン印刷法などによって気泡が混入しないように注意深く接着剤の塗布を行う必要がなく、液体定量吐出装置によって、大気圧下で塗布することができ、作業効率が向上する。また、液体定量吐出装置では、高粘度で2液性接着剤であっても、所定の混合比で混合して、シリンジ容器に入れて塗布できるため、従来のスクリーン印刷法による塗布に比べて、使用する接着剤の時間管理なども容易となり、接着剤の無駄が削減できる。
【0066】
また本発明によれば、接着剤のはみ出しも防止されるので、完成後の太陽電池が汚れることがない。またこれによって、カバーガラス接着後の太陽電池の総厚さを調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の一形態の接着装置1の基本的な構成を示す斜視図である。
【図2】 接着機構15の正面図である。
【図3】 接着機構15の右側面図である。
【図4】 図2の切断面線IV−IVから見た断面図である。
【図5】 接着機構15の平面図である。
【図6】 本発明の実施の一形態の太陽電池セル3とカバーガラス5との接着方法を示すフローチャートである。
【図7】 接着剤が塗布されたカバーガラス5を示す斜視図である。
【図8】 実開平3−109356号公報に開示される接着装置60を示す図である。
【図9】 実開平4−63159号公報に開示される接着装置70を示す図である。
【符号の説明】
1 接着装置
2 真空室
3 太陽電池セル
4 セル吸着部材
5 カバーガラス
6 カバー吸着部材
7 駆動装置
19 セル乗載面
20 セル乗載ステージ
21 セル位置決めブロック
22,35 真空引き孔
26 圧縮コイルばね
29 セル位置決めローラ
32 カバー乗載面
33 カバー乗載ステージ
34 カバー位置決めローラ
37 カバー位置決め部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for bonding a solar battery cell and a cover glass, in which a solar battery cell or a solar battery cell to which an interconnector is welded and a cover glass are bonded via an adhesive. In particular, it applies to solar cells for artificial satellites.
[0002]
[Prior art]
A cover glass is bonded to the light receiving surface of the solar cell for artificial satellite in order to reduce radiation exposure in space and to block ultraviolet rays. In the prior art, the solar battery cell and the cover glass are coated with an adhesive on either the light receiving surface of the solar battery cell or the one side of the cover glass facing the light receiving surface. Glue. This bonding apparatus is disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open Nos. 3-109356 and 4-63159.
[0003]
FIG. 8 is a view showing the
[0004]
Another bonding apparatus includes two vacuum suction stages for holding the solar battery cell and the cover glass, a positioning pin for determining the height position of the solar battery cell with high dimensional accuracy, a light receiving surface of the solar battery cell, and a cover glass. And a spacer pin for determining a distance between the one surface and the other surface. Holding the cover glass in a state where the solar cell is held by vacuum suction from the back side, the cover glass is held by vacuum suction from the other side, and the solar cell and the cover glass are brought close to a predetermined distance. Both were adhered by releasing the state and separating from the vacuum suction stage.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In order to bond the solar cell and the cover glass, for example, an operator should be careful not to entrap air bubbles on either the solar cell or the opposite surface of the cover glass using a screen printer. Apply the adhesive to the entire surface. Then, a cover glass is crimped | bonded to a photovoltaic cell, an adhesive agent is spread over the whole bonding surface, and it adhere | attaches. However, when the solar cell and the cover glass are brought close to each other at a predetermined distance, when the cover glass is separated from the vacuum adsorption stage and bonded to each other, bubbles are generated on the bonding surface between the solar cell and the cover glass. As a result, there is a problem that the adhesive strength is weakened. Further, when a solar cell in which bubbles are mixed in the bonding surface is used in outer space, there is a problem that air in the bubbles expands due to a pressure difference between the bubbles and outer space and the solar cell or cover glass is damaged. For this reason, in the prior art, the solar cell after bonding and the cover glass are placed in a vacuum defoaming tank to remove bubbles mixed in the bonding surface.
