JP4057940B2

JP4057940B2 - 太陽電池素子の製造装置

Info

Publication number: JP4057940B2
Application number: JP2003087432A
Authority: JP
Inventors: 宏明高橋; 俊彦兼子; 智史小田; 洋隆林
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2023-03-27
Also published as: JP2004296798A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は太陽電池素子の製造装置に関し、特に表面に電極を有する太陽電池素子をはんだ融液に浸漬して電極の表面にはんだ層を形成する太陽電池素子の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来より、太陽電池素子の受光面電極と裏面電極は、パターンマスクを用いたスクリーン印刷法で銀ペーストを印刷して焼成することにより形成されている。この電極の表面は、複数の太陽電池素子をインナーリードで接続して使用したり、電極の長期信頼性を確保したり、抵抗を低減したりするために、はんだで被覆する。
【０００３】
電極の表面にはんだ付けを行う場合、複数の太陽電池素子を金属製のウェハーキャリアにセットして自動はんだ装置でフラックスを塗布して乾燥してはんだ融液６に浸漬し、引き上げた後にフラックスを洗浄して乾燥することによって行っていた（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
図３は太陽電池素子の電極表面にはんだ層を形成する際に使用する一般的な製造装置を示す図である。図３において、１は太陽電池素子、２はウェハーキャリア、３はアーム、５ははんだ槽、６ははんだ融液を示す。
【０００５】
複数の太陽電池素子１をセットしたウェハーキャリア２をアーム３で支持してはんだ槽５のはんだ融液６に浸漬して引き上げることによって太陽電池素子１の電極の表面にはんだ層を形成する。この方法によれば複数の太陽電池素子１の表面に同時にはんだ層を形成できるため生産性がよい。
【０００６】
しかし、複数の太陽電池素子１をウェハーキャリア２にセットして速い速度ではんだ融液６に浸漬すると、比重の軽い太陽電池素子１が浮き上がってウェハーキャリア２から出たり、ウェハーキャリア２とぶつかり割れたりするという問題が発生することがあった。
【０００７】
この問題を回避するには、はんだ融液６への浸漬速度を遅くすればよいが、はんだ融液６への浸漬速度を遅くすると太陽電池素子１の下方側のはんだ融液６への浸漬時間が長くなって電極の銀がはんだ融液６中に溶けだすいわゆるはんだ食われが発生し、電極強度が弱くなるという問題が発生することがあった。
【０００８】
また、ウェハーキャリア２とアーム３とははんだが付着しにくい金属であるステンレス鋼で形成するのが一般的である。ステンレス鋼にはんだが付着しにくいのは表面に自然酸化膜が形成されやすく、この自然酸化膜がはんだの濡れを阻害するからである。しかし、はんだに浸漬する前に塗布するフラックスにはこの酸化膜を除去する作用があるため、長期にわたって使用を繰り返すと、ステンレス鋼表面の酸化膜が薄くなり、はんだが付着するようになってしまう。アーム３にはんだが付着すると、ウェハーキャリア２とアーム３とが付着したり、アーム３とウェハーキャリア２との間にはんだが挟まり、ウェハキャリ２をアーム３で確実に支持できないなどのトラブルが発生することがあった。
【０００９】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、太陽電池素子の電極の表面にはんだ層を生産性よく形成するための太陽電池素子の製造装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−３１９６１６号公報
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の太陽電池素子の製造装置は、表面に電極が形成された複数の太陽電池素子をウェハーキャリアに収容し、このウェハーキャリアをはんだ融液に浸漬して前記電極の表面にはんだ層を形成する太陽電池素子の製造装置において、断面が半円形状の先端部を有し、前記太陽電池素子の浮遊を防止する押さえバーを前記太陽電池素子の上部に備えることを特徴とする。また、本発明の太陽電池素子の製造装置は、前記ウェハーキャリアを保持するアームをさらに有することを特徴とする。
【００１２】
上記太陽電池素子の製造装置では、前記アームと押さえバーとが金属からなり、その表面がチタン、クロム、アルミニウム、ジルコニウム、タングステン、タンタル、鉄、モリブデンのいずれかの酸化物で被覆されていることが望ましい。
【００１３】
さらに上記太陽電池素子の製造装置ではアームと押さえバーがチタン、クロム、アルミニウム、ジルコニウム、タングステン、タンタル、鉄、モリブデンのいずれかの酸化物からなっていてもよい。
【００１４】
また、上記太陽電池素子の製造装置では、前記アームと押さえバーとが金属からなり、その表面がエンジニアリング・プラスチックで被覆されていることが望ましい。
【００１５】
