WO2013001924A1 - 太陽電池モジュールの製造システム及びその製造方法 - Google Patents
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Definitions
- FIG. 1 is an explanatory view showing a part of a solar cell module manufactured by the solar cell module manufacturing system of the present invention.
- module M the configuration of the solar cell module M (hereinafter simply referred to as module M) will be described.
- the assembling apparatus 51 includes a stage 52 for placing the cells 7 side by side and sucking the placed cells 7, and a head portion in the feed direction of the cells 7 to be placed on the stage 52.
- maintain and the drive part 54 which reciprocates linearly the holding part 53 (head 56 which mounts the holding part 53) along the longitudinal direction extension line of the cell 7 are provided.
- the cell 7 to be placed on the stage 52 is the pass cell that has been inspected by the inspection device 41.
- the holding unit 53 and the stage 52 have a structure that holds the cell 7 by suction by air suction.
- the leading portion of the cell 7 protrudes from the conveyance path 42, it is not necessary to newly send the cell 7 in order to move the cell 7 from the inspection process to the assembly process, thereby shortening the time. Is possible.
- maintenance part 53 does not damage the said electric power generation layer 18 side by adsorb
- the strip member 3 The cells 7 can be produced one after another, the bonding material 5 can be supplied to the cells 7, the cells 7 can be inspected, and the cells 7 can be continuously arranged in one direction. And it becomes possible to manufacture a solar cell module efficiently by joining cells with the joining material 5, and providing the said cover member.
- the width of the transport path of the image transport unit is sufficiently larger than the width of the cell 7 (dimension in the short direction), it is possible to cope with changes in the width of the cell 7. In this case, it is necessary to change the movement amount of the stage 52 in one step.
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Abstract