[0006]
Moreover, with the fall of the manufacturing cost of a photovoltaic cell, the photovoltaic cell is enlarged, and the cover glass is also enlarged with this. When the size is increased in this way, bubbles mixed in the bonding surface are difficult to escape, and the relative position between the solar battery cell and the cover glass is likely to be incorrect at the time of bonding. As a result, there is a problem that positioning takes time and manufacturing efficiency is deteriorated.
[0007]
An object of the present invention is to provide a solar battery cell and a cover that can satisfactorily bond the solar battery cell and the cover glass without introducing bubbles into the adhesive surface, improve the manufacturing efficiency, and facilitate the automation of the bonding process. A method for bonding to glass and a bonding apparatus are provided.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present inventionIn the
The
One side surface of the
In the
The
One side surface of the
The
The pressure of the
[0009]
According to the present invention, adhesion between the light receiving surface of the solar battery cell and one surface of the cover glass is performed in a vacuum chamber in which the internal pressure is maintained in a vacuum state. By placing the solar battery cell and the cover glass in the vacuum chamber, bubbles mixed in the adhesive applied to the light receiving surface of the solar battery cell or one surface of the cover glass can be removed from the adhesive. Moreover, it can prevent that a bubble generate | occur | produces on an adhesion surface when adhere | attaching a photovoltaic cell and a cover glass. This greatly reduces the number of defective products and increases theStayWill improve. Furthermore, since the bubbles can be removed by a series of bonding steps, the bubble removing step in the vacuum defoaming tank of the prior art becomes unnecessary, and the manufacturing time is shortened.
[0010]
[0011]
The cell adsorbing member adsorbs the solar battery cell from the back surface and holds it in the vacuum chamber, and the cover adsorbing member adsorbs the cover glass from the other surface side and holds it in the vacuum chamber. This cell adsorption membervacuumAdsorption pressure to adsorb, and cover adsorbing member cover glassvacuumSince the adsorption pressure to adsorb is lower than the pressure inside the vacuum chamber, the solar battery cell and the cover glass are reliably adsorbed and held in the vacuum chamber. As a result, the bonding operation can be performed stably.
[0012]
[0013]
According to the present invention, the solar battery cell is mounted on the flat cell mounting surface of the cell adsorption member, and one side surface of the solar battery cell is positioned in contact with the smooth cell positioning surface of the cell adsorption member. The cover glass is placed on the flat cover mounting surface of the cover adsorption member, and one side surface of the cover glass is positioned in contact with the smooth cover positioning surface of the cover adsorption member. After being positioned in this way, the solar cell is attached to the cell adsorption member.vacuumThe cover glass is absorbed by the cover adsorption member.vacuumAdsorbed. As described above, since the solar battery cell and the cover glass are each adsorbed on a flat surface, material distortion such as warpage or twist of the solar battery cell and the cover glass can be corrected. Accordingly, since the pressure can be applied evenly to the entire surface of the solar battery cell and the cover glass, the bonding can be performed extremely well. Further, since the positioning of the solar cells and the cover glass is performed in contact with a smooth surface, the solar cells and the cover glass are not damaged or chipped during positioning.
[0014]
[0015]
According to the present invention, the cell adsorption member and the cover adsorption member are mutually attached with the light receiving surface of the solar cell adsorbed and held by the cell adsorption member and the one surface of the cover glass adsorbed and held by the cover adsorption member facing each other. Close to. ContactThe solar battery cell and the cover glass in which the adhesive is interposed are pressed and bonded to each other in the pressing direction by the cell adsorbing member and the cover adsorbing member. This cell adsorption memberThe cell positioning member isBullet is supported. Accordingly, it is possible to prevent a force larger than that necessary for bonding the solar battery cell and the cover glass from acting, and to prevent the solar battery cell and the cover glass from being damaged or chipped. Further, since the adhesive is prevented from protruding, the completed solar cell is not contaminated.
[0016]
The present invention also provides the solar cell and the cover glass.PressureAt the time of wearing, the thickness of the adhesive is adjusted by controlling the distance between the cell mounting surface of the cell adsorption member and the cover mounting surface of the cover adsorption member.
