(57)【要約】【課題】不良率を低減して太陽電池セルの表面側パスバーおよび裏面側パスバーにそれぞれリードを位置決めして自動的に、かつ、同時に溶着する。【解決手段】太陽電池セルＰを搬送装置２に位置決めして移送位置から溶着作業位置に搬送した後、ヒートコントロールブロック６１を上昇させて太陽電池セルＰの左右端部を支持し、太陽電池セルＰの表面側パスバーにリード移送装置を介してリードＬの一半部を移送して載置する。次いで、太陽電池セルＰにリードＬをプローブピン４３を介して押圧するとともに、溶着作業位置の前方位置に搬送された先行する太陽電池セルＰから延出されたリードＬの他半部を、ヒートコントロールブロック６１を通るリード受けプレート７２を介して押圧する。この後、ヒーター５２を介して熱風をリードＬに供給して半田を溶融させ、太陽電池セルＰの表面側パスバーおよび裏面側パスバーにそれぞれリードＬを同時に溶着する。【選択図】  図４
2006135258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池セルを位置決めして間欠的に搬送した後、太陽電池セルの裏面を支持した状態で、リードの他半部が太陽電池セルの後端縁から延出するように、リードの一半部を太陽電池セルの表面側パスバーに移送して押圧するとともに、リードが溶着されて先行する太陽電池セルのリードの他半部を太陽電池セルの裏面側パスバーに押圧し、表面側パスバーに押圧されたリードに向けて熱風を供給して太陽電池セルの表面側パスバーおよび裏面側パスバーにそれぞれリードを同時に溶着することを特徴とするリードの溶着方法。
【請求項２】
太陽電池セルが位置決めされて溶着作業位置に間欠的に搬送されるとともに、太陽電池セルの一対のパスバーにそれぞれリードが移送されて押圧され、各リードに向けて熱風が供給されて溶着されるリードの溶着装置であって、歯付きプーリーに巻回された歯付きベルトからなり、歯付きベルトの幅が太陽電池セルのパスバーピッチよりも小さく設定された太陽電池セルの搬送装置と、溶着作業位置に臨んで搬送装置の側方に配設され、歯付きベルトに載置されて位置決めされた太陽電池セルの裏面側左右端部をそれぞれ支持する昇降自在なヒートコントロールブロックを有する支持装置と、リードが溶着されて先行する太陽電池セルからそれぞれ延出された各リードを対応するヒートコントロールブロックを通して太陽電池セルの裏面側パスバーにそれぞれ押圧する下部押圧装置と、を具備することを特徴とするリードの溶着装置。
【請求項３】
太陽電池セルが位置決めされて溶着作業位置に間欠的に搬送されるとともに、太陽電池セルの３本以上のパスバーにそれぞれリードが移送されて押圧され、各リードに向けて熱風が供給されて溶着されるリードの溶着装置であって、それぞれ歯付きプーリーに巻回された歯付きベルトからなり、各歯付きベルトの幅が太陽電池セルのパスバーピッチよりも小さく設定された複数個の太陽電池セルの搬送装置と、溶着作業位置に臨んで搬送装置の側方および隣接する搬送装置間にそれぞれ配設され、複数本の歯付きベルトにわたって載置されて位置決めされた太陽電池セルの裏面側左右端部および隣接する搬送装置間の裏面をそれぞれを支持する昇降自在なヒートコントロールブロックを有する支持装置と、３本以上のリードが溶着されて先行する太陽電池セルからそれぞれ延出された各リードを対応するヒートコントロールブロックを通して太陽電池セルの裏面側パスバーにそれぞれ押圧する下部押圧装置と、を具備することを特徴とするリードの溶着装置。
【請求項４】
前記各ヒートコントロールブロックが、左方ブロックと、右方ブロックと、左方ブロックおよび右方ブロックをそれらの上面が同一水平面上に位置するように連結する複数本の連結ピンから構成され、歯付きベルトに位置決めされた太陽電池セルの各パスバーに対向して、左方ブロックの内面と右方ブロックの内面間にリードを位置決めする間隙が形成され、また、左方ブロックおよび右方ブロックの各上面と連結ピンとの間にリードの厚みよりもわずかに大きな段差が形成されていることを特徴とする請求項２または３記載のリードの溶着装置。
【請求項５】
前記下部押圧装置は、各ヒートコントロールブロックにおける左方ブロックおよび右方ブロック間に形成された間隙を昇降可能な厚みのリード受けプレートをそれぞれ有し、各リード受けプレートの上端部には、ヒートコントロールブロックの連結ピンとの干渉を防止する複数個の切欠凹部が形成されていることを特徴とする請求項４記載のリードの溶着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池セルにリードを溶着するリードの溶着方法およびその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、太陽電池モジュールは、複数枚の太陽電池セルを接続してストリングを形成し、複数行のストリングを接続して面状に製造される。この場合、複数枚の太陽電池セルを接続してストリングを形成する際、隣接する太陽電池セルは、断面偏平な方形状に形成された導体、例えば、銅線からなるリードを介して接続されている。具体的には、図２３に示すように、一の太陽電池セルＰの表面に形成されたパスバーに半田を介してリードＬの一半部を溶着する一方、一の太陽電池セルＰに溶着されたリードＬの他半部を隣接する他の太陽電池セルＰの裏面に形成されたパスバーに半田を介して溶着することにより、複数枚の太陽電池セルＰを順次接続してストリングＳを形成するようにしている。
【０００３】
このように、太陽電池セルに対してリードを自動的に、かつ、連続的に溶着するため、太陽電池セルを歯付きベルトに位置決めして溶着作業位置に搬送した後、ヒートコントロールブロックによって歯付きベルトの左右端縁から突出される太陽電池セルの裏面側左右端部をそれぞれ支持し、次いで、太陽電池セルのパスバーにリードをそれぞれ移送して載置するとともに、各リードを太陽電池セルにそれぞれ押圧した後、各リードに熱風を供給し、各リードを太陽電池セルのパスバーにそれぞれ溶着する溶着装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−３９８５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述した太陽電池セルに対するリードの溶着装置においては、太陽電池セルの表面側パスバーにリードの一半部を溶着した後、リードが溶着された太陽電池セルを反転し、そのリードの他半部を、反転されて先行するリードが溶着された太陽電池セルの表面側パスバー（実際は反転されているため裏面側パスバー）に順に溶着することでストリングを形成している。すなわち、太陽電池セルは、その表面側パスバーにリードを溶着するため加熱された後、裏面側パスバーにリードを溶着するため再び加熱されている。
【０００５】
一方、太陽電池セルを加熱すると、太陽電池セルには熱応力が作用することから、熱応力によってクラックや割れが発生しやすい。この場合、前述したように、太陽電池セルの表面側および裏面側にそれぞれリードを順に溶着するときには、２度加熱する必要があり、１度だけ加熱する場合に比較して熱応力による不良発生は増加し、歩留りが低下するものとなる。
【０００６】
前述した太陽電池セルの表面側パスバーおよび裏面側パスバーにそれぞれリードを順に溶着することと並行して、太陽電池セルの表裏両面のパスバーに同時にリードを溶着することも試行されている。例えば、作業テーブルの設定位置にリードを配置し、その上に太陽電池セルを移送した後、さらに太陽電池セルの表面側パスバーにリードを配置し、次いで、太陽電池セルを加熱して表裏両面に同時にリードを溶着することが試みられている。
【０００７】
しかしながら、作業テーブル上でリードの溶着作業を行うと、半田を溶融させる加熱装置によって太陽電池セルを介して作業テーブルも加熱されるため、作業テーブルに徐々に熱が蓄積されて温度が上昇する。そして、作業テーブルに熱が蓄積されて半田の溶融温度を越える温度にまで上昇した場合、太陽電池セルおよび／またはリードの半田が溶融し、あるいは、いったん溶着されたリードが半田の溶融によって太陽電池セルから離脱し、太陽電池セルとリードとの間で半田が氷柱状となる糸引現象を発生させる原因となる。
【０００８】
このため、作業台への熱の蓄積を防止し、溶融した半田の固化を早めるため、作業台に冷却装置を設けて対応しているが、作業台が冷却すれば、作業台に載置された太陽電池セルの半田の溶融が遅延し、大きなロスタイムを発生させるものとなる。したがって、いったん冷却した作業台をヒーターを介して急速に加熱する必要が生じ、作業台を適温に維持するための温度管理が複雑になるとともに、制御がきわめて困難になり、生産効率が低下することを避けることができないばかりか、コストがかさむという問題があった。
