(57)【要約】      （修正有）【課題】太陽電池セルの集電極とタブリードのハンダ付けに関して、高温でのハンダ付けであっても、ハンダの酸化を防止することができる太陽電池セルへのハンダ付け装置、およびハンダ付け工程におけるハンダの酸化を防止する方法を提供する。【解決手段】太陽電池セル１０の集電極部分にタブリード６０を位置づけ、タブリード６０と太陽電池セル１０を密着保持した上で、タブリードを加熱した不活性ガス１００を用いて加熱し、ハンダを溶融させてハンダ付けを行なうことでハンダの酸化を防止する。【選択図】図８
2012079812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池セルにタブリードをハンダ付けする装置であって、
太陽電池セルの所定位置にタブリードを位置づけ、タブリードと太陽電池セルを密着保持する押付部と、
タブリードを不活性ガスにより加熱する加熱手段を備え、
加熱不活性ガスによりハンダを溶融させてハンダ付けを行なうことを特徴とする、
太陽電池セルへのタブリードのハンダ付け装置
【請求項２】
前記タブリードのハンダ付けを不活性ガスで置換した空間で行なうことを特徴とする、
請求項１に記載の太陽電池セルへのタブリードのハンダ付け装置
【請求項３】
前記不活性ガスが窒素ガスであることを特徴とする、
請求項１〜２に記載の太陽電池セルへのタブリードのハンダ付け装置
【請求項４】
太陽電池セルにタブリードをハンダ付けする方法であって、
太陽電池セルの所定位置にタブリードを位置づけ、
タブリードと太陽電池セルを密着保持した上で、タブリードを加熱した不活性ガスを用いて加熱し、
ハンダを溶融させてハンダ付けを行なうことを特徴とする、
太陽電池セルへのタブリードのハンダ付け方法
【請求項５】
太陽電池セルの所定位置にタブリードを位置づけ、
タブリードと太陽電池セルを密着保持した上で、タブリードを加熱した不活性ガスを用いて加熱し、ハンダを溶融させることで、タブリードをハンダ付けすること、
により製造した太陽電池モジュールの製造方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールの製造において、当該モジュールを形成する太陽電池セルにタブリードをハンダ付けする装置およびタブリードをハンダ付けする方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、複数の太陽電池セルを直列に接続した太陽電池モジュールの形で用いられることが多い。このような太陽電池モジュールは、太陽電池セルの受光面側に形成された表面電極と、隣接する太陽電池セルの裏面に形成された裏面電極とをタブリードによって電気的に接続された構造を有している。そして、太陽電池セルの集電極とタブリードとの接続には、主にハンダが用いられている。下記の特許文献１には太陽電池セルにタブリードをハンダ付けする技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００３‐１６８８１１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この太陽電池セルに固着するタブリードは、図１のように、銅、アルミ材等からなるリード線３０と、リード線３０をコーティングするハンダ５０とからなる。近年、タブリードにコーティングするハンダは、鉛が強い毒性を有し鉛の使用による生態系への悪影響や汚染が問題視されていることから、従来のＳｎ−Ｐｂ共晶組成ハンダに代わって、鉛成分を含まない、いわゆる無鉛ハンダが用いられることが多い。この無鉛ハンダは、鉛成分が含まれていないため、通常のＳｎ−Ｐｂ共晶組成ハンダに比べて酸化し易い。また、無鉛ハンダを使用する場合、Ｓｎ−Ｐｂ共晶組成ハンダを使用する場合と比較して、無鉛ハンダの溶融温度が高いことからハンダ付けを行なう温度が高温化しており、ハンダの酸化が一層進む原因となっている。具体的には、Ｓｎ−Ｐｂ共晶組成ハンダは溶融温度が１８０〜１９０℃であるが、無鉛ハンダの溶融温度は一般的に２２０〜２３５℃であるから、無鉛ハンダをハンダ付けに用いる場合には、Ｓｎ−Ｐｂ共晶組成ハンダと比較して高温でハンダ付けを行なう必要がある。
【０００４】
しかし、ハンダ付け工程でハンダが空気酸化して酸化物が発生すると、これがハンダ付けを阻害する結果、ハンダ接合部の強度が低下する。このハンダ接合部の強度低下は太陽電池モジュールの耐久性に大きく影響する。その理由は以下の通りである。
【０００５】
