(57)【要約】  太陽電池モジュールの製造方法は、太陽電池パネルを構成する第１の金属部品と第２の金属部品とのはんだ付けが行われた領域に向けてＸ線を照射して、太陽電池パネルの面内方向に平行な方向において第１の金属部品と第２の金属部品とが重なった領域であるはんだ付け対象領域におけるＸ線透過像を取得する第１工程を含む。また、太陽電池モジュールの製造方法は、太陽電池パネルの面内方向と平行な方向における、はんだ付け対象領域の面積に対する、実際に第１の金属部品と第２の金属部品とがはんだ接合されているはんだ付け部の面積比を、Ｘ線透過像から演算する第２工程を含む。また、太陽電池モジュールの製造方法は、面積比を既定の判定基準と比較して第１の金属部品と第２の金属部品とのはんだ接合状態の良否を判定する第３工程を含む。
2019150585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池パネルを構成する第１の金属部品と第２の金属部品とのはんだ付けが行われた領域に向けてＸ線を照射して、前記太陽電池パネルの面内方向に平行な方向において前記第１の金属部品と前記第２の金属部品とが重なった領域であるはんだ付け対象領域におけるＸ線透過像を取得する第１工程と、
前記太陽電池パネルの面内方向と平行な方向における、前記はんだ付け対象領域の面積に対する、実際に前記第１の金属部品と前記第２の金属部品とがはんだ接合されているはんだ付け部の面積比を、前記Ｘ線透過像から演算する第２工程と、
前記面積比を既定の判定基準と比較して前記第１の金属部品と前記第２の金属部品とのはんだ接合状態の良否を判定する第３工程と、
を含む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Ｘ線透過像が、前記太陽電池パネルの面内方向と平行な方向における２次元Ｘ線透過像であること、
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Ｘ線透過像が、前記太陽電池パネルの面内方向と平行な方向および前記太陽電池パネルの面内方向と垂直な方向における３次元Ｘ線透過像であること、
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４】
前記第１の金属部品が、前記太陽電池パネルにおける一面に配置された端子ボックス内に設けられた端子板であり、
前記第２の金属部品が、前記太陽電池パネルから引き出された出力リードであること、
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Ｘ線の出力の条件が、管電圧が５０ｋＶから１６０ｋＶの範囲、管電流が４０μＡから１２０μＡの範囲であること、
を特徴とする請求項４に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記はんだ付け対象領域を透過した前記Ｘ線を検出して、前記Ｘ線透過像を取得するためのＸ線透過信号を生成する検出器の解像度が、メガピクセル以上の画素数であり、視野が２０ｍｍ角未満であること、
を特徴とする請求項４または５に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記出力リードと前記端子板との間隔を、少なくとも、０．１ｍｍより厚い厚さで前記出力リードと前記端子板とをはんだ付けすること、
を特徴とする請求項６に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項８】
前記端子板における前記はんだ付け対象領域に、前記出力リードの幅方向と平行な方向に延在する溝が設けられていること、
を特徴とする請求項４から７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９】
前記溝は、幅が前記はんだ付け対象領域の前記出力リードの長さ方向の長さの１０％以上であり、深さが０．１ｍｍより大であること、
を特徴とする請求項８に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１０】
前記溝は、幅が１ｍｍ以上であり、深さが０．１ｍｍより大であること、
を特徴とする請求項８に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１１】
前記太陽電池パネルに前記端子ボックスを配置する際に、前記端子ボックスにおける前記はんだ付け部を、前記太陽電池パネルの面内方向において前記太陽電池パネルを構成する複数の太陽電池セルを接続するセル間接続タブに重ならない位置に配置すること、
を特徴とする請求項４から１０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１２】
前記第１の金属部品が、前記太陽電池パネルを構成する太陽電池ストリング同士を接続するストリング間接続タブであり、
前記第２の金属部品が、前記太陽電池ストリングに接続されたセル間接続タブであること、
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１３】
前記第１の金属部品が、前記太陽電池パネルを構成する太陽電池セルの電極に接続されたセル間接続タブであり、
前記第２の金属部品が、前記太陽電池セルの電極であること、
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１４】
太陽電池パネルを構成する第１の金属部品と第２の金属部品とのはんだ付けが行われた領域に向けてＸ線を照射するＸ線発生装置と、
前記第１の金属部品と前記第２の金属部品とのはんだ付けが行われた領域を透過したＸ線を検出してＸ線透過信号を生成するＸ線非破壊検査用カメラと、
前記Ｘ線透過信号を取り込んでＸ線透過像を生成する画像情報生成部と、
前記太陽電池パネルの面内方向と平行な方向における、前記第１の金属部品と前記第２の金属部品とが重なった領域であるはんだ付け対象領域の面積に対する、実際に前記第１の金属部品と前記第２の金属部品とがはんだ接合されているはんだ付け部の面積比を、前記Ｘ線透過像から演算する演算部と、
前記面積比を既定の判定基準と比較して、前記第１の金属部品と前記第２の金属部品とのはんだ接合状態の良否を判定する判定部と、
を備えることを特徴とする太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項１５】
複数の太陽電池セルがセル間接続タブによって電気的に接続された太陽電池アレイが受光面保護部品と裏面保護部品との間に封止された太陽電池パネルと、
前記裏面保護部品の表面に配置された端子ボックスと、
を備え、
前記端子ボックス内に設けられた端子板と、前記太陽電池パネルから引き出された出力リードと、がはんだ接合されているはんだ付け部が、前記セル間接続タブに重ならない位置に配置されていること、
を特徴とする太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端子ボックスを有する太陽電池モジュールの製造方法、太陽電池モジュールの製造装置および太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電システムは、家屋に代表される建築物の屋根、または太陽電池システムを敷設することを前提に整地された敷地といった設置場所に設置された太陽電池モジュールから、インバータを経由して直流電力を系統に供給する。太陽光発電システムは、複数の太陽電池モジュールを相互に電気的に接続することで構成されている。太陽電池モジュール間の電気的接続は、太陽電池モジュールにおいて受光面と反対側を向く裏面に配置された端子ボックスを経由する。【０００３】
太陽電池モジュールの内部で全ての太陽電池セルが直列に接続された太陽電池アレイからは、プラス電極に接続したプラス引き出し線およびマイナス電極に接続したマイナス引き出し線が太陽電池モジュールの裏面側に引き出されている。端子ボックスは、プラス引き出し線とプラスのモジュール連結ケーブルとがはんだ接合により接続された結節点、およびマイナス引き出し線とマイナスのモジュール連結ケーブルとがはんだ接合により接続された結節点となっている。【０００４】
端子ボックスにおける電気的接続部であるはんだ付け部は、太陽電池モジュールの製品寿命を決める重要な部分の一つである。しかしながら、端子ボックスにおけるはんだ付けは、人が行うことが多いため、はんだ付けのでき具合は作業者の熟練度によって変わる場合があった。このため、電気的接続部の耐久性を確保するための工夫が成されている。【０００５】
特許文献１には、出力取出線の端部と端子電極部材の端部とが半田接続された半田接続部を保護カバーで保護することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２８４６２４号公報
【特許文献２】特開２０１４−１９０７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、はんだ付け部のはんだ付け状況は一般的に目視で確認されるため、作業者の熟練度によって判断が異なる可能性があった。【０００８】
一方、近年、電子機器のプリント基板の表面実装においては、特許文献２に開示されるように、基板の表面側のはんだ付け部をより正確に検査するためにＸ線検査が行われるようになってきている。【０００９】
しかしながら、特許文献２では、はんだ付け部のはんだ付け状況の良否を判定する方法については言及されていない。【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、太陽電池モジュールにおけるはんだ付け部のはんだ付け状態を容易に判定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】
【００１１】
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、太陽電池パネルを構成する第１の金属部品と第２の金属部品とのはんだ付けが行われた領域に向けてＸ線を照射して、太陽電池パネルの面内方向に平行な方向において第１の金属部品と第２の金属部品とが重なった領域であるはんだ付け対象領域におけるＸ線透過像を取得する第１工程を含む。また、太陽電池モジュールの製造方法は、太陽電池パネルの面内方向と平行な方向における、はんだ付け対象領域の面積に対する、実際に第１の金属部品と第２の金属部品とがはんだ接合されているはんだ付け部の面積比を、Ｘ線透過像から演算する第２工程を含む。また、太陽電池モジュールの製造方法は、面積比を既定の判定基準と比較して第１の金属部品と第２の金属部品とのはんだ接合状態の良否を判定する第３工程を含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる太陽電池モジュールの製造方法は、太陽電池モジュールにおけるはんだ付け部のはんだ付け状態を容易に判定可能である、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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と反対側を向く裏面側から見た斜視図
【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製造方法の手順を示すフローチャート
【図４】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斜視図