【０００９】
さらに、作業テーブル上で溶着作業を行う場合には、溶着作業に際して溶融した半田やフラックスが作業テーブル上に落下し、それらの堆積物などによってリードに凹凸が発生してリードの位置決めが困難になったり、溶着されない箇所が発生するという問題がある。このため、作業テーブルを頻繁に清掃しなければならず、作業効率が著しく低下するものとなる。また、作業テーブルとの間でリードおよび太陽電池セルを挟み込み、密着状態で溶着することにより、溶融した半田がパスバーからはみ出す場合があり、その結果、見栄えを低下させるだけでなく、ショートなどの障害を発生させるおそれがある。
【００１０】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、不良率を低減して太陽電池セルの表面側パスバーおよび裏面側パスバーにそれぞれリードを位置決めして自動的に、かつ、同時に溶着することのできるリードの溶着方法およびその装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のリードの溶着方法は、太陽電池セルを位置決めして間欠的に搬送した後、太陽電池セルの裏面を支持した状態で、リードの他半部が太陽電池セルの後端縁から延出するように、リードの一半部を太陽電池セルの表面側パスバーに移送して押圧するとともに、リードが溶着されて先行する太陽電池セルのリードの他半部を太陽電池セルの裏面側パスバーに押圧し、表面側パスバーに押圧されたリードに向けて熱風を供給して太陽電池セルの表面側パスバーおよび裏面側パスバーにそれぞれリードを同時に溶着することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明によれば、太陽電池セルを位置決めして移送位置から溶着作業位置に搬送した後、太陽電池セルの裏面を支持する。そして、リードの他半部が太陽電池セルの後端縁から延出されるように、リードの一半部を太陽電池セルの表面側パスバーに移送して載置した後、リードの一半部を太陽電池セルの表面側パスバーに押圧する。一方、溶着作業位置の前方位置には、リードが溶着されて先行する太陽電池セルが搬送されており、先行する太陽電池セルの後端縁から延出するリードの他半部を太陽電池セルの裏面側パスバーに押圧する。このとき、新たな太陽電池セルが溶着作業位置の後方位置である移送位置に移送される。次いで、太陽電池セルの表面側パスバーに押圧されたリードの一半部に向けて熱風を供給し、その表面側パスバーにリードの一半部を溶着するとともに、裏面側パスバーに先行する太陽電池セルのリードの他半部を溶着する。
【００１３】
この結果、太陽電池セルの表面側パスバーおよび裏面側パスバーにそれぞれリードを位置決めして溶着することができる。しかも、１回の加熱によってリードを表面側パスバーおよび裏面側パスバーにそれぞれ同時に溶着できることから、熱応力による太陽電池セルのクラックや割れの発生を抑制することができる。
【００１４】
本発明のリードの溶着装置は、太陽電池セルが位置決めされて溶着作業位置に間欠的に搬送されるとともに、太陽電池セルの一対のパスバーにそれぞれリードが移送されて押圧され、各リードに向けて熱風が供給されて溶着されるリードの溶着装置であって、歯付きプーリーに巻回された歯付きベルトからなり、歯付きベルトの幅が太陽電池セルのパスバーピッチよりも小さく設定された太陽電池セルの搬送装置と、溶着作業位置に臨んで搬送装置の側方に配設され、歯付きベルトに載置されて位置決めされた太陽電池セルの裏面側左右端部をそれぞれ支持する昇降自在なヒートコントロールブロックを有する支持装置と、リードが溶着されて先行する太陽電池セルからそれぞれ延出された各リードを対応するヒートコントロールブロックを通して太陽電池セルの裏面側パスバーにそれぞれ押圧する下部押圧装置と、を具備することを特徴とするものである。
【００１５】
本発明によれば、太陽電池セルを歯付きベルトに位置決めした状態で搬送装置を作動させて移送位置から溶着作業位置に搬送した後、ヒートコントロールブロックを上昇させ、太陽電池セルの裏面側左右端部をそれぞれ支持する。そして、各リードの他半部が太陽電池セルの後端縁から延出されてヒートコントロールブロック上に載置されるように、一対のリードの一半部を太陽電池セルの一対の表面側パスバーにそれぞれ移送して載置した後、各リードの一半部を太陽電池セルの一対の表面側パスバーにそれぞれ押圧する。一方、溶着作業位置の前方位置には、一対のリードが溶着された太陽電池セルが搬送されており、先行する太陽電池セルの後端縁から延出する一対のリードの他半部を各ヒートコントロールブロックを通して下部押圧装置によって太陽電池セルの一対の裏面側パスバーにそれぞれ押圧する。このとき、新たな太陽電池セルが移送位置（溶着作業位置の後方位置）に移送される。次いで、太陽電池セルの一対の表面側パスバーにそれぞれ押圧された各リードの一半部に向けて熱風をそれぞれ供給し、その表面側および裏面側において半田を溶融させ、太陽電池セルの一対の表面側パスバーに各リードの一半部をそれぞれ溶着すると同時に、一対の裏面側パスバーに先行する太陽電池セルの各リードの他半部をそれぞれ溶着する。太陽電池セルの表面側パスバーおよび裏面側パスバーにそれぞれリードが溶着すれば、熱風の供給を遮断するとともに、リードの押圧を解除し、さらに、ヒートコントロールブロックを下降させた後、表面側パスバーおよび裏面側パスバーにそれぞれ一対のリードが溶着された太陽電池セルを、搬送装置を介して溶着作業位置から前方位置に搬送するとともに、同時に、移送位置の太陽電池セルを溶着作業位置に搬送する。
【００１６】
ここで、太陽電池セルを搬送する搬送装置の歯付きベルトの幅は、太陽電池セルのパスバーピッチよりも小さく設定されており、太陽電池セルが移送位置に移送される際、太陽電池セルは、各パスバーが歯付きベルトの左右端縁から突出されて位置するように、歯付きベルト上に載置されて位置決めされ、その状態で溶着作業位置に搬送される。
【００１７】
一方、ヒートコントロールブロックは、熱伝導の良好な金属、例えば、銅もしくは銅合金から形成され、稼働時においては、半田の溶融温度未満の設定温度に制御されている。この場合、リードを溶着するための熱風が設定時間供給されることにより、その熱が太陽電池セルを経てヒートコントロールブロックに蓄積されて温度が上昇したとしても、半田の溶融温度を越えないように、供給される熱量やヒートコントロールブロックの質量などを考慮して設定温度が決定されている。
【００１８】
そして、ヒートコントロールブロックが上昇位置にあるとき、設定温度に加熱されたヒートコントロールブロックは、歯付きベルトに載置されて、その左右端縁から突出された太陽電池セルの裏面側左右端部を支持することができる。このため、溶着作業位置の太陽電池セルの各パスバー近傍を設定温度に加熱することができるとともに、太陽電池セルの表面側パスバーに移送されたリードの一半部を押圧する際、その押圧力を支持することができる。
【００１９】
また、半田を溶融させるためにリードに向けて熱風が供給されると、太陽電池セルが加熱される。加熱された太陽電池セルの熱は、それよりも低温の設定温度に制御されて太陽電池セルを支持しているヒートコントロールブロックに吸収される。このため、太陽電池セルの表面が半田の溶融温度に達しても、その裏面は半田の溶融温度に上昇することはない。この際、ヒートコントロールブロックは蓄熱されて、設定温度から半田の溶融温度近傍まで温度が上昇する。すなわち、太陽電池セルの表面側パスバーおよびその近傍は、半田の溶融温度に達しているのに対し、その裏面側は、下部押圧装置を介してリードが接触している裏面側パスバーを除いて、ヒートコントロールブロックに支持されて半田の溶融温度未満に維持されており、両者にはわずかな温度差が発生している。また、太陽電池セルの裏面側パスバーは、下部押圧装置を介してリードと接触し、ヒートコントロールブロックに支持されていないため、半田の溶融温度に達している表面側から熱伝導して半田の溶融温度に達している。したがって、太陽電池セルの裏面側パスバーに接触しているリードの上面も半田の溶融温度に達しており、半田が溶融する。ただし、リードの下面は、下部押圧装置で押圧されており、下部押圧装置と接している部分は下部押圧装置に熱が吸収されて半田の溶融温度未満に維持されている。
【００２０】
太陽電池セルの表面側および裏面側において、半田が溶融すれば、熱風の供給を遮断することにより、半田の溶融温度まで加熱された太陽電池セルおよび半田の溶融温度近傍まで温度が上昇したヒートコントロールブロックは、温度降下を開始する。この際、太陽電池セルの熱を、それよりも相対的に低温のヒートコントロールブロックを通して吸収することができ、溶融した半田を速やかに固化させてリードを溶着することができる。
