(57)【要約】  本発明は、電極に対して複数点の超音波振動接合処理を施し、基板に対して電極を小さい剥離力で接合させたとしても、各点における剥離力のばらつきを抑制することができる、電極接合装置を提供することを目的とする。そして、本発明は、太陽電池セル（ＳＴ１）上において、ガラス基板（１）の端辺部（Ｌ１，Ｌ２）に沿って、集電電極（２０Ａ，２０Ｂ）を配置させる。そして、押圧部材（１２Ａ）により、端辺部から集電電極が配置される位置までのガラス基板の領域において、端辺部に沿って、ガラス基板を押圧する。そして、当該押圧を行いながら、超音波振動ツール（１４）を用いて、集電電極に対して超音波振動接合処理を施す。
2015068219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池セル（ＳＴ１）が形成されている矩形状の基板（１）に対して、前記基板の端辺部（Ｌ１，Ｌ２）に沿って、電極（２０Ａ，２０Ｂ）を接合させる電極接合装置（１００）であって、
前記基板を載置させるテーブル（１１）と、
前記太陽電池セル上において、前記端辺部に沿って配置されている前記電極に対して、超音波振動接合処理を施す、超音波振動ツール（１４）と、
上下方向に移動可能であり、前記基板を押圧する二つの押圧部材（１２Ａ）とを、備えており、
前記基板は、
第一の端辺部（Ｌ１）と、当該第一の端辺部に対向する第二の端辺部（Ｌ２）を有しており、
一方の前記押圧部材は、
前記基板における、前記第一の端辺部から前記電極の配置位置までの第一の所定領域において、前記第一の端辺部に沿って、前記基板を押圧し、
他方の前記押圧部材は、
前記基板における、前記第二の端辺部から前記電極の配置位置までの第二の所定領域において、前記第二の端辺部に沿って、前記基板を押圧する、
ことを特徴とする電極接合装置。
【請求項２】
前記押圧部材の断面形状は、
Ｌ字状であり、
前記押圧部材は、
水平方向にも移動可能である、
ことを特徴とする請求項１に記載の電極接合装置。
【請求項３】
前記押圧部材における前記太陽電池セル上に当接する部分は、
前記押圧部材における前記基板の側面に当接する部分よりも、柔らかい、
ことを特徴とする請求項２に記載の電極接合装置。
【請求項４】
前記押圧部材を制御する制御部を、さらに備えており、
前記制御部は、
前記押圧部材による前記押圧の力を可変に制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の電極接合装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記超音波振動ツールによる前記超音波振動接合処理の条件を可変に制御する、
ことを特徴とする請求項４に記載の電極接合装置。
【請求項６】
（Ａ）太陽電池セル（ＳＴ１）が形成されている矩形状の基板（１）を、テーブル（１１）上に載置する工程と、
（Ｂ）前記太陽電池セル上において、前記基板の端辺部（Ｌ１，Ｌ２）に沿って、電極（２０Ａ，２０Ｂ）を配置させる工程と、
（Ｃ）前記端辺部から前記電極が配置される位置までの前記基板の領域において、前記端辺部に沿って、前記基板を押圧する工程と、
（Ｄ）前記（Ｃ）工程を行いながら、前記電極に対して超音波振動接合処理を施し、前記電極を前記基板に接合させる工程とを、備えている、
ことを特徴する電極接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池の製造方法に関するものであり、より具体的には、超音波振動接合法を用いた、基板と太陽電池の構成部材との接合に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、太陽電池として、ガラス基板上に発電層および電極層などを成膜して成る薄膜太陽電池が、利用されている。当該薄膜太陽電池は、一般的に複数の太陽電池セルが直列に接続されて構成されている。【０００３】
また、上記薄膜太陽電池の構成において、各太陽電池セルで発電した電気は、ガラス基板の両端辺部付近に形成された集電電極（バスバー）にて集電される。そして、集電電極により集電された電気は、引出線（リード線）によって取り出される。つまり、引出線は、集電電極に接続されており、また端子ボックスの端子にも接続されている。当該接続構成により、引出線は、集電電極で集電された電気を、端子ボックスへと導くことが可能となる。【０００４】
ここで、集電電極は、ガラス基板上に形成された太陽電池セルの電極層と電気的に接続されており、引出線は、太陽電池セルとは直接接続されていない（つまり、引出線は、集電電極を介して太陽電池セルとは電気的に接続されるが、太陽電池セル自身と引出線自身とは絶縁されている）。【０００５】
