(57)【要約】【課題】作業効率が良く、歩留まりが高く、安価に太陽電池パネルを製造できる太陽電池素子の接続方法及び接続装置を提供する。【解決手段】太陽電池素子２がストリング状に接続されてなる太陽電池素子ストリングを更にマトリックス状に接続してなる太陽電池素子マトリックスと、封止材と、保護材が積層されてなる太陽電池パネルを製造するための製造過程のうち、太陽電池素子２をタブリード線等３により接続して太陽電池素子ストリングを形成する工程において、太陽電池素子２とタブリード線等３の加熱接着を、樹脂シート４の上で行うことを特徴とする太陽電池素子の接続方法及び接続装置１である。【選択図】図１
2012174757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池素子がストリング状に接続されてなる太陽電池素子ストリングを更にマトリックス状に接続してなる太陽電池素子マトリックスと、封止材と、保護材が積層されてなる太陽電池パネルを製造するための製造過程のうち、太陽電池素子をタブリード線及び／又は異型電極用シート（以下、タブリード線等と称する）により接続して太陽電池素子ストリングを形成する工程において、
太陽電池素子とタブリード線等の加熱接着を、樹脂シートの上で行うことを特徴とする太陽電池素子の接続方法。
【請求項２】
樹脂シートが封止用熱硬化性樹脂シートであることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池素子の接続方法。
【請求項３】
太陽電池素子とタブリード線等の加熱接着の際に、封止用熱硬化性樹脂シートの下に保護材用ガラス基板が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池素子の接続方法。
【請求項４】
太陽電池素子の電極列に対応した、それぞれ独立した熱源が直線状に配置されている加熱ヘッドを太陽電池素子及びタブリード線等に対して相対的に移動させることにより、太陽電池素子とタブリード線等の加熱接着を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の太陽電池素子の接続方法。
【請求項５】
太陽電池素子とタブリード線等を加熱接着するための熱源が誘導加熱コイルであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の太陽電池素子の接続方法。
【請求項６】
キャリアフィルムにマウントされた裏面電極型太陽電池素子用のタブリード線等を太陽電池素子の上に載置し、太陽電池素子とタブリード線等を加熱接着してからキャリアフィルムを剥離除去することを特徴とする請求項５に記載の太陽電池素子の接続方法。
【請求項７】
太陽電池素子とタブリード線等の加熱接着を、２枚の封止用熱硬化性樹脂シートの間で行うことを特徴とする請求項５に記載の太陽電池素子の接続方法。
【請求項８】
太陽電池素子を１列以上のストリング状に配列してから、ストリング毎に太陽電池素子とタブリード線等を加熱接着することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の太陽電池素子の接続方法。
【請求項９】
太陽電池素子をマトリックス状に配列してから太陽電池素子とタブリード線等を加熱接着することを特徴とする請求項１乃至請求項７に記載の太陽電池素子の接続方法。
【請求項１０】
樹脂シート供給手段と、太陽電池素子供給手段と、タブリード線等供給手段と、加熱ヘッドと、支持台を含む太陽電池素子の接続装置であって、
樹脂シート供給手段は支持台上に樹脂シートを載置可能であり、
太陽電池素子供給手段及びタブリード線等供給手段は太陽電池素子とタブリード線等を樹脂シート上に配置可能であり、
加熱ヘッドは樹脂シート上に配置された前記太陽電池素子とタブリード線等を加熱接着可能であることを特徴とする太陽電池素子の接続装置。
【請求項１１】
さらに保護材用ガラス基板を支持台上に供給するガラス基板供給手段を有し、樹脂シート供給手段は封止用熱硬化性樹脂シートを保護材用ガラス基板上に載置することを特徴とする請求項１０に記載の太陽電池素子の接続装置。
【請求項１２】
少なくとも支持台上に配置された太陽電池素子及びタブリード線等を加熱接着可能である範囲内で、加熱ヘッドが前記太陽電池素子及びタブリード線等に対して相対的に移動可能であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の太陽電池素子の接続装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タブリード線等を用いて太陽電池素を接続する方法及びそのための接続装置に係り、特に、作業効率が良く、接続不良を減少させることにより歩留まりを向上でき、製造コストを下げることができる太陽電池素子の接続方法及び接続装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、無尽蔵で環境汚染のないエネルギーとして存在する太陽光を直接電気エネルギーに変換する発電システムで、住宅用から大型発電分野へとその使用範囲を急速に拡大しつつある。
【０００３】
特に住宅用や大型発電用の太陽電池の内、結晶系は、太陽電池素子の製造工程を経た後、複数の太陽電池素子をタブリード線やバスバー等によって電気的に接続してモジュールを形成する工程と、該モジュールをガラス基板やバックシート等の保護材の間に挟んでラミネートする工程を経て製造されている。また、各種の太陽電池の中で、特に非晶質シリコン系太陽電池や結晶シリコン系太陽電池等は、大面積で製造でき、製造コストも安価であることから、これまでに鋭意研究され、ここ数年の間にモジュール化形成並びにシステム化形成の生産技術の開発も一層促進され、３ＫＷ程度の家庭用小型発電装置から数百ＫＷの大型発電装置が実用化されるまでに至っている。