同等の特性を有している複数のセルによって一つの太陽電池モジュールを、従来よりも簡単に作製するという課題を解決するために、複数の細長い太陽電池用のセル７を、その長辺側の縁部７ａ，７ａ同士が重なるようにして、一方向に並べて構成した太陽電池モジュールＭを製造する方法及び製造システムにおいて、光電変換を行う発電層１８が表面に形成されている帯状部材３を巻くリール１２から、当該帯状部材３を繰り出し、前記帯状部材３を次々と所定長さに切断してセル７を作製し、切断した順にセル７を送り出す。そして、前記一方向に向かって複数のセル７が並ぶように、送り込まれた順にセル７を前記一方向に向かって並べると共に、並べる際にセル７の縁部７ａ，７ａ同士を重ね合わせる。
Description
本発明は、太陽電池用のセルを一方向に複数並べて構成した太陽電池モジュールを製造するための製造システム、及び、太陽電池モジュールの製造方法に関する。
太陽電池用のセルを一方向に複数並べて構成した太陽電池モジュールが知られており（例えば、特許文献１参照）、この太陽電池モジュールでは、隣り合うセルの縁部同士が上下重ねられた状態で接合されている。このような複数のセルを備えた太陽電池モジュールは、例えば、以下のようにして製造される。
帯状の金属部材が巻かれたリールを複数並べて配置し、これらリールから、図６（Ａ）に示しているように、金属部材８０～８９を複数の列を成して繰り出し、これら複数列の金属部材８０～８９の表面に対してまとめて、蒸着装置、ＣＶＤ装置又はスパッタ装置などの処理装置９０により、薄膜からなる発電層を形成する。
そして、発電層の形成を終えた金属部材８０～８９は、複数列を成した状態で、切断装置９１によってまとめて所定長さＬに切断され、複数枚の太陽電池用のセル８０ａ～８９ａが作製される。
そして、図６（Ｂ）に示しているように、これら複数枚のセル８０ａ～８９ａをトレイ９２に載せ、これらセル８０ａ～８９ａを、図６（Ｃ）に示しているように、縁部を重ね合わせるようにして一方向に並べ、相互を接続し、太陽電池モジュールとしている。
なお、このような太陽電池モジュールに、電池としての特性が悪いセルがたとえ１枚でも含まれていると、その特性の悪いセルが他の特性の良いセルに悪影響を与えてしまい、全体として電池性能が低い（発電効率の悪い）太陽電池モジュールとなってしまうことが知られている。
上記のとおり、処理装置９０によって、複数列の金属部材８０～８９に対してまとめて薄膜（発電層）が形成された場合、列毎では、その長手方向に関して膜厚は連続的であり大きく変化しないが、列が異なると膜厚が様々となることがある。例えば、複数列の金属部材８０～８９のうち、端の領域で処理された金属部材８０と、中央の領域で処理された金属部材８５とで処理環境が僅かに異なることにより、形成される膜厚も相違し、太陽電池用のセルとしての特性が異なることがある。
したがって、図６（Ｂ）のトレイ９２に載っている複数のセル８０ａ～８９ａでは、膜厚にバラツキが生じ、このような複数のセル８０ａ～８９ａから一つのモジュールを作製すると、特性の低いセルの影響により、モジュール全体としての電池性能が低下する。
そこで、作製された複数のセルそれぞれに対して特性の検査を行い、検査結果に応じてセルをランク分けし、同等の特性を有するセルを集め、これらセルによって一つのモジュールを作製する必要がある。しかし、このようなランク分けの作業、及び、その後、セルを整列させる作業は、手間と時間を要し、生産効率の向上の妨げとなることがある。
そこで、本発明の目的は、同等の特性を有している複数のセルによって一つのモジュールを作製することが、簡単となる太陽電池モジュールの製造システム及びその製造方法を提供する。
本発明は、複数の細長い太陽電池用のセルを、その長辺側の縁部同士が重なるようにして、一方向に並べて構成した太陽電池モジュールを製造するための製造システムであって、光電変換を行う発電層が表面に形成された帯状部材を供給する供給装置と、前記供給装置から供給される前記帯状部材を次々と所定長さに切断して前記セルを作製すると共に、切断した順に当該セルを下流側装置へと送る切断装置と、前記一方向に向かって複数の前記セルが並ぶように、上流側装置から送り込まれた順に前記セルを前記一方向に向かって並べると共に、並べる際に当該セルの縁部同士を重ね合わせる組み立て装置とを備えていることを特徴とする。
例えば、蒸着装置、ＣＶＤ装置又はスパッタ装置などの処理装置に対して帯状の金属部材が長手方向に順次送られることによって、光電変換を行う発電層がその表面に連続的に形成されて得た帯状部材では、その長手方向に関して発電層の特性（膜厚）は連続的であり、大きく変化しない。そこで、本発明によれば、この帯状部材が次々と所定長さに切断されてセルが作製され、切断した順にセルが送り出され、組み立て装置に送り込まれた順にセルが一方向に向かって並べられ、これらセルにより一つの太陽電池モジュールが製作される。このため、一つ太陽電池モジュールは、特性が同等である複数のセルによって構成される。
したがって、従来のような、特性に応じたセルのランク分けをしなくても、簡単に、同等の特性を有している複数のセルによって一つの太陽電池モジュールを作製することが可能となる。
また、前記製造システムにおいて、前記切断装置によって切断され、前記組み立て装置によって並べられる前の前記セルの特性を検査する検査装置が、前記供給装置から前記組み立て装置までの間の製造ラインの途中に設けられているのが好ましい。