【図５】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池パネルを受光面側から見た斜視図
【図６】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池パネルを裏面側から見た斜視図
【図７】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池パネルの裏面の出力リードの近くの位置に端子ボックス本体が仮置きされた状態を示す平面図
【図８】本発明の実施の形態１にかかる太陽電池パネルの裏面の端子ボックス本体内で出力リードと端子板とがはんだ付けされた状態を示す平面図
【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を裏面側から見た斜視図
【図１０】本発明の実施の形態１にかかるＸ線検査装置を示す模式斜視図
【図１１】本発明の実施の形態１にかかるＸ線検査装置の機能の構成を示す構成図
【図１２】本発明の実施の形態１にかかる処理回路のハードウェア構成の一例を示す図
【図１３】本発明の実施の形態１にかかる透過Ｘ線検査の手順を示すフローチャート
【図１４】本発明の実施の形態１にかかるＸ線検査装置の他の構成例を示す模式斜視図
【図１５】本発明の実施の形態１にかかるＸ線検査装置の他の構成例を示す模式斜視図
【図１６】本発明の実施の形態１における透過Ｘ線検査でのＸ線透過像の撮像箇所を示す端子ボックス本体の平面図
【図１７】本発明の実施の形態１にかかるＸ線観察領域を実体顕微鏡で撮影した画像を示す図
【図１８】本発明の実施の形態１にかかるＸ線観察領域のＸ線透過像を示す図
【図１９】本発明の実施の形態１にかかるＸ線観察領域を拡大したＸ線透過像であり、図１８の一部を拡大したＸ線透過像を示す図
【図２０】図１９のＸ線透過像におけるはんだ付け対象領域に対して、はんだ付け部とはんだ未供給部とを区別して画像処理を施して簡略化した画像を示す図
【図２１】本発明の実施の形態１にかかるＸ線観察領域の他のＸ線透過像を拡大したＸ線透過像を示す図
【図２２】図２１のＸ線透過像のはんだ付け対象領域に対して、はんだ付け部とはんだ未供給部とを区別して画像処理を施して簡略化した画像を示す図
【図２３】本発明の実施の形態１にかかる他の端子板を示す平面図
【図２４】本発明の実施の形態１にかかる他の端子板を示す側面図
【図２５】本発明の実施の形態１にかかる他の端子板に出力リードが接続された場合のはんだ未供給部とはんだ付け部の状況を示した図
【図２６】本発明の実施の形態１にかかる他の端子板に出力リードが接続された場合のはんだ未供給部とはんだ付け部の状況を示した図であり、図２５におけるＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線における断面図
【図２７】本発明の実施の形態１にかかる端子板に出力リードが接続された場合のはんだ未供給部とはんだ付け部の状況を示した図
【図２８】本発明の実施の形態１にかかる端子板に出力リードが接続された場合のはんだ未供給部とはんだ付け部の状況を示した図であり、図２７におけるＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ線における断面図
【図２９】本発明の実施の形態１にかかる端子板に出力リードが接続された場合の、端子板と出力リードとの間のはんだ層の断面を模式的に示す断面図
【図３０】本発明の実施の形態１にかかる端子板に出力リードが接続された場合の、端子板と出力リードとの間のはんだ層の上面Ｘ線観察像を示す図
【図３１】本発明の実施の形態１にかかる他の端子板に出力リードが接続された場合の、他の端子板と出力リードとの間のはんだ層の断面を模式的に示す断面図
【図３２】本発明の実施の形態１にかかる他の端子板に出力リードが接続された場合の、他の端子板と出力リードとの間のはんだ層の上面Ｘ線観察像を示す図
【図３３】本発明の実施の形態１にかかる出力リードおよび端子板のはんだ付け部とセル間接続タブとの位置関係を示す平面図
【図３４】本発明の実施の形態２にかかる太陽電池ストリング同士をストリング間接続タブによりはんだ付けして直列に接続した太陽電池アレイを受光面側から見た斜視図
【図３５】本発明の実施の形態２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
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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、太陽電池モジュールの製造装置および太陽電池モジュール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。
【００１５】
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１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１を受光面と反対側を向く裏面側から見た斜視図である。
【００１６】
本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１は、図１および図２に示すように、太陽電池アレイ３における受光面側に配置された受光面保護部品１１と太陽電池アレイ３における受光面と反対側を向く裏面側に配置された裏面保護部品１２との間に封止されている。また、太陽電池モジュール１は、外周縁部が補強用のフレーム１３で囲まれている。また、太陽電池モジュール１の裏面側に、太陽電池アレイ３に電気的に接続する端子ボックス１４が裏面保護部品１２上に配置されている。
【００１７】
端子ボックス１４は、裏面保護部品１２上に接着された端子ボックス本体１５の上部に端子ボックスフタ１６が取り付けられて構成されている。端子ボックス１４の内部では、太陽電池アレイ３から引き出された図示しない出力リードと、端子ボックス１４に引き込まれたモジュール連結ケーブル１７とが後述する図７に示すようにケーブル接続部１８により接続されている。太陽電池モジュール１は、モジュール連結ケーブル１７を介して、他の太陽電池モジュールと電気的に連結される。
【００１８】
太陽電池アレイ３は、複数の後述する太陽電池ストリング４が、セル間接続タブ２１および後述するストリング間接続タブ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。太陽電池ストリング４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５がセル間接続タブ２１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。
【００１９】
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１の製造方法の手順を示すフローチャートである。まず、本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール１の製造方法の概要について説明する。図４は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池ストリング４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にかかる太陽電池パネル２を受光面側から見た斜視図である。図６は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池パネル２を裏面側から見た斜視図である。図７は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池パネル２の裏面の出力リード２２の近くの位置に端子ボックス本体１５が仮置きされた状態を示す平面図である。図８は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池パネル２の裏面の端子ボックス本体１５内で出力リード２２と端子板２４とがはんだ付けされた状態を示す平面図である。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１を裏面側から見た斜視図である。
【００２０】
まず、ステップＳ１０において、公知の技術により結晶系太陽電池である太陽電池セル５が製造される。太陽電池セル５は、外形寸法が１５６ｍｍ×１５６ｍｍ、すなわち１５６ｍｍ角の正方形のシリコン基板を用いて形成される。シリコン基板には、単結晶シリコン基板または多結晶シリコン基板が用いられる。現在、シリコン基板の外形寸法は更に拡大する方向にあり、１６１．７５ｍｍ×１６１．７５ｍｍ、すなわち１６１．７５ｍｍ角の正方形のシリコン基板が検討され始められており、シリコン基板の外形寸法は１５６ｍｍ角に限られない。
【００２１】
太陽電池セル５は、受光面および裏面に電極が配されている。一般的に用いられるｐ型シリコン基板を用いて作製された太陽電池セルの場合は、受光面側にｎ型の電極が、裏面側にｐ型の電極が配されている。
【００２２】
ステップＳ２０において、図４に示すように太陽電池セル５にセル間接続タブ２１を固着することで、複数の太陽電池セル５をセル間接続タブ２１で接続して太陽電池ストリング４が製造される。太陽電池ストリング４は、例えば厚さ１６０μｍ、２ｍｍ幅の銅箔に２０μｍ厚のはんだがコーティングされたセル間接続タブ２１により電気的に直列に接続されてセル間接続タブ２１は、隣り合う太陽電池セル５のうち一方の太陽電池セル５の裏面側の電極に一端側の領域がはんだ付けされる。また、セル間接続タブ２１は、隣り合う太陽電池セル５のうち他方の太陽電池セル５の受光面側の電極に他端側の領域がはんだ付けされる。本実施の形態１では、太陽電池ストリング４は、９枚の太陽電池セル５が電気的に直列に接続されている。
【００２３】
続いてステップＳ３０において４つの太陽電池ストリング４を並列配置し、隣り合う太陽電池ストリング４同士を横接続タブで電気的に直列に接続する。これにより、３６枚の太陽電池セル５が電気的に直列に接続された太陽電池アレイ３が製造される。太陽電池アレイ３では、太陽電池セル５が９セル×４セルの配置で配列されている。
【００２４】
続いてステップＳ４０において、太陽電池パネル２の構成部品の積層体を形成し、ラミネートする。積層体の形成は、ガラス基板といった透光性基板からなる受光面保護部品１１上に、受光面封止層シートおよび太陽電池アレイ３、裏面封止層シート、絶縁性の裏面側保護シートからなる裏面保護部品１２を順次積層して積層体を形成する。受光面封止層シートおよび裏面封止層シートには、透明な樹脂であるエチレン酢酸ビニル（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ−Ｖｉｎｙｌ  Ａｃｅｔａｔｅ：ＥＶＡ）共重合体が用いられる。
【００２５】
そして、熱処理工程を実施して積層体を加熱および加圧し、その後、積層体を冷却させることで積層体をラミネートして太陽電池アレイ３が封止された太陽電池パネル２が製造される。すなわち、受光面保護部品１１と太陽電池アレイ３とが受光面封止層シートのＥＶＡにより接着され、太陽電池アレイ３と裏面保護部品１２とが裏面封止層シートのＥＶＡにより接着されることで、積層体が一体化される。すなわち太陽電池パネル２の断面構造は、受光面側から、受光面保護部品１１、ＥＶＡ、太陽電池アレイ３、ＥＶＡ、裏面保護部品１２となっている。その後、図５に示すように、太陽電池パネル２の周囲にアルミ製のフレーム１３が装着される。
