(57)【要約】      （修正有）【課題】太陽電池素子の電極の表面に不純物が付着することなくはんだ被覆を生産性よく処理するための太陽電池素子の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１をウエハキャリア２に収容し、このウエハキャリアをアーム３で保持し、はんだ融液に浸漬して前記電極の表面にはんだ層を形成する太陽電池素子の製造装置において、前記太陽電池素子の上部にクリーニング板５を設けたことを特徴とする。【選択図】図１
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【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エハキャリアに収容し、このウエハキャリアをアームで保持し、はんだ融液に浸漬して前記電極の表面にはんだ層を形成する太陽電池素子の製造装置において、前記太陽電池素子の上部にクリーニング板を設けたことを特徴とする太陽電池素子の製造装置。
【請求項２】
少なくとも、前記クリーニング板は上方から前記太陽電池素子を遮蔽できる大きさを有することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池素子の製造装置。
【請求項３】
前記ウエハキャリアをはんだ融液に浸漬したときに、前記クリーニング板ははんだ融液の中にすべて浸漬される高さに取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池素子の製造装置。
【請求項４】
前記クリーニング板の下端面は、中央部よりも周縁部の高さが高い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素子の製造装置。
【請求項５】
前記クリーニング板の上端面は、中央部と周縁部の高さが同じ、もしくは中央部よりも周縁部の高さが低い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素子の製造装置。
【請求項６】
前記クリーニング板がチタン、クロム、アルミニウムジルコニウム、タングステン、タンタル、鉄、モリブデンのいずれかの酸化物からなることを特徴とする請求項1ないし５のいずれかに記載の太陽電池素子の製造装置。
【請求項７】
前記クリーニング板が金属からなり、その表面がチタン、クロム、アルミニウム、ジルコニウム、タングステン、タンタル、鉄、モリブデンのいずれかの酸化物で被覆されていることを特徴とする請求項1ないし５のいずれかに記載の太陽電池素子の製造装置。
【請求項８】
前記クリーニング板がエンジニアリング・プラスチックからなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の太陽電池素子の製造装置。
【請求項９】
前記クリーニング板が金属からなり、その表面がエンジニアリング・プラスチックで被覆されていることを特徴とする請求項1ないし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、特に表面に電極を有する太陽電池素子をはんだ融液に浸漬して電極の表面にはんだ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】
従来から半導体接合を有する太陽電池素子の受光面側に表面電極を有し、反受光面側に裏面電極を有する太陽電池素子が広く用いられている。これらの太陽電池素子電極の表面は長期信頼性を確保するために、および次工程で太陽電池同士をインナーリードで接続するためにはんだで被覆される。
【０００３】
電極をはんだで被覆するにはさまざまな方法があるが、はんだ仕上がり、生産性の観点からウエハキャリアに複数の太陽電池素子を積載し、自動はんだ付け装置でフラックス塗布、プレヒーティングを行った後に、溶融はんだに浸漬させる浸漬法が最も一般的である。（例えば特許文献１参照）
図３は太陽電池素子の電極表面にはんだ被覆を処理する際に使用する一般的な半田被覆処理装置である。図３において１は太陽電池素子、２はウエハキャリア、３はアーム、４はセル押さえ、６ははんだ融液、７ははんだ槽を示す。
【０００４】
