(57)【要約】【課題】小型で安価な、太陽電池ストリング製造装置を提供する。【解決手段】太陽電池ストリング製造装置１は、表面と裏面に形成された複数の電極に対して直角方向に形成されたバスバーを有する太陽電池セルを供給する太陽電池セル供給手段１０と、タブリード材料を、前記太陽電池セルの上面および下面のうちの一方の面のバスバーとこれに隣接する太陽電池セルの上面および下面のうちの他方の面のバスバーとを接続する形状に成形するタブリード成形手段２０と、前記タブリード成形手段で成形されたタブリードを保持するとともに、タブリード間の間隔を前記太陽電池セルのバスバーの間隔と一致するようにタブリードの位置を調整するタブリード保持手段３０と、前記タブリードを、すでに載置されている太陽電池セルの一面のバスバーと新たに供給される太陽電池セルの他の面のバスバーと一致させて、これらをはんだ付けするタブリード取り付け手段４０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面と裏面に複数の電極が搬送方向と垂直な方向に平行に形成され、これらの電極に接続され、かつこれらの電極に対して直角方向に形成されたバスバーを有する太陽電池セルを供給する太陽電池セル供給手段と、
太陽電池ストリングをなす一つの太陽電池セル間を接続するタブリードの材料を供給するタブリード材料供給手段と、
前記タブリード材料供給手段から供給されたタブリード材料を、前記太陽電池セルの上面および下面のうちの一方の面のバスバーとこれに隣接する太陽電池セルの上面および下面のうちの他方の面のバスバーとを接続する形状に成形するタブリード成形手段と、
前記タブリード成形手段で成形されたタブリードを保持するとともに、タブリード間の間隔を前記太陽電池セルのバスバーの間隔と一致するようにタブリードの位置を調整するタブリード保持手段と、
前記タブリード保持手段で保持されたタブリードを、すでに載置されている太陽電池セルの一面のバスバーと新たに供給される太陽電池セルの他の面のバスバーと一致させて、これらをはんだ付けするタブリード取り付け手段とを備え、
複数の太陽電池セルが前記タブリードにより連結された太陽電池ストリングを製造する太陽電池ストリング製造装置。
【請求項２】
前記太陽電池セルの上面および下面のうちの一方の面のバスバーとこれに隣接する太陽電池セルの上面および下面のうちの他方の面のバスバーとを接続する形状は、隣接する太陽電池の上下面間で３０°以上９０°未満の角度を有する斜面を有する形状であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池ストリング製造装置。
【請求項３】
前記タブリード保持手段および前記タブリード取り付け手段を複数組備えた請求項１に記載の太陽電池ストリング製造装置。
【請求項４】
前記タブリード保持手段は、供給されるタブリードの間隔を太陽電池セルのバスバーの間隔に合わせて調整可能な機構を有することを特徴とする請求項１または３に記載の太陽電池ストリング製造装置。
【請求項５】
前記機構はモータで駆動されるボールねじを備えたことを特徴とする請求項４に記載の太陽電池ストリング製造装置。
【請求項６】
前記タブリード保持手段は、保持するタブリードを安定して指示する真空吸引孔を備えたことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池ストリング製造装置。
【請求項７】
前記太陽電池セル供給手段は、前記複数のタブリード取り付け手段にそれぞれ太陽電池セルを供給する搬送機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池ストリング製造装置。
【請求項８】
前記太陽電池セル供給手段は、セルの検査を行う検査手段を備え、前記検査手段で合格したもののみを前記搬送機構に搬送させるものであることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池ストリング製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数個の太陽電池セル間をタブリードにより連結して形成される太陽電池ストリングを製造するための太陽電池ストリング製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電装置は、設置単位としての太陽電池モジュールを複数個設置し接続して構成されるが、この太陽電池モジュールはその中に多数の太陽電池セルを有している。
【０００３】
すなわち、太陽電池モジュールは、１枚当たり数Ｗ程度の出力である太陽電池セルを複数個直列接続した太陽電池ストリングを複数個配列し、カバーガラスで封止することにより製造される。  