この場合、上記のとおり光電変換を行う発電層が表面に連続的に形成されて得た帯状部材では、その長手方向に関して発電層（膜厚）の特性は連続的であり、大きく変化しないが、例外的に特性の低いセルが存在していても、検査装置によって、そのセルの特定が可能となる。このため、特性の低いセルを含んだまま太陽電池モジュールが作製されてしまうのを防ぐことができ、このようなセルを事前に除くことが可能となる。
また、前記検査装置は、前記セルを載せて当該セルの長手方向に送る搬送路を有していると共に、当該セルの送り方向先頭部が当該搬送路からはみ出た状態で当該セルの送りを停止する搬送部と、前記先頭部がはみ出た状態の当該セルを表裏から挟んで接触し当該セルの電気的な特性の検査を行う端子部とを有しているのが好ましい。
この場合、セルを搬送路に載せた状態で、端子部がセルの表裏に接触し、セルの電気的な特性の検査を行うことが可能となる。
また、本発明は、複数の細長い太陽電池用のセルを、その長辺側の縁部同士が重なるようにして、一方向に並べて構成した太陽電池モジュールを製造する方法であって、光電変換を行う発電層が表面に形成されている帯状部材を、当該帯状部材の長手方向に供給し、前記帯状部材を次々と所定長さに切断して前記セルを作製し、切断した順に当該セルを送り出し、前記一方向に向かって複数の前記セルが並ぶように、送り込まれた順に前記セルを前記一方向に向かって並べると共に、並べる際に前記セルの縁部同士を重ね合わせることを特徴とする。
例えば、蒸着装置、ＣＶＤ装置又はスパッタ装置などの処理装置に対して帯状の金属部材が長手方向に順次送られることによって、光電変換を行う発電層がその表面に連続的に形成されて得た帯状部材では、その長手方向に関して発電層の特性（膜厚）は連続的であり、大きく変化しない。そこで、本発明によれば、この帯状部材が次々と所定長さに切断されてセルが作製され、切断した順にセルが送り出され、送り込まれた順にセルが一方向に向かって並べられ、これらセルにより一つの太陽電池モジュールが製作される。このため、一つ太陽電池モジュールは、特性が同等である複数のセルによって構成される。
したがって、従来のような、特性に応じたセルのランク分けをしなくても、簡単に、同等の特性を有している複数のセルによって一つの太陽電池モジュールを作製することが可能となる。
本発明によれば、従来のような、特性に応じたセルのランク分けをしなくても、簡単に、同等の特性を有している複数のセルによって一つの太陽電池モジュールを作製することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の太陽電池モジュールの製造システムによって製造される太陽電池モジュールの一部を示す説明図である。まず、太陽電池モジュールＭ（以下、単にモジュールＭという）の構成について説明する。
モジュールＭは、複数の細長い太陽電池用のセル７を、一方向に並べて構成したものであり、これら複数のセル７の両側に細長い電極８が設けられている。なお、セル７が並べられる一方向は、当該セル７の長手方向とは異なる方向（本実施形態では直交方向）である。そして、隣り合うセル７，７は、その長辺側の縁部７ａ，７ａ同士が上下重ね合わされた状態にあり、この重ね合わされた縁部７ａ，７ａにおいて電気的及び構造的に接続されている。このように、縁部７ａ，７ａ同士が重ねられた状態で、複数のセル７が一方向に並んだ構造を、スラット構造と呼ぶ。また、セル７，７を接続するために、本実施形態では接合材料（例えば、半田ペースト、銀ペースト、導電性接着剤など）５が縁部７ａ，７ａ間に介在している。
一方向に並べられたセル７及び電極８は、その両面から図示しないカバー部材によって挟まれ、モジュールＭは一体のシート状を成す。カバー部材は、可撓性を有し太陽光を透過させるフィルム状の樹脂部材から成り、セル７及び電極８の表面及び裏面に密着した状態となる。
各セル７について説明する。導電性を有した細長い基板１７上に、光電変換を行う発電層１８が設けられており、また、本実施形態では、発電層１８を被覆している透明電極層１９が設けられている。さらに、透明電極層１９の縁部には金属製の導電膜２０が帯状となって形成されている。各層の材質は、例えば、基板１７はステンレス製であり、透明電極層１９はＩＴＯ膜からなり、導電膜２０は銅製である。なお、透明電極層１９としては、ＺｎＯを使用してもよい。導電膜２０は、セル７の縁部７ａに沿って連続的に長く設けられたものであり、この導電膜２０の上に接合材料５が点在している。図示しないが、基板１７の裏面にも同様の導電膜が形成されていてもよく、この場合、接合材料５は上下の導電膜に挟まれた状態となる。また、接合部材５は、線状に設けられていてもよい。
このようなモジュールＭを製造するための製造システムは、モジュールＭが一方向（図１では左右方向）に向かって順次長くなるようにセル７を次々と並べ、この際に、隣り合うセル７，７の縁部７ａ，７ａ同士を上下重ね合わせ、全てのセル７においてこの重ね合わせを行う。そして、接合材料５によって、縁部７ａ，７ａ同士が接合され、前記カバー部材によって挟まれ、モジュールＭが製造される。モジュールＭが順次長くなる方向（前記一方向）は、セル７の長手方向に直交する方向である。
