(57)【要約】  【課題】  従来よりも細いインナーリード３を使用しても、インナーリード３の蛇行や湾曲により生じるインナーリード３の受光面側電極からのはみ出しと、これによるインナーリード３と受光面側電極の接着強度不足や、電流値および発電効率の低下といった問題を発生させることのない太陽電池モジュールの製造装置を提供する。  【解決手段】  太陽電池素子の電極と、前記電極上に配置され、金属箔に半田層を被覆して成る帯状のインナーリードとを加熱するとともに、前記インナーリードを複数の押し付けピンで前記電極に押し付けることにより前記インナーリードを前記電極に溶着させる太陽電池モジュールの製造装置であって、前記押し付けピンの先端が、前記インナーリードを前記電極上に案内するためのガイド部と前記インナーリードを前記電極に押し付けるための押さえ部とを備えたことを特徴とする。  【選択図】  図１
2006093481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池素子の電極と、前記電極上に配置され、電気出力を外部に導出するため、もしくは隣接する２つの太陽電池素子を電気的に接続するために設けられた、金属箔に半田層を被覆して成る帯状のインナーリードとを加熱するとともに、前記インナーリードを複数の押し付けピンで前記電極に押し付けることにより前記インナーリードを前記電極に溶着させる太陽電池モジュールの製造装置であって、前記押し付けピンの先端が、前記インナーリードを前記電極上に案内するためのガイド部と前記インナーリードを前記電極に押し付けるための押さえ部とを備えた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２】
前記ガイド部は、押し付けピンを前記インナーリードの長手方向に沿って見たときの、押し付けピンの縦断面両端部に位置す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装置。
【請求項３】
前記ガイド部は、押し付けピンを前記インナーリードの長手方向に沿って見たときの、押し付けピンの縦断面片側端部に位置するとともに、その位置する側は複数の前記ガイド部で規則的に並べ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装置。
【請求項４】
前記ガイド部は、押し付けピンを前記インナーリードの長手方向に沿って見たときの、押し付けピンの縦断面端部に位置する先細のテーパーであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項５】
前記押し付けピンは上下方向のみに可動なあそびを有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の太陽電池モジュールの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールの製造装置に関するものであり、特に太陽電池素子の電極上にインナーリードを溶着させる装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池素子は単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板を用いて作製することが多い。そのため、物理的衝撃に弱く、さらに長期間使用するものであるから、特に野外に太陽電池を取り付ける場合は雨などからこれを保護する必要がある。また、太陽電池素子１枚では発生する電気出力が小さいため、複数の太陽電池素子を直並列に接続して実用的な電気出力を取り出せるようにする必要がある。このため、複数の太陽電池素子を接続し、これを透光性部材とエチレンビニルアセテート共重合体（ＥＶＡ）などを主成分とする充填材で封入して太陽電池モジュールとして使用するのが一般的である。
【０００３】
これらの複数の太陽電池素子を電気的に接続するため、もしくは電気出力を外部に導出するためには、銅などからなる帯状の金属箔に半田を被覆したインナーリードを太陽電池素子の電極上に配置した状態で半田溶融温度以上に加熱するとともに、インナーリード上から複数の押し付けピンで押し付けることにより溶着させる方法が一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図４および５は太陽電池素子にインナーリードを接続する従来の装置を示した図である。図５は図４を側方から見たときの図である。図４および５において、１は太陽電池素子、２は電極、３はインナーリード、４は押し付けピン、５は駆動用シャフト、６は先端部、９は加温テーブル、１０はホットエアー吹き出しノズルを表す。
【０００５】
押し付けピン４は押し付けピン駆動用シャフト５とその先端に取り付けられた先端部６からなっており、駆動機構によって上下に駆動し、特に下方向へはスプリングなどの圧力を利用して一定の圧力で押さえるようになっている。また、先端部６は、直径約３ｍｍ、高さ約５ｍｍの円柱状のステンレス鋼などを用いている。
【０００６】