[0017]
According to the present invention, by controlling the distance between the cell mounting surface of the cell adsorption member and the cover mounting surface of the cover adsorption member, the distance between the solar cells and the cover glass is adjusted, It is possible to adjust the amount of adhesive interposed between the layers, that is, the thickness of the adhesive of the solar cell. Thereby, the total thickness of the solar cell after cover glass adhesion | attachment can be adjusted.
[0018]
In the present invention, either the solar cell or the cover glass held by adsorption is reversed toPressureIt is characterized by wearing.
[0019]
According to the present invention,vacuumSince either one of the adsorbed and held solar cells or the cover glass can be reversed, the solar cell can be mounted with the light receiving surface facing upward on the mounting surface of the cell adsorbing member, and the cover The cover glass can be mounted with one surface on which the adhesive is applied on the mounting surface of the adsorption member facing upward. In this way, the adhesive is applied side up.CanTherefore, it is easy to confirm the bonding operation.
[0020]
Further, the present invention provides a predetermined amount of adhesive and a liquid fixed amount discharge device that discharges at a atmospheric pressure.
The light receiving surface of the solar cell and the cover glassSaidAn adhesive is applied to at least one of the one surface.
[0021]
According to the present invention, since the bubbles mixed in the adhesive are removed in the vacuum chamber, the operator carefully applies the adhesive so that the bubbles are not mixed by the screen printing method or the like as in the prior art. There is no need, and the liquid dispensing device can be applied under atmospheric pressure, improving work efficiency. Also, in the liquid dispensing apparatus, even if it is a two-component adhesive with high viscosity, it can be mixed at a predetermined mixing ratio and applied in a syringe container, so compared to application by the conventional screen printing method, Time management of the adhesive to be used becomes easy, and waste of the adhesive can be reduced.
[0022]
The present invention also providesIn the bonding device between the solar battery cell and the cover glass, which bonds the light receiving surface of the
(A) The
(B) an
(B1)
(B1-1) The
(B1-2) A cell positioning block having a
(B1-3) A compression spring that elastically supports the
(B2) a
(B2-1) It has a flat
(B2-2) A
(B3) The
(B3-1) an elevating
(B3-2) the first horizontal posture in which the
In the second posture in which the
A
(B4) A cover glass positioning mechanism provided above the
(C) a vacuum pump that evacuates the
(D) the
At the first position of the
At the second position, the
The
The
The back surface of the
A
[0023]
The bonding apparatus of the present invention includes a vacuum chamber that maintains the internal pressure in a vacuum state. In the vacuum chamber, the light receiving surface of the solar battery cell and the one surface of the cover glass are bonded. By placing the solar battery cell and the cover glass in the vacuum chamber, bubbles mixed in the adhesive applied to the light receiving surface of the solar battery cell or one surface of the cover glass can be removed from the adhesive. Moreover, when bonding a photovoltaic cell and a cover glass, it can prevent that a bubble generate | occur | produces on an adhesion surface. This significantly reduces the number of defective products and improves the yield. Furthermore, since the bubbles can be removed during a series of bonding steps, the bubble removing step in the conventional vacuum defoaming tank is not required, and the manufacturing time is shortened.
[0024]
[0025]
The bonding apparatus includes a cell adsorbing member that adsorbs and holds solar cells from the back surface, a cover adsorbing member that adsorbs and holds the cover glass from the other surface side, an adsorption pressure of the cell adsorbing member, and an adsorption pressure of the cover adsorbing member And change the internal pressure of the vacuum chamberSystemControl device. Solar cell and cover glassPressureWhen wearing, SystemSince the control device controls the adsorption pressure of the cell adsorption member and the adsorption pressure of the cover adsorption member to be lower than the pressure in the vacuum chamber, the solar battery cell and the cover glass are reliably held in the vacuum chamber. This stabilizes the bonding operation.
[0026]
[0027]
The cell adsorption member of the present invention has a flat cell mounting surface.AndAnd the cover adsorbing member is a flat cover mounting surface.AndAnd a bar positioning surface. A solar battery cell is mounted on the cell mounting surface, and one side surface of the solar battery cell comes into contact with the cell positioning surface, and positioning of the solar battery cell on the cell mounting surface is performed.
