(57)【要約】【課題】半田厚み不良を発生させることなく太陽電池素子の電極表面に均一に半田層を形成することができる太陽電池素子の製造装置を提供する。【解決手段】表面に電極が形成された複数の太陽電池素子をウェハーキャリアに収容し、このウェハーキャリアを半田融液を保持した溶融半田槽に浸漬して前記電極の表面に半田層を形成する太陽電池素子の製造装置であって、前記半田融液を前記溶融半田槽の内部で強制的に対流させる対流手段と、前記対流させた半田融液を衝突させて、前記溶融半田槽に浸漬させた前記ウェハーキャリアの方向に、この半田融液の対流方向を変化させる一つ以上の半田衝突板と、を備えてなる。【選択図】図１
2005136108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に電極が形成された複数の太陽電池素子をウェハーキャリアに収容し、このウェハーキャリアを半田融液を保持した溶融半田槽に浸漬して前記電極の表面に半田層を形成する太陽電池素子の製造装置であって、前記半田融液を前記溶融半田槽の内部で強制的に対流させる対流手段と、前記対流させた半田融液を衝突させて、前記溶融半田槽に浸漬させた前記ウェハーキャリアの方向に、この半田融液の対流方向を変化させる一つ以上の半田衝突板と、を備えてなる太陽電池素子の製造装置。
【請求項２】
前記半田衝突板は前記溶融半田槽に浸漬された前記ウェハーキャリアの下方に配設されるとともに、前記対流手段は前記半田衝突板の側方に設けられ、前記対流手段によって対流した半田融液が衝突する前記半田衝突板の衝突面は、この半田融液の対流方向に対して、略垂直としてなる請求項１に記載の太陽電池素子の製造装置。
【請求項３】
前記半田衝突板は、前記溶融半田槽の底部に複数配設されるとともに、前記対流手段によって対流させた前記半田融液の上流側から下流側に向かうに連れて、前記半田融液が衝突する部分の面積を順次増大させてなる請求項２に記載の太陽電池素子の製造装置。
【請求項４】
前記複数配設した半田衝突板の各々の幅は、前記半田融液の対流方向に対して略同一としてなる請求項３に記載の太陽電池素子の製造装置。
【請求項５】
前記半田衝突板と前記溶融半田槽に浸漬させた前記ウェハーキャリアとの間には、一つ以上の孔を有する板状の整流板が介在されてなる請求項１から４のいずれかに記載の太陽電池素子の製造装置。
【請求項６】
前記溶融半田槽の外側に設けられ、その内部にこの溶融半田槽を収めてなる外側溶融半田槽と、これらの溶融半田槽間で半田融液が移動可能な連通部と、を備え、前記対流手段は、前記外側溶融半田槽から前記溶融半田槽へ向けて半田融液を対流させるべく前記連通部に備えられるとともに、前記外側溶融半田槽には、半田溶融用のヒータが備えられてなる請求項１から５のいずれかに記載の太陽電池素子の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽電池素子の製造装置に関し、特に太陽電池素子を半田融液に浸漬してその電極の表面に半田層を形成する太陽電池素子の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池素子では長期信頼性を確保するとともに複数の太陽電池素子同士をインナーリードで接続するために、その電極の表面に半田層を形成するのが一般的である。
【０００３】
太陽電池素子の電極表面に半田層を形成する場合、太陽電池素子を半田融液に浸漬することによって電極の表面に半田層を形成する。この場合、電極表面の酸化物を除去して半田と電極の合金を形成しやすくしたり、空気との間に膜を形成することによって太陽電池素子を加熱したときに電極の表面が酸化されるのを防止したり、界面張力を減らして半田の濡れを促進したりするために、電極の表面にはフラックスを塗布する。そのフラックスを活性化させるために、約１００℃で加熱した後に半田融液に浸漬する。
【０００４】
また、複数の太陽電池素子の電極に同時に半田層を形成するためには、複数の太陽電池素子をウェハーキャリアに収容し、このウェハーキャリアごと半田融液の中に浸漬する方法が一般的である（特許文献１参照）。
【０００５】
図６および図７は従来の太陽電池素子の電極表面に半田層を形成する際に使用するウェハーキャリアの構造を示す図である。図６は太陽電池素子を収容したウェハーキャリアを側面からみた図、図７は図６中のＡ−Ａ’間の断面図を示す。図６および図７中の１は太陽電池素子、２はウェハーキャリアを示す。
【０００６】
