JPH06169098A - 太陽電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 加熱溶着リード線を、電気的な特性を低下す
ることなく低温で確実に溶着する。 【構成】 太陽電池基板２と加熱溶着リード線３とを、
圧着台１とヒーターチップ４とで挟着し、ヒーターチッ
プ４で加熱溶着リード線３を加熱して太陽電池基板２に
溶着する。圧着台１は、太陽電池基板２を押圧する面を
断熱硬質材１Ａとする。 【効果】 断熱硬質材は、ヒーターチップが加熱溶着リ
ード線を加熱するときに、圧着台からの放熱を遮断す
る。このため、ヒーターチップの熱は加熱溶着リード線
の加熱に有効に使用されて、ヒーターチップの温度を低
く設定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池の製造方法に
関し、とくに、加熱すると溶融して接着される加熱溶着
リード線を接続して太陽電池を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電卓等に使用されるアモルファスシリコ
ン太陽電池の支持基板には、通常ガラス基板が使用され
ている。電卓に使用される太陽電池は、加熱すると溶融
して接着できる加熱溶着リード線を使用して、電卓の電
子回路に簡単に接続できる。加熱溶着リード線には、導
電材を熱可塑性樹脂でシート状に成形した異方性導電材
等が使用できる。異方性導電材のリード線を太陽電池基
板に接続する方法は、例えば、実開昭２−１１８９５６
号公報に記載されている。この公報の太陽電池は、樹脂
やステンレス製の支持基板を有する太陽電池基板に、加
熱溶着リード線を溶着している。この公報に記載される
ように、太陽電池基板に加熱溶着リード線を溶着して太
陽電池を製造する方法を図１に示している。この図に示
すように、圧着台１の上に太陽電池基板２を載せ、太陽
電池基板２の上に加熱溶着リード線３を積層し、加熱溶
着リード線３をヒーターチップ４で加熱押圧して溶着す
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図１に示すようにし
て、太陽電池基板２に加熱溶着リード線３を加熱溶着す
ると、ヒーターチップ４の加熱温度を、加熱溶着リード
線３を溶着できる温度まで高くする必要がある。とく
に、熱伝導の良い金属等の支持基板の太陽電池は、加熱
溶着リード線３を溶着するヒーターチップ４の加熱温度
を極めて高くする必要がある。それは、ヒーターチップ
４の熱が、熱伝導の良い金属製の支持基板を介して圧着
台１に、伝導して放熱されるからである。支持基板に熱
伝導の悪い板材、たとえば、ガラス板を使用する太陽電
池基板は、比較的低い温度で加熱溶着リード線を溶着で
きる。それは、熱伝導の低いガラス板が、ヒーターチッ
プの放熱を防止するからである。例えば１．１〜１．８
ｍｍ厚のガラス板を支持基板とする太陽電池は、ヒータ
ーチップの温度を１６０℃、圧力を４０ｋｇ／ｃｍ²と
して、加熱溶着リード線を溶着できる。しかしながら、
熱伝導の良い支持基板の太陽電池は、ヒーターチップの
温度を２６０℃〜３００℃と著しく高くする必要があ
る。とくに、太陽電池に使用される金属製の支持基板
は、熱伝導が高いことに加えて、ガラス板に比較して相
当に薄い。このため、金属製支持基板は、ヒーターチッ
プの熱を極めて効率よく圧着台に熱伝導して放熱する欠
点がある。このため、熱伝導の良い支持基板の太陽電池
は、加熱溶着リード線の溶着温度を著しく高くする必要
がある。

【０００４】ヒーターチップの溶着温度が高くなると、
溶着された加熱溶着リード線の電気特性が低下する。例
えば、異方性導電材を有する加熱溶着リード線は、約２
００℃以上で耐熱性に問題が生ずる。それは、異方性導
電材を耐熱温度以上に加熱すると、樹脂破壊を起こして
導電性が低下するからである。異方性導電材を使用した
加熱溶着リード線に限らず、熱可塑性プラスチックを有
する加熱溶着リード線は、過熱によって劣化して強度が
著しく低下し、十分な強度で太陽電池基板に接続できな
くなる。熱伝導の良い金属性の支持基板を、熱伝導の悪
いガラス基板に変更することでこの欠点は解消できる。
しかしながら、熱伝導の良い金属等の支持基板を使用す
る太陽電池は、ガラス製支持基板の太陽電池にない種々
の特長がある。例えば、金属製支持基板の太陽電池は、
全体を薄くでき、しかも多少湾曲できる性質がある。さ
らに安価に多量生産できる特長もある。したがって、熱
伝導の良い支持基板の太陽電池基板に加熱溶着リード線
を確実に熱溶着できるなら、ガラス板の太陽電池では実
現できない優れた太陽電池とすることができる。