なお、本発明に関連する従来技術（つまり、超音波振動接合処理を利用して、集電電極等を基板に接続する従来技術）は、既に複数存在している（特許文献１，２，３，４，５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１０／１５０３５０号
【特許文献２】特開２０１１−９２６１号公報
【特許文献３】特開２０１１−９２６２号公報
【特許文献４】特開２０１２−４２８０号公報
【特許文献５】特開２０１２−４２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
基板上には、太陽電池セル（太陽電池積層膜）が形成されており、当該太陽電池セル上に、帯状の集電電極を配置させ、当該集電電極に対して超音波振動接合処理を施す。これにより、当該太陽電池セルを構成する電極層と集電電極とが電気的に接続され、集電電極が基板に対して接合される。【０００８】
超音波振動接合処理では、超音波振動ツールを、集電電極に対して当接し、加圧する。そして、当該加圧を行いながら、超音波振動ツールを水平方向に超音波振動させる。ところが、近年、基板に対する集電電極の剥離強度（接合強度）を低強度で施工することが、望まれている。これは、以下の理由による。【０００９】
基板に対する集電電極の剥離強度（接合強度）を強くするために、超音波振動ツールを集電電極に強く加圧させる。すると、集電電極の下方に存在する太陽電池セルがダメージを受け、当該ダメージを受けた太陽電池セルでは、発電が行われない。よって、基板に対する集電電極の接合（固定）を維持しながら、太陽電池セルのダメージを回避するために、基板に対する集電電極の剥離強度（接合強度）を低強度で施工することが望まれている。なお、集電電極の剥離強度は低下させても、集電電極が、太陽電池セルが形成されている基板に固定されることは必要である。【００１０】
また、基板に対して帯状の集電電極を接合させる際には、当該帯状に沿って、集電電極の複数点（処理実施点と称する）に対して、超音波振動接合処理が施される。ここで、集電電極における各処理実施点で、集電電極の剥離強度（接合強度）に大きなばらつきが生じることは望ましくない。これは、集電電極の剥離強度（接合強度）を低強度で施工させた場合において、剥離強度（接合強度）のばらつきが大きくなると、全く接合出来ない処理実施点が発生したり、加圧力が大き過ぎるために太陽電池セルにダメージを与えてしまう処理実施点が発生したりするからである。【００１１】
そこで、本発明は、集電電極に対して複数点の超音波振動接合処理を施し、基板に対して集電電極を小さい剥離力で接合させたとしても、各点における剥離力のばらつきを抑制することができる、電極接合装置および電極接合方法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】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明に係る電極接合装置は、太陽電池セルが形成されている矩形状の基板に対して、前記基板の端辺部に沿って、電極を接合させる電極接合装置であって、前記基板を載置させるテーブルと、前記太陽電池セル上において、前記端辺部に沿って配置されている前記電極に対して、超音波振動接合処理を施す、超音波振動ツールと、上下方向に移動可能であり、前記基板を押圧する二つの押圧部材とを、備えており、前記基板は、第一の端辺部と、当該第一の端辺部に対向する第二の端辺部を有しており、一方の前記押圧部材は、前記基板における、前記第一の端辺部から前記電極の配置位置までの第一の所定領域において、前記第一の端辺部に沿って、前記基板を押圧し、他方の前記押圧部材は、前記基板における、前記第二の端辺部から前記電極の配置位置までの第二の所定領域において、前記第二の端辺部に沿って、前記基板を押圧する。  【００１３】
また、本発明に係る電極接合方法は、（Ａ）太陽電池セル（ＳＴ１）が形成されている矩形状の基板（１）を、テーブル（１１）上に載置する工程と、（Ｂ）前記太陽電池セル上において、前記基板の端辺部（Ｌ１，Ｌ２）に沿って、電極（２０Ａ，２０Ｂ）を配置させる工程と、（Ｃ）前記端辺部から前記電極が配置される位置までの前記基板の領域において、前記端辺部に沿って、前記基板を押圧する工程と、（Ｄ）前記（Ｃ）工程を行いながら、前記電極に対して超音波振動接合処理を施し、前記電極を前記基板に接合させる工程とを、備えている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、太陽電池セル上において、基板の端辺部に沿って配置されている電極に対して、以下の接合処理を施す。つまり、端辺部から電極が配置される位置までの基板の領域において、端辺部に沿って、基板を押圧する。そして、当該押圧を行いながら、上記電極に対して超音波振動接合処理を施し、電極を基板に接合させる。【００１５】