図６および図７に示すように、ウェハーキャリア２の側壁部２ａに設けた多数のスリットＳ部分に複数の太陽電池素子１を縦方向に挿着して、ウェハーキャリア２をアーム（不図示）で保持して半田融液の中に浸漬して引き上げることによって太陽電池素子１の電極表面（不図示）に半田層（不図示）を形成する。
【特許文献１】特開２００２−３１９６１６号公報参照
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された方法によれば、複数枚の太陽電池素子１を一度に半田融液に浸漬させるため、半田融液の温度が低下し半田の粘度が高くなる。このような状態で太陽電池素子１を半田融液から引き出すと、電極上に形成される半田の上にボール状のもの（半田玉）が発生する。この半田玉は後工程での歩留まり低下を招くため、半田層形成後に半田ごてなどにより修正作業が必要となる。
【０００８】
また、半田融液の液温の違いにより太陽電池素子１の電極に形成される半田層に局部的に厚い部分が発生したり、半田が電極間でブリッジするという問題が発生し、後工程での割れや外観不良を引き起こす原因になるという問題があった。
【０００９】
このような半田玉を発生させないようにするには、下がった温度が回復するまで太陽電池素子１を半田融液に浸漬させたままにしておくことが必要であるが、半田の熱伝導率は小さいため浸漬させたままの放置では回復までに時間がかかり、太陽電池素子１の電極材料が半田の中に溶け込むいわゆる半田食われが発生し、電極強度の低下を招くという問題が発生する。
【００１０】
この問題を回避するため、太陽電池素子１を半田融液に浸漬する前に、フラックスを乾燥する温度を高くして太陽電池素子１とウェハーキャリア２を半田融液の温度以上に加熱しておくことが考えられる。この方法では、太陽電池素子１とウェハーキャリア２を半田融液に浸漬しても半田融液の温度が下がることはない。しかし、このようにするとフラックスの活性が失われて半田の濡れ性が低下し、半田が被着しないという問題を生じることがある。
【００１１】
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、半田厚み不良を発生させることなく太陽電池素子の電極表面に均一に半田層を形成することができる太陽電池素子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】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１にかかる太陽電池素子の製造装置は、表面に電極が形成された複数の太陽電池素子をウェハーキャリアに収容し、このウェハーキャリアを半田融液を保持した溶融半田槽に浸漬して前記電極の表面に半田層を形成する太陽電池素子の製造装置であって、前記半田融液を前記溶融半田槽の内部で強制的に対流させる対流手段と、前記対流させた半田融液を衝突させて、前記溶融半田槽に浸漬させた前記ウェハーキャリアの方向に、この半田融液の対流方向を変化させる一つ以上の半田衝突板と、を備えてなる。
【００１３】
このような構成にしたので、ウェハーキャリアに収容された太陽電池素子の方向に向かう半田融液の流れが増加する。その結果、ウェハーキャリアを浸漬することによって半田融液の温度が下がり、温度分布にばらつきが出ていた太陽電池素子の電極近傍における半田融液の温度分布が、より均一となり、電極の半田厚みの均一性が向上する。
【００１４】
本発明の請求項２にかかる太陽電池素子の製造装置は、請求項１に記載の太陽電池素子の製造装置において、前記半田衝突板は前記溶融半田槽に浸漬された前記ウェハーキャリアの下方に配設されるとともに、前記対流手段は前記半田衝突板の側方に設けられ、前記対流手段によって対流した半田融液が衝突する前記半田衝突板の衝突面は、この半田融液の対流方向に対して、略垂直としてなる。
【００１５】
このような構成にしたので、半田融液がウェハーキャリア内の太陽電池素子の下部から上部へ確実に均一に広がるので、電極の半田厚みの均一性が向上する。また、対流手段とウェハーキャリアを半田衝突板を挟んで、ほぼ直角に配するようにすれば、発明の効果を奏しうるので配置が簡単である。
【００１６】
本発明の請求項３にかかる太陽電池素子の製造装置は、請求項２に記載の太陽電池素子の製造装置において、前記半田衝突板は、前記溶融半田槽の底部に複数配設されるとともに、前記対流手段によって対流させた前記半田融液の上流側から下流側に向かうに連れて、前記半田融液が衝突する部分の面積を順次増大させてなる。