複数の太陽電池素子１をウエハキャリア２にセットして、アーム３でウエハキャリア２を支持してはんだ槽７のはんだ融液６に浸漬して引き上げることによって太陽電池素子１の電極の表面にはんだ被覆を行う。この方法によれば複数の太陽電池素子１の電極に同時に半田被覆を行うことが出来るため生産性がよく、はんだ仕上がりもよい。
【特許文献１】特開２００２−３１９６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、複数の太陽電池素子１をウエハキャリア２にセットしてはんだ融液６に浸漬したときに、はんだ融液６の表面に酸化したはんだなどの不純物が浮かび上がる。はんだ融液６の表面に不純物が浮遊した状態でウエハキャリア２を引き上げると、太陽電池素子１の表面にその不純物が付着し太陽電池素子１の表面が汚れたり、太陽電池素子１の電極に被覆されたはんだの中に不純物が入り、この部分が膨らんで、後に修正を余儀なくされることがあった。
【０００６】
この問題を回避するために、噴流はんだ槽を使用する方法がある。図４、図５は一般的な噴流はんだ槽である。１は太陽電池素子、２はウエハキャリア、３はアーム、４はセル押さえ、６ははんだ融液、７ははんだ槽、８は噴流槽、９はスクリューを示す。モータなどを動力としてスクリュー９を回転させ、はんだを対流させる。これにより噴流槽８からはんだ槽７へはんだが流れる。噴流槽８の表面のはんだがはんだ槽へ流れるため、噴流槽８のはんだ融液６の表面は常にきれいなはんだとなる。しかし、複数の太陽電池素子１をウエハキャリア２へ積載し、はんだ融液６に浸漬させる場合において、ウエハキャリア２がはんだ融液６に浸漬すると、図５のように太陽電池素子１の間を対流するはんだは少なく、むしろ、ウエハキャリア２の外側へ回り込むはんだが多い。そのため、はんだ融液６の中心部分のはんだはあまり動かず、はんだ酸化物などの不純物が残っている場合がある。噴流量を多くすることで太陽電池素子間を対流するはんだも増え、はんだ融液６の中心部分のはんだも動き始めるが、噴流するはんだに押されて太陽電池素子１がウエハキャリア２内で暴れるため、太陽電池素子１が欠けたり、割れたりすることがあった。
【０００７】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、太陽電池素子の電極の表面に不純物が付着することなく、生産性よくはんだ被覆処理を行うための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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係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エハキャリアに収容し、このウエハキャリアをアームで保持し、はんだ融液に浸漬して前記電極の表面にはんだ層を形成する太陽電池素子の製造装置において、前記太陽電池素子の上部にクリーニング板を設けたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る太陽電池素子の製造装置は、少なくとも、前記クリーニング板は上方から前記太陽電池素子を遮蔽できる大きさを有することを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明に係る太陽電池素子の製造装置は、ウエハキャリアをはんだ融液に浸漬したときに、前記クリーニング板がはんだ融液の中にすべて浸漬される高さに取り付けられていることを特徴とする。
【００１１】
また、前記クリーニング板の下端面は、中央部よりも周縁部の高さが高いほうがよい。
【００１２】
前記クリーニング板の上端面は、中央部と周縁部の高さが同じ、もしくは中央部よりも周縁部の高さが低いほうがよい。
【００１３】
また、本発明に係る太陽電池素子の製造装置では、前記クリーニング板がチタン、クロム、アルミニウム、ジルコニウム、タングステン、タンタル、鉄、モリブデンのいずれかの酸化物で形成されていることが望ましい。
【００１４】
さらに、本発明に係る太陽電池素子の製造装置では、前記クリーニング板が金属からなり、その表面がチタン、クロム、アルミニウム、ジルコニウム、タングステン、タンタル、鉄、モリブデンのいずれかの酸化物で被覆されていてもよい。
【００１５】
また、本発明に係る太陽電池素子の製造装置では、前記クリーニング板がエンジニアリング・プラスチックで形成されていることが望ましい。
【００１６】
