JP2013041889A - 太陽電池セル組立装置及び方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明ではバスバーの製造ライン上の延長線上にセルを載置する方法で効率的に太陽電池素子の結線方法を提案する。この方法であれば様々な大きさの太陽電池のモジュールを用途に応じて自動的に製造することができ、安価で品質の高い太陽電池の接線が可能となった。
【選択図】図1
Description
通常太陽光発電の場合一枚のセルのみでは出力が低い為、複数枚のセルを直列に結線し、電圧が増すようにする必要がある。
更にこのように複数結線した縦長のセル列を数列並列に結線して電流を増すようにした上でパーッケージされたものが太陽電池モジュール、もしくは太陽電池パネルといわれるものである。
このように結線する為には、割れやすいセル20と薄くて細いバスバー21を半田付けしなくてはならない為人手による細かい作業を必要とし、自動化することができなかった。
特にバスバー21は上面がプラス側電極として、また下面がマイナス側電極としてセル20に接続両面が半田付け可能なように半田付け用金属があらかじめ付着されている。このようなバスバー21はボビン90に巻き取られて提供されている。
また、最悪の場合バスバー21の変形によって半田後に熱影響との相乗効果でセルを割ってしまうことがあった。
図4に図示するように、セル20の表面部(マイナス側電極面)201と隣のセル20の裏面部(プラス側電極面)202とを順次バスバー21によって直列に結線することによって太陽電池モジュール205は大きな電圧を発生することができる。
そのためには図4の(a)の斜視図や(b)の側面図に図示されるようにバスバー21は段付き部213が形成され、マイナス電極211とプラス電極212がそれぞれセル21のマイナス側電極面201とプラス側電極面202に通電するように結線されなくてはならない構成になっている。
特許文献1に記載された従来例(特願2010-45923)について図9で説明する。
ボビン90に巻きつけられて提供される線材92は、ボビンローラ部901に配設され線材92(以下実施例においてもバスバー21の原材料を線材92と称す)を供給する。なお図示された従来例の太陽電池セル組立装置98は内蔵された制御部99によって制御される。
線材92はチャック93によって仮組み位置94に所定長さ分引き出される。該引き出された線材92は中間部213が段付け装置によって形成され、その後切断部913によって切断されて、所定長さになった状態で仮組み位置94に移送される。
次に所定距離ベルトコンベア918が駆動し、仮組み状態で組み立て中の太陽電池モジュール206を移動方向(X方向)に移動させ、仮組みした組立中の太陽電池モジュール206の仮組み箇所を半田付け部944直下に移動し、半田付けヒータ945を下降して組立中の太陽電池モジュール206の仮組み箇所を半田付けし、完成した太陽電池モジュール205を製造する構成になっている。
同様に仮組み位置94に図4の仮組み状態でおかれたバスバー21とセル20がベルトコンベア918によって半田付け部944に移送される際に、仮組みされたバスバー21とセル20が移送時に微動して正確な接合ができず不良品になってしまう可能性があった。
チャック93が半田付け部945まで切断した線材92を引っ張って行く構成にすると、バスバー21が位置ずれする事を防止することができるが、チャック93の移動距離が長くなり、駆動モータ酷使されるとともに、長い移動距離によって誤差が生じることになる。
前記バスバーの始端部を保持していた前記搬送チャックが始端部を開放した後に前記搬送チャック側の押さえピンで前記バスバーを押さえつける第二押さえ手段と、前記押さえピンで前記バスバーと前記セルを押さえつけた状態でエァ吹き出し口から熱風を吹き出すと共に前記載置部を過熱して前記セルと前記バスバーを半田付けする手段と、を備えることを特徴としたセル・バスバー半田付け装置及びプログラムを提供するものである。
さらに第二リボン搬送チャック52はバスバー21をチャッキングしてセル20に半田付け作業をするための掴み作業ができる。以上のように第一リボン搬送チャック51と第二リボン搬送チャック52が各々別々の作業ができるので、相乗効果によってタクトタイムを大幅に短くし生産効率を上昇させることができる。
線材92がY方向矯正部332の内部を通過することによってY方向の矯正が完了する。同様に線材93がZ方向矯正部333を通過することによってZ方向の線材92の矯正が完了する。
Y方向矯正部332とZ方向矯正部333には、それぞれ取り付けられているマイクロメータによって矯正ローラ(図示しない)の間隔を微調整できるようになっている。
第一リボン搬送チャック51に線材92の始端部を掴まれてX1方向に引き出されて、マイナス電極211の分の長さを引き出されたときに、第一リボン搬送チャック51は一旦停止し、段付き形成部31のシリンダ311が伸長しプレス型312が下降し、プレス型にプレスされる状態で引き出されている線材92が図4のバスバー21に図示されるような段付き部213を形成する。