【００２１】
なお、下降したヒートコントロールブロックが上昇位置から退避位置に下降すれば、周囲の外気に放熱し、再び設定温度に低下する。
【００２２】
また、ヒートコントロールブロックは、設定温度を越えて低下した場合、例えば、初期状態を考慮して、加熱装置が設けられている。そして、加熱装置は、温度センサーを用いてヒートコントロールブロックの温度を検出することにより、設定温度を維持するように制御されている。
【００２３】
下部押圧装置としては、太陽電池セルの裏面を支持するヒートコントロールブロックを通して、その裏面側パスバーにリードを押圧する必要があることから、ヒートコントロールブロックを複数個に分割するとともに、裏面側パスバーを開放して配置し、分割されたヒートコントロールブロックにおける開放された裏面側パスバーに臨んで配置すればよい。
【００２４】
この結果、太陽電池セルの一対の表面側パスバーおよび一対の裏面側パスバーにそれぞれリードを位置決めして自動的に、かつ、同時に溶着することができ、複数枚の太陽電池セルを一対のリードを介して順次接続してなる太陽電池セルのストリングを自動的に製造することができる。
【００２５】
この際、太陽電池セルおよびリードには、半田を溶融するに足る温度以上の熱風が作用することがなく、かつ、太陽電池セルは、設定温度と半田の溶融温度近傍との間で昇降するヒートコントロールブロックによって支持されることにより、その表面および裏面との温度差を可及的に小さくすることができるため、熱応力による太陽電池セルのクラックや割れの発生を極力防止して速やかにリードを溶着することができる。
【００２６】
本発明の溶着装置は、太陽電池セルが位置決めされて溶着作業位置に間欠的に搬送されるとともに、太陽電池セルの３本以上のパスバーにそれぞれリードが移送されて押圧され、各リードに向けて熱風が供給されて溶着されるリードの溶着装置であって、それぞれ歯付きプーリーに巻回された歯付きベルトからなり、各歯付きベルトの幅が太陽電池セルのパスバーピッチよりも小さく設定された複数個の太陽電池セルの搬送装置と、溶着作業位置に臨んで搬送装置の側方および隣接する搬送装置間にそれぞれ配設され、複数本の歯付きベルトにわたって載置されて位置決めされた太陽電池セルの裏面側左右端部および隣接する搬送装置間の裏面をそれぞれを支持する昇降自在なヒートコントロールブロックを有する支持装置と、３本以上のリードが溶着されて先行する太陽電池セルからそれぞれ延出された各リードを対応するヒートコントロールブロックを通して太陽電池セルの裏面側パスバーにそれぞれ押圧する下部押圧装置と、を具備することを特徴とするものである。
【００２７】
本発明によれば、太陽電池セルを各歯付きベルトに位置決めした状態で複数個の搬送装置を同期して作動させて移送位置から溶着作業位置に搬送した後、ヒートコントロールブロックを上昇させ、太陽電池セルの裏面側左右端部および隣接する搬送装置間の裏面をそれぞれ支持する。そして、各リードの他半部が太陽電池セルの後端縁から延出されてヒートコントロールブロック上に載置されるように、３本以上の複数本のリードの一半部を太陽電池セルの対応する表面側パスバーにそれぞれ移送して載置した後、各リードの一半部を太陽電池セルの各表面側パスバーにそれぞれ押圧する。一方、溶着作業位置の前方位置には、３本以上の複数本のリードが溶着された太陽電池セルが搬送されており、先行する太陽電池セルの後端縁から延出する３本以上の複数本のリードの他半部を各ヒートコントロールブロックを通して下部押圧装置によって太陽電池セルの対応する裏面側パスバーにそれぞれ押圧する。このとき、新たな太陽電池セルが移送位置（溶着作業位置の後方位置）に移送される。次いで、太陽電池セルの各表面側パスバーにそれぞれ押圧された各リードの一半部に向けて熱風をそれぞれ供給し、その表面側および裏面側において半田を溶融させ、太陽電池セルの各表面側パスバーに各リードの一半部をそれぞれ溶着すると同時に、各裏面側パスバーに先行する太陽電池セルの各リードの他半部をそれぞれ溶着する。太陽電池セルの表面側パスバーおよび裏面側パスバーにそれぞれリードが溶着すれば、熱風の供給を遮断するとともに、リードの押圧を解除し、さらに、ヒートコントロールブロックを下降させた後、表面側パスバーおよび裏面側パスバーにそれぞれ３本以上の複数本のリードが溶着された太陽電池セルを、同期して駆動する複数個の搬送装置を介して溶着作業位置から前方位置に搬送するとともに、同時に、移送位置の太陽電池セルを溶着作業位置に搬送する。
【００２８】
ここで、太陽電池セルを搬送する複数個の搬送装置における各歯付きベルトの幅は、太陽電池セルのパスバーピッチよりも小さく設定されており、太陽電池セルが移送位置に移送される際、太陽電池セルは、最外側の左右のパスバーが各歯付きベルトの左右端縁から突出されて位置するとともに、その他のパスバーが隣接する搬送装置の間に位置するように、複数本の歯付きベルトにわたって載置されて位置決めされ、その状態で溶着作業位置に搬送される。
【００２９】
一方、ヒートコントロールブロックは、熱伝導の良好な金属、例えば、銅もしくは銅合金から形成され、稼働時においては、半田の溶融温度未満の設定温度に制御されている。この場合、リードを溶着するための熱風が設定時間供給されることにより、その熱が太陽電池セルを経てヒートコントロールブロックに蓄積されて温度が上昇したとしても、半田の溶融温度を越えないように、供給される熱量やヒートコントロールブロックの質量などを考慮して設定温度が決定されている。
【００３０】
そして、ヒートコントロールブロックが上昇位置にあるとき、設定温度に加熱されたヒートコントロールブロックは、複数本の歯付きベルトにわたって載置されて、各歯付きベルトの左右端縁からそれぞれ突出された太陽電池セルの裏面側左右端部を支持するとともに、隣接する搬送装置間の裏面を支持することができる。このため、溶着作業位置の太陽電池セルの各パスバー近傍を設定温度に加熱することができるとともに、太陽電池セルの表面側パスバーに移送されたリードの一半部を押圧する際、その反力を支持することができる。
【００３１】
また、半田を溶融させるためにリードに向けて熱風が供給されると、太陽電池セルが加熱される。加熱された太陽電池セルの熱は、それよりも低温の設定温度に制御されて太陽電池セルを支持しているヒートコントロールブロックに吸収される。このため、太陽電池セルの表面が半田の溶融温度に達しても、その裏面は半田の溶融温度に上昇することはない。この際、ヒートコントロールブロックは蓄熱されて、設定温度から半田の溶融温度近傍まで温度が上昇する。すなわち、太陽電池セルの表面側パスバーおよびその近傍は、半田の溶融温度に達しているのに対し、その裏面側は、下部押圧装置を介してリードが接触している裏面側パスバーを除いて、ヒートコントロールブロックに支持されて半田の溶融温度未満に維持されており、両者にはわずかな温度差が発生している。また、太陽電池セルの裏面側パスバーは、下部押圧装置を介してリードと接触し、ヒートコントロールブロックに支持されていないため、半田の溶融温度に達している表面側から熱伝導して半田の溶融温度に達している。したがって、太陽電池セルの裏面側パスバーに接触しているリードの上面も半田の溶融温度に達しており、半田が溶融する。ただし、リードの下面は、下部押圧装置で押圧されており、下部押圧装置と接している部分は下部押圧装置に熱が吸収されて半田の溶融温度未満に維持されている。
【００３２】
太陽電池セルの表面側および裏面側において、半田が溶融すれば、熱風の供給を遮断することにより、半田の溶融温度まで加熱された太陽電池セルおよび半田の溶融温度近傍まで温度が上昇したヒートコントロールブロックは、温度降下を開始する。この際、太陽電池セルの熱を、それよりも相対的に低温のヒートコントロールブロックを通して吸収することができ、溶融した半田を速やかに固化させてリードを溶着することができる。
【００３３】
なお、下降したヒートコントロールブロックが上昇位置から退避位置に下降すれば、周囲の外気に放熱し、再び設定温度に低下する。
【００３４】
また、ヒートコントロールブロックは、設定温度を越えて低下した場合、例えば、初期状態を考慮して、加熱装置が設けられている。そして、加熱装置は、温度センサーを用いてヒートコントロールブロックの温度を検出することにより、設定温度を維持するように制御されている。
【００３５】
下部押圧装置としては、太陽電池セルの裏面を支持するヒートコントロールブロックを通して、その裏面側パスバーにリードを押圧する必要があることから、ヒートコントロールブロックを複数個に分割するとともに、裏面側パスバーを開放して配置し、分割されたヒートコントロールブロックにおける開放された裏面側パスバーに臨んで配置すればよい。