さらに、本発明に係る太陽電池素子の製造装置では、前記クリーニング板が金属からなり、その表面がエンジニアリング・プラスチックで被覆されていてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る太陽電池素子の製造装置によれば、表面に電極が形成された複数の太陽電池素子をウエハキャリアに収容し、このウエハキャリアをアームで保持し、はんだ融液に浸漬して前記電極の表面にはんだ層を形成する太陽電池素子の製造装置において、前記太陽電池素子の上部にクリーニング板を設けることで、はんだ槽から太陽電池素子が収容されたウエハキャリアを引き上げるとき、クリーニング板の上方に当たるはんだ融液の表面に生じた酸化したはんだなどの不純物がクリーニング板の上にいったん載り、その後クリーニング板から流れ落ち、もしくはそのままクリーニング板上に堆積するため、太陽電池素子表面に不純物がついたり、太陽電池素子の電極に被覆されたはんだの中に不純物が入り、この部分が膨らんで、後に修正を必要となる問題が発生するのを防ぐことができる。
【００１８】
また、本発明に係る太陽電池素子の製造装置によれば、少なくとも、前記クリーニング板は上方から前記太陽電池素子を遮蔽できる大きさを有することで、はんだ槽から太陽電池素子が収容されたウエハキャリアを引き上げるとき、太陽電池素子の上方に当たるはんだ融液の表面に生じた酸化したはんだなどの不純物が、太陽電池素子に直接接触することはなく、いったんクリーニング板の上に載り、その後はクリーニング板から流れ落ちる場合かそのままクリーニング板上に堆積する場合も太陽電池素子に接触しないため、太陽電池素子表面に不純物がついたり、太陽電池素子の電極に被覆されたはんだの中に不純物が入り、この部分が膨らんで、後に修正を必要となる問題が発生することはない。
【００１９】
さらにクリーニング板がその役割を充分に果たすためには、ウエハキャリアをはんだ融液に浸漬したときに、前記クリーニング板がはんだ融液の中にすべて浸漬される高さに取り付けられていたほうがよい。このようにすることにより、太陽電池素子の上にある不純物を完全に除去できるようになる。クリーニング板の下端面は、中央部よりも周縁部の高さが高いほうがよい。このようにすることにより、浮かび上がってくる酸化物等の不純物がクリーニング板の下端面に付着してとどまることを防ぎ、太陽電池素子の上方からその他の領域へ逃がすことができる。よって太陽電池素子を引き上げたときに太陽電池素子と不純物が接触することがない。
【００２０】
クリーニング板の上端面は、中央部と周縁部の高さが同じ、もしくは中央部よりも周縁部の高さが低いほうがよい。このようにすることにより太陽電池素子を引き上げる際に、自然と太陽電池素子の上方から外側に向かうはんだの流れが形成できるため、不純物が太陽電池素子と接触することを防ぐことができる。
【００２１】
また、クリーニング板をセラミックスもしくは、チタン、クロム、アルミニウム、ジルコニウム、タングステン、タンタル、鉄、モリブデンのいずれかの酸化物で形成すると、クリーニング板にはんだが付着しにくく、円滑にウエハキャリアの外側へはんだ酸化物などの不純物を除去することができる。
【００２２】
さらに、クリーニング板を金属で形成し、チタン、クロム、アルミニウム、ジルコニウム、タングステン、タンタル、鉄、モリブデンのいずれかの酸化物で被覆すると円滑にウエハキャリアの外側へはんだ酸化物などの不純物を除去することができるだけでなく、クリーニング板にはんだが付着して、その重みでクリーニング板が曲がったり、割れることを防止できる。
【００２３】
また、クリーニング板をエンジニアリング・プラスチックで形成もしくは、クリーニング板を金属で形成して、表面にエンジニアリング・プラスチックを被覆しても、セラミックスもしくは、チタン、クロム、アルミニウム、ジルコニウム、タングステン、タンタル、鉄、モリブデンのいずれかの酸化物で形成する場合と同様の効果を得ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。
【００２５】
図１は本発明にかかる太陽電池素子の製造装置の一実施形態を説明するための図であり、図２は図１のウエハキャリアを側面から見たときの図である。図１において１は太陽電池素子、２はウエハキャリア、３はアーム、４はセル押さえ、５はクリーニング板、６ははんだ融液、７ははんだ槽を示す。
【００２６】