【０００４】
一方、このような背景のもと、市場の需要増と相まって、市場からは大幅なコストダウンの要請が強くなっている。この要請に応える手段としては、製造工程、特にタブリード線等で接続された太陽電池素子を次工程に移動する作業の効率化や、接続不良を無くすことによる歩留まりの向上が考えられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
即ち、タブリード線等で接続された太陽電池素子（太陽電池素子ストリング）をバスバーで接続するためにマトリックス状に再配列する際や、バスバーで接続された太陽電池素子ストリング（太陽電池素子マトリックス）をラミネート工程に移動する際には、まだそれぞれの太陽電池素子は十分に固定されておらず、接着箇所が外れてしまう恐れがあるので、太陽電池素子マトリックスや太陽電池素子マトリックスを構成する一連の太陽電池素子を１枚づつ支持して丁寧に運ぶ必要があり、また、それぞれの太陽電池素子の位置がずれない様に１枚づつ耐熱テープで固定する場合もあり、非常に煩雑で作業性の悪いものであった。また、丁寧に扱っても太陽電池素子が割れたり、太陽電池素子間が僅かにずれて接続箇所が外れて接続不良の原因になることもあった。
【０００６】
本発明は上記従来技術の問題点を解消し、接続された太陽電池素子マトリックスを容易に次工程に移動することができ、且つ接続不良が少なく歩留まりが高い太陽電池素子の接続方法、及び接続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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の特徴の第１は、太陽電池素子がストリング状に接続されてなる太陽電池素子ストリングを更にマトリックス状に接続してなる太陽電池素子マトリックスと、封止材と、保護材が積層されてなる太陽電池パネルを製造するための製造過程のうち、太陽電池素子をタブリード線及び／又は異型電極用シート（以下、タブリード線等と称する）により接続して太陽電池素子ストリングを形成する工程において、太陽電池素子とタブリード線等の加熱接着を、樹脂シートの上で行う太陽電池素子の接続方法を内容とする。
【０００８】
本発明の特徴の第２は、樹脂シートが封止用熱硬化性樹脂シートである上記の太陽電池素子の接続方法を内容とする。
【０００９】
本発明の特徴の第３は、太陽電池素子とタブリード線等の加熱接着の際に、封止用熱硬化性樹脂シートの下に保護材用ガラス基板が配置されている上記の太陽電池素子の接続方法を内容とする。
【００１０】
本発明の特徴の第４は、太陽電池素子の電極列に対応した、それぞれ独立した熱源が直線状に配置されている加熱ヘッドを太陽電池素子及びタブリード線等に対して相対的に移動させることにより、太陽電池素子とタブリード線等の加熱接着を行う上記の太陽電池素子の接続方法を内容とする。
【００１１】
本発明の特徴の第５は、太陽電池素子とタブリード線等を加熱接着するための熱源が誘導加熱コイルである上記の太陽電池素子の接続方法を内容とする。
【００１２】
本発明の特徴の第６は、キャリアフィルムにマウントされた裏面電極型太陽電池素子用のタブリード線等を太陽電池素子の上に載置し、太陽電池素子とタブリード線等を加熱接着してからキャリアフィルムを剥離除去する上記の太陽電池素子の接続方法を内容とする。
【００１３】
本発明の特徴の第７は、太陽電池素子とタブリード線等の加熱接着を、２枚の封止用熱硬化性樹脂シートの間で行う上記の太陽電池素子の接続方法を内容とする。
【００１４】
本発明の特徴の第８は、太陽電池素子を１列以上のストリング状に配列してから、ストリング毎に太陽電池素子とタブリード線等を加熱接着する上記の太陽電池素子の接続方法を内容とする。
【００１５】
本発明の特徴の第９は、太陽電池素子をマトリックス状に配列してから太陽電池素子とタブリード線等を加熱接着する上記の太陽電池素子の接続方法を内容とする。
【００１６】
本発明の特徴の第１０は、樹脂シート供給手段と、太陽電池素子供給手段と、タブリード線等供給手段と、加熱ヘッドと、支持台を含む太陽電池素子の接続装置であって、樹脂シート供給手段は支持台上に樹脂シートを載置可能であり、太陽電池素子供給手段及びタブリード線等供給手段は太陽電池素子とタブリード線等を樹脂シート上に配置可能であり、加熱ヘッドは樹脂シート上に配置された前記太陽電池素子とタブリード線等を加熱接着可能である太陽電池素子の接続装置を内容とする。
【００１７】
本発明の特徴の第１１は、さらに保護材用ガラス基板を支持台上に供給するガラス基板供給手段を有し、樹脂シート供給手段は封止用熱硬化性樹脂シートを保護材用ガラス基板上に載置する上記の太陽電池素子の接続装置を内容とする。
【００１８】
本発明の特徴の第１２は、少なくとも支持台上に配置された太陽電池素子及びタブリード線等を加熱接着可能である範囲内で、加熱ヘッドが前記太陽電池素子及びタブリード線等に対して相対的に移動可能である上記の太陽電池素子の接続装置を内容とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明による太陽電池素子の接続方法は、接続された太陽電池素子を次工程に移動する際に当該樹脂シートごと移動させることにより、太陽電池素子の割れを防ぎ、太陽電池素子間のずれやタブリード線等の剥離を防止して接続不良を減少させ、歩留まりを向上させることができる。
【００２０】
樹脂シートとして封止用熱硬化性樹脂シートを用いれば、加熱接着の際にタブリード線等が支持台等に接着する事が無くなるので作業性に優れている。なお、加熱接着の際に封止用熱硬化性樹脂シートと太陽電池素子及びタブリード線等が軽度の融着状態となるが、封止用熱硬化性樹脂シートは次のラミネート工程において、保護材と太陽電池素子の間に充填される封止材となるので、太陽電池素子及びタブリード線等から封止用熱硬化性樹脂シートを引き剥がす必要がない。