Thus, after positioning, a photovoltaic cell is adsorbed-held by the cell adsorption | suction member. A glass cover is mounted on the cover mounting surface, and one side surface of the glass cover comes into contact with the cover positioning surface, and positioning of the glass cover on the cover mounting surface is performed. After the positioning is performed in this manner, the glass cover is sucked and held by the cover sucking member. As described above, the solar battery cell and the glass cover are each adsorbed on a flat surface, so that the solar battery cell or the cover glass is warped or twisted.ofMaterial distortion can be corrected. Thereby, both the solar battery cell and the cover glass can be evenly applied with pressure, and both can be pressure-bonded, so that extremely good adhesion can be performed. Also, the positioning of solar cells and cover glass, RankSince it is performed in contact with the positioning surface, the solar battery cell and the cover glass are not damaged or chipped during positioning. In addition, since the solar cells and the glass cover are securely sucked and held in this way, the relative positions of the solar cells and the glass cover are shifted during bonding.RukoAnd is prevented.
[0028]
[0029]
SEThe light-receiving surface of the solar cell adsorbed and held by the cell adsorbing member and the one surface of the cover glass adsorbed and held by the cover adsorbing member are opposed to each other, and the cell adsorbing member and the cover adsorbing member are brought close to each other. Then, the photovoltaic cell in which the adhesive is interposed and the cover glass are pressed and bonded to each other in the pressing direction by the cell adsorbing member and the cover adsorbing member. This cell adsorption memberThe cell positioning member isBullet is supported. This prevents an excessive force from acting on the solar cell and the cover glass, and prevents the solar cell and the cover glass from being damaged or chipped. Moreover, since the adhesive is prevented from protruding, the completed solar cell is not soiled. Moreover, this can adjust the total thickness of the solar cell after cover glass adhesion | attachment.
[0030]
[0031]
MosquitoBar adsorption partMaterialThe solar cell can be mounted on the surface of the cell adsorption member with the light receiving surface facing upward, and the cover on the cover placement surface of the cover adsorption member. The cover glass can be mounted with one side of the glass facing upward. Thereby, the application state of the adhesive applied to the light receiving surface of the solar battery cell or the adhesive applied to one surface of the cover glass can be easily confirmed, and the bonding operation can be performed more reliably. .
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a perspective view showing a basic configuration of a
[0033]
Next, the
[0034]
The
[0035]
The
[0036]
The
[0037]
Two short cylindrical
[0038]
When the
After the
SEThe
[0039]
Next, the
[0040]
The
A front wall perpendicular to the
[0041]
Above the
Each of the
[0042]
When the
After the
MosquitoThe
[0043]
Next, the
[0044]
The base end of the
[0045]
Next, with reference to FIG.2, FIG.3, FIG.6 and FIG. 7, the adhesion | attachment method of the
[0046]
First, as shown in FIG. 7, in step a1, an adhesive is applied on one
[0047]
Next, in step a2, the one
[0048]
Next, in step a3, the
[0049]
When the positioning of step a4 is completed, the
[0050]
In parallel with the above-described steps a1 to a6, steps a17 to a19 are performed. First, the
[0051]
When the
[0052]
The relative positions of the
[0053]
When all the steps a1 to a6 and a17 to a19 are completed, the process proceeds to step a7, and the vacuum pump connected to the
Thereafter, in step a8, the internal pressure of the
Thereby, the one
[0054]
After the reversal operation of step a9 is completed, when the internal pressure of the
[0055]
When the internal pressure of the
When the
This prevents an unnecessary force from acting on the
ThisSince the bonding operation is performed in the
[0056]
When the bonding process in step a11 is completed, the process proceeds to step a12, the vacuum pump connected to the
[0057]
As described above, bubbles are removed during a series of bonding steps between the
[0058]
In addition, the holding state of the solar cells and the cover glass can be easily released by lowering the adsorption pressure of the cell adsorption member and the adsorption pressure of the cover adsorption member in the range of 2 to 4 torr below the pressure in the vacuum chamber. There is no.
