(57)【要約】  接合装置は、熱源、第１のプレート、第２のプレート、及び作動機構を含む。第１のプレートは熱源に結合される。第１及び第２のプレートは熱伝導性があり、ソーラーセル全体を覆うように構成されている。作動機構は、開放位置と閉鎖位置とに接合装置を移動させる。閉鎖位置では、第１のプレート及び第２のプレートは、ソーラーセルの反対面に接触する。第２のプレートは、閉鎖位置にあるとき、第２のプレートが第１のプレートよりも低い温度を有するように、熱を放散するように構成されている。第１のプレート及び第２のプレートは力をソーラーセルに印加し、ソーラーセルの第１の端における力は、接合装置が閉鎖位置にあるとき、または閉鎖位置に移動しているとき、ソーラーセルの第２の端における力と異なる。
2020524411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合装置であって、
熱源と、
前記熱源に結合される第１のプレートであって、熱伝導性があり、ソーラーセル全体を覆うように構成されている、前記第１のプレートと、
第２のプレートであって、熱伝導性があり、前記ソーラーセル全体を覆うように構成されている、前記第２のプレートと、
開放位置と閉鎖位置とに前記接合装置を移動させるように構成されている作動機構であって、前記開放位置では、前記第１のプレート及び前記第２のプレートは離れており、前記閉鎖位置では、前記第１のプレート及び前記第２のプレートは、前記ソーラーセルの反対面に接触する、前記作動機構と、を備え、
前記第２のプレートは、前記接合装置が前記閉鎖位置にあるとき、前記第２のプレートが第１のプレートよりも低い温度を有するように、熱を放散するように構成され、
前記第１のプレート及び前記第２のプレートは力を前記ソーラーセルに印加するように構成され、前記ソーラーセルの第１の端における前記力は、前記接合装置が前記閉鎖位置にあるとき、または前記閉鎖位置に移動しているとき、前記ソーラーセルの第２の端における前記力と異なる、前記接合装置。
【請求項２】
前記作動機構が前記接合装置を前記開放位置から前記閉鎖位置に移動させるとき、前記第１のプレート及び前記第２のプレートは相互に非平行である、請求項１に記載の接合装置。
【請求項３】
前記第１のプレートまたは前記第２のプレートの少なくとも１つは複数の付勢要素を備え、前記複数の付勢要素における第１の付勢要素は、前記複数の付勢要素における第２の付勢要素の第２の付勢力よりも高い第１の付勢力を有する、請求項１に記載の接合装置。
【請求項４】
前記第１のプレートまたは前記第２のプレートの少なくとも１つは、圧縮可能ブロックの長さにわたる密度勾配がある前記圧縮可能ブロックを備える、請求項１に記載の接合装置。
【請求項５】
前記力は、前記ソーラーセルの前記第１の端から前記第２の端にかけて減少する、請求項１に記載の接合装置。
【請求項６】
前記第１のプレートは第１の接触表面を有し、前記第２のプレートは第２の接触表面を有し、前記第１の接触表面及び前記第２の接触表面は、前記閉鎖位置では、前記ソーラーセルの前記反対面に接触し、
前記第１の接触表面は、前記第１の接触表面にわたって第１の均一温度において動作するように構成され、
前記第２の接触表面は、前記第２の接触表面にわたって第２の均一温度において動作するように構成される、請求項１に記載の接合装置。
【請求項７】
前記第２のプレートは、
基板と、
前記基板に結合されるメッシュと、
前記メッシュに結合される熱伝導性シートであって、前記熱伝導性シートは前記ソーラーセルに向かって配向する、前記熱伝導性シートと、
を備える、請求項１に記載の接合装置。
【請求項８】
前記第１のプレート及び前記第２のプレートに流体的に結合される気体源をさらに備え、
前記第１のプレート及び前記第２のプレートは、それぞれ、前記第１のプレートが前記閉鎖位置にあるとき、前記気体源から前記ソーラーセルに気体を送達するように構成されている流導管を備える、請求項１に記載の接合装置。
【請求項９】
接合装置であって、
熱源と、
前記熱源に結合される第１のプレートであって、熱伝導性があり、ソーラーセル全体を覆うように構成されている、前記第１のプレートと、
第２のプレートであって、熱伝導性があり、前記ソーラーセル全体を覆うように構成されている、前記第２のプレートと、
開放位置と閉鎖位置とに前記接合装置を移動させるように構成されている作動機構であって、前記開放位置では、前記第１のプレート及び前記第２のプレートは離れており、前記閉鎖位置では、前記第１のプレート及び前記第２のプレートは、前記ソーラーセルの反対面に接触する、前記作動機構と、を備え、
前記閉鎖位置にあるとき、前記第１のプレート及び前記第２のプレートは、相互に異なる温度において動作するように構成され、
前記第１のプレート及び前記第２のプレートは、力を前記ソーラーセルに印加するように構成され、前記ソーラーセルの第１の端における前記力は、前記接合装置が前記閉鎖位置にあるとき、または前記閉鎖位置に移動しているとき、前記ソーラーセルの第２の端における前記力と異なる、前記接合装置。
【請求項１０】
前記作動機構が前記接合装置を前記開放位置から前記閉鎖位置に移動させるとき、前記第１のプレート及び前記第２のプレートは相互に非平行である、請求項９に記載の接合装置。
【請求項１１】
前記第１のプレートまたは前記第２のプレートの少なくとも１つは、複数の付勢要素を備え、前記複数の付勢要素における第１の付勢要素は、前記複数の付勢要素における第２の付勢要素の第２の付勢力よりも高い第１の付勢力を有する、請求項９に記載の接合装置。
【請求項１２】
前記第１のプレートまたは前記第２のプレートの少なくとも１つは、圧縮可能ブロックの長さにわたる密度勾配がある前記圧縮可能ブロックを備える、請求項９に記載の接合装置。
【請求項１３】
前記力は、前記ソーラーセルの前記第１の端から前記第２の端にかけて減少する、請求項９に記載の接合装置。
【請求項１４】
前記第２のプレートに結合される第２の熱源をさらに備える、請求項９に記載の接合装置。
【請求項１５】
前記第１のプレートは第１の接触表面を有し、前記第２のプレートは第２の接触表面を有し、前記第１の接触表面及び前記第２の接触表面は、前記閉鎖位置では、前記ソーラーセルの前記反対面に接触し、
前記第１の接触表面は、前記第１の接触表面にわたって第１の均一温度において動作するように構成され、
前記第２の接触表面は、前記第２の接触表面にわたって第２の均一温度において動作するように構成される、請求項９に記載の接合装置。
【請求項１６】
前記第２のプレートは、
基板と、
前記基板に結合されるメッシュと、
前記メッシュに結合される熱伝導性シートであって、前記熱伝導性シートは前記ソーラーセルに向かって配向する、前記熱伝導性シートと、
を備える、請求項９に記載の接合装置。
【請求項１７】
接合装置であって、
熱源と、
前記熱源に結合される第１のプレートであって、熱伝導性があり、ソーラーセル全体を覆うように構成されている、前記第１のプレートと、
第２のプレートであって、熱伝導性があり、前記ソーラーセル全体を覆うように構成されている、前記第２のプレートと、