【００１７】
このような構成としたので、水平方向に対流するように導入された半田融液が、最初の半田衝突板に当たって、その一部が上方に角度を変えられ、下方から上方へと流れを作る。そして、最初の半田衝突板に当たらなかった半田融液や完全に上方に角度を変えられなかった半田融液が、次の半田衝突板に当たって、その一部が上方に角度を変えられ、下方から上方へと流れを作る。半田融液の上流側から下流側に向かうに連れて、半田衝突板の半田融液が衝突する部分の面積が順次大きくなっているので、このような繰り返しが溶融半田槽の底部において次々と発生し、半田融液は下方から上方へとより均一な対流となる。その結果、半田融液の温度分布がより均一となり、電極の半田厚みの均一性が向上する。
【００１８】
本発明の請求項４にかかる太陽電池素子の製造装置は、請求項３に記載の太陽電池素子の製造装置において、前記複数配設した半田衝突板の各々の幅は、前記半田融液の対流方向に対して略同一としたので、半田融液の上流側から下流側に向かうに連れて、半田衝突板の高さが順次高くなっていく構成となる。したがって、半田融液の対流方向に対して、半田衝突板の幅が揃っているため、半田融液は対流の幅方向に対しても、より均一な分布となる。
【００１９】
本発明の請求項５にかかる太陽電池素子の製造装置は、請求項１から４のいずれかに記載の太陽電池素子の製造装置において、前記半田衝突板と前記溶融半田槽に浸漬させた前記ウェハーキャリアとの間には、複数の孔を有する板状の整流板が介在されてなる。このようにしたので、半田衝突板によって対流の方向を変えられた半田融液が、整流板の孔を抜けるときに、より一層、均一な分布となってウェハーキャリアの方向に向けて流れるので、半田融液の温度分布がより均一となり、電極の半田厚みの均一性がさらに向上する。
【００２０】
本発明の請求項６にかかる太陽電池素子の製造装置は、請求項１から５のいずれかに記載の太陽電池素子の製造装置において、前記溶融半田槽の外側に設けられ、その内部にこの溶融半田槽を収めてなる外側溶融半田槽と、これらの溶融半田槽間で半田融液が移動可能な連通部と、を備え、前記対流手段は、前記外側溶融半田槽から前記溶融半田槽へ向けて半田融液を対流させるべく前記連通部に備えられるとともに、前記外側溶融半田槽には、半田溶融用のヒータが備えられてなるようにしたので、外側溶融半田槽において、ヒータによって高温となった半田融液を対流手段によって前記溶融半田槽に供給するので、ウェハーキャリアの浸漬によって、下がった半田融液の温度を速やかに回復することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の請求項１にかかる太陽電池素子の製造装置によれば、ウェハーキャリアに収容された太陽電池素子の方向に向かう半田融液の流れが増加する。その結果、ウェハーキャリアを浸漬することによって半田融液の温度が下がり、温度分布にばらつきが出ていた太陽電池素子の電極近傍における半田融液の温度分布が、より均一となり、電極の半田厚みの均一性が向上する。
【００２２】
本発明の請求項２にかかる太陽電池素子の製造装置によれば、半田融液がウェハーキャリア内の太陽電池素子の下部から上部へ均一に広がるので、電極の半田厚みの均一性が向上する。また、対流手段とウェハーキャリアを半田衝突板を挟んで、ほぼ直角に配するようにすれば、発明の効果を奏しうるので配置が簡単である。
【００２３】
本発明の請求項３にかかる太陽電池素子の製造装置によれば、水平方向に対流するように導入された半田融液が、最初の半田衝突板に当たって、その一部が上方に角度を変えられ、下方から上方へと流れを作る。そして、最初の半田衝突板に当たらなかった半田融液や完全に上方に角度を変えられなかった半田融液が、次の半田衝突板に当たって、その一部が上方に角度を変えられ、下方から上方へと流れを作る。半田融液の上流側から下流側に向かうに連れて、半田衝突板の半田融液が衝突する部分の面積が順次大きくなっているので、このような繰り返しが溶融半田槽の底部において次々と発生し、半田融液は下方から上方へとより均一な対流となる。その結果、半田融液の温度分布がより均一となり、電極の半田厚みの均一性が向上する。
【００２４】
本発明の請求項４にかかる太陽電池素子の製造装置は、半田融液の対流方向に対して、半田衝突板の幅が揃っており、対流の幅方向に対して、より均一な半田融液の対流を得ることができるので、半田融液の温度分布がより均一となり、電極の半田厚みの均一性が向上する。