したがって、基板１に対して電極を小さい剥離強度（接合強度）で接合させたとしても、各点における剥離強度（接合強度）のばらつきを抑制することができる。【００１６】
この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】太陽電池セルＳＴ１が形成されたガラス基板１の全体を示す斜視図である。
【図２】電極接合装置１００の要部構成を示す斜視図である。
【図３】電極接合装置１００の要部構成を示す拡大断面図である。
【図４】ガラス基板１が、基板固定部１２により固定・押圧される様子を示す斜視図である。
【図５】ガラス基板１が、基板固定部１２により固定・押圧される様子を示す拡大断面図である。
【図６】太陽電池セルＳＴ１上に、集電電極２０Ａ，２０Ｂが配置されている様子を示す斜視図である。
【図７】太陽電池セルＳＴ１上に、集電電極２０Ａ，２０Ｂが配置されている様子を示す拡大断面図である。
【図８】超音波振動ツール１４が、集電電極２０Ａ，２０Ｂに対して超音波振動接合処理を実施する様子を示す拡大断面図である。
【図９】集電電極２０Ａ，２０Ｂに対して超音波振動接合処理が実施された後の様子を示す斜視図である。
【図１０】本発明の効果を説明する実験データを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明では、太陽電池に配設される集電電極の接合には、超音波振動接合法（超音波振動接合処理）を採用する。ここで、超音波振動接合法では、接合対象物（集電電極）に対して、垂直方向に加圧しながら水平方向に超音波振動を印加することにより、当該接合対象物を被接合対象物（太陽電池セル基板）に接合する手法（処理）である。以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
【００１９】
＜実施の形態＞
まず、透明性を有する、矩形状の基板１（以下では、ガラス基板１とする）を用意する。そして、当該ガラス基板１の第一の主面上に、表面電極層、発電層および裏面電極層を各々、所定のパターン形状にて形成する。当該工程までにより、薄膜太陽電池の基本構成が作成される。なお、表面電極層、発電層および裏面電極層の全てを覆うように、第一の主面上方に、絶縁性を有する保護膜を積層させても良い。以下では、説明簡単化のため、保護膜を含めず説明を進める。
【００２０】
ここで、ガラス基板１の第一の主面上に形成された、表面電極層、発電層および裏面電極層が当該順に積層して成る積層構造（なお、保護膜も形成されている場合には、当該保護膜も含む）の全体を、太陽電池積層膜ＳＴ１または太陽電池セルＳＴ１と称することとする。
【００２１】
なお、表面電極層、発電層および裏面電極層は、当該順に積層しており、表面電極層および裏面電極層はそれぞれ、発電層と電気的に接続されている。また、ガラス基板１の厚さは、たとえば数ｍｍ程度以下の薄膜基板である。また、表面電極層は、透明性を有する導電膜から成り、たとえばＺｎＯ、ＩＴＯあるいはＳｎＯ２を採用することができる。また、当該表面電極層の厚さは、たとえば数十ｎｍ程度である。
【００２２】
また、発電層は、入射された光を、電気に変換することができる光電変換層である。当該発電層は、膜厚が数μｍ程度（たとえば、３μｍ以下）の薄膜層である。また、当該発電層は、たとえばシリコン等から構成されている。また、裏面電極層は、たとえば銀を含む導電膜を採用できる。当該裏面電極層の厚さは、たとえば数十ｎｍ程度である。
【００２３】
図１は、矩形状のガラス基板１の第一の主面上に、太陽電池積層膜ＳＴ１が成膜された様子を示す斜視図である。なお、図１において、太陽電池積層膜ＳＴ１は、砂地により図示している。なお、図１において、図面から視認できる、太陽電池積層膜ＳＴ１が成膜されているガラス基板１の主面が、第一の主面である。他方、図面から視認できない、第一の主面に対面する主面が、第二の主面である。第二の主面には、太陽電池積層膜ＳＴ１が成膜されておらず、ガラス基板１が露出されている。
【００２４】
ここで、以後の説明の容易化のために、以下の名称を定義する。
【００２５】
ガラス基板１の平面視形状は、矩形状である。よって、図１に示すように、ガラス基板１の第一の主面は、端辺部Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を有する。当該端辺部Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は、第一の端辺部Ｌ１、第二の端辺部Ｌ２、第三の端辺部Ｌ３、および第四の端辺部Ｌ４から構成されている。
【００２６】
図１に例示する構成においては、第一の端辺部Ｌ１および第二の端辺部Ｌ２は、互いに対面（対向）して平行に並走しており、第三の端辺部Ｌ３および第四の端辺部Ｌ４は、互いに対面（対向）して平行に並走している。なお、図１に示す構成例では、第一の端辺部Ｌ１は、第三の端辺部Ｌ３および第四の端辺部Ｌ４と垂直に交差しており、第二の端辺部Ｌ２においても、第三の端辺部Ｌ３および第四の端辺部Ｌ４と垂直に交差している。