【００２６】
図６に示すように、太陽電池パネル２の裏面においては、端子ボックス本体１５を設置する領域が端子ボックス形成箇所１９とされる。また、裏面保護部品１２には、太陽電池アレイ３から引き出された出力リード２２として、太陽電池アレイ３における一端の太陽電池セル５に電気的に接続された出力リード２２ａと、太陽電池アレイ３における他端の太陽電池セル５に電気的に接続された出力リード２２ｂと、が引き出される。出力リード２２ａおよび出力リード２２ｂは、図７に示すように、出力リード２２を太陽電池パネル２の裏面に引き出すために裏面保護部品１２に設けられた引き出し切り込み２３から太陽電池パネル２の裏面に引き出される。
【００２７】
つぎに、図７に示すように、端子ボックス本体１５が、裏面保護部品１２上において、出力リード２２ａおよび出力リード２２ｂの近くの端子ボックス形成箇所１９に仮置きされる。端子ボックス本体１５には、あらかじめモジュール連結ケーブル１７が引き込まれて、端子ボックス本体１５の内部に配置された端子板２４に電気的に接続されている。そして、図７に示すように、端子ボックス本体１５の底面１５ａに設けられた底面出力リード挿通孔１５ｂから出力リード２２ａおよび出力リード２２ｂが端子ボックス本体１５の内部に引き出される。底面出力リード挿通孔１５ｂは、出力リード２２を端子ボックス本体１５の底面１５ａから端子ボックス本体１５の内部に引き出すために端子ボックス本体１５の底面に設けられた挿通孔である。
【００２８】
そして、ステップＳ５０において端子ボックス本体１５が、仮置きされた裏面保護部品１２上に接着される。
【００２９】
続いて、ステップＳ６０において、端子ボックス本体１５の内部でのはんだ付けがおこなわれる。図８に示すように、端子ボックス本体１５の内部に引き出された出力リード２２ａおよび出力リード２２ｂが、モジュール連結ケーブル１７に接続された端子板２４と端子ボックス本体１５の内部ではんだ付けされる。出力リード２２ａおよび出力リード２２ｂは、端子板２４にはんだ付けされる際、端子板２４に開けられた出力リード挿通孔２５の周囲にペンチ等でからげられる。このようにして、出力リード２２ａおよび出力リード２２ｂと、端子板２４とを密着させることにより、出力リード２２ａおよび出力リード２２ｂと端子板２４とが接触する状態を維持させる。
【００３０】
この状態で、はんだごてを用いて、出力リード２２ａと端子板２４の間にはんだを供給しながら、はんだ付けが行われる。同様に、はんだごてを用いて、出力リード２２ｂと端子板２４の間にはんだを供給しながら、はんだ付けが行われる。なお、出力リード２２ａおよび出力リード２２ｂは、端子板２４にはんだ付けされる領域には、たとえば３０μｍの厚さで半田がコーティングされている。
【００３１】
続いてステップＳ７０において、太陽電池パネル２に対して透過Ｘ線検査が行われ、出力リード２２と端子板２４との間のはんだ付け状態が既定の判定基準を満たすかを判定する。すなわち、透過Ｘ線検査は、太陽電池パネル２の裏側の裏面保護部品１２に端子ボックス本体１５を接着しさらに出力リード２２と端子板２４とをはんだ付けした状態で実施される。
【００３２】
透過Ｘ線検査では、出力リード２２と端子板２４との間のはんだ付け対象領域をＸ線により撮像し、出力リード２２と端子板２４との間のはんだ付けが適切なはんだ付け状態であるか、または不適切なはんだ付け状態であるかが判定される。すなわち、出力リード２２と端子板２４との間のはんだ付け対象領域にＸ線を照射して、出力リード２２と端子板２４との間のはんだ付け対象領域を透過したＸ線像を解析し、既定の判定基準に従って、出力リード２２と端子板２４との間のはんだ付け状態が自動的に判定される。出力リード２２と端子板２４との間のはんだ付け対象領域は、出力リード２２と端子板２４とが太陽電池パネル２の面内方向と平行な方向において重なる領域である。既定の判定基準は、出力リード２２と端子板２４との間のはんだ付けが適切なはんだ付け状態であるか、または不適切なはんだ付け状態であるかを判定するための判定基準である。透過Ｘ線検査の詳細については後述する。
【００３３】
出力リード２２と端子板２４との間のはんだ付け対象領域が既定の判定基準を満たしていない場合は、ステップＳ７０においてＮｏとなりステップＳ６０に戻って出力リード２２と端子板２４との間のはんだ付けが再度行われる。これにより、出力リード２２と端子板２４との間のはんだ付け不良を無くすことが可能となる。
【００３４】
出力リード２２と端子板２４との間のはんだ付け対象領域が既定の判定基準を満たしている場合は、ステップＳ７０においてＹｅｓとなりステップＳ８０に進む。
【００３５】
ステップＳ８０では、図示していないポッティング剤が端子ボックス本体１５の内部に充填される。ポッティング剤は、たとえば樹脂である。さらに、図９に示すように、端子ボックス本体１５の上部に端子ボックスフタ１６が取り付けられて端子ボックス１４が形成される。これにより、太陽電池モジュール１が製造される。
【００３６】
続いてステップＳ９０において太陽電池モジュール１の出力検査が行われて、太陽電池モジュール１の製造の一連の工程が終了する。
【００３７】
つぎに、太陽電池パネル２に対する透過Ｘ線検査の詳細について説明する。図１０は、本発明の実施の形態１にかかるＸ線検査装置２００を示す模式斜視図である。図１１は、本発明の実施の形態１にかかるＸ線検査装置２００の機能の構成を示す構成図である。Ｘ線検査装置２００は、太陽電池モジュールの製造に用いられ、太陽電池パネル２を構成する第１の金属部品と第２の金属部品とのはんだ接合状態を検査する太陽電池モジュールの製造装置である。Ｘ線検査装置２００は、搬送装置２０１と、Ｘ線発生装置２０２と、Ｘ線非破壊検査用カメラ２０３と、制御装置２０４と、表示部２０５と、を含んで構成されている。
【００３８】
搬送装置２０１は、検査対象となる太陽電池パネル２を、裏面側を上向きにした状態で水平に支持するとともに搬送するものである。搬送装置２０１は、たとえば、太陽電池パネル２が載置されるベルトと、ベルトを移動させる不図示の搬送ローラと、搬送ローラを駆動する不図示の駆動機構などを含んで構成されるコンベアである。
【００３９】
Ｘ線発生装置２０２は、搬送装置２０１によって搬送される太陽電池パネル２の端子ボックス本体１５に向けてＸ線２０６を照射するものである。Ｘ線発生装置２０２は、円錐状のＸ線２０６を発生する不図示のＸ線源と、Ｘ線源から発生されたＸ線２０６の放射角を制限してＸ線帯状ビームを形成する不図示の制限部とを含んで構成されている。
【００４０】
Ｘ線非破壊検査用カメラ２０３は、太陽電池パネル２における出力リード２２と端子板２４との間のはんだ付け対象領域を透過したＸ線２０６を検出してＸ線透過信号を生成する検出器である。Ｘ線発生装置２０２は、Ｘ線非破壊検査用カメラ２０３として、搬送装置２０１の上方において、太陽電池パネル２の面内方向と平行な方向、すなわち水平方向に延在して配置されたＸ線非破壊検査用カメラ２０３ａを有する。Ｘ線非破壊検査用カメラ２０３は、Ｘ線２０６を受光する多数の受光素子の画素が並べられて構成されている。本実施の形態１では、Ｘ線非破壊検査用カメラ２０３に、電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＣＤ）カメラを用いている。なお、Ｘ線非破壊検査用カメラ２０３としてラインセンサを用いることも可能である。
【００４１】
制御装置２０４は、Ｘ線制御部２０４ａ、搬送制御部２０４ｂ、画像情報生成部２０４ｃ、演算部２０４ｄ、判定部２０４ｅを有する。
【００４２】
Ｘ線制御部２０４ａは、Ｘ線発生装置２０２を制御することによりＸ線発生装置２０２からＸ線２０６を照射させる。
【００４３】
搬送制御部２０４ｂは、搬送装置２０１を制御することにより太陽電池パネル２を搬送させる。
【００４４】
画像情報生成部２０４ｃは、Ｘ線非破壊検査用カメラ２０３で生成されたＸ線透過信号を取り込んでＸ線透過像の画像情報を生成する。画像情報生成部２０４ｃにおける画像情報の生成においては、従来公知の様々な画像処理が用いられる。Ｘ線発生装置２０２から照射され太陽電池パネル２を透過したＸ線２０６がＸ線非破壊検査用カメラ２０３で検出されると、Ｘ線２０６の強度分布に対応した輝度のＸ線透過信号がＸ線非破壊検査用カメラ２０３で生成される。
【００４５】
演算部２０４ｄは、太陽電池パネル２の面内方向と平行な方向における、はんだ付け対象領域の面積に対する、実際に端子板２４と出力リード２２とがはんだ接合されているはんだ付け部の面積比を、Ｘ線透過像から演算する。
【００４６】
判定部２０４ｅは、端子板２４と出力リード２２とのはんだ接合状態の良否を判定する。判定部２０４ｅは、はんだ付け対象領域の面積に対する、実際に端子板２４と出力リード２２とがはんだ接合されているはんだ付け部の面積比を、あらかじめ記憶されている既定の判定基準と比較して、はんだ接合状態の良否を判定する。
【００４７】
また、制御装置２０４は、例えば、図１２に示したハードウェア構成の処理回路として実現される。図１２は、本発明の実施の形態１にかかる処理回路のハードウェア構成の一例を示す図である。制御装置２０４が図１２に示す処理回路により実現される場合、制御装置２０４は、例えば、図１２に示すメモリ１１２に記憶されたプログラムをプロセッサ１１１が実行することにより、実現される。また、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携して上記機能を実現してもよい。また、制御装置２０４の機能のうちの一部を電子回路として実装し、他の部分をプロセッサ１１１およびメモリ１１２を用いて実現するようにしてもよい。
【００４８】
表示部２０５は、Ｘ線透過像およびその他の情報を表示する。
【００４９】
また、Ｘ線制御部２０４ａ、Ｘ線非破壊検査用カメラ２０３ａ、および搬送装置２０１の一部は、筐体２０７で覆われており、透過Ｘ線検査に不要なＸ線の外部への漏洩が防止される。制御装置２０４は、筐体２０７の内部に設けられてもよく、筐体２０７の外部に設けられてもよい。
【００５０】
つぎに、太陽電池パネル２に対する透過Ｘ線検査の手順について説明する。図１３は、本発明の実施の形態１にかかる透過Ｘ線検査の手順を示すフローチャートである。透過Ｘ線検査は、Ｘ線透過像取得工程と、演算工程と、判定工程とが順次実施される。
【００５１】
ステップＳ２１０において、Ｘ線透過像取得工程が行われる。Ｘ線透過像取得工程では、太陽電池パネル２を構成する端子板２４と出力リード２２とのはんだ付けが行われた領域に向けてＸ線を照射して、太陽電池パネル２の面内方向に平行な方向において端子板２４と出力リード２２とが重なった領域であるはんだ付け対象領域におけるＸ線透過像を取得する。
【００５２】
Ｘ線透過像取得工程では、太陽電池パネル２が搬送装置２０１に載置される。そして、Ｘ線発生装置２０２が、搬送装置２０１に載置された太陽電池パネル２の端子ボックス本体１５に向けてＸ線２０６を照射する。また、太陽電池パネル２が搬送装置２０１によって搬送される。Ｘ線非破壊検査用カメラ２０３は、端子ボックス本体１５の周辺を透過したＸ線２０６を検出して端子ボックス本体１５の周辺を撮像し、Ｘ線透過信号を生成する。そして、画像情報生成部２０４ｃが、Ｘ線非破壊検査用カメラ２０３で生成されたＸ線透過信号を取り込んではんだ付け対象領域を含む端子ボックス本体１５の周辺のＸ線透過像の画像情報を生成する。
【００５３】
つぎにステップＳ２２０において、演算工程が行われる。演算工程では、演算部２０４ｄが、太陽電池パネル２の面内方向と平行な方向における、はんだ付け対象領域の面積に対する、実際に端子板２４と出力リード２２とがはんだ接合されているはんだ付け部の面積比を、Ｘ線透過像から演算する。