【００２５】
本発明の請求項５にかかる太陽電池素子の製造装置によれば、半田衝突板によって対流の方向を変えられた半田融液が、整流板の孔を抜けるときに、より一層、均一な分布となってウェハーキャリアの方向に向けて流れるので、半田融液の温度分布がより均一となり、電極の半田厚みの均一性がさらに向上する。
【００２６】
本発明の請求項５にかかる太陽電池素子の製造装置によれば、外側溶融半田槽において、ヒータによって高温となった半田融液を対流手段によって前記溶融半田槽に供給するので、ウェハーキャリアの浸漬によって、下がった半田融液の温度を速やかに回復することができる。
【００２７】
このように本発明によれば、半田融液は溶融半田槽の下方から上方へと均一な対流となるので、半田の厚さのムラを防止できる。また、溶融半田槽内の半田融液の温度分布がより均一となるため、半田層形成の仕上がりが向上し、後の修正作業が不要となる。
【００２８】
さらに、半田融液の温度分布が均一となり、半田融液の場所による温度のムラを減少させて効率的にヒータによる加熱を利用できるので、太陽電池素子を半田融液に浸漬する時間を短くすることができる。これにより、太陽電池素子の電極材料が半田の中に溶け込んで電極の強度低下を招く半田食われの現象を抑えることができる。
【００２９】
さらに、半田融液の流れが悪くなりにくいため半田玉が発生することがなく、後工程での歩留まり低下を招いたり、半田浸漬後に半田ごてなどにより修正作業が必要となったりすることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明にかかる太陽電池素子の製造装置の一例を示す図である。そして、図１（ａ）は、本発明にかかる太陽電池素子の製造装置の構造を示す図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＸ−Ｘ方向から見た断面図である。同図中、１は太陽電池素子、２はウェハーキャリア、３は押さえバー、４はアーム、５は外側溶融半田槽、６は半田融液、７は内側の溶融半田槽、８は整流板、９は対流手段の一例である羽根車、１０はヒータ、１１は半田衝突板、１２は連通部を示す。
【００３２】
図１（ａ）に示すように、外側溶融半田槽５は、その内側に溶融半田槽７が設けられており、いずれの槽にも半田融液６が入っていて、内側の溶融半田槽７から外側溶融半田槽５へ、もしくは外側溶融半田槽５から内側の溶融半田槽７へ、連通部１２を経由して、半田融液６が相互に移動可能となっている。そして、この連通部１２には半田融液６を強制的に対流させるための対流手段である羽根車９が設けられている。この羽根車９を回転させることによって、外側溶融半田槽５内の半田融液６を内側の溶融半田槽７へと導入し、内側の溶融半田槽７の内部で半田融液６の対流を起こさせる。余剰な半田融液６は、内側の溶融半田槽７の上部からオーバーフローして、外側溶融半田槽５へと循環する仕組みとなっている。また、外側溶融半田槽５には半田を溶融するためのヒータが設けられており、このヒータに通電することで、半田を溶融した状態で保持することができる。
【００３３】
このような本発明にかかる太陽電池素子の製造装置では、内側の溶融半田槽７に、表面に電極が形成された複数の太陽電池素子が収容されたウェハーキャリア２を内側の溶融半田槽７内の半田融液６に対して、上方より浸漬することによって、これらの電極の表面に半田層を形成するものである。このウェハーキャリア２はアーム４で保持されるとともに、太陽電池素子１を半田融液６に浸漬したときに、密度差から浮力が生じ、太陽電池素子１がウェハーキャリア２から外れて欠けたりすることを防止するため、押さえバー３が設けられている。
【００３４】
本発明の請求項１にかかる太陽電池素子の製造装置は、この溶融半田槽７の内部に１つ以上の半田衝突板１１が設けられており、対流手段である羽根車９によって対流させられた半田融液６が、この半田衝突板１１に衝突して、その向きを太陽電池素子１が収められたウェハーキャリア２の方向に変えるように構成されている。このように半田衝突板１１によって半田融液６の流れのうち、ウェハーキャリア２に収容された太陽電池素子の方向に向かう割合が増加する。その結果、ウェハーキャリア２を浸漬することによって半田融液６の温度が下がり、温度分布にばらつきが出ていた太陽電池素子１の電極近傍における半田融液６の温度分布が、より均一となり、電極の半田厚みの均一性が向上する。
【００３５】
