(57)【要約】【課題】タブ押え機構とタブとの接触を検知することで、タブと太陽電池素子との接合不良を抑制し、信頼性の高い太陽電池モジュールを製造することができる太陽電池モジュールの製造装置を得ること。【解決手段】太陽電池モジュールの製造装置は、太陽電池素子１の一面において既定方向に伸長した状態で設けられた集電電極２にタブ２１を電気的に接続する太陽電池モジュールの製造装置において、一面を上側にした状態で太陽電池素子が載置される接合ステージと５４、表面にはんだが被覆された状態で集電電極２上に既定方向に沿って配置されたタブ２１を上方から押え付ける複数のタブ押え５３ａと、タブ２１と太陽電池素子１との接触を検知するタブ接触検知部５９と、を備える。【選択図】図１７
2019140335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池素子の一面において既定方向に伸長した状態で設けられた集電電極にタブを電気的に接続する太陽電池モジュールの製造装置であって、
前記一面を上側にした状態で前記太陽電池素子が載置される接合ステージと、
表面にはんだが被覆された状態で前記集電電極上に前記既定方向に沿って配置されたタブを上方から押え付ける複数のタブ押えと、
前記タブと前記太陽電池素子との接触を検知するタブ接触検知部と、
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】
前記タブ接触検知部は、
前記タブ押えと前記接合ステージとに対して電気的に直列に接続されるタブ押え接続回路と、
前記タブ押え接続回路に電圧を印可する電源と、
前記タブ押え接続回路に流れる電流を計測する電流計と、
を備えた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】
前記タブ接触検知部は、
前記複数のタブ押えのうち、選択されたタブ押えのみを前記タブ押え接続回路に接続する選択スイッチを備えたことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項４】
前記太陽電池モジュールの製造装置は、
前記タブを熱風により加熱する加熱部を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項５】
太陽電池素子の一面において既定方向に伸長した状態で設けられた集電電極にタブを電気的に接続する太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記一面を上側にした状態で前記太陽電池素子を接合ステージに載置する工程と、
表面にはんだが被覆された状態で前記集電電極上に前記既定方向に沿って配置されたタブを、前記太陽電池素子上に配置する工程と、
前記タブをタブ押えにより上方から押え付ける工程と、
前記タブ押えと前記太陽電池素子との間に電流を流すことにより、前記タブと前記太陽電池素子との接触を検知する工程と、
を備えたことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記タブと前記太陽電池素子との接触を検知する工程において、
前記タブ押えと前記太陽電池素子との間に流れる電流値である計測電流値と、予め設定された基準電流値とを比較し、前記計測電流値が前記基準電流値よりも大きければ、前記タブと前記太陽電池素子とが接触していると判定する接触判定工程を備えた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】
前記接触判定工程において、
前記太陽電池素子に対して順方向に電圧を印可したときの順方向電流と、前記太陽電池素子に対して逆方向に電圧を印可したときの逆方向電流とを計測し、
前記順方向電流と前記逆方向電流との差を前記計測電流値とすることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項８】
前記タブと前記太陽電池素子との接触を検知する工程において、
接触が検知されなかったときに、異常処置を行うことを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１項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、太陽電池素子にタブを接続する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の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、受光面に受光面集電電極が形成され、裏面に裏面集電電極が形成された複数の太陽電池素子を複数のタブで順次接続することにより、太陽電池素子が直列に接続された太陽電池モジュールを製造する装置および方法が開示されている。
【０００３】
具体的には、裏面集電電極が裏面タブと重なるように、処理対象となる太陽電池素子が配置される。つぎに、処理対象となる太陽電池素子の受光面集電電極に受光面タブが重ねて配置される。この受光面集電電極への受光面タブの配置は、受光面タブを吸着保持するタブ搬送部によって行われる。そして、処理対象となる太陽電池素子の受光面集電電極に重ねられた受光面タブをタブ押え機構によって押えつけて加熱することで、受光面タブに予め供給されているはんだによって受光面タブと受光面集電電極とを溶着させ、かつ、裏面タブと裏面電極とを溶着させる。
【０００４】
以上の工程を繰り返すことで、複数の太陽電池素子が直列に接続されたストリングが製造される。形成されたストリングは、別のステージに搬出され、既定数のストリングを並列させて互いに電気的に接続することで太陽電池モジュールが製造される。
【０００５】
上述のタブ押え機構は、駆動手段によって上下動する複数のピンから構成されているが、複数のピンを均一に押える技術については開示が無く、押えつける力が局所的に加わることで、太陽電池素子を破損させるという問題がある。
【０００６】
また、特許文献２には、タブ押え機構にスプリングを内蔵することでタブを均一に押える技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１９６７４９号公報