むしろ、当該封止用熱硬化性樹脂シートと融着することにより太陽電池素子及びタブリード線等が仮支持され、太陽電池素子間のズレや加熱接着したタブリード線等の剥離を防止して、安全に移動することができ、また耐熱テープ等で太陽電池素子等を仮止めする工程が不要になるので、作業効率が向上する。
【００２１】
太陽電池素子とタブリード線等の加熱接着の際に、封止用熱硬化性樹脂シートの下に保護材用ガラス基板を配置すれば、当該保護材用ガラス基板により冷却されるので封止用熱硬化性樹脂シートは一層熱硬化しにくくなり、これにより封止材の流動性が確保されるのでラミネート工程が良好に行われる。また、硬質の保護材用ガラス基板の上に太陽電池素子等を載置した状態で移動できるので、安全且つ容易に太陽電池素子等を次工程に運搬することができる。
【００２２】
太陽電池素子とタブリード線等の加熱接着を、太陽電池素子の電極列に対応した、それぞれ独立した熱源が直線状に配置されている加熱ヘッドを用いて行えば、作業効率が一層向上する。
【００２３】
太陽電池素子とタブリード線等の加熱接着を誘導加熱コイルを用いて行えば、封止用熱硬化性樹脂シートを用いる場合でも当該熱硬化性樹脂シートは直接には加熱されず、過熱状態にはならないので硬化が抑制される。従って、ラミネート工程において樹脂の流動性が十分に確保されるので、太陽電池素子と保護材の間に隙間無く且つ容易に封止材が充填される。
また、誘導加熱コイルは非導電部材製のシートを透過して導電体部分だけを加熱できるので、上側に別途シート状部材を配置し、このシート状部材を用いてタブリード線等を太陽電池素子に押し付けたような場合でもこのシート状部材を直接的には加熱せず、当該シート状部材の下層のタブリード線等を集中的に加熱できる。
【００２４】
キャリアフィルムにマウントされた裏面電極型太陽電池素子用のタブリード線等を太陽電池素子の上に載置してから太陽電池素子とタブリード線等を加熱接着すれば、複数のタブリード線等を一度に位置決めできるため、作業効率が一層向上する。なお、キャリアフィルムはタブリード線等を太陽電池素子に加熱接着した後に剥離除去できる。
【００２５】
太陽電池素子とタブリード線等の加熱接着を、２枚の封止用熱硬化性樹脂シートの間で行えば、下側の封止用熱硬化性樹脂シートだけでなく、上側の封止用熱硬化性樹脂シートとも軽度の融着状態となるので、タブリード線等の剥離や太陽電池素子間のズレや破損が一層生じにくくなる。
【００２６】
太陽電池素子をマトリックス状に配列してから一度に全ての太陽電池素子を加熱接着するように構成すれば、従来の太陽電池素子の接続装置において必須であった太陽電池素子ストリングをマトリックス状に再配列する工程及び移動装置を省略でき、さらに、マトリックス状に接続された太陽電池素子をラミネーターに運ぶ際に耐熱テープ等で仮止めしたり太陽電池素子を１枚づつ保持する工程及びそのための装置を簡略化できるので、省人化及び装置費用の削減でコストを低廉にすることができる。
【００２７】
加熱ヘッドを太陽電池素子及びタブリード線等に対して相対的に移動可能にすれば、小さな加熱ヘッドで全てのタブリード線等を接続でき、また、接続する太陽電池素子の枚数が異なる様々な大きさの太陽電池素子ストリングや太陽電池素子マトリックスを接続でき、汎用性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は本発明による太陽電池素子の接続方法を示す概略断面図である。
【図２】図２は本発明による別の太陽電池素子の接続方法を示す概略断面図である。
【図３】図３は本発明に係る太陽電池素子の接続装置を示す概略平面図である。
【図４】図４は本発明に係る別の太陽電池素子の接続装置を示す概略説明図である。
【図５】図５は本発明の太陽電池素子の接続方法及び接続装置において、好適に用いることができる加熱ヘッドの概略斜視図である。
【図６】図６は本発明の太陽電池素子の接続方法及び接続装置において、好適に用いることができる加熱ヘッドの概略断面図である。
【図７】図７は本発明に係る太陽電池素子の接続装置における加熱ヘッドの動作を示す概略説明図である。
【図８】図８は本発明に係る別の太陽電池素子の接続装置における支持台の動作を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の第１の太陽電池素子の接続方法は、太陽電池素子がストリング状に接続されてなる太陽電池素子ストリングを更にマトリックス状に接続してなる太陽電池素子マトリックスと、封止材と、保護材が積層されてなる太陽電池パネルを製造するための製造過程のうち、太陽電池素子をタブリード線等により接続して太陽電池素子ストリングを形成する工程において、例えば図１及び図２に示す通り、太陽電池素子２とタブリード線等３の加熱接着を、樹脂シート４（好ましくは封止用熱硬化性樹脂シート４ａ）の上で行うことを特徴とする。
【００３０】
本発明の第２の太陽電池素子の接続装置１は、樹脂シート供給手段と、太陽電池素子供給手段と、タブリード線等供給手段と、支持台と、加熱ヘッドを含む太陽電池素子の接続装置であって、例えば図３に示すとおり、樹脂シート供給手段４ｓは支持台上に樹脂シート４（好ましくは封止用熱硬化性樹脂シート４ａ、以下同じ）を載置可能であり、太陽電池素子供給手段２ｓ及びタブリード線等供給手段３ｓは太陽電池素子２とタブリード線等３を樹脂シート４上に配置可能であり、加熱ヘッド６は樹脂シート４上に配置された前記太陽電池素子２とタブリード線等３を加熱接着可能であることを特徴とする。
【００３１】