そして、本実施形態の製造システムは、図２に示しているように、表面に各種成膜がされた帯状部材３を下流側装置へ供給する供給装置を備えており、本実施形態の供給装置は、表面に各種成膜がされた帯状部材３を巻いているリール１２を有したリール装置１１である（以下、供給装置を、リール装置１１として説明する）。
そして、この製造システムは、前記リール装置１１の他に、帯状部材３を切断してセル７を作製する切断装置２１と、セル７の上に接合材料５を供給する付与装置３１と、セル７の電池特性を検査する検査装置４１と、セル７を一方向に並べて置くためのステージ５２を有している組み立て装置５１とを備えている。
この製造システムにおいて、リール装置１１を最も上流側の装置とすると、これよりも下流側に、切断装置２１、付与装置３１、検査装置４１及び組み立て装置５１が、その順番で連続的に配置され、これら装置によって、一つの連続した製造ラインが構成される。切断装置２１から見れば付与装置３１は下流側装置となり、組み立て装置５１から見れば検査装置４１が上流側装置となる。また、この製造システムは、各装置の動作タイミングを統括制御する制御装置（コンピュータ）２を有している。
リール装置１１は、前記リール１２の他に、リール１２から繰り出された帯状部材３を下流側に搬送する第１搬送部１４を有している。搬送部１４はベルトコンベアからなり、制御装置２の制御によって、帯状部材３を下流側へ送る。リール装置１１は更にダンサ部１３を有しており、ダンサ部１３は、リール１２から繰り出される帯状部材３の送り量と、搬送部１４による帯状部材３の送り量とのバランス調整を行う。
リール１２に巻かれている帯状部材３は、帯状の金属部材の表面に、発電層１８及び透明電極層１９が形成されたものであり（図１参照）、発電層１８及び透明電極層１９は、帯状部材３の長手方向に沿って連続的に設けられている。これら発電層１８及び透明電極層１９は、帯状の金属部材が蒸着装置、ＣＶＤ装置又はスパッタ装置などの処理装置（図示せず）の処理室へその長手方向に送られることにより、連続的に処理され、当該帯状の金属部材の表面に形成されたものである。さらに、本実施形態では、透明電極層１９上に、導電膜２０が連続的に設けられている。
切断装置２１は、リール１２から繰り出され第１搬送部１４によって搬送された帯状部材３を次々と所定長さに切断する切断部２２と、切断した順にセル７を当該セル７の長手方向と同方向に向けて送る第２搬送部２３とを有している。第２搬送部２３はベルトコンベアからなり、制御装置２の制御によって、セル７を下流側へ送る。第１搬送部１４及び第２搬送部２３によって、第１搬送部１４上の帯状部材３が所定長について第２搬送部２３上へ送られ、切断部２２が有する切断刃がこの帯状部材３を切断し、この処理が繰り返し実行されることにより、一定長さのセル７が次々と得られる。また、本実施形態の切断部２２は、セル７の長手方向両端部にスクライブ溝（図示せず）を形成する機能を有していている。
付与装置３１は、切断された順にセル７を当該セル７の長手方向と同方向に向けて送る第３搬送部３２と、この搬送部３２によって搬送されるセル７上に接合材料５を供給するノズル３３を有した接合材料供給部３４とを有している。ノズル３３は、搬送部３２によるセル７の搬送方向に沿って複数設けられており、各ノズル３３は接合材料５を吐出する。接合材料５は、上記のとおり、セル７の導電膜２０（図１参照）上に供給される。搬送部３２はベルトコンベアからなり、制御装置２の制御によって、セル７を下流側へ送る。
この付与装置３１の動作が繰り返し行われることにより、次々とセル７に接合材料５を供給することができる。
検査装置４１は、切断装置２１と組み立て装置５１との間の製造ラインの途中に、設けられており、切断装置２１によって切断された後であって、組み立て装置５１によってステージ５２上に並べられる前のセル７の特性を検査する。
検査装置４１は、セル７の電池としての特性（Ｉ－Ｖ特性）の検査を、セル毎に行う。つまり、一枚のセル７に光を照射し、これにより出力される電圧（電流）を測定する。セル７の出力電圧が閾値以上であれば、このセル７（合格セル）をモジュールＭ内に含めるべく組み立て装置５１に与え、閾値未満であれば、そのセル７（不合格セル）を、図外の製造ライン外にある排出部へ排出する。
検査装置４１は、一枚のセル７を載せ、当該セル７をその長手方向に送る搬送路４２を有している第４搬送部４３と、搬送路４２上のセル７に接触させて電気的な特性の検査を行う端子部４４，４５とを有している。第４搬送部４３はベルトコンベアからなり、制御装置２の制御によって、セル７を下流側へ送る。端子部４４，４５は、セル７を挟んで上下（表側及び裏側）に配置されており、セル７に対して上下それぞれから接近離反することができる。この検査装置４１による検査については、後にも説明する。
この検査装置４１の動作が繰り返し行われることにより、次々とセル７を検査することができる。
