JP6656424B2 - 太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1にかかる太陽電池モジュールの製造方法の手順を示すフローチャートである。本発明の実施の形態1にかかる太陽電池モジュールの製造方法は、主たる工程として、フラックス塗布工程と、積層工程と、押さえ工程と、予備加熱工程と、加熱工程と、を含む。また、積層工程は、第1タブ線配置工程と、太陽電池セル配置工程と、第2タブ線配置工程と、を有する。以下、本実施の形態1にかかる太陽電池モジュールの製造方法について工程順に説明する。
まず、本実施の形態にかかる太陽電池モジュールの製造方法の主要な工程に先立って、ステップS10において、タブ線1を準備するタブ線準備工程が実施される。図2は、本発明の実施の形態1にかかる太陽電池モジュールの製造方法の一例を説明するための工程図であり、タブ線1を準備する工程のうちボビン2から引き出されるタブ線1を示す図である。図3は、本発明の実施の形態1にかかる太陽電池モジュールの製造方法の一例を説明するための工程図であり、タブ線1を準備する工程のうちタブ線1の「くせ」を取り除く工程を示す図である。図4は、本発明の実施の形態1にかかる太陽電池モジュールの製造方法の一例を説明するための工程図であり、タブ線1を準備する工程のうち「くせ」が取り除かれたタブ線1がタブ線切断装置5により切断されてタブ線移載装置6により保持される状態を示す模式図である。
タブ線準備工程の後、ステップS20において、太陽電池セル11の表裏面のバス電極にフラックスを塗布するフラックス塗布工程が実施される。図5は、本発明の実施の形態1にかかる太陽電池モジュールの製造方法において用いられる太陽電池セル11を受光面側から見た模式斜視図である。図6は、本発明の実施の形態1にかかる太陽電池モジュールの製造方法において用いられる太陽電池セル11を受光面と対向する裏面側から見た模式斜視図である。
フラックス塗布工程の後、ホットプレート23上に太陽電池セル11とタブ線とを積層する積層工程が実施される。積層工程においては、第1タブ線配置工程と、太陽電池セル配置工程と、第2タブ線配置工程と、が実施される。図10は、本発明の実施の形態1にかかる太陽電池モジュールの製造方法の一例を説明するための工程図であり、タブ線1を用いて隣接する太陽電池セル11同士を相互接続する際の構成部材の位置関係を概念とした模式的分解斜視図である。
図11は、本発明の実施の形態1にかかる太陽電池モジュールの製造方法の一例を説明するための工程図であり、タブ線1がホットプレート23に配置されて押さえ装置25により上部から押さえられた状態を示す斜視図である。図12は、本発明の実施の形態1にかかる太陽電池モジュールの製造方法の一例を説明するための工程図であり、タブ線1がタブ線溝24に配置される状態を示す断面図である。図13は、本発明の実施の形態1にかかる太陽電池モジュールの製造方法において用いられるホットプレート23の上面に形成されたタブ線溝24を示す斜視図である。
図14は、本発明の実施の形態1にかかる太陽電池モジュールの製造方法の一例を説明するための工程図であり、太陽電池セル11がホットプレート23上に配置された状態を示す斜視図である。ステップS40の太陽電池セル配置工程では、図14に示すように、第1面である裏側が下向きとされ、第2面である受光面側が上向きとされた太陽電池セル11が、ホットプレート23上、すなわちホットプレート23に配置された4本のタブ線1上に、図示しない搬送装置によって配置される。太陽電池セル11は、第1面接続電極である裏面銀バス電極17の位置をホットプレート23上のタブ線1の位置に合わせてホットプレート23上に配置される。太陽電池セル11は、ホットプレート23の上面に形成された吸着穴からなる図示しない吸着部によってホットプレート23に吸着されて固定された状態となる。