【００３６】
この結果、太陽電池セルの３本以上の複数本の表面側パスバーおよび裏面側パスバーにそれぞれ各リードを位置決めして自動的に、かつ、同時に溶着することができ、複数枚の太陽電池セルを３本以上の複数本のリードを介して順次接続してなる太陽電池セルのストリングを自動的に製造することができる。
【００３７】
この際、太陽電池セルおよびリードには、半田を溶融するに足る温度以上の熱風が作用することがなく、かつ、太陽電池セルは、設定温度と半田の溶融温度近傍との間で昇降するヒートコントロールブロックによって支持されることにより、その表面および裏面との温度差を可及的に小さくすることができるため、熱応力による太陽電池セルのクラックや割れの発生を極力防止して速やかにリードを溶着することができる。
【００３８】
本発明において、前記各ヒートコントロールブロックが、左方ブロックと、右方ブロックと、左方ブロックおよび右方ブロックをそれらの上面が同一水平面上に位置するように連結する複数本の連結ピンから構成され、歯付きベルトに位置決めされた太陽電池セルの各パスバーに対向して、左方ブロックの内面と右方ブロックの内面間にリードを位置決めする間隙が形成され、また、左方ブロックおよび右方ブロックの各上面と連結ピンとの間にリードの厚みよりもわずかに大きな段差が形成されていると、ヒートコントロールブロックを構成する左方ブロックおよび右方ブロックを各別に昇降させる場合に比較して構造が簡単になるとともに、低コストに製造できるため、好ましい。
【００３９】
そして、リードの溶着に際して、太陽電池セルの表面側パスバーにリードを移送して押圧すると、太陽電池セルの後端縁から延出するリードの他半部をヒートコントロールブロックの間隙に正確に位置決めして収容しつつ、連結ピンにわたって載置することができる。したがって、ヒートコントロールブロックの間隙に位置決めされた状態で、連結ピンにわたって載置されたリードを下部押圧装置を介して太陽電池セルの裏面側パスバーに押圧する際、リードを太陽電池セルの裏面側パスバーに正確に位置決めして押圧することができる。また、ヒートコントロールブロックを上昇させて、太陽電池セルを支持する際、太陽電池セルの裏面側パスバーとリードの上面との間にわずかな隙間が形成されることから、ヒートコントロールブロックによる太陽電池セルの支持および加熱を妨げることがない。
【００４０】
また、リードの溶着に際して、溶融したフラックスや半田は、リードの押圧位置にある下部押圧装置と、ヒートコントロールブロックにおける左ブロックの内面および右ブロックの内面とのわずかな隙間を経てヒートコントロールブロックの下方に滴下するため、滴下したフラックスや半田が以後のリードの溶着に悪影響を与えることはない。したがって、長期間にわたって溶融した半田やフラックスを清掃する必要がなく、生産効率を低下させることがない。
【００４１】
この際、下部押圧装置としては、各ヒートコントロールブロックの間隙を通過できる厚みと、隣接する連結ピンの間を通過できる幅のピンもしくはプレートを採用することができる。
【００４２】
本発明において、前記下部押圧装置は、各ヒートコントロールブロックにおける左方ブロックおよび右方ブロック間に形成された間隙を昇降可能な厚みのリード受けプレートをそれぞれ有し、各リード受けプレートの上端部には、ヒートコントロールブロックの連結ピンとの干渉を防止する複数個の切欠凹部が形成されていると、リード受けプレートに一定の剛性を確保することができ、先行する太陽電池セルのリードの他半部を太陽電池セルの裏面側パスバーに確実に押圧することができる。ここで、太陽電池セルの表面が半田の溶融温度に達しているとき、リードも太陽電池セルから熱伝導されて半田の溶融温度に達している。ただし、リードは、切欠凹部を除くリード受けプレートの上端面で間欠的に押圧されていることから、リード受けプレートの上端面が接触しているリードの下面は、リード受けプレートに熱が吸収されて半田の溶融温度に達することがない。このため、太陽電池セルＰの裏面側パスバーにリードが接触して溶融するとき、余剰の半田は、リード受けプレートの切欠凹部と対向して半田の溶融温度に達しているリードの下面に流れ込んで半田溜まりを形成することから、余剰の半田が裏面側パスバー以外の外方にはみ出すことがない。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、不良率を低減して太陽電池セルの表面側パスバーおよび裏面側パスバーにそれぞれリードを位置決めして自動的に、かつ、同時に溶着することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００４５】
図１乃至図４には、本発明のリードの溶着装置１の一実施形態が示されている。
【００４６】
この溶着装置１は、太陽電池セルＰを位置決めして間欠的に搬送する搬送装置２と、搬送装置２を介して搬送された太陽電池セルＰの溶着作業位置において、搬送装置２の側方に臨んで設けられたリード移送装置３と、搬送装置２の上方に設けられた上部押圧装置４および熱風装置５と、搬送装置２の側方に設けられた支持装置６と、支持装置６の下方に設けられた下部押圧装置７と、から構成されている。
【００４７】
搬送装置２は、図２および図４に示すように、駆動側および従動側の歯付きプーリー（図示せず）と、歯付きプーリーの歯に噛み合う歯が形成されて一対の歯付きプーリー間に巻回された無端状の歯付きベルト２１と、駆動側歯付きプーリーに連結された電動モーター２２（図１参照）と、からなり、歯付きベルト２１には、設定間隔で２列の小孔２１ａ（図４参照）が形成されている他、その内面は、図示しない送風機に接続された真空ボックス２３に支持されている。
【００４８】
ここで、歯付きベルト２１の幅は、太陽電池セルＰに形成された一対のパスバー間の間隔（パスバーピッチ）よりも小さく設定されている。このため、太陽電池セルＰを、その幅方向中心線が歯付きベルト２１の幅方向中心線と合致するように、歯付きベルト２１に載置した際、各パスバーは、歯付きベルト２１の左右端縁からそれぞれ外方に突出されて位置するものである。
【００４９】
なお、図４に示すように、真空ボックス２３には、その上面に歯付きベルト２１の小孔２１ａに対向して２列の通気溝２３ａが形成されるとともに、各通気溝２３ａに設定間隔で通気孔２３ｂが形成されており、このため、歯付きベルト２１の小孔２１ａは、通気溝２３ａおよび通気孔２３ｂを介して真空ボックス２３の内部に連通されている。
【００５０】
したがって、歯付きベルト２１に載置された太陽電池セルＰは、歯付きベルト２１の小孔２１ａおよび真空ボックス２３の通気溝２３ａ、通気孔２３ｂを通して吸引され、歯付きベルト２１に対して位置決めされる。そして、位置決めされた状態で電動モーター２２を駆動させることにより、前方（搬送装置２による太陽電池セルＰの搬送方向を前方、その逆方向を後方とする。）に搬送される。
【００５１】
リード移送装置３は、図２に示すように、溶着作業位置において、搬送装置２の左右側方にそれぞれ配置された受け台３１と、図示しない真空源に接続されて、各受け台３１に供給された設定長さのリードＬをそれぞれ吸着する複数個の吸着部３２１を有する吸着部材３２と、からなり、各吸着部材３２は、詳細には図示しないが、通常、対応する受け台３１の上方に位置して昇降可能に設けられ、かつ、各受け台３１と、太陽電池セルＰの各表面側パスバーとの間を往復移動可能に設けられている。
【００５２】
したがって、各受け台３１に供給されたリードＬを、吸着部材３２を介してそれぞれ吸着し、太陽電池セルＰの各表面側パスバーに移送して載置することができる。この際、歯付きベルト２１の左右端縁からそれぞれ突出された太陽電池セルＰの左右端部が、後述する支持装置６の各ヒートコントロールブロック６１によってそれぞれ支持される。
【００５３】
ここで、リードＬは、太陽電池セルＰの長さの略２倍の長さに設定されており、その一半部が太陽電池セルＰの表面側パスバーに載置される。このため、リードＬの他半部は太陽電池セルＰの後端縁を越えて延出され、支持装置６のヒートコントロールブロック６１上に載置される（図３参照）。
【００５４】
上部押圧装置４は、図２乃至図４に示すように、方形枠状の支持フレーム４１と、支持フレーム４１の左右内側面に固定された取付部材４２と、取付部材４２に前後方向に間隔をおいてスプリング（図示せず）を介して下方に突出するように付勢された複数本のプローブピン４３と、からなり、支持フレーム４１は、詳細には図示しないが、シリンダを介して昇降自在に設けられている。
【００５５】
