WO2013140616A1 - 太陽電池モジュールの製造方法及び太陽電池モジュールの製造装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a solar cell module manufacturing method and manufacturing apparatus.
- a plurality of solar cells are arranged two-dimensionally, for example, as a solar cell module, receiving light in a large area and increasing the generated power.
- Patent Document 1 as a method for manufacturing a solar cell module, a solar cell is arranged on a mounting table, a resin adhesive is arranged on a connection electrode formed on the light receiving surface side of the solar cell, In addition, it is described that a wiring material is arranged and the wiring material is crimped to the connection electrode by using a crimping apparatus.
- the crimping apparatus includes a crimping head and a heating unit provided inside the crimping head.
- the heating unit is composed of a molybdenum wire or the like, and heats the crimping head by energization. The heating unit heats the pressure-bonding head to a temperature higher than the temperature at which the resin adhesive disposed between the connection electrode and the wiring member is cured.
- connection with the resin adhesive needs to be pressurized and heated.
- the servo motor and the air cylinder are connected. Control is required, and a cushion seat mechanism or the like is required to equalize the pressure. Since heating control is also performed on this, a pressure heating apparatus for connection with a resin adhesive becomes complicated, large, and expensive.
- the processing time is short.
- a very short heat treatment is sufficient.
- this is performed with a resin adhesive, although it depends on the material of the resin adhesive, it often takes longer time than soldering. For this reason, it becomes difficult to operate an expensive pressure heating apparatus efficiently.
- a method for manufacturing a solar cell module according to the present invention is a method for manufacturing a solar cell module in which a wiring material is connected to a solar cell via an adhesive, and the wiring material is connected to the connection electrode of the solar cell via an adhesive. Is placed, heated while being pressed, the adhesive is semi-cured and crimped, and the semi-cured adhesive is heated and completely cured.
- a solar cell module manufacturing apparatus is a solar cell module manufacturing apparatus for connecting a wiring material to a solar cell via an adhesive, and is connected to the solar cell connection electrode via an adhesive. And a pressure-bonding part that heats the adhesive half-curingly and a heating part that completely cures the semi-curing adhesive.
- the solar cell module can be manufactured efficiently.
- the manufacturing apparatus of the solar cell module of embodiment which concerns on this invention it is a figure which shows a mode that the part of one solar cell which comprises a solar cell string is conveyed to a heating part, and receives the heat processing for complete curing. It is a figure which shows the crimping
- FIG. 1 is a flowchart showing a procedure of a method for manufacturing a solar cell module.
- 2 to 5 are diagrams for explaining each procedure of this flowchart.
- S10 a plurality of solar cells are prepared (S10).
- FIG. 2 is a plan view and a side view of the solar cell 10.
- the solar cell 10 includes a photoelectric conversion unit 11 that receives a light such as sunlight to generate a pair of hole and electron photogenerated carriers.
- the solar cell 10 has, as main surfaces, a light receiving surface that is a surface on which light is incident from the outside of the solar cell 10 and a back surface that is a surface opposite to the light receiving surface. In the plan view of FIG. It is shown.
- the photoelectric conversion unit 11 includes a substrate made of a semiconductor material such as crystalline silicon (c-Si), gallium arsenide (GaAs), indium phosphide (InP), for example.
- the structure of the photoelectric conversion unit 11 is a pn junction in a broad sense.
- a heterojunction of an n-type single crystal silicon substrate and amorphous silicon can be used.
- a transparent conductive film (TCO) composed of a conductive oxide is laminated, and an i-type amorphous silicon layer and an n-type amorphous silicon layer doped with phosphorus (P) or the like on the back side of the substrate, A transparent conductive film can be laminated.
- the photoelectric conversion unit 11 may have a structure other than this as long as it has a function of converting light such as sunlight into electricity.
- a structure including a p-type polycrystalline silicon substrate, an n-type diffusion layer formed on the light-receiving surface side, and an aluminum metal film formed on the back surface side may be used.
- the light-receiving surface electrode 12 includes a plurality of finger electrodes 13 arranged in parallel to each other and a bus bar electrode 14 arranged to intersect the finger electrodes 13.
- the finger electrode 13 is a thin line electrode that collects current from the entire light receiving surface, but is thinned so as to reduce the light shielding property.
- the bus bar electrode 14 is a connection electrode to which a wiring material used when connecting a plurality of solar cells 10 to each other is bonded.
- the back electrode 15 is shown on the back surface.
- the back surface electrode 15 is also composed of finger electrodes and bus bar electrodes that are connection electrodes.
- the finger electrode 13 and the bus bar electrode 14 are arranged orthogonally to each other and electrically connected in the example of FIG.
- a conductive paste in which a conductive filler such as silver (Ag) is dispersed in a binder resin is formed on the transparent conductive layer in a desired pattern by a screen printing method.