【００２７】
次に、本発明に係る電極接合装置１００の構成について説明する。
【００２８】
図２は、当該電極接合装置１００の要部構成を示す斜視図である。また、図３は、図２のＡ−Ａ断面線に沿った断面構成を示す拡大断面図である。
【００２９】
電極接合装置１００は、超音波振動ツール、制御部、テーブル１１および基板固定部１２を有する。ここで、図２では、図面簡略化のために、超音波振動ツールおよび制御部の図示を省略している。また、図２示すように、基板固定部１２は二つであり、一方の基板固定部１２は、矩形の平面形状を有するテーブル１１を挟んで、他方の基板固定部１２と対面している。
【００３０】
テーブル１１は平板部分を有しており、当該平板部分上にガラス基板１が載置される。また、各基板固定部１２は、図３に示すように、押圧部材１２Ａと駆動部１２Ｂとから構成されている。ここで、図２に示す構成例では、各基板固定部１２に対して、二つの駆動部１２Ｂが設けられている。
【００３１】
基板固定部１２は、テーブル１１に載置されているガラス基板１を押圧することにより、当該ガラス基板１を当該テーブル１１に対して固定することができる装置である。一方の基板固定部１２は、テーブル１１の一方サイドに配設されており、他方の基板固定部１２は、テーブル１２の他方サイドに配設されている。基板固定部１２は、駆動部１２Ｂの駆動により、図３に示すように、上下方向および左右方向に移動できる。
【００３２】
駆動部１２Ｂは、エアシリンダー等から構成されており、上述したように、図３の上下・左右方向に駆動する。また、駆動部１２Ｂにおけるガラス基板１との当接側には、押圧部材１２Ａが固定されている。したがって、駆動部１２Ｂの駆動に従って、押圧部材１２Ａは移動する。
【００３３】
押圧部材１２Ａは、図２，３に示すように、断面形状がＬ字状である、棒状の部材（つまり、Ｌ字棒）である。当該Ｌ字の直角（９０°）を成す側が、ガラス基板１と当接する。また、押圧部材１２Ａのガラス基板１と当接する部分は、弾性部材１２Ｃで構成されている。ここで、弾性部材１２Ｃにおいて、ガラス基板１に形成された太陽電池セルＳＴ１と当接する部分は、ガラス基板１の側面と当接する部分よりも、柔らかい。
【００３４】
上記の通り、各基板固定部１２は、二つの駆動部１２Ｂと、当該二つの駆動部１２Ｂに固定されている１本の押圧部材１２Ａとから、構成されている。
【００３５】
制御部は、基板固定部１２の駆動を制御する装置である。つまり、制御部は、押圧部材１２Ａによる押圧の力を可変に制御することができると共に、押圧部材１２Ａの図３の左右方向の移動も制御することができる。また、当該制御部は、超音波振動ツールの駆動も制御することができる。つまり、制御部は、たとえば、ユーザからの指示に応じて、超音波振動ツールによる超音波振動接合処理の条件（振動数、振幅、加圧力）を可変に制御する。
【００３６】
たとえば、集電電極の材質および厚さ、太陽電池セルＳＴ１を構成する各膜の材質および厚さ、および超音波振動接合処理の条件に応じて、押圧部材１２Ａによるガラス基板１に対する押圧力を変える必要がある。そこで、制御部は、ユーザからの指示に応じて、押圧部材１２Ａによる押圧の力を可変に制御する。また、制御部に、各情報（集電電極の材質および厚さ、太陽電池セルＳＴ１を構成する各膜の材質および厚さ、および超音波振動接合処理の条件）が入力された場合に、予め設定されているテーブルと上記各情報とから決定される押圧力により、押圧部材１２Ａを制御しても良い。ここで、当該テーブルには、上記各情報に対して一義的に押圧力が規定されている。
【００３７】
次に、電極接合装置１００を用いて、ガラス基板１に対する集電電極の接合動作について説明する。
【００３８】
まず、上記した、太陽電池セルＳＴ１が形成されたガラス基板１を用意する。そして、当該ガラス基板１を、テーブル１１の平面部に載置する。ここで、基板固定部１２の対面している方向（以下、対面方向と称する）のテーブル１１の寸法は、当該対面方向のガラス基板１の寸法よりも小さい。また、テーブル１１にガラス基板１が載置されている状態において、太陽電池セルＳＴ１が形成されているガラス基板１の面が、上面側となる。
【００３９】
次に、制御部の調整された制御により駆動部１２Ｂが駆動することにより、基板固定部１２は、図３の左右方向（より具体的に、ガラス基板１の載置側に水平方向）に、移動する。つまり、基板固定部１２は、両サイドからガラス基板１を挟みこむように、水平方向に移動する。
【００４０】