開放位置と閉鎖位置とに前記接合装置を移動させるように構成されている作動機構であって、前記開放位置では、前記第１のプレート及び前記第２のプレートは離れており、前記閉鎖位置では、前記第１のプレート及び前記第２のプレートは、前記ソーラーセルの反対面に接触する、前記作動機構と、を備え、
前記第２のプレートは、前記第１のプレートが前記閉鎖位置にあるとき、前記第２のプレートが前記第１のプレートよりも低い温度を有するように、熱を放散するように構成され、
前記第１のプレート及び前記第２のプレートは、前記接合装置が前記閉鎖位置にあるとき、または前記閉鎖位置に移動しているとき、前記ソーラーセルの第２の端における力よりも高い力を前記ソーラーセルの第１の端において印加するように構成されている、前記接合装置。
【請求項１８】
前記作動機構が前記接合装置を前記開放位置から前記閉鎖位置に移動させるとき、前記第１のプレート及び前記第２のプレートは相互に非平行であり、前記第１のプレートは、前記ソーラーセルの前記第１の端の近くで前記第２のプレートにより近い、請求項１７に記載の接合装置。
【請求項１９】
前記第１のプレートまたは前記第２のプレートの少なくとも１つは、複数の付勢要素を備え、前記ソーラーセルの前記第１の端の近くにある前記複数の付勢要素における第１の付勢要素は、前記ソーラーセルの前記第２の端の近くにある前記複数の付勢要素における第２の付勢要素の第２の付勢力よりも高い第１の付勢力を有する、請求項１７に記載の接合装置。
【請求項２０】
前記第１のプレートまたは前記第２のプレートの少なくとも１つは、前記ソーラーセルの前記第２の端の近くの第２の密度よりも高い、前記ソーラーセルの前記第１の端の近くの第１の密度を有する圧縮可能ブロックを備える、請求項１７に記載の接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１６年６月２７日に出願された「Ｓｏｌａｒ  Ｃｅｌｌ  Ｂｏｎｄｉｎｇ」と題する米国仮特許出願第６２／３５４，９７６号に対する優先権を主張する、２０１７年６月２０日に出願された「Ｓｏｌａｒ  Ｃｅｌｌ  Ｂｏｎｄｉｎｇ」と題する米国非仮特許出願第１５／６２７，８９０号に対する優先権を主張し、これらの両方の特許は、全ての目的のために参照により、本明細書によって組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
ソーラーセルは、光子を電気エネルギーに変換するデバイスである。セルによって生じる電気エネルギーは、半導体材料に結合される電気接点を通して集められ、モジュール内の他の太陽電池との相互接続によって送られる。最も一般的に、ソーラーセル金属は、銀ペーストをセル上にスクリーン印刷し、次に、スクリーン印刷されたバスバーにわたってリボンを半田付けすることによって達成される。リボンは、ソーラーモジュールに対して直列様式で複数のソーラーセルを一緒に一列にする（すなわち、電気的に相互接続する）ために使用される。また、リボンは、タビングリボン、相互接続ワイヤ、太陽光ワイヤと称され、または他の同様の用語で呼ばれる。
【０００３】
別の種類のソーラーセル金属は、米国特許第８，９１６，０３８号「Ｆｒｅｅ−Ｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｍｅｔａｌｌｉｃ  Ａｒｔｉｃｌｅ  ｆｏｒ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ」及び米国特許第８，９３６，７０９号「Ａｄａｐｔａｂｌｅ  Ｆｒｅｅ−Ｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｍｅｔａｌｌｉｃ  Ａｒｔｉｃｌｅ  ｆｏｒ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ」に開示され、これらの特許では、単一の金属品は、ソーラーセルの光入射表面から電流を集め、同様に、セルを一緒に相互接続するために使用される。ある配列にソーラーセルを一緒に接続するために、セルの前表面の各金属品は、金属品の１つの一部であり得るセル間相互接続を使用して、近接セルの後表面の金属品に電気的に結合される。
【０００４】
再生可能エネルギーは、増え続ける人口に対するエネルギー需要を供給するために、重要な分野であり続けるので、ソーラーセルのコスト及び製造効率を改善する必要がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
いくつかの実施形態では、接合装置は、熱源、第１のプレート、第２のプレート、及び作動機構を備える。第１のプレートは熱源に結合される。第１のプレート及び第２のプレートは、それぞれ、熱伝導性があり、ソーラーセル全体を覆うように構成されている。作動機構は、開放位置と閉鎖位置とに接合装置を移動させるように構成される。開放位置では、第１のプレート及び第２のプレートは離れており、閉鎖位置では、第１のプレート及び第２のプレートは、ソーラーセルの反対面に接触する。第２のプレートは、接合装置が閉鎖位置にあるとき、第２のプレートが第１のプレートよりも低い温度を有するように、熱を放散するように構成されている。第１のプレート及び第２のプレートは、力をソーラーセルに印加するように構成されている。ソーラーセルの第１の端における力は、接合装置が閉鎖位置にあるとき、または閉鎖位置に移動しているとき、ソーラーセルの第２の端における力と異なる。
【０００６】
いくつかの実施形態では、接合装置は、熱源、第１のプレート、第２のプレート、及び作動機構を備える。第１のプレートは熱源に結合される。第１のプレート及び第２のプレートは、それぞれ、熱伝導性があり、ソーラーセル全体を覆うように構成されている。作動機構は、開放位置と閉鎖位置とに接合装置を移動させるように構成される。開放位置では、第１のプレート及び第２のプレートは離れており、閉鎖位置では、第１のプレート及び第２のプレートは、ソーラーセルの反対面に接触する。閉鎖位置にあるとき、第１のプレート及び第２のプレートは、相互に異なる温度において動作するように構成されている。第１のプレート及び第２のプレートは、力をソーラーセルに印加するように構成されている。ソーラーセルの第１の端における力は、接合装置が閉鎖位置にあるとき、または閉鎖位置に移動しているとき、ソーラーセルの第２の端における力と異なる。
【０００７】
いくつかの実施形態では、接合装置は、熱源、第１のプレート、第２のプレート、及び作動機構を備える。第１のプレートは熱源に結合される。第１のプレート及び第２のプレートは、それぞれ、熱伝導性があり、ソーラーセル全体を覆うように構成されている。作動機構は、開放位置と閉鎖位置とに接合装置を移動させるように構成される。開放位置では、第１のプレート及び第２のプレートは離れており、閉鎖位置では、第１のプレート及び第２のプレートは、ソーラーセルの反対面に接触する。第２のプレートは、第１のプレートが閉鎖位置にあるとき、第２のプレートが第１のプレートよりも低い温度を有するように、熱を放散するように構成されている。第１のプレート及び第２のプレートは、接合装置が閉鎖位置にあるとき、または閉鎖位置に移動しているとき、ソーラーセルの第２の端における力よりも高い力をソーラーセルの第１の端に印加するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】リボン金属を備えた従来式ソーラーセルの上面図である。