半田衝突板１１は内側の溶融半田槽７の底部に１つ以上設けてあり、導入される半田融液６の対流方向を遮るように、その衝突面が対流方向に対して略垂直方向を向くように構成することが望ましい。これにより、導入される半田融液６が半田衝突板１１に当たり、確実に内側の溶融半田槽７の下方から上方へ対流を作ることができる。また、対流手段とウェハーキャリア２を半田衝突板１１を挟んで、ほぼ直角に配するようにすればよいので、配置が簡単であるという特徴も有する。
【００３６】
さらに、半田衝突板１１が複数設けてある場合、羽根車９によって対流させられる半田融液６の上流側の半田衝突板１１の半田の衝突面の面積が、下流側の半田衝突板１１の衝突面の面積よりも大きいと、下流側の半田衝突板１１に十分に半田融液が行き渡らず、上流側の噴流量が多くなってしまい、均一な対流とならない。そのため、半田衝突板１１の半田の衝突面の面積が導入される半田融液６の対流の上流側から下流側に向かって大きくなっているほうが望ましい。
【００３７】
このようにすれば、半田融液６の一部は半田衝突板１１の周囲を抜けてそのまま下流側へ流れ、次の半田衝突板１１で衝突して内側の溶融半田槽７の下方から上方へ流れを作る。このように、複数の半田衝突板１１で同様に下方から上方への流れを作り、一番下流まで流れた半田融液６は、内側の溶融半田槽７の側板に当たり、内側の溶融半田槽７の上方へと流れる。これにより半田融液６は内側の溶融半田槽７の下方から上方へと均一な対流となるのである。
【００３８】
さらに、内側の溶融半田槽７の底部には、ほぼ同じ幅を有する複数の半田衝突板１１を設けることによって、半田衝突板１１の底部からの高さを、導入される半田融液６の流れの上流側から下流側に向かって高くして、半田の衝突面の面積を増大させることが望ましい。このようにすれば、半田融液６の対流方向に対して、半田衝突板１１の幅が揃っており、半田融液６は、その対流の幅方向に対しても、より均一なものとなるからである。なお、半田衝突板１１の高さについては、半田衝突板１１の個数によっても異なるが、例えば、半田融液６の最上流側の半田衝突板１１の高さを１としたときに、最下流側の半田衝突板１１の高さは、１．１〜３の範囲から選択し、中間の半田衝突板１１については、これらの値の間から選択して、順次大きくなるように配列すればよい。
【００３９】
半田衝突板１１の幅は、その上方において浸漬されるウェハーキャリア２の幅よりも大きくなるようにすることが望ましい。この幅よりも小さいと、得られる半田融液６の対流の幅がウェハーキャリア２を十分にカバーし得ず、十分な効果が得られない恐れがある。また幅の上限は、特に限定するものではないが、対流手段によって強制的に対流させられる半田融液６の対流の幅とほぼ同じとすればよい。例えば、図１の場合は、外側溶融半田槽５から対流手段によって半田融液６を送り込む内側の溶融半田槽７の内壁間の幅と半田衝突板１１の幅を等しくし、半田衝突板１１の側端部が溶融半田槽７の内壁と当接するように配置すればよい。このような構成とすれば、半田衝突板１１の側端部から、半田融液６が逃げることがなく、半田融液６を効率的に、その対流方向を変更することが可能となる。
【００４０】
また、導入される半田融液６を内側の溶融半田槽７の上方へ対流させやすくするために、半田衝突板１１の形状は平板であったほうがよいが、これに限るものではなく、例えば楕円型や三角形などの形状であったり、ブロック体に半田融液６の対流が衝突する面が設けられていてもよいし、さらに半田衝突板１１自体にパンチング穴が開いていても使用可能である。なお、材質は、半田融液６に対して耐性を有する、例えば、ステンレスなどの合金を用いることが望ましく、平板形状の場合、厚みは、１ｍｍ〜１０ｍｍ程度とする。また、半田衝突板１１はその設置が容易なため、図１に示すように内側の溶融半田槽７の底部に設置しているが、例えば後述するように整流板８より吊り下げる形にしてもよい。
【００４１】
さらに、本発明の太陽電池素子の製造装置では、図１に示したように、外側溶融半田槽５に、半田を溶融するためのヒータ１０を備えるようにすることが望ましい。このようにすれば、外側溶融半田槽５の半田融液６は、内側の溶融半田槽７よりも高温となり、この高温となった半田融液６を羽根車９によって、内側の溶融半田槽７に供給するので、ウェハーキャリア２を浸漬することによって、下がった半田融液６の温度を速やかに回復することができる。したがって、太陽電池素子１を半田融液６に浸漬する時間を短くすることができ、太陽電池素子１の電極材料が半田融液６の中に溶け込んで電極の強度低下を招く半田食われの現象を抑えることができる。
