JP5241113B2 - Solar cell module and method for manufacturing solar cell module - Google Patents
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Description
本発明は太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a solar cell module and a method for manufacturing a solar cell module.
太陽電池素子は、単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板を用いて作製することが多い。このため、太陽電池素子は物理的衝撃に弱く、また野外に太陽電池素子を取り付けた場合、雨などからこれを保護する必要がある。また、太陽電池素子の1枚では電気出力が小さいため、複数の太陽電池素子を直列又は並列に電気的に接続して用いる必要がある。 Solar cell elements are often manufactured using a single crystal silicon substrate or a polycrystalline silicon substrate. For this reason, a solar cell element is weak to a physical impact, and when a solar cell element is attached outdoors, it is necessary to protect this from rain. Further, since one solar cell element has a small electric output, it is necessary to use a plurality of solar cell elements that are electrically connected in series or in parallel.
よって複数の太陽電池素子を導線を用いて直列又は並列に接続し、この接続した太陽電池素子を透光性基板と裏面シートの間で充填材により封入して、太陽電池モジュールを作製することが通常行われている。 Therefore, a plurality of solar cell elements are connected in series or in parallel using a conductive wire, and the connected solar cell elements are sealed with a filler between the translucent substrate and the back sheet to produce a solar cell module. Usually done.
図7は太陽電池素子のバスバー電極上に導線を取り付けた状態を示した平面図である。図7において1は太陽電池素子、2は導線、3はバスバー電極、4はフィンガー電極、9は導線が太陽電池素子の一主面よりも外側に導出される側のバスバー電極端部を示す。 FIG. 7 is a plan view showing a state in which a conducting wire is attached on the bus bar electrode of the solar cell element. In FIG. 7, 1 is a solar cell element, 2 is a conducting wire, 3 is a bus bar electrode, 4 is a finger electrode, and 9 is a bus bar electrode end on the side where the conducting wire is led out from one main surface of the solar cell element.
導線2は、太陽電池素子同士を互いに電気的に接続するものであり、銅などの低抵抗の金属箔をリボン状に切断し、これを適当な長さに切断して用いている。
The conducting
太陽電池モジュールにおいては、通常図8に示すように導線2を太陽電池素子1の受光面と裏面のバスバー電極上に半田付けすることにより取り付け、この導線2の他端部をさらに隣接する太陽電池素子に取り付けることにより太陽電池素子同士を電気的に接続している。
In a solar cell module, as shown in FIG. 8, usually, the
図8は、この太陽電池素子1上のバスバー電極3に導線2を半田付けする従来の方法を示したものである。図8において7は熱風吹き出しノズル、8は押しつけピンを示す。
FIG. 8 shows a conventional method of soldering the
導線2の太陽電池素子1上のバスバー電極3への取り付けは、取り付ける太陽電池素子1のバスバー電極3の上へ導線2を持ってくる。その後押しつけピン8を下ろし、導線2をバスバー電極3に押しつける。それと同時にノズル7から、400から500℃程度の熱風を数秒にわたって、押しつけピン8で導線2をバスバー電極3に押しつけている部分に吹き付け、導線2の半田とバスバー電極3の半田を融かし両者を接合する。その後半田が固化したら、押しつけピン8を上げる。この様にして太陽電池素子1の受光面側と裏面側のバスバー電極にそれぞれ導線を半田付けする(特許文献1及び特許文献2参照)。
上述のような方法により太陽電池素子1のバスバー電極3に導線2を半田付けした場合、バスバー電極3の全域にわたり導線2が半田付けされる。
When the
ここで、太陽電池素子1と導線2は、半田付け時に温度が200℃程度までに上昇し、その後室温まで低下する。このとき太陽電池素子1(シリコン基板)と導線2との熱膨張率の違いにより、太陽電池素子1のシリコン基板には応力が発生し、この応力に起因して太陽電池素子にクラックが発生するおそれがあった。この様に太陽電池素子1にクラックが発生すると、太陽電池モジュールが所定の電気出力を発生することができず、太陽電池モジュールの製造工程における歩留りを低下させる原因となる可能性がある。
Here, the temperature of the
特に、最近の太陽電池モジュールでは、環境面への配慮から鉛を実質的に含まない半田を使用することが増えており、そのような場合には、その半田の物性から半田付け温度が高くなるため、太陽電池素子1に発生する応力が大きくなり、このようなクラックの発生頻度が大きくなるおそれがあった。
In particular, in recent solar cell modules, the use of solder substantially free of lead is increasing due to environmental considerations. In such a case, the soldering temperature increases due to the physical properties of the solder. For this reason, the stress generated in the
さらに最近の太陽電池モジュールでは、コストダウンのために太陽電池素子に使用するシリコン基板の厚みを薄くする傾向にあるため、さらにクラックが発生するおそれがあった。 Further, in recent solar cell modules, there is a possibility that cracks may be further generated because the thickness of the silicon substrate used for the solar cell element tends to be reduced for cost reduction.