この太陽電池ストリングは、太陽電池セルの受光面に形成される電極と、隣接する太陽電池セルの裏面に形成される電極とをタブリードと称される配線材を用いて直列に、電気的に接続したものである。
【０００４】
図１５は複数の太陽電池セル１１０、１２０，１３０を含む単位をタブリードで接続した様子を示す正面図、図１６はその一つのセル１１０につきタブリードを取り付けた様子を示す、正面から見た拡大断面図、図１７はその側面から見た拡大断面図である。また、図１８は電極となるバスバーを２本有する太陽電池セルの平面図、図１９はバスバーを２本有する太陽電池セルの裏面図、図２０はバスバーを３本有する太陽電池セルの平面図、図２１はバスバーを３本有する太陽電池セルの裏面図である。
【０００５】
ここでタブリードとして使用される配線材としては次のようなものが一般的に使用される。
【０００６】
配線材の材質は純銅の導電材をはんだ（Ｓｎ−Ｐｂ系）あるいは鉛フリータイプのはんだ（Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ）などでコーティングしたものであり、大きさは例えば幅１．２〜２．５ｍｍ、厚さ０．１８〜０．２８ｍｍである。２つのセルを接続するための１回の繰り出し長さは、セル長さを6インチセルとして１５７ｍｍであり、セル端から５〜１０ｍｍ内側の位置に先端が位置し、セル間距離が１．５〜３０ｍｍで、セル間距離が短いほど角度が急峻になることから、２つのセルを接続するためには例えば約３００ｍｍから３５０ｍｍとなる。
【０００７】
図１６および図１７を参照すると、太陽電池セルはＮ型半導体のＮ層１１２とP型半導体のＰ層１１１とが積層されたものであり、受光面がＮ層１１２となっており、両者の接合面に光照射で発生した電子を集めて電流を取り出すものである。図１８及び図２０に示されるように、受光面には反射防止膜１１３が形成され、これを等間隔で直線状にエッチングした部分にフィンガー電極１１４が形成され、反射防止膜１１３とフィンガー電極１１４上にフィンガー電極と直交する方向に銀等の導電性ペーストを直線状に塗布し、これを焼成してメタライズすることにより、バスバー１１５が形成されている。前述したように、図１８および図１９においては、バスバーは２本、図１７，図２０，図２１においてはバスバーは３本形成されているが、これは一般的に取り出される電流の量により、高出力型の太陽電池セルストリングではバスバーの数を増加させる必要がある。
【０００８】
裏面にはフィンガー電極は形成されず、反射防止膜も形成する必要はないため、アルミニウム膜１１６で全面が覆われ、その上に表面と同様に銀ペーストをメタライズすることによりバスバー１１７が形成されている。
【０００９】
このように、バスバーの役割は直接タブリードをはんだ付けすることのできない、シリコンやアルミニウムとタブリードとの間に介在してこれらを接続することである。
【００１０】
図１５を参照すると、これらのバスバーにはタブリード１４０，１５０，１６０，１７０がはんだ付けされ、その接続は、あるセル１１０の上面のバスバー１１５に取り付けられたタブリード１５０は隣接するセル１２０の下面のバスバーに取り付けられるようになっており、このような構成を所定数連続させることにより、太陽電池ストリングが形成される。
【００１１】
したがって、太陽電池ストリングの製造においては、太陽電池セルの受光面の所定の位置に設けられた電極（バスバー）および隣接する太陽電池セルの裏面の所定の位置に設けられた電極に対して、タブリードを位置させ、固着させる必要がある。
【００１２】
従来の太陽電池ストリング製造装置の一例の構造は、例えば、特許文献１に記載されている。
【００１３】
この装置では、太陽電池セルが供給・搬送され、所定の位置に位置決めされると太陽電池セルに対してタブリード供給装置からタブリードが供給され、タブリード搬送装置で所定の位置に搬送され、太陽電池セルへのはんだ付けが行われる。
【００１４】
また、タブリードを供給するタブリード供給ユニットは、タブリードが巻き付けられたロールと、そのロールからタブリードを引き出すタブリード保持機構と、ロールから引き出されたタブリードを切断するカッターをそれぞれ備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００８−５３６２５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
このような従来の太陽電池ストリング製造装置では、太陽電池セルの両面にタブリードを取り付ける必要から、タブリード供給ユニットを太陽電池セルの上下両側にそれぞれ設ける必要があり、太陽電池ストリング製造装置が、大型かつ高価となってしまうという問題があった。
【００１７】
また、この従来の太陽電池ストリング製造装置では、タブリード搬送装置自体が、タブリードの間隔の調整機能を持つ必要があり、タブリード搬送装置が大型かつ高価となってしまうという問題があった。