【特許文献２】特開２０１３−１３９０４４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、上記特許文献２の技術によれば、タブ押え機構は高温環境やフラックスのロジン成分が固着しやすい環境に曝されており、スプリングが経年劣化や固着により正常に動作しない場合がある。タブ押え機構が正常に動作しない状態でタブ付けを行うと、タブと太陽電池素子との接合強度が低下し、太陽電池モジュールの信頼性が低下するという課題がある。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、タブ押え機構とタブとの接触を検知することで、タブと太陽電池素子との接合不良を抑制し、信頼性の高い太陽電池モジュールを製造することができる太陽電池モジュールの製造装置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装置は、太陽電池素子の一面において既定方向に伸長した状態で設けられた集電電極にタブを電気的に接続する太陽電池モジュールの製造装置において、一面を上側にした状態で太陽電池素子が載置される接合ステージと、表面にはんだが被覆された状態で集電電極上に既定方向に沿って配置されたタブを上方から押え付ける複数のタブ押えと、タブと太陽電池素子との接触を検知するタブ接触検知部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、タブ押え機構とタブとの接触を検知することで、タブと太陽電池素子との接合不良を抑制することができる太陽電池モジュールの製造装置が得られる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュールを示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュールの要部断面図であり、図１におけるＩＩ−ＩＩ線における要部断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュールにおける太陽電池素子の接続構造の概要を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池素子を受光面側から見た平面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池素子を受光面と反対の裏面側から見た平面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュールの太陽電池ストリングの製造方法の手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の実施の形態にかかる第１タブが接合ステージ上に配置される工程を示す側面図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態にかかる第１タブが接合ステージ上に配置される工程を示す断面図であり、図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面図
【図９】図９は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池素子が接合ステージ上に配置される工程を示す側面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池素子が接合ステージ上に配置される工程を示す断面図であり、図９におけるＸ−Ｘ線における断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態にかかる第２タブが太陽電池素子上に配置される工程を示す側面図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態にかかる第２タブが太陽電池素子上に配置される工程を示す断面図であり、図１１におけるＸＩＩ−ＸＩＩ線における断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態においてタブ押え機構を配置する工程を示す側面図であり、タブ押え機構が太陽電池素子の上方にある状態を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施の形態においてタブ押え機構を配置する工程を示す側面図であり、タブ押え機構が太陽電池素子の第２タブに接触した状態を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施の形態においてタブ押え機構を配置する工程を示す断面図であり、図１４におけるＸＶ−ＸＶ線における断面図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施の形態において太陽電池素子とタブとタブ押えのみを示した要部斜視図である。
【図１７】図１７は、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装置の断面模式図である。
【図１８】図１８は、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装置の断面模式図である。
【図１９】図１９は、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装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２０】図２０は、本発明の実施の形態にかかるタブ押え機構の配置工程のフローチャートである。
【図２１】図２１は、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装置の断面模式図である。
【図２２】図２２は、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装置の断面模式図である。
【図２３】図２３は、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装置の加熱部の配置を示す側面図である。
【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装置および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、以下の説明で用いる図面においては、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。また、図面を見やすくするために、平面図にハッチングを付したり、断面図においてハッチングを省略する場合がある。