太陽電池モジュールは使用に際して屋外に設置され、常に日射や気温の変化などに曝されることから、タブリードも当然に日射や気温の変化などによる熱履歴を受けて常に微細な熱伸縮を繰り返すことになる。タブリードの線膨張係数は太陽電池セルを構成するシリコン基板の線膨張係数よりも格段に大きいことから、ハンダの酸化により強度が低下した部分は、タブリードが長期間細かな熱伸縮を繰り返すうちに剥離が生じることがある。その結果、集電極からタブリードが剥離した太陽電池セルからは電力を得ることができなくなるため、太陽電池モジュール全体の性能が著しく低下することになる。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑み、ハンダの酸化を防止することができる太陽電池セルへのハンダ付け装置、およびハンダ付け工程におけるハンダの酸化を防止する方法を提供することで、製造する太陽電池モジュールの耐久性、性能を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明における第１の発明は、太陽電池セルにタブリードをハンダ付けする装置であって、太陽電池セルの所定位置にタブリードを位置づけ、タブリードと太陽電池セルを密着保持する押付部と、タブリードを不活性ガスにより加熱する加熱手段を備え、加熱不活性ガスによりハンダを溶融させてハンダ付けを行なうことを特徴とする、太陽電池セルへのタブリードのハンダ付け装置である。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明におけるタブリードのハンダ付けを不活性ガスで置換した空間で行なうことを特徴とする、太陽電池セルへのタブリードのハンダ付け装置である。
【０００９】
第３の発明は、第１、２の発明における不活性ガスが窒素ガスであることを特徴とする、太陽電池セルへのタブリードのハンダ付け装置である。
【００１０】
第４の発明は、太陽電池セルにタブリードをハンダ付けする方法であって、太陽電池セルの所定位置にタブリードを位置づけ、タブリードと太陽電池セルを密着保持した上で、タブリードを加熱した不活性ガスを用いて加熱し、ハンダを溶融させてハンダ付けを行なうことを特徴とする、太陽電池セルへのタブリードのハンダ付け方法である。
【００１１】
第５の発明は、太陽電池セルの所定位置にタブリードを位置づけ、タブリードと太陽電池セルを密着保持した上で、タブリードを加熱した不活性ガスを用いて加熱し、ハンダを溶融させることでタブリードをハンダ付けすることにより製造した太陽電池モジュールの製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の太陽電池セルへのタブリードのハンダ付け装置、および太陽電池セルへのタブリードのハンダ付け方法を用いることで、次のような効果を少なくとも一つ得ることができる。
＜１＞本発明のハンダ付け装置、ハンダ付け方法を用いることにより、不活性ガスを用いてハンダ付けを行なうことになるから、ハンダ付け工程において接合面から酸素を除去することができる。これにより、ハンダ付け工程におけるハンダの酸化を防止し、ハンダの接合強度を高めることができる。したがって、耐久性に優れ、長期間信頼性のある太陽電池モジュールを提供することができる。
＜２＞上記＜１＞の通り、ハンダの酸化を抑制することで、ハンダの酸化に起因する導電性の低下を防止することができ、太陽電池モジュールの性能向上を図ることができる。
＜３＞従来の装置、方法では、ハンダ付け工程における接着不良を防止する観点から、ハンダを多めに使用することが多いが、適正量のハンダでタブリード−集電極間の接合強度を保持することができ、コストダウンを図ることができる。
＜４＞使用するハンダの量が適正量であるため、ハンダが集電極上からはみ出すことなく加工することができ、外観上優美に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】タブリードの断面模式図である。
【図２】タブリードをハンダ付けした太陽電池セルの上面模式図である。
【図３】図２に示す太陽電池セルの横断面模式図である。
【図４】タブリードにより結線した太陽電池ユニットの断面模式図である。
【図５】ハンダ付け工程の模式図である。
【図６】ハンダ付け工程の模式図である。
【図７】ハンダ付け工程の模式図である。
【図８】ハンダ付け工程の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明について図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
＜１＞タブリード
図１はタブリードの断面模式図である。タブリードは図１に示すようにアルミや銅を素材とするリード線層３０と、リード線層３０をコーティングするハンダ層５０とからなり、太陽電池セル１０と接する部分（太陽電池セルの集電極２０）にハンダ付けにより接着部を形成することで太陽電池セル１０に接続される。
【００１６】
＜２＞太陽電池セル