そして、ガラス基板１の側面と対面する押圧部材１２Ａの面は、当該ガラス基板１の側面と接触する。そして、各押圧部材１２Ａは、ガラス基板１を両サイドから把持する。ここで、各基板固定部１２は、制御部による調整された制御により、水平方向に調整されて移動する。当該制御は、ユーザからの指示に応じて実施される。つまり、テーブル１１上におけるガラス基板１の位置は、ユーザの指示に応じて決定される。
【００４１】
ここで、調整とは、テーブル１１上におけるガラス基板１の載置位置を位置決めすることを意味している。つまり、各基板固定部１２の調整された移動により、テーブル１１上におけるガラス基板１の位置を位置決めすることができる。なお、上記の通り、対面方向のテーブル１１の寸法は、対面方向のガラス基板１の寸法よりも小さい。したがって、当該位置決めの際に、押圧部材１２Ａがテーブル１１の側面に接触し、押圧部材１２Ａによるガラス基板１の位置決めが妨げられることを防止できる。
【００４２】
位置決めが完了すると、次に、制御部の制御により駆動部１２Ｂが駆動することにより、基板固定部１２は、図３の下方向（より具体的に、ガラス基板１を押圧する方向）に、移動する。つまり、基板固定部１２は、上方向からガラス基板１を押圧するように、垂直方向に移動する。
【００４３】
そして、ガラス基板１の上面と対面する押圧部材１２Ａの面は、当該ガラス基板１に形成されている太陽電池セルＳＴ１と接触する。そして、各押圧部材１２Ａは、ガラス基板１を上方向から押圧する。ここで、各基板固定部１２は、制御部による制御により、下方向に移動する。当該制御は、ユーザからの指示に応じて実施される。つまり、押圧部材１２Ａによるガラス基板１に対する押圧力は、ユーザの指示に応じて決定される。
【００４４】
図４は、基板固定部１２により、ガラス基板１がテーブル１１に固定されている様子を示す斜視図である。また、図５は、図３に対応する図面であり、基板固定部１２により、ガラス基板１がテーブル１１に固定されている様子を示す拡大断面図である。
【００４５】
図４，５に示すように、図１で説明した、太陽電池セルＳＴ１が形成され、各端辺部Ｌ１〜Ｌ４を有するガラス基板１が、各押圧部材１２Ａにより押圧固定されている。ここで、Ｌ字棒である一方の押圧部材１２Ａは、第一の端辺部Ｌ１において、当該第一の端辺部Ｌ１に沿って（より具体的には、第一の端辺部Ｌ１の全長に渡って）、ガラス基板１を押圧している。これ対して、Ｌ字棒である他方の押圧部材１２Ａは、第二の端辺部Ｌ２において、当該第二の端辺部Ｌ２に沿って（より具体的には、第二の端辺部Ｌ２の全長に渡って）、ガラス基板１を押圧している。
【００４６】
なお、図５に示すように、押圧部材１２Ａが有する弾性部材１２Ｃは、ガラス基板１の第一の端辺部Ｌ１（および第二の端辺部Ｌ２）において、ガラス基板１と当接している。ここで、上記の通り、弾性部材１２Ｃにおいて、ガラス基板１に形成された太陽電池セルＳＴ１と当接する部分は、ガラス基板１の側面と当接する部分よりも、柔らかい。したがって、弾性部材１２Ｃのより堅い部分は、ガラス基板１の位置決めの際に、ガラス基板１の側面と当接し、その後、水平方向からガラス基板１を把持する。これに対して、弾性部材１２Ｃのより柔らかい部分は、ガラス基板１の上方から、当該ガラス基板１を押圧している。
【００４７】
また、上記では、対面方向のテーブル１１の寸法は、対面方向のガラス基板１の寸法よりも小さい、と述べたが、この様子は図５に示されている。また、押圧部材１２Ａが、ガラス基板１を押圧する部分（押圧部分と称する）に着目する。当該押圧部分の少なくとも一部の下方とテーブル１１とにより、ガラス基板１が挟まれている構成が成立している。つまり、押圧部材１２Ａがガラス基板１を押圧する際に、当該押圧部材１２Ａが、ガラス基板１におけるテーブル１１に載置されていない部分のみを押圧することはない。
【００４８】
次に、テーブル１１に載置されているガラス基板１において、太陽電池セルＳＴ１上の所定の位置に（ガラス基板１の端辺部Ｌ１，Ｌ２に沿って）、集電電極２０Ａ，２０Ｂを配置する。ここで、集電電極２０Ａ，２０Ｂは、帯状の導体であり、集電電極２０Ａ，２０Ｂとして、たとえば、銅、アルミニウムまたはこれらを含む導体を採用することができる。
【００４９】
図６は、ガラス基板１に形成された太陽電池セルＳＴ１上に、各集電電極２０Ａ，２０Ｂが配設されている様子を示す斜視図である。また、図７は、図３，５に対応する図面であり、ガラス基板１に形成された太陽電池セルＳＴ１上に、集電電極２０Ａ，２０Ｂが配置されている様子を示す拡大断面図である。
【００５０】
図４，５に示すように、帯状の集電電極２０Ａは、第一の端辺部Ｌ１に沿って、押圧部材１２Ａを避けて、配置されている。他方、帯状の集電電極２０Ｂは、第二の端辺部Ｌ２に沿って、押圧部材１２Ａを避けて、配置されている。より具体的には、集電電極２０Ａは、第一の端辺部Ｌ１から少し離れた位置において、当該第一の端辺部Ｌ１に沿って配置されている。他方、集電電極２０Ｂは、第二の端辺部Ｌ２から少し離れた位置において、当該第二の端辺部Ｌ２に沿って配置されている。
