(57)【要約】【課題】結晶系太陽電池セルと電線を導電性フィルムで接続する場合、電線とセルとの接触が円滑になるように溶融はんだメッキ平角電線を矯正して、電線とセルの接続の電気性能を向上させる。【解決手段】結晶系太陽電池セルと電線を導電性フィルムで接続するまえに、電線の少なくとも一方の面が平坦になるように、電線の断面形状を湾曲変形させ、その後、電線の圧着を行う。これにより、電線のセルに対向する面が平坦であるので、接続不良や、応力集中によるセル割れの恐れが少ない。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池セル間を複数の電線によって接続する結晶系太陽電池モジュール組立工程に用いられる、前記太陽電池セルと前記複数の電線を接続する接続方法であって、
電線の一方の面が他方の面に比して平坦になるように電線の断面形状を湾曲させる加工を少なくとも含む電線矯正工程と、
太陽電池セルもしくは電線に導電性フィルムを貼り付ける貼り付け工程と、
前記導電性フィルムを貼り付けた太陽電池セルもしくは電線と、前記導電性フィルムの粘着片を介して電線もしくは太陽電池セルを本圧着させる本圧着工程とを、含む
太陽電池セルの接続方法。
【請求項２】
前記電線矯正工程は、電線の一方の面が他方の面に比して平坦になるよう電線の断面形状を湾曲させる加工と、電線に元来生じている巻き癖と前記加工の結果として電線に生じる湾曲を併せて矯正する矯正加工を含む、請求項１に記載の太陽電池セルの接続方法。
【請求項３】
電線の断面形状を湾曲させる加工は、電線の一方の面が他方の面に比して平坦になるように、電線の一方側に平坦な外部形状を有する部材と、電線の他方側に溝状の凹み形状を有する部材とを当接させることにより行われる、請求項２に記載の太陽電池セルの接続方法。
【請求項４】
電線の断面形状を湾曲させる加工は、電線の一方の面が他方の面に比して平坦になるように、電線の一方側に平坦な外部形状を有する硬質部材と、電線の他方側に平坦な外部形状を有する弾力性部材を有する部材とを当接させることにより行われる、請求項２に記載の太陽電池セルの接続方法。
【請求項５】
電線の断面形状を湾曲させる加工は、電線の一方の面が他方の面に比して平坦になるように、電線の一方側に平坦な外部形状を有する部材と、電線の他方側の左右両側付近を各々押し下げる加圧部材とを当接させることにより行われる、請求項２に記載の太陽電池セルの接続方法。
【請求項６】
電線の断面形状を湾曲させる加工は、電線の一方の面が他方の面に比して平坦になるように、結晶系太陽電池セルの接続以前に予め電線の断面形状を湾曲させる加工を施してから巻き取っておき、その後、太陽電池セルの接続を行うことにより行われる、請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の太陽電池セルの接続方法。
【請求項７】
複数の太陽電池セルを複数の電線によりストリング接続する太陽電池モジュールの組立工程に用いられる太陽電池セルの組立装置であって、
前記電線の一方の面が他方の面に比して平坦になるよう前記電線の断面形状を湾曲させる加工部材を少なくとも含む電線矯正機構と、
前記太陽電池セルもしくは前記電線に導電性フィルムを貼り付ける貼り付け機構と、
前記導電性フィルムを貼り付けた前記太陽電池セルもしくは前記電線と、前記導電性フィルムの粘着片を介して前記電線もしくは前記太陽電池セルを本圧着させる本圧着機構と、
を備える、太陽電池モジュール組立装置。
【請求項８】
前記電線矯正機構は、さらに前記電線に元来生じている巻き癖と前記加工部材によって電線に生じる湾曲を併せて矯正する矯正加工機構と、
を備える、請求項７に記載の太陽電池モジュール組立装置。
【請求項９】
前記矯正加工機構は、平坦な表面を有する基準部材と、表面に溝状の凹み形状を有する溝状部材と、これらを相互に近接加圧せしめ前記電線に塑性変形を起こさせる加圧機構とを有する、請求項８に記載の太陽電池モジュール組立装置。
【請求項１０】
前記矯正加工機構は、平坦で硬質な表面を有する基準部材と、表面に弾性を示す材料を配置した矯正部材と、これらを相互に近接加圧せしめ前記電線に塑性変形を起こさせる加圧機構とを有する、請求項８に記載の太陽電池モジュール組立装置。
【請求項１１】
前記矯正加工機構は、平坦な表面を有する基準部材と、電線の両側部付近を各々加圧する矯正部材と、これらを相互に近接加圧せしめ前記電線に塑性変形を起こさせる加圧機構とを有する、請求項８に記載の太陽電池モジュール組立装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単結晶太陽電池や多結晶太陽電池などの結晶系太陽電池の基板の表面に配線部材を接続する装置及びその接続方法に関し、特に導電性フィルムを用いて、結晶系太陽電池セルの表裏面電極へ電線を接続する太陽電池モジュールの組立に好適な接続方法及びこれを用いた太陽電池モジュール組立装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
結晶系太陽電池モジュール組立工程は、単結晶太陽電池、多結晶太陽電池などの結晶系太陽電池の結晶セル基板（以下、単に「セル」と略す）を配線部材と接続し一連の太陽電池回路とした後に、保護シートなどで封止して外部端子を取り付ける組立実装工程である。