組み立て装置５１は、図３の平面図に示しているように、セル７を並べて載せると共に載せたセル７を吸着するステージ５２と、このステージ５２に載せる対象となるセル７の送り方向先頭部を保持可能な保持部５３と、セル７の長手方向延長線に沿って保持部５３（保持部５３を搭載しているヘッド５６）を往復直線移動させる駆動部５４とを有している。ステージ５２に載せる対象となるセル７は、検査装置４１によって検査を終えた前記合格セルである。保持部５３及びステージ５２は、エアの吸引によってセル７を吸着保持する構造である。
駆動部５４は、サーボモータを有しており、保持部５３の移動量、つまり、保持部５３が保持したセル７の送り量を、このサーボモータの回転数に基づいて制御装置２が制御（管理）する。また、上記搬送部１４，２３，３２，４３それぞれも、サーボモータを有しており、搬送部１４，２３，３２，４３それぞれによるセル７の送り量についても、サーボモータの回転数に基づいて制御装置２が制御（管理）する。
さらに、駆動部５４は、ヘッド５６を上下揺動させるアクチュエータも有している。また、組み立て装置５１は、ステージ５２に吸着されていくセル７の上を通過して当該セル７の浮き上がり部分を当該ステージ５２側へ抑える押さえ部材５５を有している。押さえ部材５５は、保持部５３と同じヘッド５６に搭載されており保持部５３と一体となって移動する。駆動部５４がヘッド５６を上下揺動させる機能、及び、押さえ部材５５の機能については後に説明する。
駆動部５４は、セル７の先頭部を保持した保持部５３を前進させ、その後、後退することにより、当該セル７を先頭部からステージ５２上に吸着させる。一枚のセル７がステージ５２上に吸着されると、ステージ５２は、セル７の長手方向に直交する方向に１ステップ移動し、次のセル７を、同様の動作を行うことによって、吸着させる。ステージ５２の１ステップの移動距離は、セル７の幅方向寸法（短手方向の寸法）である。
この組み立て装置５１の動作が繰り返し行われることにより、一方向に向かって複数のセル７が並び、しかも、上流側装置である検査装置４１から送り込まれた順にセル７を当該一方向に向かって並べることができる。そして、ステージ５２上にセル７を並べる際、セル７の縁部７ａ，７ａ同士は上下重ね合わされた状態となる。
以上の構成を備えた製造システムによって実行される太陽電池モジュールの製造方法について説明する。図２において、リール１２には、発電層１８、透明電極層１９及び導電膜２０が表面に設けられている帯状部材３が巻かれている。リール１２が回転し当該リール１２から繰り出された帯状部材３は、ダンサ部１３を介して、第１搬送部１４上に載った状態となっている。
第１搬送部１４は、第２搬送部２３と同期して作動し、帯状部材３を所定の送り量だけ下流に送る（ステップＳ１：図４（Ａ）参照）。この送り量は、制御装置２において設定されている値であり、制御装置２は、この送り量に相当するだけ搬送部１４，２３の各サーボモータを作動させ、帯状部材３の搬送を一旦停止する。このステップＳ１により、帯状部材３の先端Ｓが、切断部２２の切断刃２４から下流側に所定長さＬについて進んだ位置となる。
この状態で、切断部２２は帯状部材３を切断し、所定長さＬを有するセルが作製される（ステップＳ２）。切断が完了すると、第２搬送部２３の作動が再開され、セル７を所定の送り量だけ下流に送る（ステップＳ３：図４（Ｂ）参照）。この送り量は、制御装置２において設定されている値であり、制御装置２は、この送り量に相当するだけ搬送部２３のサーボモータを作動させ、セル７の搬送を一旦停止する。このステップＳ３により、セル７の先端Ｓが搬送部２３の搬送路２５の先頭点（下流側の点）Ｐ１に位置し、切断装置２１は、このセル７を次の付与装置３１へ送るための待機状態となる。
また、制御装置２によって、前記ステップＳ１～ステップＳ３が繰り返し実行されることにより、帯状部材３を次々と所定長さＬに切断してセル７を作製し、切断した順にセル７を当該セル７の長手方向と同方向に向けて、付与装置３１へと送ることができる。
セル７の先端Ｓが搬送路２５の先頭点Ｐ１に位置して待機している状態（図４（Ｂ）の状態）から、第２搬送部２３と第３搬送部３２とが同期して作動し、セル７を所定の送り量だけ下流に送る（ステップＳ１１：図４（Ｃ）参照）。この送り量は、制御装置２において設定されている値であり、制御装置２は、この送り量に相当するだけ搬送部２３，３２の各サーボモータを作動させ、セル７の搬送を一旦停止する。このステップＳ１１により、セル７の先端Ｓが、搬送部３２の搬送路３５の先頭点（下流側の点）Ｐ２に位置し、付与装置３１は、このセル７を次の検査装置４１へ送るための待機状態となる。このステップＳ１１では、セル７に接合材料５（図１参照）が供給される。このステップＳ１１が繰り返し実行されることで、次々と送られるセル７毎に、接合材料５が供給される。
なお、このステップＳ１１では、セル７の先端Ｓが先頭点Ｐ２に到達する手前位置Ｐ３で、搬送部３２は当該セル７の送り速度を遅くし、この間に、付与装置３１のノズル３３から接合材料５が当該セル７上に供給される。先頭点Ｐ２と手前位置Ｐ３との間隔と同じ間隔で、ノズル３３は複数設けられており、これらノズル３３から同時に接合材料５を供給することにより、セル７の送り速度を遅くしている時間内で全ての領域に対して接合材料５を載せることが可能となる。