【００５４】
つぎにステップＳ２３０において、判定工程が行われる。判定工程では、判定部２０４ｅが、はんだ付け対象領域の面積に対する、実際に端子板２４と出力リード２２とがはんだ接合されているはんだ付け部の面積比を既定の判定基準と比較して端子板２４と出力リード２２とのはんだ接合状態の良否を判定する。
【００５５】
ここで、端子板２４は、太陽電池パネル２を構成する第１の金属部品に対応する。出力リード２２は、太陽電池パネル２を構成する第２の金属部品に対応する。
【００５６】
図１０に示すＸ線検査装置２００では、Ｘ線発生装置２０２より水平方向および上方方向にＸ線帯状ビームを放射し、Ｘ線非破壊検査用カメラ２０３ａで、出力リード２２と端子板２４との間のはんだ付け対象領域を透過したＸ線２０６を検出することができる。これにより、太陽電池パネル２の面内方向に平行な２次元Ｘ線透過像が得られる。
【００５７】
基本的には、２次元Ｘ線透過像は、Ｘ線帯状ビームに対して搬送装置２０１に載せられた太陽電池パネル２が搬送装置２０１の進行方向２０８に移動することで、Ｘ線非破壊検査用カメラ２０３ａで生成されたＸ線透過信号を画像情報生成部２０４ｃが取り込んで２次元画像情報として描画される。
【００５８】
図１４は、本発明の実施の形態１にかかるＸ線検査装置２００の他の構成例を示す模式斜視図である。図１４に示すＸ線検査装置では、Ｘ線非破壊検査用カメラ２０３にラインセンサを用いている。図１４に示すＸ線検査装置では、搬送装置２０１で太陽電池パネル２を搬送しながら、Ｘ線発生装置２０２より水平方向および上方方向にＸ線帯状ビームを放射する。本装置では、出力リード２２と端子板２４との間のはんだ付け対象領域を透過したＸ線２０６を、搬送装置２０１の上方において太陽電池パネル２の面内方向と平行な方向、すなわち水平方向に延在して配置されたＸ線ラインセンサ２０３ａｌで検出する。また、本装置では、出力リード２２と端子板２４との間のはんだ付け対象領域を透過したＸ線２０６を、太陽電池パネル２の面内方向と直交して太陽電池パネル２の搬送方向に沿う方向に延在して、太陽電池パネル２の搬送方向と直交する方向の搬送装置２０１の側方に配置されたＸ線ラインセンサ２０３ｂｌでも検出する。太陽電池パネル２の搬送方向は、搬送装置２０１の進行方向２０８と同じ方向である。
【００５９】
図１５は、本発明の実施の形態１にかかるＸ線検査装置２００の他の構成例を示す模式斜視図である。図１５に示すＸ線検査装置では、Ｘ線非破壊検査用カメラ２０３にラインセンサを用いている。図１５に示すＸ線検査装置では、搬送装置２０１で太陽電池パネル２を搬送しながら、搬送装置２０１の下に配置されたＸ線発生装置２０２ａから上方にＸ線帯状ビームを放射し、出力リード２２と端子板２４との間のはんだ付け対象領域を透過したＸ線２０６をＸ線ラインセンサ２０３ａｌで検出することができる。また、図１５に示すＸ線検査装置では、搬送装置２０１の側面側に配置されたＸ線発生装置２０２ｂから水平方向にＸ線帯状ビームを放射し、出力リード２２と端子板２４との間のはんだ付け対象領域を透過したＸ線２０６をＸ線ラインセンサ２０３ｂｌで検出することができる。
【００６０】
図１４および図１５において、Ｘ線ラインセンサ２０３ａｌで検出したＸ線２０６の情報と、Ｘ線ラインセンサ２０３ｂｌで検出したＸ線２０６の情報とを用いることで、搬送装置２０１の進行方向２０８と垂直な縦断面の２次元Ｘ線透過像が得られる。さらに、搬送装置２０１で太陽電池パネル２を搬送しながら、Ｘ線発生装置２０２ａおよびＸ線発生装置２０２ｂからＸ線帯状ビームを放射してＸ線ラインセンサ２０３ａｌで検出したＸ線２０６の情報とＸ線ラインセンサ２０３ｂｌで検出したＸ線２０６の情報とを用いることで、搬送装置２０１の進行方向２０８を含めた、３次元Ｘ線透過像が得られる。
【００６１】
また、図１５においてＸ線ラインセンサ２０３ｂｌで生成されたＸ線透過信号を画像情報生成部２０４ｃが取り込んで２次元画像情報として描画することにより、太陽電池パネル２の高さ方向の情報、および出力リード２２と端子板２４との間のはんだ付け対象領域のはんだの厚さの情報が得られる。
【００６２】
図１６は、本発明の実施の形態１における透過Ｘ線検査でのＸ線透過像の撮像箇所を示す端子ボックス本体１５の平面図である。本実施の形態１における透過Ｘ線検査では、図１６におけるＸ線観察領域１２０について観察して検査を行っている。以下、Ｘ線観察領域１２０の観察結果について説明する。Ｘ線観察領域１２０の観察におけるＸ線出力の条件は、管電圧が５０ｋＶから１６０ｋＶの範囲、管電流が４０μＡから１２０μＡの範囲で行った。このようなＸ線出力の条件を用いることにより、Ｘ線観察領域１２０のＸ線透過像を確実に得ることが可能となる。管電圧の下限値を５０ｋＶとすることで、鮮明なＸ線観察領域１２０のＸ線透過像を得ることが可能となる。管電圧の上限値である１６０ｋＶは、装置性能上の制約である。また、上記の管電流範囲は、上記の管電圧の範囲において鮮明なＸ線観察領域１２０のＸ線透過像を得ることが可能となる、適切な範囲である。      
【００６３】
図１７は、本発明の実施の形態１にかかるＸ線観察領域１２０を実体顕微鏡で撮影した画像を示す図である。出力リード２２および他の端子板２４ａの上には、はんだ２６が盛られている。なお、図１７から図２２においては、後述するように端子板２４のより好ましい形態である他の端子板２４ａと出力リード２２とがはんだ接合されている場合について示す。他の端子板２４ａの詳細については後述する。図１８は、本発明の実施の形態１にかかるＸ線観察領域１２０のＸ線透過像を示す図である。図１８のＸ線透過像では、出力リード２２と他の端子板２４ａとの間にははんだ２６が供給されていることが分かり、出力リード２２と他の端子板２４ａとの間にはんだ２６が充填されていないために空隙が存在するはんだ未供給部２１２と、出力リード２２と他の端子板２４ａとの間にはんだ２６が充填されて出力リード２２と他の端子板２４ａとがはんだ接合されているはんだ付け部２１１を区別して観察することができる。はんだ未供給部２１２は、出力リード２２と他の端子板２４ａとの厚さ方向における全ての領域に半田が供給されていない場合と、出力リード２２と他の端子板２４ａとの厚さ方向における一部の領域に半田が供給されていない場合と、を含む。
【００６４】
図１９は、本発明の実施の形態１にかかるＸ線観察領域１２０を拡大したＸ線透過像であり、図１８の一部を拡大したＸ線透過像を示す図である。図２０は、図１９のＸ線透過像におけるはんだ付け対象領域２２１に対して、はんだ付け部２１１とはんだ未供給部２１２とを区別して画像処理を施して簡略化した画像を示す図である。図２０から、はんだ付け部２１１の中央に存在するはんだ未供給部２１２に加え、複数のはんだ未供給部２１２が存在することが観察される。
【００６５】
図２１は、本発明の実施の形態１にかかるＸ線観察領域１２０の他のＸ線透過像を拡大したＸ線透過像を示す図である。図２２は、図２１のＸ線透過像のはんだ付け対象領域２２１に対して、はんだ付け部２１１とはんだ未供給部２１２とを区別して画像処理を施して簡略化した画像を示す図である。図２２から、はんだ未供給部２１２が出力リード２２と他の端子板２４ａとの間のはんだ付け対象領域２２１における多くの面積を占めており、部分的にはんだ付け部２１１が存在することが観察される。
【００６６】
上述したように、はんだ未供給部２１２が出力リード２２と他の端子板２４ａとの間のはんだ付け対象領域２２１におけるはんだ付けの状態によって、はんだ未供給部２１２が出力リード２２と他の端子板２４ａとの間のはんだ付け対象領域２２１において、はんだ付け部２１１の面積が異なる場合がある。上記の知見により、発明者は、はんだ付け対象領域２２１のＸ線透過像を用いて、太陽電池パネル２の面内方向と平行な方向において、はんだ付け対象領域２２１の面積におけるはんだ付け部２１１の面積の割合を導出することにより、はんだ付け対象領域２２１のはんだ接合の状態、すなわちはんだ接合のでき具合を判定できることを見出した。
【００６７】
現在、太陽電池モジュールの信頼性に関して、はんだ付けのでき具合は、温度サイクル試験によって把握されている。一般的には、温度サイクル試験としてはＪＩＳ８９１７の温度サイクル試験Ａ−１が行われる。ＪＩＳ８９１７の温度サイクル試験における規定のサイクル数は２００サイクルである。本試験の合格範囲は、本試験後、初期値に対する劣化の程度が５％未満となっている。太陽電池モジュールを製造するメーカは各社、本条件を基本に温度の範囲やサイクル数を独自に規定することによって例えば数十年間といった寿命の期間を推定している。本実施の形態１では１０００サイクルにおける劣化の程度を対象として評価した例を説明する。
【００６８】
初期値に対する劣化の程度は、温度サイクル数とはんだ付け部２１１の面積に相関がある。発明者の検討の結果、１０００サイクルの場合は、太陽電池パネル２の面内方向と平行な方向において、はんだ付け対象領域の面内の面積に対するはんだ付け部２１１の面積比が７％を越えると、劣化の程度が５％未満に抑えられることが確認された。上記の図２０の場合は、はんだ付け対象領域の面内の面積に対するはんだ付け部２１１の面積比は９０％程度であり７％を越えているので、劣化の程度が５％未満という規定を満たす。一方、上記の図２２の場合は、はんだ付け対象領域の面内の面積に対するはんだ付け部２１１の面積比は４％程度であり、７％を越えていないので、劣化の程度が５％未満という規定を満たさない。
【００６９】
以上の例のように、太陽電池パネル２の面内方向と平行な方向において、はんだ付け対象領域の面内の面積に対するはんだ付け部２１１の面積比を設定し、劣化の程度が５％未満という規定を満たさない太陽電池パネル２については、出力リード２２と他の端子板２４ａとの間のはんだ付けを再度行うことにより、出力リード２２と他の端子板２４ａとの間のはんだ付け不良を無くすことが可能となる。なお、図１７から図２２においては、透過Ｘ線検査でのＸ線透過像の例として、他の端子板２４ａと出力リード２２とがはんだ接合されている場合について示しているが、溝２７が形成されていない端子板２４と出力リード２２とがはんだ接合されている場合においても、同様にして端子板２４と出力リード２２との間のはんだ付け不良を無くすことが可能となる。すなわち、太陽電池パネル２の面内方向と平行な方向において、はんだ付け対象領域の面内の面積に対するはんだ付け部２１１の面積比を設定し、劣化の程度が５％未満という規定を満たさない太陽電池パネル２については、出力リード２２と端子板２４との間のはんだ付けを再度行えばよい。
【００７０】
図２３は、本発明の実施の形態１にかかる他の端子板２４ａを示す平面図である。図２４は、本発明の実施の形態１にかかる他の端子板２４ａを示す側面図である。図２３および図２４に示す他の端子板２４ａは、Ｘ線透過像におけるはんだ未供給部２１２をより鮮明化するために、端子板２４の構成において、はんだ付け対象領域を含む領域に溝２７が形成された端子板である。
【００７１】
