(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池セルを各太陽電池セルに形成した端部電極においてはんだディップリボンを介して相互に接続することによりモジュール化する方法において、
パレット上に複数の太陽電池セルを整列配置する工程と、
これら太陽電池セルの端部電極に接するようにはんだディップリボンをセットする工程と、
ヒータを内蔵するはんだディップリボンの長手方向に長手の加熱ヘッドにより該ヘッドに取り付けた耐熱弾性体を介してはんだディップリボンを加圧加熱し、前記複数の太陽電池セルの端部電極にはんだディップリボンを融着する工程とを備える、
ことを特徴とする太陽電池のモジュール化方法。
【請求項２】
前記耐熱弾性体としてシリコーンゴムを用いることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池のモジュール化方法 。
【請求項３】
前記パレットにヒータを埋設し、前記加熱ヘッドにより前記はんだディップリボンを加圧加熱する前に、前記複数の太陽電池セルを予熱することを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池のモジュール化方法 。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の太陽電池セルを電気的に接続してモジュール化する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池のモジュール化は、耐熱性基材をはんだ浴に浸漬して形成したはんだディップリボンを配線基材として用い、整列配置した複数の太陽電池セルを各太陽電池セルに形成した端部電極においてはんだディップリボンを介して相互に接続することにより行われている。そして、従来は、ランプ加熱やオーブン加熱や温風加熱によりはんだディップリボンを太陽電池セルの端部電極に融着している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例の如くランプ加熱やオーブン加熱や温風加熱を行うと、太陽電池セル全体が高温に加熱され、熱により太陽電池セルの性能が劣化することがある。また、はんだ鏝を使用して、はんだディップリボンを各太陽電池セルの端部電極に個別に接続することも考えられるが、これでは手間がかかり、製造コストが高くなる。
【０００４】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、太陽電池セルの性能劣化を生ずること無く低コストで太陽電池のモジュール化を行い得られるようにした方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、複数の太陽電池セルを各太陽電池セルに形成した端部電極においてはんだディップリボンを介して相互に接続することによりモジュール化する方法において、パレット上に複数の太陽電池セルを整列配置する工程と、これら太陽電池セルの端部電極に接するようにはんだディップリボンをセットする工程と、ヒータを内蔵するはんだディップリボンの長手方向に長手の加熱ヘッドにより該ヘッドに取り付けた耐熱弾性体を介してはんだディップリボンを加圧加熱し、前記複数の太陽電池セルの端部電極にはんだディップリボンを融着する工程とを備えることを特徴とする。尚、耐熱弾性体としては、はんだが付着しにくいシリコーンゴムを用いることが望ましい
本発明によれば、加熱ヘッドではんだディップリボンを加熱するため、太陽電池セル全体が高温に加熱されることはなく、熱による太陽電池セルの性能劣化が防止され、更に、複数の太陽電池セルの端部電極に対するはんだディップリボンの融着作業を同時に能率良く行うことができ、製造コストの低廉化を図れる。また、耐熱弾性体を介してはんだディップリボンを加圧するため、複数の太陽電池セルの夫々の端部電極に対するはんだディップリボンの追従性が確保され、これら端部電極にはんだディップリボンが確実に融着する。更に、太陽電池セルに対する機械的衝撃が耐熱弾性体により緩和され、太陽電池セルの機械的衝撃による破損も防止される。
【０００６】