【００５１】
したがって、Ｌ字棒である一方の押圧部材１２Ａは、ガラス基板１における、第一の端辺部Ｌ１から集電電極２０Ａの配置位置までの第一の領域において、当該第一の端辺部Ｌ１に沿って（より具体的には、第一の端辺部Ｌ１の全長に渡って）、ガラス基板１を押圧している。他方、Ｌ字棒である他方の押圧部材１２Ａは、ガラス基板１における、第二の端辺部Ｌ２から集電電極２０Ｂの配置位置までの第二の領域において、当該第二の端辺部Ｌ２に沿って（より具体的には、第二の端辺部Ｌ２の全長に渡って）、ガラス基板１を押圧している。なお、第一の領域の幅および第二の領域の幅（つまり、第一の端辺部Ｌ１から集電電極２０Ａの配置位置までの距離、および、第二の端辺部Ｌ２から集電電極２０Ｂの配置位置までの距離）は、たとえば、数ｍｍ程度である。
【００５２】
ここで、上記では、基板固定部１２によりガラス基板１を固定した後に、当該ガラス基板１上に集電電極２０Ａ，２０Ｂを配置させた。しかしながら、ガラス基板１をテーブル１１に載置させた後、当該ガラス基板１上に集電電極２０Ａ，２０Ｂを配置させ、そして、基板固定部１２によりガラス基板１を固定させても良い。
【００５３】
さて、集電電極２０Ａ，２０Ｂを太陽電池積層膜ＳＴ１上に配置させた後に、当該集電電極２０Ａ，２０Ｂの上面に対して、スポット的に、超音波振動接合処理を施す。より具体的には、基板固定部１２によりガラス基板１がテーブル１１に対して固定されている状態において、集電電極２０Ａ，２０Ｂに対して、後述する超音波振動接合処理を実施する。図８は、集電電極２０Ａ，２０Ｂの上面に対して超音波振動接合処理を施す様子を示す図である。
【００５４】
図８を参照して、超音波振動ツール１４を集電電極２０Ａ，２０Ｂの上面に当接し、当該当接方向（ガラス基板１の方向）に所定の圧力を印加する。そして、当該圧力印加状態で、水平方向（圧力印加方向に垂直な方向）に、当該超音波振動ツール１４を超音波振動させる。これにより、集電電極２０Ａ，２０Ｂを、太陽電池積層膜ＳＴ１上において、接合・固定させることができる。当該超音波接合処理を、集電電極２０Ａ，２０Ｂの上面の複数箇所において、集電電極２０Ａ，２０Ｂに沿って、各々実施する。
【００５５】
ここで、ユーザの入力操作に基づき、制御部は超音波振動接合処理の条件を決定し、当該決定した条件に従い、制御部は超音波振動ツール１４を制御する。なお、ここでは、集電電極２０Ａ，２０Ｂの剥離強度（接合強度）を低下させた条件、つまり、集電電極２０Ａ，２０Ｂの下に存在する太陽電池セルＳＴ１にダメージを与えることなく、当該集電電極２０Ａ，２０Ｂをガラス基板１に接合できる（発電層にダメージを与えることなく、電極層と電気的に接合できる）超音波振動接合処理の条件が、選択される。
【００５６】
当該超音波振動接合処理後の様子を、図９の斜視図に示す。図９において、符号２５は、超音波振動接合処理が施された圧痕２５である。図９に示すように、集電電極２０Ａ，２０Ｂの線方向に沿って、複数の圧痕２５が、スポット的（点在して）に存在する。
【００５７】
上記超音波振動接合処理によって、集電電極２０Ａ，２０Ｂが太陽電池セルＳＴ１と直接、電気的に接続（接合）される。このように、集電電極２０Ａ，２０Ｂが太陽電池セルＳＴ１と電気的に接合されることにより、太陽電池モジュールにおいて、当該集電電極２０Ａ，２０Ｂは、太陽電池セルＳＴ１で発電した電気の「集電用電極」であるバスバー電極として機能する。ここで、たとえば、一方の集電電極２０Ａはカソード電極として機能し、他方の集電電極２０Ｂはアノード電極として機能する。
【００５８】
以上のように、本実施の形態に係る電極接合装置１００（電極接合方法）は、太陽電池セルＳＴ１上において、ガラス基板１の端辺部Ｌ１，Ｌ２に沿って、配置されている集電電極２０Ａ，２０Ｂに対して、以下の接合処理を施す。つまり、端辺部Ｌ１，Ｌ２から集電電極２０Ａ，２０Ｂが配置される位置までのガラス基板１の領域において、端辺部Ｌ１，Ｌ２に沿って、ガラス基板１を押圧する。そして、当該押圧を行いながら、上記集電電極２０Ａ，２０Ｂに対して超音波振動接合処理を施し、集電電極２０Ａ，２０Ｂをガラス基板１に接合させる。
【００５９】
したがって、ガラス基板１に対して集電電極２０Ａ，２０Ｂを小さい剥離強度（接合強度）で接合させたとしても、各点における剥離強度（接合強度）のばらつきを抑制することができる。図１０は、本発明の効果を示す実験データである。
【００６０】