- the width of the finger electrode 13 is preferably about 50 ⁇ m to 150 ⁇ m, and the thickness is preferably about 20 ⁇ m to 80 ⁇ m.
- the interval between adjacent finger electrodes 13 is preferably about 1.5 mm to 3 mm.
- the width of the bus bar electrode 14 is preferably about 0.1 mm to 3 mm, and the thickness is preferably about 20 ⁇ m to 100 ⁇ m.
- FIG. 3 shows a state in which three solar cells are sequentially connected by four wiring members.
- the rightmost solar cell 16 in FIG. 3 will be described as an example.
- the one end side 19 of the wiring member 18 is disposed on the light receiving surface electrode 12 of the solar cell 16 via the adhesive 17 and temporarily fixed.
- the one end 19 of the wiring member 18 refers to the left portion of the elongated wiring member 18 that extends to the left and right on the paper surface of FIG. 3 is the other end side, but the illustration of the other end side of the wiring member 18 is omitted in FIG.
- Temporary fixing is performed by applying an adhesive 17 on the bus bar electrode 14 constituting the light-receiving surface electrode 12 or on the back surface of the wiring material 18 and aligning the bus bar electrode 14 and the wiring material 18.
- the wiring member 18 is a thin plate made of a metal conductive material such as copper. Instead of a thin plate, a stranded wire can be used. As the conductive material, in addition to copper, silver, aluminum, nickel, tin, gold, or an alloy thereof can be used. Since the wiring member 18 is arranged so as to cover the bus bar electrode 14 along the arrangement direction of the bus bar electrode 14 which is a connection electrode of the solar cell 10, the width of the wiring member 18 is the same as the width of the bus bar electrode 14. Or slightly thicker.
- the adhesive 17 is disposed between the wiring member 18 and the bus bar electrode 14, electrically connects the wiring member 18 and the light receiving surface electrode 12, and mechanically fixes the solar cell 10 and the wiring member 18. Used for.
- the adhesive 17 can be a highly flexible thermosetting resin adhesive such as polyurethane, acrylic, or epoxy.
- the adhesive 17 may contain conductive particles.
- conductive particles nickel, silver, nickel with gold coating, copper with tin plating, or the like can be used.
- an insulating resin adhesive is used, either or both of the facing surfaces of the wiring member 18 or the bus bar electrode 14 are made uneven to appropriately remove the resin from between the wiring member 18 and the bus bar electrode 14. And make an electrical connection.
- the other end side 22 of the wiring member 21 is disposed and temporarily fixed to the electrode 15 via the adhesive 20.
- the wiring material 21 is a wiring material prepared separately from the wiring material 18 temporarily fixed to the light-receiving surface electrode 12.
- the wiring material 21 may be made of the same material and the same shape as the wiring material 18, or may have a different material and a different shape.
- the adhesive 20 can be the same as the adhesive 17 used on the light receiving surface side, but a resin or the like different from the adhesive 17 may be used.
- one end side 23 of the wiring member 21 is disposed and temporarily fixed via an adhesive on the light receiving surface side of another solar cell 24 disposed adjacent to the solar cell 16.
- This arrangement is the same as that described in the solar cell 16.
- the wiring member 21 is bent from the back surface side of the solar cell 16 to the light receiving surface side of the adjacent solar cell 24. The bending process can be performed on the wiring member 21 in advance.
- the back electrode of the solar cell 16 and the light receiving surface electrode of the solar cell 24 are electrically connected by the single wiring member 21.
- the wiring material 25 connects the back electrode of the solar cell 24 and the light receiving surface electrode of the solar cell 28 adjacent to the solar cell 24.
- the solar cell 28 is a solar cell that is disposed adjacent to the solar cell 24 on the opposite side of the solar cell 16.
- the wiring member 25 is a wiring member different from the wiring member 21, the other end side 26 is disposed on the back electrode of the solar cell 24 via an adhesive, and the one end side is disposed on the light receiving surface electrode of the solar cell 28 via an adhesive. Arranged. In this way, the back electrode of the solar cell 24 and the light receiving surface electrode of the solar cell 28 are electrically connected by the single wiring member 25.
- this state is formation of the solar cell string in the temporarily fixed state (S12).
- FIG. 4 is a diagram illustrating a main part of the solar cell module manufacturing apparatus 50, and the leftmost portion where the temporarily fixed solar cell string 40 is illustrated is the temporarily fixed portion 52.
- the temporary fixing unit 52 one solar cell prepared in S10 is picked up and positioned at the work position, and the wiring material is picked up and positioned with respect to the bus bar electrode.
- an adhesive agent is apply
- Such an operation can be performed using an appropriate robot system. If necessary, auxiliary work may be performed by an operator.
- the temporarily fixed solar cell string 40 is then transported to the crimping part (S13).
- the conveyance is performed by the conveyance unit 53.
- a gripping transport device that grips and transports an appropriate end of the solar cell string 40, a belt conveyor, or the like can be used.