ところで、はんだディップリボンを加熱すると、太陽電池セルの温度が端部電極の部分で局部的に上昇し、他の部分との温度差が大きいと、ヒートショックによる太陽電池セルの破損を生ずる。この場合、パッレトにヒータを埋設し、加熱ヘッドによりはんだディップリボンを加熱する前に、パレット上の複数の太陽電池セルを性能劣化を生じない温度範囲で予熱しておけば、太陽電池セルの端部電極の部分と他の部分との温度差が過度に大きくならず、ヒートショックによる太陽電池セルの破損を防止できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１及び図２を参照して、１は太陽電池セルであり、太陽電池セル１の複数個を電気的に接続してモジュール化している。
【０００８】
各太陽電池セル１は、ガラス基板１ａ上に、Ｍｏ製の裏面電極１ｂと，ＣＩＧＳ（銅・インジウム・ガリウム・セレンを含有するカルコパイライト半導体）製の光吸収層１ｃと、ＺｎＳ製のバッファ層１ｄと、ＺｎＯ製の半絶縁層１ｅと、Ａｌ製の表面電極１ｄとを積層したＣＩＧＳ系のものである。本実施形態では、ガラス基板１ｄ上に、裏面電極１ｂを前後複数列に形成すると共に、光吸収層１ｃとバッファ層１ｄと半絶縁層１ｅと表面電極１ｆとから成る光起電力部を裏面電極１ｂに跨るように前後複数列形成し、各光起電力部の表面電極１ｂを後側の光起電力部に接する裏面電極１ｂに接続して、複数の光起電力部が直列に接続されるようにしている。そして、前端の裏面電極１ｂ上に第１端部電極１ｇと、後端の光起電力部の表面電極１ｆ上に第２端部電極１ｈとを形成し、横１列に整列させた複数個（図示例では４個）の太陽電池セル１の第１端部電極１ｇ同士と第２端部電極１ｈ同士とを夫々はんだディップリボン２を介して接続し、複数の太陽電池セル１を並列接続して成る単位モジュールを製造する。尚、図示しないが、このようにして製造した単位モジュールを前後方向に複数個並べて単位モジュール同士を直列接続することにより太陽電池モジュールを構成する。
【０００９】
ここで、光起電力部の厚さは２〜３μm程度であり、また、各端部電極１ｇ，１ｈの材料はＡlペーストであって、その厚さは３０μm以上にする。はんだディップリボン２は、耐熱性基材２ａをはんだ浴に浸漬して形成されるもので、基材２aの外面がはんだ２ｂで被覆されている。はんだの材料としては、銀含有通常鉛はんだ（Ｓｎ４２％・Ｐｂ３６％・Ａｇ２％，融点１７９℃）、銀含有低温鉛フリーはんだ（Ｓｎ４２％・Ｂｉ５７％・Ａｇ１％，融点１３８℃）、鉛フリーはんだ（Ｃｕ０．５％・Ａｇ３％・Ｓｎ９６．５％，融点217℃）等の種種のものを用いることができる
図３は、複数の太陽電池セル１から成る単位モジュールを製造するための設備を示してる。この設備は、複数の太陽電池セル１を載置するパッレト１０と、はんだディップリボン２用の前後一対のセット装置１１1，１１2  と、はんだディップリボン２用の前後一対の加熱ヘッド１２1 ，１２2 とを備えている。パレット１０の上面には、各太陽電池セル１の位置決め用ガイド突起１０ａが形成されており、パレット１０上に複数の太陽電池セル１を横１列に整列配置できるようにしている。
【００１０】
尚、パレット１０にガイド突起１０ａを形成せずに、複数の太陽電池セル１を脱着自在な治具を用いてパレット１０上に横１列に整列配置させることも可能である。この場合、パレット１０に、各太陽電池セル１の載置部に開口するエア孔を形成し、エア孔を介しての真空引きにより各太陽電池セル１をパレット１０に吸着させて、治具を取り外しても太陽電池セル１が位置ずれしないようにする。また、ガイド突起１０ａ付きのパレット１０でもエア孔を形成しておけば、複数の太陽電池セル１を並列接続して製造した単位モジュールのパレット１０からの取り出しをエア孔からのエア吹き出しで容易にすることができる。
【００１１】
前記各セット装置１１1 ，１１2 は、上下方向に揺動自在な１対の可動アーム１１ａ，１１ａで構成されており、各可動アーム１１ａの先端にはんだディップリボン２を把持するクランプ部１１ｂを設けている。そして、前側の第１セット装置１１1 の両可動アーム１１ａ，１１ａの下方への揺動により、パレット１０上に横１列に整列配置された複数の太陽電池セル１の第１端部電極１ｇに接するように１本のはんだディップリボン２をセットし、後側の第２セット装置１１2の両可動アーム１１ａ，１１ａの下方への揺動により、上記太陽電池セル１の第２端部電極１ｇに接するように別の１本のはんだディップリボン２をセットする。
【００１２】