溝２７の寸法は、例えば、幅ｘは１ｍｍ、深さｙは０．２ｍｍである。幅ｘは、他の端子板２４ａにはんだ接合される出力リード２２の幅方向と平行な方向の長さである。はんだ未供給部２１２の厚さが０．１ｍｍより厚くなると、Ｘ線透過像においてはんだ未供給部２１２とはんだ付け部２１１との明暗のコントラストが強くなるため、Ｘ線透過像においてはんだ未供給部２１２の鮮明度がより高くなる。このため、余裕を持たせて深さｙを０．２ｍｍとしている。例えば、図１９において、溝２７の形成領域に存在するはんだ未供給部２１２の像は、溝２７が形成されていない領域に存在する他のはんだ未供給部２１２の像よりも鮮明になっている。出力リード２２と他の端子板２４ａとの間隔の一部が、少なくとも、０．１ｍｍより厚い厚さではんだ付けされていることが好ましい。すなわち、出力リード２２と他の端子板２４ａとをはんだ付けする際には、出力リード２２と他の端子板２４ａとの間隔の一部が、少なくとも、０．１ｍｍより厚くなるようにはんだを供給してはんだ付けすることが好ましい。そして、出力リード２２と他の端子板２４ａとの間隔の全てが、少なくとも、０．１ｍｍより厚い厚さではんだ付けされていることがより好ましい。
【００７２】
また、溝２７は、幅がはんだ付け対象領域の出力リード２２の長さ方向の長さの１０％以上であり、深さが０．１ｍｍより大であることが好ましい。これにより、Ｘ線透過像においてはんだ未供給部２１２の鮮明度がより高くなる。溝２７の幅が、はんだ付け対象領域の出力リード２２の長さ方向の幅の１０％未満の場合は、温度サイクルに対する出力リード２２と他の端子板２４ａとのはんだ接合の信頼性を確保するために必要な、はんだ付け対象領域の面積に対する実際に他の端子板２４ａと出力リード２２とがはんだ接合されているはんだ付け部の面積比を確保するための鮮明なＸ線透過像が得られる面積の領域が狭くなる。この結果、Ｘ線検査装置２００における、他の端子板２４ａと出力リード２２とのはんだ接合状態の良否の自動での判定が困難となる。溝２７の幅の上限は、出力リード２２の機械強度を配慮し、出力リード２２のたわみによる溝２７の底面への接触が生じない範囲の長さである。
【００７３】
また、溝２７は、幅が１ｍｍ以上であり、深さが０．１ｍｍより大であることが好ましい。これにより、Ｘ線透過像においてはんだ未供給部２１２の鮮明度がより高くなる。溝２７の幅が、１ｍｍ未満の場合は、前記と同様に、温度サイクルに対する出力リード２２と他の端子板２４ａとのはんだ接合の信頼性を確保するために必要な、はんだ付け対象領域の面積に対する実際に他の端子板２４ａと出力リード２２とがはんだ接合されているはんだ付け部の面積比を確保するための鮮明なＸ線透過像が得られる面積の領域が狭くなる。この結果、Ｘ線検査装置２００における、他の端子板２４ａと出力リード２２とのはんだ接合状態の良否の自動での判定が困難となる。溝２７の幅の上限は、出力リード２２の厚さが上下に配置されるはんだを含まない状態で１００μｍ厚である場合に、すなわち、出力リード２２の実際の厚さが１００μｍ厚である場合に、機械強度を配慮し、出力リード２２がたわんで溝２７の底面に接触しない範囲の長さ２ｍｍとしている。
【００７４】
図２５は、本発明の実施の形態１にかかる他の端子板２４ａに出力リード２２が接続された場合のはんだ未供給部２１２ａとはんだ付け部２１１の状況を示した図である。なお、図２５においては、出力リード２２を透過して見た状態を示している。図２６は、本発明の実施の形態１にかかる他の端子板２４ａに出力リード２２が接続された場合のはんだ未供給部２１２ａとはんだ付け部２１１の状況を示した図であり、図２５におけるＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線における断面図である。なお、図２６においては、出力リード２２を記載している。図２７は、本発明の実施の形態１にかかる端子板２４に出力リード２２が接続された場合のはんだ未供給部２１２ｂ，２１２ｃとはんだ付け部２１１の状況を示した図である。なお、図２７においては、出力リード２２を透過して見た状態を示している。端子板２４には、溝２７が形成されていない。図２８は、本発明の実施の形態１にかかる端子板２４に出力リード２２が接続された場合のはんだ未供給部２１２ｂ，２１２ｃとはんだ付け部２１１の状況を示した図であり、図２７におけるＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ線における断面図である。なお、図２８においては、出力リード２２を記載している。
【００７５】
出力リード２２と、端子板２４または他の端子板２４ａとのはんだ付けの際は、上述したように出力リード２２を端子板２４または他の端子板２４ａにからげることにより仮止めしてはんだ付けを行う。このため、はんだ付け作業の間に出力リード２２と、端子板２４または他の端子板２４ａとの対向面を平行に保持することは困難である。また、はんだ付けに使用するはんだ量は一定に管理されるが、出力リード２２と、端子板２４または他の端子板２４ａとの間に供給するはんだ２６の量を一定にすることは困難である。
【００７６】
図２６に示す例では、出力リード２２と他の端子板２４ａとが平行ではなく、出力リード２２と他の端子板２４ａとの間隔は、一端部ではｈ１であり、他端部ではｈ２となっており、ｈ１＞ｈ２である。図２６に示す例では、はんだ未供給部２１２ａは、溝２７が形成された領域に存在している。そして、はんだ未供給部２１２ａの厚みは、少なくとも溝２７の深さである０．２ｍｍよりも大きい厚みとなっている。これにより、図２６に示す例のＸ線透過像を観察した場合、はんだ未供給部２１２ａとはんだ付け部２１１との明暗のコントラストが強くなるため、Ｘ線透過像においてはんだ未供給部２１２ａの鮮明度がより高くなる。
【００７７】
一方、図２８に示す例では、出力リード２２と端子板２４とが平行ではなく、出力リード２２と端子板２４との間隔は、一端部ではｈ３であり、他端部ではｈ４となっており、ｈ３＞ｈ４である。図２８に示す例では、端子板２４には溝２７が存在していない。はんだ未供給部２１２ｂの厚さがＸ線透過像において鮮明な像が得られる下限に近い厚さの場合は、ｈ４の周辺に存在するはんだ未供給部２１２ｃは、Ｘ線透過像において判別しにくい場合がある。
【００７８】
したがって、はんだ未供給部２１２が形成された場合に、はんだ未供給部２１２の厚さが厚くなるように、端子板２４には溝２７を形成することが好ましい。
【００７９】
また、あらかじめ出力リード２２と端子板２４との間隔がＸ線透過像において鮮明な像が得られる下限に近い厚さより大きくなるように出力リード２２を端子板２４にからげてもよい。この場合、例えばはんだが付着しないポリテトラフルオロエチレンがコーティングされた専用治具等で端子板２４を仮押さえしながら、はんだを供給しつつはんだ付けを行う。
【００８０】
Ｘ線透過像の鮮明度に関して図２６を参照して説明する。対象となる部分は、出力リード２２と他の端子板２４ａのはんだ２６およびはんだ未供給部２１２ａである。はんだ２６の部分を透過するＸ線ははんだ２６を透過する際、一部ははんだ２６に吸収されて減衰する。減衰量はランバート・ベールの法則で表現され、例えば、はんだ未供給部２１２ａすなわち大気の透過率を１とし、はんだ２６の透過率を例えば透過率１より僅かに小さい０．９９とする場合においても、はんだ２６を透過するＸ線の強度とはんだ未供給部２１２ａを透過するＸ線の強度の比は、はんだ２６の厚さが０．１ｍｍでは約３倍となり、０．２ｍｍでは約５倍となる。一方、Ｘ線非破壊検査用カメラ２０３の解像度をメガピクセル仕様とした場合、２０ｍｍ角以上の視野であれば分解能は５０μｍ程度あるので、サブミリオーダのはんだ未供給部２１２ａを検出することが可能となる。以上の関係から、端子板２４の溝２７の深さは０．２ｍｍとし鮮明度を高めた仕様にて実施している。
【００８１】
ランバート・ベールの法則は、物体に入射する前の放射線の強さをＩ０、物体を透過した後の放射線の強さをＩ、物体の厚さをｘ、物体の吸収係数をμ、とすれば下記の式（１）が成立する。
【００８２】
Ｉ＝Ｉ０ｅ−μｘ  ・・・（１）
【００８３】
図２８において、出力リード２２と端子板２４との間隔がｈ４である他端部でＸ線透過像が不鮮明な場合を考える。この場合、他端部の近くではんだが存在している部分のＸ線の検出強度を１／ａとする。はんだ未供給部２１２ｂおよびはんだ未供給部２１２ｃはＸ線が全透過するため、Ｘ線の検出強度は１とする。したがって、はんだ未供給部２１２ｂおよびはんだ未供給部２１２ｃと、他端部の近くと、のＸ線の検出強度の差は、１−１／ａとなる。
【００８４】
図２６において、出力リード２２と他の端子板２４ａとの間隔がｈ２である他端部の近くでのＸ線の検出強度を１／ａとする。また、溝２７の形成部の一部での出力リード２２と他の端子板２４ａとの間隔をｈ５とする。この溝２７の形成部でのＸ線の検出強度は、ランバート・ベールの法則から、（１／ａ）ｈ５／ｈ２と表される。ここで、ｈ２＝ｈ４である。はんだ未供給部２１２ａはＸ線が全透過するため、Ｘ線の検出強度は１である。したがって、他端部とこの溝２７の形成部とのＸ線の検出強度の差は１−（１／ａ）ｈ５／ｈ２となる。
【００８５】
ここで、他端部の近くでのＸ線透過像が不鮮明な場合に、例えば、ｈ２＝０．０５ｍｍ、溝２７の深さ＝０．２ｍｍ、１／ａ＝０．９９とすると、他端部の近くでのＸ線の検出強度は、１−１／ａ＝０．０１となる。一方、溝２７の形成部でのＸ線の検出強度は、１−（１／ａ）ｈ５／ｈ２＝０．０５となる。したがって、他端部と溝２７の形成部とで、Ｘ線の検出強度の比は５倍となる。仮に、溝２７の深さ＝０．１ｍｍの場合の溝２７の形成部での出力リード２２と他の端子板２４ａとの間隔をｈ６とすると、溝２７の形成部でのＸ線の検出強度は、１−（１／ａ）ｈ６／ｈ２＝０．０３となり、他端部と溝２７の形成部とで、Ｘ線の検出強度の比は３倍となる。本実施の形態１では他端部と溝２７の形成部とでのＸ線の検出強度の比は３倍を下限と設定した。
【００８６】
また、はんだの厚さが厚いほど、はんだを透過するＸ線の透過量が減るので、はんだが供給されないはんだ未供給部２１２の厚さが一定であれば、はんだの厚みが厚いほどはんだの有無によるＸ線透過像のコントラストの差は強くなる。そこで、上述した溝２７を形成することにより、はんだ未供給部２１２が生じた場合のＸ線透過像のコントラストの差を強くする機能も有している。
【００８７】
ここで、Ｘ線非破壊検査用カメラ２０３における画素分解能の考え方について説明する。画素分解能は、Ｘ線非破壊検査用カメラ２０３のＣＣＤの画素数とＸ線非破壊検査用カメラ２０３で映す視野の大きさによって決定される。ＣＣＤは、撮像素子であり、画素と呼ばれる明るさの強弱を電気信号に変換する小さな素子の集まりで構成されている。現在、工業用のＸ線非破壊検査用カメラ２０３では、３１万画素のものが標準的なものである。また、高性能なＸ線非破壊検査用カメラ２０３は、メガピクセルタイプと呼ばれる５００万画素のものが主流になっている。
【００８８】
また、ここでの視野とは、Ｘ線非破壊検査用カメラ２０３で撮像したときに画像として映る範囲である。視野は、Ｘ線非破壊検査用カメラ２０３で使用するレンズを調整することによって、広い視野から狭い視野まで任意の視野に自由に変更可能である。図１９から図２２に示した図では、視野の範囲は縦５ｍｍ、横４ｍｍである。したがって、上記の２０ｍｍ角の視野は、図１９から図２２に示した図における視野の範囲である縦５ｍｍ×横４ｍｍ＝２０ｍｍ角に基づいている。なお、図１７および図１８に示したＸ線観察領域１２０の実寸法は、１５ｍｍ角である。
【００８９】
Ｘ線透過像の鮮明度に関して図２９から図３２を模式図を参照して説明する。図２９は、本発明の実施の形態１にかかる端子板２４に出力リード２２が接続された場合の、端子板２４と出力リード２２との間のはんだ層２３１の断面を模式的に示す断面図である。図３０は、本発明の実施の形態１にかかる端子板２４に出力リード２２が接続された場合の、端子板２４と出力リード２２との間のはんだ層２３１の上面Ｘ線観察像を示す図である。図３０の上面Ｘ線観察像は、はんだ接合された端子板２４と出力リード２２において端子板２４の下方からＸ線を照射して、出力リード２２の上方でＸ線２０６を検出した場合のＸ線透過像である。