【００１４】
実施の形態
図１は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュール１００を示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュール１００の要部断面図であり、図１におけるＩＩ−ＩＩ線における要部断面図である。図３は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュール１００における太陽電池素子１の接続構造の概要を示す図である。図４は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池素子１を受光面側から見た平面図である。図５は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池素子１を受光面と反対の裏面側から見た平面図である。
【００１５】
本実施の形態にかかる太陽電池モジュール１００は、複数の太陽電池素子１が帯状のタブ２１によって接続された太陽電池ストリング２０、太陽電池モジュール１００の受光面側である表面側に配置された受光面側保護部材３１である強化カバーガラス、太陽電池モジュール１００の受光面と対向する裏面側に配置された裏面側保護部材３３であるバックシート、太陽電池ストリング２０を封止する封止部材３２を含んで構成されている。そして、太陽電池ストリング２０が、受光面側保護部材３１と裏面側保護部材３３との間に挟持された封止部材３２の中に封止されている。この太陽電池モジュール１００では、受光面側保護部材３１側から光が入射する。
【００１６】
図４に示すように、太陽電池素子１は、半導体基板５の受光面側に、リン拡散によって図示しない不純物拡散層が形成され、該不純物拡散層上にシリコン窒化膜からなる反射防止膜４が形成されている。また、半導体基板５の受光面１０ａ側には、長尺細長の複数の細線電極３と、細線電極３と導通する複数の受光面集電電極２とが設けられている。細線電極３は、太陽電池素子１で生成された電力を不純物拡散層から集電する。受光面集電電極２は、細線電極３に集電された電力を集電する集電電極である。太陽電池素子１の一面である受光面において既定方向に伸長した状態で設けられている。細線電極３および受光面集電電極２は、それぞれの底面部において不純物拡散層と電気的に接続されている。
【００１７】
また、図５に示すように、太陽電池素子１における受光面１０ａと対向する面である裏面１０ｂには、外周縁部を除いたほぼ全体にわたって裏面電極７が設けられるとともに、太陽電池素子１の面方向において受光面集電電極２と対向する位置に受光面集電電極２と略同一方向に延伸する裏面集電電極６が設けられている。
【００１８】
つぎに、太陽電池ストリング２０の構成について説明する。太陽電池ストリング２０は、複数の単列太陽電池ストリング２５を備える。単列太陽電池ストリング２５は、図３に示すように既定の配列方向に配列された複数の太陽電池素子１と、タブ２１とを有する。複数の太陽電池素子１は、既定の配列方向において既定の距離だけ離間して同一平面上に規則的に配列されている。複数枚、たとえば４枚の太陽電池素子１同士が、図１および図３に示すようにタブ２１によって電気的に直列に接続されて、単列太陽電池ストリング２５を構成している。
【００１９】
すなわち、太陽電池素子１は、ｐ型基板で受光面側にｎ型拡散層を備えてｐｎ接合を形成し、受光面側の電極がマイナス電極、裏面側の電極がプラス電極となって構成される。このため、図１および図２では、既定の配列方向である縦方向において隣接する太陽電池素子１のうちの一方の太陽電池素子１の受光面集電電極２と他方の太陽電池素子１の裏面集電電極６とにタブ２１をはんだ付けすることにより、隣接する太陽電池素子１同士が電気的に直列に相互接続されて単列太陽電池ストリング２５が構成されている。タブ２１は、銅線などの良導体からなる細長い帯形状の線材の表面にあらかじめＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだ等のはんだがコーティングされている。
【００２０】
また、既定の配列方向と直交する横方向に連なる単列太陽電池ストリング２５同士が出力リードフレーム２２で電気的に連結されて、複数本の単列太陽電池ストリング２５が電気的に直列に相互接続された太陽電池ストリング２０が構成されている。すなわち、出力リードフレーム２２は、横方向に連なる２つの単列太陽電池ストリング２５における一端の太陽電池素子１から導出したタブ２１同士を電気的に接続する。出力リードフレーム２２は、銅線などの良導体からなる細長い帯形状の線材の表面にあらかじめＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだ等のはんだがコーティングされている。
【００２１】
そして、太陽電池ストリング２０の一端の太陽電池素子１に電気的に接続されたプラス取り出し電極２３と、太陽電池ストリング２０の他端の太陽電池素子１に電気的に接続されたマイナス取り出し電極２４とにより、太陽電池ストリング２０から最終的に電気を取り出せるように構成されている。
【００２２】
太陽電池ストリング２０の裏面側には、裏面側保護部材３３として耐水性等に優れたバックシートが設けられている。バックシートは、ポリフッ化ビニル（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  Ｆｌｕｏｒｉｄｅ：ＰＶＦ）などの耐湿性を有する材料を原料として形成され、太陽電池ストリング２０の裏側に配置されている。
【００２３】
太陽電池ストリング２０の受光面側には、受光面側保護部材３１として強化カバーガラスが配置されている。太陽電池モジュール１００は、長期信頼性が要求される。このため、図１および図２に示すように、太陽電池ストリング２０は、太陽光を透過させながら雨等の浸入を防ぎ、落下物等の衝撃を吸収する機能を備えた強化カバーガラスで最表面を覆うように構成されている。
【００２４】