したがって、図示しないシリンダを伸縮作動させることにより、支持フレーム４１、すなわち、支持フレーム４１に取付部材４２を介して設けられたプローブピン４３が昇降し、太陽電池セルＰの各表面側パスバーにリード移送装置３を介してそれぞれ載置された各リードＬの一半部を図示しないスプリングによって押圧し、あるいは、押圧位置から上方に退避することができる。この際、太陽電池セルＰの左右端部が、支持装置６の各ヒートコントロールブロック６１によってそれぞれ支持される。
【００５６】
ここで、各プローブピン４３は、移送装置３における吸着部材３２の各吸着部３２１と干渉しないように、配設位置が設定されている。
【００５７】
なお、支持フレーム４１には、各プローブピン４３の先端に向けて開口する複数個の吹き出し口４１ａが形成されるとともに、各吹き出し口４１ａに連通する接続口（図示せず）が形成されており、図示しない空気源から圧縮空気を支持フレーム４１の接続口を通して供給することにより、各吹き出し口４１ａを通してプローブピン４３の先端に向けて圧縮空気を噴出させることができる。
【００５８】
熱風装置５は、図２および図４に示すように、取付フレーム５１と、取付フレーム５１の左右にそれぞれ前後方向に設定間隔をおいて左右対称に固定されるとともに、図示しない送風機とそれぞれ配管接続された各列複数本の２列のヒーター５２と、からなり、取付フレーム５１は、詳細には図示しないが、シリンダを介して昇降自在に設けられている。また、各ヒーター５２の先端は、斜め下外方向に向かう吹き出しノズル５２１に形成されている。
【００５９】
したがって、各ヒーター５２に供給された空気は、加熱されて吹き出しノズル５２１から斜め下外方向に向けて吹き出される。この状態で、図示しないシリンダを伸縮作動させることにより、取付フレーム５１、すなわち、各ヒーター５２が昇降し、太陽電池セルＰの一対のパスバーにそれぞれ載置された各リードＬに向けて熱風を供給し、あるいは、熱風の供給を遮断した状態で上方に退避することができる。この際、各ヒーター５２は、上部押圧装置４の支持フレーム４１によって区画された空間内を昇降する。
【００６０】
なお、熱風装置５におけるヒーター５２の吹き出しノズル５２１は、偏平に形成されており、ヒーター５２が下降した場合、吹き出しノズル５２１から斜め下外方向に吹き出される熱風は、太陽電池セルＰの各パスバーにそれぞれ押圧された各リードＬの一半部全体にほぼ均等に作用するように設定されている。このため、各リードＬの一半部全体が溶着される。
【００６１】
支持装置６は、図２乃至図４に示すように、溶着作業位置において、搬送装置２の歯付きベルト２１の左右外方にそれぞれ配置された一対のヒートコントロールブロック６１を有し、ヒートコントロールブロック６１は、詳細には図示しないが、シリンダを介して昇降自在に設けられている。したがって、図示しないシリンダを伸縮作動させることにより、左右のヒートコントロールブロック６１を、歯付きベルト２１の左右端縁から外方に突出された太陽電池セルＰの左右端部をそれぞれ支持する位置と、搬送装置２による太陽電池セルＰの搬送に影響がないように、下方に退避した位置間に昇降させることができる。
【００６２】
ここで、各ヒートコントロールブロック６１は、図５に詳細に示すように、左方ブロック６２および右方ブロック６３と、これらの左方ブロック６２の上面および右方ブロック６３の上面が同一水平面上に位置した状態で、それらの内面間に間隙ｘを形成するとともに、左方ブロック６２および右方ブロック６３の各上面との間に段差ｙを形成するように、前後方向に設定間隔をおいて左方ブロック６２および右方ブロック６３を連結する複数本の連結ピン６４と、から構成されている。そして、左方ブロック６２の内面および右方ブロック６３の内面間の間隙ｘは、リードＬを位置決めすることができるように、リードＬとの嵌め合いを考慮してリードＬの幅とほぼ同一に設定されている。また、左方ブロック６２の上面および右方ブロック６３の上面と、連結ピン６４との段差ｙは、リードＬの厚みよりもわずかに大きく設定されている。さらに、各ヒートコントロールブロック６１は、太陽電池セルＰの長さのほぼ２倍の長さに形成され、その前半部が搬送装置２の溶着作業位置に対向し、後半部が溶着作業位置の後方、すなわち、太陽電池セルＰが移送される搬送装置２の搬送開始端である移送位置に対向して配置される（図３参照）。
【００６３】
なお、一対のヒートコントロールブロック６１は、搬送装置２を挟んで左右対称に配置されており、図５に示したヒートコントロールブロック６１は、図２から明らかなように、搬送装置２による太陽電池セルＰの搬送方向前方から後方を見て、左側に配置されたものを示している。したがって、搬送装置２の右側に配置されたヒートコントロールブロック６１の左方ブロック６２は、前述したヒートコントロールブロック６１の右方ブロック６３に相当するものであり、また、右方ブロック６３は、前述したヒートコントロールブロック６１の左方ブロック６２に相当するものである。
【００６４】
また、ヒートコントロールブロック６１は、左方ブロック６２の内面および右方ブロック６３の内面間の間隙ｘが太陽電池セルＰのパスバーに臨むように配置されている。したがって、各ヒートコントロールブロック６１が上昇して太陽電池セルＰの左右端部をそれぞれ支持した後、太陽電池セルＰの表面側パスバーにリードＬの一半部を載置した際、リードＬの他半部は、太陽電池セルＰの後端縁を越えて後方に延出され、各ヒートコントロールブロック６１の左方ブロック６２および右方ブロック６３間の間隙ｘ内に位置決めされて収容されるとともに、複数本の連結ピン６４にわたって載置される（図３参照）。
【００６５】
ところで、ヒートコントロールブロック６１は、熱伝導が良好な銅または銅合金からなり、半田の溶融温度未満の設定温度を維持するように制御されている。すなわち、太陽電池セルＰが前述した熱風装置５からの熱風によって加熱された場合、太陽電池セルＰを支持しているヒートコントロールブロック６１にも太陽電池セルＰを通して熱が蓄積され、温度が上昇するが、供給される熱量やヒートコントロールブロック６１の質量などを考慮して温度上昇を把握し、半田の溶融温度を越えないように、設定温度が決定されている。具体的には、太陽電池セルＰの表面側が、熱風装置５からの熱風によって半田の溶融温度に加熱された場合、ヒートコントロールブロック６１が太陽電池セルＰに供給された熱の一部を太陽電池セルＰを通して吸収し、裏面側パスバーを除く太陽電池セルＰの裏面は、半田の溶融温度未満に維持されて、それ以上に温度が上昇することがない。このため、太陽電池セルＰの表面と裏面との間に大きな温度差が発生しないことにより、熱応力による太陽電池セルＰのクラックや割れの発生を防止できるとともに、反りなどの変形の発生を防止できる。
【００６６】
なお、太陽電池セルＰの裏面側パスバーは、ヒートコントロールブロック６１の間隙ｘが対向してヒートコントロールブロック６１が接触していないため、表面側からの熱伝導によって半田の溶融温度に達している。
【００６７】
一方、熱風装置５が上昇した場合には熱の供給が絶たれることから、ヒートコントロールブロック６１は温度降下を開始し、加熱された太陽電池セルＰの熱を、それよりも相対的に低温のヒートコントロールブロック６１を通して吸収することができ、溶融した半田を速やかに固化させてリードＬを溶着することができる。
【００６８】
下部押圧装置７は、図２乃至図４に示すように、支持フレーム７１と、支持フレーム７１に固定されたリード受けプレート７２と、からなり、支持フレーム７１は、詳細には図示しないが、シリンダを介して昇降自在に設けられている。そして、リード受けプレート７２は、前述した各ヒートコントロールブロック６１を構成する左方ブロック６２および右方ブロック６３間に形成された間隙ｘよりも厚みが小さく形成されて、該間隙ｘに臨んで配設されている。また、リード受けプレート７２の上端部には、内方ブロック６２および後方ブロック６３を連結する複数本の連結ピン６４のピッチに対応して、連結ピン６４の直径を若干越える幅と一定深さからなる複数個の切欠凹部７２ａが形成されている。
【００６９】
したがって、図示しないシリンダを伸縮作動させることにより、支持フレーム７１、すなわち、支持フレーム７１に設けられたリード受けプレート７２が内方ブロック６２および後方ブロック６３間に形成された間隙ｘを昇降し、太陽電池セルＰの裏面側パスバーにリードＬの他半部を押圧し、あるいは、押圧位置から下方に退避することができる。この際、太陽電池セルＰは、その表面側パスバーに配置されたリードＬを押圧する上部押圧装置４のプローブピン４３によって支持される。
【００７０】
なお、リード受けプレート７２が太陽電池セルＰの裏面側パスバーにリードＬの他半部を押圧する場合、リード受けプレート７２の切欠凹部７２ａに連結ピンが収容されて連結ピン６４との干渉が防止される。このため、リードＬは、リード受けプレート７２の切欠凹部７２ａを除く上端面によって間欠的に押圧される。