このときに第一リボン搬送チャック51がマイナス電極分211とプラス電極分212と段付き部213の距離分X1方向に引き出された長さを単位電極長さという。このとき段付き部213は第一リボン搬送チャック51と線材矯正部33とによって一旦は引き伸ばされるが、スプリングバックしてもとの段付き部213に復元する。
把持時の構成はチャックアーム551,552が左右に移動してV字溝551を狭めるようにして線材92、及びバスバー21把持するとともに、V字溝551を若干広くするようにして線材92、及びバスバー21を案内するように構成している。
若しくはチャックアーム551,552が上昇してV字溝551の狭い部分を使って線材92、及びバスバー21を把持すると共に、チャックアーム551,552を下降させてV字溝551の幅を若干広くして線材92、及びバスバー21を案内するように構成しても良い。
第一リボン搬送チャック51はリボン切断部30の直下まで移動して線材92を掴んで引き出すように構成されている。
線材92の始端部を掴んだ(チャッキングした)第一リボン保持チャック53はX1方向に移動する。
以下第一リボン搬送チャック51と第二リボン搬送チャック52ならびに第一リボン保持チャック53、第二リボン保持チャック54、第三リボン保持チャック55について説明する。
チャック部510はチャック上爪511とチャック下爪512とで構成されておりチャック上爪511が、シリンダやモータなどの駆動源(図示しない)を用いて、下降する事によってバスバー始端部215を掴んで搬送することができる構成になっている。
保持アーム531と保持アーム532の先端部は両アームが合わさると凹状になるように構成されている。この凹状は保持アーム531と保持アーム532の先端が、L字状になっており、それが付き合わされることにより形成される。
このような構成は第二リボン保持チャック58に用いても良い。
次に段付き部213とプラス電極212の長さ分第一リボン保持チャック53がX1方向に移動して線材92を引き出して停止し、リボン切断部30によって切断する。
このように繰り返される縦回転状の繰り返し運動が第一搬送チャックの縦回転運動519である。
上記の様な状態から半田付け部25による半田付け作業が開始する。
半田付け部25によってバスバー21が押さえつけられ微動しなくなった後に、第二リボン搬送チャック52はバスバー21を開放してY1方向に水平移動する。
セル載置部23はヒータブロック231を内臓しており、セル20の下側に敷かれたバスバー31を半田付けする際に下側から加熱する構成になっている。
このとき半田付け部25からZ2方向(下向き)に第一押さえピン252は突出してバスバー21の押さえ込み作業を行うが、第二押さえピン253の下方突出量ではバスバー21に接触することがないとともに、第二リボン搬送チャック52と干渉することを防いでいる。
このとき、前工程で第一押さえピン252がバスバー21を押さえ込んでいるので、第二リボン搬送チャック52がバスバー21を開放してもバスバー21が微動することはない。
これによって半田付け部25から下方(Z2方向)に突出している押さえピン251は全てバスバー21を押さえ込み、バスバー21の微動を奉仕するものである。
同様にしてセル20のプラス側電極面202とバスバー21のプラス電極212はヒータブロック231によって下側からの過熱で半田付けされる。
図2の10では微小で図示できないがセル20をX1方向に移送するために、セル載置部23の中央部にあるムービン具アーム232がセル20を0.1〜数ミリの僅かな高さ持ち上げてX1方向に移送する。そしてセル載置部23のガイドレール233に半田が終了したばかりのセル20を載置する。
このときムービングアーム232で組み立てられたセル20をX1方向に順次移動する構成になっているが、ガイドレール233がセル20を0.1〜数ミリの僅かな高さ持ち上げてX1方向に移送するように構成しても良い。
セル20がX1方向に移動したあとのセル載置部23にはバスバー21のプラス電極212が当該セル20のマイナス側電極201に接続された状態で載置されている。
本発明は以上のような工程を利用した発明であり、そのような工程を使用した装置である。
本体(太陽電池セル組立装置)
2
制御部
20
セル
201
マイナス側電極面
202
プラス側電極面
205
太陽電池モジュール
206
組み立て中太陽電池モジュール
21
バスバー
211
マイナス電極
212
プラス電極
213
段付き部
215 バスバー始端部
216 バスバー終端部
23 セル載置部
231 ヒータブロック
232
ムービングアーム
233
ガイドレール
25
半田付け部
251
押さえピン
252
第一押さえピン
253