封止部材３２は、太陽電池素子１と強化カバーガラスとの隙間、太陽電池素子１とバックシートとの隙間、太陽電池素子１と太陽電池素子１との隙間など、バックシートと強化カバーガラスとの間の全体に配置されて太陽電池素子１を内包し、封止している。これにより、封止部材３２により太陽電池素子１を保護するとともに、太陽電池モジュール１００の耐湿性向上が図られている。封止部材３２は、一般的にはエチレン酢酸ビニルコポリマー（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｖｉｎｙｌ  Ａｃｅｔａｔｅ：ＥＶＡ）などの光透過性が高い熱硬化型樹脂により形成されている。封止部材３２にＥＶＡを適用する場合には、シート状のＥＶＡを用いると、製造時の作業性が良い。
【００２５】
つぎに、太陽電池モジュール１００の製造工程、特に太陽電池ストリング２０の製造工程について図６から図２３を参照して詳細に説明する。図６は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュール１００の太陽電池ストリングの製造方法の手順を示すフローチャートである。
【００２６】
以下の説明では、ステップＳ２０において太陽電池素子１の裏面側に設置されるタブと、ステップＳ４０において太陽電池素子１の受光面側に設置されるタブとを区別するために、１つの太陽電池素子１について、裏面側に設置されるタブ２１を第１タブ２１−１、太陽電池素子１の受光面側に設置されるタブ２１を第２タブ２１−２として区別する。なお、これらは、太陽電池ストリング２０の製造工程を説明する上で便宜上区別しているだけであり、第１タブ２１−１と第２タブ２１−２とが異なるものであるわけではない。
【００２７】
また、１本のタブ２１のうち、太陽電池素子１の裏面側に設置される部分と、太陽電池素子１の受光面側に設置される部分とを区別する必要がある場合には、太陽電池素子１の受光面側に設置される他端側の部分を受光面側タブ領域２１ａ、太陽電池素子１の裏面側に設置される一端側の部分を裏面側タブ領域２１ｂとして区別する。なお、これらは、太陽電池ストリングの製造工程を説明する上で便宜上区別しているだけであり、受光面側タブ領域２１ａと裏面側タブ領域２１ｂとが異なるものであるわけではない。
【００２８】
（太陽電池素子の作製）
まず、ステップＳ１０において、公知の方法により上述した複数の太陽電池素子１が作製される。なお、太陽電池素子１は、半導体基板を用いた一般的な結晶系の太陽電池素子の製造方法により作製されればよく、詳細な説明は省略する。
【００２９】
つぎのステップＳ２０からステップＳ６０は、本実施の形態にかかる太陽電池モジュールの製造装置５０を用いて実施される。図１９は、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装置５０の概略構成を示すブロック図である。太陽電池モジュールの製造装置５０は、制御プログラムを記憶する記憶部５１と、制御プログラムに従って太陽電池モジュールの製造装置５０における各部を制御する制御部５２と、制御部５２により制御されるタブ押え機構５３、接合ステージ５４、タブ搬送部５５、太陽電池素子搬送部５６、タブ押え機構搬送部５７、加熱部５８およびタブ接触検知部５９を備える。
【００３０】
記憶部５１は、タブ搬送部５５、太陽電池素子搬送部５６、タブ押え機構搬送部５７、加熱部５８およびタブ接触検知部５９に以下で説明する動作を行わせる制御プログラムを記憶している。制御部５２は、記憶部５１に記憶された制御プログラムに従ってタブ搬送部５５等の構成部を制御して動作させる。タブ押え機構５３は、受光面集電電極２上に既定方向に沿って配置されたタブ２１を、太陽電池素子１の一面である受光面上に配置されて上方から押え付ける。
【００３１】
接合ステージ５４は、受光面側の一面を上側にした状態で太陽電池素子１が載置される。タブ搬送部５５は、タブ２１を搬送する。太陽電池素子搬送部５６は、太陽電池素子１を搬送する。タブ押え機構搬送部５７は、タブ押え機構５３を搬送する。加熱部５８は、タブ２１のはんだを加熱する。タブ接触検知部５９は、タブ押え機構５３とタブ２１との接触を検知する。
【００３２】
（第１タブの配置）
つぎに、ステップＳ２０において、図７に示すように、太陽電池素子１の裏面集電電極６に接合される３本の第１タブ２１−１が、接合ステージ５４上に配置される。図７は、第１タブ２１−１が接合ステージ５４上に配置される工程を示す側面図である。接合ステージ５４は、太陽電池素子１へのタブ２１の接合が行われるステージである。
【００３３】
第１タブ２１−１は、ロール状に巻き取られた銅線からなる細長い帯形状のタブ材が既定の長さに切断され、表面にはんだがコーティングされたものである。
【００３４】
３本の第１タブ２１−１は、タブ搬送部５５に吸着保持されて搬送され、太陽電池素子１の裏面側に設置される一端側の部分である裏面側タブ領域２１ｂが接合ステージ５４の上面に当接した状態で、接合ステージ５４上の既定の位置に載置される。３本の第１タブ２１−１は、接続される太陽電池素子１の裏面集電電極６に対応する位置に、長手方向を平行にして配置される。
【００３５】
ここで第１タブ２１−１は、図８に示すように、長手方向の中央部に段差よりも下側の部分であって太陽電池素子１の裏面側に設置される一端側の部分である裏面側タブ領域２１ｂが、接合ステージ５４の上面に設けられた第１のタブ保持溝５４ａに収納された状態で載置される。第１タブ２１−１の裏面側タブ領域２１ｂは、第１のタブ保持溝５４ａに収納されることにより、幅方向における湾曲が矯正されて真っ直ぐな状態となる。図８は、本発明の実施の形態にかかる第１タブ２１−１が接合ステージ５４上に配置される工程を示す断面図であり、図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面図である。
【００３６】
第１のタブ保持溝５４ａは、接合ステージ５４の上面において、接合ステージ５４上に配置される太陽電池素子１の裏面集電電極６に対応する位置に設けられている。第１のタブ保持溝５４ａの深さは、第１タブ２１−１の厚みと太陽電池素子１の裏面集電電極６の厚みとの合計値以下とされている。第１のタブ保持溝５４ａの深さが深すぎる場合には、第１のタブ保持溝５４ａに収納された第１タブ２１−１の裏面側タブ領域２１ｂと太陽電池素子１の裏面集電電極６とが接合できない場合がある。
【００３７】
（太陽電池素子の配置）