図15は、本発明の実施の形態1にかかる太陽電池モジュールの製造方法の一例を説明するための工程図であり、タブ線1が太陽電池セル11上に配置された状態を示す斜視図である。ステップS50の第2タブ線配置工程では、図15に示すように4本の第2タブ線であるタブ線1が、太陽電池セル11上に図示しないタブ線移載装置6によって配置される。タブ線1は、太陽電池セル11の上面において太陽電池セル11の第2面接続電極である受光面銀バス電極14上に配置される。
図16は、本発明の実施の形態1にかかる太陽電池モジュールの製造方法の一例を説明するための工程図であり、太陽電池セル11上に配置されたタブ線1が押さえ装置25により上部から押さえられた状態を示す斜視図である。ステップS60の押さえ工程では、図16に示すように、押さえ装置25により上部から押さえられる。適切なはんだ付けを実現するためには、はんだ付け時のタブ線1の押さえ付け力を適切に設定することが必要である。押さえ装置25による押さえ付け力を、1点あたり1.0Nから3.5Nに設定することにより、均一で、接合信頼性の高いはんだのフィレットを形成可能となり、接合信頼性の高いはんだ接合が可能となる。1点あたりの押さえ付け力が1.0N未満の場合には、タブ線1と太陽電池セル11の接続電極とを適切に密着させることができない場合がある。1点あたりの押さえ付け力が3.5Nより大の場合は、押さえ装置25の力により、はんだの溶融時に裏面銀バス電極17とタブ線1との間のはんだの厚みが変化する可能性がある。
つぎに、ステップS70の予備加熱工程において、タブ線1および太陽電池セル11をホットプレート23により予備加熱する。ホットプレート23は、はんだ付け前のタブ線1および太陽電池セル11の温度が常に所望の予備加熱温度になるように、既定の予備加熱温度に設定されている。本実施の形態1では、ホットプレート23の予備加熱温度を180±3℃、すなわち177℃から183℃としている。ホットプレート23の予備加熱は、タブ線1の予備加熱を確実に既定の温度、すなわち180±3℃で行うために、タブ線1により接続される隣り合う太陽電池セル11の加熱工程が終了するまで、予備加熱状態を保持する。予備加熱は、太陽電池ストリングの全ての太陽電池セル11の加熱工程が終了するまで予備加熱を保持してもよい。
図17は、本発明の実施の形態1にかかる太陽電池モジュールの製造方法の一例を説明するための工程図であり、加熱工程の実施状態を示す斜視図である。ステップS80の加熱工程では、予備加熱により180±3℃に昇温されているタブ線1および太陽電池セル11を、ホットプレート23上に載せた状態でランプヒータ28から赤外線29を照射することにより、タブ線1と太陽電池セル11とについて所望の温度プロファイルが得られる様に、既定の加熱温度にタブ線1と太陽電池セル11とを昇降温させる。これにより、タブ線1が太陽電池セル11の第2面接続電極である受光面銀バス電極14および第1面接続電極である裏面銀バス電極17にはんだ付けされ、太陽電池セル11とタブ線1とが接合される。
Claims (10)
- 第1面と第2面とを有する太陽電池セルにおける、前記第1面に設けられた第1面接続電極と、前記第2面に設けられた第2面接続電極と、にフラックスを塗布するフラックス塗布工程と、
表面が無鉛はんだで被覆された第1タブ線と、前記第2面が上向きにされた前記太陽電池セルと、表面が無鉛はんだで被覆された第2タブ線と、をホットプレート上に積層する積層工程と、
前記第2タブ線を押さえ装置により上部から押さえる押さえ工程と、
前記太陽電池セルを前記ホットプレートにより既定の予備加熱温度に予備加熱する予備加熱工程と、
前記太陽電池セルをランプヒータの赤外線により前記第2面側から既定の加熱温度に加熱した後、前記太陽電池セルを前記予備加熱温度に降温させる加熱工程と、
を含み、
前記第1タブ線は、前記ホットプレートの上面において前記太陽電池セルの前記第1面接続電極に対応する位置に設けられたタブ線溝に配置され、さらに前記タブ線溝の底部に設けられた複数の吸着部によって前記タブ線溝に吸着されて固定され、