【００７１】
次に、このように構成されたリードＬの溶着装置１の作動について説明する。
【００７２】
まず、初期状態においては、上部押圧装置４の支持フレーム４１および熱風装置５の取付フレーム５１は、それぞれ上昇位置に退避している他、支持装置６のヒートコントロールブロック６１および下部押圧装置７の支持フレーム７１も、下方位置に退避している。また、詳細には図示しないが、リード移送装置３は、搬送装置２による太陽電池セルＰの搬送に同期して作動し、リードＬが設定長さに切断されて受け台３１上に載置されている。
【００７３】
このような状態において、まず、空気源を駆動するとともに、図示しないシリンダを作動させてヒートコントロールブロック６１を上昇させた後、ストッカーから太陽電池セルＰを移送装置（図示せず）を介して搬送装置２の移送位置に移送すると、太陽電池セルＰは、真空ボックス２３の通気孔２３ｂ、通気溝２３ａおよび歯付きベルト２１の小孔２１ａを通して吸引され、移送位置に位置決めされる。この場合、移送位置に位置決めされた太陽電池セルＰの左右端部は、歯付きベルト２１の左右端縁から突出されて、支持装置６の各ヒートコントロールブロック６１の後半部にそれぞれ支持される。
【００７４】
ここで、ヒートコントロールブロック６１は、設定温度に加熱されていることにより、溶着作業位置に搬送されるまでの間、太陽電池セルＰは設定温度に予備加熱される（図６（ａ）参照）。
【００７５】
太陽電池セルＰが設定時間加熱されると、図示しないシリンダが作動してヒートコントロールブロック６１が下降する。その後、搬送装置２のモーター２２を駆動させることにより、歯付きベルト２１上に載置された太陽電池セルＰは、歯付きベルト２１に吸着されて移送位置から溶着作業位置まで搬送される。太陽電池セルＰが溶着作業位置に到達すれば、搬送装置２の作動を停止させた後、支持装置６のシリンダを作動させてヒートコントロールブロック６１を上昇させ、歯付きベルト２１の左右端縁から突出された太陽電池セルＰの左右端部を支持する。この際、ヒートコントロールブロック６１は、設定温度に加熱されていることにより、太陽電池セルＰは、先に予備加熱された設定温度に速やかに上昇する（図６（ｂ）参照）。
【００７６】
一方、溶着作業位置に到達した太陽電池セルＰがヒートコントロールブロック６１によって支持されたならば、リード移送装置３の吸着部材３２がリードＬを吸着するとともに、歯付きベルト２１に吸着された太陽電池セルＰの表面側パスバーまで移動して載置する（図７参照）。この際、リードＬの一半部が太陽電池セルＰの表面側パスバーに載置され、その後半部は、太陽電池セルＰの後端縁を越えて後方に延出され、ヒートコントロールブロック６１の後半部における左方ブロック６２および右方ブロック６３間の間隙ｘに収容されて位置決めされるとともに、複数本の連結ピン６４にわたって載置される（図６（ｃ）参照）。
【００７７】
リードＬが太陽電池セルＰの表面側パスバーに載置されたならば、上部押圧装置４の図示しないシリンダを作動させることにより、支持フレーム４１を下降させ、各吸着部材３２の吸着部３２１と干渉しない位置において、プローブピン４３がリードＬをスプリングによって太陽電池セルＰに押圧する（図８参照）。この際、太陽電池セルＰの左右端部が支持装置６のヒートコントロールブロック６１によって支持されていることから、プローブピン４３のスプリングによる付勢力を太陽電池セルＰを介してヒートコントロールブロック６１が支持することができる。
【００７８】
一方、プローブピン４３によってリードＬが押圧されると、ストッカーから新たな太陽電池セルＰが図示しない移送装置を介して搬送装置２の移送位置に移送される。搬送装置２の移送位置に移送された太陽電池セルＰは、真空ボックス２３の通気孔２３ｂ、通気溝２３ａおよび歯付きベルト２１の小孔２１ａを通して吸引され、位置決めされるとともに、すでに上昇位置にあるヒートコントロールブロック６１の後半部に支持されて、設定温度に予備加熱される。
【００７９】
また、プローブピン４３がリードＬを太陽電池セルＰの表面側パスバーに押圧したならば、リード移送装置３の各吸着部材３２が元の位置に移動した後（図９参照）、熱風装置５の図示しないシリンダを作動させることにより、取付フレーム５１、すなわち、ヒーター５２が上部押圧装置４の支持フレーム４１内を下降し、その吹き出しノズル５２１からリードＬに向けて熱風を供給する（図６（ｄ）および図１０参照）。この際、太陽電池セルＰは、支持装置６のヒートコントロールブロック６１によって設定温度まで加熱されていることにより、ヒーター５２からの熱風を受けて、太陽電池セルＰは速やかに半田の溶融温度に到達し、半田を溶融させる。一方、リードＬに向けて供給される熱風によって加熱された太陽電池セルＰは、設定温度に保持されたヒートコントロールブロック６１に支持されているため、その熱が吸収される。また、ヒートコントロールブロック６１には、加熱された太陽電池セルＰを経て熱が蓄積されることにより、温度が設定温度から徐々に上昇するが、半田の溶融温度を越えることはない。したがって、ヒートコントロールブロック６１に支持されている太陽電池セルＰの裏面は、半田の溶融温度に上昇することがない。すなわち、太陽電池セルＰの表面側は、半田の溶融温度に達しているのに対し、その裏面側は、裏面側パスバーを除いて、ヒートコントロールブロック６１に支持されて半田の溶融温度近傍に達しているに過ぎず、両者には、わずかに温度差が発生している。
【００８０】
半田が溶融すれば、溶融した半田にリードＬが沈み込むことから、このとき、シリンダを作動させてヒーター５２を退避位置に上昇させるとともに、上部押圧装置４の吹き出し口４１ａからプローブピン４３の先端、すなわち、リードＬに向けて空気を噴出させれば、熱風の供給がなくなったことと合わせて冷却空気の供給により、溶融した半田は速やかに固化するとともに、太陽電池セルＰが空冷され、さらに、ヒートコントロールブロック６１の温度が速やかに降下する。したがって、加熱された太陽電池セルＰを冷却するとともに、その熱を、それよりも相対的に低温のヒートコントロールブロック６１を通して吸収することができ、リードＬを太陽電池セルＰの表面側パスバーに速やかに溶着させることができる（図１１参照）。この場合、太陽電池セルＰには、半田を溶融させるに必要な温度以上の熱風は作用せず、かつ、大きな温度差が発生しないため、熱応力による太陽電池セルＰのクラックや割れの発生を防止することができるとともに、太陽電池セルＰやリードＬの変形による溶着不良の発生を防止することができる。
【００８１】
リードＬが太陽電池セルＰの表面側パスバーに溶着されたならば、上部押圧装置４のシリンダを作動させて支持フレーム４１を退避位置に上昇させ、リードＬからプローブピン４３を離脱させるとともに、支持装置６のシリンダを作動させてヒートコントロールブロック６１を退避位置に下降させる（図１２参照）。この際、熱風装置５の熱風を受けて半田の溶融温度近傍まで上昇した後、ヒーター６２が上昇することによって温度降下を開始している支持装置６のヒートコントロールブロック６１は、周囲の外気に放熱し、再び設定温度に低下する。
【００８２】
溶着作業位置において、太陽電池セルＰの表面側パスバーにリードＬの一半部が溶着されたならば、搬送装置２のモーター２２を駆動させることにより、歯付きベルト２１上の移送位置に載置された太陽電池セルＰおよび溶着作業位置に載置されてリードＬが溶着された先行する太陽電池セルＰは、それぞれ歯付きベルト２１に吸着されて溶着作業位置および溶着作業位置の前方位置にそれぞれ搬送される。このため、リードＬが溶着されて先行する太陽電池セルＰのリードＬの他半部は、支持装置６における左方ブロック６２および右方ブロック６３間の間隙ｘに収容されて連結ピン６４に載置されたまま、移送位置に対向する位置から溶着作業位置に対向する位置に移動する（図１３参照）。
【００８３】
太陽電池セルＰが溶着作業位置に、リードＬが溶着されて先行する太陽電池セルＰが前方位置にそれぞれ到達すれば、搬送装置２の作動を停止させた後、支持装置６のシリンダを作動させることにより、ヒートコントロールブロック６１を上昇させ、歯付きベルト２１の左右端縁から突出された太陽電池セルＰの左右端部を支持する。この際、ヒートコントロールブロック６１は、設定温度に加熱されていることにより、太陽電池セルＰは、先に予備加熱された設定温度に速やかに上昇する。また、合わせて、先行する太陽電池セルＰのリードＬの他半部を連結ピン６４上に支持して、太陽電池セルＰの裏面側パスバーからわずかに離隔した直下位置に押し上げる（図６（ｅ）参照）。
【００８４】