【００４２】
なお、このヒータ１０としては、外側溶融半田槽５内に設ける場合は半田融液６によるダメージを抑えるため、例えばテフロン（R)（デュポンの登録商標）などを被覆したヒータ１０を用いることが望ましい。また、外側溶融半田槽５の内壁の裏側、あるいは外側溶融半田槽５の外側に設けて、半田融液６を加熱するようにしてもよい。このように半田融液６に直接接触しない箇所にヒータを設ければ、ヒータに対するダメージが少なく、長寿命とすることができる。
【００４３】
また、本発明にかかる太陽電池素子の製造装置は、半田衝突板１１と内側の溶融半田槽７に浸漬させたウェハーキャリア２との間に、複数の孔を有する板状の整流板８が介在されて配置したことを特徴としている。この整流板８は、図１（ｂ）に示すように、例えばステンレスなどの金属板に多数の孔を開けたパンチングメタルの形状を有しており、半田衝突板１１によって対流の方向を変えられた半田融液６が、この整流板８の孔を抜けて、分布の均一性が高められた状態でウェハーキャリア２の方向に向けて対流する。そのため、半田融液６の温度分布がより均一となり、電極の半田厚みの均一性がさらに向上する。
【００４４】
なお、この整流板８の厚さは０．５ｍｍ〜２００ｍｍの範囲とすることが望ましく、この範囲より小さいときには、整流板８が半田融液６の対流によって、変形したり破損したする恐れがあり、この範囲よりも大きいときには、整流板８が重くなって取り扱いが不便となったり、半田融液６が孔を抜けにくくなったりするからである。この整流板８の厚みは５ｍｍ〜２００ｍｍの範囲とすればさらによい。厚みが５ｍｍを越えることにより、整流板８を通過する際に半田融液６を上方に向けて方向付けることが可能になる。
【００４５】
また、整流板８に設ける孔の寸法としては、直径１ｍｍ〜５０ｍｍの範囲とすることが望ましく、この範囲よりも小さいときには、半田融液６が孔を抜けにくくなり、この範囲よりも大きいときには、半田融液６の流れを均一化する効果に乏しくなるからである。
【００４６】
本発明にかかる太陽電池素子の製造装置においては、半田衝突板１１と複数の孔を有する板状の整流板８を同時に備えることが望ましいが、その理由について、図を用いて考察する。
【００４７】
図３は、半田衝突板１１と整流板８を設けない本発明の範囲外の場合を説明するための図であり、図２は半田衝突板１１のみを設けた本発明にかかる太陽電池素子の製造装置の例を示す。いずれも太い矢印は半田融液６の流れを示す。
【００４８】
図３に示す構成では、外側溶融半田槽５の中には、半田融液６、ヒータ１０、内側の溶融半田槽７があり、羽根車９が回転することにより外側溶融半田槽５の半田融液６が内側の溶融半田槽７に送り込まれ、内側の溶融半田槽７から外側溶融半田槽５へオーバーフローさせることで内側の溶融半田槽７内に下から上への半田の流れを作っている。しかしながら、図３に示したように、半田融液６は槽内部で一様ではなく、均一性に乏しい。したがって、この状態で、複数枚の太陽電池素子１をセットしたウェハーキャリア２を内側の溶融半田槽７に浸漬すると、太陽電池素子１とウェハーキャリア２の熱容量により下がった半田液温が、半田の強制対流により回復しようとするが、内側の溶融半田槽７内の温度にばらつきが生じ、半田玉などが生じ半田層の形成仕上がりが悪くなり、半田ごてなどにより修正作業が必要となる。
【００４９】
図２に示すように、半田衝突板１１を設けた本発明にかかる太陽電池素子の製造装置の場合には、図３の場合と比べて、半田衝突板１１が設けられていることで、半田融液６がより均一な分布となってウェハーキャリア２の方向に向けて流れるので、半田衝突板１１がない図３の場合と比べて半田融液６の温度分布が均一となり、電極の半田厚みの均一性が向上するという効果が得られる。
【００５０】
このように半田衝突板１１を設けることにより、改善の効果は見られるものの、全ての半田融液６が半田衝突板１１に当たって、その対流方向を変えるわけではないため、内側の溶融半田槽７内の上向きの半田の流れが一定となっている度合いがまだ低く、太い矢印で示したように、内側の溶融半田槽７の壁面に沿った対流が生じ、半田表層では対流手段（羽根車９）の方向に向いた流れとなってしまう。
【００５１】
