KR20080085750A - 태양전지 셀 및 연결배선을 지지하는 태양전지 셀 지지체 - Google Patents

태양전지 셀 및 연결배선을 지지하는 태양전지 셀 지지체 Download PDF

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KR20080085750A
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마나부 카타야마
히카루 이치무라
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닛신보세키 가부시키 가이샤
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Abstract

[과제]
태양전지 셀로의 연결배선의 납땜 시에, 균일한 용착품질을 얻기 위하여 밀착지지하는 것과 동시에, 플럭스 가스를 빼내는 것에 의해서, 납땜시의 태양전지 셀의 휨을 방지하는 것.
[해결수단]
태양전지 셀의 상면 및 하면에 연결배선을 납땜하기 위한, 태양전지 셀 및 연결배선을 지지하는 태양전지 셀 지지체이고, 상기 지지체는, 상측 지지체와, 하측 지지체로 되고, 상기 상측 지지체는, 상기 태양전지 셀의 상면에 대하여 상기 연결배선을 누르는 상측 누름구를 가지고, 상기 상측 누름구에는, 탄성을 가지는 복수의 스틱형상부재와, 상기 스틱형상부재의 단부에 판체를 설치하고, 상기 하측 지지체는, 상기 태양전지 셀의 하면에 대하여 상기 연결배선을 지승하는 하측 지승구를 가지고, 상기 하측 지승구는 상기 연결배선과 평행인 봉상체이고, 상기 하측 지승구의, 상기 연결배선과의 접촉면에 구(溝) 또는 공(孔)을 설치한 것을 특징으로 하는 태양전지 셀 지지체.

Description

태양전지 셀 및 연결배선을 지지하는 태양전지 셀 지지체{Photovoltaic cell holder for holding a photovoltaic cell and interconnector}
본 발명은 태양전지 패널의 제조에 있어서, 해당 패널을 형성하는 태양전지 셀(이하, 셀이라고 하는 경우도 있다)에 연결배선을 납땜하는 때에 태양전지 셀 및 연결배선을 지지하는 태양전지 셀 지지체에 관한 것이다.
특허문헌 1 및 2에는, 태양전지 셀에 연결배선을 위치 결정하여 납땜하는 때에, 셀 상에 연결배선을 봉(棒狀)형상 또는 로드형상의 강성 누름부재로 눌러 붙여서 지지한 상태로 가열하여 연결배선의 땜납을 용해하고, 그 후 셀을 냉각하는 것에 의해서, 연결배선의 납땜을 행하는 기술이 개시되어 있다.
특허문헌 1 : 특개평 11-87756호 공보
특허문헌 2 : 특개 2003-168811호 공보
그러나, 종래의 누름부재에 의한 연결배선의 납땜에는, 다음과 같은 문제점이 있었다.
(1) 로드 형상의 강성 누름부재로 셀의 상하면에 취부한 연결배선을 눌러 붙여 지지하는 경우, 가열냉각 시의 셀의 휨·뒤틀림에 의해, 연결배선이 부분적으로 셀로부터 떠 있는 상태가 발생하고, 그 결과, 용착력이 균일하지 않게 된다. 또한, 셀이 변형되지 않을 정도로 견고하게 지지하는 경우에는, 셀의 파손을 초래하는 일이 있다.
(2) 납땜 시에, 연결배선이 누름부재에 용착해 버려, 태양전지 셀이 누름부재로부터 떨어지지 않게 되는 일이 있다.
(3) 복수의 봉(棒)체에 의해서 연결배선의 복수 개소를 눌러 붙여 지지하는 경우, 연결배선이 누르는 부와 개방부에서 열조건이 변화하기 때문에, 용착 불일정이 발생하는 일이 있다.
특허문헌 1 및 2에는, 상기 문제점의 해결수단에 대해서는 일절 개시되어 있지 않다.