【００９０】
図３１は、本発明の実施の形態１にかかる他の端子板２４ａに出力リード２２が接続された場合の、他の端子板２４ａと出力リード２２との間のはんだ層２３１の断面を模式的に示す断面図である。図３２は、本発明の実施の形態１にかかる他の端子板２４ａに出力リード２２が接続された場合の、他の端子板２４ａと出力リード２２との間のはんだ層２３１の上面Ｘ線観察像を示す図である。図３２の上面Ｘ線観察像は、はんだ接合された他の端子板２４ａと出力リード２２において他の端子板２４ａの下方からＸ線を照射して、出力リード２２の上方でＸ線２０６を検出した場合のＸ線透過像である。他の端子板２４ａにおける溝２７の深さは０．２ｍｍである。
【００９１】
図２９および図３０に示すように、はんだ層２３１には、はんだ付け部２１１の中にはんだ未供給部２１２ａであるボイド２３２ａおよびボイド２３２ｂが存在する。図２９に示す例では、出力リード２２と端子板２４とが平行ではなく、出力リード２２と端子板２４との間隔は、一端部ではｈ３であり、他端部ではｈ４となっており、ｈ３＞ｈ４である。図２９に示す例では、端子板２４には溝２７が存在していない。ボイド２３２ａの厚さがＸ線透過像において鮮明な像が得られる下限に近い厚さの場合は、ボイド２３２ａは、図３０の上面Ｘ線観察像において判別される。一方、他端部の周辺に存在するボイド２３２ｂは、はんだ層２３１の厚さがＸ線透過像において鮮明な像が得られる下限よりも薄くなり、Ｘ線透過像において判別しにくい場合がある。
【００９２】
図３１および図３２に示すように、はんだ層２３１には、はんだ付け部２１１の中にはんだ未供給部２１２ａであるボイド２３２ｃおよびボイド２３２ｄが存在する。図３１に示す例では、出力リード２２と他の端子板２４ａとが平行ではなく、出力リード２２と他の端子板２４ａとの間隔は、一端部ではｈ１であり、他端部ではｈ２となっており、ｈ１＞ｈ２である。図３１に示す例では、ボイド２３２ｃおよびボイド２３２ｄは、溝２７が形成された領域に存在している。そして、ボイド２３２ｄの厚みは、少なくとも溝２７の深さである０．２ｍｍよりも大きい厚みとなっている。これにより、図３１に示す例のＸ線透過像を観察した場合、ボイド２３２ｄとはんだ付け部２１１との明暗のコントラストが強くなるため、図３２の上面Ｘ線観察像においてボイド２３２ｄの鮮明度がより高くなる。
【００９３】
また、溝２７の部分でははんだ層２３１が厚くなり、傾きによるはんだ層２３１の厚さの差があっても、Ｘ線透過像におけるはんだ付け部２１１とはんだ未供給部２１２ａとのコントラストへ与える影響が少ない。したがって、図３２に示す例のＸ線透過像を観察した場合、ボイド２３２ｄとはんだ付け部２１１との明暗のコントラストが強くなるため、図３２の上面Ｘ線観察像において、溝２７の深さよりも厚さが薄く溝２７に埋まっているようなボイド２３２ｃを判別することができる。
【００９４】
また、鮮明なＸ線透過像を得るために、太陽電池モジュール１の断面構造において、出力リード２２および端子板２４のはんだ付け部２１１のみが存在するように、端子ボックス１４を配置することが好ましい。端子ボックス形成箇所１９における端子ボックス１４の下部の断面構造は、裏面側から、接着剤、裏面保護部品１２、ＥＶＡ、太陽電池セル５、ＥＶＡ、受光面保護部品１１の順に部品が配置されている。
【００９５】
現在、一般的に製造されている太陽電池セル５の場合、一枚の太陽電池セル５には等間隔で４本または５本のセル間接続タブ２１が配されており、出力リード２２および端子板２４のはんだ付け部の下部にセル間接続タブ２１が配置される可能性がある。
【００９６】
図３３は、本発明の実施の形態１にかかる出力リード２２および端子板２４のはんだ付け部とセル間接続タブ２１との位置関係を示す平面図である。上述した太陽電池モジュール１を構成する材料の中で相対的にＸ線の吸収率が高いものは、はんだに覆われたセル間接続タブ２１であるので、図３３に示すように出力リード２２および端子板２４のはんだ付け部とセル間接続タブ２１とが重ならないように配置することが好ましい。すなわち、太陽電池パネル２に端子ボックス１４を配置する際に、端子ボックス１４を、太陽電池パネル２の面内方向においてセル間接続タブ２１に重ならない位置に配置することが好ましい。一方、他の材料は、Ｘ線の吸収率が相対的に小さく、Ｘ線透過像の鮮明度への影響が小さいため、問題とならない。
【００９７】
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、太陽電池パネル２の端子ボックス１４における出力リード２２と端子板２４とのはんだ付け状態をＸ線透過像から把握できる。これにより、出力リード２２と端子板２４とのはんだ付け状態が適切なはんだ付け状態であるか不適切なはんだ付け状態であるかを容易に判定することが可能である。そして、出力リード２２と端子板２４とのはんだ付けの不具合については再度はんだ付け加工を実施することで、出力リード２２と端子板２４との間のはんだ付け不良を無くすことが可能となる。
【００９８】
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、太陽電池モジュール１におけるはんだ付け部のはんだ付け状態を容易に判定可能であり、所望の長期信頼性が確保可能なはんだ付けを安定的に実現することができ、信頼性の高い太陽電池モジュールを提供可能である、という効果が得られる。
【００９９】
実施の形態２．
図３４は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池ストリング４同士をストリング間接続タブ２８によりはんだ付けして直列に接続した太陽電池アレイ３を受光面側から見た斜視図である。図３５は、本発明の実施の形態２にかかる太陽電池モジュール１の製造方法の手順を示すフローチャートである。
【０１００】
上述した透過Ｘ線検査により、太陽電池ストリング４とストリング間接続タブ２８との間のはんだ付け状態を検査することができる。すなわち、上述した透過Ｘ線検査により、セル間接続タブ２１とストリング間接続タブ２８との間のはんだ付け状態を検査することができる。太陽電池アレイ３を受光面保護部品１１上に乗せた状態で上述したＸ線検査装置２００によって検査する。この透過Ｘ線検査は、ステップＳ３０とステップＳ４０との間のステップＳ１１０の工程となる。ステップＳ１１０でＮｏの場合は、ステップＳ３０に戻ってセル間接続タブ２１とストリング間接続タブ２８との間のはんだ付けが再度行われる。これにより、セル間接続タブ２１とストリング間接続タブ２８との間のはんだ付け不良を無くすことが可能となる。この場合、ストリング間接続タブ２８が第１の金属部品に対応する。また、セル間接続タブ２１が第２の金属部品に対応する。
【０１０１】
同様に、上述した透過Ｘ線検査により、太陽電池セル５とセル間接続タブ２１との間のはんだ付け状態を検査することができる。すなわち、上述した透過Ｘ線検査により、図３３に示すようにセル間接続タブ２１と裏面接続電極３１との間のはんだ付け状態を検査することができる。太陽電池アレイ３を受光面保護部品１１上に乗せた状態で上述したＸ線検査装置２００によって検査する。この透過Ｘ線検査は、ステップＳ３０とステップＳ４０との間のステップＳ１１０の工程となる。ステップＳ１１０でＮｏの場合は、ステップＳ２０に戻って太陽電池セル５とセル間接続タブ２１との間のはんだ付けが再度行われる。これにより、太陽電池セル５とセル間接続タブ２１との間のはんだ付け不良を無くすことが可能となる。この場合、セル間接続タブ２１が第１の金属部品に対応する。また、裏面接続電極３１が第２の金属部品に対応する。同様に、太陽電池セル５の受光面側バス電極とセル間接続タブ２１との間のはんだ付け状態を検査することができる。
【０１０２】
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、セル間接続タブ２１とストリング間接続タブ２８との間のはんだ付け状態および太陽電池セル５とセル間接続タブ２１との間のはんだ付け状態を検査することで、はんだ付けが十分に行われていない箇所を特定し、再度適切なはんだ付けを行い、はんだ付け不良の発生を防止することで高信頼性の太陽電池モジュールを製造することが可能となる。
【０１０３】
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、実施の形態の技術同士を組み合わせることも可能であるし、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】
【０１０４】
１  太陽電池モジュール、２  太陽電池パネル、３  太陽電池アレイ、４  太陽電池ストリング、５  太陽電池セル、１１  受光面保護部品、１２  裏面保護部品、１３  フレーム、１４  端子ボックス、１５  端子ボックス本体、１５ａ  底面、１５ｂ  底面出力リード挿通孔、１６  端子ボックスフタ、１７  モジュール連結ケーブル、１８  ケーブル接続部、１９  端子ボックス形成箇所、２１  セル間接続タブ、２２，２２ａ，２２ｂ  出力リード、２３  引き出し切り込み、２４  端子板、２４ａ  他の端子板、２５  出力リード挿通孔、２６  はんだ、２７  溝、２８  ストリング間接続タブ、３１  裏面接続電極、１１１  プロセッサ、１１２  メモリ、１２０  Ｘ線観察領域、２００  Ｘ線検査装置、２０１  搬送装置、２０２，２０２ａ，２０２ｂ  Ｘ線発生装置、２０３，２０３ａ  Ｘ線非破壊検査用カメラ、２０３ａｌ，２０３ｂｌ  Ｘ線ラインセンサ、２０４  制御装置、２０４ａ  Ｘ線制御部、２０４ｂ  搬送制御部、２０４ｃ  画像情報生成部、２０４ｄ  演算部、２０４ｅ  判定部、２０５  表示部、２０６  Ｘ線、２０７  筐体、２０８  進行方向、２１１  はんだ付け部、２１２，２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃ  はんだ未供給部、２２１  はんだ付け対象領域。
【図１】
2019150585.tif 000003
【図２】
2019150585.tif 000004
【図３】
2019150585.tif 000005
【図４】
2019150585.tif 000006
【図５】
2019150585.tif 000007
【図６】
2019150585.tif 000008
【図７】
2019150585.tif 000009
【図８】
2019150585.tif 000010
【図９】
2019150585.tif 000011
【図１０】
2019150585.tif 000012
【図１１】
2019150585.tif 000013
【図１２】
2019150585.tif 000014
【図１３】
2019150585.tif 000015
【図１４】
2019150585.tif 000016
【図１５】
2019150585.tif 000017
【図１６】
2019150585.tif 000018
【図１７】
2019150585.tif 000019
【図１８】
2019150585.tif 000020
【図１９】
2019150585.tif 000021
【図２０】
2019150585.tif 000022
【図２１】
2019150585.tif 000023
【図２２】
2019150585.tif 000024
【図２３】
2019150585.tif 000025