セル７の先端Ｓが搬送路３５の先頭点Ｐ２に位置して待機している状態（図４（Ｃ）参照）から、第３搬送部３２と第４搬送部４３とが同期して作動し、セル７を所定の送り量だけ下流に送る（ステップＳ２１：図４（Ｄ）参照）。この送り量は、制御装置２において設定されている値であり、制御装置２は、この送り量に相当するだけ搬送部３２，４３の各サーボモータを作動させ、セル７の搬送を一旦停止する。このステップＳ２１により、セル７の先端Ｓが、搬送部４３の搬送路４２を下流側に超えた位置Ｐ４に到達し、検査装置４１による検査が実行され、検査終了後、検査装置４１は、このセル７を次の組み立て装置５１へ送るための待機状態となる。
このステップＳ２１では、上記のとおり、搬送部４３は、セル７の送り方向先頭部が、搬送路４２から組み立て装置５１側へはみ出た状態で、当該セル７の送りを停止させる。この送り方向先頭部を、はみ出し部１０という。
そして、この状態で、検査装置４１の端子部４４，４５は、セル７のはみ出し部１０に接近移動し、当該はみ出し部１０をその表裏から挟んで接触し、セル７の電気的な特性の検査を行う。
ここで、図１により説明したように、各セル７では、導電性を有する金属製の基板１７上に、光電変換が行われる発電層１８、透明電極層１９及び導電膜２０が設けられた構成であることから、セル７毎で電池が構成されている。そして、発電層１８が受光することによって発生する電流の流れる方向は、セル７の表裏方向（厚さ方向）となる。つまり、セル７は、表面側から受光することで、その表側と裏側との間で電位差を発生させる電池である。したがって、検査装置４１において、セル７に光を当て、このセル７のはみ出し部１０（図４（Ｄ）参照）に対して端子部４４，４５が表裏から挟んで接触することにより、このセル７の電池としての特性（出力電圧）を測定することが可能となる。
セル７の表面側に接触する一方の端子部４５は、前記導電膜２０に接触し、他方の端子部４４は基板１７に接触する。ＩＴＯからなる透明電極層１９よりも、銅からなる導電膜２０の方が電気抵抗は小さいことから、この導電膜２０に端子部４５を接触させることで、より精度の高い検査結果が得られる。そして、セル７の基板１７は、例えばステンレス製などの金属部材であるため通電性は高く、一方の端子部４５に対向する位置に、他方の端子部４４を設け、この端子部４４を基板１７に接触させればよい。
以上のように、検査装置４１では、はみ出し部１０を除く部分を、搬送路４２に載せた状態として、セル７の電気的な特性の検査を行うことが可能となる。そして、上記のステップＳ２１が繰り返し実行されることで、次々と送られるセル７毎に、特性の検査が実行される。
そして、この検査が完了すると、搬送部４３は作動することなく、そのままの状態で、セル７の前記はみ出し部１０の裏面を、組み立て装置５１の保持部５３が吸着保持する（ステップＳ３１：図５（Ａ）参照）。
保持部５３がセル７を保持すると、組み立て装置５１の駆動部５４と搬送部４３とが同期して作動し、セル７を所定の送り量だけ下流に送る（ステップＳ３２：図５（Ｂ）参照）。この送り量は、制御装置２において設定されている値であり、制御装置２は、この送り量に相当するだけ搬送部４３及び駆動部５４の各サーボモータを作動させ、セル７の搬送（保持部５３の前進）を一旦停止する。
駆動部５４は、上記のとおり、保持部５３（ヘッド５６）を上下揺動させるアクチュエータ（図示せず）も有しており、図５（Ｃ）に示しているように、保持部５３を下方に揺動させ、セル７の先頭部７ｂをステージ５２にエアにより吸着させる。そして、保持部５３によるセル７の保持（吸着）を解除し、駆動部５４は保持部５３を後退させる（図５（Ｄ））。これにより、セル７は、ステージ５２上に吸着保持される（ステップＳ３３）。そして、保持部５３が後退する際に、押さえ部材５５は、ステージ５２に吸着されていくセル７の上を通過して当該セル７の浮き上がり部分を当該ステージ５２側へ抑える。セル７が全長にわたってステージ５２に吸着されると、保持部５３は、上方に揺動し、検査装置４１によって次のセル７の検査が完了するのを待つ状態となる（ステップＳ３４）。
そして、上記のとおり（図３参照）、ステージ５２は、セル７の長手方向に直交する方向に１ステップ移動し、次のセル７の吸着を待つ状態となる（ステップＳ３５）。
上記のステップＳ３１～ステップＳ３５が繰り返し実行されることで、次々と送られるセル７を、スラット構造に並べることが可能となる。つまり、組み立て装置５１は、一方向に向かって複数のセル７が並ぶように、送り込まれた順にセル７を当該一方向に向かって並べると共に、並べる際にセル７の縁部７ａ，７ａ同士を重ね合わせることができる。
上記のステップＳ３１（図５（Ａ））のように、セル７の先頭側部分（はみ出し部１０）が、搬送路４２から搬送方向にはみ出た状態であることから、当該セル７を新たに組み立て装置５１側へ送ることなく、保持部５３は、当該セル７の裏面を吸着することが可能となる。また、セル７の先頭側部分（はみ出し部１０）が、搬送路４２からはみ出た状態であることから、端子部４４，４５がセル７を表裏から挟んで検査を実行することが可能となる。