- the crimping portion 54 includes a lower tool 55 and an upper tool 56 that moves up and down relatively with respect to the lower tool 55, and the upper tool 56 is lowered with respect to the lower tool 55 and is disposed between the lower tool 55 and the upper tool 56.
- This is an apparatus for pressurizing the processed object with a pressure of P 0 .
- a servo motor, an air cylinder, or the like is used to perform pressurization under predetermined conditions in accordance with the lifted state of the upper tool 56.
- the heater respectively disposed on the lower tool 55 and the upper tool 56, with respect to the workpiece, it is performed to heat at a temperature T 0.
- the crimping part 54 is a heating and pressing device.
- the process which presses a wiring material to the bus bar of a solar cell about the part corresponding to one solar cell which comprises the solar cell string 40 of a temporarily fixed state is performed.
- FIG. 4 a state in which the part of the solar cell 16 is positioned and arranged on the crimping part 54 by the transport part 53 is shown.
- the heating and pressurization in the crimping part 54 is performed in the processing time of the tact time of the solar cell module manufacturing apparatus 50.
- the tact time of the solar cell module manufacturing apparatus 50 is set in the throughput plan, but that time may be insufficient for the adhesive to be completely cured. Therefore, in the crimping part 54, the pressure P 0 and the temperature T 0 are set as the adhesive may be in a semi-cured state.
- the specific pressure P 0 and temperature T 0 vary depending on the specifications of the solar cell module, for example, P 0 is set to 0.1 MPa to 0.2 MPa, and the temperature T 0 is set to 200 ° C.
- the semi-cured pressure-bonding process is performed in the pressure-bonding portion (S14).
- the heating unit 57 includes a lower heating unit 58 and an upper heating unit 59, and the solar cell string is conveyed between the lower heating unit 58 and the upper heating unit 59.
- the time for passing through the heating unit 57 and the temperature T 1 are set to conditions under which the adhesive can be completely cured.
- the specific heat treatment time and temperature T 1 vary depending on the specifications of the solar cell module. For example, the temperature T 1 is set to 150 ° C. that is equal to or lower than T 0 in the crimping part 54.
- the heat treatment time is set to be the same as or longer than the heat pressurization time in the crimping part 54.
- the heating part 57 does not require positioning or pressure control unlike the crimping part 54, a simple heating device can be used.
- the lower heating unit 58 and the upper heating unit 59 may be a resistance heating device, a lamp heating device, a hot air blowing device, or the like. An example of a specific structure will be described later.
- FIG. 5 shows a state in which the part of the solar cell 16 is positioned and arranged on the heating unit 57 by the transport unit 53.
- the solar cell 28 portion of the solar cell string is in the temporary fixing portion 52
- the solar cell 24 portion is disposed in the crimping portion 54
- the semi-curing process is performed
- the solar cell 16 portion is in the heating portion 57.
- a state is shown in which it is placed and fully cured.
- the solar cell module manufacturing apparatus 50 uses the transport unit 53 to sequentially transport the temporarily fixed solar cell string 40 formed by the temporary fixing unit 52 to the crimping unit 54 and the heating unit 57. Therefore, as shown in FIG. 1, a completely fixed solar cell string is completed (S17).
- the solar cell string in a completely fixed state is then carried to the process of forming a solar cell module.
- the solar cell module in a completely fixed state is positioned between the protective member on the light receiving surface side and the protective member on the back surface side, and the protective member on the light receiving surface side and the protective member on the back surface side A filler is arranged between them.
- Frames are arranged at the ends of the light receiving surface side protective member and the back surface side protective member.
- a transparent plate or film is used as the protective member on the light receiving surface side.
- a translucent member such as a glass plate, a resin plate, or a resin film can be used.
- the protective member on the back surface side the same protective member as that on the light receiving surface side can be used.
- an opaque plate or film can be used as the protective member on the back side.
- a laminated film such as a resin film having an aluminum foil inside can be used.
- EVA EVA, PE, PP, EEA, PVB, silicone resin, urethane resin, acrylic resin, epoxy resin, or the like can be used.
- FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the crimping portion 60 using a cushion sheet.
- the cushion sheets 61 and 62 are members mainly intended to prevent cracking of the solar cell due to pressurization during pressure bonding.
- the cushion sheet 61 is passed between the two reels 63 and 64.
- the cushion sheet 62 is passed between the two reels 65 and 66.
- the lower heating unit 71 and the upper heating unit 72 in the heating unit 70 shown in FIG. 7 have the same configuration, and each includes a pressing unit 73 and a hot air blowing nozzle 74.
- the pressing portion 73 is a jig having a function of pressing and holding the solar cell 16 on which the wiring material is arranged in a semi-cured state.
- the holding pressure is much smaller than the pressure P 0 of the crimping part 54.
- the hot air blowing nozzle 74 is a heating means that sends hot air to the solar cell 16 side and completely cures the adhesive with the heat.