太陽電池セルＰがヒートコントロールブロック６１によって支持されたならば、リード移送装置３の吸着部材３２がリードＬを吸着するとともに、歯付きベルト２１に吸着された太陽電池セルＰの表面側パスバーまで移動して載置する（図１４参照）。この際、リードＬの一半部が太陽電池セルＰの表面側パスバーに載置され、その後半部は、太陽電池セルＰの後端縁を越えて後方に延出され、ヒートコントロールブロック６１の後半部における内方ブロック６２および外方ブロック６３間の間隙ｘに収容されて位置決めされるとともに、複数本の連結ピン６４にわたって載置される（図６（ｆ）参照）。
【００８５】
リードＬが太陽電池セルＰの表面側パスバーに載置されたならば、上部押圧装置４の図示しないシリンダを作動させて支持フレーム４１を下降させ、各吸着部材３２の吸着部３２１と干渉しない位置において、プローブピン４３が支持装置６のヒートコントロールブロック６１によって左右端部が支持されている太陽電池セルＰにリードＬをスプリングを介して押圧する。合わせて、下部押圧装置７の図示しないシリンダを作動させることにより、支持フレーム７１を介してリード受けプレート７２を上昇させる。この際、リード受けプレート７２は、内方ブロック６２および後方ブロック６３間に形成された間隙ｘを上昇し、連結ピン６４を切欠凹部７２ａに収容しつつ切欠凹部７２ａを除く上端面が連結ピン６４に支持されている先行する太陽電池セルＰのリードＬの他半部を持ち上げて、太陽電池セルＰの裏面側パスバーに押圧する（図１５参照）。
【００８６】
さらに、太陽電池セルＰの表面側パスバーにおけるプローブピン４３によるリードＬの一半部の押圧およびその裏面側パスバーにおけるリード受けプレート７２による先行する太陽電池セルＰのリードＬの他半部の押圧と同時に、ストッカーから新たな太陽電池セルＰが移送装置を介して搬送装置２の移送位置に移送される。搬送装置２の移送位置に移送された太陽電池セルＰは、真空ボックス２３の通気孔２３ｂ、通気溝２３ａおよび歯付きベルト２１の小孔２１ａを通して吸引され、位置決めされるとともに、すでに上昇位置にあるヒートコントロールブロック６１の後半部に支持されて、設定温度に予備加熱される。
【００８７】
太陽電池セルＰの表面側パスバーにリードＬの一半部をプローブピン４３を介して押圧するとともに、その裏面側パスバーに先行する太陽電池セルＰのリードＬの他半部をリード受けプレート７２を介して押圧したならば、リード移送装置３の各吸着部材３２が元の位置に移動した後（図１６参照）、熱風装置５の図示しないシリンダを作動させることにより、ヒーター５２が上部押圧装置４の支持フレーム４１内を下降し、その吹き出しノズル５２１からリードＬに向けて熱風を供給する（図６（ｇ）および図１７参照）。この際、太陽電池セルＰは、支持装置６のヒートコントロールブロック６１によって設定温度まで加熱されていることにより、ヒーター５２からの熱風を受けて、太陽電池セルＰは速やかに半田の溶融温度に到達し、半田を溶融させる。一方、リードＬに向けて供給される熱風によって加熱された太陽電池セルＰは、設定温度に保持されたヒートコントロールブロック６１に支持されているため、その熱が吸収される。また、ヒートコントロールブロック６１には、加熱された太陽電池セルを経て熱が蓄積されることにより、温度が設定温度から徐々に上昇するが、半田の溶融温度を越えることはない。したがって、ヒートコントロールブロック６１に支持されている太陽電池セルＰの裏面は、半田の溶融温度に上昇することがない。すなわち、太陽電池セルＰの表面側は、半田の溶融温度に達しているのに対し、その裏面側は、裏面側パスバーを除いて、ヒートコントロールブロック６１に支持されて半田の溶融温度近傍に達しているに過ぎず、両者には、わずかに温度差が発生している。また、太陽電池セルＰの裏面側パスバーは、ヒートコントロールブロック６１に支持されていないため、表面からの熱伝導により半田の溶融温度に達している。さらに、先行する太陽電池セルＰのリードＬの他半部は、太陽電池セルＰの裏面側パスバーに接触していることから、リードＬの他半部も半田の溶融温度に達しており、半田が溶融する。ただし、下部押圧装置７のリード受けプレート７２の上端面と接触している箇所のリードＬの下面は、リード受けプレート７２に熱が吸収されるため、半田の溶融温度近傍に維持されている。このため、太陽電池セルＰの裏面側パスバーにリードＬが接触して溶融した半田の余剰分は、リード受けプレート７２の切欠凹部７２ａと対向して半田の溶融温度に達しているリードＬの下面に流れ込み、半田溜まりｇ（図１８参照）を形成することから、裏面側パスバー以外の外方にはみ出すことがない。
【００８８】
太陽電池セルＰの表面側および裏面側において、半田が溶融すれば、溶融した半田にリードＬが沈み込むことから、このとき、シリンダを作動させてヒーター５２を退避位置に上昇させるとともに、上部押圧装置４の吹き出し口４１ａからプローブピン４３の先端、すなわち、リードＬに向けて空気を噴出させれば、熱風の供給がなくなったことと合わせて冷却空気の供給により、溶融した半田は速やかに固化するとともに、太陽電池セルＰが空冷され、さらに、ヒートコントロールブロック６１の温度が速やかに降下する。したがって、加熱された太陽電池セルＰを冷却するとともに、その熱を、それよりも相対的に低温のヒートコントロールブロック６１を通して吸収することができ、リードＬを太陽電池セルＰの表面側パスバーおよび裏面側パスバーにそれぞれ溶着することができる（図１９参照）。
【００８９】
この場合、溶融した半田やフラックスが一部落下したとしても、ヒートコントロールブロック６１の間隙ｘを形成する左方ブロック６２の内面および右方ブロック６３の内面と、リードＬの側面とのわずかな隙間を通して下方に滴下するため、次のリードＬの溶着作業に影響を与えることはない。さらに、太陽電池セルＰには、半田を溶融させるに必要な温度以上の熱風は作用せず、かつ、大きな温度差が発生しないため、熱応力による太陽電池セルＰのクラックや割れの発生を防止することができるとともに、太陽電池セルＰやリードＬの変形による溶着不良の発生を防止することができる。
【００９０】
リードＬが太陽電池セルＰの表面側パスバーおよび裏面側パスバーにそれぞれ溶着されたならば、上部押圧装置４のシリンダを作動させ、支持フレーム４１を退避位置に上昇させて、リードＬからプローブピン４３を離脱させるとともに、下部押圧装置７のシリンダを作動させ、支持フレーム７１を退避位置に下降させて、リードＬからリード受けプレート７２を離脱させる。さらに、支持装置６のシリンダを作動させてヒートコントロールブロック６１を退避位置に下降させる（図２０参照）。この際、熱風装置５の熱風を受けて半田の溶融温度近傍まで上昇した後、ヒーター６２が上昇することによって温度降下を開始している支持装置６のヒートコントロールブロック６１は、周囲の外気に放熱し、再び設定温度に低下する。
【００９１】
太陽電池セルＰの表面側パスバーにリードＬの一半部が溶着されるとともに、その裏面側パスバーに先行する太陽電池セルのリードＬの他半部が溶着されたならば、搬送装置２のモーター２２を駆動させることにより、歯付きベルト２１上の移送位置に載置された太陽電池セルＰおよび溶着作業位置に載置されてリードＬが溶着された先行する太陽電池セルＰは、それぞれ歯付きベルト２１に吸着されて溶着作業位置および溶着作業位置の前方位置にそれぞれ搬送され、以下、前述したように、図１３から図２０に示した工程を経て、溶着作業位置において、太陽電池セルＰの表面側パスバーにリードＬの一半部を溶着すると同時に、その裏面側パスバーに先行する太陽電池セルＰのリードＬの他半部を溶着し、リードＬを介して設定枚数の太陽電池セルＰを接続してストリングＳを形成する。
【００９２】
ストリングＳを形成したならば、再び１枚目の太陽電池セルＰにリードＬの一半部を溶着した後、同様に作業を再開すればよい。
【００９３】
なお、詳細には図示しないが、ストリングＳは、搬送装置２に連続する搬送装置に搬送された後、ストリングＳのストッカーに移送される。
【００９４】
ところで、前述した実施形態においては、一対のリードＬを太陽電池セルＰに形成された表面側パスバーおよび裏面側パスバーにそれぞれ溶着する場合を説明したが、太陽電池セルＰの大型化に伴って太陽電池セルＰの表面および裏面にそれぞれ３本以上のパスバーが形成される場合は、前述した実施形態の溶着装置１に増加したリードＬの本数に対応する構成を付加することにより、３本以上の表面側パスバーおよび裏面側パスバーにそれぞれリードＬを同時に溶着することができる。
【００９５】
例えば、太陽電池セルの表面および裏面に形成された３本のパスバーに３本のリードＬをそれぞれ同時に溶着する溶着装置１の実施形態について、図２１および図２２に基づいて説明する。
【００９６】