このように、セル７の先頭側部分が、搬送路４２からはみ出た状態であるによって、検査工程から組み立て工程へセル７を移行させるために、そのセル７を新たに送る必要がなくなり、時間短縮が可能となる。しかも、保持部５３はセル７の裏面、つまり、発電層１８が形成されている面とは反対側の面を吸着することで、当該発電層１８側を傷つけることがない。さらに、セル７を、製造ラインの一部（搬送部４３）に載せたままの状態で、特性の検査が可能となり、切断装置２１によるセル７の作製から、組み立て装置５１によるスラット構造への組み立てまで、連続して行うことが可能となる。
以上の本実施形態に係る製造システム及びこの製造システムによる製造方法によれば、従来のような、特性に応じてセルのランク分けをしなくても、簡単に、同等の特性を有している複数のセル７によって一つのモジュールＭを作製することが可能となる。
すなわち、例えば、蒸着装置、ＣＶＤ装置又はスパッタ装置などの処理装置に対して帯状の金属部材が長手方向に順次送られることによって、発電層１８などがその表面に連続的に形成されて得た帯状部材３では、一般的に、その長手方向に関して発電層１８の特性（膜厚）は連続的であり、大きく変化しない。そこで、この帯状部材３が切断装置２１によって次々と所定長さに切断されてセル７が作製され、切断した順にセル７が送り出され、付与装置３１及び検査装置４１を経て、組み立て装置５１に送り込まれた順にセル７が一方向に向かって並べられ、これらセル７により一つのスラット構造を有する太陽電池モジュールが製作されることにより、この一つ太陽電池モジュールは、特性が同等である複数のセル７によって構成される。
また、上記のとおり、発電層１８が表面に連続的に形成されている帯状部材３では、その長手方向に関して発電層１８（膜厚）の特性は連続的であり、大きく変化しないが、例外的に特性の低いセル７が存在していても、本実施形態では、検査装置４１によって、そのセル７の特定が可能となる。このため、特性の低いセル７は、スラット構造から除外される。したがって、このような特性の低いセルを含むモジュールが作製されてから、モジュール全体の検査が行われ、その結果、当該モジュールが不良と判定され、当該モジュールが無駄となるのを防ぐことができる。
さらに、本実施形態では、リール装置１１から組み立て装置５１までの間の製造ラインの途中に、切断装置２１、付与装置３１及び検査装置４１が直線的に設けられていることから、帯状部材３からセル７を次々と作製し、接合材料５をセル７に供給し、当該セル７を検査し、そして、これらセル７を連続的に一方向に並べることができる。そして、接合材料５によりセル同士を接合し、上記カバー部材を設けることにより、太陽電池モジュールを効率良く製造することが可能となる。
また、図２において、製造ラインの隣り合う搬送部２３と搬送部３２、隣り合う搬送部３２と搬送部４３、隣り合う搬送部４３と駆動部５４が、それぞれ同期して作動する場合を説明したが、これら搬送部１４，２３，３２，４３及び駆動部５４が、制御装置２の制御によって、同期して動作する。例えば、駆動部５４と搬送部４３とが同期してセル７を送る際に、この搬送部４３に同期して搬送部３２が作動し、セル７を送ることができる。
しかも、搬送部２３，３２，４２及び駆動部５４によるセル７の送り量は、すべて同じとすることができ、制御装置２は、搬送部２３，３２，４２及び駆動部５４による送り量を個別に制御する必要がない。このため、例えば、搬送部２３，３２，４２それぞれの搬送路に、セル７を検知するセンサを設け、このセンサからの検知信号に基づいて、制御装置２はセル７の送り量及び送りの開始停止を制御する必要がなく、簡単なプログラムによる制御で済む。なお、本実施形態では、セル７が所定の位置（例えば前記先頭点Ｐ１）に到達したことを確認するために、セル７を検知するセンサが設けられている。
また、第１搬送部１４及び第２搬送部２３による帯状部材３の搬送開始から、当該帯状部材３が所定長さ送り出され、一旦、送りが停止した状態で切断され、切断されたセル７の先端Ｓを、先端点Ｐ１（図４（Ｂ）参照）に到達させるまでの時間（切断工程の時間）、先端点Ｐ１に先端Ｓが位置するセル７の搬送開始から、第３搬送部３２上における接合材料５の供給を完了し、当該セル７の先端Ｓが先端点Ｐ２（図４（ｃ）参照）に到達するまでの時間（供給工程の時間）、先端点Ｐ２に先端Ｓが位置するセル７の搬送開始から、第４搬送部４３上におけるセル７の検査の完了までの時間（検査工程の時間）、及び、保持部５３によるセル７の搬送開始から、当該セル７のステージ５２上への吸着完了までの時間（組み立て工程の時間）とを比較すると、供給工程の時間が最も長い。したがって、これら各工程は同時に行われるが、供給工程の時間内に、切断工程、検査工程、及び組み立て工程を終えることが可能となる。
また、本実施形態では、組み立て装置５１において、保持部５３がセル７の先頭部を保持することから、図４で説明したように、各搬送部において、セル７の先端Ｓを基準として位置管理し、各搬送部はセル７の送り開始及び停止が制御される。
すなわち、セル７の先端Ｓを基準として位置管理し、各搬送部による送り量を一定とすることにより、当該送り量で各搬送部を同期させて作動させれば、セル７の先端Ｓが各搬送路の先頭点に位置合わせされ、当該先端Ｓを、組み立て装置５１の所定位置（前記位置Ｐ４）に到達させることができ、保持部５３がこのセル７の先頭部を引き続いて保持することが可能となる。