【０００５】本発明は、このことを実現することに目的
に開発されたものである。本発明の重要な目的は、熱伝
導の良い支持基板の太陽電池基板に、好ましい状態で加
熱溶着リード線を接続できる太陽電池の製造方法を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の太陽電池の製造
方法は、前述の目的を達成するために、下記のようにし
て太陽電池を製造する。すなわち、本発明の方法は、圧
着台１とヒーターチップ４とで、太陽電池基板２と加熱
溶着リード線３とを加熱押圧して、加熱溶着リード線３
を太陽電池基板２に接続する。加熱溶着リード線３に
は、加熱すると溶融して接着されるリード線が使用され
る。ヒーターチップ４は加熱溶着リード線３を加熱す
る。ヒーターチップ４が加熱溶着リード線３を加熱押圧
するとき、太陽電池基板２は圧着台１に押圧される。

【０００７】圧着台１は、少なくとも太陽電池基板２を
押圧する面を断熱硬質材１Ａとしている。断熱硬質材１
Ａは、ヒーターチップ４の熱が、熱伝導の良い支持基板
を介して圧着台１に放熱するのを防止する。断熱硬質材
１Ａは、太陽電池基板２の支持基板に使用するものに比
較して熱伝導率の小さいものが使用される。熱伝導の良
い太陽電池の支持基板として使用されているステンレス
の熱伝導率は１５〜１７Ｗ／ｍＫである。したがって、
断熱硬質材には、好ましくは熱伝導率が２Ｗ／ｍＫ以下
のものが使用される。圧着台１は、全体を断熱硬質材１
Ａとすることもできる。また、本体を金属製とし、太陽
電池基板２を押圧する面を断熱硬質材１Ａとすることも
できる。

【０００８】

【作用】本発明の太陽電池の製造方法は、断熱硬質材の
圧着台１で太陽電池基板２を、ヒーターチップ４で加熱
溶着リード線３を押圧して、加熱溶着リード線３を太陽
電池基板２に接続する。ヒーターチップ４と圧着台１と
で挟着するときに、ヒーターチップ４が加熱溶着リード
線３を加熱して溶融する。このとき、ヒーターチップ４
の熱は、加熱溶着リード線３と支持基板とを介して圧着
台１に伝導して放熱される。ところが、圧着台１は、太
陽電池基板２を押圧する面を断熱硬質材としているの
で、ここで熱の伝導が遮断される。このため、ヒーター
チップ４の熱は、ほとんど圧着台１に伝導されず、圧着
台１の放熱を防止できる。たとえば、圧着台１の太陽電
池基板押圧面に、断熱硬質材としてソーダガラス板を使
用すると、圧着台１の放熱量を著しく少なくできる。そ
れは、ソーダガラス板の熱伝導率が約０．７５〜０．５
５Ｗ／ｍＫと、金属の１／１０以下であるからである。
したがって、本発明の方法は、低温のヒーターチップで
もって効果的に加熱溶着リード線を加熱でき、加熱溶着
リード線を過熱することなく太陽電池基板に溶着できる
特長がある。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想
を具体化するための方法例示するものであって、本発明
の方法は、太陽電池を製造する装置の形状、材質、構
造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明
の太陽電池の製造方法は、特許請求の範囲において、種
々の変更を加えることができる。

【００１０】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番
号を、「特許請求の範囲の欄」、「作用の欄」、および
「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付
記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、
実施例の部材に特定するものでは決してない。

【００１１】図２に示すように、圧着台１に太陽電池基
板２を載せ、太陽電池基板２の上に加熱溶着リード線３
を積層し、加熱溶着リード線３をヒーターチップ４で加
熱、押圧して太陽電池基板２に溶着する。

【００１２】太陽電池基板２は、図示しないが、金属板
等の熱伝導の良い支持基板を有する。支持基板の上に、
絶縁層を介してアモルファスシリコン発電素子を積層し
ている。アモルファスシリコン発電素子は表面に透明電
極を有する。加熱溶着リード線は、発電素子の透明電極
に接続され、あるいは、背面電極に接続される。背面電
極は、支持基板を併用し、あるいは、支持基板から絶縁
して、アモルファスシリコン発電素子の背面に設けられ
る。