그래서, 본 발명은 태양전지 셀로의 연결배선의 납땜 시에, 연결배선의 대략 전 영역을 밀착지지하는 것과 동시에, 플럭스 가스를 빼내는 것에 의해, 연결배선과 누름부재가 용착하는 일이 없이, 태양전지 셀과 연결배선과의 균일한 용착품질을 얻는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본원의 제 1 발명은, 태양전지 셀의 상면 및 하면에 연결배선을 납땜하기 위한, 태양전지 셀 및 연결배선을 지지하는 태양전지 셀 지지체이고, 상기 지지체는, 상측 지지체와, 하측 지지체로 되고, 상기 상측 지지체는, 상기 태양전지 셀의 상면에 대하여 상기 연결배선을 누르는 상측 누름구를 가지고, 상기 상측 누름구에는, 탄성을 가지는 복수의 스틱형상부재와, 상기 스틱형상부재의 단부에 판체를 설치하고, 상기 하측 지지체는, 상기 태양전지 셀의 하면에 대하여 상기 연결배선을 지승하는 하측 지승구를 가지고, 상기 하측 지승구는 상기 연결배선과 평행인 봉상체이고, 상기 하측 지승구의, 상기 연결배선과의 접촉면에 구(溝) 또는 공(孔)을 설치한 것을 특징으로 하는 태양전지 셀 지지체를 제공한다.
또한, 본원의 제 2 의 발명은, 제 1 발명의 태양전지 셀 지지체에 있어서, 상기 상측 누름구의 판체의 연결배선의 길이방향의 단부에 테이퍼 부를 형성한 것을 특징으로 하는 태양전지 셀 지지체를 제공한다.
또한, 본원의 제 3 의 발명은, 제 1 발명 또는 제 2 발명의 태양전지 셀 지지체에 있어서, 상기 상측 누름구의 판체를, 복수의 상기 스틱형상부재에 걸쳐서 설치하여 배치하고, 상기 판체에는 구(溝) 또는 공(孔)을 설치한 것을 특징으로 하는 태양전지 셀 지지체를 제공한다.
또한, 본원의 제 4 발명은, 제 1 발명 내지 제 3 발명의 어느 것에 기재된 태양전지 셀 지지체에 있어서, 상측 누름구 및/또는 하측 지승구의, 연결배선과의 접촉부에, 박리층을 설치한 것을 특징으로 하는 태양전지 셀 지지체를 제공한다.
본 발명은, 상기한 과제를 해결하기 위한 수단에 의해서, 다음과 같은 효과 중의 적어도 하나를 얻는 것이 가능하다.
<1> 본 발명의 하측 지승구(支承具) 및 상측 누름구를 사용하는 것에 의해서, 연결배선을 판체나 봉상체에 의해 균일하게 접촉지지하기 때문에 발생하는 용착 불일정이나 용착불량을 방지할 수 있다.
<2> 본 발명의 하측 지승구 및 상측 누름구는, 플럭스 가스가 빠지는 구성이기 때문에, 연결배선과 하측 지승구 및 상측 누름구와의 용착불량을 방지할 수 있다.
<3> 본 발명의 하측 지승구와 상측 누름구에 박리층을 설치하는 것에 의해, 하측 지승구와 상측 지승구에 연결배선이 용착하는 것을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명에 대하여 도면을 참조하여, 실시의 형태에 대하여 상세하게 설명한다.
<1> 태양전지 셀
도 1과 도 2는 연결배선(20)을 납땜하는 태양전지 셀(10)을 보인다.
도 1에 보이는 바와 같이, 태양전지 셀(10)은 표면에 평행으로 2열의 집전극(11)을 설치하고 있다.
도 2에 보이는 바와 같이, 태양전지 셀(10)은 상면에 정극의 집전극, 하면에 부극의 집전극(11)을 설치하고 있고, 복수의 태양전지 셀(10)을 나열하고, 인접하는 태양전지 셀(10)의 상면의 집전극(11)과 하면의 집전극(11)을 연결배선(20)으로 직렬로 접속한다.