[0059]
The above-described bonding steps a1 to a17 can be automatically controlled by the
[0060]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to remove air bubbles mixed in the adhesive applied to the light receiving surface of the solar battery cell or one surface of the cover glass from the adhesive by placing the solar battery cell and the cover glass in the vacuum chamber. it can. Moreover, it can prevent that a bubble generate | occur | produces on an adhesion surface when adhere | attaching a photovoltaic cell and a cover glass. This greatly reduces the number of defective products and increases theStayWill improve. Furthermore, since the bubbles can be removed by a series of bonding steps, the bubble removing step in the vacuum defoaming tank of the prior art becomes unnecessary, and the manufacturing time is shortened.
[0061]
ThisThe adsorption pressure at which the cell adsorption member adsorbs the solar cell and the adsorption pressure at which the cover adsorption member adsorbs the cover glass are lower than the pressure in the vacuum chamber, so the solar cell and the cover glass must be securely in the vacuum chamber. Adsorbed and held. As a result, the bonding operation can be performed stably.
[0062]
ThickSince the solar cell and the cover glass are adsorbed on flat surfaces, respectively, the solar cell and the cover glass are warped or twisted.ofMaterial distortion can be corrected. Accordingly, since the pressure can be applied evenly to the entire surface of the solar battery cell and the cover glass, the bonding can be performed extremely well. Further, since the positioning of the solar cells and the cover glass is performed in contact with a smooth surface, the solar cells and the cover glass are not damaged or chipped during positioning.
[0063]
In addition, according to the present invention, it is possible to prevent a force larger than that necessary for adhesion between the solar battery cell and the cover glass from acting, and to prevent the solar battery cell and the cover glass from being damaged or chipped. . Further, since the adhesive is prevented from protruding, the completed solar cell is not contaminated.
[0064]
In addition, according to the present invention, since either the solar cell held by adsorption or the cover glass can be reversed, the solar cell is placed on the mounting surface of the cell adsorption member with the light receiving surface facing upward. The cover glass can be mounted with the one surface on which the adhesive is applied on the mounting surface of the cover adsorbing member facing upward. As described above, since the adhesive can be applied with the application surface facing up, it is easy to confirm the bonding operation.
[0065]
In addition, according to the present invention, the bubbles mixed in the adhesive are removed in the vacuum chamber, so that the operator carefully applies the adhesive so that the bubbles are not mixed by the screen printing method or the like as in the prior art. There is no need to perform this operation, and the liquid dispensing apparatus can be applied under atmospheric pressure, thereby improving work efficiency. Also, in the liquid dispensing apparatus, even if it is a two-component adhesive with high viscosity, it can be mixed at a predetermined mixing ratio and applied in a syringe container, so compared to application by the conventional screen printing method, Time management of the adhesive to be used becomes easy, and waste of the adhesive can be reduced.
[0066]
Further, according to the present invention, since the adhesive is prevented from protruding, the completed solar cell is not soiled. Moreover, this can adjust the total thickness of the solar cell after cover glass adhesion | attachment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a basic configuration of a
FIG. 2 is a front view of an
FIG. 3 is a right side view of the
4 is a cross-sectional view taken along section line IV-IV in FIG. 2. FIG.
FIG. 5 is a plan view of an
FIG. 6 is a flowchart showing a method for bonding
FIG. 7 is a perspective view showing a
FIG. 8 is a view showing a
FIG. 9 is a view showing an adhesive device 70 disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-63159.
[Explanation of symbols]
1 Bonding device
2 Vacuum chamber
3 Solar cells
4 Cell adsorption member
5 Cover glass
6 Cover adsorption member
7 Drive unit
19 Cell surface
20 cell loading stage
21 Cell positioning block
22, 35 Vacuum hole
26 Compression coil spring
29 Cell positioning roller
32 Cover surface
33 Covered stage
34 Cover positioning roller
37 Cover positioning member
Claims (5)
太陽電池セル3を裏面からセル吸着部材4のセル乗載面19に真空吸着して真空室2内に保持し、The solar battery cell 3 is vacuum-sucked from the back surface to the cell mounting surface 19 of the cell suction member 4 and held in the vacuum chamber 2,
太陽電池セル3の一側面は、セル乗載面19に垂直なセル位置決め面28を有するセル位置決めブロック21の前記セル位置決め面28に当接して位置決めされ、One side surface of the solar battery cell 3 is positioned in contact with the cell positioning surface 28 of the cell positioning block 21 having the cell positioning surface 28 perpendicular to the cell mounting surface 19.