- the heating unit 70 may be only one of the lower heating unit 71 or the upper heating unit 72.
- the lower heating unit 81 and the upper heating unit 82 in the heating unit 80 shown in FIG. 8 have the same configuration, and each include a pressing unit 73 and a heating lamp 83.
- the pressing portion 73 has the same content as that described in FIG.
- the heating lamp 83 is a heating means that sends illumination light to the solar cell 16 side and completely cures the adhesive with the heat.
- the heating unit 90 shown in FIG. 9 has a configuration capable of heating the two solar cells 91 and 92 constituting the solar cell string.
- the lower heating section 93 and the upper heating section 94 of the heating section 90 are solar along the transport direction of the transport section 53 so that the two solar cells 91 and 92 to which the wiring material is connected in a semi-cured state can be simultaneously heated.
- the battery is arranged twice as long as the battery.
- the heating means in addition to the heater, the hot air blowing nozzle of FIG. 7 and the heating lamp of FIG. 8 can be used. Thereby, the processing time in the heating unit 90 can be doubled than the processing time in the crimping unit 54. Depending on the time required for complete curing of the adhesive, the length of the heating unit 90 along the conveyance direction can be further increased.
- the crimping part 54 is configured to heat and pressurize a part of one solar cell constituting the solar cell string, but may be configured to heat and press a part of a plurality of solar cells at the same timing. In that case, the heating unit 57 also heats a plurality of solar cell portions at the same time, and the configuration of FIG. 9 works more effectively.
Abstract
本発明に係る太陽電池モジュールの製造装置（５０）は、太陽電池（１０）の接続用電極に接着剤（１７）を介して配線材（１８）を配置し、未硬化状態の接着剤で仮固定する仮固定部（５２）と、半硬化状態で配線材が配置されている太陽電池を圧力Ｐ0 で加圧しながら温度Ｔ0 で加熱して、接着剤を半硬化させる圧着部（５４）と、温度Ｔ1 で加熱することで半硬化の接着剤を完全硬化させる加熱部（５７）とを備える。該製造装置において、圧着部と加熱部とを分けることにより、スループットが上がりタクトタイムが短くなる。
Description
本発明は、太陽電池モジュールの製造方法及び製造装置に関する。
複数の太陽電池を例えば二次元的に配置して太陽電池モジュールとして、大面積で受光して発電電力を大きくすることが行われる。
特許文献１には、太陽電池モジュールの製造方法として、太陽電池を載置台に配置し、太陽電池の受光面側に形成された接続用電極上に樹脂接着剤を配置し、樹脂接着剤の上に、配線材を配置して、圧着装置を用いて配線材を接続用電極に圧着することが述べられている。ここで、圧着装置には、圧着ヘッドと、圧着ヘッドの内部に設けられた加熱部が備えられ、加熱部は、モリブデン線等で構成されており、通電によって圧着ヘッドを加熱する。加熱部は、接続用電極と配線材との間に配置される樹脂接着剤が硬化される温度以上に圧着ヘッドを加熱する。