【０００３】
この組立実装工程のうち、セルに配線部材を接続する方法としては、従来からはんだ付けが広く用いられている。鉛入りはんだは良導体であり一定の強度と耐環境信頼性を有するため、２０年程度の実績を有する。しかし、近年の環境保護の観点からの鉛フリーはんだを採用することが考えられており、この鉛フリーはんだを採用した場合は、はんだの溶融温度が高くなるためシリコンと銅の熱膨張率の差による応力により信頼性の低下が問題となっている。そこで、銅線の材質と熱処理に改良を加え銅線の降伏耐力を下げることで応力を低下させる方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
一方、導電性フィルムもしくは異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）を用いて配線とセルの接続を行うことで、熱膨張差による信頼性低下の回避を図った方法が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３００４０３号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】工学技術研究誌 日立電線(2007.1 No.26)pp15-18
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これらの解決策を併用することができれば、一層の効果を得られることが予想できるが、実際には単純にこれらの解決策を併用すると、太陽電池の信頼性に新たな問題を生じることが判明してきている。これは太陽電池セルを接続するための平角銅線の形状が、導電性フィルムもしくは異方性導電フィルムを用いるには相応しくない形状を有していることに起因する。つまり、通常、太陽電池セルの接続用に多用されている平角銅線は、はんだ付けを行うことを想定して、溶融はんだメッキ仕上げとなっているからである。
【０００８】
このため、溶融はんだの表面張力により長方形断面の平角銅線にはんだメッキを施すと、はんだの断面の長辺が膨れビア樽型の形状となる。非特許文献１にも示されているが、平角銅線の中央部では、数十μｍの厚さがあるはんだメッキが、端部では殆ど厚さがない程度になっている。ここで、導電性フィルムもしくは異方性導電フィルムは、一般に厚さ３０μｍ程度のフィルムに数μｍの導電性粒子を練りこんだフィルムであり、これを押しつぶすことで上下面の導電性を得るものである。このため、平角電線の中央部が、数十μｍ盛り上がっていると、端部では導電性を得られない場合があった。
【０００９】
さらに、このような溶融はんだメッキ平角銅線をフィルム接合する場合には、平角電線の盛り上がり部分にだけ加圧力が集中するため、導電性フィルムが必要とする加圧力以上に中央部に力がかかり、電線の直下でセルにクラックを生じる恐れがあった。
溶融はんだメッキの場合、メッキ厚さの低減は生産性の低下を招くため大きな改良は困難である。また、電解スズメッキなど別の生産方法による電線の使用は、電線品種を新設する必要がありコスト高を招く恐れもある。
【００１０】
本発明の目的は、結晶系太陽電池セル間を結合する溶融はんだメッキ平角電線と結晶系太陽電池セルを導電性フィルムで接続する場合、溶融はんだメッキ平角電線の太陽電池セルと導電性フィルムに接する部分の盛り上がりに起因する、端部の加圧不足による接続不良と、中央部の応力集中によるセルのクラックを生じる恐れのない結晶系太陽電池セルの接続方法及び結晶系太陽電池モジュール組立装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の結晶系太陽電池セルの接続方法は、結晶系太陽電池セルと平角電線を、導電性フィルムを介在させて接続する前に、平角電線の接合面が平坦になるように、反対面を加圧することで平角電線を塑性変性させるものである。
本発明の接続方法では、まずリール供給される平角銅線の太陽電池接合面側に平坦な表面を有するローラを、反対面にアーチ状の溝を有するローラを押し当て、平角銅線を弓なりに塑性変形させるものである。この変形に伴い、平角銅線の長さ方向に対する湾曲も生じるが、これは通常の矯正ローラにより補正する。
【００１２】
さらに、導電性フィルムを、結晶系太陽電池セルの表面と裏面の予め規定された複数箇所に仮圧着する。続いて粘着片が仮圧着された結晶系太陽電池セルと、予め整形処理を施した電線により複数の結晶系太陽電池セル同士をこの導電性フィルムの粘着片を介して本圧着させる。なお、この本圧着工程では、その需要に合わせて、２枚以上まとめて、結晶系太陽電池パネルと電線との一括した本圧着が行われる。
【００１３】
また、本発明の接続方法では、まずリール供給される平角銅線の太陽電池接合面側に平坦な表面を有する硬質ローラを、反対面にクッション性のあるエラストマ層を有する軟質ローラを押し当て、平角銅線の接合面側を直線になるように塑性変形させている。この変形に伴い、平角銅線の長さ方向に対する湾曲も生じるが、これは通常の矯正ローラにより補正する。
【００１４】