前記両加熱ヘッド１２1 ，１２2 は、前後１対の支柱１３，１３間に両支柱１３，１３に沿って上下動するように設けた昇降枠１４に取り付けられている。各加熱ヘッド１２1 ，１２2 は、各はんだディップリボン２の長手方向に長手であり、即ち、横方向に長手であり、昇降枠１４の下降により、前側の第１加熱ヘッド１２1 が第１セット装置１１1 でセットされたはんだディップリボン２に当接し、後側の第２加熱ヘッド １２2が第２セット装置 １１2でセットされたはんだディップリボン２に当接する。各加熱ヘッド１２1 ，１２2 は、ヒータ１２ａを内蔵しており、また、各加熱ヘッド１２1 ，１２2 のはんだディップリボン２に対する当接面、即ち、下面には、耐熱弾性体１２ｂが取り付けられている。尚、耐熱弾性体１２ｂとしては、はんだが付着しにくいシリコーンゴムを用いることが好ましい。
【００１３】
単位モジュールの製造に際しては、先ず、パレット１０上に複数の太陽電池セル１を整列配置し、次に、第１と第２の各セット装置１１1 ，１１2 により上記複数の太陽電池セル１の第１と第２の各端部電極１ｇ，１ｈに接するように各はんだディップリボン２をセットする。尚、はんだディップリボン２には予めフラックスを塗布しておく。また、パレット１０は、ヒータ１０ｂへの通電により、太陽電池セル１の熱による性能劣化を生じない所定温度（８０〜１００℃）に予め加熱されており、はんだディップリボン２のセット後、一定時間待って太陽電池セル１を上記所定温度に予熱する。そして、予熱完了後、昇降枠１４を下降する。これによれば、第１と第２の各加熱ヘッド１２1 ，１２2 によりその下面の耐熱弾性体１２ｂを介して各はんだディップリボン２が加圧される。そのため、耐熱弾性体１２ｂの弾力により、各はんだディップリボン２が複数の太陽電池セル１の第１と第２の各端部電極１ｇ，１ｈに追従性良く密着し、また、加圧時に太陽電池セル１に加えられる機械的衝撃が耐熱弾性体１２ｂにより緩和され、太陽電池セル１の破損が防止される。ここで、各加熱ヘッド１２1 、１２2 は、ヒータ１２ａへの通電により、予めはんだ材料の融点よりも５０℃程度高い温度に加熱されており、耐熱弾性体１２ｂを介しての熱伝導により各はんだディップリボン２が複数の太陽電池セル１の第１と第２の各端部電極１ｇ，１ｈに融着され複数の太陽電池セル１が並列接続される。
【００１４】
ここで、はんだディップリボン２の融着時、太陽電池セル１は各端部電極１ｇ，１ｈの部分で局部的に加熱されるが、太陽電池セル１を上記の如く予熱しているため、各端部電極１ｇ，１ｈの部分と他の部分との温度差は左程大きくならず、ヒートショックによる太陽電池セル１の破損は生じない。そして、はんだディップリボン２の融着後、昇降枠１４の上昇で第１と第２の各加熱ヘッド１２1 ，１２2 を各はんだディップリボン２の上方に離脱させると共に、第１と第２の各セット装置１１1 ，１１2 の可動アーム１１ａを上方に揺動させ、次に、並列接続された複数の太陽電池セル１から成る単位モジュールをパレット１０から取り出して、１回の作業を完了する。
【００１５】
尚、各セット装置１１1 ，１１2 の可動アーム１１ａの長さを調整自在にすると共に、昇降枠１４に対する各加熱ヘッド１２1 ，１２2 の取り付け位置を調整自在にしておけば、大きさの異なる太陽電池セル１にも対処でき、汎用性が得られる。
【００１６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、太陽電池セルの破損や性能劣化を生ずることなく、複数の太陽電池セルの端部電極にはんだディップリボンを同時に能率良く、且つ、確実に融着でき、製造コストの低廉化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法で製造した太陽電池の単位モジュールを示す斜視図
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線拡大切断面図
【図３】本発明方法の実施に用いる設備の概略斜視図
【符号の説明】
１    太陽電池セル          １ｇ、１ｈ    端部電極
２    はんだディップリボン      １０      パレット
１０ｂ  ヒータ              １２1 、１２2  加熱ヘッド
１２ａ  ヒータ                 １２ｂ      耐熱弾性体
【図１】
0004493238.tif 000002
【図２】
0004493238.tif 000003
【図３】
0004493238.tif 000004