【００１８】
さらに、電流容量を増加させるために、太陽電池セルに設けられるタブリードを３本以上にすると、上下のタブリード搬送装置が供給するタブリードの数が異なるため、構造が非対称で複雑となり、タブリード搬送装置が高価となってしまうという問題があった。
【００１９】
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は、小型で安価な、太陽電池ストリング製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記課題を解決するために、本発明によれば、
表面と裏面に形成された複数の電極に対して直角方向に形成されたバスバーを有する太陽電池セルを供給する太陽電池セル供給手段と、
太陽電池ストリングをなす太陽電池セル間を接続するタブリードの材料を供給するタブリード材料供給手段と、
前記タブリード材料供給手段から供給されたタブリード材料を、前記太陽電池セルの上面および下面のうちの一方の面のバスバーとこれに隣接する太陽電池セルの上面および下面のうちの他方の面のバスバーとを接続する形状に成形するタブリード成形手段と、
前記タブリード成形手段で成形されたタブリードを保持するとともに、タブリード間の間隔を前記太陽電池セルのバスバーの間隔と一致するようにタブリードの位置を調整するタブリード保持手段と、
前記タブリード保持手段で保持されたタブリードを、すでに載置されている太陽電池セルの一面のバスバーと新たに供給される太陽電池セルの他の面のバスバーと一致させて、これらをはんだ付けするタブリード取り付け手段とを備え、
複数の太陽電池セルが前記タブリードにより連結された太陽電池ストリングを製造する太陽電池ストリング製造装置が提供される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、従来は太陽電池セルの両面に対して２つ必要であったタブリード供給ユニットを１つとすることができ、太陽電池ストリング製造装置を、小型かつ廉価とすることができる。
【００２２】
また、タブリード保持手段がタブリードの間隔を調整可能であるため、タブリード搬送装置自体がタブリードの間隔を調整する機能を持つ必要がなく、３本以上の複数タブリードの場合でも、小型かつ廉価な太陽電池ストリング製造装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明にかかる太陽電池ストリング製造装置の一実施例の概略全体構成を示す平面図である。
【図２】本発明にかかる太陽電池ストリング製造装置の一実施例の主要部分を模式的に示す正面図である。
【図３】図２における、タブリードの成形を行うフォーミング部材を拡大して表示する正面図である。
【図４】図２における、成型されたタブリードを一時的に保持する保持手段の構成を示す平面図である。
【図５】図４に示す保持手段のうちのタブリード保持台の一つの構成を示す斜視図である。
【図６】図５に示すタブリード保持台の平面図である。
【図７】図６に示すタブリード保持台の中央部で切断した断面図である。
【図８】図５に示すタブリード保持台の側面図である。
【図９】タブリードの成形を行う工程を示す説明図である。
【図１０】成形されたタブリードを切断する工程を示す説明図である。
【図１１】成形され、切断されたタブリードをタブリード保持台に保持させる工程を示す説明図である。
【図１２】タブリード保持台上で２つのチャックによりタブリードを把持する工程を示す説明図である。
【図１３】２つのチャックで把持したタブリードをはんだ付け部へ移送する工程を示す説明図である。
【図１４】はんだ付けを行う太陽電池セルの上にタブリードを位置決めする工程を示す説明図である。
【図１５】太陽電池セルストリングの構成を示す正面図である。
【図１６】太陽電池セルストリングを構成する一つの太陽電池セルの構造とタブリードが接続された様子を示す、タブリードの中心で切断した断面図である。
【図１７】図１６の構成を図１６とは直角方向に切断した断面図である。
【図１８】タブリードを２本有する太陽電池セルの表面を示す平面図である。
【図１９】タブリードを２本有する太陽電池セルの裏面を示す裏面図である。
【図２０】タブリードを３本有する太陽電池セルの表面を示す平面図である。
【図２１】タブリードを３本有する太陽電池セルの裏面を示す裏面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る太陽電池ストリングの製造装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
図１は、本発明に係る太陽電池ストリング製造装置１の一実施形態の概略全体構成を示す平面図である。
【００２６】