特許文献１に述べられているように、樹脂接着剤による接続は、加圧加熱を行う必要があるが、加圧の際の正確な高さ調整等を行うために、サーボモータやエアシリンダの制御が必要で、また、圧力の均一化のためにクッションシートの機構等が必要となる。この上に加熱制御も行うため、樹脂接着剤による接続のための加圧加熱装置は複雑で大型で高価なものとなる。
高価な加圧加熱装置を効率よく稼動させるために、処理時間が短い方が好ましい。ところで、接続用電極と配線材との間の接続を半田付けで行うときは、ごく短時間の加熱処理で済む。これを樹脂接着剤で行うと、樹脂接着剤の材質にもよるが、ハンダ付けに比べて長時間となることが多い。このため、高価な加圧加熱装置を効率よく稼動させることが困難となる。
本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、太陽電池に対し接着剤を介して配線材を接続する太陽電池モジュールの製造方法であって、太陽電池の接続用電極に接着剤を介して配線材を配置し、加圧しながら加熱して、接着剤を半硬化させて圧着し、半硬化の接着剤を加熱して完全硬化させる。
本発明に係る太陽電池モジュールの製造装置は、太陽電池に対し接着剤を介して配線材を接続する太陽電池モジュールの製造装置であって、太陽電池の接続用電極に接着剤を介して配線材を配置し、加圧しながら加熱して、接着剤を半硬化させる圧着部と、半硬化の接着剤を完全硬化させる加熱部と、を備える。
本発明によれば、太陽電池モジュールの製造を効率よく行うことができる。
以下に図面を用いて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。
図１は、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。図２から図５は、このフローチャートの各手順を説明する図である。太陽電池モジュールを製造するには、まず、複数の太陽電池を準備する（Ｓ１０）。
図２は、太陽電池１０の平面図と側面図である。太陽電池１０は、太陽光等の光を受光することで一対の正孔および電子の光生成キャリアを生成する光電変換部１１を備える。太陽電池１０は、主面として、太陽電池１０の外部から光が入射する面である受光面と、受光面と反対側の面である裏面とを有するが、図２の平面図では受光面が示されている。
光電変換部１１は、例えば、結晶性シリコン（ｃ－Ｓｉ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、インジウム燐（ＩｎＰ）等の半導体材料の基板を有する。光電変換部１１の構造は、広義のｐｎ接合である。例えば、ｎ型単結晶シリコン基板と非晶質シリコンのヘテロ接合を用いることができる。この場合、受光面側の基板上に、ｉ型非晶質シリコン層と、ボロン（Ｂ）等がドープされたｐ型非晶質シリコン層と、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）の透光性導電酸化物で構成される透明導電膜（ＴＣＯ）を積層し、基板の裏面側に、ｉ型非晶質シリコン層と、燐（Ｐ）等がドープされたｎ型非晶質シリコン層と、透明導電膜を積層する構造とできる。
光電変換部１１は、太陽光等の光を電気に変換する機能を有すれば、これ以外の構造であってもよい。例えば、ｐ型多結晶シリコン基板と、その受光面側に形成されたｎ型拡散層と、その裏面側に形成されたアルミニウム金属膜とを備える構造であってもよい。
太陽電池１０の受光面には、光生成キャリアを集電する受光面電極１２が設けられる。受光面電極１２は、互いに平行に配置された複数のフィンガー電極１３と、フィンガー電極１３に交差して配置されるバスバー電極１４とで構成される。フィンガー電極１３は、受光面の全体から集電するが、遮光性を少なくするように、細線化した細線電極である。バスバー電極１４は、複数の太陽電池１０を互いに接続するときに用いられる配線材が接着される接続用電極である。図２の側面図には、裏面に裏面電極１５が示されている。裏面電極１５も、受光面電極１２と同様に、フィンガー電極と、接続用電極であるバスバー電極とで構成される。
フィンガー電極１３とバスバー電極１４は、図２の例では互いに直交して配置されて電気的に接続される。これらは、例えば、バインダ樹脂中に銀（Ａｇ）等の導電性フィラーが分散された導電性ペーストを透明導電層の上に所望のパターンでスクリーン印刷法により形成される。フィンガー電極１３の幅としては５０μｍから１５０μｍ程度が好ましく、厚さは２０μｍから８０μｍ程度が好ましい。隣接するフィンガー電極１３の間隔は、１．５ｍｍから３ｍｍ程度が好ましい。バスバー電極１４の幅としては０．１ｍｍから３ｍｍ程度が好ましく、厚さは２０μｍから１００μｍ程度が好ましい。
図１において、複数の太陽電池１０が準備されると、太陽電池１０と配線材とが樹脂接着剤で接続される。この接続は、単に太陽電池１０の接続用電極と配線材とが樹脂接着剤を介して仮固定された状態である（Ｓ１１）。
図３には、３つの太陽電池が４つの配線材によって順次接続される様子が示されている。ここで、図３の一番右端の太陽電池１６を例として説明する。
太陽電池１６の受光面電極１２に接着剤１７を介して配線材１８の一端側１９を配置して仮固定する。配線材１８の一端側１９とは、図３の紙面で左右に延びる細長い配線材１８の左側の部分を指す。図３の右側の部分が他端側であるが、図３では配線材１８の他端側の図示が省略されている。
仮固定は、受光面電極１２を構成するバスバー電極１４の上、または配線材１８の裏面に、接着剤１７が塗布され、バスバー電極１４と配線材１８が合わせられることで行われる。
配線材１８としては、銅等の金属導電性材料で構成される薄板である。薄板に代えて撚り線状のものを用いることもできる。導電性材料としては、銅の他に、銀、アルミニウム、ニッケル、錫、金、あるいはこれらの合金を用いることができる。配線材１８は、太陽電池１０の接続用電極であるバスバー電極１４の配置方向に沿って、バスバー電極１４を覆うように配置されるので、配線材１８の幅は、バスバー電極１４の幅と同じか、やや太めに設定される。
接着剤１７は、配線材１８とバスバー電極１４との間に配置され、配線材１８と受光面電極１２とを電気的に接続し、太陽電池１０と配線材１８とを機械的に固定するために用いられる。接着剤１７は、柔軟性の高いポリウレタン系、アクリル系、あるいはエポキシ系等の熱硬化性樹脂接着剤を用いることができる。
接着剤１７には、導電性粒子が含まれていてもよい。導電性粒子としては、ニッケル、銀、金コート付ニッケル、錫メッキ付銅等を用いることができる。絶縁性の樹脂接着剤を用いるときは、配線材１８またはバスバー電極１４の互いに対向する面のいずれか一方または双方を凹凸化して、配線材１８とバスバー電極１４との間から樹脂を適当に排除して電気的接続を取るようにする。接着力は、配線材１８とバスバー電極１４の向かい合う面の間の接着力の他に、太陽電池１０の受光面と配線材１８の側面に形成される樹脂のフィレットによる接着力がある。
図３に戻って、太陽電池１６の受光面電極１２と配線材１８との間が接着剤１７を介して仮固定された後、あるいは同時に、または、その前でもよいが、太陽電池１６の裏面電極１５に、接着剤２０を介して、配線材２１の他端側２２を配置して仮固定する。配線材２１は、受光面電極１２に仮固定された配線材１８とは別に準備された配線材である。配線材２１は、配線材１８と同じ材質、同じ形状のものを用いることもでき、異なる材質、異なる形状としてもよい。接着剤２０は、受光面側に用いた接着剤１７と同じものを用いることができるが、接着剤１７と異なる樹脂等を用いてもよい。
そして、配線材２１の一端側２３は、太陽電池１６に隣接して配置される他の太陽電池２４の受光面側に接着剤を介して配置され仮固定される。この配置の仕方は、太陽電池１６で説明した内容と同様である。このように、配線材２１は、太陽電池１６の裏面側から隣の太陽電池２４の受光面側に曲げられて配置される。曲げ加工は、配線材２１について予め行っておくことができる。こうして、太陽電池１６の裏面電極と太陽電池２４の受光面電極との間が１つの配線材２１によって電気的に接続される。
同様にして、太陽電池２４の裏面電極と、太陽電池２４の隣の太陽電池２８の受光面電極の間が配線材２５で接続される。太陽電池２８は、太陽電池２４について、太陽電池１６が配置されるのと反対側に隣接して配置される太陽電池である。配線材２５は、配線材２１とは別の配線材で、他端側２６が太陽電池２４の裏面電極に接着剤を介して配置され、一端側が太陽電池２８の受光面電極に接着剤を介して配置される。このようにして、太陽電池２４の裏面電極と太陽電池２８の受光面電極との間が１つの配線材２５によって電気的に接続される。
これを繰り返して、未硬化状態の接着剤を介して複数の配線材で複数の太陽電池を仮固定状態とした太陽電池ストリング４０が形成される。図１に戻って、この状態が仮固定状態の太陽電池ストリングの形成である（Ｓ１２）。
仮固定状態の太陽電池ストリング４０の形成は、太陽電池モジュールの製造装置の仮固定部によって行われる。図４は、太陽電池モジュールの製造装置５０の主要部を示す図であるが、仮固定状態の太陽電池ストリング４０が図示されている左端の部分が仮固定部５２である。仮固定部５２では、Ｓ１０で準備された１つの太陽電池を作業位置にピックアップして位置決めし、このバスバー電極に対し配線材をピックアップして位置決めする。その際に、接着剤は配線材またはバスバー電極に塗布する。このような作業は、適当なロボットシステムを用いて行うことができる。必要に応じ、作業者によって補助作業を行ってもよい。
仮固定状態の太陽電池ストリング４０は、次に、圧着部へ搬送される（Ｓ１３）。搬送は、搬送部５３によって行われる。搬送部５３には、太陽電池ストリング４０の適当な端部を把持して搬送する把持搬送装置や、ベルトコンベヤ等を用いることができる。
圧着部５４は、下ツール５５と、下ツール５５に対し相対的に昇降する上ツール５６を含み、下ツール５５に対し上ツール５６を下降させて、下ツール５５と上ツール５６の間に配置された被処理体にＰ0の圧力で加圧する装置である。加圧を上ツール５６の昇降状態に合わせて所定の条件で行うために、サーボモータ、エアシリンダ等が用いられる。また、下ツール５５と上ツール５６にはそれぞれヒータが配置され、被処理体に対し、温度Ｔ0で加熱することが行われる。このように、圧着部５４は、加熱加圧装置である。
圧着部５４においては、仮固定状態の太陽電池ストリング４０を構成する１つの太陽電池に対応する部分について、配線材を太陽電池のバスバーに加熱しながら押し付ける処理が行われる。図４では、搬送部５３によって、太陽電池１６の部分が圧着部５４に位置決めされて配置される様子が示されている。
圧着部５４における加熱加圧は、太陽電池モジュールの製造装置５０のタクトタイムの処理時間で行われる。太陽電池モジュールの製造装置５０のタクトタイムは、スループット計画で設定されるが、その時間では接着剤が完全硬化するには不十分なことがある。そこで、圧着部５４では、接着剤は半硬化状態でよいこととして、圧力Ｐ0と温度Ｔ0が設定される。具体的な圧力Ｐ0と温度Ｔ0は、太陽電池モジュールの仕様によって異なるが、一例を示すと、Ｐ0が０．１ＭＰａから０．２ＭＰａ、温度Ｔ0が２００℃に設定される。図１に戻って、このように圧着部では、半硬化圧着の処理が行われる（Ｓ１４）。
仮固定状態の太陽電池ストリング４０は、次に、加熱部へ搬送される（Ｓ１５）。図４に示されるように、加熱部５７は、下加熱部５８と上加熱部５９で構成され、下加熱部５８と上加熱部５９の間に、太陽電池ストリングが搬送される。加熱部５７を通過する時間と、温度Ｔ1は、接着剤が完全硬化できる条件に設定される。具体的な加熱処理時間と温度Ｔ1は、太陽電池モジュールの仕様によって異なるが、一例を示すと、温度Ｔ1は、圧着部５４におけるＴ0と同じか、それよりも低い１５０℃に設定され、加熱処理時間は、圧着部５４における加熱加圧時間と同じか、それよりも長く設定される。図１に戻って、このように、加熱部５７では、接着剤の完全硬化加熱処理が行われる（Ｓ１６）。
加熱部５７は、圧着部５４と異なり、位置決めや加圧制御が不要であるので、簡単な加熱装置を用いることができる。例えば、下加熱部５８と上加熱部５９は、抵抗加熱装置の他、ランプ加熱装置、熱風吹付装置等を用いることができる。具体的構造の例は後述する。
図５には、搬送部５３によって、太陽電池１６の部分が加熱部５７に位置決めされて配置される様子が示されている。ここでは、太陽電池ストリングの太陽電池２８の部分が仮固定部５２にあり、圧着部５４に太陽電池２４の部分が配置されて半硬化処理が行われ、加熱部５７に太陽電池１６の部分が配置されて完全硬化処理が行われている状態が示されている。このように、太陽電池モジュールの製造装置５０は、仮固定部５２で形成された仮固定状態の太陽電池ストリング４０を、搬送部５３を用い、順次、圧着部５４、加熱部５７に搬送され、そこで、図１に示されるように、完全固定状態の太陽電池ストリングが完成する（Ｓ１７）。
完全固定状態の太陽電池ストリングは、その後で太陽電池モジュールを形成する工程に運ばれる。太陽電池モジュールを形成する工程では、受光面側の保護部材と、裏面側の保護部材の間に、完全固定状態の太陽電池モジュールを位置決めし、受光面側の保護部材と、裏面側の保護部材の間に充填材を配置する。受光面側の保護部材および裏面側の保護部材の端部には、フレームが配置される。
受光面側の保護部材としては、透明な板体、フィルムが用いられる。例えば、ガラス板、樹脂板、樹脂フィルム等の透光性を有する部材を用いることができる。裏面側の保護部材は、受光面側の保護部材と同じものを用いることができる。裏面側からの受光を必要としない構造の太陽電池モジュールの場合は、裏面側の保護部材として、不透明な板体やフィルムを用いることができる。例えば、アルミ箔を内部に有する樹脂フィルム等の積層フィルムを用いることができる。
充填材は、ＥＶＡ、ＰＥ、ＰＰ、ＥＥＡ、ＰＶＢ、シリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等を用いることができる。
図６は、クッションシートを用いる圧着部６０の構成例を示す図である。クッションシート６１，６２は、圧着の際の加圧による太陽電池の割れを防止することを主な目的とする部材である。圧着部６０の下ツール５５では、クッションシート６１が２つのリール６３，６４の間に差し渡される。同様に、上ツール５６では、クッションシート６２が２つのリール６５，６６の間に差し渡される。
図７から図９は、加熱部の構成例を示す図である。図７に示す加熱部７０における下加熱部７１と上加熱部７２は同様の構成を有し、それぞれ押さえ部７３と、熱風吹き出しノズル７４を備える。押さえ部７３は、半硬化状態で配線材が配置される太陽電池１６を押さえ保持する機能を有する治具である。押さえ圧は、圧着部５４の圧力Ｐ0に比べはるかに小さい値である。熱風吹き出しノズル７４は、熱風を太陽電池１６側に送って、その熱で接着剤を完全硬化させる加熱手段である。加熱部７０は、下加熱部７１または上加熱部７２の一方のみでもよい。
図８に示す加熱部８０における下加熱部８１と上加熱部８２は同様の構成を有し、それぞれ押さえ部７３と、加熱用ランプ８３を備える。押さえ部７３は、図７で説明したものと同じ内容のものである。加熱用ランプ８３は、照明光を太陽電池１６側に送って、その熱で接着剤を完全硬化させる加熱手段である。
図９に示す加熱部９０は、太陽電池ストリングを構成する２つの太陽電池９１，９２の部分を加熱できる構成を有する。加熱部９０の下加熱部９３と上加熱部９４は、半硬化状態で配線材が接続されている２つの太陽電池９１，９２を同時に加熱できるように、搬送部５３の搬送方向に沿って太陽電池の長さの倍の長さで配置される。加熱手段は、ヒータの他、図７の熱風吹き出しノズル、図８の加熱用ランプを用いることができる。これによって、圧着部５４における処理時間よりも加熱部９０における処理時間を倍に伸ばすことができる。接着剤の完全硬化に必要な時間に応じて、加熱部９０の搬送方向に沿った長さをさらに長くすることができる。
上記では、圧着部５４は、太陽電池ストリングを構成する１つの太陽電池の部分を加熱加圧するものとしたが、これを同じタイミングで複数の太陽電池の部分について加熱加圧するものとしてもよい。その場合には、加熱部５７も、複数の太陽電池の部分を同時に加熱することになり、図９の構成がより効果的に働く。
１０，１６，２４，２８，９１，９２ 太陽電池、１１ 光電変換部、１２ 受光面電極、１３ フィンガー電極、１４ バスバー電極、１５ 裏面電極、１７，２０ 接着剤、１８，２１，２５ 配線材、１９，２３ 一端側、２２，２６ 他端側、４０ 太陽電池ストリング、５０ 太陽電池モジュールの製造装置、５２ 仮固定部、５３ 搬送部、５４，６０ 圧着部、５５ 下ツール、５６ 上ツール、５７，７０，８０，９０ 加熱部、５８，７１，８１，９３ 下加熱部、５９，７２，８２，９４ 上加熱部、６０ 圧着部、６１，６２ クッションシート、６３，６４，６５，６６ リール、７３ 押さえ部、７４ 熱風吹き出しノズル、８３ 加熱用ランプ。
Claims (8)
- 太陽電池に対し接着剤を介して配線材を接続する太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記太陽電池の接続用電極に前記接着剤を介して前記配線材を配置し、加圧しながら加熱して、前記接着剤を半硬化させて圧着し、
半硬化の前記接着剤を加熱して完全硬化させる、太陽電池モジュールの製造方法。 - 請求項１に記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記加熱における処理時間は、前記圧着における処理時間よりも長く設定される、太陽電池モジュールの製造方法。 - 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において、
前記加熱は、半硬化状態で前記配線材が配置される前記太陽電池を押さえ保持して加熱する、太陽電池モジュールの製造方法。 - 複数の太陽電池について接着剤を介して複数の配線材で接続する太陽電池モジュールの製造方法であって、
１つの太陽電池の受光面側に接着剤を介して１つの配線材の一端側を配置し、前記１つの太陽電池の裏面側に前記接着剤を介して前記１つの配線材とは他の配線材の他端側を配置し、これを前記複数の太陽電池に対して繰り返して、未硬化状態の前記接着剤によって前記複数の太陽電池を仮固定状態とした太陽電池ストリングを形成し、
仮固定状態の太陽電池ストリングの前記１つの太陽電池の部分を圧着装置の下ツールと上ツールとの間に搬送し、前記接着剤を半硬化させて圧着し、
半硬化状態の前記１つの太陽電池の部分を加熱装置に搬送し、加熱によって前記半硬化の前記接着剤を完全硬化させて、完全固定状態の太陽電池ストリングとする、太陽電池モジュールの製造方法。 - 太陽電池に対し接着剤を介して配線材を接続する太陽電池モジュールの製造装置であって、
前記太陽電池の接続用電極に前記接着剤を介して前記配線材を配置し、加圧しながら加熱して、前記接着剤を半硬化させる圧着部と、
半硬化の前記接着剤を完全硬化させる加熱部と、
を備える、太陽電池モジュールの製造装置。 - 請求項５に記載の太陽電池モジュールの製造装置において、
前記加熱部における処理時間は、前記圧着部における処理時間よりも長く設定される、太陽電池モジュールの製造装置。 - 請求項５または６に記載の太陽電池モジュールの製造装置において、
前記加熱部は、半硬化状態で前記配線材が配置される前記太陽電池を押さえ保持する押さえ部を有する、太陽電池モジュールの製造装置。 - 複数の太陽電池について接着剤を介して複数の配線材で接続する太陽電池モジュールの製造装置であって、
１つの太陽電池の受光面側の接続用に接着剤を介して１つの配線材の一端側を配置し、前記１つの太陽電池の裏面側に前記接着剤を介して前記１つの配線材とは他の配線材の他端側を配置し、これを前記複数の太陽電池に対して繰り返して、未硬化状態の前記接着剤によって前記複数の太陽電池を仮固定状態とした太陽電池ストリングを形成する仮固定部と、
仮固定状態の太陽電池ストリングの前記１つの太陽電池の部分を圧着装置の下ツールと上ツールとの間に搬送部によって搬送し、前記太陽電池の間の前記接着剤を半硬化させる圧着部と、
半硬化状態の前記１つの太陽電池の部分を加熱装置に搬送部によって搬送し、加熱によって前記半硬化の前記接着剤を完全硬化させて、完全固定状態の太陽電池ストリングとする加熱部と、
を備える、太陽電池モジュールの製造装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 12871909 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: 12871909 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: JP |