発明者らは、基板固定部１２により端辺部Ｌ１，Ｌ２を押圧固定しながら、集電電極２０Ａ，２０Ｂに対して、超音波振動接合処理を施した（第一のケース）。また、発明者らは、基板固定部１２により端辺部Ｌ１，Ｌ２を押圧固定せずに、集電電極２０Ａ，２０Ｂに対して、超音波振動接合処理を施した（第二のケース）。ここで、第一、二のケースにおいて、帯状の集電電極２０Ａ，２０Ｂに対して、スポット的に、当該集電電極２０Ａ，２０Ｂの延設方向に沿って、複数の超音波振動接合処理が実施された。また、第一のケースにおける超音波振動接合処理の条件（超音波振動ツール１４による加圧力、超音波振動ツール１４の振動数・振幅）と、第二のケースにおける超音波振動接合処理の条件とは同じである。
【００６１】
当該第一，二のケースにおいて、超音波振動接合処理が実施された各点において、集電電極２０Ａ，２０Ｂの剥離力を測定した。当該測定結果が、図１０に示されている。ここで、図１０の縦軸は、剥離力（剥離強度、接合強度とも把握できる）（ｇ）であり、図１０の横軸は、集電電極２０Ａ（または集電電極２０Ｂ）における、超音波振動接合処理が実施された処理点である。
【００６２】
図１０に示すように、第一のケースでは、剥離力が弱い状態で、その強さも安定している。つまり、弱い剥離力となるように超音波振動接合処理が実施されたとしても、各処理点における剥離強度（接合強度）のばらつきは抑制されている。
【００６３】
他方、第二のケースでは、弱い剥離力となるように超音波振動接合処理が実施された結果、各処理点における剥離力（接合強度）のばらつきは大きくなっている。たとえば、剥離力２００ｇ（目標値）を狙って超音波振動接合処理を実施したとしても、接合されない処理点が発生したり、目標値の５倍程度の剥離力となる処理点が発生したりしている。つまり、第二のケースでは、接合していない処理点および太陽電池セルＳＴ１にダメージを与えている処理点が、同じ集電電極２０Ａ，２０Ｂにおいて、生じている。
【００６４】
図１０に示すように、本発明を採用することにより、ガラス基板１に対して集電電極２０Ａ，２０Ｂを小さい剥離力で接合させたとしても、各点における剥離強度（接合強度）のばらつきを抑制することができる。
【００６５】
また、発明者らは、様々な実験を試みた結果、次のことが見出した。つまり、集電電極２０Ａ，２０Ｂをガラス基板１の端辺部Ｌ１，Ｌ２に沿って配置させる。そして、端辺部Ｌ１，Ｌ２付近（つまり、端辺部Ｌ１．Ｌ２から集電電極２０Ａ，２０Ｂが配置される位置までの領域）において（図６，７参照）、端辺部Ｌ１，Ｌ２に沿って、ガラス基板１を押圧する。そして、当該押圧を行いながら、集電電極２０Ａ，２０Ｂに対して超音波振動接合処理を施す。これにより、ガラス基板１に対して集電電極２０Ａ，２０Ｂを小さい剥離力で接合させたとしても、各点における剥離強度（接合強度）のばらつきを最も抑制することができる、ということを見出した。
【００６６】
たとえば、集電電極２０Ａ，２０Ｂをガラス基板１の端辺部Ｌ１，Ｌ２に沿って配置させる。そして、端辺部Ｌ１，Ｌ２付近（つまり、端辺部Ｌ１．Ｌ２から集電電極２０Ａ，２０Ｂが配置される位置までの領域）において（図６，７参照）、端辺部Ｌ１，Ｌ２に沿って、ガラス基板１を押圧する。加えて、端辺部Ｌ３，Ｌ４付近において、当該端辺部Ｌ３，Ｌ４に沿って、ガラス基板１を押圧する。そして、当該押圧を行いながら（つまり、全ての端辺部Ｌ１〜Ｌ４を押圧しながら）、集電電極２０Ａ，２０Ｂに対して超音波振動接合処理を施す。この場合には、ガラス基板１に対して集電電極２０Ａ，２０Ｂを小さい剥離力で接合させたとしても、各点における剥離強度（接合強度）のばらつきは、上記第二のケースと同様の傾向である、ということを発明者らは見出した。
【００６７】
また、集電電極２０Ａ，２０Ｂをガラス基板１の端辺部Ｌ１，Ｌ２に沿って配置させる。そして、端辺部Ｌ３，Ｌ４付近において、端辺部Ｌ３，Ｌ４に沿って、ガラス基板１を押圧する。そして、当該押圧を行いながら（つまり、端辺部Ｌ３，Ｌ４を押圧しながら）、集電電極２０Ａ，２０Ｂに対して超音波振動接合処理を施す。この場合には、ガラス基板１に対して集電電極２０Ａ，２０Ｂを小さい剥離力で接合させたとしても、各点における剥離強度（接合強度）のばらつきは、第一のケース程抑制できない、ということを発明者らは見出した。集電電極２０Ａ，２０Ｂをガラス基板１の端辺部Ｌ１，Ｌ２に沿って配置させる。そして、端縁部Ｌ１，Ｌ２付近（つまり、端辺部Ｌ１．Ｌ２から集電電極２０Ａ，２０Ｂが配置される位置までの領域）において、スポット的に、ガラス基板１を押圧する。そして、当該押圧を行いながら（つまり、端辺部Ｌ１，Ｌ２付近を点で押圧しながら）、集電電極２０Ａ，２０Ｂに対して超音波振動接合処理を施す。この場合には、ガラス基板１に対して集電電極２０Ａ，２０Ｂを小さい剥離力で接合させたとしても、各点における剥離強度（接合強度）のばらつきは、大きくなる、ということを発明者らは見出した。
【００６８】
また、押圧部材１２Ａの断面形状は、Ｌ字状である。そして、駆動部１２Ｂにより、基板固定部１２（押圧部材１２Ａ）は、水平方向にも移動可能である。したがって、押圧部材１２Ａを用いて、テーブル１１におけるガラス基板１の位置決め処理をも、行うことが可能となる。