さらに、上記太陽電池素子の製造装置では、前記アームと押さえバーとがエンジニアリング・プラスチックで形成されていてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明に係る太陽電池素子の製造装置の一実施形態を説明するための図であり、図２は図１のウェハーキャリアを側面から見たときの図である。図において１は太陽電池素子、２はウェハーキャリア、３はアーム、４は押さえバー、５ははんだ槽、６ははんだ融液を示す。
【００１７】
本発明の太陽電池素子の製造装置では、表面に電極が形成された複数の太陽電池素子１をウェハーキャリア２に収容し、このウェハーキャリア２をアーム３で保持してはんだ槽５の中にあるはんだ融液６に浸漬して太陽電池素子１の電極の表面にはんだ層を形成するものである。
【００１８】
本発明の太陽電池素子１の製造装置では、太陽電池素子１の上部に太陽電池素子１の浮遊を防止するための押さえバー４を設けている。このようにすることにより、複数の太陽電池素子１をウェハーキャリア２にセットして速い速度ではんだ融液６に浸漬しても、この押えバー４によって太陽電池素子１の浮き上がりが阻止できる。もって、複数の太陽電池素子１を速い速度ではんだ融液６に浸漬しても、比重の軽い太陽電池素子１が浮き上がってウェハーキャリア２から出たり割れたりするという問題が発生することはない。
【００１９】
この押さえバー４ははんだ融液６に浸漬する際にウェハーキャリア２に収容されている全ての太陽電池素子１を上方から押さえる構造であればよく、アーム３とは異なる駆動系に接続されていてはんだ融液６に浸漬される直前に上方から下降し、ウェハーキャリア２の中に収容されている全ての太陽電池素子１を押さえてもよいし、アーム３にとりつけておいてアーム３がウェハーキャリア２を保持するときに、同時に太陽電池素子１を押さえる構造にしてもよい。また太陽電池素子１をウェハーキャリア２に収容後、押さえバー４をウェハーキャリア２に取り付けておいてはんだ融液６に浸漬させた後、ウェハーキャリア２から太陽電池素子１を取り出す前に押さえバー４をはずすことも可能である。
【００２０】
太陽電池素子１と直接接触する押さえバー４の先端部は鋭利な構造でない方がよい。これは太陽電池素子１が浮き上がったときに押さえバー４が太陽電池素子１に衝撃を与え、割れたり欠けたりすることを回避するためである。
【００２１】
また、太陽電池素子１と押さえバー４の接触幅が大きすぎると、複数の太陽電池素子１をセットしたウェハーキャリア２をはんだ融液６に浸漬した際に、はんだ融液６が上方に抜けなかったり、引き上げる際に太陽電池素子１の間にはんだ融液６が入り込まなかったりして太陽電池素子１の電極表面にはんだ層が形成されない箇所が発生するという問題が起きることがある。そのため、太陽電池素子１と押さえバー４の接触幅はなるべく小さくしておく必要がある。これらの点から、太陽電池素子１と直接接触する押さえバー４の先端部はその断面が半円の形状であることが望ましい。
【００２２】
アーム３と押さえバー４とは金属からなり、その表面がチタン、クロム、アルミニウムのいずれかの酸化物で被覆されていた方がよい。このようにすると金属によりその強度が確保されるとともに、表面がはんだの濡れを阻害する酸化物で形成されるため、はんだが付着しにくい。そのため、従来問題であったウェハーキャリア２とアーム３とが付着したり、アーム３とウェハーキャリア２との間にはんだが挟まり、ウェハキャリア２を確実に支持できないなどのトラブルを解消することができる。また、押さえバー４の表面をチタン、クロム、アルミニウム、ジルコニウム、タングステン、タンタル、鉄、モリブデンのいずれかの酸化物で被覆すると、押さえバー４と太陽電池素子１の付着による太陽電池素子１の割れや、押さえバー４に付着した余剰なはんだが太陽電池素子１に付着するという問題を防止できる。金属の表面をセラミックスもしくはチタン、クロム、アルミニウムのいずれかの酸化物で被覆するためには、例えば溶射などの方法で１μｍ程度の厚みに形成すればよい。
【００２３】
また、アーム３と押さえバー４をチタン、クロム、アルミニウム、ジルコニウム、タングステン、タンタル、鉄、モリブデンのいずれかの酸化物で形成すれば、フラックスの使用を繰り返しても、酸化膜が表面のみに形成されているわけではないので、その効果が持続する。
【００２４】
また、アーム３と押さえバー４を金属で形成し、その表面をエンジニアリング・プラスチックで被覆したものでもよい。ここでエンジニアリング・プラスチックとは、熱可塑性樹脂のうち高性能のものをいい、耐熱性が１００℃以上、強度が５００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上、曲げ弾性率が２４０００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上あるプラスチックのことをいう。エンジニアリング・プラスチックはいずれもはんだとの濡れ性が悪いため、アーム３や押さえバー４にはんだが付着することはなくなる。そのため従来問題であったウェハーキャリア２とアーム３とが付着したり、アーム３とウェハーキャリア２との間にはんだが挟まり、ウェハキャリア２を確実に支持できないなどのトラブルを解消することができる。また、押さえバー４の表面をエンジニアリング・プラスチックで被覆すると、押さえバー４と太陽電池素子１の付着による太陽電池素子１の割れや押さえバー４に付着した余剰なはんだが太陽電池素子１に付着するという問題を防止できる。金属の表面をエンジニアリング・プラスチックで被覆するには、溶射、浸漬、塗布、貼りつけなどさまざまな方法があり、形成する厚みはその材料に合わせて選択すればよい。