本発明の太陽電池素子の製造装置では、表面に電極が形成された複数の太陽電池素子１をウエハキャリア２に積載し、このウエハキャリア２をアーム３で保持して、はんだ槽７の中にあるはんだ融液６に浸漬して太陽電池素子１の電極の表面にはんだ被覆を処理するものである。
【００２７】
クリーニング板とは太陽電池素子が収容されたウエハキャリアをはんだ槽のはんだ溶液から引き上げるとき、クリーニング板の上方に当たるはんだ溶液表面に浮遊する酸化物などの不純物が太陽電池素子に接触しないようにするための遮蔽物である。そこで、クリーニング板がその役割を充分に果たすためには、ウエハキャリアをはんだ融液に浸漬したときに、前記クリーニング板がはんだ融液の中にすべて浸漬される高さに取り付けられていたほうがよい。このようにすることにより、太陽電池素子の上にある不純物を完全に除去できるようになる。
【００２８】
クリーニング板の大きさは上方から太陽電池素子を完全に遮ることができる大きさ以上の大きさがあったほうが望ましい。このようにすることにより、クリーニング板の上部に付着した酸化物などの不純物を、クリーニング板の上面に付着させるか太陽電池素子のない領域に流すことができ、太陽電池素子への付着を防ぐことができる。
【００２９】
クリーニング板の下端面は、中央部よりも周縁部の高さが高いほうがよい。このようにすることにより、浮かび上がってくる酸化物等の不純物がクリーニング板の下端面に付着してとどまることを防ぎ、太陽電池素子の上方からその他の領域へ逃がすことができる。よって太陽電池素子を引き上げたときに太陽電池素子と不純物が接触することがない。
【００３０】
クリーニング板の上端面は、中央部と周縁部の高さが同じ、もしくは中央部よりも周縁部の高さが低いほうがよい。このようにすることにより太陽電池素子を引き上げる際に、自然と太陽電池素子の上方から外側に向かうはんだの流れが形成できるため、不純物が太陽電池素子と接触することを防ぐことができる。また、凹んだ形状であればはんだが凹部にたまりそのまま固まってしまうため不適である。そのため少なくとも平板好ましくは中央に向かい凸形状であったほうがよい。凸形状にすればはんだの抵抗が緩和されるので、はんだ槽内のはんだの流れが乱れることはなく、太陽電池素子の欠けや割れの発生を抑制できる。
【００３１】
また中央に向かい凸の形状であれば、太陽電池素子が収容されたウエハキャリアをはんだ槽のはんだ溶液から引き上げるとき、クリーニング板の上方に当たるはんだ溶液表面に浮遊する酸化物などの不純物がいったんクリーニング板上に載り、その後クリーニング板５から流れ落ち、もしくはクリーニング板上に堆積するため、不純物が太陽電池素子との接触が発生しない。
【００３２】
図１及び図２に示すように、太陽電池素子１の上部に当たるはんだ融液６の表面に浮遊する酸化物を除去するためのクリーニング板５を有する。上方から太陽電池素子を完全に遮蔽できる大きさ以上の大きさを有し、かつ上部形状が中央に向かい凸の形状のクリーニング板５を使用する場合において、複数の太陽電池素子１をウエハキャリア２にセットしてはんだ融液６に浸漬したときに、太陽電池素子１の上方に当たるはんだ融液６の表面に生じた酸化したはんだなどの不純物が、ウエハキャリア２を引き上げるときに、いったんクリーニング板５に載るが、クリーニング板５の上部形状が三角形であるため、その直後に不純物がクリーニング板５から流れ落ちる。このとき、上方からクリーニング板５が複数の太陽電池素子１を遮蔽できる大きさ以上の大きさを有するため、上記不純物がクリーニング板５から流れ落ちる過程でも太陽電池素子１に接触することはない。
【００３３】
また、上部形状が平板形状で、かつ上方から太陽電池素子を完全に遮蔽できる大きさ以上の大きさを有するクリーニング板５を使用する場合において、はんだ融液６の表面に生じた酸化したはんだなどの不純物が、ウエハキャリア２を引き上げるときに、クリーニング板５に載るが、そのままクリーニング板５の上に堆積し、もしくは流れ落ちる。このときも不純物が太陽電池素子１に接触することはない。
【００３４】
すなわち、太陽電池素子１の表面にその不純物が付着し、太陽電池素子１の表面が汚れたり、太陽電池素子１の電極に被覆されたはんだの中に不純物が入り、この部分が膨らんで、後に修正を必要となる問題が発生することはない。
【００３５】