<2> 납땜방법
도 3은, 본 발명의 태양전지 셀 지지체(30)를 이용한 납땜장치의 개략적인 구성을 보이는 단면도이다. 도 1 및 도 2와 같이 복수의 태양전지 셀(10)과 연결배선(20)을 납땜하는 경우는, 본 발명인 지지체(30)의 필요한 개수를 일정간격으로 접속등으로 하여 사용한다. 여기서는 간략화해서, 한 개의 지지체(30)를 반송 컨베이어(60)에 의해서 가열공간(70)으로 반입하여 납땜하는 경우로 설명한다.
납땜공정에 있어서는, 태양전지 셀 지지체(30)에 의해서 태양전지 셀(10)과 연결배선(20)을 위치 결정한 상태로 지지하고, 그 태양전지 셀 지지체(30)를 반송하는 반송 컨베이어(60)와, 반송 컨베이어(60)의 반송면이 내부를 주행하도록 형성되고, 나아가서, 반송 컨베이어(60)를 상하로 걸치는 구조로 배치된 챔버형의 공간으로서, 내부에 복수의 가열수단(71)을 구비한 가열공간(70)을, 사용하여 행해진다.
<3> 가열·냉각
태양전지 셀(10)은, 지지체(30)에 의해 태양전지 셀(10)의 집전극(11)에, 연결배선(20)을 눌러 붙인 형태로 지지되어, 반송 컨베이어(60)에 의해 가열공간(70)으로 반입된다.
가열공간(70)에는, 반송 컨베이어(60)를 사이에 두고 상, 하에 히터 등의 가 열수단(71)이 복수개 배치되어 있다.
지지체(30)에 의해 가열공간(70)에 반입된 태양전지 셀(10)은 가열수단(71)에 의해 상면 및 하면이 동시에 승온되어, 연결배선의 땜납이 용해한다.
가열된 태양전지 셀(10)은 반송 컨베이어(60)에 의해서, 가열공간(70)으로부터 반출되어, 실온 분위기 하에서 또는 도시되지 않은 팬 등의 냉각수단에 의해서 냉각되어, 땜납이 고화(固化)하여 납땜이 완료된다.
이하, 본 발명에 관한 태양전지 셀 지지체(30)에 대하여 상술한다.
<4> 태양전지 셀 지지체(실시형태 1)
태양전지 셀 지지체(30)는, 태양전지 셀(10)의 상면 및 하면에 연결배선(20)을 위치 결정한 상태로, 태양전지 셀(10)과 연결배선(20)을 동시에 지지하는 것이다.
태양전지 셀 지지체(30)는, 도 4에 보이는 바와 같이, 셀(10)의 상면에 납땜 되는 연결배선(20)을 지지하는 상측 지지체(40)와, 셀(10)의 하측에 납땜 되는 연결배선(20)을 지지하는 하측 지지체(50)로 구성된다.
상측 지지체(40)와 하측 지지체(50)는, 도시되지는 않지만, 누름체(51)에 설치된 두 개소의 위치결정핀과, 누름체(41)에 설치된 두 개소의 위치결정공에 의해, 위치결정되어 세트되는 구조로 되어 있다.
하측 지지체(50)의 지승구(52) 위에 연결배선(20)을 세트하고 그 위에 태양전지 셀(10)을 세트하고, 그 위에 연결배선(20)을 세트 한 후에, 상방으로 상측 지지체(40)를, 위치결정 핀 및 공으로 위치결정하여 중첩한다. 이와 같이 태양전지 셀(10)과 연결배선(20)이 지지체(30)에 세트된다.
상측 지지체(40)에는, 도 4(a)에 보이는 바와 같이, 누름체(41)에, 연결배선의 상측 누름구(44)가 복수개 배치되어 있다. 이 상측 누름구(44)는, 탄성을 가지는 스틱 형상의 누름바(42)의 선단에 판체(43)를 취부한 구성으로 되어 있다. 누름바(42)는, 누름체(41)에 볼트체결등으로 취부되어 있다. 또한 선단의 판체(43)는, 누름바(42)와 일체 구조로 해도 좋고, 판체를 별도 부품으로서 누름바에 고정하는 구조로 하는 것도 가능하다.