この太陽電池ストリング製造装置１は、太陽電池セルを供給する太陽電池セル供給部１０，タブリード材料供給および成形部２０，成形されたタブリードを保持する保持部３０、タブリードと太陽電池セルの接続を行うタブリード取り付け部４０と、供給された太陽電池セルをタブリード取り付け部まで搬送する搬送部５０とに大別される。
【００２７】
別途製造された太陽電池セル１２は搬送路１１により、太陽電池セルの取り出し位置まで搬送される。所定の取り出し位置に達した太陽電池セル１２は、セル移載ロボット５１により取り出され、まずセル検査部５２により検査が行われた後、インデックステーブル５３により、良品はフラックス塗布部５４ではんだ付けのためのフラックス塗布が行われ、別のセル移載ロボット５６により太陽電池セルははんだ付け部４３に送られる。この実施例においては、太陽電池ストリングを形成するラインは２つ設けられている。
【００２８】
一方、セル検査部５２で不良と判定された太陽電池セルは、セル移載ロボット５１により、使用されない不良品を蓄積するリジェクト部５５に送られる。
【００２９】
この実施例では、２つのストリング形成ライン４１，４２に対応して、タブリード材料供給手段、タブリード成形手段、タブリード保持手段が２組設けられている。
【００３０】
図２は図１に示す太陽電池ストリング製造装置の一実施例の主要部分を模式的に示す正面図である。ここではタブリードを３本供給可能な装置の例を示している。
【００３１】
まず、タブリード材料供給および成形部２０では、長尺のタブリード材料はリール２１．２２，２３に巻回されており、チャック６１でその端部を把持されて引き出される。
【００３２】
タブリード成形台２４の全長にわたってタブリード材料が引き出されると、ロック部材２７および２８が降下によりタブリード材料は固定され、次にフォーミング部材２５，２６によりタブリードの成形が行われる。
【００３３】
図３はフォーミング部材２５，２６の構成と作用を示すもので、図３（ａ）では成形前の様子を示し、上型２６が上昇しており、下型２５との間にタブリード材料が挿入される。上型２６が降下することにより、タブリード材料は破線で示すように、傾斜面を有するように成形される。なお、成形されたタブリードの上端部と下端部の高さの差は太陽電池セルの厚さに等しい。
【００３４】
また、このタブリードの成型形状は、隣接する太陽電池の上下面間を３０°以上９０°未満の角度を有する傾斜面をなす形状である。
【００３５】
後述するようにタブリードの成形後、図２に示すカッタ２９により所定の長さに切断され、タブリードを一時的に置くための保持部３０により保持される。
【００３６】
図４はこのような保持部３０の全体の構成を示す平面図であり、３本のタブリードのために３つの保持台３１，３２，３３を備えている。
【００３７】
この実施例では、保持台３２の位置は固定であるが、保持台３１および３３はアクチュエータ３４，３５により保持台同士の間隔を変化させることが可能となっている。すなわち、モータ３４１および３５１をそれぞれ回転させることにより、ボールねじ３４２，３５２がそれぞれ回転し、これらと係合するサブテーブル３４３および３５４の位置が変化し、サブテーブルに取り付けられた保持台の位置が変化する。なお、サブテーブル３４４，３５３はこの実施例ではボールねじによっては移動しないようになっている。このような構成により、保持台３１と３２の間隔Ｗ１および保持台３２と３３の間隔Ｗ２を自由に変更できるようになっている。
【００３８】
なお、保持台３２の位置にあたるボールねじの中央位置に対してその両側でねじを逆に切ったものを用い、サブテーブルをそれぞれボールねじと係合させることにより、保持台３１と３３を同時に逆方向に移動させることができる。
【００３９】
なお、２本のタブリードのためには、保持台３２を使用しないで、保持台３１および３３のみを用いるようにすれば良い。
【００４０】
図５は、単体としてのタブリード保持台の構造を示す斜視図で、保持台３１を例にとって説明する。
【００４１】
タブリード保持台３１は、ベース３１１の上にタブリードの幅に合った溝３１５が形成されるようにガイド部材３１２および３１３をねじ３１４で固定している。なお、異なる幅のガイド部材に交換することで、溝の幅を調整することができる。
【００４２】
さらに、図６、その断面図である図７、側面図である図８を参照すると、溝３１５の部分には吸引ポンプ３２２に接続された吸引孔３１６，３１７，３１８と、吸引ポンプ３２４に接続された吸引孔３１９，３２０，吸引ポンプ３２３に接続された吸引孔３２１を有しており、これらの吸引作用により、タブリードを安定的に保持することができる。
【００４３】
すなわち、タブリードが吸引孔３１６〜３２１のすべてを覆っているときには３つの吸引ポンプ３２２〜３２４により強固な保持が可能であり、また、太陽電池ストリングの先頭のタブリードのように長さが短い場合、吸引ポンプ３２３，３２４により、３つの吸引孔３１９〜３２１で安定した保持が可能であり、さらに、タブリードのはんだ付け部への移送時には吸引ポンプ３２３による吸引孔３２１の吸引が最後まで機能するため、タブリードの垂れを防止することができる。