図２はタブリードをハンダ付けした太陽電池セルの上面模式図である。また、図３は図２に示す太陽電池セルの横断面模式図である。図２、３の太陽電池セル１０の上面は正極、下面は負極であり、上面、下面の表面には平行に２列の集電極２０が設けられている。また、図４はタブリードにより結線した太陽電池セルの断面模式図である。太陽電池セル１０は図４に示すように、複数の太陽電池セルを並べ、太陽電池セルの上面（正極）の集電極と下面（負極）の集電極とをタブリードにて直列に結線し、太陽電池モジュールの部材を構成する。
【００１７】
＜３＞ハンダ付け工程
図５〜８はハンダ付け工程の模式図である。図５〜８を用いて太陽電池モジュール製造装置におけるタブリードのハンダ付け工程を説明する。まず、図５に示すようにタブリード６０を二条、ハンダ付け加工を行なう位置に配置する。次に図6に示すように、タブリード６０の上に太陽電池セル１０が載置される。その後、図７に示すように、この太陽電池セル１０の上に二条のタブリード６０を載置する。
【００１８】
太陽電池セル１０の上下面の集電極２０にタブリード６０を当接させ、配置した状態で、太陽電池セル１０の上下に配置された押付部９０が降下、上昇し、タブリード６０を太陽電池セル１０に押しつける。このように太陽電池セル１０にタブリード６０を押しつけた状態で、加熱手段８０から供給される加熱不活性ガスによりハンダが溶融温度まで加熱される（図８）。加熱手段８０から供給される加熱不活性ガスは中空に作成した押付部９０の内部を通ってタブリードに噴射され、タブリード６０の加熱を行なうことになる。溶融接着が完了し、ハンダが固化した後、搬送装置により太陽電池セル１０を所定距離移動させるとタブリード６０が配置された図５の状態に戻る。以後、この工程を繰り返して太陽電池セル１０にタブリード６０のハンダ付けを行なう。太陽電池セル１０は上面が正極、下面が負極であり、このように太陽電池セルおよびタブリードを配置しハンダ付けを行なうことで太陽電池セルを直列に接続することができる。
【００１９】
〔実施形態１〕
太陽電池セルへのタブリードのハンダ付け装置に関する第１の実施形態について説明する。第１の実施形態は、図５〜８（ハンダ付け工程の模式図）に示すような、太陽電池セルの所定位置にタブリードを位置づけ、タブリードと太陽電池セルを密着保持する押付部と、タブリードを不活性ガスにより加熱する加熱手段を備え、加熱不活性ガスによりハンダを溶融させてハンダ付けを行なう太陽電池セルへのタブリードのハンダ付け装置である。
【００２０】
実施形態１における加熱不活性ガスは、フロンガス、炭酸ガス、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスを用いることができ、単独またはいずれかを複数種類混合して用いることができる。また、加熱不活性ガスは主成分として用いられていればよい。フロンガスを用いる場合には、環境保護の観点から代替フロンを用いることが好ましい。また、人体に対する影響、コストの観点から上記不活性ガスのうち、窒素ガスを主成分として用いることが望ましい。
【００２１】
〔実施形態２〕
太陽電池セルへのタブリードのハンダ付け方法に関する第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は図５〜８の模式図における加熱空間７０を空気に代えて不活性ガスで置換した上で、実施形態１と同様に加熱不活性ガスを用いてハンダ付けを行なう方法である。
【００２２】
実施形態２において、加熱空間７０を置換する不活性ガスは、フロンガス、炭酸ガス、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスを用いることができ、単独またはいずれかを複数種類混合して用いることができる。また、実施形態１で用いた加熱不活性ガスと異なる不活性ガスを用いることもできる。なお、加熱空間７０は不活性ガスで置換する必要があることから、密閉された空間となることが低い酸素濃度を維持する観点から望ましい。
【符号の説明】
【００２３】
１０    太陽電池セル
２０    太陽電池セルの集電極
３０    タブリード中のリード線層
５０    タブリード中のハンダ層
６０    タブリード
７０    加熱空間
８０    加熱手段
９０    押付部
１００  加熱不活性ガス
【図１】
2012079812.tif 000003
【図２】
2012079812.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012079812.tif 000006
【図５】
2012079812.tif 000007
【図６】
2012079812.tif 000008
【図７】
2012079812.tif 000009
【図８】
2012079812.tif 000010