【図２４】
2019150585.tif 000026
【図２５】
2019150585.tif 000027
【図２６】
2019150585.tif 000028
【図２７】
2019150585.tif 000029
【図２８】
2019150585.tif 000030
【図２９】
2019150585.tif 000031
【図３０】
2019150585.tif 000032
【図３１】
2019150585.tif 000033
【図３２】
2019150585.tif 000034
【図３３】
2019150585.tif 000035
【図３４】
2019150585.tif 000036
【図３５】
2019150585.tif 000037
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月3日(2018.12.3)
【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】
太陽電池パネルを含む太陽電池モジュールを構成する第１の金属部品と前記太陽電池モジュールを構成する第２の金属部品とのはんだ付けが行われた領域に向けてＸ線を照射して、前記太陽電池パネルの面内方向に平行な方向において前記第１の金属部品と前記第２の金属部品とが重なった領域であるはんだ付け対象領域におけるＸ線透過像を取得する第１工程と、
前記太陽電池パネルの面内方向と平行な方向における、前記はんだ付け対象領域の面積に対する、実際に前記第１の金属部品と前記第２の金属部品とがはんだ接合されているはんだ付け部の面積比を、前記Ｘ線透過像から演算する第２工程と、
前記面積比を既定の判定基準と比較して前記第１の金属部品と前記第２の金属部品とのはんだ接合状態の良否を判定する第３工程と、
を含み、
前記第１の金属部品が、前記太陽電池パネルにおける一面に配置された端子ボックス内に設けられた端子板であり、
前記第２の金属部品が、前記太陽電池パネルから引き出された出力リードであり、
前記太陽電池パネルに前記端子ボックスを配置する際に、前記端子ボックスにおける前記はんだ付け部を、前記太陽電池パネルの面内方向において前記太陽電池パネルを構成する複数の太陽電池セルを接続するセル間接続タブに重ならない位置であって前記太陽電池セルに重なる位置に配置すること、
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Ｘ線透過像が、前記太陽電池パネルの面内方向と平行な方向における２次元Ｘ線透過像であること、
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Ｘ線透過像が、前記太陽電池パネルの面内方向と平行な方向および前記太陽電池パネルの面内方向と垂直な方向における３次元Ｘ線透過像であること、
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４】
前記Ｘ線の出力の条件が、管電圧が５０ｋＶから１６０ｋＶの範囲、管電流が４０μＡから１２０μＡの範囲であること、
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】
前記はんだ付け対象領域を透過した前記Ｘ線を検出して、前記Ｘ線透過像を取得するためのＸ線透過信号を生成する検出器の解像度が、メガピクセル以上の画素数であり、視野が２０ｍｍ角未満であること、
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。
【請求項６】
前記出力リードと前記端子板との間隔を、少なくとも、０．１ｍｍより厚い厚さで前記出力リードと前記端子板とをはんだ付けすること、
を特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記端子板における前記はんだ付け対象領域に、前記出力リードの幅方向と平行な方向に延在する溝が設けられていること、
を特徴とする請求項１から６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８】
前記溝は、幅が前記はんだ付け対象領域の前記出力リードの長さ方向の長さの１０％以上であり、深さが０．１ｍｍより大であること、
を特徴とする請求項７に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項９】
前記溝は、幅が１ｍｍ以上であり、深さが０．１ｍｍより大であること、
を特徴とする請求項７に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１０】
太陽電池パネルを含む太陽電池モジュールを構成する第１の金属部品と前記太陽電池モジュールを構成する第２の金属部品とのはんだ付けが行われた領域に向けてＸ線を照射するＸ線発生装置と、
前記第１の金属部品と前記第２の金属部品とのはんだ付けが行われた領域を透過したＸ線を検出してＸ線透過信号を生成するＸ線非破壊検査用カメラと、
前記Ｘ線透過信号を取り込んでＸ線透過像を生成する画像情報生成部と、
前記太陽電池パネルの面内方向と平行な方向における、前記第１の金属部品と前記第２の金属部品とが重なった領域であるはんだ付け対象領域の面積に対する、実際に前記第１の金属部品と前記第２の金属部品とがはんだ接合されており前記太陽電池パネルの面内方向において前記太陽電池パネルを構成する複数の太陽電池セルを接続するセル間接続タブに重ならない位置であって前記太陽電池セルに重なる位置に配置されているはんだ付け部の面積比を、前記Ｘ線透過像から演算する演算部と、
前記面積比を既定の判定基準と比較して、前記第１の金属部品と前記第２の金属部品とのはんだ接合状態の良否を判定する判定部と、
を備え、
前記第１の金属部品が、前記太陽電池パネルにおける一面に配置された端子ボックス内に設けられた端子板であり、
前記第２の金属部品が、前記太陽電池パネルから引き出された出力リードであること、
を特徴とする太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項１１】
複数の太陽電池セルがセル間接続タブによって電気的に接続された太陽電池アレイが受光面保護部品と裏面保護部品との間に封止された太陽電池パネルと、
前記裏面保護部品の表面に配置された端子ボックスと、
を備え、
前記端子ボックス内に設けられた端子板と、前記太陽電池パネルから引き出された出力リードと、がはんだ接合されているはんだ付け部が、前記セル間接続タブに重ならない位置であって前記太陽電池セルに重なる位置に配置されていること、
を特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項１２】
前記端子板における前記はんだ付け部に、前記出力リードの幅方向と平行な方向に延在する溝が設けられていること、
を特徴とする請求項１１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１３】
複数の太陽電池セルがセル間接続タブによって電気的に接続された太陽電池アレイが受光面保護部品と裏面保護部品との間に封止された太陽電池パネルと、
前記裏面保護部品の表面に配置された端子ボックスと、
を備え、
前記端子ボックス内に設けられた端子板と、前記太陽電池パネルから引き出された出力リードと、がはんだ接合されているはんだ付け部が、前記セル間接続タブに重ならない位置に配置されており、
前記端子板における前記はんだ付け部に、前記出力リードの幅方向と平行な方向に延在する溝が設けられていること、
を特徴とする太陽電池モジュール。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
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、太陽電池パネルを含む太陽電池モジュールを構成する第１の金属部品と太陽電池モジュールを構成する第２の金属部品とのはんだ付けが行われた領域に向けてＸ線を照射して、太陽電池パネルの面内方向に平行な方向において第１の金属部品と第２の金属部品とが重なった領域であるはんだ付け対象領域におけるＸ線透過像を取得する第１工程を含む。また、太陽電池モジュールの製造方法は、太陽電池パネルの面内方向と平行な方向における、はんだ付け対象領域の面積に対する、実際に第１の金属部品と第２の金属部品とがはんだ接合されているはんだ付け部の面積比を、Ｘ線透過像から演算する第２工程を含む。また、太陽電池モジュールの製造方法は、面積比を既定の判定基準と比較して第１の金属部品と第２の金属部品とのはんだ接合状態の良否を判定する第３工程を含む。第１の金属部品が、太陽電池パネルにおける一面に配置された端子ボックス内に設けられた端子板であり、第２の金属部品が、太陽電池パネルから引き出された出力リードである。太陽電池パネルに端子ボックスを配置する際に、端子ボックスにおけるはんだ付け部を、太陽電池パネルの面内方向において太陽電池パネルを構成する複数の太陽電池セルを接続するセル間接続タブに重ならない位置であって太陽電池セルに重なる位置に配置する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
ステップＳ２０において、図４に示すように太陽電池セル５にセル間接続タブ２１を固着することで、複数の太陽電池セル５をセル間接続タブ２１で接続して太陽電池ストリング４が製造される。太陽電池ストリング４は、例えば厚さ１６０μｍ、２ｍｍ幅の銅箔に２０μｍ厚のはんだがコーティングされたセル間接続タブ２１により複数の太陽電池セル５が電気的に直列に接続される。セル間接続タブ２１は、隣り合う太陽電池セル５のうち一方の太陽電池セル５の裏面側の電極に一端側の領域がはんだ付けされる。また、セル間接続タブ２１は、隣り合う太陽電池セル５のうち他方の太陽電池セル５の受光面側の電極に他端側の領域がはんだ付けされる。本実施の形態１では、太陽電池ストリング４は、９枚の太陽電池セル５が電気的に直列に接続されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
つぎに、太陽電池パネル２に対する透過Ｘ線検査の詳細について説明する。図１０は、本発明の実施の形態１にかかるＸ線検査装置２００を示す模式斜視図である。図１１は、本発明の実施の形態１にかかるＸ線検査装置２００の機能の構成を示す構成図である。Ｘ線検査装置２００は、太陽電池モジュール１の製造に用いられ、太陽電池パネル２を構成する第１の金属部品と第２の金属部品とのはんだ接合状態を検査する太陽電池モジュールの製造装置である。Ｘ線検査装置２００は、搬送装置２０１と、Ｘ線発生装置２０２と、Ｘ線非破壊検査用カメラ２０３と、制御装置２０４と、表示部２０５と、を含んで構成されている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
上述したように、出力リード２２と他の端子板２４ａとの間のはんだ付け対象領域２２１におけるはんだ付けの状態によって、出力リード２２と他の端子板２４ａとの間のはんだ付け対象領域２２１において、はんだ付け部２１１の面積が異なる場合がある。上記の知見により、発明者は、はんだ付け対象領域２２１のＸ線透過像を用いて、太陽電池パネル２の面内方向と平行な方向において、はんだ付け対象領域２２１の面積におけるはんだ付け部２１１の面積の割合を導出することにより、はんだ付け対象領域２２１のはんだ接合の状態、すなわちはんだ接合のでき具合を判定できることを見出した。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８９】
