JP5749953B2 - 太陽電池モジュールの製造装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
帯状である金属材料の上に光電変換のための各種製膜を行った後、所定長さに切断し、細長い太陽電池用のセルを得る。そして、このセルを複数枚、隣り合うセルの長辺側の縁部同士が重なるようにしてステージ上に並べ、重ね合わせた縁部同士を接合し、1枚の太陽電池モジュールとしている。このようにして製造された太陽電池モジュールは、複数枚のセルが電気的に直列接続された状態となり、実用的な電圧を得ることができる。
この装置では、吸着ヘッド84による、セル81の吸着、上昇F1、水平移動F2、降下F3、及び、吸着の解除、の順で搬送動作が行われ、吸着したセル81を、先に置かれているセル81の縁部82上に載せることができる。そして、ヘッド84が戻り、前記搬送動作が繰り返し行われ、次々とステージ83上にセル81が並べられる。
この場合、保持部が前進する際に、シート部材によってステージの吸引穴が塞がれ、また、保持部が後退する際には、このシート部材が吸引穴から剥がされるが、その代わりに、ステージに載せる対象のセルが当該吸引穴を覆って塞ぐ。このため、セルを長手方向に移動させてステージに載せる作業の際に、吸引穴が開口状態として放置されるのを防ぐことができ、ステージにおける吸引力が低下するのを防ぐことができる。
図1と図2は、本発明の製造装置1の概略構成及びその動作を示す側面図である。図3はこの製造装置1の平面図である。この製造装置1を含む製造システム(製造ライン)によって製造される太陽電池モジュール(以下、モジュールともいう)は、図5に示しているように、複数枚の細長い太陽電池用のセル2(太陽電池セル)を並べて備えており、これら複数のセル2の両側に電極4が設けられている。セル2は短冊形状であり、セル2の長手方向と、セル2が並べられるセル2の配列方向とは直交している。なお、図5では、説明を容易とするためにセル2を3枚のみとしているが、実際のモジュールでは、3枚よりも多いセル2を備えている。
配列方向で隣り合うセル2,2の縁部3,3同士は、接合金属を介して上下重ね合わされた状態にあり、当該接合金属によって、セル2,2は重ね合わされた縁部3,3において電気的及び構造的に接続されている。接合金属は、例えば半田6から成り、半田6は、セル2の縁部3に沿ってセル2の長手方向に沿って点在して設けられている。
そして、本発明の製造装置1は、ステージ10上において、隣り合うセル2,2の長辺側の縁部3,3同士が上下重なるようにして、前記配列方向にセル2を順に並べて置くことができる。
ステージ10には、セル2を吸着するために当該セル2の裏面に対して吸引を行う吸引穴15が、複数設けられている。吸引穴15は、保持部11の進退方向に沿って1列に並んで複数形成されており、さらに、この列はセル2の配列方向に複数設けられている。吸引穴15は、ステージ10のうち、セル2が並ぶ全領域に設けられており、(エアの)吸引を行うポンプ(図示せず)と接続されており、全領域において同時に吸引が行われる。以上より、ステージ10は、その上面10aに既に載っているセル2及びこれから載せるセル2を吸着して拘束することができる。
また、ステージ10は、1枚のセル2が載せられる毎に、配列方向に、セル2の短手方向寸法に相当する1ピッチ、移動することができる。
また、セル2の表面2a(図1(b)では上面)には、光電変換を行う発電層が形成されていることから、その表面2aに傷を付けないようにするのが好ましい。そこで、吸着プレート11aは、セル2の一部21の裏面2b(図1(b)では下面)を吸着する。
この吸着プレート11aは、製造装置1が備えているヘッド7に搭載されている。
進退移動機構17は、伸縮アクチュエータ(図示せず)を有しており、伸縮アクチュエータが伸張するとヘッド7を所定位置P2に位置させ、短縮するとヘッド7を待機位置P1に位置させる。
揺動機構18は、前記伸縮アクチュエータの先端に設けられた減速器付きモータ(図示せず)を有しており、このモータの出力軸にヘッド7が固定されている。モータの出力軸を所定角度について一方向に回転させると、ヘッド7は、図1(c)から図2(a)に示しているように、所定位置P2において、水平線C1(プーリ31の軸)を中心として下方へ揺動する。ヘッド7が下方へ揺動した状態で、進退移動機構17の伸縮アクチュエータが短縮動作を行うと、ヘッド7は待機位置P1側へステージ10に沿って後退する(図2(b)から図2(c)参照)。そして、前記モータの出力軸を前記所定角度について他方向に回転させると、待機位置P1において、ヘッド7は、水平線C1(プーリ31の軸)を中心として上方へ揺動し、図1(a)の状態に復帰することができる。
プーリ31,32間におけるベルト33上には、セル2を載せることができ、吸着プレート11aに吸着保持され進退移動機構17によって前記所定位置P2へと搬送されるセル2を下から支持することができる。
そして、ヘッド7が下方に揺動した状態で、ガイドローラ35がステージ10の上面10aに接地すると、押さえ部材13と、ステージ10に理想的な状態で(平面的に)載ったセル2の上面との間には、僅かな隙間gが形成される。すなわち、ガイドローラ35の半径は、押さえ部材13の半径と、セル2の厚さと、前記隙間gとの和に設定されている。
この押さえ部材13によれば、ステージ10上に吸着したセル2の一部が上に浮きそうな場合であっても、ヘッド7を後退させる際に、当該セル2の上を通過して、セル2の浮き上がり部に当接して、当該浮き上がり部をステージ10側へ押さえることができる。