【図２】先行技術で既知であるような、ソーラーセルの金属に利用される単一の金属品の斜視図である。
【図３】いくつかの実施形態による、ソーラーセル接合装置の側面図の概略図である。
【図４】いくつかの実施形態による、接合装置の実施形態の前面斜視図である。
【図５Ａ】いくつかの実施形態による開放位置にある接合装置の概略側面図である。
【図５Ｂ】いくつかの実施形態による閉鎖位置にある接合装置の概略側面図である。
【図６Ａ】いくつかの実施形態による接合装置のさらなる実施形態の概略側面図である。
【図６Ｂ】いくつかの実施形態による接合装置のさらなる実施形態の概略側面図である。
【図７】いくつかの実施形態による、接合アセンブリのプレートの実施形態の拡大組立図である。
【図８】ピンチローラシステム及び気体流を含む接合装置の別の実施形態の斜視図である。
【図９】いくつかの実施形態による、図８の接合装置の加熱プレートの側面斜視図である。
【図１０Ａ】動作の様々な段階における図８の接合装置の図を示す。
【図１０Ｂ】動作の様々な段階における図８の接合装置の図を示す。
【図１０Ｃ】動作の様々な段階における図８の接合装置の図を示す。
【図１１Ａ】図８の加熱プレートの詳細な上面図である。
【図１１Ｂ】図８の加熱プレートの詳細な斜視図である。
【図１２Ａ】いくつかの実施形態による整合特徴の斜視図及び詳細図を示す。
【図１２Ｂ】いくつかの実施形態による整合特徴の斜視図及び詳細図を示す。
【図１２Ｃ】いくつかの実施形態による整合特徴の斜視図及び詳細図を示す。
【図１３Ａ】いくつかの実施形態による追加の整合特徴の斜視図及び詳細図を示す。
【図１３Ｂ】いくつかの実施形態による追加の整合特徴の斜視図及び詳細図を示す。
【図１３Ｃ】いくつかの実施形態による追加の整合特徴の斜視図及び詳細図を示す。
【図１４】本開示の接合装置を使用して、金属要素をソーラーセル上に接合するための方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
太陽産業では、ソーラーセルを電気的に接続する従来の方法は、セルの前面及び後面の両方に位置する、銀が堆積するパッド上に半田コーティングされた銅から作成された導電性金属リボンまたはワイヤを半田付けすることである。リボンは、ソーラーセルの表面から電流を集め、モジュール内のソーラーセル用の管としての役割を果たし、それにより、ソーラーモジュールからのエネルギーを利用することができる。リボンまたはワイヤを取り付けるプロセスは、かなり複雑で、費用がかかり、時間がかかる可能性があり、直列様式（すなわち、最初に、ソーラーセルの片側（前面または後面）、次に、反対側にある）で達成される。
【００１０】
従来の結合プロセスは、半田コーティングされたリボンをセルの上面または底面の銀パッド上に導入し、リボンを、広範囲の側面から側面におけるアクション（例えば、ソーラーセルに対して縦方向または横方向におけるアクション）で半田付けすることによって開始する。次に、プロセスは、セルの裏面で繰り返す。現在のプロセスは、熱風半田付け、リボンに物理的に触れる個々の半田ごて、または集中した赤外光を使用する。これら全ての方法は、時間がかかり、費用がかかり、本質的に、壊れやすいソーラーセルには厳しくなる。その厳しさは、点衝撃損傷または熱膨張の不均一性のいずれかに起因するものである。これらの問題の両方は、セルの亀裂及び／または破損を生じさせる。これらの問題は、セルの片側、次に、他の側を接合する連続するプロセスで、２回プロセスを繰り返す必要があることに起因して悪化する。また、従来の方法はアップグレードするのに費用がかかる。例えば、産業界が、ますます、リボン（またはワイヤ）を取り付けることに移行している場合、標準的機器は、リボンの数を増やすために費用がかかり且つ時間がかかる機械のアップグレードが必要となる。また、従来の方法は、セルサイズの変更またはカットセルの変動に適応性がない。本機器は、全てのセル変化配列に変換される必要があり、この変換により、製造の中断時間、及び機器コストの発生をもたらす。
【００１１】
本開示は、同時に、ソーラーセルの前面金属要素及び後面金属要素の両方を接合または半田付けする単一のサイクルを説明する。前面金属要素は、光電池の光入射表面上にある。金属は、例えば、ソーラーセルから電流を集め、セルを相互接続するために使用される、従来式リボンもしくはワイヤ、または他の種類の金属グリッドまたは金属品であり得る。本発明の方法及びシステムは、１つのツールで様々な種類のカットセル形状に接合される広範囲の金属種類（サイズ、形状、及び量等）を可能にする。したがって、費用がかかるツールのアップグレードまたは中断時間が生じることなく、任意のソーラーセル上の大きいまたは小さなエリア配列ギャングボンディングを達成することができる。
【００１２】
図１は、リボン金属を備えた従来式ソーラーセル１０である。単結晶セルとして示されるようなソーラーセル１０は、セル１０の表面に半田付けされる３つのリボン１５を有する。セル１０の表面は、セルによって発生する電流のための管としての役割を果たす銀指部１７を有し、リボン１５は、エネルギーを指から集める。ソーラーモジュール用のセルの配列で使用されるとき、リボン１５は、セルの縁を通り過ぎるように延在し、一般的に、直列接続のために次のセルの後側へのセルの相互接続を可能にする。従来式セル１０の後側（図示されない）は、一般的に、リボンが半田付けされる個別の銀パッドを有する。ほとんどのタブストリンガ動作では、リボン１５は、セル１０の前表面上に置かれ、セル１０の前表面に半田付けされ、次に、後続の製造ステップでは、リボンは、ストリングの近接セルの後側に半田付けされる。
【００１３】
図２は、米国特許第８，９１６，０３８号及び米国特許第８，９３６，７０９号等に開示されている別の種類の金属化を示し、これらの特許の両方は、参照により本明細書によって組み込まれ、単一の金属品がソーラーセルの表面全体に金属化を提供している。図２では、前面金属品２０、半導体ウエハ２２、及び後面金属品２４が示される。前面金属品２０は、ウエハ２２の光入射表面に上に搭載されるだろう一方、後面金属品２４は、ウエハ２２の後表面に搭載されるであろう。前面金属品２０の相互接続要素２６は、ソーラーモジュール内の隣接セルの後面金属品２４に電気的に結合されるだろう。
【００１４】
本開示では、同時に、ソーラーセルの前表面及び後表面の両方に金属を接合することができる装置を提供する。本システムは、前面金属要素及び後面金属要素の両方を、ソーラーセルの銀取り付けパッドに対して整合させ、次に、単一の加熱及び加圧ステップにおいて、スタックを一緒に（すなわち、前面金属、ウエハ、及び後部金属を一緒に）取り付ける。加えられた熱は、誘導熱、放射熱、抵抗加熱、熱風、または他の熱源であり得る。熱は、上面等のソーラーセルの片側だけに、または同時に上面及び底面に加えることができる。機械的手段または空気圧的手段等によって、圧力を印加することができる。本システムは、一方の縁から別の縁まで光電池にわたって印加される制御された押圧アクションにおいて熱を均等に拡散するように構成されている。例えば、非平行プレート、差分ばね力、または密度が変動する発泡体ブロックによって、この不均一押圧アクションを達成することができる。これは、差動力（すなわち、反対端と比較して、光電池の一端で異なるような、ある量の印加された力）をもたらす。
【００１５】
また、本発明の実施形態は、さらに後面に取り付けるために十分な熱及び圧力を加えながら、壊れやすい後面銀パッドを保護するために、前面の取り付けに必要なより高い熱と、後面の取り付けに必要なより低い熱を分ける。これは、全て、１つの加熱、加圧、及び時間ステップで達成される。１つのステップで、金属の前面及び後面の取り付けを完了することによって、全ての材料の熱不整合を制御する。これは、ソーラーセルの製造中に発生する亀裂の原因をなくす。また、本発明の実施形態は、全てのステップを１つに組み合わせることによって、いくつかのステップによってセルを移動させる際の危険性をなくす。また、ある大きい熱プレス（前表面全体及び後表面に対するプレスを含む）の性質に起因して、点光源の亀裂の可能性は小さくなる。
【００１６】
図３は、いくつかの実施形態による、ソーラーセル接合装置１００の簡略化された側面図の概略図である。装置１００は、第１のプレート１１０と、第２のプレート１２０と、第１のプレート１１０に結合される熱源１３０とを含む。第１のプレート１１０及び第２のプレート１２０は、半田等の接合材料を溶かし、構成要素を一緒に取り付けるために、ソーラーセル構成要素への熱伝達を可能にする、熱伝導性材料から作成される。第１のプレート１１０及び第２のプレート１２０の熱伝導性材料は、例えば、銅、アルミニウム、金、黄銅、青銅、または石英であり得る。本実施形態にレバー１４０として示されるような作動機構は、矢印１５０によって示されるように、装置１００を開閉するために使用される。装置１００は開放位置で示され、その状態では、ソーラーセル構成要素が接合するために第１のプレート１１０と第２のプレート１２０との間に挿入され得る。接合された構成要素を装着した後、作動機構１４０は、第１のプレート１１０及び第２のプレート１２０を閉鎖位置に一緒に移動させるために使用され、第１のプレート１１０の接触表面１１１及び第２のプレート１２０の接触表面１２１は接触し、圧力をセル構成要素の反対面に印加する。いくつかの実施形態では、第１のプレート１１０は作動機構１４０によって移動する一方、第２のプレート１２０は静止したままである。いくつかの実施形態では、第１のプレート１１０及び第２のプレート１２０の両方は作動機構１４０または２つの分離している作動機構によって移動され得る。
【００１７】
図３の実施形態では、第１のプレート１１０及び第２のプレート１２０は、第１のプレート１１０の縁１１２において及び第２のプレート１２０の縁１２２において、ジョイント１６０によって一緒にヒンジで結合される。ジョイント１６０は、開放位置と閉鎖位置とにプレート１１０及び１２０を移動させるとき、第２のプレート１２０に対して非平行に第１のプレート１１０を整合させるヒンジ１６２を含む。例えば、作動機構が開放位置から閉鎖位置に接合装置を移動させるとき、第１のプレート１１０及び第２のプレート１２０は相互に非平行であり得、第１のプレートは、ソーラーセルの第１の端の近くで第２のプレートにより近くなる。他の実施形態では、ジョイント１６０は、相互に平行である第１のプレート１１０及び第２のプレート１２０を整合するために使用されることができる。ジョイント１６０は、また、第２のプレート１２０に対する第１のプレート１１０の垂直変位を可能にし得る垂直ロッド１６４を含む。いくつかの実施形態では、垂直ロッド１６４は、また、その縦軸を中心に回転運動を可能にし得、その回転運動は、装置１００からソーラーセル構成要素の装着及び取り外しを容易にし得る。例えば、図４は、第１のプレート１１０及び第２のプレート１２０が、開放位置で、横方向に回転し、相互に変位する実施形態における、接合装置１０２の平面図である。ソーラーセル構成要素２００は、ソーラーセル２００がプレート１１０とプレート１２０との間で押圧されるであろうとき、接合するための準備の際における、接合装置１０２の内部に示される。プレート１１０及びプレート１２０は、開放位置と閉鎖位置とに移動するために、垂直に上昇及び下降することができ、また、相互に非平行であるように、プレート１１０及び１２０の角度を調整する回転ジョイント（本実施形態では図示されない）を含み得る。
【００１８】
限定ではないが、リンク機構、ギヤ、リニアスライド、及び空気圧シリンダ等の他の種類の機構は、開放位置と閉鎖位置とに本開示の接合装置を移動させるために使用され得る。レバー１４０以外の作動機構は、例えば、電子制御器、押しボタン、及び滑車を含み得る。
【００１９】
図３に戻り、熱源１３０は、抵抗熱、赤外線、熱風、または誘導コイル等の任意の種類の熱源であり得る。２５〜５００度の範囲における作動温度の熱源等の熱源は、使用される半田の溶解温度に適応するように選ばれることができる。いくつかの実施形態では、熱源は、作動温度まで上昇するのに１秒未満の時間等の急速な上昇時間があり得る。熱源１３０が第１のプレート１１０上に搭載されるように示されているが、いくつかの実施形態では、熱源１３０は、熱源の種類に適切な任意の方法で接合装置１００に組み込まれ得る。例えば、抵抗加熱に関して、加熱要素は第１のプレート１１０の内部に埋め込まれ得、制御パネルは、例えば、示される接合装置１００に取り付けられている、または接合装置１００から分離して等、他の場所に位置する。さらなる実施形態では、第２の熱源１７０は第２のプレート１２０に結合され得、第２の熱源１７０は、熱源１３０と同じ、または異なる種類（例えば、抵抗、赤外線等）であり得る。図３の実施形態では、第２の熱源１７０は、第２のプレート１２０の内部に埋め込まれるように示される。
【００２０】
様々な実施形態では、本発明の接合装置は、セル及びセル設計の多くの構成を収容するように設計され得る。例えば、第１のプレート１１０及び第２のプレート１２０の表面エリアは、様々な数のリボンのために、さらに、複数のセルをすぐに接合するために、任意のサイズセルに合わせて設計されることができる。例えば、プレート１１０及び１２０は、本装置によって接合される、予想される最大のセルを覆う長さ及び幅を有し得し、それにより、より小型サイズのセルは、また、同じ装置によって収容されることができる。他の実施形態では、固定具は、半導体ウエハ上に銀指／パッドを伴う金属要素を整合することを補助するために含まれ得る。固定具は、プレート１１０及び１２０に一体化され得る、または取り外し可能な挿入部であり得る。
【００２１】
図５Ａ〜図５Ｂは、明確にするために、装置１００の第１のプレート１１０及び第２のプレート１２０だけを示す、動作中の接合装置１００の側面図である。ソーラーセル２００の構成要素は、接合するために装置１００に装填され、構成要素は、前面金属要素２１０、半導体ウエハ２２０、及び後面金属要素２３０を含む。いくつかの実施形態では、前面金属要素２１０は相互接続要素２１５を含み、相互接続要素２１５は、ウエハ２２０の表面上にわたって横たわる前面金属要素２１０の主要部よりも大きい厚さ（図５Ａにおける垂直高さ）を有し得る。他の実施形態では、相互接続要素２１５は不在であり得る。前面金属要素２１０及び後面金属要素２３０は、図１にあるような従来式リボンまたは図２にあるような格子型物品であり得る。金属要素２１０及び２３０は、それらの上に事前にコーティングされた半田を有し得る、または、接合装置１００に挿入される前に、半田は２次プロセスで適用され得る。
【００２２】
図５Ａでは、装置１００は開放位置で示され、第１のプレート１１０及び第２のプレート１２０は離れており、その状態では、ソーラーセル２００の構成要素が装置１００に装着され得る。接合プロセスを開始するために、第１のプレート１１０は、閉鎖位置に移動する前に、熱源１３０等から加熱される。第１のプレート１１０は、矢印１５１によって示されるように、ソーラーセル２００に向かって移動し、第１のプレート１１０からの熱は、前面金属要素２１０及び後面金属要素２３０の上で半田を溶かす。第１のプレート１１０は、角運動及び垂直変位を伴い得るように、第２のプレート１２０に向かって関節接合される。第１のプレート１１０及び第２のプレート１２０が傾斜して一緒に移動するため、プレート１１０及び１２０が閉鎖位置に移動するにつれて、縁１１２と１２２との間の距離は一緒に、プレートの反対縁１１３と１２３との間の距離よりも近くなっており、溶けた半田は縁１１２と縁１２２との間でより薄い間隔エリアから、縁１１３と縁１２３との間のより厚い間隔エリアまで流れ、等しいリフロー長さをもたらす。相互に対して第１のプレート１１０及び第２のプレート１２０の傾けられた構成は、ソーラーセル２００への力の印加をもたらし、ソーラーセル２００の第１の端２０２に印加される力は、接合装置１００が閉鎖位置に移動しているとき、ソーラーセル２００の第２の端２０３に印加された力と異なる。本実施形態では、力は、第２の端２０３よりも、ソーラーセル２００の第１の端２０２において高くなる。プレートが一緒に移動するときの第１のプレート１１０及び第２のプレート１２０の非平行整合は、また、相互接続要素２１５の増加した高さに適応し、再度、半田がソーラーセル表面にわたって流れるとき、半田が、金属のより厚いエリアから、より薄いエリアまで流れることを可能にする。
【００２３】
図５Ｂでは、装置１００は閉鎖位置にあり、プレート１１０及び１２０は相互に対面し、ソーラーセル２００の反対面と直接接触している。第１のプレート１１０の第１の接触表面１１１はソーラーセル２００の前表面に接触し、第２のプレート１２０の第２の接触表面１２１は後表面に接触する。閉鎖位置では、接合プロセスを実施するために、ソーラーセル２００に熱を加え続ける。熱は、熱源１３０から、第１のプレート１１０を通って、ソーラーセル２００まで、次に、第２のプレート１２０まで流れる。熱が発生している間、圧力は、第１のプレート１１０及び第２のプレート１２０からソーラーセル２００に印加され、安全な接合を促進し、熱膨張に起因する金属要素の上昇を防止する。
【００２４】
図６Ａ及び図６Ｂは、差動力が接合装置によって生じ得る、さらなる実施形態の簡略化された側面図である。明確にするために、熱源、ならびに第１のプレート１１０及び第２のプレート１２０を一緒に結合する作動機構は、図６Ａ及び図６Ｂに示されていない。図６Ａでは、接合装置１０４の第１のプレート１１０は付勢構成要素１８０の配列を含み、付勢構成要素１８０は、閉鎖位置にあるとき、ソーラーセル２００に接触するであろう表面エリアにわたって位置付けられる。説明を明確にするために、付勢構成要素１８０は、必ずしも、縮尺どおりに描かれていない。本実施形態の付勢構成要素１８０のそれぞれは、第１のプレート１１０に一端において結合される付勢要素１８１と、付勢要素１８１の反対端に結合されるキャップ１８２とを含む。付勢要素１８１は付勢力を提供し、例えば、圧縮ばね、または発泡体等の圧縮性材料であり得る。いくつかの実施形態で省略され得るキャップ１８２は、例えば、付勢要素１８１の端が平坦ではない場合、または付勢要素１８１の端がソーラーセルに接触するために十分な接触エリアを提供しない場合、ソーラーセル２００の接触表面を改善する。例えば、キャップ１８２は、平坦な端面を伴う円筒片であり得、端面の直径は付勢要素１８１の直径よりも大きい。図６Ａの付勢構成要素１８０は、例示的実施形態として、ばね留めピンとして示される。熱は第１のプレート１１０から付勢配列１８０を通ってソーラーセル２００まで移送し、その状態では、ソーラーセルに対面する付勢構成要素１８０の端は、第１のプレート１１０の接触表面１１１になる。付勢要素１８１及び／またはキャップ１８２に関して可能である材料は、限定ではないが、銅、セラミック、及び石英を含む。キャップ１８２の追加材料は、限定ではないが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、Ｖｅｓｐｅｌ（登録商標）、Ｔｏｒｌｏｎ（登録商標）、及びポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を含む。
【００２５】
付勢構成要素１８０は、配列にわたって変動する付勢力により構成されることによって、ソーラーセル２００にわたって、差動力を生じさせるように構成されている。ソーラーセル２００の表面にわたって印加される不均一な力は、非平行プレートに関して上記に説明したように、半田リフローを促進することを補助する。例えば、表面にわたって減少する力は、より高い力を有する端から、より低い力を伴う他端まで流れる際に半田を補助することができ、より均一の半田厚さをもたらす。図６Ａの実施形態では、矢印のサイズによって示されるように、ソーラーセル２００の第１の端２０２の近くにある第１の付勢要素の第１の付勢力１８３ａは、ソーラーセル２００の第２の端２０３の近くにある第２の付勢要素の第２の付勢力１８３ｃよりも大きい。中間付勢要素は、付勢力１８３ａと付勢力１８３ｃとの間の値を有する第３の付勢力１８３ｂを有する。いくつかの実施形態では、付勢力の差は、圧力、例えば、プレートの一端から他端までの０．０１５ｌｂｓ／ｉｎ２の差等、約０．０１０〜０．０２０ｌｂｓ／ｉｎ２の差で表され得る。いくつかの実施形態では、ばね留めピンは、相互に異なるばね力を有することに加えて、またはその代わりに、表面にわたる可変間隔を有し得る。例えば、１つの領域内のピンの間のより広い間隔は、別の領域内で一緒により近くで離間するピンよりも小さい力がソーラーセル上に印加されることをもたらすであろう。第２の付勢要素の第２の付勢力よりも高い第１の付勢力等の配列１８０にわたって変動する付勢力を有するこの構成は、閉鎖位置に移動するとき、プレート１１０及び１２０を相互に非平行にすることが必要ではなく、ソーラーセル２００にわたって変動する力をもたらす。したがって、変動する力は、非平行プレートと同様に、接合装置を閉鎖位置に移動させるときよりもむしろ、接合装置が閉鎖位置にあるとき、ソーラーセルに印加され得る。複数の付勢構成要素１８０を伴う実施形態では、第１のプレート１１０及び第２のプレート１２０は、平行に相互に向かって移動し得る、または、それらのプレートは相互に対して傾けられ得る。第１のプレート１１０に組み込まれるように、力成分が説明されているが、他の実施形態では、力成分は、第２のプレート１２０に、または、第１のプレート１１０及び第２のプレート１２０の両方に組み込まれることができることに留意されたい。
【００２６】
図６Ｂは、加熱プレート１１０がソーラーセル２００にわたって差動力を生じさせる圧縮可能ブロック１９０を含む、別の接合システム１０６の実施形態を示す。圧縮可能ブロック１９０は、例えば、セラミック、石英、ＰＴＦＥ、Ｖｅｓｐｅｌ、Ｔｏｒｌｏｎ、及びＰＥＥＫ等の発泡材料であり得る。発泡体は、ソーラーセルが加熱プレート１１０に付着することを防止することを助けるフッ素ポリマー等の非コーティングまたはシートで覆われ得る。圧縮可能ブロック１９０は、ソーラーセル２００の第１の端２０２と第２の端２０３との間に延在する方向に、長さ１９１にわたって密度勾配がある。密度勾配は、圧縮可能ブロック１９０に、ソーラーセルにわたって差動力を印加させる。図６Ａの付勢構成要素１８０の配列と同様に、圧縮可能ブロック１９０は、ソーラーセル２００の第１の端２０２の近くの力１９３ａと、ブロック１９０の中間領域内のより少ない力１９３ｂと、ソーラーセル２００の第２の端２０３の近くに最小の力１９３ｃとを有する。付勢力の差はブロック１９０にわたる密度勾配によって生じ、ブロック１９０は、力１９３ｃに対応する第２の密度よりも高い、力１９３ａに対応する第１の密度を有する。密度勾配は段階的または連続的に発生し得る。密度勾配は、例えば、０．０１５ｌｂｓ／ｉｎ２等の約０．０１０〜０．０２０ｌｂｓ／ｉｎ２の差の、プレートの一端と他の端との間に圧力差を生じさせ得る。
【００２７】
上記の実施形態のいずれも、プレート１１０及び１２０は、限定ではないが、機械的に、空気圧で、または油圧で動作することができるクランプ、密封フレーム構造、またはアクチュエータ等の様々な機構を使用する閉鎖位置で保持されることができる。
【００２８】
圧力をソーラーセルに印加することに加えて、第１のプレート１１０及び第２のプレート１２０の両方は、ソーラーセルの表面上にわたって均一な熱を加えるように設計される。おおよそ均一温度で動作することで、熱応力がソーラーセル２００の表面にわたって発生することを防止する。いくつかの実施形態では、第１のプレートは、第２のプレートの第２の均一温度と異なる第１の均一温度を有する。すなわち、閉鎖位置にあるとき、第１のプレート及び第２のプレートは、相互に異なる温度において動作するように構成され得る。本開示の様々な実施形態では、第２のプレートよりも高い温度で動作する第１のプレートが説明されているが、他の実施形態は、ソーラーセルの前面金属が第２の（底面）プレートに対面する接合アセンブリに置かれた等の場合、第２のプレートよりも低い温度で動作する第１のプレートを利用し得る。
【００２９】
いくつかの実施形態では、第２のプレート１２０は、第１のプレート１１０の温度よりも低い温度で動作するように構成されている。例えば、第１及び第２のプレートの両方は熱源を有し得、ヒータは、相互に異なる温度で動作し、プレートが接触するソーラーセルの側面で異なる半田温度を達成する。別の例では、第１のプレート１１０は熱源を有し得る一方、第２のプレート１２０は熱源を有さない。第２のプレート１２０がそれ自体の熱源を有しない係る実施形態では、第２のプレートは熱を放散するように構成され得、それにより、第２のプレート１２０は、加熱プロセス中に第１のプレート１１０（熱源１３０によって活発に加熱される）よりも低い温度で動作する。このように、後面金属要素２３０の半田の温度は、前側からの異なる半田の要求に適応するために制御され得る。高品質な銀は、一般的に、ソーラーセルの前側で使用される一方、低コストの銀の混合物は、一般的に、後側で使用される。本発明の接合装置は、ソーラーセルの前側及び後側に、熱を同時に加えることを可能にする（ただし、各側に適切に異なる温度で加える）。さらに、ソーラーセル内の熱応力が軽減されるため、２５０〜３５０度の温度等のより高い温度の半田を使用することができる。接合装置によって適応することができる広範囲の温度のために、例えば、様々な比率の鉛スズ、ポリマー、またはスズ等の様々な種類の半田を使用することができる。
【００３０】
図７は、均一であるが、第１のプレート１１０よりも低い作動温度を達成している、第２のプレート１２０の実施形態の分解組立図を示す。本実施形態の第２のプレート１２０は、一緒に積み重ねられた３つの層である基板１２４、メッシュ１２５、及び熱伝導性シート１２６を含む。熱伝導性シート１２６は、金属等の材料の固体シートのように、図７に示される。第２のプレート１２０は、ソーラーセルに向かって配向する熱伝導性シート１２６が設置される。シート１２６は、ソーラーセルの表面にわたって均一温度を達成する高熱伝導性を有する。メッシュ１２５は、さらに均一温度を維持する熱伝導性がある一方で、熱を放散する熱破壊を提供し、第１のプレート１１０と比較して、第２のプレート１２０の低い作動温度をもたらす。基板１２４は、シート１２６によって、ソーラーセルに提示される有効温度を制御及び維持する断熱材料である。一実施形態では、例えば、基板１２４はシリコーンゴムであり、メッシュ１２５は銅であり、シート１２６はチタンである。メッシュ１２５は、直線要素及び／または湾曲要素等を伴うスクリーン構成もしくは格子型構成、または任意の他の交差設計もしくは非交差設計であり得る。
【００３１】
図８は、気体流が加熱システムで利用され、ピンチローラシステムが作動機構で使用される、接合装置の別の実施形態の斜視図である。接合装置３００は、第１のプレート３１０、第２のプレート３２０、及び熱源３３０を含む。熱源３３０は、例えば、ランプアセンブリであり得る。他の実施形態では、前述の図３に示されるように、熱源３３０は、第１のプレート３１０及び／または第２のプレート３２０に組み込まれ得る。接合装置３００は、また、構造の両端において上面及び底面のピンチローラ３４２を有するフレーム構造として具体化される作動機構３４０を含む。第１のプレート３１０及び第２のプレート３２０は、その外側表面にピンチローラガイド３４４を有し、ガイド３４４はピンチローラ３４２が進み得る平行溝である。また、図８では、各々、第１のプレート３１０及び第２のプレート３２０のＯリング密閉部３１１及び３２１、排出管３５０、ならびに摺動密閉部３５２が示され、それらの全ては、下記により詳細に説明される。
【００３２】
図９は、ソーラーセル２００がプレート間の空間に装着されている、開放位置における第１のプレート３１０及び第２のプレート３２０を示す。プレート３１０及び３２０は、ばね留めジョイント３６０と一緒に結合される。ジョイント３６０は、クラムシェル式ジョイントとして、ここで具体化される。他の実施形態は、例えば、垂直空気圧リフト（関節が外れている）、またはマルチジョイントヒンジ（不均一に関節が外れている）を含む。
【００３３】
図１０Ａ〜図１０Ｃは、接合装置３００の作動機構３４０に装着される第１のプレート３１０の段階を示す。図１０Ａは、プレート３１０及び３２０の左の縁が作動機構３４０に最初に挿入され、開放位置に静止している、拡大斜視図である。矢印３０１によって示されるように、プレート３１０及び３２０が装置３００に挿入されるとき、ピンチローラ３４２ａのローラは、ローラガイド３４４を横断し、クラムシェル部を整合し、ばね力を加え、プレートアセンブリを閉鎖する。また、図１０Ａは、排出管３５０の中の通気スロット３５１を示し、これは、図１１Ａ〜図１１Ｄに関して後で説明される。図１０Ｂでは、プレートは、水平であり及びピンチローラ３４２ａによって閉鎖されているプレート３１０の右縁によって見られるように、完全に挿入されている。図１０Ｃは、アセンブリ全体の全部の斜視図を提供し、プレート３１０及び３２０は閉鎖位置にあり、（この図に図示されない、下側に対応するローラを伴う）ピンチローラ３４２ａ及び３４２ｂによって閉鎖されながら保持される。また、左のピンチローラアセンブリ３４２ｂは蓋（すなわち、第１のプレート３１０）を閉じるために力をかけ、さらなるクランプ力をアセンブリに加えることに留意されたい。
【００３４】
図１１Ａ〜図１１Ｂは、気体流が、熱源として及び半田プロセスを補助することの両方のために利用される実施形態では、第１のプレート３１０及び第２のプレート３２０の２つの図を示す。図１１Ａは、プレート３１０または３２０の角部のワイヤフレームの上面図を示し、図１１Ｂは、一緒に積み重ねられたプレート３１０及び３２０の斜視図を示す。図１１Ａに示されるように、本実施形態のプレート３１０及び３２０は、Ｏリング密閉部３１１／３２１で終端する内部流導管３７０を有する。流導管３７０は、円筒状で垂直に交差する管の通路として示されるが、他の形状及びレイアウトが可能である。導管３７０は、プレート３１０／３２０の内部表面（ソーラーセルに対面する表面）の上に、その長さに沿った孔３７５を含む。
【００３５】
空気等の気体は気体源から導入され、摺動密閉部３５２（図８）及びＯリング密閉部３１１／３２１を通って導管３７０に流れる。空気は、導管３７０から、ヒンジプレート３１０及び３２０の内部の貫通孔３７５を通って押される。したがって、気体源は、第１のプレート及び第２のプレートに流体的に結合され、流体導管３７０は、第１のプレートが閉鎖位置にあるとき、気体源からソーラーセルに気体を送達するように構成されている。本実施形態では、第１のプレート３１０及び第２のプレート３２０は、プレートの表面にわたって実質的に均一温度を達成するために、銅等の熱伝導性材料から作成される。空気はスリット３７６を通って離れるように流束蒸気を運び、排出管３５０（図１０Ｂ）の中の通気スロット３５１は、蒸気をアセンブリから排出する。導管３７０を通って流れる空気は熱源３３０によって加熱され、また、ソーラーセル上で半田ジョイントに熱を均等に加えることを補助するであろう。第２の（下側）プレート３２０の空気は、必要に応じて、下側プレート３２０の冷却において使用されることができ、第２のプレート３２０の温度は、例えば、導管３７０を通る気体流量によって制御されることができる。気体は全部の取り付けプロセス中にプレート３１０及び３２０を通って流れ、また、プロセスが完了した後に、接合装置１００を冷却するために使用されることができる。
【００３６】
図１２Ａ〜図１２Ｃ及び図１３Ａ〜図１３Ｃは、本明細書に開示される接合装置とともに使用され得る整合固定具の実施形態を示し、差し込み図は、拡大断面図である。図１２Ａは、ソーラーセル構成要素に合わせて成形される凹部エリアである整合ポケットを有する下側プレート３２０を示す。図１２Ａの差し込み図は、整合ポケット４１０及び４２０に対応する段エリアを示す。ポケット４２０は、ポケット４１０の周囲に形成される。図１２Ｂでは、後面金属要素４１２はポケット４１０に設置されており、図１２Ｃでは、後面金属要素４１２の上にわたって、半導体ウエハ４２２はポケット４２０に設置されている。したがって、ポケット４１０及び４２０は後面金属要素４１２をウエハ４２２と整合させ、これは、ソーラーセル構成要素の特定の半田エリアが適切に一緒に接合されることに重要である。
【００３７】
図１３Ａは、さらなる整合固定具を使用する、接合装置に設置されている前面金属要素を示す。図１３Ｂでは、ピン４３０は第２のプレート３２０に組み込まれ、ピン４３０は前面金属要素に関する整合特徴としての役割を果たす。前面金属要素は、相互接続要素２１５の中に開口が作られ、その開口にピン４３０が挿入される。ピン４３０は、第１のプレート３１０の中に対応する干渉ポケット４４０を有し、前面金属要素を接合装置内に固着することを補助する。
【００３８】
図１２Ａ〜図１２Ｃ及び図１３Ａ〜図１３Ｃの整合特徴は、接合装置のプレート内で機械加工され得る、または、別の構成要素として製造され、本装置の中で組み立てられ得る。いくつかの実施形態では、整合固定具は取り外し可能であり得、それにより、接合装置は、異なるソーラーセルサイズまたは配列に合わせて交換可能に構成され得る。
【００３９】
図１４は、本開示の接合装置を使用して、金属要素をソーラーセル上に接合するための流れ図５００の実施形態である。ステップ５１０では、接合装置が提供され、接合装置は第１及び第２のプレートを有する。第１及び第２のプレートは、ソーラーセル全体を覆うようにサイズ決定される。開放位置では、第１のプレート及び第２のプレートは離れており、閉鎖位置では、第１のプレート及び第２のプレートは、ソーラーセルの反対面に接触する。ステップ５２０では、ソーラーセル構成要素は接合装置内に装着される。ソーラーセル構成要素は、前面金属要素、半導体ウエハ、及び後面金属要素を含む。金属要素は、従来式リボンであり得る、または、半導体ウエハの表面全体上にわたって金属を提供する単一の金属品であり得る。金属品は、セル間相互接続要素を含み得る。
【００４０】
ステップ５３０では、熱源は熱を第１のプレートに加える。いくつかの実施形態では、第２のプレートは、また、それ自体の熱源を含み得る。第１のプレートが加熱された状態になるとき、第１のプレートから放射する熱は、金属要素上の半田を溶かすことを開始させる。次に、ステップ５４０において、接合装置は、第１のプレートを第２のプレートに向かって移動させること等によって、開放位置から閉鎖位置に移動する。閉鎖位置では、所望の時間周期にわたって、熱及び圧力を前面金属及び後部金属の両方に印加する単一のプロセスにおいて、ソーラーセル全体を一緒に接合する。第１のプレート及び第２のプレートは、制御された半田リフローに達するために、力をソーラーセルに印加するように構成され、ソーラーセルの第１の端における力の量は、接合装置が閉鎖位置にあるとき、または閉鎖位置に移動しているとき、ソーラーセルの第２の端における力と異なる。いくつかの実施形態では、力の量は、ソーラーセルの第１の端からソーラーセルの第２の端にかけて減少する。いくつかの実施形態では、第１のプレートは、第２のプレートに対して非平行である。プレートの非平行整合は、ソーラーセルにわたって、均一な半田フローを促進することを補助する。閉鎖位置では、プレートは平行であり、ソーラーセルに直接接触する。他の実施形態では、セルにわたって接合装置によって印加された力は、変動する付勢力を伴う複数の付勢要素によって、または密度勾配がある圧縮可能ブロックによって生じ得る。
【００４１】
閉鎖位置にあるとき、第１のプレート及び第２のプレートは、相互に異なる温度において動作するように構成されている。例えば、第２のプレートは、第１のプレートが閉鎖位置にあるとき、第２のプレートが第１のプレートよりも低い温度を有するように、熱を放散するように構成され得る。第１のプレート及び第２のプレートは、ソーラーセルに接触する表面上に均一温度を有するように構成されている。さらに、第１のプレート及び第２のプレートの温度は、金属要素に使用される特定の種類の半田に適応するように調整され得る。いくつかの実施形態では、第２のプレートは、基板と熱伝導性シートとの間に位置するメッシュ等の、熱を放散する複数の層の材料を利用し得る。いくつかの実施形態では、第１及び／または第２のプレートは、プレートの温度を制御する空気等の気体流を使用し得る。ステップ５５０では、接合半田セルは接合装置から取り外される。
【００４２】
開示される発明の実施形態への参照は詳細にされており、それらの１つ以上の例が添付図に示されている。各例は、本発明の技術に限定されないものとして、本発明の技術の説明により提供されている。実際に、本明細書は本発明の特定の実施形態に関して詳細に説明されているが、当業者は、前述の理解に達すると、これらの実施形態に対する改変、それらの変形例、及びそれらの同等物を容易に想像し得ることを認識するだろう。例えば、一実施形態の一部として示される、または説明される特徴は、またさらなる実施形態を生じさせるように、別の実施形態で使用され得る。したがって、本発明の主題は、添付の請求項及びその同等物の範囲内で、全ての係る修正及び変形例を対象とすることが意図される。本発明に対するこれらの且つ他の修正及び変形例は、添付の請求項に、より具体的に記載される本発明の範囲から逸脱することなく、当業者によって実践され得る。さらに、当業者は、前述の説明は単なる一例によるものであり、本発明を制限することが意図されないことを認識するであろう。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年12月23日(2019.12.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合装置であって、
熱源と、
前記熱源に結合される第１のプレートであって、熱伝導性があり、ソーラーセル全体を覆うように構成されている、前記第１のプレートと、
第２のプレートであって、熱伝導性があり、前記ソーラーセル全体を覆うように構成されている、前記第２のプレートと、
開放位置と閉鎖位置とに前記接合装置を移動させるように構成されている作動機構であって、前記開放位置では、前記第１のプレート及び前記第２のプレートは離れており、前記閉鎖位置では、前記第１のプレート及び前記第２のプレートは、前記ソーラーセルの反対面に接触する、前記作動機構と、を備え、
前記第２のプレートは、前記接合装置が前記閉鎖位置にあるとき、前記第２のプレートが第１のプレートよりも低い温度を有するように、熱を放散するように構成され、
前記第１のプレート及び前記第２のプレートは力を前記ソーラーセルに印加するように構成され、前記ソーラーセルの第１の端における前記力は、前記接合装置が前記閉鎖位置にあるとき、または前記閉鎖位置に移動しているとき、前記ソーラーセルの第２の端における前記力と異なる、前記接合装置。
【請求項２】
前記作動機構が前記接合装置を前記開放位置から前記閉鎖位置に移動させるとき、前記第１のプレート及び前記第２のプレートは相互に非平行である、請求項１に記載の接合装置。
【請求項３】
前記第１のプレートまたは前記第２のプレートの少なくとも１つは複数の付勢要素を備え、前記複数の付勢要素における第１の付勢要素は、前記複数の付勢要素における第２の付勢要素の第２の付勢力よりも高い第１の付勢力を有する、請求項１に記載の接合装置。
【請求項４】
前記第１のプレートまたは前記第２のプレートの少なくとも１つは、圧縮可能ブロックの長さにわたる密度勾配がある前記圧縮可能ブロックを備える、請求項１に記載の接合装置。
【請求項５】
前記力は、前記ソーラーセルの前記第１の端から前記第２の端にかけて減少する、請求項１に記載の接合装置。
【請求項６】
前記第１のプレートは第１の接触表面を有し、前記第２のプレートは第２の接触表面を有し、前記第１の接触表面及び前記第２の接触表面は、前記閉鎖位置では、前記ソーラーセルの前記反対面に接触し、
前記第１の接触表面は、前記第１の接触表面にわたって第１の均一温度において動作するように構成され、
前記第２の接触表面は、前記第２の接触表面にわたって第２の均一温度において動作するように構成される、請求項１に記載の接合装置。
【請求項７】
前記第２のプレートは、
基板と、
前記基板に結合されるメッシュと、
前記メッシュに結合される熱伝導性シートであって、前記熱伝導性シートは前記ソーラーセルに向かって配向する、前記熱伝導性シートと、
を備える、請求項１に記載の接合装置。
【請求項８】
前記第１のプレート及び前記第２のプレートに流体的に結合される気体源をさらに備え、
前記第１のプレート及び前記第２のプレートは、それぞれ、前記第１のプレートが前記閉鎖位置にあるとき、前記気体源から前記ソーラーセルに気体を送達するように構成されている流導管を備える、請求項１に記載の接合装置。
【請求項９】
接合装置であって、
熱源と、
前記熱源に結合される第１のプレートであって、熱伝導性があり、ソーラーセル全体を覆うように構成されている、前記第１のプレートと、
第２のプレートであって、熱伝導性があり、前記ソーラーセル全体を覆うように構成されている、前記第２のプレートと、
開放位置と閉鎖位置とに前記接合装置を移動させるように構成されている作動機構であって、前記開放位置では、前記第１のプレート及び前記第２のプレートは離れており、前記閉鎖位置では、前記第１のプレート及び前記第２のプレートは、前記ソーラーセルの反対面に接触する、前記作動機構と、を備え、
前記閉鎖位置にあるとき、前記第１のプレート及び前記第２のプレートは、相互に異なる温度において動作するように構成され、
前記第１のプレート及び前記第２のプレートは、力を前記ソーラーセルに印加するように構成され、前記ソーラーセルの第１の端における前記力は、前記接合装置が前記閉鎖位置にあるとき、または前記閉鎖位置に移動しているとき、前記ソーラーセルの第２の端における前記力と異なる、前記接合装置。
【請求項１０】
前記作動機構が前記接合装置を前記開放位置から前記閉鎖位置に移動させるとき、前記第１のプレート及び前記第２のプレートは相互に非平行である、請求項９に記載の接合装置。
【請求項１１】
前記第１のプレートまたは前記第２のプレートの少なくとも１つは、複数の付勢要素を備え、前記複数の付勢要素における第１の付勢要素は、前記複数の付勢要素における第２の付勢要素の第２の付勢力よりも高い第１の付勢力を有する、請求項９に記載の接合装置。
【請求項１２】
前記第１のプレートまたは前記第２のプレートの少なくとも１つは、圧縮可能ブロックの長さにわたる密度勾配がある前記圧縮可能ブロックを備える、請求項９に記載の接合装置。
【請求項１３】
前記力は、前記ソーラーセルの前記第１の端から前記第２の端にかけて減少する、請求項９に記載の接合装置。
【請求項１４】
前記第２のプレートに結合される第２の熱源をさらに備える、請求項９に記載の接合装置。
【請求項１５】
前記第１のプレートは第１の接触表面を有し、前記第２のプレートは第２の接触表面を有し、前記第１の接触表面及び前記第２の接触表面は、前記閉鎖位置では、前記ソーラーセルの前記反対面に接触し、
前記第１の接触表面は、前記第１の接触表面にわたって第１の均一温度において動作するように構成され、
前記第２の接触表面は、前記第２の接触表面にわたって第２の均一温度において動作するように構成される、請求項９に記載の接合装置。
【国際調査報告】
2020524411.tif 000026
2020524411.tif 000027