太陽電池素子１へのインナーリード３の取り付けは、１８０〜２００℃程度に熱せられた加温テーブル９上で、インナーリード３を太陽電池素子１の電極２の上に配置し、接続箇所の上に駆動用シャフト５とその先端につながった先端部６からなる押し付けピン４を下ろし、一定の圧力でインナーリード３を電極２に押し付ける。１枚の太陽電池素子１の反受光面側電極に溶着されたインナーリード３の一端は、隣接する太陽電池素子１の受光面側電極に溶着する。これを繰り返すことによって太陽電池モジュール用の太陽電池素子群を構成することができる。太陽電池素子１の電極２にインナーリード３を溶着するには、受光面側、反受光面側のどちらを先に行っても良いし、受光面側、反受光面側を同時に溶着する場合もある。このとき押し付けピン４をインナーリード３に押し付けるのと同時にホットエアー吹き出しノズル１０から４００〜５００℃程度のホットエアーを１〜２秒程度、接続箇所に吹き付け、インナーリード３と太陽電池素子１の電極２を熱溶着する。
【０００７】
このとき使用されるインナーリード３は、銅などからなる帯状の金属箔に半田を被覆したもので、通常ロール状に巻き取られている。このようにロール状に巻き取られることによって、引き出したインナーリード３には巻き癖がついており、太陽電池素子１の電極２上に配置したときに湾曲したり、蛇行したりして、太陽電池素子１の電極２とのずれが生じるという問題が発生することがあった。
【０００８】
また昨今の環境問題に対する意識の高まりから、太陽電池に対する需要は増加の一途を辿っているが、その中で最も一般的なのは一般住宅向けの太陽電池である。これは一般の住宅の屋根に太陽電池モジュールを複数枚設置して使用するものであるが、この場合、限られた設置面積の中で効率よく発電を行うために、発電効率（発電量／太陽電池モジュール面積）の高い太陽電池モジュールが要求される。
【０００９】
太陽電池モジュールにおいて、受光面側電極の幅を狭くし入射する光の損失を少なくすることが、電流値および発電効率を向上させる方法の一つとして挙げられるが、受光面側電極の幅を狭くすると、同時に受光面側電極上に溶着するインナーリード３の幅もこれに合わせて細くしなければ入射する光の損失を少なくすることはできない。
【００１０】
ところが、インナーリード３を細くすると、インナーリード３の幅方向の剛性が小さくなり蛇行量は大きくなる傾向にある。インナーリード３の蛇行量が大きくなると、インナーリード３と受光面側電極を溶着するときに、インナーリード３が受光面側電極からはみ出しやすくなり、インナーリード３と受光面側電極の溶着面積減少による接着強度不足や、受光面積減少による電流値および発電効率の低下を引き起こす。
【００１１】
この問題を解決するために、インナーリード３の長手方向に引張力を加えインナーリード３を塑性変形させることで蛇行量を小さくするという提案がなされている（例えば、特許文献２参照。）。この方法によれば、インナーリード３の湾曲や、蛇行をある程度矯正することができる。
【００１２】
またこの問題を解決するための別の方法として、太陽電池素子１の電極２上に配置する前のインナーリード３を案内溝に案内し、案内溝壁に押し付ける装置も提案されている（例えば特許文献３参照。）。この装置を用いれば、太陽電池素子１の電極２上に配置する前のインナーリード３の位置ずれを直しながら、歪みを矯正することができる。
【特許文献１】特開平１１−３１２８２０号公報
【特許文献２】特開２００３−２９８０９６号公報
【特許文献３】特開平１０−９３１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、インナーリード３の長手方向に引張力を加えインナーリード３を塑性変形させることで蛇行量を小さくする方法によれば、インナーリード３が細くなるほど大きな引張力を加える必要があり、インナーリード３の蛇行の矯正は困難となる。
【００１４】
また、太陽電池素子１の電極２上に配置する前のインナーリード３を案内溝に案内し、案内溝壁に押し付ける装置を用いても、歪みの矯正されたインナーリード３を太陽電池素子１の電極２上に搬送手段を用いて配置し、搬送手段から離したときには再度歪みが発生するため、歪んだまま電極に溶着されてしまうという問題が発生することがあった。
【００１５】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、従来よりも細いインナーリード３を使用しても、インナーリード３の蛇行や湾曲により生じるインナーリード３の受光面側電極からのはみ出しと、これによるインナーリード３と受光面側電極の接着強度不足や、電流値および発電効率の低下といった問題を発生させることのない太陽電池モジュールの製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明の太陽電池モジュールの製造装置は、太陽電池素子の電極と、前記電極上に配置され、電気出力を外部に導出するため、もしくは隣接する２つの太陽電池素子を電気的に接続するために設けられた、金属箔に半田層を被覆して成る帯状のインナーリードとを加熱するとともに、前記インナーリードを複数の押し付けピンで前記電極に押し付けることにより前記インナーリードを前記電極に溶着させる太陽電池モジュールの製造装置であって、前記押し付けピンの先端が、前記インナーリードを前記電極上に案内するためのガイド部と前記インナーリードを前記電極に押し付けるための押さえ部とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、前記ガイド部は、押し付けピン４を前記インナーリード３の長手方向に沿って見たときの、押し付けピンの縦断面両端部に位置することを特徴とする。