このように、半田表層では対流手段（羽根車９）の方向に向いた流れとなり、半田深層では、対流手段である羽根車９から出て行く方向の流れとなるため、ウェハーキャリア２にセットされた太陽電池素子１に対して、半田融液６から力が加わって、上部は羽根車９側に、下部は羽根車９と反対側に倒れることになり、ウェハーキャリア２に近くなった電極部では半田融液６が滞留して、半田が厚く形成される恐れがある。この半田が厚い部分は後工程での歩留まり低下を招くため、半田後に半田ごてなどにより修正作業が必要となる。また、内側の溶融半田槽内が均一に対流しないことで、内側の溶融半田槽内の温度にばらつきが生じ、半田玉などが生じ半田層を形成仕上がりが悪くなり、半田ごてなどにより修正作業が必要となる場合がある。
【００５２】
ここで図１に示す半田衝突板１１と整流板８の双方を設けた本発明のにかかる太陽電池素子の製造装置の場合には、内側の溶融半田槽７から外側溶融半田槽５へ半田融液６をオーバーフローさせた半田融液６は羽根車９の回転により、外側溶融半田槽５内で上から下への流れが形成される。その後、羽根車９を通過した半田融液６は羽根車９の回転により水平方向の流れが形成され、複数の半田衝突板１１に当たることにより、上部へと均一な半田融液の流れが形成される。そして、整流板８の孔を抜けることにより、半田融液６が均一となった状態で、内側の溶融半田槽７の中にある太陽電池素子１を収容したウェハーキャリア２の方向に対流するため、半田表層で羽根車９の方向に向いた流れを作ることはなく、内側の溶融半田槽７内の下方から上方へ半田融液６は極めて均一な対流となり、本発明の効果を極めて良好に得ることができるのである。
【００５３】
なお、本発明の実施形態は上述の例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることはもちろんである。
【００５４】
例えば、上述の説明では、半田融液６を強制的に対流させる対流手段として、羽根車９によって説明したが、これに限るものではなく、羽根車の代わりに、ポンプなどを用いて半田融液６を対流させても構わない。
【００５５】
また、上述の説明では、半田衝突板１１を溶融半田槽７の底部に配設するようにしたが、これに限るものではなく、半田融液６の対流方向をウェハーキャリア２の方向へと変化させることができる限り、溶融半田槽７の内部のどの位置に設けても構わない。例えば図４に示すように、半田衝突板１１ａを整流板８より吊り下げる形にしてもよく、このようにすれば、整流板８と半田衝突板１１ａを同時に配設することが可能となる。また、整流板８に設けた孔との位置関係を考慮して、最適な位置に半田衝突板１１ａを取り付けるようにすれば、この２つの部材同士が互いに最適なパフォーマンスを発揮できるようになる。
【００５６】
また、半田衝突板１１ａは溶融半田槽７に浸漬された前記ウェハーキャリアの下方に配設されるとともに、対流手段は半田衝突板１１ａの側方に設けられるようにし、対流手段によって対流した半田融液６が衝突する半田衝突板１１ａの衝突面は、この半田融液６を対流させる対流手段の方向に対する角度αが２０°から７０°の範囲、好ましくは３０°から６０°の範囲となるようにすることが望ましい。この範囲内であれば、半田衝突板１１ａによって対流方向を変化させられた半田融液６が良好にウェハーキャリア２の方向に向かうからである。なお、半田衝突板１１ａの形状としては、図４に示した例に限るものではなく、半田衝突板１１ａと整流板８が接している部分をＲ形状としてもよく、このようにすれば、半田衝突板１１ａによって対流方向を変えられた半田融液６をスムースに整流板８に設けられた孔に導くことが可能となる。
【００５７】
さらに、図４に示したように、半田衝突板１１ａは、整流板８の下面部に複数配設されるとともに、対流手段によって対流させた半田融液６の上流側から下流側に向かうに連れて、半田融液６が衝突する部分の衝突断面積を順次増大させてなることが望ましい。このようにすれば、半田融液６の一部は半田衝突板１１ａの周囲を抜けてそのまま下流側へ流れ、次の半田衝突板１１ａで衝突して溶融半田槽７の下方から上方へ流れを作る。このように、複数の半田衝突板１１で同様に下方から上方への流れを作り、一番下流まで流れた半田融液６は、溶融半田槽７の側板に当たり、溶融半田槽７の上方へと流れる。これにより半田融液６は溶融半田槽７の下方から上方へと均一な対流となり、整流板８の孔を通過することにより、極めて均一な対流となるのである。
【００５８】