第二押さえピン
254
エァー吹き出し口
30
リボン切断部
301
シリンダ
302 切断型
31
段付き形成部
311
シリンダ
312
プレス型
33 線材矯正部
331
ローラ
332
Y方向矯正部
333
Z方向矯正部
334
フラックス塗布部
50 バスバー移動部
51
第一リボン搬送チャック
510
チャック部
511
チャック上爪
512
チャック下爪
515
モータ
516
ねじ軸
517
ねじ軸受け
518
シリンダ
519 縦回転運動
52
第二リボン搬送チャック
520 チャック部
521
チャック上爪
522
チャック下爪
525
モータ
526
ねじ軸
527 ねじ軸受け
528 シリンダ
529 横回転運動
529
モータ
53
第一リボン保持チャック
531 保持アーム
532
保持アーム
533
L字状先端部
534
線材案内凹部
54
第二リボン保持チャック
55
第二リボン保持チャック
551
V字溝
552
チャックアーム
553
チャックアーム
61
セル搬送部
62
半田済みセル移動部
90
ボビン
901 ボビンローラー部
91
線材矯正装置
911
水平ロール
912
垂直ロール
913
切断部
915 セル吸着ヘッド
916
セル台
918 ベルトコンベァ
92
線材
925
終端部
93 チャック
94 仮組み位置
944
半田付け部
945
半田付け部ヒータ
98
太陽電池組立装置
99
制御部
Claims (3)
- 加熱可能な載置部でセルとバスバーを半田付けする方法において、
前記載置部にセルを搬送するセル搬送工程と、
前記バスバーの始端部を搬送チャックで保持して前記セルの所定位置に搬送するバスバー搬送工程と、
前記バスバーの終端部を保持チャックで保持して前記搬送チャックと共に前記バスバーを前記セルの所定位置に保持するバスバー保持工程と、
前記バスバー保持工程で所定位置に保持された前記バスバーを前記保持チャック側の複数の押さえピンで前記セルに押さえつける第一押さえ工程と、
前記バスバーの始端部を保持していた前記搬送チャックが始端部を開放した後に前記搬送チャック側の押さえピンで前記バスバーを押さえつける第二押さえ工程と、
前記押さえピンで前記バスバーと前記セルを押さえつけた状態でエァ吹き出し口から熱風を吹き出すと共に前記載置部を過熱して前記セルと前記バスバーを半田付けする工程と、
を備えるセル・バスバー半田付け方法。
- 加熱可能な載置部でセルとバスバーを半田付けする半田付け装置において、
前記載置部にセルを搬送するセル搬送手段と、
前記バスバーの始端部を搬送チャックで保持して前記セルの所定位置に搬送するバスバー搬送手段と、
前記バスバーの終端部を保持チャックで保持して前記搬送チャックと共に前記バスバーを前記セルの所定位置に保持するバスバー保持手段と、
前記バスバー保持手段で所定位置に保持された前記バスバーを前記保持チャック側の複数の押さえピンで前記セルに押さえつける第一押さえ手段と、
前記バスバーの始端部を保持していた前記搬送チャックが始端部を開放した後に前記搬送チャック側の押さえピンで前記バスバーを押さえつける第二押さえ手段と、
前記押さえピンで前記バスバーと前記セルを押さえつけた状態でエァ吹き出し口から熱風を吹き出すと共に前記載置部を過熱して前記セルと前記バスバーを半田付けする手段と、
を備えることを特徴としたセル・バスバー半田付け装置。
- 加熱可能な載置部でセルとバスバーを半田付けさせるプログラムであって、
前記載置部にセルを搬送するセル搬送ステップと、
前記バスバーの始端部を搬送チャックで保持して前記セルの所定位置に搬送するバスバー搬送ステップと、
前記バスバーの終端部を保持チャックで保持して前記搬送チャックと共に前記バスバーを前記セルの所定位置に保持するバスバー保持ステップと、
前記バスバー保持ステップで所定位置に保持された前記バスバーを前記保持チャック側の複数の押さえピンで前記セルに押さえつける第一押さえステップと、
前記バスバーの始端部を保持していた前記搬送チャックが始端部を開放した後に前記搬送チャック側の押さえピンで前記バスバーを押さえつける第二押さえステップと、
前記押さえピンで前記バスバーと前記セルを押さえつけた状態でエァ吹き出し口から熱風を吹き出すと共に前記載置部を過熱して前記セルと前記バスバーを半田付けするステップと、
を実行させるセル・バスバー半田付けプログラム。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2011176313A JP2013041889A (ja) | 2011-08-11 | 2011-08-11 | 太陽電池セル組立装置及び方法及びプログラム |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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