【００１８】
そして、前記ガイド部は、押し付けピン４を前記インナーリード３の長手方向に沿って見たときの、押し付けピンの縦断面片側端部に位置するとともに、その位置する側は複数の押し付けピン４で規則的に繰り返されていることを特徴とする。
【００１９】
さらに、前記ガイド部は、押し付けピン４を前記インナーリード３の長手方向に沿って見たときの、押し付けピンの縦断面端部に位置する先細のテーパーであることを特徴とする。
【００２０】
また、前記押し付けピン４は上下方向のみに可動なあそびを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の太陽電池モジュールの製造装置によれば、従来よりも細いインナーリード３を使用しても、インナーリード３の蛇行と位置ずれによるインナーリード３と電極２の接着強度不足や、電流値および発電効率の低下といった問題を発生させることなく、太陽電池モジュールを製造することが可能となり、太陽電池モジュールの発電効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本発明における太陽電池モジュールの製造装置を示したものである。図１において、１は太陽電池素子、２は電極、３はインナーリード、４は押し付けピンを示す。
【００２４】
太陽電池素子１へのインナーリード３の取り付けは従来と同様、１８０〜２００℃程度に熱せられた加温テーブル（図示せず）上で、インナーリード３を太陽電池素子１の電極２の上に配置し、接続箇所の上に駆動用シャフト５の先端につながった先端部６を備えた押し付けピン４を下ろし、一定の圧力でインナーリード３を電極２に押し付ける。１枚の太陽電池素子１の反受光面側電極に溶着されたインナーリード３の一端は、隣接する太陽電池素子１の受光面側電極に溶着する。これを繰り返すことによって太陽電池モジュール用の太陽電池素子群を構成することができる。太陽電池素子１の電極２にインナーリード３を溶着するには、受光面側、反受光面側のどちらを先に行っても良いし、受光面側、反受光面側を同時に溶着する場合もある。このとき押し付けピン４をインナーリード３に押し付けるのと同時にホットエアー吹き出しノズル１０から４００〜５００℃程度のホットエアーを１〜２秒程度、接続箇所に吹き付け、インナーリード３と太陽電池素子１上の電極２を熱溶着する。
【００２５】
図２は本発明で用いられる押し付けピンの一例を示す図である。（ａ）は縦断面を示し、（ｂ）および（ｃ）は先端部６を下方（太陽電池素子１側）から見たときの図である。図２において、２は電極、４は押し付けピン、５は駆動用シャフト、６は先端部、７はインナーリードを電極２に押し付けるための押さえ部、８はインナーリードを電極２上に案内するためのガイド部を示す。押し付けピン４は、材質がＳＵＳ３０４などのステンレスからなり、その先端部６はガイド部８と押さえ部７で構成される。ガイド部８は、押し付けピン４をインナーリード３の長手方向に沿って見たときの押し付けピンの縦断面両端部に位置する先細のテーパーである。押し付けピン４は、駆動用シャフト５とその先端に取り付けられた先端部６から構成されており、駆動機構によって上下に可動する。押し付けピン４は、スプリングなどにより上下方向に可動なあそびを有し、一定の圧力で押さえるようになっているが、平面方向および回転に対しては動かないように固定されている。このようにするためには例えば、駆動用シャフト５の表面に鉛直な溝を切り、また先端部６の内表面（駆動用シャフト５との接触部分）に突起を設けて、この先端部６の突起を駆動用シャフト５の溝にはめ込むことで、上下方向の動きのみに制限するなどすればよい。
【００２６】
太陽電池モジュールを製造する方法も従来と同様、１８０〜２００℃程度に熱せられた加温テーブル上で、インナーリード３を太陽電池素子１の電極２の上に配置し、接続箇所の上に駆動用シャフト５とその先端につながった先端部６を備えた押し付けピン４を下ろし、一定の圧力でインナーリード３を電極２に押し付ける。それと同時にホットエアー吹き出しノズルから４００〜５００℃程度のホットエアーを１〜２秒程度、接続箇所に吹き付け、インナーリード３と太陽電池素子１上の電極２を熱溶着して押し付けピン４を上昇させる。１枚の太陽電池素子１の反受光面側電極に溶着されたインナーリード３の一端は、隣接する太陽電池素子１の受光面側電極に溶着する。これを繰り返すことによって太陽電池モジュール用の太陽電池素子群を構成することができる。太陽電池素子１の電極２にインナーリード３を溶着するには、受光面側、反受光面側のどちらを先に行っても良いし、受光面側、反受光面側を同時に溶着する場合もある。
【００２７】