누름체(41)는, 태양전지 셀(10)의 양측 옆 가장자리를 지지하기 위한 것이다.
누름바(42) 및 누름바에 취부한 판체(43)는, 연결배선(20)을 지지하기 위한 것이다.
하측 지지체(50)는, 도 4(b)에 보이는 바와 같이, 누름체(51)와 지승구(支承具)(52)에 의해서 구성되어 있다.
누름체(51)는, 태양전지 셀(10)의 양측 옆 가장자리를 지지하기 위한 것이고, 지승구(52)는 연결배선(20)을 지승하기 위한 것이다.
지승구(52)는, 동도에 보이는 바와 같이 봉상체(棒狀體)이고, 연결배선(20)과 평행이 되도록 배치한다. 지승구(52)의 연결배선(20)과의 접촉면(53)에는, 구(溝)(54)를 설치하고 있다. 또한 이 구(54)는, 관통하는 장공이나 관통하는 복수개의 환(丸)공이라도 좋다.
다음으로 상기의 상측 지지체(40)와 하측 지지체(50)가 어떻게 기능하는가를 도 5에 의해서 설명한다. 도 5는, 지지체(30)에 의해서 태양전지 셀(10)의 상하면에 연결배선(20)을 배치하고, 지지하는 상태를 보이는 모식도이다.
태양전지 셀(10)의 양측 옆 가장자리는, 누름체(41)(51)에 의해 협지되고, 평탄하게 지지되어 있기 때문에, 셀(10) 본체의 가열·냉각에 의한 휨을 방지하는 것이 가능하다.
셀(10)의 상면에 취부하는 연결배선(20)은, 복수 개의 탄성을 가지는 상측 누름구(44)에 의해서 눌려져서 지지된다. 앞에서 기술한 바와 같이, 이 상측 누름구는, 누름바(42)와 그 선단에 설치된 판체(43)로 구성된다. 누름바(42)는 스틱형상으로서 탄력을 가지고 있기 때문에, 판체(43)에 의해 지지된 연결배선(20)은 태양전지 셀(10)과 밀착 지지된 상태로 가열·냉각되고, 또한 연결배선(20)의 대략 전 영역을 동일 재질로 접촉지지하는 것에 의해서, 연결배선(20) 전 영역에 열이 균일하게 전달되고, 그 결과 균일한 용착품질을 얻는 것이 가능하다.
도 4(a)와 같이 판체(43)는 이격하고 있어서, 연결배선(20)의 가열 시에 발생하는 플럭스 가스가 판체(43)의 하면으로부터 빠지기 쉬워서, 연결배선(20)과 판체(43)가 용착하는 것을 방지할 수 있다.
셀(10)의 하면에 취부한 연결배선(20)은, 지승구(52)에 의해 지지된다. 지승구(52)는 봉상체이기 때문에, 지승구(52)에 의해서 지승된 연결배선(20)은 태양전지 셀(10)과 밀착지지 된 상태로 가열·냉각되고, 또한, 연결배선(20)의 대략 전 영역을 동일재질로 접촉지지하는 것에 의해서, 연결배선(20) 전역에 열이 균일하게 전달되어, 그 결과 균일한 용착품질을 얻는 것이 가능하다.
도 4(b)와 같이 지승구(52)에는 구(溝)(54)가 설치되어 있어서, 연결배선(20)으로부터 가열 시에 발생하는 플럭스 가스가 접촉면(53)으로부터 빠지기 쉽고, 연결배선(20)과 지승구(52)가 용착하는 것을 방지할 수 있다.
또, 이 구성의 지지체(30)에 의하면, 도 5와 같이, 셀(10)의 상측 및 하측에 연결배선(20)이 배치된 것이라도 좋고, 또한, 셀(10)에 대하여 어느 일방의 면에 연결배선(20)이 배치된 것도 좋다.