なお、本発明において、加熱接着とは、タブリード線等３の周りにメッキされた半田を溶融させて、タブリード線等３を半田付けしたり、タブリード線等３に塗布された導電性接着剤を熱硬化させて接着するなど、タブリード線等３を加熱することにより当該タブリード線等３と太陽電池素子２等を接着することをいう。
【００３２】
本発明では図１及び図２に示すように、樹脂シート４、好ましくは封止用熱硬化性樹脂シート４ａの上に太陽電池素子２とタブリード線等３を載置した状態で太陽電池素子２とタブリード線等３を加熱接着する。なお、熱源６ａとして半田ごて、レーザー、スポット型集光ヒーターなど、上側から加熱する熱源を利用する場合は、太陽電池素子２の上にタブリード線等３を載置した状態で加熱接着するほうが好ましいが、誘導加熱コイルを用いる場合は、図２に示すように、太陽電池素子２の下側に置いたタブリード線等３を配置した場合でも好適に加熱接着できる。
なお、熱源６ａとして上側から加熱するものを利用する場合でも、下側にまで熱が伝播するため、太陽電池素子２の下に置いたタブリード線等３を加熱接着することは可能であるが、熱の伝播に時間が掛かるため接続に要する時間が長くなり、コストダウンに限界が生じる。
【００３３】
本発明においては、樹脂シート４の上に太陽電池素子２とタブリード線等３を配置してからこれらを加熱接着するので、加熱接着された太陽電池素子２及びタブリード線等３を次の工程に運ぶ際には、樹脂シート４の上に太陽電池素子２等を載置したまま移動させることができる。これにより、太陽電池素子２の割れが防がれると共に、太陽電池素子２間のずれやタブリード線等３の剥離を抑えて接続不良を減少させ、歩留まりを向上させることができる。
【００３４】
樹脂シート４として封止用熱硬化性樹脂シート４ａを使用した場合、加熱接着の際にタブリード線等３が支持台７等に接着するおそれがなく、作業効率は向上する。なお、タブリード線等３は支持台７の代わりに封止用熱硬化性樹脂シート４ａと融着するが、この封止用熱硬化性樹脂シート４ａは、最終的にはマトリックス状に接続された太陽電池素子２全体を封止する封止材として用いられるので、この時点で当該封止用熱硬化性樹脂シート４ａとタブリード線等３が融着しても全く差し支えない。
むしろ、本発明では封止用熱硬化性樹脂シート４ａとタブリード線等３の融着を利用することにより、従来行われていた耐熱テープ等での仮止めを行う必要がなくなるので作業性を向上させることができる。即ち、単にタブリード線等３で接続されただけの太陽電池素子２は加熱接着した部分の強度が低く、タブリード線等３が剥離しやすかったので、従来は耐熱テープ等で一時的に補強されていたが、本発明においては、タブリード線等３に融着した封止用熱硬化性樹脂シート４ａが接続された太陽電池素子２を裏打ちし、仮支持しており、しかも、樹脂シート４の上に太陽電池素子２を載置した状態で運ぶことが可能なので、次工程に移動する際に太陽電池素子２が割れたり加熱接着した部分が引き剥がされる恐れがない。従って、接続された太陽電池素子２を移動させる際に、必要以上に慎重になる必要がない。
【００３５】
但し、封止用熱硬化性樹脂シート４ａを使用する場合において、タブリード線等３を加熱接着する際、封止用熱硬化性樹脂シート４ａの温度が上がりすぎると、封止用熱硬化性樹脂シート４ａとタブリード線等４が接している部分で、部分的に封止用熱硬化性樹脂シート４ａの熱硬化が進んでしまい、接続された太陽電池素子２をラミネートする際に当該部分で樹脂の流動性が低下し、樹脂を均一に積層しにくくなる傾向がある。このような弊害を防ぐため、太陽電池素子２とタブリード線等３を加熱接着する際には、封止用熱硬化性樹脂シート４ａを冷却するほうが好ましい。冷却する方法は特に限定されず、例えば封止用熱硬化性樹脂シート４ａの少なくともタブリード線等３を配置する位置を予め冷却してから、その上に太陽電池素子２とタブリード線等３を配置し、冷却した封止用熱硬化性樹脂シート４ａが温まる前にタブリード線等を加熱接着する方法が挙げられる。または、支持台７に冷却手段を設け、タブリード線等３を加熱接着しながら封止用熱硬化性樹脂シート４ａを裏側から冷却する方法でもよい。
【００３６】
または、図１及び図２に示したように、封止用熱硬化性樹脂シート４ａを保護材用ガラス基板５の上に載置した状態で加熱接着することもできる。保護材用ガラス基板５は通常、封止用熱硬化性樹脂シート４ａより比熱が高いので、当該封止用熱硬化性樹脂シート４ａを裏面から冷やす冷却板と同様の効果があり、これによりタブリード線等３を加熱接着する部分における封止用熱硬化性樹脂シート４ａの過熱を防ぐことができる。
なお、保護材用ガラス基板５は公知のガラス基板供給手段５ｓにより、支持台７上に載置することができる。この保護材用ガラス基板５は接続された太陽電池素子２を載置した状態のまま次工程に移動されるので、移動の際に太陽電池素子２の配置を保つのが容易であり、従って、タブリード線等３の剥離による接続不良が一層効率的に抑制される。
【００３７】
本発明で接続される太陽電池素子の種類は特に限定されず、表面及び裏面にそれぞれ＋極及び−極が設けられた通常の太陽電池素子でも使用できるが、電極列２ｅが＋極、−極ともに裏面に設けられた、所謂、裏面電極型のものを接続する場合に最も有意である。また、電極表面は半田付けや接着剤による接着にそれぞれ最適な状態に形成してもよい。
電極列２ｅの数や間隔も特に限定されず、従来から使用されている２〜６本の電極列２ｅが設けられたものや、裏面電極型素子用の特殊形状裏面電極等にも全て対応可能である。
その材質としては、従来から使用されている単結晶シリコンや多結晶シリコン等が全て使用できる。
【００３８】
本発明において使用するタブリード線は通常のものでよく、例えば、市販の標準品（平角状で、幅１．５〜２ｍｍ程度、厚み０．１６ｍｍ程度の銅箔の両面に厚み４０μｍ程度の半田がコーティングされている）が例示できる。また、半田の代わりに導電性接着剤が塗布されたものでもよい。
或いは、タブリード線等３として半田等が塗布されていない銅箔テープを用い、太陽電池素子２の電極列２ｅ上に導電性接着剤を塗布してから、その上に銅箔テープからなるタブリード線等３を配置し、接着してもよい。この場合、接着剤を塗布する手段は定法でよい。
また、本発明において使用する異型電極用シートとは、電極が直線状に配列されていないような特殊な電極が設けられた太陽電池素子２を接続するための配線用部材であり、通常はキャリアフィルムにマウントされた状態で提供されている。その形状としては、現在、櫛の歯状や葉脈状などがあるがこれらに限定されず、平面的な広がりを持つ形状をしており、異型電極を有する太陽電池素子２を接続できる限りどのようなものでも使用できる。
なお、タブリード線等３はキャリアフィルム３ｃにマウントされたものを使用してもよい。また、予めフラックスを塗布したタブリード線等３を使用してもよいし、加熱接着する直前にフラックスを塗布するようにしてもよく、さらには太陽電池素子２側の電極にフラックスを塗布してもよい。
【００３９】
本発明で使用する樹脂シート４としては、タブリード線等３で接続された太陽電池素子２を載置して次工程に移動できるものであれば特に限定されず、例えば図４に示したような、運送ベルト状に加工された樹脂シート４であってもよいが、封止用熱硬化性樹脂シート４ａを用いるのが好ましい。
本発明で使用する封止用熱硬化性樹脂シート４ａは、マトリックス状に接続された太陽電池素子２をガラス基材やバックシート等の保護材の間に挟んで封入するにあたり、保護材と太陽電池素子２の間に介在させる封止材として使用されるものである。具体的には、ＥＶＡ（エチレン- 酢酸ビニル共重合体）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）等からなるシートが例示でき、市販品としてはウルトラパールＰＶ（商品名、サンビック株式会社製のＥＶＡシート）やＴＲＯＳＩＦＯＬ  ＳＯＬＡＲ（商品名、株式会社クラレ製のＰＶＢフィルム）が例示できる。無論、同様の機能を有する封止用熱硬化性樹脂シート４ａであれば、どのようなものでも本発明に使用できる。
【００４０】
本発明で使用する保護材用ガラス基板５は、従来からマトリックス状に接続された太陽電池素子２を外部環境から保護するために太陽電池パネルの表面側に配置されている部材である。太陽電池素子２を保護できる強度を有する透明ガラスであればどのようなものでも使用でき、なかでも透明度が高く反射率が低いものが好ましいが、市販品としてはＳｏｌｉｔｅ（商品名、ＡＧＣフラットガラス・ノースアメリカ社製）が例示できる。
【００４１】
本発明においては、図５に示したような、太陽電池素子の電極列２ｅに対応した、それぞれ独立した熱源６ａが直線状に配置されている加熱ヘッド６を用いることもできる。ここで、太陽電池素子の電極列２ｅに対応したとは、太陽電池素子に設けられた電極列２ｅの数をＮとすれば、Ｎの自然数倍の熱源６ａが同時に電極列２ｅの上に配置可能であることを指す。即ち、熱源６ａの数が電極列２ｅの数Ｎ（図５の場合はＮ＝３）と同数（１倍）である場合には、１列の太陽電池素子２にタブリード線等３を一度に加熱接着することができる。２倍以上である場合には、２列以上の太陽電池素子２を同時に処理できるので作業効率が向上する。
【００４２】
太陽電池素子２とタブリード線等３を加熱接着するための熱源としては特に限定されないが、樹脂シート４への影響（例えば、封止用熱硬化性樹脂シート４ａが加熱接着の際の熱で硬化されるなどの影響）をできるだけ防止するため、半田ごて、スポット状誘導加熱コイル、レーザー、スポット型集光ヒーター等、タブリード線等の周辺のみを集中的に加熱できるヒーターを用い、当該ヒーターをタブリード線等３に沿って移動させながら加熱接着するのが好ましい。これらは接着速度や出力等を最適化することにより、いずれも実用可能である。
特にスポット状誘導加熱コイルは、電磁誘導の原理により導電体の部分（例えばタブリード線等３及びこれにメッキされた半田等の部分）だけを加熱し、非導電体部分（例えば樹脂シート４や保護材用ガラス基板５）を直接的には加熱しないので、樹脂シート４に対する影響が最も小さい点で特に好ましい。
【００４３】
また、太陽電池素子２及びタブリード線等３に対して相対的に移動させる加熱ヘッド６を使用する場合、熱源６ａとして移動方向に対してほぼ直角方向に長いライン状誘導加熱コイルを用いることもできる。この場合、電極列の数や設置間隔が異なる極めて多種類の太陽電池素子２に１種類の加熱ヘッド６で対応でき、汎用性に優れている。
【００４４】
なお、熱源として誘導加熱コイル６ａを用いた場合、加熱しようとする部分の近く（例えば太陽電池素子２を載置する支持台７の表面）に別の導電体があれば、誘導加熱コイルはその導電体も同時に加熱してしまい、エネルギー効率が悪化する傾向があるが、本発明においては加熱しようとするタブリード線等３の下に樹脂シート４や必要に応じて保護材用ガラス基板５が敷設され、当該シート等の厚みで支持台７の表面と誘導加熱コイルの端面の間にある程度の間隔が保持されるので加熱されにくくなり、その分エネルギーの浪費が抑えられる。
【００４５】
また、誘導加熱コイル６ａを用いる場合は、太陽電池素子２とタブリード線等３の上にキャリアフィルム３ｃや封止用熱硬化性樹脂シート４ａが載置された状態でもタブリード線等３を集中的に加熱できるので、キャリアフィルム３ｃや封止用熱硬化性樹脂シート４ａによってタブリード線等３を太陽電池素子２に密着させた状態で加熱接着することにより、接着不良を著しく抑制し、歩留まりを向上させることができる。
キャリアフィルム３ｃでタブリード線等３を太陽電池素子２に押え付けた状態で加熱接着した場合（図１参照）、当該キャリアフィルム３ｃが太陽電池素子２上に残るが、このキャリアフィルム３ｃは誘導加熱コイル６ａによる加熱では直接的には加温されないので殆ど変質せず、従って、単にこのキャリアフィルム３ｃを引っ張るだけで太陽電池素子２上から簡単に剥離除去することができる。
また、封止用熱硬化性樹脂シート４ａでタブリード線等３を太陽電池素子２に押え付けた状態、即ち２枚の封止用熱硬化性樹脂シート４ａで太陽電池素子２及びタブリード線等３を挟み込んだ状態（図２参照）で加熱接着すれば、下側のみならず上側の封止用熱硬化性樹脂シートも太陽電池素子２と融着され、接続された太陽電池素子２を移動させる際にも太陽電池素子２間のずれが一層効果的に防がれるので、歩留まりが一層向上する。
【００４６】
本発明で好適に用いることができるスポット状誘導加熱コイル６ａは、タブリード線等３の幅程度の狭い範囲を加熱するコイルであり、通常は断面形状が円形又は方形で細長い磁心に導線を巻回した構造となっている。
このスポット状誘導加熱コイル６ａは高周波電源と接続されており、この高周波電源で発生する高周波電流を導線に流すことにより急速な磁束の変化を起こし、これにより電磁誘導の原理でタブリード線等３を加熱する。
なお、高周波電流をスポット状誘導加熱コイル６ａに流すことにより、スポット状誘導加熱コイル６ａは自己発熱するが、スポット状誘導加熱コイル６ａを形成する導線を中空管状にして、導線の中に冷却用の水や空気を通すことにより、自己発熱による熱を冷却するように構成してもよい。あるいはスポット状誘導加熱コイル６ａ全体に冷気を吹きかけてもよいし、当該スポット状誘導加熱コイル６ａをチューブ（図示せず）内に設置して、当該チューブに冷気を通してもよい。
【００４７】
スポット状誘導加熱コイル６ａの巻数については特に限定されず、タブリード線等３やその表面に付着している半田や導電性接着剤を適切な温度に加熱できる程度とすればよく、具体的には、１〜５回程度巻回させるのが適当である。
【００４８】
誘電加熱に用いる高周波電流の周波数は、太陽電池素子２とタブリード線等３を加熱接着するのに適切な深さまで磁力線を浸透させる程度とすれはよく、具体的には１５０〜４００ｋＨｚ程度が適当である。１５０ｋＨｚ未満では磁力線が樹脂シート４を載置する支持台７等を加熱してしまうため、エネルギー効率が悪化する。４００ｋＨｚを超えれば電波障害を引き起こす可能性がある。
使用する高周波電流の電流は太陽電池素子２とタブリード線等３を加熱接着するのに適切な熱量を生じさせる程度とすればよく、具体的には５０〜３００アンペア程度が適当であり、通常は２１０アンペア前後である。５０アンペア未満だと、加熱接着に時間がかかり作業効率が悪化する。３００アンペアを超えると樹脂シート４がタブリード線等３の過熱により過度に加熱されてその機能が損なわれたり、半田が過度に溶融して半田流れを起こし太陽電池素子２と接触してショートの原因等となる場合がある。
加熱時間も太陽電池素子２とタブリード線等３を加熱接着するのに適切な時間とすればよく、具体的には加熱ヘッド６を太陽電池素子２等に対して相対的に移動させる接続方法の場合、６インチ型の太陽電池素子２の１枚につき２〜４秒でタブリード線等３を加熱接着する程度で良好な結果が得られる。
【００４９】
上記した通り、通常の場合、スポット状誘導加熱コイル６ａ内には磁心が挿通される。磁心はスポット状誘導加熱コイル６ａから発せられる磁力線をタブリード線等３に効率よく作用させるためのものであるので、透磁性が高いことが必要であり、従って、軟磁性材料からなる磁心が好適に使用される。具体的な材質としては、透磁性に優れた軟磁性材料であれば特に限定されず、珪素鋼のような導電性材料でもよいが、抵抗率が高くて１５０ｋＨｚ以上の高周波を利用しても比較的発熱しにくいフェライトが好ましい。
【００５０】
磁心の材質として導電性を有する物質を使用する場合には、スポット状誘導加熱コイル６ａと磁心の間に絶縁体を介在させる必要がある。使用する絶縁体としては特に限定されないが、シリコン樹脂やポリイミド樹脂が例示できる。また、スポット状誘導加熱コイル６ａの周りに絶縁テープを巻きつけてもよい。
【００５１】
特に、スポット状誘導加熱コイル６ａを形成する導線を中空管状にして、導線の中に冷却水を通す場合、熱伝導率の高い絶縁体を使用することにより、磁心を同時に冷却することができるので好ましい。このような熱伝導率の高い絶縁体としては、セラミックスフィラーをシリコーンに高充填した材料、例えば、電気化学工業株式会社製、商品名：デンカ放熱シート等が例示できる。
【００５２】
熱源としてスポット状誘導加熱コイル６ａを用いる場合、例えば図６に示すように、スポット状誘導加熱コイル６ａの前方側に予熱用熱源６ｂを配置するとともに、後方側に徐冷用熱源６ｃを配置するのが好ましい。このようにすれば、タブリード線等３が局部的に加熱・冷却するので熱ストレスの発生が抑えられ、太陽電池素子２の破損や反りが防止され歩留まりが向上する。（特開２００７−５９８２５号公報参照）
そればかりでなく、近年の太陽電池素子２は非常に薄くなっているため、急激な温度変化、熱勾配等により、割れ、欠け、ひび割れ（クラック）が生じやすくなっている。一方、誘導加熱コイルには温度の立ち上がりが急であるという特徴があるので、タブリード線等３部分が集中的に加温されて急激に昇温するが、タブリード線等３と太陽電池素子２は接触しているため、太陽電池素子２もタブリード線等３部分に追随して昇温することになる。従って、この温度変化が太陽電池素子２の割れ、欠け、ひび割れ（クラック）の原因になる場合がある。そこで、予熱用熱源６ｂにより予めタブリード線等３と太陽電池素子２を暖めておけばスポット状誘導加熱コイル６ａによる加熱を弱くすることができ、これにより温度変化を緩和することができる。
【００５３】
また、急激に冷却しようとするとその温度変化も割れ、欠け、ひび割れ（クラック）の原因になる場合がある。そこで、徐冷用熱源６ｃを設ければ、太陽電池素子２を緩やかに冷却することができ、割れ、欠け、ひび割れ（クラック）の発生を緩和できる。
【００５４】
上記の予熱用熱源６ｂ及び徐冷用熱源６ｃとしては、少なくともいずれか一方を誘導加熱コイルにすればタブリード線等のみが加熱され、エネルギー効率が向上するので好ましい。
より好ましくは、図６に記載した通り、予熱用熱源６ｂを加熱ヘッド６の移動方向に長いライン状誘導加熱コイル６ｂとし、このライン状誘導加熱コイル６ｂから発生させる磁力線をスポット状誘導加熱コイル６ａの磁力線よりも弱くする。このようにすれば、太陽電池素子２に熱ストレスが発生しない範囲で緩やかにタブリード線等の温度を上昇させることができ、これに対応して、スポット状誘導加熱コイル６ａによる加熱温度を小さくすることにより、急激な温度変化による割れ、欠け、ひび割れ（クラック）を一層抑制することができる。
【００５５】
徐冷用熱源６ｃとしては、図６に示したように、温風供給手段６ｃが好ましい。このようにすれば、熱せられたタブリード線等部分を緩やかに冷却するだけでなく、周りの太陽電池素子部分を熱ストレスが発生しない範囲で暖めることにより、タブリード線等部分とその他の部分の温度差を小さくすることができ、これにより、急な温度勾配による割れ、欠け、ひび割れ（クラック）を一層抑制できる。
【００５６】
上記の接続方法により太陽電池素子を接続するための、太陽電池素子の接続装置１としては、図３に概略的に示したような、樹脂シート供給手段４ｓと、太陽電池素子供給手段２ｓと、タブリード線等供給手段３ｓと、加熱ヘッド６と、支持台７を含み、樹脂シート供給手段４ｓは支持台７上に樹脂シート４（好ましくは封止用熱硬化性樹脂シート４ａ）を載置可能であり、太陽電池素子供給手段２ｓ及びタブリード線等供給手段３ｓは太陽電池素子２とタブリード線等３を樹脂シート４上に配置可能であり、加熱ヘッド６は樹脂シート４上に配置された前記太陽電池素子２とタブリード線等３を加熱接着可能であるものが例示できる。
【００５７】
本発明で使用できる樹脂シート供給手段４ｓは支持台７上に樹脂シート４を載置可能であるかぎり特に限定されない。例えば、所定の大きさに裁断された樹脂シート４を適宜、支持台７の上に広げるように構成されていても良いし、ロール状に巻回された長尺のシートを適宜、支持台７の上に引き出してから、適当な長さに切断するように構成されていてもよい。
【００５８】
本発明で用いる太陽電池素子供給手段２ｓとしては、太陽電池素子２を接続しやすい状態に配置できるものであればどのようなものでも使用でき、例えば、搬送ベルトの上に順次太陽電池素子２を載置するもの、直線的又は平面的な形状の支持台７にＸＹマトリックス状に動く輸送装置や多関節アームロボット等で太陽電池素子２を配列するように構成されるものが例示できる。
【００５９】
本発明で使用できるタブリード線等供給手段３ｓとしては、適当な長さのタブリード線等３を支持台７の上に移動できるものであれば特に限定されないが、図３に示した例においては、タブリード線等３が巻かれたリールから、適当な長さのタブリード線等３を切り出して、支持台７上に移動する様に構成されているタブリード線等供給手段３ｓが例示されている。あるいは、図４に示した例のように、キャリアフィルム３ｃ上にマウントされたタブリード線等３を、キャリアフィルム３ｃごと太陽電池素子２に押し付けることにより、太陽電池素子２とタブリード線等３を密着させることもできる。
【００６０】
本発明においては、上記の樹脂シート供給手段４ｓ、太陽電池素子供給手段２ｓ、タブリード線等供給手段３ｓにより、支持台７上で太陽電池素子２とタブリード線等３を樹脂シート４上に載置するように構成される。
具体的な構成は特に限定されないが、例えば、樹脂シート供給手段４ｓにより支持台７上に樹脂シート４が敷設され、その上に太陽電池素子供給手段７ｓにて供給された太陽電池素子２が列設され、更にタブリード線等供給手段３ｓから供給されるタブリード線等３を載置する構成が例示できる。また、太陽電池素子２とタブリード線等３を交互に樹脂シート４の上に載置し、タブリード線等３の一端が太陽電池素子２の上に配置され他端が隣の太陽電池素子２の下に配置されるように構成してもよい。
【００６１】
加熱ヘッド６としては、樹脂シート４上で太陽電池素子２とタブリード線等３を加熱接着できるかぎり、特に限定されないが、図５に記載されているような、太陽電池素子２の電極列２ｅに対応した、それぞれ独立した熱源６ａがタブリード線等３の延伸方向に対して直角方向の直線状に配置されている加熱ヘッド６を用いれば、１列のストリング状に配列された太陽電池素子２に一度にタブリード線等３を加熱接着できるので、作業効率が良くなる。
【００６２】
太陽電池素子２とタブリード線等３を加熱接着するための熱源としてスポット状誘導加熱コイル６ａを使用する場合、スポット状誘導加熱コイル６ａの下端とタブリード線等３の間隔を５ｍｍ以下、さらには０．５〜３ｍｍとするのが好ましい。この間隔が５ｍｍを超えると、スポット状誘導加熱コイル６ａからでる磁力線が利用されにくくなり、エネルギーの利用効率が悪くなる場合がある。また、この間隔が０．５ｍｍ未満だと、太陽電池素子の厚みのムラや反りなどにより、タブリード線等３の高さが僅かに変化するような場合など、加熱ヘッド６とタブリード線等３の間のエネルギーの利用効率が大きく変化することがあり、温度管理が困難になる場合がある。
【００６３】
また、スポット状誘導加熱コイル６ａを使用する場合、タブリード線等３と支持台７内の導電体部分の間隔（エアーギャップともいう）を１ｍｍ以上、さらには３ｍｍ以上とするほうが好ましい。この間隔が１ｍｍ未満の場合は加熱ヘッド６により支持台７内の導電体部分が加熱されてしまい、エネルギー効率が悪化する場合がある。
この間隔を設ける手段は特に限定されないが、ガラス、非導電性プラスチック、非導電性セラミックなどの非導電性の構造物からなる所定の厚さのシートを支持台７の上に敷設する方法が例示できる。なお、本発明では、タブリード線等３の下に樹脂シート４を敷設するように構成されるので、必然的にある程度の間隔が確保され、エネルギー効率の悪化が防がれる。また、誘導加熱コイルの下面にセラミック等の非磁性体からなる突起をスペーサーとして設けるように構成してもよい。
【００６４】
本発明においては、樹脂シート４として封止用熱硬化性樹脂シート４ａを用い、さらに保護材用ガラス基板５を支持台７上に供給するガラス基板供給手段５ｓを設け、当該ガラス基板供給手段５ｓから供給された保護材用ガラス基板５の上に、封止用熱硬化性樹脂シート４ａを載置するように構成することもできる。このようにすれば、太陽電池素子２とタブリード線等３を加熱接着する際に、保護材用ガラス基板５が冷却板の役割を果たすため、封止用熱硬化性樹脂シート４ａの過剰な硬化が抑制される。また、加熱接着を誘導加熱コイルにより行う場合、保護材用ガラス基板５はタブリード線等３と支持台７内の導電体部分の間隔をさらに広げるため、エネルギー効率が向上する。さらに、マトリックス状に接続された太陽電池素子２を硬質なガラス基材の上に乗せて移動させることが出来るので、次工程への移動がより安全になる。
【００６５】
本発明においては、少なくとも支持台７上に配置された太陽電池素子２及びタブリード線等３を加熱接着可能である範囲内で、加熱ヘッド６を前記太陽電池素子２及びタブリード線等３に対して相対的に移動可能であるように構成するほうが好ましい。ここで、相対的に移動とは太陽電池素子２及びタブリード線等３を動かさずに加熱ヘッド６側を動かす場合だけでなく、太陽電池素子２及びタブリード線等３側を動かす場合を含む。具体的な手段としては、例えば図７に示したように、サーボモーターや多関節アームロボットを用いて加熱ヘッド６を平面的に移動させてもよいし、図８に示したように、支持台７側を動かしてもよい。このようにすれば、大きさ等が異なるさまざまな太陽電池素子２を一台の接続装置で接続する場合でも、加熱ヘッド６の位置を変更することにより容易に対応でき、汎用性を向上させることができる。なお、支持台７を動かすように構成した場合、太陽電池素子供給手段２ｓ及びタブリード線等供給手段３ｓを簡略化できるので、コストを低廉にすることができる。
【００６６】
本発明の太陽電池素子の接続装置１においては、太陽電池素子２を１列以上のストリング状に配列してから、ストリング毎にタブリード線等３を加熱接着するように構成してもよいし、太陽電池素子２をマトリックス状に配列してから全てを一度に加熱接着するように構成してもよい。
太陽電池素子２を１列以上のストリング状に配列してから、ストリング毎にタブリード線等３を加熱接着する場合、従来の接続装置において樹脂シート４を太陽電池素子２の下に敷くだけで本発明の目的が達成できる。従って、従来の太陽電池素子とタブリード線等の接続装置に樹脂シート供給手段４ｓを加えるだけで本発明の太陽電池素子の接続装置１を製造できるので、従来の太陽電池素子の接続装置を一部流用して新たなコスト負担を小さくできる。
また、太陽電池素子２をマトリックス状に配列してから一度に全てを加熱接着する場合、従来の太陽電池素子の接続装置において必須であった、太陽電池素子ストリングをマトリックス状に再配列する工程及びそのための移動装置を省略したり、太陽電池素子マトリックスをラミネーターに運ぶ際に耐熱テープ等で仮止めしたり太陽電池素子を 1枚づつ保持する工程及びそのための装置を簡略化できるので、従来これらの工程のために使用していた部品を省略又は簡略化した安価で小型化された接続装置を提供でき、また太陽電池パネルの製造コストを低廉にすることができる。
【００６７】
なお、支持台７上で太陽電池素子２をマトリックス状に配列する場合においては、太陽電池素子２とタブリード線等３の加熱接着と同時に、または当該加熱接着工程と連続して、バスバーＢによる太陽電池ストリングの接続を行ってもよい。この場合、バスバーＢの加熱接着はタブリード線等３の加熱接着に使用する加熱ヘッド６を用いて行ってもよいし、別途、専用の加熱ヘッドを使用してもよい。
或いは、マトリックス状に配列され、各ストリング毎に接続された太陽電池素子２を別工程に移動し、改めて各ストリングをバスバーＢで接続するように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
叙上のとおり、本発明の太陽電池素子の接続方法及び接続装置は、樹脂シートの上に太陽電池素子及びタブリード線等を載置してから、前記樹脂シートの上で太陽電池素子とタブリード線等を加熱接着するように構成されているので、効率良く太陽電池素子を接続でき、歩留まりが高く、安価に太陽電池パネルを製造できる太陽電池素子の接続方法及び接続装置として頗る有用である。
【符号の説明】
【００６９】
１  太陽電池素子の接続装置
２  太陽電池素子
２ｅ  電極列
２ｓ  太陽電池素子供給手段
３  タブリード線等
３ｃ  キャリアフィルム
３ｓ  タブリード線等供給手段
４  樹脂シート
４ａ  封止用熱硬化性樹脂シート
４ｓ  樹脂シート供給手段
５  保護材用ガラス基板
５ｓ  ガラス基板供給手段
６  加熱ヘッド
６ａ  熱源（誘導加熱コイル）
６ｂ  予熱用熱源（ライン状誘導加熱コイル）
６ｃ  徐冷用熱源（温風供給手段）
７  支持台
Ｂ  バスバー
【図１】
2012174757.tif 000003
【図２】
2012174757.tif 000004
【図３】
2012174757.tif 000005
【図４】
2012174757.tif 000006
【図５】
2012174757.tif 000007
【図６】
2012174757.tif 000008
【図７】
2012174757.tif 000009
【図８】
2012174757.tif 000010