また、クリーニング板５をはんだ溶液内に浸漬させたとき、大きなはんだの浮力がクリーニング板５にかかり、折れることがあるため、クリーニング板５の一部に小さな穴を開け、はんだが抜ける構造にしてもよい。この場合、穴の大きさが大きすぎると、はんだの酸化物などの不純物が穴を抜けてしまうため、不純物が抜けないような構造の穴であることが望ましい。
【００３６】
また、ウエハキャリア２に積載された太陽電池素子１をはんだ融液６に浸漬させたときに、太陽電池素子１がはんだの浮力により浮かび、ウエハキャリア２に当たって太陽電池素子１が欠けたり、割れたりするのを防ぐために、このクリーニング板５をセル押さえ４の役割と兼用してもよい。
【００３７】
クリーニング板５はチタン、クロム、アルミニウム、ジルコニウム、タングステン、タンタル、鉄、モリブデンのいずれかの酸化物で形成されていたほうがよい。このようにすることによりはんだの濡れを阻害する酸化物で形成されるため、はんだが付着しにくく、円滑に不純物をウエハキャリア２の外側へ除去することが可能となる。
【００３８】
また、クリーニング板５は金属からなり、その表面がチタン、クロム、アルミニウム、ジルコニウム、タングステン、タンタル、鉄、モリブデンのいずれかの酸化物で形成されていてもよい。金属によりその強度が確保されるため、太陽電池素子１の径が大きく、大きなクリーニング板５を要する際にはんだの浮力により、クリーニング板５が割れたりすることが無くなる。金属の表面をセラミックスもしくは、チタン、クロム、アルミニウムのいずれかの酸化物で被覆するためには、例えば溶射などの方法で１００μｍほどの厚みに形成すればよい。
【００３９】
また、クリーニング板５をエンジニアリング・プラスチックで形成したものでもよい。ここでエンジニアリング・プラスチックとは熱可逆性樹脂のうち高性能のものをいい、耐熱性が１００℃以上、強度が５００ｋｇｆ／ｃｍ２以上、曲げ弾性率が２４０００ｋｇｆ／ｃｍ２以上あるプラスチックのことをいう。エンジニアリング・プラスチックはいずれもはんだとの濡れ性が悪いため、クリーニング板５にはんだが付着することはなくなる。チタン、クロム、アルミニウム、ジルコニウム、タングステン、タンタル、鉄、モリブデンのいずれかの酸化物で形成する場合と同様の効果を得ることが出来る。
【００４０】
さらに、クリーニング板５を金属で形成し、エンジニアリング・プラスチックで被覆することも可能である。この場合においても、エンジニアリング・プラスチックで形成したときと同様の効果を得ることができる。金属の表面をエンジニアリング・プラスチックで被覆するためには、溶射、浸漬、塗布、貼り付けなどさまざまな方法があり、形成する厚みはその材料に合わせて選択する必要がある。
【００４１】
本発明の一実施形態を図面を用いて詳細に説明したが、本発明はこれに制限されるものではない。例えば、クリーニング板ははんだ融液の表面のはんだ酸化物などの不純物を除去するためのものであって、その形状はこれに限定されるものではない。
【００４２】
また、本発明は他の多くの場合においても使用可能である。例えば、ウエハキャリアなどにワークを入れて薬液処理を行う場合において、液表面に不純物があり、それを除去する必要がある場合にも用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る太陽電池素子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２】本発明に係る太陽電池素子の太陽電池素子の製造装置の一実施例を示す図であり、図１の側面図である。
【図３】従来の太陽電池素子の太陽電池素子の製造装置を示す図である。
【図４】従来の太陽電池素子の太陽電池素子の製造装置であり、はんだ槽が噴流式の場合において、はんだ槽内に何も入っていないときの噴流の流れ方を示した図である。
【図５】従来の太陽電池素子の太陽電池素子の製造装置であり、はんだ槽が噴流式の場合において、はんだ槽内にウエハキャリアと太陽電池素子が入っているときの噴流の流れ方を示した図である。
【符号の説明】
【００４４】
１・・・太陽電池素子
２・・・ウエハキャリア
３・・・アーム
４・・・セル押さえ
５・・・クリーニング板
６・・・はんだ融液
７・・・はんだ槽
８・・・噴流槽
９・・・スクリュー
【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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