図1(a)と(b)とに示すように、所定の長さにされステージ10に載せる対象となるセル2が、搬送装置50によってヘッド7側へ搬送され、このセル2は、その搬送方向前方側の端部22に近い一部21が吸着プレート11aの上に載る位置まで、搬送される。吸着プレート11aは待機位置P1に位置しており、この吸着プレート11aがセル2の前記一部21を吸着して保持する(以上、準備工程)。
このため、ステージ10に載せていくセル2の一部が上に浮きそうな場合であっても、セル2をフラットな状態としてステージ10に吸着させていくことが可能となり、その後に、実行されるセルの縁部3,3同士の接合(例えば半田による接合)を確実に行うことが可能となる。
また、従来の装置では、セル81の上面(発電層成膜面)に吸着ヘッド84が吸着するため、発電層に傷を付けるおそれがあるが、本実施形態によれば、セル2を搬送するために吸着プレート11aが吸着する面は、セル2の下面側であるので、このような損傷を防止することができる。
なお、図3では蓋部材40は1枚であり、X1領域の吸引穴15をまとめて覆う形態を示しているが、進退方向に沿って1列の吸引穴15を覆う蓋部材40が、配列方向に複数設けられ、セル2がステージ10に載せられる際に1列ずつ剥がされるものでもよい。
すなわち、図6(a)に示しているように、ヘッド7には、第3のプーリ36が搭載されており、また、前記第2のプーリ32の近傍に第4のプーリ37が設けられ、これらプーリ36,37間にベルト状のシート部材9が架けられている。また、プーリ36,37間の距離は変化することから、プーリ36,37間におけるシート部材9の長さを変化させる調整機構38が設けられている。
そして、この前進工程に続いて実行される後退工程の際には、第3のプーリ36は、所定位置P2側から待機位置P1側へと向かってステージ10の上面10aの近傍を走行する。これにより、図6(b)に示しているように、前進工程において塞いでいた吸引穴15からシート部材9は剥がされ、その代わりに、ステージ10に載せる対象のセル2が当該吸引穴15を覆って塞ぐこととなる。このため、図6(b)に示す領域X2では、セル2をステージ10に載せる作業の際に、吸引穴15が開口状態として放置されるのを防ぐことができる。
また、シート9用の調整機構38は、ベルト33用の調整機構34と同様の構成であり、調整用のプーリ38aを有している。そして、第3のプーリ36の進退移動に合わせて上下移動し、シート9の弛みの発生を防止するように移動する。
そして、ベルト33用の調整機構34は、第2のプーリ32と第4のプーリ37とによって、水平方向のベルト33を上下方向に転向している。つまり、シート9用である第4のプーリ37を、ベルト33用にも兼用しており、部材の省略化を図っている。
また、前進工程では、プーリ31,37間の(下側の)ベルト33の進行方向は、矢印R1方向であり、プーリ36,37間の(上側の)シート部材9の進行方向は、矢印R2方向であり、上下で近接するこれらベルト33及びシート部材9は同期して同方向に移動する。また、後退工程でも、上下で近接するベルト33及びシート部材9は同期して同方向(矢印R1,R2とは反対方向)に移動する。このため、第4のプーリ37の兼用が可能となる。
Claims (4)
- 複数枚の細長く可撓性を有する太陽電池用のセルを、その長辺側の縁部同士が上下重なるようにして、並べて載せると共に、これらセルを吸着するステージを備えた太陽電池モジュールの製造装置であって、
前記ステージに載せる対象となる太陽電池用のセルの一部を保持可能でありかつ当該保持を解除可能な保持部と、
前記セルの長手方向を移動方向として前記保持部を前記ステージ上で進退移動させることができ、前進させた前記保持部が保持する前記セルの前方側の端部を前記ステージに吸着させてから、当該保持部による当該セルの保持を解除した状態で、当該保持部を後退させる移動手段と、
前記保持部を後退させる際に、前記ステージに吸着していく前記セルの上を通過して当該セルの浮き上がり部を当該ステージ側へ押さえる押さえ部材と、
を備えていることを特徴とする太陽電池モジュールの製造装置。 - 前記保持部は、前記セルの裏面を吸着する吸着部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。
- 前記ステージには、前記セルを吸着するために当該セルの裏面に対して吸引を行う吸引穴が、前記保持部の進退方向に並んで複数設けられており、
前記保持部が前進する際に、当該前進方向に並ぶ前記吸引穴を順次覆って塞ぐと共に、前記保持部が後退する際に、塞いでいた前記吸引穴から剥がれるシート部材を備えている請求項1又は2に記載の太陽電池モジュールの製造装置。 - 複数枚の細長く可撓性を有する太陽電池用のセルを、その長辺側の縁部同士が上下重なるようにして、ステージの上面に並べて載せる太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記ステージに載せる対象となる太陽電池用のセルの一部を保持した保持部を、当該セルの長手方向を移動方向として前記ステージ上の所定位置へ前進させる前進工程と、
前記所定位置へと前進させた前記保持部が保持している前記セルの前方側の端部を前記ステージに吸着させてから、当該保持部による当該セルの保持を解除した状態で、当該保持部を前記所定位置から後退させることにより、当該セルを当該前方側の端側から前記ステージ上に載せて吸着させる後退工程と、
を含み、
前記後退工程において、前記ステージ上に吸着していく前記セルの上を押さえ部材が通過して、当該セルの浮き上がり部を押さえることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
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