しかも、セル７の先端Ｓを基準として位置管理していることにより、セル７の長さが変更されても、各搬送部による送り量は変更する必要がない。つまり、セル７の長さが変更されても、セル７をその長手方向に関して送る動作に関して、制御装置２のプログラムを変更する必要がない。
また、画搬送部の搬送路の幅は、セル７の幅（短手方向の寸法）よりも充分に大きいので、セル７の幅が変更されても、対応可能である。なお、この場合、ステージ５２の１ステップの移動量の変更は必要である。
このように、セル７の長手方向寸法及び幅寸法が変更されても、本実施形態の製造システムによれば、その対応が容易である。なお、モジュールの大きさの変更に基づいて、このようなセルの寸法の変更は、度々必要とされる。
また、製造システムには、図示しないが、さらに、接合材料５によりセル７，７を接合する装置、カバー部材を被せる装置が含まれていてもよく、これら装置は、組み立て装置５１の下流側に設置される。
また、本発明の製造システムは、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。例えば、上記実施形態では、光電変換を行う発電層が表面に形成された帯状部材３を供給する供給装置を、リール装置１１とした場合について説明したが、この供給装置は、蒸着装置、ＣＶＤ装置又はスパッタ装置等の帯状部材３を直接形成する製造装置であってもよい。すなわち、この製造装置によって連続的に形成された帯状部材３をリール１２に巻き取ることなく直接、下流側装置に供給する態様であればよい。この場合、リール１２に巻き取ることによる工程を省略しつつ、特性に応じてセルのランク分けをしなくても、簡単に、同等の特性を有している複数のセル７によって一つのモジュールＭを作製することが可能となる。
３：帯状部材 ７：セル ７ａ：縁部 １０：はみ出し部（先頭部） １１：
リール装置（供給装置） １２：リール １８：発電層 ３１：付与装置 ４１
：検査装置 ４２：搬送路 ４３：第４の搬送部（搬送部） ４４，４５：端子部
５１：組み立て装置 Ｍ：太陽電池モジュール
リール装置（供給装置） １２：リール １８：発電層 ３１：付与装置 ４１
：検査装置 ４２：搬送路 ４３：第４の搬送部（搬送部） ４４，４５：端子部
５１：組み立て装置 Ｍ：太陽電池モジュール
Claims (4)
- 複数の細長い太陽電池用のセルを、その長辺側の縁部同士が重なるようにして、一方向に並べて構成した太陽電池モジュールを製造するための製造システムであって、
光電変換を行う発電層が表面に形成された帯状部材を供給する供給装置と、
前記供給装置から供給される前記帯状部材を次々と所定長さに切断して前記セルを作製すると共に、切断した順に当該セルを下流側装置へと送る切断装置と、
前記一方向に向かって複数の前記セルが並ぶように、上流側装置から送り込まれた順に前記セルを前記一方向に向かって並べると共に、並べる際に当該セルの縁部同士を重ね合わせる組み立て装置と、
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システム。 - 前記切断装置によって切断され、前記組み立て装置によって並べられる前の前記セルの特性を検査する検査装置が、前記供給装置から前記組み立て装置までの間の製造ラインの途中に設けられている請求項１に記載の太陽電池モジュールの製造システム。
- 前記検査装置は、前記セルを載せて当該セルの長手方向に送る搬送路を有していると共に、当該セルの送り方向先頭部が当該搬送路からはみ出た状態で当該セルの送りを停止する搬送部と、
前記先頭部がはみ出た状態の当該セルを表裏から挟んで接触し当該セルの電気的な特性の検査を行う端子部と、を有している請求項２に記載の太陽電池モジュールの製造システム。 - 複数の細長い太陽電池用のセルを、その長辺側の縁部同士が重なるようにして、一方向に並べて構成した太陽電池モジュールを製造する方法であって、
光電変換を行う発電層が表面に形成されている帯状部材を、当該帯状部材の長手方向に供給し、
前記帯状部材を次々と所定長さに切断して前記セルを作製し、
切断した順に当該セルを送り出し、
前記一方向に向かって複数の前記セルが並ぶように、送り込まれた順に前記セルを前記一方向に向かって並べると共に、並べる際に前記セルの縁部同士を重ね合わせる
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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| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 12803983 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 12803983 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |