(57)【要約】  太陽電池モジュールの製造方法は、表面が半田で被覆された第１タブ線と、受光面が上向きにされた太陽電池セル（１０）と、表面が半田で被覆された第２タブ線と、を第１加熱部上に積層する積層工程と、複数の押さえ線（１３１）が平行に張られたタブ線押さえ部（１３０）を、押さえ線（１３１）を第２タブ線の上面に接触させた状態で載置して第２タブ線を受光面電極に固定する固定工程と、第１タブ線を第１加熱部により加熱するとともに第２タブ線を受光面側に配置された第２加熱部により受光面側から加熱する加熱工程と、を含む。第２タブ線とタブ線押さえ部（１３０）との接触部の１か所に掛かる力が、０．１Ｎ以上、０．３Ｎ以下である。押さえ線（１３１）の中央を押さえ線の伸長方向に対する垂直方向に３ｍｍ押した場合の張力が８．７５Ｎ以上である。また、タブ線押さえ部（１３０）は、押さえ線（１３１）が１３本以上張られている。
2019159255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面と前記受光面に対向する裏面とを有する太陽電池セルにおける、前記受光面に設けられた受光面電極と、前記裏面に設けられた裏面電極と、にタブ線を接続する太陽電池モジュールの製造方法であって、
表面が半田で被覆された第１タブ線と、前記受光面が上向きにされた前記太陽電池セルと、表面が半田で被覆された第２タブ線と、を第１加熱部上に積層する積層工程と、
複数の押さえ線が平行に張られたタブ線押さえ部を、前記押さえ線を前記第２タブ線の上面に接触させた状態で載置して前記第２タブ線を前記受光面電極に固定する固定工程と、
前記第１タブ線を前記第１加熱部により加熱するとともに前記第２タブ線を前記受光面側に配置された第２加熱部により前記受光面側から加熱する加熱工程と、
を含み、
前記第２タブ線と前記タブ線押さえ部との接触部の１か所に掛かる力が、０．１Ｎ以上、０．３Ｎ以下であり、
前記複数の押さえ線は、前記押さえ線の中央を前記押さえ線の伸長方向に対する垂直方向に３ｍｍ押した場合の張力が８．７５Ｎ以上であり、
前記タブ線押さえ部は、前記押さえ線が１３本以上張られていること、
を特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項２】
前記第１タブ線および前記第２タブ線の総熱容量と、前記複数の押さえ線の総熱容量とは、（押さえ線の総熱容量）／（第１タブ線と第２タブ線との総熱容量）≦０．９３の条件を満たすこと、
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。
【請求項３】
前記第１タブ線および前記第２タブ線は、銅線の表面が半田により被覆されてなること、
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。
【請求項４】
前記受光面電極は、前記タブ線の伸長方向に直交する方向に配置された複数の受光面グリッド電極と、前記タブ線の伸長方向に沿って配置されて前記複数の受光面グリッド電極を接続する受光面バス電極と、を備え、
前記第２タブ線は、前記受光面バス電極に接続されること、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タブ線を用いて太陽電池セル同士を接続する太陽電池モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
不純物拡散層を有する太陽電池セルは、たとえばｐ型シリコン基板を基材とし、光の集光率を高めるための凹凸形状がｐ型シリコン基板の受光面側に形成され、凹凸形状の上にたとえばシリコン窒化膜からなる反射防止膜が形成されている。また、太陽電池セルで光電変換された電子を集める集電電極として、グリッド電極とバス電極とが反射防止膜の上に形成されている。【０００３】
一方、ｐ型シリコン基板の裏面側には、集電電極として、裏面集電電極および裏面接合電極が形成されることが多い。裏面集電電極は、開放電圧および短絡電流を向上させるための裏面電界層（Ｂａｃｋ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｆｉｅｌｄ：ＢＳＦ）を形成するため、および裏面側の電流を集めるために設けられる。裏面接合電極は、裏面集電電極で集電された正孔を外部に取り出し、外部電極とコンタクトを取るために設けられる。【０００４】
このような太陽電池セルでは、光電変換により発生した電力を外部に取り出すために、タブ線と呼ばれる配線材がバス電極および裏面接合電極のそれぞれに接続される。しかしながら、１枚の太陽電池セルは、発生する電力が小さい。このため、複数の太陽電池セルが直列または直並列に電気接続されて太陽電池モジュールが形成される。太陽電池モジュールでは、隣り合う太陽電池セルにおける異なる極性の電極がタブ線で交互に電気接続される。【０００５】
タブ線には、金属線の表面に半田がコーティングされたものが用いられ、半田をヒートツールで加熱してバス電極と半田接合により接続されることが一般的である。また、ヒートツールで加熱して半田接合する際には、バス電極とタブ線を固定する必要がある。近年は太陽電池セルにおけるバス電極の多本数化が進み、バス電極とタブ線との半田接合箇所が増えており、接合不良が発生する可能性も増える。このため、接合不良を防いで確実な半田接合を実施する上で、両者を固定することは重要である。【０００６】
特許文献１には、太陽電池の上部に位置するタブ線と太陽電池とを、上部固定部材に設けられた複数のバー状のフレーム部によって固定することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１７−６９５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の技術によれば、バス電極とタブ線とを確実に半田接合させるための条件に関しては言及しておらず、太陽電池の上部に位置するタブ線を固定することはできてもバス電極とタブ線とを安定して半田接合できない可能性があった。【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電極とタブ線とを安定して半田接合可能な太陽電池モジュールの製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる太陽電池モジュールの製造方法は、受光面と受光面に対向する裏面とを有する太陽電池セルにおける、受光面に設けられた受光面電極と、裏面に設けられた裏面電極と、にタブ線を接続する太陽電池モジュールの製造方法である。太陽電池モジュールの製造方法は、表面が半田で被覆された第１タブ線と、受光面が上向きにされた太陽電池セルと、表面が半田で被覆された第２タブ線と、を第１加熱部上に積層する積層工程と、複数の押さえ線が平行に張られたタブ線押さえ部を、押さえ線を第２タブ線の上面に接触させた状態で載置して第２タブ線を受光面電極に固定する固定工程と、第１タブ線を第１加熱部により加熱するとともに第２タブ線を受光面側に配置された第２加熱部により受光面側から加熱する加熱工程と、を含む。第２タブ線とタブ線押さえ部との接触部の１か所に掛かる力が、０．１Ｎ以上、０．３Ｎ以下である。複数の押さえ線は、押さえ線の中央を押さえ線の伸長方向に対する垂直方向に３ｍｍ押した場合の張力が８．７５Ｎ以上である。また、タブ線押さえ部は、押さえ線が１３本以上張られている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかる太陽電池モジュールの製造方法は、電極とタブ線とを安定して半田接合可能である、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールを受光面側から見た斜視図
【図２】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールを受光面側から見た分解斜視図
【図３】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの要部断面図
【図４】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池アレイを受光面側から見た斜視図
【図５】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池ストリングを受光面側から見た要部斜視図
【図６】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池ストリングを裏面側から見た要部斜視図
【図７】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルを受光面側から見た平面図
【図８】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セルを受光面側と反対側を向く裏面側から見た平面図
【図９】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
【図１０】本発明の実施の形態１の受光面電極および裏面電極とタブ線とを半田接合により電気的に接合するタブ線接合工程を示す模式図であり、タブ線押さえ部が太陽電池セル上に配置された状態を示す模式図
【図１１】本発明の実施の形態１の受光面電極および裏面電極とタブ線とを電気的に接合するタブ線接合工程を示す模式図であり、タブ線を加熱する状態を示す模式図
【図１２】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池ストリングの中で最も横タブ線側に配置される第１太陽電池セルへのタブ線の接続工程を示す模式断面図
【図１３】本発明の実施の形態１にかかる第２タブ線の横タブ接続領域と横タブ線との接続工程を示す模式断面図
【図１４】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池ストリングの中で横タブ線側から２番目に配置される第２太陽電池セルへのタブ線の接続工程を示す模式断面図
【図１５】本発明の実施の形態１にかかるタブ線押さえ部の押さえ線の条件についての検討結果を示す図
【図１６】図１５において熱容量の計算に用いた、タブ線および押さえ線の材質の物性値である比重と比熱とを示す図
【図１７】本発明の実施の形態１にかかるタブ線押さえ部が太陽電池セル上に配置された状態を示す模式図
【図１８】本発明の実施の形態１において１枚の太陽電池セルに接合されるタブ線の総熱容量を１．１３８８［Ｊ／Ｋ］とした場合のタブ線の仕様を示す図
【図１９】本発明の実施の形態１において１枚の太陽電池セルに接合されるタブ線の総熱容量を１．１３８８［Ｊ／Ｋ］とした場合に、構成可能な押さえ線の仕様を示す図
【図２０】本実施の形態１にかかる他のタブ線押さえ部を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュールの製造方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。
【００１４】
実施の形態１．
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１００を受光面側から見た斜視図である。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１００を受光面側から見た分解斜視図である。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１００の要部断面図である。図４は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池アレイ７０を受光面側から見た斜視図である。図５は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池ストリング５０を受光面側から見た要部斜視図である。図６は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池ストリング５０を裏面側から見た要部斜視図である。図７は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セル１０を受光面側から見た平面図である。図８は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池セル１０を受光面側と反対側を向く裏面側から見た平面図である。
【００１５】
本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００は、図１から図３に示すように、太陽電池アレイ７０における受光面側が受光面側封止材３３および受光面保護部品３１で覆われ、太陽電池アレイ７０における受光面と反対側を向く裏面側が裏面側封止材３４および裏面保護部品３２で覆われているとともに、外周縁部が補強用のフレーム４０で囲まれている。
【００１６】
太陽電池アレイ７０は、図４に示すように、複数の太陽電池ストリング５０が、集電した電力を取り出す横タブ線２５および出力タブ線で電気的および機械的に直列または並列に接合されて構成されている。太陽電池アレイ７０は、出力タブ線から端子ボックス４１を介して外部インタフェースへ電力を出力する。
【００１７】
図３から図６に示すように、太陽電池ストリング５０は、隣り合って配置された四角形状を呈する複数の太陽電池セル１０がタブ線２０で電気的および機械的に直列に接続されて構成されている。複数の太陽電池セル１０は、図３から図６に示すように、タブ線２０により、第１の方向である図中Ｘ方向に直列に接続されている。第１の方向は、タブ線２０により接続された複数の太陽電池セル１０の連結方向である。
【００１８】
太陽電池セル１０は、ｎ型不純物拡散層が形成されてｐｎ接合が形成されたｐ型単結晶シリコン基板で構成された四角形状を呈する半導体基板１１の第１主面である半導体基板の受光面１１Ａ側に、光の集光率を高めるためにテクスチャーエッチングにより凹凸形状が形成されている。ここでは、半導体基板１１の外形は、半導体基板１１の面方向において正方形状を有する。ｎ型不純物拡散層は、半導体基板の受光面１１Ａ側に形成されている。そして、半導体基板の受光面１１Ａの上に反射防止膜であるシリコン窒化膜が成膜されている。なお、図面においては、凹凸形状および反射防止膜の図示を省略している。また、太陽電池セル１０は、半導体基板の受光面１１Ａ側に受光面電極１２が、半導体基板１１の第２主面である半導体基板の裏面１１Ｂ側に裏面電極１３が形成されている。
【００１９】
太陽電池セル１０は、単結晶シリコン太陽電池の場合、１辺の長さが１５０ｍｍ以上１６０ｍｍ以下程度の正方形状であり、本実施の形態１では１辺の長さが１５６ｍｍである。なお、半導体基板１１としてはｐ型単結晶シリコン基板に限定されることなく、ｎ型単結晶シリコン基板、多結晶シリコン基板なども適用可能である。
【００２０】
また、本実施の形態１では、受光面のシート抵抗であるｎ型不純物拡散層のシート抵抗が７０Ω／ｓｑ．以上９０Ω／ｓｑ．以下程度のｎ型不純物拡散層が半導体基板１１の表面層に形成されている。
【００２１】
太陽電池セル１０の第１面である太陽電池セルの受光面１０Ａ側には、図５および図７に示すように光−電子変換により発生した電子を集める受光面集電電極のグリッド電極である複数の受光面グリッド電極１２Ｇと、受光面グリッド電極１２Ｇで集めた電子を収集するとともにタブ線２０を接合する受光面接合電極のバス電極である受光面バス電極１２Ｂとが形成されている。受光面バス電極１２Ｂの幅は、後述するタブ線２０の幅と同じ幅に細線化されている。受光面バス電極１２Ｂの幅がタブ線２０の幅と同じ幅とされ、タブ線２０が受光面バス電極１２Ｂ上の正しい位置に接続されることで、タブ線２０が受光面バス電極１２Ｂからはみ出すことに起因したシャドーロスを低減することができる。受光面グリッド電極１２Ｇは、光電流を集めるための電極であり、太陽光が太陽電池セル１０の内部に到達するのを妨げないようにしながら光電流を集めるために、細い直線状の電極を複数本平行に並べて形成されている。
【００２２】
また、受光面バス電極１２Ｂは、図７に示すように太陽電池セル１０の連結方向である第１の方向に沿って、太陽電池セル１０のほぼ全長に渡ってライン状に６列に設けられている。すなわち、受光面バス電極１２Ｂは、受光面グリッド電極１２Ｇと直交する方向に沿って、全ての受光面グリッド電極１２Ｇと接続して設けられている。すなわち、受光面グリッド電極１２Ｇは、タブ線２０の伸長方向に直交する方向に配置されている。受光面バス電極１２Ｂは、タブ線２０の伸長方向に沿って配置されている。なお、便宜上、図１および図２においては、受光面バス電極１２Ｂが２列に設けられている場合を示している。受光面バス電極１２Ｂは、タブ線２０と電気的に接合するために設けられる電極である。受光面バス電極１２Ｂおよび受光面グリッド電極１２Ｇは、金属粒子を有する導電性ペーストを所望の範囲に塗布して焼成することで形成されている。
【００２３】
太陽電池セル１０の第２主面である太陽電池セルの裏面１０Ｂ側には、図６および図８に示すようにアルミニウム（Ａｌ）を含む裏面集電電極１３ａおよび銀（Ａｇ）を含む裏面接合電極１３ｂが形成され、裏面電極１３を構成している。裏面集電電極１３ａは、開放電圧および短絡電流を向上させるための図示しない裏面電界層（ＢＳＦ）を形成するため、および裏面側の電流を集めるために設けられる電極であり、太陽電池セルの裏面１０Ｂのほぼ全域を覆う。
【００２４】
また、裏面接合電極１３ｂは、裏面集電電極１３ａで集電された正孔を外部に取り出し、外部電極とコンタクトを取るために設けられる電極である。すなわち、裏面接合電極１３ｂは、タブ線２０と電気的に接合するために設けられる電極である。裏面接合電極１３ｂは、受光面バス電極１２Ｂと同様に、太陽電池セル１０の連結方向である第１の方向に沿って設けられている。そして、裏面接合電極１３ｂは、半導体基板１１を挟んで、受光面バス電極１２Ｂと対向する位置に配置されている。
【００２５】
本実施の形態１の裏面接合電極１３ｂは、図８に示すように太陽電池セル１０の連結方向である第１の方向に沿って、太陽電池セル１０のほぼ全長に渡って飛び石状に６列に設けられている。裏面集電電極１３ａおよび裏面接合電極１３ｂは、前述したようにＡｌまたはＡｇなどの金属粒子を有する導電性ペーストを所望の範囲に塗布して焼成することで形成されている。
【００２６】
図５および図６に示すように、太陽電池ストリング５０においては、隣り合う２つの太陽電池セル１０のうち一方の太陽電池セル１０における太陽電池セルの受光面１０Ａと、隣り合う２つの太陽電池セル１０のうち他方の太陽電池セルの裏面１０Ｂとが、交互に６本のタブ線２０で接続されている。タブ線２０は、太陽電池セルの裏面１０Ｂに形成された裏面接合電極１３ｂに裏面側接続領域２３ｂが半田接合され、隣接する太陽電池セル１０における太陽電池セルの受光面１０Ａに形成された受光面バス電極１２Ｂに受光面側接続領域２３ａが半田接合されている。すなわち、太陽電池セル１０における太陽電池セルの受光面１０Ａ上に形成された受光面バス電極１２Ｂと接続したタブ線２０は、隣接する太陽電池セル１０における太陽電池セルの裏面１０Ｂ上に形成された裏面接合電極１３ｂに接続されることで、複数の太陽電池セル１０を直列に接続している。
【００２７】
また、裏面接合電極１３ｂは半導体基板１１を挟んで受光面バス電極１２Ｂと対向する位置に配置されている。したがって、１つの太陽電池セル１０において、裏面接合電極１３ｂに接合されたタブ線２０の裏面側接続領域２３ｂと、受光面バス電極１２Ｂに接合されたタブ線２０の受光面側接続領域２３ａとは、全ての領域ではないが少なくとも一部が対向した位置に配置されている。
【００２８】
タブ線２０は、太陽電池セル１０の受光面バス電極１２Ｂと、隣接する太陽電池セル１０の裏面接合電極１３ｂとを接続するために、受光面側接続領域２３ａと裏面側接続領域２３ｂとの間に屈曲部であるセル間領域２４を有する。
【００２９】
太陽電池セル１０同士を接続する配線材としてのタブ線２０は、断面が丸型の導体からなり、銅またはアルミニウムといった良導体の金属材料の丸線からなる。タブ線２０の表面に半田がコーティングされている。すなわち、タブ線２０は、銅線またはアルミニウム線などの金属線からなる母材の表面に半田コーティングを施したものが使用される。なお、便宜上、図１および図２においては隣り合う２つの太陽電池セル１０が２本のタブ線２０で接続されている状態について示している。
【００３０】
太陽電池アレイ７０の太陽電池セルの裏面１０Ｂ側に配置される裏面側封止材３４および太陽電池セルの受光面１０Ａ側に配置される受光面側封止材３３には、透光性、耐熱性、電気絶縁性、柔軟性を有する素材が用いられ、エチレンビニルアセテート（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ−Ｖｉｎｙｌ  Ａｃｅｔａｔｅ：ＥＶＡ）あるいはポリビニルブチラール（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ｂｕｔｙｒａｌ：ＰＶＢ）などの熱可塑性樹脂を主成分とする熱可塑性の合成樹脂材が好適である。
【００３１】
受光面保護部品３１としては、透光性を有して耐湿性、耐候性、耐加水分解性、絶縁性に優れた材料が用いられ、ガラス基板などの剛性の高い透光性基板の他、フッ素系樹脂シート、ポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ：ＰＥＴ）シートなどの樹脂材が用いられる。
【００３２】
裏面保護部品３２としては、耐湿性、耐候性、耐加水分解性、絶縁性に優れた材料が用いられ、フッ素系樹脂シート、アルミナまたはシリカを蒸着したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートなどの樹脂材からなるバックシートまたはバックフィルムが用いられる。
【００３３】
つぎに、本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００の製造方法について説明する。図９は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１００の製造方法の手順を示すフローチャートである。
【００３４】
まず、ステップＳ１０において、太陽電池セル１０が形成される。ｐ型単結晶シリコン基板を出発材料とし、光の集光率を高めるために受光面となる面にテクスチャエッチングにより凹凸形状を形成する。そして、拡散によりｐ型単結晶シリコン基板の受光面側に図示しないｎ型不純物拡散層を形成してｐｎ接合を形成する。受光面のシート抵抗であるｎ型不純物拡散層のシート抵抗は７０Ω／ｓｑ．以上９０Ω／ｓｑ．以下程度とする。さらに、ｎ型不純物拡散層上に反射防止膜としてのシリコン窒化膜を成膜する。
【００３５】
つぎに、太陽電池セルの受光面１０Ａに、図７に示すように、受光面バス電極１２Ｂと受光面グリッド電極１２Ｇとからなる受光面電極１２をスクリーン印刷および焼成により形成する。なお、受光面電極１２の形成方法はスクリーン印刷および焼成に限定されない。また、太陽電池セルの裏面１０Ｂには、図８に示すように、裏面集電電極１３ａと裏面接合電極１３ｂとをスクリーン印刷および焼成により形成する。なお、上述した太陽電池セル１０の形成方法は、限定されず公知の技術により行うことができる。
【００３６】
つぎに、太陽電池セル１０にタブ線２０が接続される。図１０は、本発明の実施の形態１の受光面電極１２および裏面電極１３とタブ線２０とを半田接合により電気的に接合するタブ線接合工程を示す模式図であり、タブ線押さえ部１３０が太陽電池セル１０上に配置された状態を示す模式図である。図１１は、本発明の実施の形態１の受光面電極１２および裏面電極１３とタブ線２０とを電気的に接合するタブ線接合工程を示す模式図であり、タブ線２０を加熱する状態を示す模式図である。なお、図１０では、ホットプレート１４１の図示を省略している。
【００３７】
タブ線押さえ部１３０は、図１０に示すように太陽電池セル１０の受光面バス電極１２Ｂ上に配置されたタブ線２０上に配置される複数本の押さえ線１３１と、押さえ線１３１の両端に配置されて押さえ線１３１を保持する２本の押さえ線保持部１３２とを有する。複数本の押さえ線１３１は、２本の押さえ線保持部１３２の間に、等間隔で且つ平行に、同じ既定の張力で張られている。押さえ線１３１の一端は、一方の押さえ線保持部１３２に固定される。押さえ線１３１の他端は、他方の押さえ線保持部１３２に取り付けられた図示しない張力調整用のネジに接続される。押さえ線１３１の張力は、張力調整用のネジを回すことによって、調整可能とされている。タブ線押さえ部１３０は、タブ線２０上に載置され、タブ線押さえ部１３０の自重によってタブ線２０を太陽電池セル１０側に押さえて固定する。
【００３８】
すなわち、タブ線接合工程では、太陽電池セル１０の裏面接合電極１３ｂにタブ線２０における裏面側接続領域２３ｂを重ね、図示しない隣接する太陽電池セル１０の受光面バス電極１２Ｂにタブ線２０における受光面側接続領域２３ａが重ねられる。そして、第１加熱部であって裏面側の加熱部であるホットプレート１４１で裏面側のタブ線２０を裏面側から加熱し、第２加熱部であって受光面側の加熱部であるヒートツール２００で受光面側のタブ線２０を受光面側から加熱することで、タブ線２０と裏面接合電極１３ｂとの電気的接続および機械的接続と、タブ線２０と受光面バス電極１２Ｂとの電気的接続および機械的接続と、が同時に得られる。具体的には、ヒートツール２００によってタブ線２０を加熱することによって、タブ線２０の表面にコーティングされた半田が溶融する。その後、タブ線２０を冷却して半田を凝固させることで、タブ線２０と受光面バス電極１２Ｂとが半田を介して半田接合され、タブ線２０と裏面接合電極１３ｂとが半田を介して半田接合される。ヒートツール２００には、エアーヒーターまたはランプヒーターが使用可能である。
【００３９】
したがって、タブ線接合工程では、ステップＳ２０において、太陽電池セル１０の裏面接合電極１３ｂに半田接合される裏面側のタブ線２０と、受光面が上向きにされた太陽電池セル１０と、太陽電池セル１０の受光面バス電極１２Ｂに半田接合される受光面側のタブ線２０とを、太陽電池セル１０の裏面側に配置された第１加熱部上に積層するタブ線配置工程が行われる。
【００４０】
つぎに、ステップＳ３０において、複数の押さえ線１３１が平行に張られたタブ線押さえ部１３０を、押さえ線１３１を裏面側のタブ線２０の上面に接触させた状態で載置して裏面側のタブ線２０を受光面バス電極１２Ｂに固定するタブ線固定工程が行われる。
【００４１】
つぎに、ステップＳ４０において、裏面側のタブ線２０を前記第１加熱部により加熱するとともに受光面側のタブ線２０を受光面側に配置された第２加熱部により受光面側から加熱する加熱工程が行われる。加熱工程では、タブ線２０に被覆された半田が、加熱により溶融され、その後、凝固される。これにより、太陽電池セル１０の裏面接合電極１３ｂと裏面側のタブ線２０の半田接合、および太陽電池セル１０の受光面バス電極１２Ｂと受光面側のタブ線２０との半田接合が行われ、太陽電池セル１０にタブ線２０が電気的および機械的に接続される。
【００４２】
以下、タブ線接合工程を具体的に説明する。図１２は、本実施の形態１にかかる太陽電池ストリング５０の中で最も横タブ線２５側に配置される第１太陽電池セル１１１へのタブ線の接続工程を示す模式断面図である。図中、上側が太陽電池セル１０の受光面側である。まず、両端をタブ線保持部１５３，１５４で保持された第１タブ線１２１の一端側が、第１加熱部であるホットプレート１４１上に配置される。第１太陽電池セル１１１は、太陽電池ストリング５０の中で最も横タブ線２５側の太陽電池セル１０である。
【００４３】
つぎに、第１太陽電池セル１１１が、受光面側が上向きとされた状態で第２タブ線１２２上に配置される。この際、第１太陽電池セル１１１の裏面接合電極１３ｂが第２タブ線１２２に位置合わせされる。つぎに、両端を２つのタブ線保持部１５１，１５２で保持された第２タブ線１２２が、第１太陽電池セル１１１上に配置される。この際、第１タブ線１２１が第１太陽電池セル１１１の受光面バス電極１２Ｂに位置合わせされる。
【００４４】
第２タブ線１２２は、第１太陽電池セル１１１の受光面側に接続されるタブ線２０である。すなわち、第２タブ線１２２は、第１太陽電池セル１１１に対する受光面側タブ線である。第２タブ線１２２は、第２タブ線１２２の伸長方向における太陽電池セル１０の長さと、横タブ線２５を接続するための横タブ接続領域の第２タブ線１２２の伸長方向における長さと、第２タブ線１２２の伸長方向におけるタブ線保持部１５１，１５２の長さと、を合わせた長さで切断されている。第２タブ線１２２の両端に配置される棒状のタブ線保持部１５１，１５２は、複数本の第２タブ線１２２を、等間隔に且つ平行に、受光面バス電極１２Ｂの位置に対応した配置で保持する。一例として、第２タブ線１２２の本数は６本とされる。
【００４５】
第１タブ線１２１は、第１太陽電池セル１１１の裏面側に接続されるタブ線２０である。すなわち、第１タブ線１２１は、第１太陽電池セル１１１に対する裏面側タブ線である。第１タブ線１２１は、太陽電池セル１０の長さの２倍の長さと、太陽電池ストリング５０において隣り合って配置される太陽電池セル１０間の長さと、第１タブ線１２１の伸長方向におけるタブ線保持部１５３，１５４の長さと、を合わせた長さで切断されている。第１タブ線１２１の両端に配置される棒状のタブ線保持部１５３，１５４は、複数本の第１タブ線１２１を、等間隔に且つ平行に、裏面接合電極１３ｂの位置に対応した配置で保持する。
【００４６】
そして、タブ線押さえ部１３０が、第２タブ線１２２上に載置される。この際、第１太陽電池セル１１１の半導体基板１１の面内方向において、第２タブ線１２２の伸長方向と押さえ線１３１の伸長方向とが直交する配置でタブ線押さえ部１３０が載置される。
【００４７】
これにより、タブ線押さえ部１３０は、タブ線押さえ部１３０の自重によって第２タブ線１２２をホットプレート１４１側に押さえて固定する。すなわち、タブ線押さえ部１３０は、押さえ線１３１で第２タブ線１２２を押さえることにより、第２タブ線１２２を受光面バス電極１２Ｂに固定し、第１タブ線１２１を裏面接合電極１３ｂに固定する。
【００４８】
このように第１タブ線１２１および第２タブ線１２２と、第１太陽電池セル１１１とを固定した状態で、ホットプレート１４１により第１タブ線１２１および第１太陽電池セル１１１を第１太陽電池セル１１１の裏面側から加熱しながら、第１太陽電池セル１１１の受光面側から第２タブ線１２２および第１太陽電池セル１１１を第２加熱部であるヒートツール２００により加熱することにより、第１タブ線１２１および第２タブ線１２２と、第１太陽電池セル１１１とを接合させる。すなわち、第１タブ線１２１と裏面接合電極１３ｂとの半田接合、および第２タブ線１２２と受光面バス電極１２Ｂとを半田接合して、第２タブ線１２２および第１タブ線１２１を太陽電池セル１０に電気的および機械的に接続する。
【００４９】
第１タブ線１２１および第２タブ線１２２と、第１太陽電池セル１１１とが接合した後、タブ線保持部１５２，１５３が開放される。
【００５０】
図１３は、本実施の形態１にかかる第２タブ線１２２の横タブ接続領域と横タブ線２５との接続工程を示す模式断面図である。図中、上側が太陽電池セル１０の受光面側である。横タブ線２５の接続工程では、横タブ線２５が第２タブ線１２２と直交した状態で、第２タブ線１２２の横タブ接続領域に横タブ線２５が半田接続される。横タブ線２５により、第１太陽電池セル１１１に接続された複数の第２タブ線１２２が並列に接続される。第２タブ線１２２と横タブ線２５との接続後に、タブ線保持部１５１が開放される。
【００５１】
図１４は、本実施の形態１にかかる太陽電池ストリング５０の中で横タブ線２５側から２番目に配置される第２太陽電池セル１１２へのタブ線の接続工程を示す模式断面図である。図中、上側が太陽電池セル１０の受光面側である。まず、両端をタブ線保持部１５５，１５６で保持された第３タブ線１２３が、ホットプレート１４１上に配置される。第２太陽電池セル１１２は、太陽電池ストリング５０の中で横タブ線２５側から２番目に配置される太陽電池セル１０である。
【００５２】
つぎに、第２太陽電池セル１１２が、受光面側が上向きとされた状態で第３タブ線１２３上に配置される。この際、第２太陽電池セル１１２の裏面接合電極１３ｂが第３タブ線１２３に位置合わせされる。つぎに、端部をタブ線保持部１５４で保持された第１タブ線１２１の他端側が、第２太陽電池セル１１２上に配置される。この際、第１タブ線１２１が第２太陽電池セル１１２の受光面バス電極１２Ｂに位置合わせされる。
【００５３】
第１タブ線１２１は、一端側が第１太陽電池セル１１１の裏面側に固定され且つ他端側がタブ線保持部１５４で保持された状態で、第２太陽電池セル１１２の受光面側に配置される。
【００５４】
第３タブ線１２３は、第２太陽電池セル１１２の裏面側に接続されるタブ線２０である。すなわち、第３タブ線１２３は、第２太陽電池セル１１２に対する裏面側タブ線である。第３タブ線１２３は、太陽電池セル１０の長さの２倍の長さと、隣り合って配置される太陽電池セル１０間の長さと、第３タブ線１２３の伸長方向におけるタブ線保持部１５５，１５６の長さと、を合わせた長さで切断されている。第３タブ線１２３の両端に配置される棒状のタブ線保持部１５５，１５６は、複数本の第３タブ線１２３を、等間隔に、平行に、受光面バス電極１２Ｂの位置に対応した配置で保持する。
【００５５】
そして、タブ線押さえ部１３０が、第１タブ線１２１上に載置される。この際、第２太陽電池セル１１２の半導体基板１１の面内方向において、第１タブ線１２１の伸長方向と押さえ線１３１の伸長方向とが直交する配置でタブ線押さえ部１３０が載置される。
【００５６】
これにより、タブ線押さえ部１３０は、タブ線押さえ部１３０の自重によって第１タブ線１２１をホットプレート１４１側に押さえて固定する。すなわち、タブ線押さえ部１３０は、押さえ線１３１で第１タブ線１２１を押さえることにより、第１タブ線１２１を受光面バス電極１２Ｂに固定し、第３タブ線１２３を裏面接合電極１３ｂに固定する。
【００５７】
このように第３タブ線１２３および第１タブ線１２１と、第２太陽電池セル１１２とを固定した状態で、ホットプレート１４１により第３タブ線１２３および第２太陽電池セル１１２を第２太陽電池セル１１２の裏面側から加熱しながら、第２太陽電池セル１１２の受光面側から第１タブ線１２１および第２太陽電池セル１１２をヒートツール２００により加熱することにより、第３タブ線１２３および第１タブ線１２１と、第２太陽電池セル１１２とを接合させる。すなわち、第３タブ線１２３と裏面接合電極１３ｂとの半田接合、および第１タブ線１２１と受光面バス電極１２Ｂとを半田接合して、第３タブ線１２３および第１タブ線１２１を第２太陽電池セル１１２に電気的および機械的に接続する。
【００５８】
第３タブ線１２３および第１タブ線１２１と、第２太陽電池セル１１２とが接合した後、タブ線保持部１５４，１５５が開放される。
【００５９】
上述した処理を繰り返すことにより、既定の枚数の太陽電池セル１０が平行な複数のタブ線２０により電気的に直列に接続された太陽電池ストリング５０が構成される。
【００６０】
なお、太陽電池セルとして、受光面側に受光面バス電極１２Ｂが存在せず、受光面グリッド電極１２Ｇのみが形成されている太陽電池セルを用いて、タブ線２０と受光面グリッド電極１２Ｇとを接続させてもよい。
【００６１】
そして、以上のタブ線２０の接続処理を繰り返して、所望の枚数の太陽電池セル１０が直列に接続された複数の太陽電池ストリング５０が形成される。そして、以上のようにして得られた複数の太陽電池ストリング５０を横タブ線２５で接続することで、太陽電池アレイ７０が形成される。太陽電池アレイ７０は、並列に配置した複数の太陽電池ストリング５０を横タブ線２５としてのバスバーを用いて直列に接続し、電力取り出し用の出力タブ線としてのバスバーを設置することで形成される。
【００６２】
上述した特許文献１では、バス電極とタブ線を固定して半田接合する際に、複数の第１配線材を治具に固定して第１配線材と治具との結合体を形成するステップと、第１配線材と治具との結合体を作業台上に位置させるステップと、複数の第１配線材と第１太陽電池とを固定するステップと、治具を複数の第１配線材から分離するステップと、互いに固定された複数の第１配線材と第１太陽電池に熱を加え、複数の第１配線材を第１太陽電池に付着するステップと、の５ステップを実施している。
【００６３】
上述したようにタブ線押さえ部１３０によるタブ線２０と太陽電池セルとの固定は、ホットプレート１４１およびヒートツール２００による加熱の前に行われる。すなわち、本実施の形態１にかかるタブ線接合工程では、タブ線押さえ部１３０を第２タブ線１２２の上に載置する工程と、タブ線押さえ部１３０で太陽電池セル１０に対して固定された第１タブ線１２１および第２タブ線１２２と、第１太陽電池セル１１１とに熱を加え、第１タブ線１２１および第２タブ線１２２を第１太陽電池セル１１１に半田接合させる工程と、タブ線押さえ部１３０を第１タブ線１２１の上から取り除く工程と、が行われる。すなわち、本実施の形態１にかかるタブ線押さえ部１３０を用いれば３工程で第１タブ線１２１および第２タブ線１２２を太陽電池セル１０に接続可能であり、少ない工程で第１タブ線１２１および第２タブ線１２２を太陽電池セル１０に接続可能である。
【００６４】
つぎに、ステップＳ５０において、図２に示した配置で、太陽電池アレイ７０の受光面側に受光面側封止材３３と受光面保護部品３１とを配置し、太陽電池アレイ７０の裏面側に裏面側封止材３４と裏面保護部品３２とを配置して積層体を形成する。
【００６５】
つぎに、ステップＳ６０において、積層体をラミネート装置に装着し、たとえば１４０℃以上１６０℃以下の温度で３０分前後の熱処理およびラミネート処理を行う。ラミネート処理により、太陽電池アレイ７０と受光面保護部品３１とが受光面側封止材３３によって接着され、太陽電池アレイ７０と裏面保護部品３２とが裏面側封止材３４によって接着される。これにより、積層体の構成部が一体化され、太陽電池モジュール１００が得られる。
【００６６】
なお、上記においては、裏面接合電極１３ｂが第１の方向に沿って太陽電池セル１０のほぼ全長に渡って飛び石状に設けられている場合について説明したが、裏面接合電極１３ｂは第１の方向に沿って太陽電池セル１０のほぼ全長に渡って連続して帯状、すなわちライン状に設けられてもよい。
【００６７】
つぎに、上述した受光面バス電極１２Ｂとタブ線２０との間での半田接合を確実に実現可能なタブ線押さえ部１３０の押さえ線１３１の条件について、検討結果に基づいて説明する。図１５は、本実施の形態１にかかるタブ線押さえ部１３０の押さえ線１３１の条件についての検討結果を示す図である。図１５では、上述したタブ線押さえ部１３０を用いた受光面バス電極１２Ｂとタブ線２０との間の半田接合性を制御する制御因子として考えられる、タブ線２０の熱容量、押さえ線１３１の熱容量、タブ線押さえ部１３０において押さえ線１３１が張られている際の押さえ線の張力である押さえ線張力、受光面バス電極１２Ｂとタブ線２０との間での半田接合性について示している。図１６は、図１５において熱容量の計算に用いた、タブ線２０および押さえ線１３１の材質の物性値である比重と比熱とを示す図である。
【００６８】
上述したタブ線押さえ部１３０を用いた受光面バス電極１２Ｂとタブ線２０との半田接合について、図１５に示される条件で受光面バス電極１２Ｂにタブ線２０を半田接合した仕様１から仕様５で実験を行った。押さえ線１３１には、丸線を用いた。
【００６９】
タブ線２０の条件は、図１５に示すように仕様１から仕様５で同一である。したがって、仕様１から仕様５において、タブ線２０の総熱容量は同じである。なお、タブ線２０は、太陽電池セル１０の受光面側および裏面側にそれぞれ４本ずつ配置された形態とした。したがって、図１５においては、タブ線の本数を８本と記載しているが、半田接合性の評価を行ったタブ線２０は受光面バス電極１２Ｂに接続された４本である。
【００７０】
押さえ線１３１の条件は、図１５に示すように、仕様１から仕様５において押さえ線１３１の材質、押さえ線１３１の線径、タブ線押さえ部１３０における押さえ線１３１の本数を変化させた。
【００７１】
押さえ線張力の条件は、仕様１および仕様２では、張力の強度が相対的に弱い弱強度とした。また、仕様３から仕様５では、押さえ線張力の条件は、張力の強度が相対的に強い強強度とした。押さえ線張力は、押さえ線１３１の伸長方向における中央部を押さえ線１３１の伸長方向に対する垂直方向に３ｍｍ押したときの、押さえ線１３１の張力と定義する。タブ線押さえ部１３０における押さえ線１３１の本数は６本または１３本である。図１５では、各仕様におけるタブ線押さえ部１３０における全押さえ線１３１の押さえ線張力の平均値、すなわちタブ線押さえ部１３０における６本または１３本の押さえ線１３１の押さえ線張力の平均値をＡｖｅ［Ｎ］で、タブ線押さえ部１３０における６本または１３本の押さえ線１３１の押さえ線張力の最大値をＭａｘ［Ｎ］で、タブ線押さえ部１３０における６本または１３本の押さえ線１３１の押さえ線張力の最小値をＭｉｎ［Ｎ］で示している。
【００７２】
仕様１から仕様５における、６本または１３本の押さえ線１３１を含むタブ線押さえ部１３０の自重は、１．１３［ｋｇ］である。すなわち、仕様１から仕様５における、６本または１３本の押さえ線１３１と押さえ線保持部１３２とを含めたタブ線押さえ部１３０全体の自重は、１．１３［ｋｇ］である。
【００７３】
半田接合性は、受光面バス電極１２Ｂに接続されたタブ線２０の引き剥がし強度により判定した。タブ線２０を長さ方向において５つの領域に分割して、タブ線２０の一端側から１つの領域分ずつタブ線２０を半導体基板１１の面内方向と垂直な方向に剥がした際の引き剥がし強度を測定した。したがって、引き剥がし強度は、１本のタブ線につき５点で測定した。仕様１から仕様３については、図１５にセル枚数として記載されるように、２枚の太陽電池セル１０について実験を行った。仕様４および仕様５については、図１５にセル枚数として記載されるように、３枚の太陽電池セル１０について実験を行った。
【００７４】
仕様１から仕様３については、２枚の太陽電池セル１０について実験を行っている。したがって、１本のタブ線における測定点が５点、１枚の太陽電池セル１０において受光面バス電極１２Ｂに接合したタブ線２０の本数が４本、太陽電池セル１０の枚数が２枚、の条件により、引き剥がし強度の測定点は４０点である。
【００７５】
仕様４および仕様５については、３枚の太陽電池セル１０について実験を行っている。したがって、１本のタブ線における測定点が５点、１枚の太陽電池セル１０において受光面バス電極１２Ｂに接合したタブ線２０の本数が４本、太陽電池セル１０の枚数が３枚、の条件により、引き剥がし強度の測定点は６０点である。
【００７６】
図１５では、各仕様での引き剥がし強度の平均値をＡｖｅ［Ｎ］で示している。また、図１５では、受光面バス電極１２Ｂとタブ線２０との半田接合がなされていない未接合部が存在しており、受光面バス電極１２Ｂとタブ線２０との間での半田接合を実現できかった場合について、「０．１９［Ｎ］未満」と示している。ここで、８本のタブ線２０を含む太陽電池セル１０の自重は、０．０１８９０［ｋｇ］であり、力の単位に換算すると、０．０１８９０［ｋｇ］×９．８［ｍ／ｓ２］＝０．１８５２２［Ｎ］である。したがって、本実施の形態１では、受光面バス電極１２Ｂとタブ線２０との間での半田接合を実現できかった場合の判断基準を、０．０１８９０［Ｎ］を四捨五入した０．１９［Ｎ］としている。
【００７７】
半田接合性の判定は、太陽電池セル１０の１枚の自重に対応する力以上の引き剥がし強度が得られている場合には、受光面バス電極１２Ｂとタブ線２０との間での確実な半田接合を実現できていると判定して、図１５において判定を「ＯＫ」と示している。すなわち、図１５においては、０．１９［Ｎ］以上の引き剥がし強度が得られている場合に判定を「ＯＫ」と示している。太陽電池セル１０の１枚の自重に対応する力以上の引き剥がし強度が得られていない場合には、受光面バス電極１２Ｂとタブ線２０との間での半田接合が実現されていないと判定して、図１５において判定を「ＮＧ」と示している。すなわち、図１５においては、０．１９［Ｎ］以上の引き剥がし強度が得られていない場合に判定を「ＮＧ」と示している。この場合、タブ線２０は受光面バス電極１２Ｂに接合されていない。
【００７８】
（半田接合における押さえ線張力の検討）
図１５に示されるように、押さえ線１３１の張力を強くした場合に、受光面バス電極１２Ｂとタブ線２０との間での確実な半田接合を実現でき、既定のレベル以上の受光面バス電極１２Ｂとタブ線２０との半田接合性、すなわち既定のレベル以上のタブ線引き剥がし強度が得られることが分かる。
【００７９】
受光面バス電極１２Ｂとタブ線２０との間での半田接合を実現して既定のレベル以上のタブ線引き剥がし強度が得られる押さえ線１３１の押さえ線張力としては、平均値：９．７５［Ｎ］、標準偏差σ：０．７［Ｎ］、最大値：１０．８６［Ｎ］、最小値：８．７５［Ｎ］である。
【００８０】
一方、受光面バス電極１２Ｂとタブ線２０との間での半田接合が実現できず既定のレベル以上のタブ線引き剥がし強度が得られない押さえ線１３１の押さえ線張力としては、平均値：６．９１［Ｎ］、標準偏差σ：１．３２［Ｎ］、最大値：７．８８［Ｎ］、最小値：４．６３［Ｎ］である。
【００８１】
ただし、タブ線２０と受光面バス電極１２Ｂとを均一に固定するために、タブ線押さえ部１３０における押さえ線１３１の本数は多い方が好ましい。発明者の検証では図１５から、１３本以上は必要であるといえる。
【００８２】
したがって、受光面バス電極１２Ｂとタブ線２０とを確実に半田接合により固定できる半田接合を得るために必要な条件は、押さえ線張力が少なくとも強張力の場合の最小値である８．７５［Ｎ］、押さえ線の本数が少なくとも１３本といえる。
【００８３】
タブ線押さえ部１３０から、タブ線２０とタブ線押さえ部１３０との接触部の１か所あたりに掛かる力、すなわちタブ線２０と押さえ線１３１との接触部の１か所あたりに掛かる力は、０．１［Ｎ］以上、０．３［Ｎ］以下とする。そして、タブ線２０とタブ線押さえ部１３０との接触部の１か所あたりに掛かる力は、上記の範囲の中央値である０．２［Ｎ］とすることがより好ましい。
【００８４】
タブ線２０とタブ線押さえ部１３０との接触部の１か所あたりに掛かる力が０．１［Ｎ］未満である場合には、受光面バス電極１２Ｂとタブ線２０との間での半田接合が不十分になる。タブ線２０とタブ線押さえ部１３０との接触部の１か所あたりに掛かる力が０．３［Ｎ］よりも大きくなると、タブ線押さえ部１３０からタブ線２０を介して太陽電池セル１０へ掛かる力が大きくなりすぎて、太陽電池セル１０の破損が発生する可能性がある。
【００８５】
受光面バス電極１２Ｂが４本であり、押さえ線１３１が１３本であり、タブ線２０とタブ線押さえ部１３０との接触部の１か所あたりに掛かる力が０．２［Ｎ］である場合、タブ線押さえ部１３０の自重は、０．２［Ｎ］×タブ線４本×押さえ線１３本＝１０．４［Ｎ］＝１．０［ｋｇｆ］とすればよい。また、受光面バス電極１２Ｂが６本であり、押さえ線１３１が１３本であり、タブ線２０とタブ線押さえ部１３０との接触部の１か所あたりに掛かる力が０．２［Ｎ］である場合、タブ線押さえ部１３０の自重は、０．２［Ｎ］×タブ線６本×押さえ線１３本＝１５．６［Ｎ］＝１．６［ｋｇｆ］とすればよい。
【００８６】
４本バスの太陽電池セル１０に対して、１３本の押さえ線１３１を有し、自重が１．１３［ｋｇ］であるタブ線押さえ部１３０を用いた場合、タブ線２０とタブ線押さえ部１３０との接触部の全体、すなわちタブ線２０と押さえ線１３１との接触部の全体にかかる力は、１．１３［ｋｇｆ］＝１１［Ｎ］である。４本バスの太陽電池セル１０は、受光面側に４本の受光面バス電極が設けられ、裏面側に飛び石状またはライン状に４本の裏面接合電極１３ｂが設けられている。
【００８７】
したがって、タブ線２０と押さえ線１３１との接触部の１か所にかかる力は、
１１［Ｎ］／（４［本］×１３［箇所］）＝０．２１［Ｎ］
となる。
【００８８】
タブ線押さえ部１３０における押さえ線１３１の本数が１３本である場合に、１本の押さえ線１３１にかかるタブ線押さえ部１３０の自重による張力は、
１１［Ｎ］／１３［本］＝０．８５［Ｎ］・・・（１）
となる。
【００８９】
これに対して、押さえ線１３１にあらかじめ加えるべき必要張力について考える。押さえ線１３１にあらかじめ加えるべき必要張力の条件は、上述したように８．７５［Ｎ］以上の押さえ線張力である。押さえ線張力は、上述したように、押さえ線１３１の伸長方向における中央部を押さえ線１３１の伸長方向に対する垂直方向に３ｍｍ押したときの、押さえ線１３１の張力である。
【００９０】
図１７は、本発明の実施の形態１にかかるタブ線押さえ部１３０が太陽電池セル１０上に配置された状態を示す模式図である。図１７では、受光面バス電極１２Ｂが４本設けられた太陽電池セル１０の面内方向における片側の半分領域について示している。図１７において、太陽電池セル１０の上部側に配置されている上部タブ線１６１および太陽電池セル１０の下部側に配置されている下部タブ線１６２の厚みは０.３ｍｍである。したがって、太陽電池セル１０の表面と押さえ線１３１との距離Ｌ、すなわち上部タブ線１６１の表面に押さえ線１３１を接触させた状態における太陽電池セル１０の上側の表面と押さえ線１３１との距離は、０.３ｍｍである。太陽電池セル１０の上部側は、太陽電池セル１０の受光面側である。太陽電池セル１０の下部側は、太陽電池セル１０の裏面側である。
【００９１】
上部タブ線１６１および下部タブ線１６２を確実に押さえるためには、タブ押さえ時、すなわちタブ線押さえ部１３０が上部タブ線１６１を押さえたときに、押さえ線１３１が太陽電池セル１０に触れないようにする必要がある。このため、タブ押さえ時における、押さえ線１３１における上部タブ線１６１に接触していない部分の太陽電池セル１０側への押しこみ量は、上部タブ線１６１の厚み以下とする必要がある。図１７においては、０.３ｍｍ未満とする必要がある。
【００９２】
押さえ線１３１にあらかじめ加えるべき必要張力の条件は、上述したように、押さえ線１３１の伸長方向における中央部を押さえ線１３１の伸長方向に対する垂直方向に３ｍｍ押したときの、押さえ線１３１の張力である押さえ線張力が、８．７５［Ｎ］以上である。タブ線接合工程における押さえ線１３１の変形が弾性域での変形だと考える。押さえ線１３１の伸長方向に対する垂直方向に押さえ線１３１を押し込んだときの押しこみ距離と、押さえ線１３１の張力と、の関係はヤング率を係数とした正比例関係になる。すなわち０.３ｍｍを押し込んだときの押さえ線１３１の張力は、
８.７５［Ｎ］／３［ｍｍ］×０.３［ｍｍ］＝０.８７５［Ｎ］・・・（２）
となり、（１）と（２）とは、おおかた一致する。
【００９３】
したがって、タブ線押さえ部１３０による押さえ荷重と、押さえ線１３１と、に必要な関係は、
押さえ荷重／押さえ線の本数
＝タブ線の表面に押さえ線を接触させた状態から、押さえ線と太陽電池セルとの距離だけ押さえ線を押したときに、全てのタブ線にかかる、押さえ線１本あたりの荷重
＝押さえ線に押されるタブ線の厚みだけ押さえ線を押したときに、全てのタブ線にかかる、押さえ線１本あたりの荷重
となる。押さえ荷重は、タブ線押さえ部１３０が全ての上部タブ線１６１により太陽電池セル１０を押さえる力、すなわち全ての押さえ線１３１により上部タブ線１６１を押さえる力である。
【００９４】
（半田接合におけるタブ線と押さえ線の熱容量の関係の検討）
図１５に示すように、タブ線２０の条件は仕様１から仕様５において同じ条件であり、タブ幅：１．０ｍｍ、タブ厚：０．２５ｍｍ、半田めっき厚：０．０２５ｍｍである。半田めっき厚は、銅の平角線の表面にめっきされた半田の厚さであり、受光面バス電極１２Ｂに対向する面にめっきされた半田の厚さである。このタブ線２０の条件下で、押さえ線１３１の材質は、仕様１から仕様５において、ステンレス（ＳＵＳ）、タングステン、モリブデンのいずれかとした。押さえ線線径は、仕様１から仕様５において、０．３ｍｍまたは０．５ｍｍとした。押さえ線１３１の長さは、仕様１から仕様５において１６０ｍｍに統一した。押さえ線１３１の本数は、仕様１から仕様５において６本または１３本とした。
【００９５】
タブ線２０および押さえ線１３１の熱容量の計算は、断面積×長さ×本数×比重×比熱［Ｊ／Ｋ］の式により求めた。タブ線２０および押さえ線１３１の熱容量の計算には、図１６に示す物性値を用いた。タブ線２０は銅の平角線の表面にＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ半田（ＳＡＣ半田）がめっきされている。
【００９６】
各仕様におけるタブ線２０の総熱容量は、１．１３８８［Ｊ／Ｋ］である。タブ線２０の総熱容量は、１枚の太陽電池セル１０の受光面側および裏面側に配置される８本のタブ線２０の熱容量の合計である。
【００９７】
受光面バス電極１２Ｂとタブ線２０との間での確実な半田接合を実現できていると判定された仕様３から仕様５の条件より、受光面バス電極１２Ｂとタブ線２０との間での確実な半田接合を実現可能な押さえ線１３１の総熱容量は、０．３８０２［Ｊ／Ｋ］から１．０６２３［Ｊ／Ｋ］の範囲だと分かる。押さえ線１３１の総熱容量は、１つのタブ線押さえ部１３０に設けられる６本または１３本の押さえ線１３１の熱容量の合計である。
【００９８】
タブ線２０を押さえる押さえ線１３１の熱容量が大きいほど、押さえ線１３１がタブ線２０から奪う熱量が多いため、半田接合に対しては押さえ線１３１の熱容量が大きい方が不利である。したがって、半田接合可能な押さえ線１３１の総熱容量の条件は、１．０６２３以下、すなわち、押さえ線１３１の総熱容量  ≦  １．０６２３であると言える。ただし、これはタブ線２０の総熱容量が１．１３８８［Ｊ／Ｋ］の場合である。
【００９９】
また、上記の条件より、タブ線２０の総熱容量と半田接合可能な押さえ線１３１の総熱容量との関係は、総熱容量の比である（押さえ線の総熱容量）／（タブ線の総熱容量）が０．９３以下、すなわち（押さえ線の総熱容量）／（タブ線の総熱容量）≦０．９３であるといえる。
【０１００】
ここで、実際のタブ線２０の仕様について論じる。上述した半田接合可能な押さえ線の総熱容量に対するタブ線の総熱容量の関係から、半田接合可能な押さえ線の総熱容量は、タブ線２０の総熱容量に左右される。しかしながら、タブ線２０の総熱容量を上げた場合は、ヒートツール２００によるタブ線２０の加熱による半田接合時の加熱量を増やさねばならない。また、タブ線２０の総熱容量を下げた場合は、タブ線２０における材料の使用量が減る。この場合、タブ線２０の体積が減少するためタブ線２０の断面積が減少し、タブ線２０での電気抵抗が増大するため、太陽電池セル１０の出力ロスが増える。
【０１０１】
そこで、上記のように１枚の太陽電池セル１０に接合されるタブ線２０の総熱容量を１．１３８８［Ｊ／Ｋ］で固定して、タブ線２０の形状および本数を定義可能である。図１８は、本発明の本実施の形態１において１枚の太陽電池セル１０に接合されるタブ線２０の総熱容量を１．１３８８［Ｊ／Ｋ］とした場合のタブ線２０の仕様を示す図である。
【０１０２】
タブ線２０の総熱容量を厳密に１．１３８８［Ｊ／Ｋ］に合わせると、管理できない小数点桁数になってしまうため、実際にはタブ線２０の総熱容量が１．１３８８［Ｊ／Ｋ］に極近い値となるように計算した。タブ種が、平角線の場合および丸線の場合のタブ線２０の形状および本数は以下のようになる。なお、タブ線２０の長さは、１５０ｍｍである。
【０１０３】
（タブ種が平角線の場合）
・タブ幅：１．０ｍｍ、タブ厚：０．２５ｍｍ、半田めっき厚：０．０２５ｍｍ、本数：４本
・タブ幅：０．５ｍｍ、タブ厚：０．２５ｍｍ、半田めっき厚：０．０２５ｍｍ、本数：８本
・タブ幅：０．５ｍｍ、タブ厚：０．１５ｍｍ、半田めっき厚：０．０１５ｍｍ、本数：１３本
【０１０４】
（タブ種が丸線の場合）
・タブ線径：０．５ｍｍ、半田めっき厚：０．０２０ｍｍ、本数：５本
・タブ線径：０．４ｍｍ、半田めっき厚：０．０１６ｍｍ、本数：８本
・タブ線径：０．３ｍｍ、半田めっき厚：０．０１２ｍｍ、本数：１４本
【０１０５】
以上の仕様が、タブ線２０の総熱容量を１．１３８８［Ｊ／Ｋ］とした場合に構成可能なタブ線２０の仕様となる。したがって、タブ線２０の総熱容量を１．１３８８［Ｊ／Ｋ］にできれば、タブ線２０の本数は限定されない。ただし、太陽電池セル１０からの電力の取り出し時における出力ロスを低減するために、太陽電池セル１０の受光面側および裏面側には、それぞれ複数本のタブ線２０が接続されることが好ましい。
【０１０６】
また、上記のように１枚の太陽電池セル１０に接合されるタブ線２０の総熱容量を１．１３８８［Ｊ／Ｋ］で固定した場合、受光面バス電極１２Ｂとタブ線２０との間の半田接合性を確保できる押さえ線１３１の仕様を定義可能である。この場合の、押さえ線１３１の本数は上記と同様に６本である。１枚の太陽電池セル１０に接合されるタブ線２０の総熱容量を１．１３８８［Ｊ／Ｋ］の条件下において、（押さえ線の総熱容量）／（タブ線の総熱容量）が０．９３以下の条件で、押さえ線１３１の仕様を定義する。図１９は、本発明の本実施の形態１において１枚の太陽電池セル１０に接合されるタブ線２０の総熱容量を１．１３８８［Ｊ／Ｋ］とした場合に、構成可能な押さえ線１３１の仕様を示す図である。以下、図１９に示した構成可能な押さえ線１３１の仕様のうち、受光面バス電極１２Ｂとタブ線２０との間の半田接合性を確保できる押さえ線１３１の仕様を示す。
【０１０７】
（押さえ線材料がＳＵＳの場合）
・押さえ線線径：０．３ｍｍ、本数：１３本から２０本、総熱容量：０．６８７９［Ｊ／Ｋ］から１．０５８３［Ｊ／Ｋ］
【０１０８】
（押さえ線材料がタングステンの場合）
・押さえ線線径：０．５ｍｍ、本数：１３本、総熱容量：１．０５６２［Ｊ／Ｋ］
・押さえ線線径：０．３ｍｍ、本数：１３から３６本、総熱容量：０．３８０２［Ｊ／Ｋ］から１．０５３０［Ｊ／Ｋ］
【０１０９】
（押さえ線材料がモリブデンの場合）
・押さえ線線径：０．５ｍｍ、本数：１３本、総熱容量１．０６２３［Ｊ／Ｋ］
・押さえ線線径：０．３ｍｍ、本数：３６本、総熱容量：１．０５９０［Ｊ／Ｋ］
【０１１０】
以上の仕様が、タブ線２０の総熱容量が１．１３８８［Ｊ／Ｋ］、（押さえ線の総熱容量）／（タブ線の総熱容量）が０．９３以下の条件で、半田接合性を確保できる押さえ線１３１の仕様となる。
【０１１１】
図２０は、本実施の形態１にかかる他のタブ線押さえ部２３０を示す斜視図である。他のタブ線押さえ部２３０は、開口部２３３が設けられた枠状の押さえ線保持部２３１と、複数の押さえ線１３１と、押さえ線１３１を固定する押さえ線固定部２３２とを備える。
【０１１２】
枠状の押さえ線保持部２３１は、開口部２３３の内側に太陽電池セル１０が配置される。枠状の押さえ線保持部２３１は、枠形状の内側の幅、すなわち開口部２３３の外形幅が、太陽電池セル１０の外形幅よりも１０ｍｍ程度大きい正方形形状を有する。押さえ線固定部２３２はねじであり、ねじの締め付け方向に押さえ線１３１を巻き付けて、ねじを締めることで、押さえ線１３１を枠状の押さえ線保持部２３１に固定する。ねじの締め付けを調整することで、押さえ線１３１の張力を調整することができる。
【０１１３】
押さえ線保持部１３２を枠状とすることで、複数の押さえ線１３１の間隔を一定に保つとともに、複数の押さえ線１３１を平行に保つことができる。また、押さえ線１３１の両端が固定されているので、ねじの締め付けにより、押さえ線の張力を調整することができる。
【０１１４】
上述したように、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では、タブ線接合工程において、タブ線押さえ部１３０を、押さえ線１３１を裏面側のタブ線２０の上面に接触させた状態で載置して裏面側のタブ線２０を受光面バス電極１２Ｂに固定した状態で、太陽電池セル１０の受光面側および裏面側から加熱が行われる。ここで、タブ線押さえ部１３０の条件は、タブ線押さえ部１３０から、タブ線２０とタブ線押さえ部１３０との接触部の１か所あたりに掛かる力、すなわちタブ線２０と押さえ線１３１との接触部の１か所あたりに掛かる力が、０．１［Ｎ］以上、０．３［Ｎ］以下となることである。また、複数の押さえ線１３１は、押さえ線１３１の中央を押さえ線１３１の伸長方向に対する垂直方向に３ｍｍ押した場合の張力が８．７５［Ｎ］以上である。そして、タブ線押さえ部１３０は、押さえ線１３１が１３本以上張られている。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は、以上の条件でタブ線接合工程を行うことにより、受光面バス電極１２Ｂとタブ線２０との間での半田接合を確実に、且つ少ない工程で実現可能である。
【０１１５】
したがって、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よれば、太陽電池セルのバス電極およびタブ線が多本数化した場合でも、安定的に且つ少ない工程で電極とタブ線とを半田接合できる。
【０１１６】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【０１１７】
１０  太陽電池セル、１０Ａ  太陽電池セルの受光面、１０Ｂ  太陽電池セルの裏面、１１  半導体基板、１１Ａ  半導体基板の受光面、１１Ｂ  半導体基板の裏面、１２  受光面電極、１２Ｂ  受光面バス電極、１２Ｇ  受光面グリッド電極、１３  裏面電極、１３ａ  裏面集電電極、１３ｂ  裏面接合電極、２０  タブ線、２３ａ  受光面側接続領域、２３ｂ  裏面側接続領域、２４  セル間領域、２５  横タブ線、３１  受光面保護部品、３２  裏面保護部品、３３  受光面側封止材、３４  裏面側封止材、４０  フレーム、４１  端子ボックス、５０  太陽電池ストリング、７０  太陽電池アレイ、１００  太陽電池モジュール、１１１  第１太陽電池セル、１１２  第２太陽電池セル、１２１  第１タブ線、１２２  第２タブ線、１２３  第３タブ線、１３０  タブ線押さえ部、１３１  押さえ線、１３２  押さえ線保持部、１４１  ホットプレート、１５１，１５２，１５３，１５４，１５５，１５６  タブ線保持部、１６１  上部タブ線、１６２  下部タブ線、２００  ヒートツール、２３０  他のタブ線押さえ部、２３１  枠状の押さえ線保持部、２３２  押さえ線固定部、２３３  開口部。
【図１】
2019159255.tif 000003
【図２】
2019159255.tif 000004
【図３】
2019159255.tif 000005
【図４】
2019159255.tif 000006
【図５】
2019159255.tif 000007
【図６】
2019159255.tif 000008
【図７】
2019159255.tif 000009
【図８】
2019159255.tif 000010
【図９】
2019159255.tif 000011
【図１０】
2019159255.tif 000012
【図１１】
2019159255.tif 000013
【図１２】
2019159255.tif 000014
【図１３】
2019159255.tif 000015
【図１４】
2019159255.tif 000016
【図１５】
2019159255.tif 000017
【図１６】
2019159255.tif 000018
【図１７】
2019159255.tif 000019
【図１８】
2019159255.tif 000020
【図１９】
2019159255.tif 000021
【図２０】
2019159255.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】令和2年1月17日(2020.1.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面と前記受光面に対向する裏面とを有する太陽電池セルにおける、前記受光面に設けられた受光面電極と、前記裏面に設けられた裏面電極と、にタブ線を接続する太陽電池モジュールの製造方法であって、
表面が半田で被覆された第１タブ線と、前記受光面が上向きにされた前記太陽電池セルと、表面が半田で被覆された第２タブ線と、を第１加熱部上に積層する積層工程と、
複数の押さえ線が平行に張られたタブ線押さえ部を、前記押さえ線を前記第２タブ線の上面に接触させた状態で載置して前記第２タブ線を前記受光面電極に固定する固定工程と、
前記第１タブ線を前記第１加熱部により加熱するとともに前記第２タブ線を前記受光面側に配置された第２加熱部により前記受光面側から加熱する加熱工程と、
を含み、
前記第２タブ線と前記タブ線押さえ部との接触部の１か所に掛かる力が、０．１Ｎ以上、０．３Ｎ以下であり、
前記複数の押さえ線は、前記押さえ線の中央を前記押さえ線の伸長方向に対する垂直方向に３ｍｍ押した場合の張力が８．７５Ｎ以上であること、
を特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項２】
前記タブ線押さえ部は、前記押さえ線が１３本以上張られていること、
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。
【請求項３】
前記第１タブ線および前記第２タブ線の総熱容量と、前記複数の押さえ線の総熱容量とは、（押さえ線の総熱容量）／（第１タブ線と第２タブ線との総熱容量）≦０．９３の条件を満たすこと、
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。
【請求項４】
前記第１タブ線および前記第２タブ線は、銅線の表面が半田により被覆されてなること、
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。
【請求項５】
前記受光面電極は、前記タブ線の伸長方向に直交する方向に配置された複数の受光面グリッド電極と、前記タブ線の伸長方向に沿って配置されて前記複数の受光面グリッド電極を接続する受光面バス電極と、を備え、
前記第２タブ線は、前記受光面バス電極に接続されること、
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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる太陽電池モジュールの製造方法は、受光面と受光面に対向する裏面とを有する太陽電池セルにおける、受光面に設けられた受光面電極と、裏面に設けられた裏面電極と、にタブ線を接続する太陽電池モジュールの製造方法である。太陽電池モジュールの製造方法は、表面が半田で被覆された第１タブ線と、受光面が上向きにされた太陽電池セルと、表面が半田で被覆された第２タブ線と、を第１加熱部上に積層する積層工程と、複数の押さえ線が平行に張られたタブ線押さえ部を、押さえ線を第２タブ線の上面に接触させた状態で載置して第２タブ線を受光面電極に固定する固定工程と、第１タブ線を第１加熱部により加熱するとともに第２タブ線を受光面側に配置された第２加熱部により受光面側から加熱する加熱工程と、を含む。第２タブ線とタブ線押さえ部との接触部の１か所に掛かる力が、０．１Ｎ以上、０．３Ｎ以下である。複数の押さえ線は、押さえ線の中央を押さえ線の伸長方向に対する垂直方向に３ｍｍ押した場合の張力が８．７５Ｎ以上である。
【国際調査報告】
2019159255.tif 000023
2019159255.tif 000024
2019159255.tif 000025
2019159255.tif 000026