つぎに、ステップＳ３０において、図９に示すように、太陽電池素子１が接合ステージ５４上に配置される。図９は、太陽電池素子１が接合ステージ５４上に配置される工程を示す側面図である。図１０は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池素子１が接合ステージ５４上に配置される工程を示す断面図であり、図９におけるＸ−Ｘ線における断面図である。太陽電池素子１は、太陽電池素子搬送部５６に吸着保持されて搬送され、接合ステージ５４上における３本の第１タブ２１−１の裏面側タブ領域２１ｂの直上に位置する既定の位置に、受光面側を上にした状態で配置される。
【００３８】
このとき、太陽電池素子１の３本の裏面集電電極６が、接合ステージ５４上に配置された３本の第１タブ２１−１の延在方向と平行方向に、第１タブ２１−１の裏面側タブ領域２１ｂ上に重ねられる。すなわち、太陽電池素子１は、３本の裏面集電電極６がそれぞれ第１タブ２１−１の裏面側タブ領域２１ｂと接触した状態で配置される。
【００３９】
（第２タブの配置）
つぎに、ステップＳ４０において、図１１および図１２に示すように、太陽電池素子１の受光面集電電極２に接合される新たな３本の第２タブ２１−２が、太陽電池素子１上に配置される。図１１は、本発明の実施の形態にかかる第２タブ２１−２が太陽電池素子１上に配置される工程を示す側面図である。図１２は、本発明の実施の形態にかかる第２タブ２１−２が太陽電池素子１上に配置される工程を示す断面図であり、図１１におけるＸＩＩ−ＸＩＩ線における断面図である。
【００４０】
３本の第２タブ２１−２は、タブ搬送部５５に吸着保持されて搬送され、太陽電池素子１の受光面側に設置される他端側の部分である受光面側タブ領域２１ａが太陽電池素子１の受光面集電電極２に重なった状態で太陽電池素子１上に配置される。３本の第２タブ２１−２は、太陽電池素子１の受光面集電電極２と第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａとが接触した状態で、長手方向を平行にして受光面集電電極２上に配置される。
【００４１】
なお、上記においては説明を省略しているが、第１タブ２１−１、第２タブ２１−２、受光面集電電極２および裏面集電電極６には、適切なタイミングでフラックスが塗布される。
【００４２】
（タブ押え機構の配置）
つぎに、ステップＳ５０において、図１３および図１４に示すように、タブ押え機構５３を太陽電池素子１上に配置する。すなわち、太陽電池素子１の受光面側に配置された第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａを、タブ押え５３ａで上方から押え込む。タブ押え機構５３にはスプリングが内蔵されており、タブ押え５３ａは均一に第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａを押えることが可能である。これにより、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａ、太陽電池素子１および第１タブ２１−１の裏面側タブ領域２１ｂが、タブ押え５３ａと接合ステージ５４とに挟み込まれる。図１３は、本発明の実施の形態においてタブ押え機構５３を配置する工程を示す側面図であり、タブ押え機構５３が太陽電池素子１の上方にある状態を示す図である。図１４は、本発明の実施の形態においてタブ押え機構５３を配置する工程を示す側面図であり、タブ押え機構５３が太陽電池素子１の第２タブ２１−２に接触した状態を示す図である。図１５は、本発明の実施の形態においてタブ押え機構５３を配置する工程を示す断面図であり、図１４におけるＸＶ−ＸＶ線における断面図である。
【００４３】
ここでタブ押え機構５３とタブ接触検知部５９とについて、図１６、図１７、図１８を用いて説明する。図１６は、太陽電池素子１とタブ２１とタブ押え５３ａのみを示した要部斜視図である。タブ１の長手方向をＸ方向、太陽電池素子１平面内でＸ方向と直行する方向をＹ方向、太陽電池素子１平面と直行する方向をＺ方向とする。太陽電池素子１の３列の受光面電極に対応して３列のタブ２１が配置され、各列に４か所のタブ押え５３ａが配置される。
【００４４】
図１７は、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装置５０の、ＹＺ平面での断面模式図である。図１８は、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装置５０の、ＸＺ平面での断面模式図である。
【００４５】
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装置５０は、太陽電池素子１が載置される接合ステージ５４と、太陽電池素子１上に配置されたタブ２１を上方から押え付けるタブ押え機構５３と、タブ２１と太陽電池素子１との接触を検知するタブ接触検知部５９とを備える。
【００４６】
太陽電池素子１は、一面において既定方向に伸長した状態で受光面集電電極２が設けられ、接合ステージ５４上に載置されて、既定方向に沿って受光面集電電極２上にタブ２１が配置される。
【００４７】
タブ押え機構５３は、タブ２１を上方から押え付ける複数のタブ押え５３ａと、タブ押え５３ａを支持する図示しないスプリングとを備える。
【００４８】
タブ接触検知部５９は、タブ押え５３ａと接合ステージ５４とに対して電気的に直列に接続されるタブ押え接続回路６１と、タブ押え接続回路６１に電圧を印可する電源６２と、タブ押え接続回路６１に流れる電流を計測する電流計６３と、複数のタブ押え５３ａのうち、選択されたタブ押えのみをタブ押え接続回路６１に接続する選択スイッチであるロータリースイッチ５３ｃとを備え、それぞれが電気的に直列に接続されて構成される。
【００４９】
タブ押え機構の配置工程であるステップＳ５０について、概要を説明する。図１７に示すように、タブ押え５３ａが第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａと接触している状態で電源６２により電流を流し、電流計６３で電流を計測する。この際、ロータリースイッチ５３ｃにより電流の流れを切り替えることで各々のタブ押え５３ａが第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａと接触していることを確認する。この際にタブ押え５３ａがスプリングの劣化やタブ押え５３ａの変形などにより第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａと接触しないと電流を検知しない。一箇所でも正常に電流が検知できない場合には装置を停止させる。上述の処理をすることでタブ押え５３ａが正常に第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａと接触している時にのみステップＳ６０の太陽電池素子とタブとのはんだ付けによる接合に進むことができるため、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａと受光面集電電極２との接合および第１タブ２１−１の裏面側タブ領域２１ｂと裏面集電電極６との接合が正常に行われた状態で太陽電池モジュールを製造することができる。