【００２５】
また、エンジニアリング・プラスチックはいずれも金属より柔らかい材料であるため、太陽電池素子１と接触したとしても太陽電池素子１に与える衝撃を小さくすることができ、太陽電池素子１の割れや欠けの問題を有効に抑制することが可能になる。
【００２６】
さらに、アームと押さえバーをエンジニアリング・プラスチックで形成することも可能である。このようにしてもアーム３と押さえバー４を金属で形成し、表面をエンジニアリング・プラスチックで被覆したときと同様の効果を得ることができる。
【００２７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正および変更を加えることができる。例えばアーム３は太陽電池素子１をはんだ融液６に浸漬させるためにウェハーキャリア２を支持するものであり、押さえバー４は太陽電池素子１を押さえるためのものであって、その形状はこれに限定されるものではない。
【００２８】
また、本発明は多くの応用を加えることも可能である。例えばはんだの被処理物は太陽電池素子以外にもいろいろな分野の基板に応用することが可能である。また本発明によればはんだ付着防止の効果を得ることができるので、はんだ槽やその中の設置物、またウェハーキャリアに応用することも可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る太陽電池素子の製造装置によれば、ウェハーキャリアに収容した複数の太陽電池素子の上部に浮遊を防止するための押さえバーを設けたことから、複数の太陽電池素子を速い速度ではんだ融液に浸漬しても、太陽電池素子をウェハーキャリア内に確実に保持できる。
【００３０】
また、アームと押さえバーを金属で形成するとともに、その表面をセラミックスもしくはチタン、クロム、アルミニウム、ジルコニウム、タングステン、タンタル、鉄、モリブデンのいずれかの酸化物で被覆すると、アームや押さえバーにはんだが付着することはなくなり、ウェハーキャリアをアームに確実に支持できるとともに、押さえバーと太陽電池素子との付着や太陽電池素子へのはんだの付着も防止できる。
【００３１】
また、アームと押さえバーを金属で形成するとともに、その表面をエンジニアリング・プラスチックで被覆すると、アームや押さえバーにはんだが付着することはなくなり、アームや押さえバーにはんだが付着することはなくなり、ウェハーキャリアをアームに確実に支持できるとともに、押さえバーと太陽電池素子との付着や太陽電池素子へのはんだの付着も防止でき、さらにエンジニアリング・プラスチックは金属よりも柔らかい材料であるため、太陽電池素子と接触したとしても太陽電池素子に与える衝撃を小さくすることができ、太陽電池素子の割れや欠けの問題を有効に抑制できる。
【００３２】
さらに、アームと押さえバーとをエンジニアリング・プラスチックで形成すると、アームと押さえバーを金属で形成して表面をエンジニアリング・プラスチックで被覆したときと同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る太陽電池素子の製造装置の一実施例を示す図である。
【図２】本発明に係る太陽電池素子の製造装置の一実施例を示す図であり、図１の側面図である。
【図３】従来の太陽電池素子の製造装置を示す図である。
【符号の説明】
１：太陽電池素子、２：ウェハーキャリア、３：アーム、４：押さえバー、５：はんだ槽、６：はんだ融液

Claims

表面に電極が形成された複数の太陽電池素子をウェハーキャリアに収容し、このウェハーキャリアをはんだ融液に浸漬して前記電極の表面にはんだ層を形成する太陽電池素子の製造装置において、
断面が半円形状の先端部を有し、前記太陽電池素子の浮遊を防止する押さえバーを前記太陽電池素子の上部に備えることを特徴とする太陽電池素子の製造装置。
前記ウェハーキャリアを保持するアームをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池素子の製造装置。
前記アームと前記押さえバーが金属からなり、その表面がチタン、クロム、アルミニウム、ジルコニウム、タングステン、タンタル、鉄、モリブデンのいずれかの酸化物で被覆されていることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池素子の製造装置。
前記アームと前記押さえバーがチタン、クロム、アルミニウムジルコニウム、タングステン、タンタル、鉄、モリブデンのいずれかの酸化物からなることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池素子の製造装置。
前記アームと前記押さえバーとが金属からなり、その表面がエンジニアリング・プラスチックで被覆されていることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池製造装置。
前記アームと前記押さえバーとがエンジニアリング・プラスチックからなることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池製造装置。