【００１３】太陽電池基板２の電極に接続される加熱溶
着リード線３は、加熱すると溶融して接着されるリード
線が使用される。図３は、異方性導電材を有する加熱溶
着リード線３の断面で溶着部分を示している。この図に
示す加熱溶着リード線３は、合成樹脂フィルム３Ａの下
面にカーボン層３Ｂを設け、さらにカーボン層３Ｂの下
面に異方性導電材層３Ｃを設けている。基材シートであ
る合成樹脂フィルム３Ａは、ヒーターチップ４の熱で溶
融しない材質のもの、例えばポリイミドフィルムが使用
される。カーボン層３Ｂは、カーボン粉末をバインダー
で結合したもので導電性のある層である。異方性導電材
層３Ｃは、加熱すると溶融される合成樹脂にカーボンを
分散したものである。従って、加熱すると溶融して密着
する性質がある。また、加熱、溶融された部分は、膜厚
が薄くなるので、分散するカーボンが接触して電気抵抗
が小さくなる性質もある。加熱、溶融しない状態では、
分散するカーボンが互いに接触せず、高い電気抵抗を有
する。したがって、図３に示すように、異方性導電材層
３Ｃを有する加熱溶着リード線３は、ヒーターチップ４
で加熱押圧して、太陽電池基板２に溶着することによっ
て、異方性導電材層３Ｃを介して電極に溶着され、ま
た、異方性導電材層３Ｃの溶着部分を介して、カーボン
層３Ｂを太陽電池基板２の電極に電気的に接続する。

【００１４】ただ、本発明は、加熱溶着リード線を異方
性導電材を使用したものに特定せず、加熱溶着して、電
気的に太陽電池基板の電極に接続される全てのもの、例
えば、基材シートの下面に、導電層を設け、導電層の両
側に、加熱すると溶融する熱可塑性プラスチック層を設
け、熱可塑性プラスチック層を溶着して導電層を電極に
接続することもできる。

【００１５】太陽電池基板２を載せる圧着台１は、金属
台１Ｂの上面に、断熱硬質材１Ａとしてソーダガラスで
あるガラス板を固定している。ガラス板は、金属板等の
熱伝導の良い支持基板の熱を効果的に断熱するために、
好ましくは、厚さを０．７ｍｍ以上、さらに好ましくは
１ｍｍ以上とする。図４はガラス板の厚さに対する、加
熱溶着リード線の最低溶着温度を示している。この図に
示すように、ガラス板を厚くすると、加熱溶着リード線
の溶着温度を低くできる。それは、厚いガラス板は、優
れた断熱効果を有するからである。

【００１６】図２に示す圧着台１は、太陽電池基板２を
押圧する面をソーダガラス板の断熱硬質材１Ａとし、ガ
ラス板を金属台１Ｂに固定している。すなわち、圧着台
１の本体を金属製とし、その上面にガラス製の断熱硬質
材１Ａを固定している。この構造の圧着台１は、金属台
１Ｂによって強度を強くできる特長がある。ただ、図示
しないが、圧着台全体を、ガラス等の断熱硬質材とする
こともできる。

【００１７】ソーダガラスは、熱伝導率が０．５５〜
０．７５Ｗ／ｍＫと相当に小さく極めた優れた断熱材で
ある。ただ、本発明の方法は、断熱硬質材１Ａに、支持
基板よりも熱伝導の小さいものをが使用されるので、ソ
ーダガラスに代わって、熱伝導率が２Ｗ／ｍＫ以下であ
る下記のものも使用できる。 石英ガラス（熱伝導率１．４〜１．９Ｗ／ｍＫ） 陶磁器（熱伝導率１．５Ｗ／ｍＫ） コンクリート（熱伝導率１Ｗ／ｍＫ） 硬質合成樹脂（０．１〜０．４Ｗ／ｍＫ） 耐火レンガ（１．１Ｗ／ｍＫ） セッコウ（０．１３Ｗ／ｍＫ） 雲母（０．５５〜０．７９Ｗ／ｍＫ）

【００１８】加熱溶着リード線を加熱して押圧するヒー
ターチップ４の加熱温度と圧力とは、加熱溶着リード線
３の材質と、圧着台１の断熱硬質材１Ａとを考慮して最
適値に設定される。加熱溶着リード線に図３に示す構造
のものを使用し、圧着台１の断熱硬質材１Ａに、厚さが
２ｍｍのソーダガラス板を使用するとき、ヒーターチッ
プ４の加熱温度は１５０℃〜１８０℃に設定し、圧力は
３０ｋｇ／ｃｍ²以上、好ましくは４０ｋｇ／ｃｍ²以上
に設定する。ヒーターチップ４の最適加熱温度は、加熱
溶着リード線の材質と、断熱硬質材の断熱特性とに影響
を受ける。加熱溶着リード線に、耐熱性に優れたものを
使用すると、ヒーターチップの加熱温度を高くできる。
断熱硬質材に断熱特性の優れたものを使用すると、ヒー
ターチップの加熱温度を低くできる。圧着台の断熱性
は、熱伝導率が低い材質のものを厚く使用して改善でき
る。図４は、ソーダガラスである断熱硬質材１Ａの厚さ
に対する、ヒーターチップ４の最低温度、すなわち、加
熱溶着リード線３を溶着できる最低温度を示している。
ただし、この図は、加熱溶着リード線３に図３に示すも
のを使用している。この図に示すように、ガラス板を厚
くすると、ヒーターチップ４の加熱温度を低く設定でき
る。したがって、ヒーターチップ４の加熱温度は、加熱
溶着リード線３の材質と、断熱硬質材１Ａの断熱性とを
考慮して、好ましくは１５０℃〜２００℃に設定する。