【００５０】
タブ押え機構の配置工程であるステップＳ５０について、詳細に説明する。フローチャートを図２０に、太陽電池モジュールの製造装置５０の断面模式図を図１７、図２１、図２２に示す。図１７、図２１、図２２は、タブ２１の長手方向と垂直方向であるＹＺ平面のタブ押え５３ａの位置での断面図であり、ロータリースイッチ５３ｃの接続箇所のみが異なる。
【００５１】
第１検知工程の断面模式図を図１７に示す。第２検知工程の断面模式図を図２１に示す。第３検知工程の断面模式図を図２２に示す。半導体基板５上には３列の受光面集電電極２−１、２−２、２−３が設けられ、３列の受光面集電電極２−１、２−２、２−３に対応して３列の受光面側タブ領域２１ａ１、２１ａ２、２１ａ３が配置されている。
【００５２】
（タブ押え機構の配置）
まず、ステップＳ５１において、タブ押え機構５３を太陽電池素子１上に配置する。３列の受光面側タブ領域２１ａ１、２１ａ２、２１ａ３に対応して３列のタブ押え５３ａ１、５３ａ２、５３ａ３が配置される。
【００５３】
（ロータリースイッチ切替）
次に、ステップＳ５２における第１検知工程において、図１７のように選択スイッチであるロータリースイッチ５３ｃをタブ押え５３ａ１に接続するように切り替える。これにより、電源６２、接合ステージ５４、裏面側タブ領域２１ｂ１、裏面集電電極６−１、半導体基板５、受光面集電電極２−１、受光面側タブ領域２１ａ１、タブ押え５３ａ１、ロータリースイッチ５３ｃ、電流計６３、電源６２という第１閉回路が形成される。すなわち、電源６２、接合ステージ５４、裏面側タブ領域２１ｂ１、太陽電池素子１、受光面側タブ領域２１ａ１、タブ押え５３ａ１、ロータリースイッチ５３ｃ、電流計６３、電源６２という第１閉回路が形成される。ここで、選択スイッチをロータリースイッチとすることにより、複数のタブ押え５３ａに対する接続の切り替えを容易に行うことができる。
【００５４】
（電圧印可）
次に、ステップＳ５３において、電源６２により電圧を印可し、第１閉回路に第１計測電流を流す。
【００５５】
（電流計測）
次に、ステップＳ５４において、電流計６３により第１閉回路に流れる第１計測電流値を計測する。
【００５６】
（接触判定）
次に、ステップＳ５５において、第１閉回路に流れる電流として計測された第１計測電流値と、予め設定された基準電流値とを比較し、第１計測電流値が基準電流値よりも大きければ、タブ２１と太陽電池素子１とが接触していると判定する。閉回路の内で１か所でも接触が無ければ電流は流れないので、タブ押え５３ａ１と受光面側タブ領域２１ａ１、受光面側タブ領域２１ａ１と太陽電池素子１、太陽電池素子１と裏面側タブ領域２１ｂ１、裏面側タブ領域２１ｂ１と接合ス５４テージの４か所の接触を同時に判定することができる。
【００５７】
なお、ステップＳ５３からステップＳ５５において、電源６２により太陽電池素子１に印可する電圧について、太陽電池素子１に対して順方向に電圧を印可したときの順方向電流と、逆方向に電圧を印可したときの逆方向電流とを計測し、順方向電流と逆方向電流との差を計測電流値としても良い。太陽電池素子１はｐｎ接合を有し、太陽電池素子１の内部では順方向には電流が流れるが、逆方向には電流が流れない。従って、太陽電池素子１に対して逆方向に電圧を印可した際に流れる電流は、太陽電池素子１の内部を流れる電流ではなく、太陽電池素子１と並列に形成されたリークパスを流れる電流である。従って、順方向電流と逆方向電流との差を計測電流値とすることにより、リークパスの影響を排除し、太陽電池素子１の内部を流れる電流を容易に計測することができる。
【００５８】
（異常処置）
ステップＳ５５において接触していなかった場合、ステップＳ５７において、アラームを発報して停止する等の異常処置を行う。
【００５９】
（完了判断）
ステップＳ５５において接触していた場合、ステップＳ５６において、全てのタブ押えで接触判定が完了したか否かを判断する。ステップＳ５６において判定が完了していなかった場合、ステップＳ５２のロータリースイッチ切替工程に戻って、次のタブ押えの接触を確認する。
【００６０】
（ロータリースイッチ切替）
次に、ステップＳ５２における第２検知工程において、図２１のように選択スイッチであるロータリースイッチ５３ｃをタブ押え５３ａ２に接続するように切り替える。これにより、電源６２、接合ステージ５４、裏面側タブ領域２１ｂ２、裏面集電電極６−２、半導体基板５、受光面集電電極２−２、受光面側タブ領域２１ａ２、タブ押え５３ａ２、ロータリースイッチ５３ｃ、電流計６３、電源６２という第１閉回路が形成される。すなわち、電源６２、接合ステージ５４、裏面側タブ領域２１ｂ２、太陽電池素子１、受光面側タブ領域２１ａ２、タブ押え５３ａ２、ロータリースイッチ５３ｃ、電流計６３、電源６２という第１閉回路が形成される。
【００６１】
（電圧印可）
次に、ステップＳ５３において、電源６２により電圧を印可し、第２閉回路に第２計測電流を流す。
【００６２】
（電流計測）
次に、ステップＳ５４において、電流計６３により第２閉回路に流れる第２計測電流値を計測する。
【００６３】
（接触判定）
次に、ステップＳ５５において、第２閉回路に流れる電流として計測された第２計測電流値と、予め設定された標準電流値を比較し、タブ押えとタブ、タブと受光面集電電極が接触しているか否かを判定する。第２閉回路の内で１か所でも接触が無ければ電流は流れないので、タブ押え５３ａ２と受光面側タブ領域２１ａ２、受光面側タブ領域２１ａ２と太陽電池素子１、太陽電池素子１と裏面側タブ領域２１ｂ２、裏面側タブ領域２１ｂ２と接合ステージ５４の４か所の接触を同時に判定することができる。
【００６４】
（完了判断）
ステップＳ５５において接触していた場合、ステップＳ５６において、全てのタブ押えで接触判定が完了したかを判断する。ステップＳ５６において判定が完了していなかった場合、ステップＳ５２のロータリースイッチ切替工程に戻って、次のタブ押えの接触を確認する。