また、本発明の接続方法では、まずリール供給される平角銅線の太陽電池接合面側に平坦な表面を有する幅広ローラを、反対面両端に押し下げ機能を有する幅の狭いローラを押し当て、平角銅線の接合面側を直線になるように塑性変形させる。この変形に伴い、平角銅線の長さ方向に対する湾曲も生じるが、これは通常の矯正ローラにより補正する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の結晶系太陽電池セルの接続方法及び結晶系太陽電池モジュール組立装置によれば、市販の溶融はんだメッキを施した平角銅線を用いて安定に低温でフィルム接合ができるので、結晶系太陽電池セルに対する接続信頼性の低下を大幅に軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態例の結晶系太陽電池モジュール組立装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態例の結晶系太陽電池モジュール組立装置において、導電性フィルムをセルに貼り付ける工程を説明するための立面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態例の結晶系太陽電池モジュール組立装置のセルと電線を接続する工程を説明するための立面図である。
【図４】本発明の第1の実施形態例のセルに導電性フィルムを貼り付ける方法を説明するための斜視図である。
【図５】本発明の第1の実施形態例において、導電性フィルムをセルに張り付ける前に一括して切断する際の図である。
【図６】本発明の第1の実施形態例において、導電性フィルムの間隔をセルの幅方向に広げてセルの表と裏の規定位置に貼り付けたときの図である。
【図７】本発明の第１の実施形態例の溶融はんだメッキ平角銅線の矯正方法を示す平坦化機構の斜視図である。
【図８】本発明の太陽電池モジュールの組立に用いる太陽電池セルストリングの構造の例を示す斜視図である。
【図９】本発明の太陽電池モジュールの組立に用いる太陽電池セルストリングの構造の例を示す接合部詳細断面である。
【図１０】本発明のその他の実施形態例の溶融はんだメッキ平角銅線の矯正方法を示す平坦化機構の斜視図である。
【図１１】本発明のその他の実施形態例の溶融はんだメッキ平角銅線の矯正方法を示す平坦化機構の断面図である。
【図１２】本発明の溶融はんだメッキ平角銅線の断面の矯正後に全体の湾曲を補正する機構図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の第１の実施の形態例（以下、「本例」という）を図１から図７を用いて説明するが、その際の理解を助けるため、代表的な結晶系太陽電池セル（以下、簡易的に「セル」という）のセルストリング４の構造を、図８および図９を用いて説明する。
【００１８】
図８に示すように、各太陽電池のセル１は、表裏に電極パターンを有しており、各太陽電池のセル１には、各セルの表裏に、電線２が４本貼り付けられている。この各セル１の表裏への４本の電線の貼り付けは、各電線２それぞれの数カ所（一例としては６箇所）に、図示しない導電性フィルムを貼り付けて行われる。このように各セル１が電線２によって接続されたセルストリング４は、例えば１０枚のセル１が接続されて形成されるものとする。
【００１９】
図８の説明では、４本の電線を用いてセル１間を接続してセルストリング４を組み立てるものとして説明しているが、セル１の枚数、電線２の本数、導電性フィルムの枚数や長さは、太陽電池モジュールの設計によって決定すべき事項であり、電線２の本数を変えることや、接続箇所を表裏で別に定めるなどの変更を自在に行えることは勿論である。
【００２０】
ここで電線２の細部形状を図９に示す。図９はセルストリング４に形成されたセル1と電線２および導電性フィルム３（図４参照）の粘着片３ｂの詳細形状を示す断面図である。セル１の表裏には導電性フィルム３の粘着片３ｂが貼り付けられており、この粘着片３ｂを介して、表裏に電線２が貼り付けられ、電気的に接続されている。ここで電線２は内部にセル１に面した側を凹面とする湾曲した長方形断面を有する平角銅線コア２ａを有し、セル１に面した側を平坦とし、反対面が円筒面状に盛り上がった形状を有する溶融はんだメッキ層２ｂを有している。ここでセル１に面した側の溶融はんだメッキ層２ｂが平坦であることにより、導電性フィルム３の粘着片３ｂはセル１と電線２を均等に接続しており、過度の応力集中の発生や、部分的な接続不良を生じにくい。
【００２１】
図１は、本例の結晶系太陽電池モジュール組立装置１００の全体構成を示した平面図である。
本例の結晶系太陽電池モジュール組立装置１００は、図１の下段の左側から順に、電線供給ユニット１０１と、電線矯正ユニット１０２と、電線切断ユニット１０４が配置されている。また、図１の上段部には、粘着性のある導電性フィルムをセル１に一括して貼り付けるための処理を行うユニットとして、セル供給ユニット１０５、導電性フィルム貼り付けユニット１０３、導電性フィルムからセパレータ（剥離紙）を取り除くためのセパレータ剥離ユニット１０６が配置されている（図２で後述）。
特に、導電性フィルム貼り付けユニット１０３とセパレータ剥離ユニット１０６は、本例を実施するための技術的な中枢部であり、後述する電線切断ユニット１０４で切断された電線２にセル１を貼り付けるために重要な役割を担うユニットである。
【００２２】