また、溶融半田槽の下隅部などは半田融液が滞留して固形物を作りやすいので、例えば、図４に示したような、ダミーブロック１４をおいてもよい。これによって、半田融液６の滞留を減少させ、より効率的に半田融液６を利用することが可能となる。なおダミーブロック１４は、この形状に限るものではなく、板状の部材をこの位置に設置してもよい。
【００５９】
さらに上述の説明では、整流板８の形状として、金属板に多数の円形の孔を開けた形状によって説明したが、これに限るものではなく、三角形や四角形あるいはその他の不定形状の孔であっても構わない。また、孔は、スリット形状としてもよいが、このスリットの長手方向が半田融液６の対流方向に対して、ほぼ垂直になるようにすることが望ましい。
【００６０】
さらに、整流板８の上面を略水平としておけば、太陽電池素子１を収容したウェハーキャリア２をその上面に載置することが可能になる。このようにすれば、ウェハーキャリア２の位置が変位しないので、安定して確実に本発明の効果を奏しつつ、ウェハーキャリア２に収納した太陽電池素子１の電極に半田を形成することができるので、より好ましい。
【００６１】
そして、上述の説明では、外側溶融半田槽５の内部に溶融半田槽７を設けた例によって説明したが、これに限るものではなく、前記溶融半田槽と、この溶融半田槽とは別に第２の溶融半田槽と、これらの溶融半田槽間で半田融液が移動可能な連通部とを備え、前記対流手段は、前記第２の溶融半田槽から前記溶融半田槽へ向けて半田融液を対流させるべく前記連通部に備えられるとともに、前記溶融半田槽から第２の溶融半田槽へと半田融液を循環させる循環手段が備えられてなるようにしても構わない。具体的には、図５に示すように、溶融半田槽１７とは別に第２の溶融半田槽１５と、これらの溶融半田槽間で半田融液６が移動可能な連通部２２とを備え、対流手段の羽根車９は、第２の溶融半田槽１５から溶融半田槽１７へ向けて半田融液６を対流させるために、連通部２２に取り付けられ、溶融半田槽１７から第２の溶融半田槽１５へと半田融液６を循環させて戻してやる循環手段１３が設けられている。このように、２つの溶融半田槽を別々の槽によって構成してやれば、半田融液６の量が多くなり、ウェハーキャリア２を浸漬させても半田融液６の温度が下がりにくい。ただし、この場合、半田融液６の量が多いため、ヒータ２０の容量は大きいものを選定してやることが望ましい。
【００６２】
また、例えばウェハーキャリアの形状はこれに限定されるものではないし、半田の種類はＳｎ−Ｐｂの共晶半田であってもいいし、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｂｉ系などの鉛を含有しないいわゆる鉛フリー半田を使用しても同様の効果を得ることができる。特に、高い融点を有するＢｉ系などの鉛フリー半田は、ウェハーキャリアを浸漬するなどして半田融液の温度が下がると悪影響を被りやすく、本発明の太陽電池素子の製造装置を用いれば、このような悪影響を回避することができるので、好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】（ａ）は、本発明の太陽電池素子の製造装置の一実施例を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ方向から見た断面図である。
【図２】本発明の太陽電池素子の製造装置の一実施例を示す図である。
【図３】太陽電池素子の製造装置を例として本発明の効果を説明するための図である。
【図４】本発明の太陽電池素子の製造装置にかかる整流板の実施形態の一例を示す図である。
【図５】本発明の太陽電池素子の製造装置の一実施例を示す図である。
【図６】太陽電池素子の電極表面に半田層を形成する際に使用するウェハーキャリアの構造を示す図であり、太陽電池素子を収容したときの側面図である。
【図７】図６中のＡ−Ａ’間の断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１：太陽電池素子
２：ウェハーキャリア
２ａ：側壁部
３：押さえバー
４：アーム
５：外側溶融半田槽
６：半田融液
７：（内側の）溶融半田槽
８：整流板
９：羽根車（対流手段）
１０：ヒータ
１１：半田衝突板
１２：連通部
１３：循環手段
１４：ダミーブロック
１５：第２の溶融半田槽
１７：溶融半田槽
２０：ヒータ
２２：連通部
Ｓ：スリット
【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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