Ｘ線透過像の鮮明度に関して図２９から図３２の模式図を参照して説明する。図２９は、本発明の実施の形態１にかかる端子板２４に出力リード２２が接続された場合の、端子板２４と出力リード２２との間のはんだ層２３１の断面を模式的に示す断面図である。図３０は、本発明の実施の形態１にかかる端子板２４に出力リード２２が接続された場合の、端子板２４と出力リード２２との間のはんだ層２３１の上面Ｘ線観察像を示す図である。図３０の上面Ｘ線観察像は、はんだ接合された端子板２４と出力リード２２において端子板２４の下方からＸ線を照射して、出力リード２２の上方でＸ線２０６を検出した場合のＸ線透過像である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
また、溝２７の部分でははんだ層２３１が厚くなり、傾きによるはんだ層２３１の厚さの差があっても、Ｘ線透過像におけるはんだ付け部２１１とはんだ未供給部２１２ａとのコントラストへ与える影響が少ない。したがって、図３２に示す例のＸ線透過像を観察した場合、ボイド２３２ｃとはんだ付け部２１１との明暗のコントラストが強くなるため、図３２の上面Ｘ線観察像において、溝２７の深さよりも厚さが薄く溝２７に埋まっているようなボイド２３２ｃを判別することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０２】
したがって、本実施の形態２にかかる太陽電池モジュールの製造方法によれば、セル間接続タブ２１とストリング間接続タブ２８との間のはんだ付け状態および太陽電池セル５とセル間接続タブ２１との間のはんだ付け状態を検査することで、はんだ付けが十分に行われていない箇所を特定し、再度適切なはんだ付けを行い、はんだ付け不良の発生を防止することで高信頼性の太陽電池モジュールを製造することが可能となる。
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月15日(2019.11.15)
【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】
太陽電池パネルを含む太陽電池モジュールを構成する第１の金属部品と前記太陽電池モジュールを構成する第２の金属部品とのはんだ付けが行われた領域に向けてＸ線を照射して、前記太陽電池パネルの面内方向に平行な方向において前記第１の金属部品と前記第２の金属部品とが重なった領域であるはんだ付け対象領域におけるＸ線透過像を取得する第１工程と、
前記太陽電池パネルの面内方向と平行な方向における、前記はんだ付け対象領域の面積に対する、実際に前記第１の金属部品と前記第２の金属部品とがはんだ接合されているはんだ付け部の面積比を、前記Ｘ線透過像から演算する第２工程と、
前記面積比を既定の判定基準と比較して前記第１の金属部品と前記第２の金属部品とのはんだ接合状態の良否を判定する第３工程と、
を含み、
前記第１の金属部品が、前記太陽電池パネルにおける一面に配置された端子ボックス内に設けられた端子板であり、
前記第２の金属部品が、前記太陽電池パネルから引き出された出力リードであり、
前記太陽電池パネルに前記端子ボックスを配置する際に、前記端子ボックスにおける前記はんだ付け部を、前記太陽電池パネルの面内方向において前記太陽電池パネルを構成する複数の太陽電池セルを接続するセル間接続タブに重ならない位置であって前記太陽電池セルに重なる位置に配置すること、
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Ｘ線透過像が、前記太陽電池パネルの面内方向と平行な方向における２次元Ｘ線透過像であること、
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Ｘ線透過像が、前記太陽電池パネルの面内方向と平行な方向および前記太陽電池パネルの面内方向と垂直な方向における３次元Ｘ線透過像であること、
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４】
前記Ｘ線の出力の条件が、管電圧が５０ｋＶから１６０ｋＶの範囲、管電流が４０μＡから１２０μＡの範囲であること、
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】
前記はんだ付け対象領域を透過した前記Ｘ線を検出して、前記Ｘ線透過像を取得するためのＸ線透過信号を生成する検出器の解像度が、メガピクセル以上の画素数であり、視野が２０ｍｍ角未満であること、
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。
【請求項６】
前記出力リードと前記端子板との間隔を、少なくとも、０．１ｍｍより厚い厚さで前記出力リードと前記端子板とをはんだ付けすること、
を特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記端子板における前記はんだ付け対象領域に、前記出力リードの幅方向と平行な方向に延在する溝が設けられていること、
を特徴とする請求項１から６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８】
前記溝は、幅が前記はんだ付け対象領域の前記出力リードの長さ方向の長さの１０％以上であり、深さが０．１ｍｍより大であること、
を特徴とする請求項７に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項９】
前記溝は、幅が１ｍｍ以上であり、深さが０．１ｍｍより大であること、
を特徴とする請求項７に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１０】
太陽電池パネルを含む太陽電池モジュールを構成する第１の金属部品と前記太陽電池モジュールを構成する第２の金属部品とのはんだ付けが行われた領域に向けてＸ線を照射するＸ線発生装置と、
前記第１の金属部品と前記第２の金属部品とのはんだ付けが行われた領域を透過したＸ線を検出してＸ線透過信号を生成するＸ線非破壊検査用カメラと、
前記Ｘ線透過信号を取り込んでＸ線透過像を生成する画像情報生成部と、
前記太陽電池パネルの面内方向と平行な方向における、前記第１の金属部品と前記第２の金属部品とが重なった領域であるはんだ付け対象領域の面積に対する、実際に前記第１の金属部品と前記第２の金属部品とがはんだ接合されているはんだ付け部の面積比を、前記Ｘ線透過像から演算する演算部と、
前記面積比を既定の判定基準と比較して、前記第１の金属部品と前記第２の金属部品とのはんだ接合状態の良否を判定する判定部と、
を備え、
前記第１の金属部品が、前記太陽電池パネルにおける一面に配置された端子ボックス内に設けられた端子板であり、
前記第２の金属部品が、前記太陽電池パネルから引き出された出力リードであること、
を特徴とする太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項１１】
太陽電池パネルを含む太陽電池モジュールを構成する第１の金属部品と前記太陽電池モジュールを構成する第２の金属部品とのはんだ付けが行われた領域に向けてＸ線を照射するＸ線発生装置と、
前記第１の金属部品と前記第２の金属部品とのはんだ付けが行われた領域を透過したＸ線を検出してＸ線透過信号を生成するＸ線非破壊検査用カメラと、
前記Ｘ線透過信号を取り込んでＸ線透過像を生成する画像情報生成部と、
前記太陽電池パネルの面内方向と平行な方向における、前記第１の金属部品と前記第２の金属部品とが重なった領域であるはんだ付け対象領域の面積に対する、実際に前記第１の金属部品と前記第２の金属部品とがはんだ接合されているはんだ付け部の面積比を、前記Ｘ線透過像から演算する演算部と、
前記面積比を既定の判定基準と比較して、前記第１の金属部品と前記第２の金属部品とのはんだ接合状態の良否を判定する判定部と、
を備え、
前記Ｘ線の出力の条件が、管電圧が５０ｋＶから１６０ｋＶの範囲、管電流が４０μＡから１２０μＡの範囲であり、
前記第１の金属部品が、前記太陽電池パネルにおける一面に配置された端子ボックス内に設けられた端子板であり、
前記第２の金属部品が、前記太陽電池パネルから引き出された出力リードであること、
を特徴とする太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項１２】
複数の太陽電池セルがセル間接続タブによって電気的に接続された太陽電池アレイが受光面保護部品と裏面保護部品との間に封止された太陽電池パネルと、
前記裏面保護部品の表面に配置された端子ボックスと、
を備え、
前記端子ボックス内に設けられた端子板と、前記太陽電池パネルから引き出された出力リードと、がはんだ接合されているはんだ付け部が、前記セル間接続タブに重ならない位置であって前記太陽電池セルに重なる位置に配置されていること、
を特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項１３】
前記端子板における前記はんだ付け部に、前記出力リードの幅方向と平行な方向に延在する溝が設けられていること、
を特徴とする請求項１２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１４】
複数の太陽電池セルがセル間接続タブによって電気的に接続された太陽電池アレイが受光面保護部品と裏面保護部品との間に封止された太陽電池パネルと、
前記裏面保護部品の表面に配置された端子ボックスと、
を備え、
前記端子ボックス内に設けられた端子板と、前記太陽電池パネルから引き出された出力リードと、がはんだ接合されているはんだ付け部が、前記セル間接続タブに重ならない位置に配置されており、
前記端子板における前記はんだ付け部に、前記出力リードの幅方向と平行な方向に延在する溝が設けられていること、
を特徴とする太陽電池モジュール。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
Ｘ線非破壊検査用カメラ２０３は、太陽電池パネル２における出力リード２２と端子板２４との間のはんだ付け対象領域を透過したＸ線２０６を検出してＸ線透過信号を生成する検出器である。Ｘ線検査装置２００は、Ｘ線非破壊検査用カメラ２０３として、搬送装置２０１の上方において、太陽電池パネル２の面内方向と平行な方向、すなわち水平方向に延在して配置されたＸ線非破壊検査用カメラ２０３ａを有する。Ｘ線非破壊検査用カメラ２０３は、Ｘ線２０６を受光する多数の受光素子の画素が並べられて構成されている。本実施の形態１では、Ｘ線非破壊検査用カメラ２０３に、電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＣＤ）カメラを用いている。なお、Ｘ線非破壊検査用カメラ２０３としてラインセンサを用いることも可能である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
図１０に示すＸ線検査装置２００では、Ｘ線発生装置２０２より上方方向にＸ線帯状ビームを放射し、Ｘ線非破壊検査用カメラ２０３ａで、出力リード２２と端子板２４との間のはんだ付け対象領域を透過したＸ線２０６を検出することができる。これにより、太陽電池パネル２の面内方向に平行な２次元Ｘ線透過像が得られる。
【国際調査報告】
2019150585.tif 000038
2019150585.tif 000039
2019150585.tif 000040
2019150585.tif 000041