このとき、押し付けピン４の先端部６にガイド部８を設けることによって、所定の位置からずれた位置にあるインナーリード３は、押し付けピン４が降下する時に押し付けピン４のガイド部８のテーパー面を滑って位置を補正され、所定の位置に配置後、押し付けピン４の押さえ部７で電極２に押し付けられる。押し付けピン４は上下方向のみに動きが制限されているため、インナーリード３の蛇行にあわせて押し付けピン４の位置が変わることはなく、電極２の真上にインナーリード３を確実に導くことができる。このようにすることで、インナーリード３の蛇行量が大きくなっても、インナーリード３が電極２からはみ出しやすくなるという従来の問題を解決することができる。
【００２８】
また、インナーリード３を電極２の真上に導くと同時に溶着を行うことから、従来問題であった溶着直前のインナーリード３のずれが発生することもない。
【００２９】
先端部の横断面の形状は、図２（ｂ）に示すように円形でもよいし、（ｃ）に示すように四角形であってもかまわない。
【００３０】
押さえ部７の幅は、インナーリード３の幅と略同一であることが望ましい。押さえ部７の幅のほうがインナーリード３の幅よりも広い場合、インナーリード３の横方向への動きが発生してしまう。逆に押さえ部７の幅のほうがインナーリード３の幅よりも狭い場合、押さえ部７がインナーリード３に確実に接触せず、溶着が不十分となり、電極２とインナーリード３の接着強度不足が発生する場合がある。
【００３１】
また、ガイド部８のテーパー角度は使用するインナーリード３により適宜自由に選択することができる。テーパー角度が浅く、幅が広い場合には太陽電池素子１の電極２から大きくずれたインナーリード３を電極上に導くことができるので、屈曲や湾曲の大きいインナーリード３に使用することができる。逆にテーパー角度が深い場合には、インナーリード３を強い力で電極２上に導くことができるので、硬いインナーリード３に使用することができる。しかし、押さえ部７からガイド部８の先端までの高さはインナーリード３の厚みよりも低くしなくてはならない。このようにすることによって、ガイド部８が太陽電池素子１に接触することを防ぐことができる。
【００３２】
また、押し付けピン４をインナーリード３の長手方向に沿って見たときの押し付けピン４の先端部６のガイド部８の幅が異なる複数の押し付けピン４を使用し、ガイド部８の間隔が広い押し付けピン４から時間差で順次降下するような機構とすることも可能である。このようにすることで、所定の位置から大きくずれているインナーリード３が、段階的に位置を補正され、最後にガイド部８の間隔が狭い押し付けピン３が降下したときに所定の位置に配置することができるようになる。
【００３３】
図３は本発明に係る太陽電池モジュールの製造装置の他の実施例を示した図である。
【００３４】
図３に示すように、ガイド部８が押し付けピン４をインナーリード３の長手方向に沿って見たときの押し付けピン４の縦断面片側端部に位置するとともに、その位置する側は複数の押し付けピン４が規則的に並べられ、押し付けピン４が降下後、上下方向に一定の圧力でインナーリード３を押さえた状態で、インナーリード３の長手直角方向に移動する機構とすることも可能である。このとき、移動方向を各押し付けピン４が各々のガイド部８をインナーリード３に押し当てるような方向とすることで、インナーリード３が所定の位置に配置される。
【００３５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加えることができる。例えば、押し付けピン４のガイド部８の形状は先細のテーパーに限定されるものではなく、四角形状などのものも使用できる。また、押し付けピン４を上から見たときの断面形状は円形や矩形に限定されるものではなく、先端においてガイド部８と押さえ部７を構成できる形状であれば適用される。さらに、太陽電池素子１は単結晶や多結晶シリコンなどの結晶系太陽電池に限定されるものではなく、薄膜系太陽電池素子などでも太陽電池素子を太陽電池素子の電極部表面の一部とインナーリード表面の一部を溶融することによって接続する太陽電池モジュールであれば適用される。そして、太陽電池素子１とインナーリード３が熱溶着で接続可能であれば、インナーリード３の表面に半田を被覆しなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る太陽電池モジュールの製造装置の一実施例を示した図である。
【図２】本発明に係る太陽電池モジュールの製造装置の押し付けピンの一実施例を示した図であり、（ａ）は縦断面、（ｂ）（ｃ）は太陽電池素子側から見たときの図である。
【図３】本発明に係る太陽電池モジュールの製造装置の他の実施例を示した図である。
【図４】従来の太陽電池モジュールの製造装置を示した図である。
【図５】従来の太陽電池モジュールの製造装置を示した図であり、図４を側面から見たときの図である。
【符号の説明】
【００３７】
１：太陽電池素子
２：電極
３：インナーリード
４：押し付けピン
５：駆動用シャフト
６：先端部
７：押さえ部
８：ガイド部
９：加熱テーブル
１０：ホットエアー吹き出しノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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