【００４４】
次に、図９から図１４までを参照して、タブリードを太陽電池セルに取り付けるまでの工程について説明する。
【００４５】
まず、チャック６１がタブリード成形部２０の端部位置Ａでリールから引き出されたタブリード材料を把持する。
【００４６】
次にロック部材２７を降下させてタブリード材料を押しつけ、チャック６１を引っ張ることにより、タブリード材料を弛みや反りのない状態とする。
【００４７】
さらにフォーミング部材２６(上型)を降下させ、図３（ｂ）で説明したように、フォーミング部材２５（下型）との間でタブリード材料を成形する。
【００４８】
次に、図１０に示すように、ロック部材２７，フォーミング部材２６を上昇させてロックおよび成形を解除し、チャック６１を所望のタブリード長さに対応した位置Ｂまで移動させ、ロック部材２８でロックを行った後、カッター２９によりタブリード材料を切断し、所望のタブリードを得る。
【００４９】
続いて、図１１に示すように、チャック６２を保持部の先端位置である位置Ｃまで移動させ、各保持台３１〜３３の溝に成形されたタブリードを置いて保持させ、続いて各保持台間の間隔をタブリードが取り付けられる太陽電池セルのバスバーの間隔と一致させるように、図４に示したモータ３４１，３５１を駆動させて調整する。
【００５０】
次に、図１２に示すように、保持台３１〜３３は下降し、チャック６２，６３がタブリードを把持できる高さまで下降する。そして、チャック６２はタブリードの右端を位置Ｄで把持する。
【００５１】
次に、図１３に示すようにチャック６２は、位置Ｅまで移動する。この位置Ｅは、チャック６３がタブリードの左端を把持できる位置である。この時、タブリード保持台では、前述したように端部でもタブリードを吸引しているため、タブリードの垂れは生じない。
【００５２】
続いて、チャック６３が、タブリードの左端を把持してタブリードをはんだ付け部４３まで移動させる。このとき、タブリードの右半分はすでに太陽電池ストリングを構成している太陽電池セルの上面のバスバーと一致するように位置決めされる。そして、タブリードの左半分の上に図１に示したロボット移載装置５６により太陽電池セルの裏面のバスバーとタブリード位置が一致するように搭載される。供給される太陽電池セルは図１で説明したように、フラックス処理が行われたものであるので、加熱処理によりはんだ付けが行われる。
【００５３】
以下同様の過程を繰り返し、太陽電池ストリングが完成するが、完成した太陽電池ストリングは２つのストリング製造ラインの間にある完成品のストック部４４にストックされる。
【００５４】
以上説明した実施例は限定的なものではなく、種々の変形が可能である。
【００５５】
例えば、説明した実施例ではタブリードは前方が高く、後方が低い傾斜面を有していたが、その逆に前方が低く、後方が高い形状としてもよい。この場合は、はんだ付け部においてはタブリードの前方を太陽電池セルの下に導くようにし、タブリードの後方の下側から次の太陽電池セルを供給する必要がある。
【００５６】
また、保持台については保持面となる溝部は平坦となっていたが、タブリードの成形形状に合致するような傾斜面を有するものとしても良い。
【００５７】
保持台の間隔を変更する機構に関してボールねじを使用するものだけでなく、精密な位置決めが可能なあらゆる平行移動機構を使用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１  太陽電池ストリング製造装置
１０  太陽電池セル供給部
１１  搬送路
１２  太陽電池セル
２０  タブリード材料供給および成形部
２１−２３  リール
２４  成形台
２５，２６  フォーミング部材
２７，２８  ロック部材
２９  カッター
３０  保持部
３１〜３３  載置台
３１２，３１３  ガイド部材
３１５  溝
３１６〜３２１  吸引孔
３２２〜３２４  吸引ポンプ
３４２、３５２  ボールねじ
４０  タブリード取り付け部
４１，４２  ストリング形成ライン
４３  はんだ付け部
４４  ストック部
５０  搬送部
５１，５６  ロボット移載装置
５２  検査部
５３  インデックステーブル
５４  フラックス塗布部
５５  リジェクト部
６１〜６３  チャック
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2012142427.tif 000018
【図１７】
2012142427.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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