[실시형태 2]
상측 누름구(44)와 하측 지승구(52)의 제 2의 실시형태에 대하여 도 6 및 도 7에 의해서 설명한다.
상측 누름구(44)는, 도 6과 같이 판체(43)에 있어서 연결배선(20)의 길이방향의 양단부에 테이퍼부(432)를 부여하고 있다. 이것에 의해서 연결배선(20)을 가열하여 용착한 땜납이 판체(43)의 단부에 부착하여, 연결배선(20)과 상측 누름구(44)가 용착하는 것을 방지할 수 있다.
더욱이, 판체(43)의 연결배선(20)과의 접촉면(431)에는 불소수지등에 의해 박리층(433)을 설치하는 것도 가능하다. 이 박리층(433)은, 판체(43)에서 연결배선(20)과 접촉하는 측의 표면에 불소수지등으로 되는 액을 도포하거나, 수지시트를 접착제등에 의해서 첩부하는 등의 방법에 의해서 설치되는 것도 가능하다. 이것에 의해 연결배선(20)과 상측 누름부(44)가 용착하는 것을 더 효과적으로 방지할 수 있다.
하측 지승구(52)는, 도 7(a)와 같이 봉상부재에 구(溝)(522)가 설치되어 있 다. 더욱이 이 지승구(52)의 접촉면(521)에는 불소수지등에 의해서 박리층(523)을 설치하는 것도 가능하다. 이 박리층(523)은 판체(43)에 박리층을 부여하는 수단과 동일한 수단으로 부여하는 것이 가능하다. 이것에 의해서 연결배선(20)과 하측 지승구(52)가 용착하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 하측 지승구(52)는, 봉상부재만이 아니라, 도 7(b)와 같이 U형의 금속부재를 상하 역방향으로 취부하고, 그 상면에 플럭스 가스를 빼기 위하여 관통하는 장공(525) 또는 도시하지 않지만 통상의 관통하는 환공을 복수개 설치하는 것과 같은 구성으로 하는 것도 가능하다. 더욱이 이 하측 지승구(52)의 접촉면(521)에 도 7(a)와 동일한 양상의 박리층(523)을 설치하는 것도 가능하다.
[실시형태 3]
상측 누름구(44)와 하측 지승구(52)의 제 3의 실시형태에 대하여 도 8 및 도 9에 의해서 설명한다.
상측 지지체(40)의 연결배선 상측 누름구(44)는, 도 8에 보이는 바와 같이, 판체(43)를, 복수개의 탄성을 가지는 누름바(42)의 선단에, 땜납(여기서, 땜납은 일반적으로 연납을 말한다)보다도 융점이 높은 납재(여기서, 납재는 상기 땜납과는 반대되는 경납을 지칭한다. 영어로는 brazing filler metal에 해당한다)에 의해서 경납땜(brazing)하는 등으로 하여 걸쳐서 설치(渡設)(여기서는, '가로질러 설치'라는 것으로 이해해도 좋다) 되도록 구성해도 좋다.
누름바(42)는 스틱 형상으로 탄력을 가지기 때문에, 판체(43)에 의해서 지지된 연결배선(20)은 태양전지 셀(10)과 밀착 지지된 상태로 가열·냉각되는 것에 의 해서, 균일한 용착품질을 얻는 것이 가능하다.
걸쳐서 설치된 판체(43)에는 도 8(a)와 같이 관통하는 장공(434)을 설치하거나, 도 8(b)와 같이 관통하는 복수의 공(435)을 설치하는 것에 의해서, 더 나아가서 연결배선(20)과의 접촉면(431)에 도 4(b)·도 7(a)와 같이 부분적으로 구(溝)를 설치하는 것에 의해서, 연결배선(20)의 가열 시에 발생하는 플럭스 가스가 접촉면(431)으로부터 빠지기 쉽고, 연결배선(20)과 판체(43)가 용착하는 것을 방지하는 것이 가능하다. 연결배선(20)과의 접촉면(431)에는, 불소수지등에 의해서 박리층을 설치하도록 구성하는 것도 가능하다. 더욱이 이 상측 누름구(44)는, 실시형태 2의 도 6에 설명한 바와 같이 판체(43)의 양단에 테이퍼부(432)를 설치하는 것도 가능하다.