【００１９】

【発明の効果】本発明の太陽電池の製造方法は、熱伝導
の良い支持基板の太陽電池基板に、低温で加熱溶着リー
ド線を溶着できる特長がある。それは、本発明の方法
が、太陽電池基板を支持する圧着台に、断熱硬質材を使
用するからである。圧着台の断熱硬質材は、太陽電池基
板からの熱伝導を著しく減少させる。すなわち、本発明
の方法は、ヒーターチップで加熱溶着リード線を加熱し
て溶着するときに、熱が支持基板を介して圧着台から放
熱するのを極減する。従来の方法のように、ヒーターチ
ップの熱が圧着台に効果的に放熱されると、ヒーターチ
ップで加熱される加熱溶着リード線は、片面から強制的
に冷却される状態となる。とくに、圧着台は十分に厚い
ので、多量の熱を吸収しても温度がほとんど上昇しな
い。このため、低温の圧着台が熱伝導の良い金属板等の
支持基板を強制的に冷却し、支持基板が加熱溶着リード
線を冷却する。このため、加熱溶着リード線を低温で溶
着して太陽電池基板に接続できなくなる。ところが、本
発明の方法は、支持基板から圧着台への熱伝導を断熱硬
質材が遮断する。したがって、従来のように、支持基板
が圧着台に強制的に冷却されることがない。支持基板は
薄いので、断熱して加熱すると、少ない熱で急激に温度
が上昇する。このため、本発明の方法は、ヒーターチッ
プが加熱溶着リード線を加熱するとき、支持基板は迅速
に加熱され、これが加熱溶着リード線を強制的に冷却す
ることがほとんどない。このように、支持基板に強制冷
却されない加熱溶着リード線は、ヒーターチップの温度
を低くして、太陽電池基板に溶着される。加圧状態にお
いて、加熱溶着リード線全体の温度がヒーターチップの
温度により接近するからである。低温のヒーターチップ
で溶着される加熱溶着リード線は、過熱されることによ
って、電気抵抗が増加する等の電気的特性の低下を防止
できる。また、過熱によって加熱溶着リード線が劣化す
ることもなく、十分な強度で太陽電池基板に溶着できる
特長もある。このため、本発明の製造方法は、簡単かつ
容易に、しかも能率よく安価な太陽電池を多量生産で
き、さらに、熱伝導の良い支持基板の太陽電池基板に理
想的な状態で加熱溶着リード線を接続できる特長を実現
する。ちなみに、本発明の方法によると、図２に示すよ
うに、断熱硬質材として２ｍｍのソーダガラス板を使用
することによって、ヒーターチップの温度を１５０℃〜
１８０℃として加熱溶着リード線を溶着できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の方法で加熱溶着リード線を太陽電池基板
に溶着する状態を示す断面図

【図２】本発明の方法で加熱溶着リード線を太陽電池基
板に溶着する状態を示す断面図

【図３】加熱溶着リード線の一例を示す断面図

【図４】圧着台の断熱硬質材にソーダガラスを使用した
ときにガラスの厚さに対する加熱溶着リード線の最低溶
着温度を示すグラフ

【符号の説明】

１…圧着台 １Ａ…断熱硬質材
１Ｂ…金属台 ２…太陽電池基板 ３…加熱溶着リード線 ３Ａ…合成樹脂フィルム ３Ｂ…カーボン層 ３
Ｃ…異方性導電材層 ４…ヒーターチップ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持基板を有する太陽電池基板(2)に、
   支持基板に直接あるいは間接に積層して、加熱すると溶
   融して接着される加熱溶着リード線(3)を重ね、太陽電
   池基板(2)を圧着台(1)で、加熱溶着リード線(3)をヒー
   ターチップ(4)で押圧し、ヒーターチップ(4)で加熱溶着
   リード線(3)を加熱して太陽電池基板(2)に溶着する太陽
   電池の製造方法において、 圧着台(1)の少なくとも太陽電池基板押圧面を、支持基
   板より小さい熱伝導の断熱硬質材(1A)とし、ヒーターチ
   ップ(4)が加熱溶着リード線(3)を加熱押圧する状態で、
   断熱硬質材(1A)が太陽電池基板(2)を押圧して加熱溶着
   リード線(3)を太陽電池基板(2)に溶着することを特徴と
   する太陽電池の製造方法。