さらに、図１の下段の右側（後方）には、セル１と電線２を合体させて予熱する予熱及び仮圧着ユニット１０７と、セル１と電線２を圧着する本圧着ユニット１０８と、本圧着されたセル１を冷却する冷却ユニット１０９が配置される。また、この連鎖状に接続された太陽電池セルストリングを引き出して次工程１２０に引き渡すための移載装置１１０が設けられている。
【００２３】
上述のように構成された本例の結晶系太陽電池モジュール組立装置１００では、まず、電線供給ユニット１０１から不図示の電線が供給され、電線矯正ユニット１０２によって電線輸送時に生じた歪みが矯正される。すなわち、電線供給ユニット１０１から送られる扁平な電線は、例えば、不図示のリールに巻回されているため、電線自体に湾曲する復元力が働いている。そこで、電線矯正ユニット１０２は、この復元力に抗して扁平な電線に生じた巻き癖を強制的に取り除くための機構が設けられている。
【００２４】
図１では、電線矯正ユニット１０２の具体的構成は示されていないが、例えば供給された２個の送りローラの間に電線の湾曲に抗してダンサーローラを配置し、電線に適切なテンションを与えるようにするのが有効である。つまり、電線矯正ユニット１０２では、このテンションを保ちながら、不図示のリールで生じた巻き癖を矯正する。そして、電線矯正ユニット１０２で巻き癖が矯正された電線は、電線切断ユニット１０４に送られ、ここでセルの長さの整数倍（ここでは略２倍）の長さに切断される。なお、この電線切断ユニット１０４では、電線を電線切断ユニット１０４の内部に引き込み、引き込まれた電線の先端をチャック１４２（図３参照）で受け取って、不図示の切断刃により、上下から電線を切断している。
【００２５】
一方、結晶系太陽電池のセル１（図８参照）は、トレイに積層された状態でセル供給ユニット１０５から供給され、導電性フィルム貼り付けユニット１０３において、供給されたセル１の予め規定された箇所に、複数個に切り離された導電性フィルムの小片（以下、この小片も含めて「導電性フィルム」という）が一括して貼り付けられる（図４、５で詳述）。この導電性フィルムは、粘着片とセパレータ（剥離紙）とが接着した状態で、セル１に貼り付けられる。その後、この導電性フィルムが貼り付けられたセル１は、セパレータ剥離ユニット１０６に送られ、このセパレータ剥離ユニット１０６において、セル１に貼り付けられた導電性フィルムからセパレータ（剥離紙）のみが剥離される。
【００２６】
導電性フィルムのセパレータが除去されたセル１は、その状態で予熱及び仮圧着ユニット１０７に送られる。そして、予熱及び仮圧着ユニット１０７では、セパレータ剥離ユニット１０６から送られたセル１と電線切断ユニット１０４で切断された電線２とが合体され、予熱及び仮圧着される。この後、本圧着ユニット１０８において、電線２とセル１が一体になった状態で熱圧着され、順次、冷却ユニット１０９に連鎖状のストリングとして引き出される。その後、移載装置１１０により次工程１２０に引き渡される。
【００２７】
図２は、本発明の結晶系太陽電池モジュール組立装置１００の上段部に配置されているセル供給ユニット１０５、導電性フィルム貼り付けユニット１０３、及びセパレータ剥離ユニット１０６をさらに詳しく示した図である。
図２に示すように、セル供給ユニット１０５は、セル１が複数枚積層されるセルトレイ１５１と、エレベータ１５２と、吸着ヘッド１５３と、移載機構１５４を備えている。
【００２８】
このセル供給ユニット１０５では、セルトレイ１５１はエレベータ１５２により最上面のセル1の表面の高さが一定になるように保たれている。つまり、最上面のセル１は吸着ヘッド１５３により吸着され、移載機構１５４により１枚ずつ導電性フィルム貼り付けユニット１０３に運ばれるが、最上面のセル１が移載機構１５４により運ばれるとエレベータ１５２が上昇し、最上面のセル1の表面の高さが常に一定になるように制御される。
【００２９】
導電性フィルム貼り付けユニット１０３は、導電性フィルム３をセル１上の規定の位置に貼り付けるためのユニットであり、テープ状の導電性フィルム３を送り出す送りローラ１３１と、セル１に導電性フィルムを貼り付ける導電性フィルム貼り付けヘッド１３３と、この導電性フィルム貼り付けヘッド１３３を上下動させるための駆動機構１３４から構成されている。
【００３０】
これらの具体的な動作については、図４〜６に基づいて後述するが、導電性フィルム貼り付けユニット１０３において、セル１に貼り付けられた導電性フィルム３は、粘着片３ｂ（図４参照）にセパレータ（剥離紙）３ａが付着した状態になっているため、セル１と電線２を本圧着する前に、導電性フィルム３からセパレータ３ａを除去する必要がある。
【００３１】
このため、導電性フィルム３が貼り付けられたセル１は、セパレータ剥離ユニット１０６に送られる。このセパレータ剥離ユニット１０６は、セル１の表裏に貼り付けられた導電性フィルム３のセパレータ部分を取り除くための粘着テープ１６２とこの粘着テープ１６２を送る送りローラ１６１と、粘着テープ１６２を真空吸着する真空吸着ヘッド１６３と、真空吸着ヘッド１６３を上下動させるための駆動機構１６４を備えている。
【００３２】