【００６９】
また、押圧部材１２Ａにおける太陽電池セルＳＴ１上に当接する部分は、押圧部材１２Ａにおけるガラス基板１の側面に当接する部分よりも、柔らかい。したがって、押圧部材１２Ａは、ソフトに、ガラス基板１を押圧することが可能となり、当該押圧により太陽電池セルＳＴ１にダメージを与えることを防止できる。また、押圧部材１２Ａにおけるガラス基板１の側面に当接する部分は柔らかくないので、ガラス基板１の位置決めを精度良く行うことができる。
【００７０】
なお、押圧部材１２Ａによるガラス基板１を押圧する部分は、丸みを帯びている形状であっても良い。
【００７１】
また、制御部は、押圧部材１２Ａによる押圧の力および超音波振動ツール１４による超音波振動接合処理の条件、を可変に制御する。したがって、ガラス基板１の厚さ・素材、集電電極２０Ａ，２０Ｂの厚さ・素材等に応じて、自由に、押圧部材１２Ａによる押圧の力および超音波振動ツール１４による超音波振動接合処理の条件を、変更することができる。
【００７２】
この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【符号の説明】
【００７３】
１  ガラス基板
Ｌ１〜Ｌ４  端辺部
ＳＴ１  太陽電池セル
１１  テーブル
１２  基板固定部
１２Ａ  押圧部材
１２Ｂ  駆動部
１２Ｃ  弾性部材
１４  超音波振動ツール
２０Ａ，２０Ｂ  集電電極
２５  圧痕
１００  電極接合装置
【図１】
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【図２】
2015068219.tif 000004
【図３】
2015068219.tif 000005
【図４】
2015068219.tif 000006
【図５】
2015068219.tif 000007
【図６】
2015068219.tif 000008
【図７】
2015068219.tif 000009
【図８】
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【図９】
2015068219.tif 000011
【図１０】
2015068219.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月4日(2016.11.4)
【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】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
太陽電池セル（ＳＴ１）が形成されている矩形状の基板（１）に対して、前記基板の互いに対向する第一及び第二の端辺部（Ｌ１，Ｌ２）に沿って、第一及び第二の電極（２０Ａ，２０Ｂ）を接合させる電極接合装置（１００）であって、
前記基板を載置させるテーブル（１１）と、
前記太陽電池セル上において、前記第一及び第二の端辺部に沿って配置されている前記第一及び第二の電極に対して、超音波振動接合処理を施す、超音波振動ツール（１４）と、
上下方向に移動可能であり、前記基板を押圧する二つの押圧部材（１２Ａ）とを、備えており、
一方の前記押圧部材は、
前記基板における、前記第一の端辺部から前記第一の電極の配置位置までの第一の所定領域において、前記第一の端辺部に沿って、前記基板を押圧し、
他方の前記押圧部材は、
前記基板における、前記第二の端辺部から前記第二の電極の配置位置までの第二の所定領域において、前記第二の端辺部に沿って、前記基板を押圧する、
ことを特徴とする電極接合装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明に係る電極接合装置は、太陽電池セルが形成されている矩形状の基板に対して、前記基板の互いに対向する第一及び第二の端辺部に沿って、第一及び第二の電極を接合させる電極接合装置であって、前記基板を載置させるテーブルと、前記太陽電池セル上において、前記第一及び第二の端辺部に沿って配置されている前記第一及び第二の電極に対して、超音波振動接合処理を施す、超音波振動ツールと、上下方向に移動可能であり、前記基板を押圧する二つの押圧部材とを、備えており、一方の前記押圧部材は、前記基板における、前記第一の端辺部から前記第一の電極の配置位置までの第一の所定領域において、前記第一の端辺部に沿って、前記基板を押圧し、他方の前記押圧部材は、前記基板における、前記第二の端辺部から前記第二の電極の配置位置までの第二の所定領域において、前記第二の端辺部に沿って、前記基板を押圧する。
【国際調査報告】
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