セル位置決めブロック21は、そのセル位置決めブロック21が押下げられるとき以外は、圧縮ばね26によってセル位置決め面28がセル乗載面19よりも弾発的に突出し、The cell positioning block 21 is elastically protruded from the cell mounting surface 19 by the compression spring 26 except when the cell positioning block 21 is pushed down.
カバーガラス5を他方面からカバー吸着部材6のカバー乗載ステージ33に形成されたカバー乗載面32に真空吸着して真空室2内に保持し、The cover glass 5 is vacuum-sucked from the other surface to the cover mounting surface 32 formed on the cover mounting stage 33 of the cover suction member 6 and held in the vacuum chamber 2.
カバーガラス5の一側面は、カバー乗載ステージ33と一体的なカバー位置決め部材37のカバー乗載面32に垂直でカバー乗載面32よりも突出したカバー位置決め面38に当接して位置決めされ、One side surface of the cover glass 5 is positioned in contact with a cover positioning surface 38 that is perpendicular to the cover mounting surface 32 of the cover positioning member 37 integral with the cover mounting stage 33 and protrudes from the cover mounting surface 32.
セル吸着部材4のセル位置決めブロック21を、圧縮ばね26に抗して弾発的に、カバー吸着部材6のカバー位置決め部材37によって押下げ、セル乗載面19に真空吸着された太陽電池セル3の受光面およびカバー乗載面32に真空吸着されたカバーガラス5の前記一方面の少なくともいずれか一方に塗布された接着剤を介して、太陽電池セル3の受光面およびカバーガラス5の前記一方面を圧着し、The solar battery cell 3 that is pressed down by the cover positioning member 37 of the cover adsorbing member 6 elastically against the compression spring 26 and vacuum adsorbed on the cell mounting surface 19. The light receiving surface of the solar battery cell 3 and the one of the cover glass 5 are provided via an adhesive applied to at least one of the one surface of the cover glass 5 vacuum-adsorbed to the light receiving surface and the cover mounting surface 32. Crimp the direction,
太陽電池セル3とカバーガラス5との接着剤を介する圧着時に、セル吸着部材4の吸着圧力およびカバー吸着部材6の吸着圧力を、真空室2内の内部圧力よりも低くすることを特徴とする太陽電池セルとカバーガラスとの接着方法。The pressure of the cell adsorbing member 4 and the adsorbing pressure of the cover adsorbing member 6 are made lower than the internal pressure in the vacuum chamber 2 when the solar cell 3 and the cover glass 5 are bonded via an adhesive. Adhesion method between solar cell and cover glass.
太陽電池セルの受光面およびカバーガラスの前記一方面の少なくともいずれか一方に、接着剤を塗布することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の太陽電池セルとカバーガラスとの接着方法。Under the atmospheric pressure, with a predetermined amount of adhesive and a liquid dispensing device that discharges,
The solar battery cell and the cover glass according to any one of claims 1 to 3 , wherein an adhesive is applied to at least one of the light receiving surface of the solar battery cell and the one surface of the cover glass. Bonding method.
(a)太陽電池セル3とカバーガラス5とが挿入された状態で、内部圧力を真空状態に保持する真空室2と、(A) The vacuum chamber 2 that holds the internal pressure in a vacuum state with the solar battery cell 3 and the cover glass 5 inserted;
(b)真空室2内に設けられ、太陽電池セル3とカバーガラス5とを接着させる接着機構15であって、(B) an adhesion mechanism 15 provided in the vacuum chamber 2 for adhering the solar battery cell 3 and the cover glass 5;
(b1)太陽電池セル3を前記受光面を上方に臨ませてその受光面とは反対側の裏面側から真空吸着するセル吸着部材4であって、(B1) Cell adsorption member 4 that vacuum-sucks solar cell 3 from the back side opposite to the light receiving surface with the light receiving surface facing upward,
(b1−1)太陽電池セル3の裏面を水平に乗載する平坦なセル乗載面19を有し、このセル乗載面19には、第1の真空引き孔22が形成されるセル乗載ステージ20と、(B1-1) The cell mounting surface 19 on which the back surface of the solar battery cell 3 is mounted horizontally is mounted, and the cell mounting surface 19 is provided with a first vacuum drawing hole 22 formed thereon. Loading stage 20,
(b1−2)セル乗載面19に垂直であり、セル乗載面19上の太陽電池セル3の一側面に当接して太陽電池セル3の位置決めを行うセル位置決め面28を有するセル位置決めブロック21と、(B1-2) A cell positioning block having a cell positioning surface 28 that is perpendicular to the cell mounting surface 19 and that contacts the one side surface of the solar cell 3 on the cell mounting surface 19 to position the solar cell 3. 21 and
(b1−3)セル位置決めブロック21を、そのセル位置決めブロック21が押下(B1-3) Cell positioning block 21 is pressed by cell positioning block 21 げられるとき以外は、前記セル位置決め面28が前記セル乗載面19よりも上方に突出するように弾発支持する圧縮ばね26とを有するセル吸着部材4と、A cell adsorbing member 4 having a compression spring 26 that elastically supports the cell positioning surface 28 so as to protrude above the cell mounting surface 19, except when bent
(b2)カバーガラス5を他方面側から真空吸着して保持するカバー吸着部材6であって、(B2) A cover adsorbing member 6 that holds the cover glass 5 by vacuum adsorbing from the other surface side,
(b2−1)カバーガラス5の前記他方面を乗載する平坦なカバー乗載面32を有し、このカバー乗載面32には、第2の真空引き孔35が形成されるカバー乗載ステージ33と、(B2-1) It has a flat cover mounting surface 32 on which the other surface of the cover glass 5 is mounted, and the cover mounting surface 32 is provided with a cover mounting surface on which a second vacuum drawing hole 35 is formed. Stage 33;
(b2−2)カバー乗載面32に垂直でカバー乗載面32よりも突出し、カバー乗載面32上のカバーガラス5の一側面に当接してカバーガラス5の位置決めを行うカバー位置決め面38を有し、カバー乗載ステージ33と一体的であり、セル位置決めブロック21に当接可能なカバー位置決め部材37とを有するカバー吸着部材6と、(B2-2) A cover positioning surface 38 that is perpendicular to the cover mounting surface 32 and protrudes from the cover mounting surface 32 and contacts the one side surface of the cover glass 5 on the cover mounting surface 32 to position the cover glass 5. A cover adsorbing member 6 having a cover positioning member 37 that is integral with the cover mounting stage 33 and can contact the cell positioning block 21;
(b3)駆動装置7であって、(B3) The driving device 7,
(b3−1)カバー吸着部材6を、鉛直方向に昇降変位する昇降駆動源45と、(B3-1) an elevating drive source 45 that moves the cover adsorbing member 6 up and down in the vertical direction;
(b3−2)カバー吸着部材6を、カバー乗載面32が上方に臨む水平な第1姿勢と、(B3-2) the first horizontal posture in which the cover mounting surface 32 faces the cover adsorbing member 6 upward;
カバー乗載面32が下方に臨んでカバー乗載面32上のカバーガラス5の前記一方面53をセル乗載面19上の太陽電池セル3の受光面と対向する第2姿勢とに、In the second posture in which the cover mounting surface 32 faces downward and the one surface 53 of the cover glass 5 on the cover mounting surface 32 faces the light receiving surface of the solar cell 3 on the cell mounting surface 19.
水平軸線9まわりに180°回転する反転機構47とを有する駆動装置7と、A drive device 7 having a reversing mechanism 47 that rotates 180 ° around a horizontal axis 9;
(b4)カバー吸着部材6の上方に設けられ、前記第1姿勢となっているカバー吸着部材6のカバー乗載面32上のカバーガラス5を、カバー位置決め面38に位置決めするカバーガラス位置決め機構(34,40)とを有する接着機構15と、(B4) A cover glass positioning mechanism provided above the cover suction member 6 and positioning the cover glass 5 on the cover mounting surface 32 of the cover suction member 6 in the first posture on the cover positioning surface 38 ( 34, 40),
(c)真空室2内と、第1真空引き孔22と、第2真空引き孔35とを真空引きする真空ポンプと、(C) a vacuum pump that evacuates the vacuum chamber 2, the first vacuum hole 22, and the second vacuum hole 35;
(d)制御装置12であって、(D) the control device 12,
セル吸着部材4とカバーガラス位置決め機構(34,40)との上下方向の間にあるカバー吸着部材6の第1位置で、前記第1姿勢のカバー乗載面32上に乗載されかつ上方に臨む前記一方面53上に接着剤が塗布されたカバーガラス5を、カバーガラス位置決め機構(34,40)によってカバーガラス5をカバー位置決め面38に位置決めすべきカバー吸着部材6の第2位置に、昇降駆動源45によって、上昇して、At the first position of the cover adsorbing member 6 between the cell adsorbing member 4 and the cover glass positioning mechanism (34, 40), it is mounted on the cover mounting surface 32 in the first posture and upward. The cover glass 5 coated with an adhesive on the one surface 53 facing the cover glass 5 is moved to the second position of the cover adsorbing member 6 where the cover glass 5 should be positioned on the cover positioning surface 38 by the cover glass positioning mechanism (34, 40). Raised by the lift drive source 45,
前記第2位置で、カバーガラス位置決め機構(34,40)によってカバーガラス5を位置決めしてカバーガラス5の前記他方面を、前記第2真空引き孔35から真空ポンプによって、カバー乗載面32上に真空吸着し、At the second position, the cover glass 5 is positioned by the cover glass positioning mechanism (34, 40), and the other surface of the cover glass 5 is placed on the cover mounting surface 32 by the vacuum pump from the second vacuum drawing hole 35. Vacuum adsorbed on
真空室2を真空ポンプによって真空引きし、The vacuum chamber 2 is evacuated by a vacuum pump,
カバー吸着部材6を前記第2位置から昇降駆動源45によって下降し、前記第2姿勢に反転機構47によって回転し、The cover adsorbing member 6 is lowered from the second position by the elevating drive source 45 and rotated to the second posture by the reversing mechanism 47,
セル位置決め面28に位置決めされている太陽電池セル3の前記裏面を、前記第1真空引き孔22から真空ポンプによって、セル乗載面19に真空吸着し、カバーガラス5が真空吸着されているカバー乗載ステージ33を、昇降駆動源45によってカバー位置決め部材37がセル位置決めブロック21を圧縮ばね26に抗して弾発的に押下げて、接着剤を介して太陽電池セル3上に、カバーガラス5を押圧し、The back surface of the solar battery cell 3 positioned on the cell positioning surface 28 is vacuum-adsorbed to the cell mounting surface 19 from the first vacuum drawing hole 22 by a vacuum pump, and the cover glass 5 is vacuum-adsorbed The cover positioning member 37 is elastically pushed down the cell positioning block 21 against the compression spring 26 by the raising / lowering drive source 45, and the cover glass is placed on the solar battery cell 3 via the adhesive. Press 5,
太陽電池セル3とカバーガラス5との接着剤を介する圧着時に、セル吸着部材4の吸着圧力およびカバー吸着部材6の吸着圧力を、真空室2内の内部圧力よりも低くする制御装置12とを含むことを特徴とする太陽電池セルとカバーガラスとの接着装置。A control device 12 for lowering the adsorption pressure of the cell adsorption member 4 and the adsorption pressure of the cover adsorption member 6 to be lower than the internal pressure in the vacuum chamber 2 when the solar cell 3 and the cover glass 5 are bonded via an adhesive; A bonding apparatus between a solar battery cell and a cover glass.
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