この実施形態の溶着装置１も、太陽電池セルＰを位置決めして間欠的に搬送する搬送装置２と、搬送装置２を介して搬送された太陽電池セルＰの溶着作業位置において、搬送装置２の側方に臨んで設けられたリード移送装置３と、搬送装置２の上方に設けられた上部押圧装置４および熱風装置５と、搬送装置２の側方に設けられた支持装置６と、支持装置６の下方に設けられた下部押圧装置７と、から構成されている。
【００９７】
搬送装置２は、太陽電池セルＰに形成された３本のパスバーに対応して、２個配設されており、各搬送装置２は、図示しない駆動側歯付きプーリーおよび従動側歯付きプーリーと、歯付きプーリーの歯に噛み合う歯が形成されて一対の歯付きプーリー間に巻回された無端状の歯付きベルト２１と、駆動側歯付きプーリーに連結された電動モーター２２（図１参照）と、からなり、各歯付きベルト２１には、設定間隔で１列の小孔２１ａが形成されている他、その内面は、図示しない送風機に接続された真空ボックス２３にそれぞれ支持されている。
【００９８】
ここで、各歯付きベルト２１の幅は、太陽電池セルＰのパスバーピッチよりも小さく設定されており、太陽電池セルＰを、その中央のパスバーが２個の搬送装置２の中間に位置するように、２列の歯付きベルト２１にわたって載置した際、左右のパスバーは、各歯付きベルト２１の端縁からそれぞれ外方に突出されて位置するものである。
【００９９】
一方、各真空ボックス２３には、その上面に歯付きベルト２１の小孔２１ａに対向して１列の通気溝２３ａが形成されるとともに、各通気溝２３ａに設定間隔で通気孔２３ｂが形成されており、このため、各歯付きベルト２１の小孔２１ａは、通気溝２３ａおよび通気孔２３ｂを介して各真空ボックス２３の内部に連通されている。
【０１００】
したがって、２本の歯付きベルト２１にわたって載置された太陽電池セルＰは、それぞれ各歯付きベルト２１の小孔２１ａおよび各真空ボックス２３の通気溝２３ａ、通気孔２３ｂを通して吸引され、２本の歯付きベルト２１に対して位置決めされる。そして、位置決めされた状態で電動モーター２２を同期して駆動させることにより、前方に搬送される。
【０１０１】
リード移送装置３は、太陽電池セルＰに３本のパスバーが形成されたことに対応して、一方側にパスバーピッチに対応して２個の受け台３１を設けるとともに、２個の受け台３１にそれぞれ供給されたリードＬを吸着する２個の吸着部３２１を有する吸着部材３２を設けて、一方側から２本のリードを同時に移送できるように構成した以外、先のリード移送装置３と相違しないことから、その詳細な説明を省略する。
【０１０２】
上部押圧装置４および熱風装置５は、パスバーが１本増えたことに対応して、プローブピン４３およびヒーター５２をそれぞれ１列追加した以外、先の上部押圧装置４および熱風装置５と相違しないことから、その詳細な説明を省略する。
【０１０３】
支持装置６は、パスバーが１本増えたことに対応して、１個のヒートコントロールブロック６１が追加された以外、先の支持装置６と相違しないことから、その詳細な説明を省略する。
【０１０４】
ただし、中央のヒートコントロールブロック６１を構成する左方ブロック６２および右方ブロック６３は、同一形状に形成されている。
【０１０５】
下部押圧装置７は、太陽電池セルＰに形成された中央パスバーに対応するリード受けプレート７２が、支持装置６の中央のヒートコントロールブロック６１の間隙ｘに臨んで追加された以外、先の下部押圧装置７と相違しないことから、その詳細な説明を省略する。
【０１０６】
このような実施形態においても、詳細には図示しないが、溶着作業位置において、２本の歯付きベルト２１にわたって載置されて位置決めされた太陽電池セルＰの３本の表面側パスバーに３本のリードＬをそれぞれ移送して押圧した後、各リードの一半部にそれぞれ熱風を供給して溶着し、次いで、２個の搬送装置２の電動モーター２２を同期して駆動させ、３本のリードＬが溶着された太陽電池セルＰを溶着作業位置の前方位置に搬送するとともに、移送位置において、２本の歯付きベルト２１にわたって載置されて位置決めされた太陽電池セルＰを溶着作業位置に搬送する。
【０１０７】
その後、溶着作業位置において、２本の歯付きベルト２１にわたって載置されて位置決めされた太陽電池セルＰの３本の表面側パスバーに３本のリードＬをそれぞれ移送して押圧するとともに、その３本の裏面側パスバーに、リードＬが溶着されて先行する太陽電池セルＰの３本のリードＬの他半部を押圧した後、表面側パスバーにそれぞれ押圧された３本のリードの一半部にそれぞれ熱風を供給し、太陽電池セルＰの３本の表面側パスバーおよび３本の裏面側パスバーにそれぞれ３本のリードＬの一半部および３本のリードＬの他半部を溶着する。
【０１０８】
太陽電池セルＰの表面側パスバーおよび裏面側パスバーにそれぞれ３本のリードＬが溶着されたならば、２個の搬送装置２の電動モーター２２を同期して駆動させ、移送位置において、２本の歯付きベルト２１にわたって載置された太陽電池セルＰを溶着作業位置に搬送するとともに、溶着作業位置において、２本の歯付きベルト２１にわたって載置されて、３本のリードがそれぞれ表面側パスバーおよび裏面側パスバーに溶着された太陽電池セルＰを溶着作業位置の前方位置に搬送し、以下、同様に作業にすることにより、太陽電池セルＰの３本の表面側パスバーおよび３本の裏面側パスバーにそれぞれ３本のリードを溶着することができ、３本のリードＬを介して設定枚数の太陽電池セルＰを接続してなるストリングＳを形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
以上のように本発明によれば、不良品の少ない太陽電池セルのストリングを連続的に製造することができ、太陽光発電装置のコストを大幅に削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明のリードの溶着装置を設けた生産ラインを示す平面図である。
【図２】本発明のリードの溶着装置の一実施形態を太陽電池セルとともに模式的に示す正面図である。
【図３】図２のリードの溶着装置における太陽電池セルとリードの関係を一部省略して示す側面図である。
【図４】図２のリードの溶着装置を示す斜視図である。
【図５】リードの溶着装置を構成する支持装置のヒートコントロールブロックを拡大して示す正面図である。
【図６】本発明のリードの溶着装置による太陽電池セルに対するリードの溶着工程を模式的に説明する側面図である。
【図７】図２のリードの溶着装置の溶着工程を模式的に説明する正面図である。
【図８】図２のリードの溶着装置の溶着工程を模式的に説明する正面図である。
【図９】図２のリードの溶着装置の溶着工程を模式的に説明する正面図である。
【図１０】図２のリードの溶着装置の溶着工程を模式的に説明する正面図である。
【図１１】図２のリードの溶着装置の溶着工程を模式的に説明する正面図である。
【図１２】図２のリードの溶着装置の溶着工程を模式的に説明する正面図である。
【図１３】図２のリードの溶着装置の溶着工程を模式的に説明する正面図である。
【図１４】図２のリードの溶着装置の溶着工程を模式的に説明する正面図である。
【図１５】図２のリードの溶着装置の溶着工程を模式的に説明する正面図である。
【図１６】図２のリードの溶着装置の溶着工程を模式的に説明する正面図である。
【図１７】図２のリードの溶着装置の溶着工程を模式的に説明する正面図である。
【図１８】太陽電池セルの裏面側パスバーに対するリードの溶着結果を拡大して示す説明図である。
【図１９】図２のリードの溶着装置の溶着工程を模式的に説明する正面図である。
【図２０】図２のリードの溶着装置の溶着工程を模式的に説明する正面図である。
【図２１】本発明のリードの溶着装置の他の実施形態を太陽電池セルおよびリードとともに模式的に示す正面図である。
【図２２】図２１のリードの溶着装置を示す斜視図である。
【図２３】複数個の太陽電池セルをリードを介して接続してなるストリングの平面図およびその側面図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１  溶着装置
２  搬送装置
２１  歯付きベルト
３  リード移送装置
３２  吸着部材
４  上部押圧装置
４３  プローブピン
５  熱風装置
５２  ヒーター
６  支持装置
６１  ヒートコントロールブロック
６２  左方ブロック
６３  右方ブロック
６４  連結ピン
７  下部押圧装置
７２  リード受けプレート
７２ａ  切欠凹部
ｘ  間隙
ｙ  段差
Ｐ  太陽電池セル
Ｌ  リード
Ｓ  ストリング
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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