ここで用いられる粘着テープ１６２は、太陽電池セルの設計思想に依存するものであり、例えば１枚のセル１の表面または裏面に貼り付けられる電線２が仮に４本あるとすれば、その列数に依存して４本の粘着テープ１６２を設けるようにするのがよい。この粘着テープ１６２は、導電性フィルム３の粘着片３ｂとセパレータ３ａを引き離すために使われるものであり、幅が導電性フィルム３の幅と等しい粘着テープで、通常シリコン（シロキサン骨格の人工高分子）系の粘着テープが用いられる。
【００３３】
仮に、導電性フィルム３のセパレータ３ａの貼り付け間隔を２０ｍｍとし、セパレータ３ａの長さを４ｍｍとすれば、一回の粘着テープ１６２のフィードで５回のセパレータ剥離が可能である。つまり、粘着テープ１６２を新たにセル１の長さに２０ｍｍ加えた長さを張り渡し、この粘着テープ１６２をセパレータ３ａがある部分に押し当てることでセパレータ３ａを引き剥がし、これを粘着テープ１６２に移し取って１枚目のセル１の処理を行う。
そして、次のセル１の処理を行う場合は、粘着テープ１６２をセパレータ３ａの長さ分である４ｍｍ送ってセパレータ３ａの剥離処理を行う。これを５枚目のセル１の処理まで繰り返すと引き出されてある粘着テープ１６２の全面にセパレータ３ａが貼り付いて粘着面が見えなくなっている。
【００３４】
この後、６枚目のセル１を処理する前に、再びセル１の長さに２０ｍｍ加えた長さ分、送りローラ１６１で粘着テープ１６２を送り出すと、新たな粘着テープ１６２を用いてセパレータの剥離が行えるようになる。この際、電線２が一般に幅２ｍｍ以下で狭いため、これに併せた導電性フィルム３の幅も狭く、粘着テープ１６２も同様な狭い幅となるため、セル１の長さに２０ｍｍを加えた長さ、例えば１７６ｍｍ分張り渡すと、軟弱な粘着テープ１６２が蛇行してしまう恐れがある。
【００３５】
そこで、粘着片３ｂの長さが幅より広い場合は、粘着テープ１６２を電線２と直交する方向に張り渡す方法も可能である。この場合、粘着テープ１６２は１本の電線２上の粘着片３ｂの個数、例えば７枚ならば７本の粘着テープ１６２を用いることになる。この配置では、粘着テープ１６２の幅をセパレータ３ａの長さである４ｍｍとすることができ、粘着テープ１６２の本数は増えるが蛇行の恐れが軽減できる。
【００３６】
なお、この場合は、例えば１５６ｍｍ角のセル１に等間隔で４本の幅２ｍｍの電線２を配置する設計では、電線２の間隔は３９ｍｍピッチとなるため、１回のフィードで合計１９５ｍｍの粘着テープ１６２を引き出す。そして、２ｍｍずつ消費しながら剥離処理を行い、１９枚目のセル１の剥離処理を終えたところで１回分の粘着テープ１６２のほぼ全面が消費されることになる。
【００３７】
上述した粘着テープ１６２による導電性フィルム３のセパレータ３ａの剥離は、以下の手順で行われる。まず、駆動機構１６４により上下動される真空吸着ヘッド１６３により粘着テープ１６２をセル１上に配置された導電性フィルム３に一旦押しつける。そして、この真空吸着ヘッド１６３により粘着テープ１６２と導電性フィルム３を押圧した後に、真空吸着ヘッド１６３をセル１の導電性フィルム３から引き離す。これにより、粘着テープ１６２に導電性フィルム３のセパレータ部分のみが付着して、導電性フィルム３からセパレータ３ａが除去されるので、セル１上には導電性フィルム３の粘着片３ｂのみが残された状態になる。このように、導電性フィルム３には人の手が全く触れることなしに、セル１に仮圧着された導電性フィルム３からセパレータ３ａを取り除くことができる。
【００３８】
次に、図３に基づいて、導電性フィルム３が貼り付けられた複数のセル１に電線２を接続する工程について説明する。
電線切断ユニット１０４の不図示の切断刃により、セル１の略２個分の長さに切断された電線２は、予熱及び仮圧着ユニット１０７でセル１と合体された状態で予熱され、仮圧着される。図３に示す予熱及び仮圧着ユニット１０７では、２個のセルが同時に予熱されるようになっているが、このセルの数は２個に限定されない。ラインの長さにも依存することではあるが、ユーザの設計仕様に基づいて、３個あるいはそれ以上のセルを同時に予熱するように構成することもできる。
【００３９】
図３に示すように、この予熱及び仮圧着ユニット１０７では電線２の先端が、前回仮圧着されたセル１の上に乗せられ、予熱ヒータ１７２を内蔵したベルトコンベア１７１により予熱及び仮圧着ユニット１０７の右サイドに引き込まれる。この後、セパレータ剥離ユニット１０６（図２参照）から移載された新たなセル１が電線２の後半部に載せられる。この状態で、セル１に付着した導電性フィルム３は予熱ヒータ１７２で予熱されて粘着性を増大し、仮圧着ヘッド１７３により加圧される。これにより、導電性フィルム３がセル１に付着して、セル１がストリング状に連結する。
【００４０】
予熱及び仮圧着ユニット１０７における仮圧着によって電線２でストリング上に連結した２個のセル１は、この後、本圧着ユニット１０８に送られる。そして、本圧着ユニット１０８において、２個のセル1と電線２からなるセルストリング４（図８参照）が加熱ステージ１８１と加圧加熱ヘッド１８５により熱硬化温度まで昇温しつつ加圧される。この加圧加熱ヘッド１８５は加圧機構１８７により昇降駆動されるように制御される。この加熱処理と加圧処理により導電性フィルム３が熱硬化するため、セル１と電線２との安定な導電状態が得られる。
【００４１】