하측 지지체(50)의 지승구(52)에는, 도 9와 같이 관통하는 복수의 공(524)을 설치해도 좋다.
관통하는 복수의 공(524)을 설치하는 것에 의해, 연결배선(20)의 가열시에 발생하는 플럭스 가스가 접촉면(521)으로부터 빠지기 쉽고, 태양전지 셀(10)의 휨을 방지하는 것이 가능하다.
나아가서, 이 하측 지승구(52)에는, 실시형태 2의 도 7에서 설명한 바와 같이, 지승구(52)의 연결배선(20)과의 접촉면(521)에 박리층을 설치하는 것도 가능하다.
도 1은 연결배선을 납땜하는 태양전지 셀을 보이는 평면도.
도 2는 도 1에 보인 태양전지 셀의 단면도.
도 3은 납땜방법을 실시하는 공정을 모식적으로 보인 측단면도.
도 4는 본 발명에 관한 태양전지 셀 지지체의 사시도(실시형태 1).
도 5는 태양전지 셀 및 연결배선을 지지한 태양전시 셀 지지체의 모식도.
도 6은 상측 누름구인 누름바 및 판체의 사시도(실시형태 2).
도 7은 하측 지승구의 사시도(실시형태 2).
도 8은 그 외의 실시예에 관한 상측 누름구인 누름바 및 판체의 사시도(실시형태 3).
도 9는 그 외의 실시예에 관한 하측 지승구의 사시도(실시형태 3).
<부호의 설명>
10 태양전지 셀
11 집전극
20 연결배선
30 지지체
40 상측 지지체
41 누름체
42 누름바
43 판체
44 누름구
431 접촉면
432 테이퍼 부
433 박리층
434 장공
435 공
50 하측 지지체
51 누름체
52 지승구
53 접촉면
54 구(溝)
521 접촉면
522 구(溝)
523 박리층
524 공
525 장공
60 반송 컨베이어
70 가열공간
71 가열수단

Claims (4)

  1. 태양전지 셀의 상면 및 하면에 연결배선을 납땜하기 위한, 태양전지 셀 및 연결배선을 지지하는 태양전지 셀 지지체이고,
    상기 지지체는, 상측 지지체와, 하측 지지체로 되고,
    상기 상측 지지체는, 상기 태양전지 셀의 상면에 대하여 상기 연결배선을 누르는 상측 누름구를 가지고,
    상기 상측 누름구에는, 탄성을 가지는 복수의 스틱형상부재와, 상기 스틱형상부재의 단부에 판체를 설치하고,
    상기 하측 지지체는, 상기 태양전지 셀의 하면에 대하여 상기 연결배선을 지승하는 하측 지승구를 가지고,
    상기 하측 지승구는 상기 연결배선과 평행인 봉상체이고,
    상기 하측 지승구의, 상기 연결배선과의 접촉면에 구(溝) 또는 공(孔)을 설치한 것을 특징으로 하는 태양전지 셀 지지체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상측 누름구의 판체의 연결배선의 길이방향의 단부에 테이퍼 부를 형성하는 것을 특징으로 하는 태양전지 셀 지지체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 상측 누름구의 판체를, 복수의 상기 스틱형상부재에 걸쳐서 설치하여 배치하고, 상기 판체에는 구(溝) 또는 공(孔)을 설치하는 것을 특징으로 하는 태양전지 셀 지지체.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 하나에 있어서,
    상기 상측 누름구 및/또는 상기 하측 지승구의, 연결배선과의 접촉부에, 박리층을 설치하는 것을 특징으로 하는 태양전지 셀 지지체.
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