【００６５】
（ロータリースイッチ切替）
次に、ステップＳ５２における第３検知工程において、図２２のように選択スイッチであるロータリースイッチ５３ｃをタブ押え５３ａ３に接続するように切り替える。これにより、電源６２、接合ステージ５４、裏面側タブ領域２１ｂ３、裏面集電電極６−３、半導体基板５、受光面集電電極２−３、受光面側タブ領域２１ａ３、タブ押え５３ａ３、ロータリースイッチ５３ｃ、電流計６３、電源６２という第１閉回路が形成される。すなわち、電源６２、接合ステージ５４、裏面側タブ領域２１ｂ３、太陽電池素子１、受光面側タブ領域２１ａ３、タブ押え５３ａ３、ロータリースイッチ５３ｃ、電流計６３、電源６２という第１閉回路が形成される。
【００６６】
（電圧印可）
次に、ステップＳ５３において、電源６２により電圧を印可し、第３閉回路に第３計測電流を流す。
【００６７】
（電流計測）
次に、ステップＳ５４において、電流計６３により第３閉回路に流れる第３計測電流値を計測する。
【００６８】
（接触判定）
次に、ステップＳ５５において、第３閉回路に流れる電流として計測された第３計測電流値と、予め設定された標準電流値を比較し、タブ押えとタブ、タブと受光面集電電極が接触しているか否かを判定する。第３閉回路の内で１か所でも接触が無ければ電流は流れないので、タブ押え５３ａ３と受光面側タブ領域２１ａ３、受光面側タブ領域２１ａ３と太陽電池素子１、太陽電池素子１と裏面側タブ領域２１ｂ３、裏面側タブ領域２１ｂ３と接合ステージ５４の４か所の接触を同時に判定することができる。
【００６９】
（完了判断）
ステップＳ５５において接触していた場合、ステップＳ５６において、全てのタブ押えで接触判定が完了したかを判断する。全てのタブ押えで接触が判定され、ステップＳ５６において判定が完了した場合、次のステップ６０に進む。
【００７０】
なお、複数のタブのそれぞれでの接触検知に加えて、図１８の様に、同一のタブの長手方向にも複数のタブ押えを設け、タブの長手方向の複数のタブ押えでの接触検知を行っても良い。タブの長手方向のタブ押えで接触検知を行う事により、タブ押えとタブとの接触を検知することができる。
【００７１】
（太陽電池素子とタブとのはんだ付けによる接合）
つぎに、ステップＳ６０において、太陽電池素子１を加熱して、第１タブ２１−１の裏面側タブ領域２１ｂと裏面集電電極６とを接着させ、また第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａと受光面集電電極２とを接着させる。すなわち、具体的には、第１タブ２１−１の裏面側タブ領域２１ｂと裏面集電電極６とを、第１タブ２１−１の裏面側タブ領域２１ｂに予めコーティングされていたはんだによってはんだ付け接合させる。また、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａと、受光面集電電極２とを、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａに予めコーティングされていたはんだによってはんだ付け接合させる。
【００７２】
タブ押え機構５３を配置した後、図２３に示すように、タブ押え機構５３の上に加熱部５８を配置する。図２３は、本発明の実施の形態においてタブ押え機構５３上に加熱部５８を配置する工程を示す側面図である。そして、加熱部５８のエアヒータ５８ａによる熱風６４により、太陽電池素子１と第１タブ２１−１の裏面側タブ領域２１ｂと第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａとを、第１タブ２１−１の裏面側タブ領域２１ｂと第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａとに被覆されたはんだの溶融温度まで加熱して、第１タブ２１−１の裏面側タブ領域２１ｂおよび第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａに予め供給されていたはんだを溶融させる。ここで、タブ２１を熱風６４により加熱することにより、タブ押え５３ａでタブ２１を押えた状態であっても、タブ押え５３ａの周囲に温風６４が回り込んで加熱することができるので、タブ２１を容易に加熱することができる。
【００７３】
つぎに、タブ押え機構５３を取り外し、タブ２１がはんだ付けされた太陽電池素子１を取り外し、接合ステージ５４上に新たなタブ２１と太陽電池素子１とを配置し、上記と同様の処理を繰り返すことにより、複数の太陽電池素子１が電気的に直列に接続された単列太陽電池ストリング２５が作製される。そして、単列太陽電池ストリング２５から導出したタブ２１を出力リードフレーム２２にはんだ付けすることで、太陽電池ストリング２０が作製される。
【００７４】
また、上述したステップＳ２０からステップＳ５０を繰り返し実施して、複数の太陽電池素子１に対して第１タブ２１−１および第２タブ２１−２を配置した状態で、複数の太陽電池素子１に対して一括して同時にステップＳ６０の接合処理を行ってもよい。
【００７５】
なお、太陽電池ストリング２０の形成後には、太陽電池ストリング２０に出力リードフレーム２２、プラス取り出し電極２３およびマイナス取り出し電極２４が接続される。そして、太陽電池ストリング２０を封止部材３２である２枚のＥＶＡシートで挟み、さらに強化カバーガラスとバックシートとで挟み込んで、脱泡と同時に加熱を行って該太陽電池ストリング２０を封止する工程が含まれるが、この工程については一般的な工程で行えばよく、詳細な説明を省略する。以上の工程を実施することにより、図３に示すように隙間のない構造の太陽電池モジュール１００が得られる。
【００７６】
以上説明したように、本実施の形態にかかる太陽電池モジュールの製造装置５０は、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａと受光面集電電極２とをはんだ付けして接合する際に、タブ押え機構５３が第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａとの接触を検知することにより第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａを確実に押えた状態ではんだ付を行うことができる。したがって、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａと受光面集電電極２との接合不良、および第１タブ２１−１の裏面側タブ領域２１ｂと裏面集電電極６との接合不良を抑制することができる。