また、この本圧着ユニット１０８では、図３の矢印に示すように、２枚のセル１が加熱ステージ１８１と加圧加熱ヘッド１８５で挟まれて加圧された状態で、右側点線の位置まで運ばれる。そして、セル１が右側点線位置まで来ると、加熱ステージ１８１と加圧加熱ヘッド１８５とがセル１から引き離され、再び左側の実線で示した位置に戻されて、次の２個のセル１の上側と下側に配置される。
【００４２】
本圧着ユニット１０８において本圧着された電線２とセル１は、徐冷ヒータ１９２を内蔵したコンベア１９１を有する冷却ユニット１０９に送り込まれる。そして、この冷却ユニット１０９で、セル１及び電線２からなるセルストリング４は、規定枚数のセル１が連結されるまで自然放冷され、移載装置１１０の吸着ヘッド１１１により吸着される。そして、移載機構１１２により搬出され、図１に示す次工程１２０に送られる。
【００４３】
次に、本例の中枢部である導電性フィルム貼り付けユニット１０３におけるセル１への導電性フィルム３の貼り付け方法について、図４〜図６を用いて説明する。
図４は、セル１に導電性フィルム３を貼り付ける方法を説明するための斜視図であり、導電性フィルム貼り付けヘッド１３３の周辺の部材を示している。
すなわち、図４（ａ）に示すように、導電性フィルム３は送りローラ１３１で所定の長さ分だけ移送され、８個のカッター刃１３８ｂと俎板１３８ａの間に挿入される。この段階で不図示の駆動機構により、俎板１３８ａが下降し、カッター刃１３８ｂにより導電性フィルム３がハーフカット状態になる。
【００４４】
ここで、ハーフカット状態とは、カッター刃１３８ｂと俎板１３８ａとで導電性フィルム３を挟むことにより、導電性フィルム３の粘着片３ｂのみが切断され、セパレータ（剥離紙）３ａが残された状態をいう（図５参照）。なお、ここで俎板１３８ａには、図５に示したようにカッター刃１３８ｂの当たり部分に凹凸が付けてあり、ミシン目状に導電性フィルム３が所々フルカットされている。
【００４５】
その後、図４（ｂ）に示すように、俎板１３８ａを上方に退避させ、ハーフカット状態にした導電性フィルム３をカッター刃１３８ｂで保持したままで、導電性フィルム貼り付けヘッド１３３の下部に移送する。そして、ハーフカットとフルカットが混在している状態になっている導電性フィルム３上に、導電性フィルム貼り付けヘッド１３３を不図示の駆動機構により下降させ、導電性フィルム貼り付けヘッド１３３とカッター刃１３８ｂにより導電性フィルム３を８つの小片に分断する。なお、この分断の動作については、図５に基づいて詳述する。
【００４６】
図５は、本例の導電性フィルム３をカッター刃１３８ｂで切断する様子を詳細に示した図である。
図５では、セル１の表面と裏面に導電性フィルム３を貼り付ける例を示しているため、導電性フィルム３、カッター刃１３８ｂ、導電性フィルム貼り付けヘッド１３３、及び導電性フィルム貼り付けヘッド１３３の駆動機構１３４（以下、簡単に「駆動機構１３４」という）がそれぞれ２個示されている。この図５の段階では、セル１（図６参照）はまだ、上方と下方に配置された導電性フィルム貼り付けヘッド１３３間に挿入されていない。
【００４７】
駆動機構１３４は、細長い棒状に形成された８個の貼り付けヘッド１３３のそれぞれに連結される摺動部材１３４ａと、この摺動部材１３４ａを横軸方向に案内するガイドレール１３４ｂと、摺動部材１３４ａをガイドレールに沿って移動させる駆動部材１３４ｃと、駆動部材１３４ｃをガイドするガイド部材１３４ｄとから構成されている。
【００４８】
また、カッター刃１３８ｂは、台座１３８ｄに固定されており、台座１３８ｄが昇降機構１３８ｃによって上下動することにより、８個のカッター刃１３８ｂが、同じく８個設けられた導電性フィルム貼り付けヘッド１３３の各ヘッド間に挿入されて、導電性フィルム３の切断が行われる。図５ではカッター刃１３８ｂを昇降させる昇降機構１３８ｃとして回転するカムが用いられているが、カム以外にも、シリンダ機構などによって台座１３８ｄに昇降運動を与えることができる手段であれば利用可能である。以下では昇降機構１３８ｃをカム機構１３８ｃとして説明する。
【００４９】
なお、導電性フィルム貼り付けヘッド１３３には、その先端部に不図示の真空吸着穴が設けられており、この真空吸着穴から空気が吸引されることで、切り離された導電性フィルム３の各片を吸着できるように構成されている。
【００５０】
次に、図５と図６に基づいて、導電フィルム貼り付けユニット１０３の動作を説明する。まず、図５に示すように、導電性フィルム３には、カッター刃１３８ｂがハーフカット状態で切り込まれており、この状態で導電性フィルム貼り付けヘッド１３３が下降して上述した真空吸着穴からの吸引で導電性フィルムのセパレータ（剥離紙）３ａを８個のヘッド先端に吸着させる。
【００５１】
そして、カム機構１３８ｃを回転させて、台座１３８ｄを上側及び／または下側の導電性フィルム貼り付けヘッド１３３に押し込み、ハーフカット状態にあった導電性フィルム３を完全に切断する。図５では、上側の導電性フィルム３は切断された状態になっているが、下側の導電性フィルム３はハーフカット状態のままになっている。このように、カッター刃１３８ｂによる導電性フィルム３の切断は、上下別々に、つまり時間を異ならせて行うことも可能であるが、通常はカム機構１３８ｃの一回の回転で、上下に配置された導電性フィルム３を同時に切断することが好ましい。
【００５２】