前記タブ線溝に前記第1タブ線を接触させた状態で加熱しながら、前記タブ線溝に配置された前記第1タブ線と前記第1面接続電極とをはんだ付けし、前記第2面接続電極と前記第2タブ線とをはんだ付けすること、
を特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。 - 前記第1タブ線のタブ厚Td、前記第1タブ線のタブ幅Tw、前記タブ線溝の溝深さMdおよび前記タブ線溝の溝幅Mwは、タブ厚Td≒溝深さMd、タブ厚Td>溝深さMd、タブ幅Tw≒溝幅Mw、且つタブ幅Tw<溝幅Mwであること、
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方法。 - 前記積層工程は、
前記ホットプレートの上面において前記太陽電池セルの前記第1面接続電極に対応する位置に設けられたタブ線溝に前記第1タブ線を配置し、さらに前記タブ線溝の底部に設けられた複数の吸着部によって前記第1タブ線を前記タブ線溝に吸着して固定する第1タブ線配置工程と、
前記第1面接続電極の位置を前記第1タブ線の位置に合わせて前記太陽電池セルを前記ホットプレート上に配置する太陽電池セル配置工程と、
前記太陽電池セルの前記第2面接続電極上に前記第2タブ線を配置する第2タブ線配置工程と、
を有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方法。 - 前記フラックス塗布工程では、前記太陽電池セルである第1太陽電池セルと第2太陽電池セルに対してフラックスを塗布し、
前記積層工程では、前記第1太陽電池セルと前記第2太陽電池セルとを隣り合わせて配置し、前記第1太陽電池セルの前記第1面接続電極と前記第1タブ線の一方の側の部分との位置を合わせて前記第1タブ線と前記第1太陽電池セルとを積層し、前記第2太陽電池セルの前記第2面接続電極と前記第1タブ線の他方の側の部分との位置を合わせて前記第1タブ線と前記第2太陽電池セルとを積層し、
前記加熱工程では、前記第1太陽電池セルと前記第2太陽電池セルとに対して個別に加熱が実施され、
前記予備加熱工程では、前記第1太陽電池セルと前記第2太陽電池セルとの前記加熱工程が終了するまで予備加熱を保持すること、
を特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の太陽電池モジュールの製造方法。 - 前記予備加熱工程における前記予備加熱温度が、177℃から183℃であり、
前記加熱工程における前記加熱温度が248℃から264℃であること、
を特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の太陽電池モジュールの製造方法。 - 前記加熱工程において前記太陽電池セルを前記予備加熱温度から前記加熱温度に加熱する時間が3.6秒から3.8秒であり、
前記加熱工程後に前記太陽電池セルを前記加熱温度から前記予備加熱温度に冷却する時間が7.0秒から9.0秒であること、
を特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の太陽電池モジュールの製造方法。 - 前記押さえ工程において前記第2タブ線を押さえる力が、1点あたり1.0Nから3.5Nであること、
を特徴とする請求項1から6のいずれか1つに記載の太陽電池モジュールの製造方法。 - 前記第1タブ線および前記第2タブ線は、銅線の表面がSn−Ag−Cu系はんだにより被覆されてなること、
を特徴とする請求項1から7のいずれか1つに記載の太陽電池モジュールの製造方法。 - 前記Sn−Ag−Cu系はんだの組成は、銀が2.0wt%から3.3wt%であり、銅が0.4wt%から3.0wt%であり、残りが錫であること、
を特徴とする請求項8に記載の太陽電池モジュールの製造方法。 - 前記フラックスは、エステル化合物と、ロジン系樹脂酸または変性ロジンと、を有すること、
を特徴とする請求項1から9のいずれか1つに記載の太陽電池モジュールの製造方法。
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