【００７７】
これにより、本実施の形態にかかる太陽電池モジュールの製造装置５０は、第２タブ２１−２の受光面側タブ領域２１ａと受光面集電電極２との接合不良、および第１タブ２１−１の裏面側タブ領域２１ｂと裏面集電電極６との接合不良に起因した、信頼性の低下を抑制できる。
【００７８】
特に、タブ２１、受光面集電電極２および裏面集電電極６にフラックスを塗布する場合、タブ押え機構のスプリングがフラックスのロジン成分により固着しやすいが、本実施の形態にかかる太陽電池モジュールの製造装置５０は、フラックスのロジン成分の固着によるタブ押えの動作不良を検知することで、タブと太陽電池素子との接合不良を抑制することができる。
【００７９】
また、タブ押え機構の動作不良を抑制することにより、複数のタブ押えを均一に押えることができ、押えつける力が局所的に加わることを抑制することができるので、タブ押え時の太陽電池の素子の破損を抑制することができる。
【００８０】
また、タブ押え機構はタブ２１を押えた状態で加熱してはんだ付けするため、タブ押え機構は高温環境にあり、タブ押え機構内のスプリングが経年劣化により動作不良となる場合があるが、本実施の形態にかかる太陽電池モジュールの製造装置５０は、スプリングが経年劣化によるタブ押えの動作不良を検知することで、タブと太陽電池素子との接合不良を抑制することができる。
【００８１】
すなわち、本実施の形態にかかる太陽電池モジュールの製造装置５０は、タブ２１と太陽電池素子１との接触を検知するタブ接触検知部５９を備えることにより、タブ２１と太陽電池素子１とが接触した状態ではんだ付けを行うことができるので、タブ２１と太陽電池素子１との接合不良を抑制することができる。
【００８２】
また、本実施の形態にかかる太陽電池モジュールの製造装置５０のタブ接触検知部５９は、タブ押え５３ａと接合ステージ５４とに対して電気的に直列に接続されるタブ押え接続回路６１と、タブ押え接続回路６１に電圧を印可する電源６２と、タブ押え接続回路６１に流れる電流を計測する電流計６３と、を備え、タブ押え接続回路６１、接合ステージ５４、裏面側タブ２１、太陽電池素子１、受光面側タブ２１、タブ押え５３ａ、タブ押え接続回路６１が順に電気的に直列に接続された閉回路に流れる電流値を計測して、予め設定された基準電流値と比較することにより、タブ２１と太陽電池素子１との接触を判定することができる。この際、タブ２１を押えるタブ押え５３ａを通して電流を流すので、タブ２１とタブ押え５３ａとが接触していることを容易に判定することができる。
【００８３】
また、本実施の形態にかかる太陽電池モジュールの製造装置５０のタブ接触検知部５９は、複数のタブ押え５３ａのうち、選択されたタブ押えのみを前記タブ押え接続回路６１に接続する選択スイッチであるロータリースイッチ５３ａを備えたことにより、タブ押え５３ａが複数あっても、それぞれの接触を容易に判定することができる。
【００８４】
また、本実施の形態にかかる太陽電池モジュールの製造装置５０は、タブ２１を熱風６４により加熱することにより、タブ押え５３ａでタブ２１を押えた状態であっても、タブ押え５３ａの周囲に温風６４が回り込んで加熱することができるので、タブ２１を容易に加熱することができる。
【００８５】
また、本実施の形態にかかる太陽電池モジュールの製造方法は、タブ押え５３ａと太陽電池素子１との間に電流を流すことにより、タブ２１と太陽電池素子１との接触を容易に検知することができる。
【００８６】
また、本実施の形態にかかる太陽電池モジュールの製造方法は、タブ押え５３ａと太陽電池素子１との間に流れる計測電流値と、予め設定された基準電流値とを比較することで、タブ２１と太陽電池素子１との接触を容易に判定することができる。
【００８７】
また、本実施の形態にかかる太陽電池モジュールの製造方法は、太陽電池素子１に対して順方向に電圧を印可したときの順方向電流と、太陽電池素子１に対して逆方向に電圧を印可したときの逆方向電流との差を計測電流値とすることで、リークパスの影響を排除し、太陽電池素子１の内部を流れる電流を容易に計測することができる。
【００８８】
また、本実施の形態にかかる太陽電池モジュールの製造方法は、タブ２１と太陽電池素子１との接触を検知する工程において、接触が検知されなかったときに、異常処置を行うことにより、タブ２１と太陽電池素子１との接合が正常に行われた状態で、太陽電池モジュールを製造することができる。
【００８９】
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】
【００９０】
１  太陽電池素子
２  受光面集電電極
３  細線電極
４  反射防止膜
５  半導体基板
６  裏面集電電極
７  裏面電極
１０ａ  受光面
１０ｂ  裏面
２０  太陽電池ストリング
２１  タブ
２１ａ  受光面側タブ領域
２１ｂ  裏面側タブ領域
２２  出力リードフレーム
２３  プラス取り出し電極
２４  マイナス取り出し電極
２５  単列太陽電池ストリング
３１  受光面側保護部材
３２  封止部材
３３  裏面側保護部材
５０  太陽電池モジュールの製造装置
５１  記憶部
５２  制御部
５３  タブ押え機構
５３ａ  タブ押え
５３ｃ  ロータリースイッチ
５４  接合ステージ
５４ａ  第１のタブ保持溝
５５  タブ搬送部
５６  太陽電池素子搬送部
５７  タブ押え機構搬送部
５８  加熱部
５８a  エアヒータ
５９  タブ接触検知部
６１  タブ押え接続回路
６２  電源
６３  電流計
６４  熱風
１００  太陽電池モジュール。
【図１】
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【図２】
2019140335.tif 000004
【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】
2019140335.tif 000013
【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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