次に、図６に基づいて、切断された導電性フィルム３がセル１に貼り付けられるまでの動作について説明する。図６に示すように、８個の導電性フィルム貼り付けヘッド１３３のそれぞれは、駆動機構１３４の駆動部材１３４ｃと摺動部材１３４ａの協働動作により、セル１の幅方向（セルの進行方向と直交する方向）に略均一に広げられている。
【００５３】
上述したように、８個の導電性フィルム貼り付けヘッド１３３それぞれの先端部には不図示の真空吸着穴が設けられており、この真空吸着穴からの吸引力により、導電性フィルム３のセパレータ３ａが吸引される。この状態で駆動機構１３４が昇降して、導電性フィルム貼り付けヘッド１３３がセル１を押圧するので、導電性フィルム３の粘着片３ｂによってセル１の表面及び裏面の規定された位置に導電性フィルム３が貼り付けられる。なお、導電性フィルム３が貼り付けられるセル１上の規定位置は、後処理ユニットにおいて、電線２が挿入される位置になる。
【００５４】
そして、導電性フィルム３の粘着片３ｂをセル１の規定位置に貼り付けた後に、８個の導電性フィルム貼り付けヘッド１３３の真空吸着穴からの吸引を止め、駆動機構１３４によって、８個の導電性フィルム貼り付けヘッド１３３をセル１から引き離すと、セパレータ３ａが付着した状態のまま導電性フィルム３のセル１への貼り付けが完了する。
このとき、台座１３８ｄに取り付けられたカッター刃１３８ｂは、カム機構１３８ｃとともに、俎板１３８ａの位置まで退避され、この俎板１３８ａとカッター刃１３８ｂの間に次の導電性フィルム３が挿入される。
【００５５】
このようにして、導電性フィルム３のセル１への貼り付けが完了すると、セル１は、セパレータ剥離ユニット１０６（図３参照）に送られ、導電性フィルム３のセパレータ３ａが剥離される。このセパレータ剥離ユニット１０６によるセパレータ３ａの剥離処理については、既に段落［００３０］〜［００３７］で詳しく説明しているとおりである。
【００５６】
ここまでの説明では電線２は接合面が平坦な形状あると仮定して説明してきたが、一般に市販されている溶融はんだメッキ平角銅線では、溶融はんだの表面張力に起因して平角銅線の中央部でははんだが盛り上がって厚くなり、端部でははんだが薄くなる。このため、もとの形状の電線２のまま導電性フィルム３の粘着片３ｂで貼り付けた場合、中央部のみが加圧され、均等に圧着できないという問題が発生する。
【００５７】
そこで、図７に示すように電線矯正ユニット１０２では、まず電線２の接合面側に平坦面２０１ａを有する基準ローラ２０１を、電線２の反対面に矯正溝２０２ａを有する矯正ローラ２０２を押し当てる。基準ローラ２０１と矯正ローラ２０２は互いに加圧することで、電線２の断面を弓なりに変形させる。これにより、矯正前に長方形断面の平角銅線コア２ａを有し、表裏に中央が僅かに円筒面状に膨らんだはんだメッキ層２ｂを有する電線２は、矯正後に全体が湾曲した断面を有する平角銅線コア２ａを有する電線２に整形される。つまり、片面が平坦で、反対面が大きく円筒面状に膨らんだはんだメッキ層２ｂを有する電線２に整形される。
【００５８】
電線２の表裏いずれを平坦化するかは、図８に示したセルストリング４でセル１と電線２の上下が場所によって替わるにつれて交代する。このため、図７に示すように、基準ローラ２０１と矯正ローラ２０２は上下の組み合わせを替えて２セット用意されており、電線２の送り量に応じてどちらか一組が用いられる。
ここで、変形前の電線２の断面積に比して、変形後の電線２の断面積は僅かに減少するが、この変化は僅かであるため、平角銅線コア２ａの電気的および機械的な性質の変化は微小である。
【００５９】
僅かな断面積変化であっても、塑性変形を伴うため、電線２は断面の矯正後に長手方向にも湾曲を生じる。均等な摩擦条件下では基準ローラ２０１を内側にした湾曲を生じやすい。基準ローラ２０１の周速を矯正ローラ２０２の周速よりやや早めることで湾曲を軽減できるが、リール供給された電線２自体にもともとの巻き癖が残っていることも多い。このため、上記断面の矯正後に全体の湾曲を補正する千鳥状に配置した矯正ローラ２０４（図１２参照）を設けることが好ましい。
【００６０】
また、図１２に示す、電線２の湾曲を強制する千鳥状に配置した矯正ローラ２０４は、矯正ローラの直径を電線２の塑性変形域にかかる程度の曲率とし、入り口側の矯正ローラ２０４の押し込み量を大きくし、表裏に交互に変形させていく。つまり、複数の矯正ローラ２０４の押し込み量が次第に少なくなるように配置する。これにより電線２に交互に徐々に絶対値が軽減する僅かな塑性変形を与えることで、まき癖や湾曲を補正する。なお、この矯正ローラ２０４は、電線２に長手方向の湾曲を与える程度の軽微な加圧を与えるローラであり、先に基準ローラ２０１および矯正ローラ２０２によって変形させた断面形状を崩すほどの大きな加圧を与えるものではない。
【００６１】
この千鳥配置の矯正ローラ２０４を用いた湾曲矯正加工は、電線２の断面の矯正加工に伴う湾曲を合わせて補正するため、電線２の断面の矯正加工の後に配置することが好ましいが、断面の矯正加工に伴う湾曲量を予め統計的に得ておいて、余分に湾曲補正しておくことも可能である。
なお、ここでは、平角銅線コア２ａとしては、低耐力の軟質銅線が用いられるため、塑性加工後のスプリングバック量は軽微と考えられるので、基準ローラ２０１を平坦な表面のローラとした。また、使用する電線２の材質によってはスプリングバック量が大きくなる場合も考えられ、その場合は基準ローラ２０１を僅かに外に凸の形状とすることで補正が可能となる。
【００６２】
次に、本発明の第２の実施形態例として、エラストマを用いた矯正ローラ２０２’を使用した実施形態例を図１０に示す。この実施形態例では、矯正ローラ２０２’を表面の一部に弾性体のエラストマ部２０２ｂを埋め込んだ構造としているので、エラストマ部２０２ｂのゴム弾性により電線２の表面が平坦な基準ローラ２０１に押し付けられ、セル１に対向する面が平坦となる。
【００６３】
この実施形態例では、電線２の溶融はんだメッキ層２ｂの形状が不均等で左右の厚さに差が生じた場合や、部分的に付着量の増減が生じた場合も、エラストマ部２０２ｂの弾性変形によって吸収される。このため、例えば厚い電線が供給された場合でも、溶融はんだメッキ層２ｂが極端に大きな拘束を生じないので、端部にバリや返りが生じる恐れが少ない。また、薄い電線が供給された場合でも、溶融はんだメッキ層２ｂが矯正ローラ２０２と電線２表面に大きな隙間を生じ、電線２の断面形状の矯正がされずに残ってしまう心配も少ない。
【００６４】
図１１は、本発明の第３の実施形態を示した図である。この図１１に示すように、細身の矯正ローラ２０３を２個儲け、電線２の両側から端部を斜めに押し下げることで電線２の断面形状を矯正することも可能である。この実施形態例では、矯正ローラ２０３の配置を変更することで、種々の幅の電線２の矯正を行うことも可能であり、多品種の混流ラインで太陽電池モジュールを生産する場合、段取り換えが容易になる利点がある。
【００６５】
以上、本発明の実施形態例では、従来型の電線２がセル１の上側と下側に交互に接続されることで、直列接続されたセルストリング４を得る場合の具体例を示した。しかし、太陽電池構造によってはセル１に孔加工を施すとことで裏面側にのみ電極を並べ、電線をセルの裏面に配置する構造や、セルの裏面にストライプ状のｎ拡散、ｐ拡散を設け、裏面側にのみ電極を形成した構造など、各種のバックコンタクト構造が提案されている。
【００６６】
また、表裏同形状の太陽電池セルで裏面発電が可能な場合、表裏を交互に並べることで、電線を曲げずに直列接続を行う構造も提案されている。さらには化合物系、シリコン薄膜系などの薄膜太陽電池では電極が一方の表面に設けられている例が多い。このような太陽電池を接続して太陽電池モジュールを生産する場合は、電線２の場所によって平坦化する面を変える必要が生じない。このような場合は、基準ローラ２０１と矯正ローラ２０２を１組設け、一定方向に平坦化を行うことも可能である。このような場合は、予め電線２に平坦化を施してリールに巻き取っておき、後で巻き癖矯正と切断を行ってセルストリング４に組み付けることもできる。
【００６７】
なお、これらの実施形態例では、電線２の断面形状を湾曲させる部材として、ローラ加工による連続加工を例示したが、必ずしもローラ加工による必要はなく、例えば表面が平滑な溝と平面を対向させ、ここに電線２を通過させる引き抜き加工を行うことも可能であるし、平板状の硬質部材とブロック状のゴム部材を対向させ、電線２を間欠送りしながら順次送りプレスすることで塑性加工を行うことも当然可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１・・・セル、２・・・電線、２ａ・・・平角銅線コア、２ｂ・・・溶融はんだメッキ層、３・・・導電・BR>ォフィルム、３ａ・・・セパレータ（剥離紙）、３ｂ・・・粘着片、４・・・セルストリング、１００・・・結晶系太陽電池モジュール組立装置、１０１・・・電線供給ユニット、１０２・・・電線矯正ユニット、１０３・・・導電性フィルム貼り付けユニット、１０４・・・電線切断ユニット、１０５・・・セル供給ユニット、１０６・・・セパレータ剥離ユニット、１０７・・・予熱及び仮圧着ユニット、１０８・・・本圧着ユニット、１０９・・・冷却ユニット、１１０・・・移載装置、１２０・・・次工程、１３１・・・送りローラ、１３３・・・導電性フィルム貼り付けヘッド、１３４・・・導電性フィルム貼り付けヘッドの駆動機構、１３８ａ・・・俎板、１３８ｂ・・・カッター刃（導電性フィルムの切断刃）、１３８ｃ・・・昇降機構（カム機構）、１６１・・粘着テープ送りローラ、１６２・・・粘着テープ（セパレータ剥離用）、１６３・・・真空吸着ヘッド、１６４・・・真空吸着ヘッドの駆動機構、２０１・・・基準ローラ、２０２、２０２’、２０３、２０４・・・矯正ローラ
【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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【図８】
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【図９】
2012222162.tif 000011
【図１０】
2012222162.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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