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的は太陽電池モジュールの製造時や太陽電池モジュールを設置した後に、太陽電池素子に発生するクラックを抑制し信頼性の高い太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a highly reliable solar cell by suppressing cracks generated in the solar cell element during the production of the solar cell module or after the solar cell module is installed. A module and a method for manufacturing a solar cell module are provided.
上記目的を達成するために本発明に係る太陽電池モジュールは、太陽電池素子の一主面の少なくとも一部に形成された電極と、一端部が前記電極と対向配置される領域を有するとともに前記一端部の一部が前記対向領域で接合材を介して前記電極と電気的に接続され、他端側が前記対向領域の外側に導出される導線と、を備えた太陽電池モジュールであって、前記導線および前記電極は、前記対向領域の他端側エッジ部および一端側エッジ部に非接合部を有しており、該非接合領域を除く前記対向領域が接合されている。
In order to achieve the above object, a solar cell module according to the present invention includes an electrode formed on at least a part of one main surface of a solar cell element, a region in which one end portion is disposed to face the electrode, and the one end. A part of a portion is electrically connected to the electrode through a bonding material in the facing region, and the other end side is led out to the outside of the facing region, a solar cell module comprising: The electrode has a non-joining portion at the other end side edge portion and the one end side edge portion of the facing region, and the facing region excluding the non-joining region is joined.
また、前記導線は、略全面に接合材が被覆されていることが好ましい。特に、前記接合材は半田であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the conductive wire is covered with a bonding material on substantially the entire surface. In particular, the bonding material is preferably solder.
また、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、上記太陽電池モジュールの製造方法であって、太陽電池素子の一主面の少なくとも一部に形成された電極と、一端部が前記電極と対向配置される領域を有し、他端側が前記対向領域の外側に導出された導線と、の間に接合材を配する第1工程と、前記接合材を加熱溶融させるとともに、前記導線および前記電極であって前記対向領域の他端側エッジ部および一端側エッジ部に非接合部を形成する第2工程と、前記溶融した接合材を固化させる第3工程と、を順次経てなるものである。
Moreover, the manufacturing method of the solar cell module according to the present invention is a manufacturing method of the solar cell module, wherein an electrode formed on at least a part of one main surface of the solar cell element, and one end thereof is opposed to the electrode. A first step of disposing a bonding material between the conductive wire having a region to be arranged and having the other end side led out to the outside of the facing region; heating and melting the bonding material; and the conductive wire and the electrode Then, the second step of forming a non-joined portion at the other end side edge portion and the one end side edge portion of the facing region and the third step of solidifying the molten joining material are sequentially performed.
また、前記第2工程は、前記他端側エッジ部が前記接合材の融点未満になるように温度制御してなることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said 2nd process is temperature-controlled so that the said other end side edge part may become less than melting | fusing point of the said joining material.
また、前記第2工程は、気体を吹き付けることによって前記接合材を加熱溶融させることが好ましい。特に、前記気体は空気であることが好ましい。 In the second step, the bonding material is preferably heated and melted by blowing a gas. In particular, the gas is preferably air.
また、前記導線は、略全面に接合材が被覆されていることが好ましい。特に、前記接合材は半田であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the conductive wire is covered with a bonding material on substantially the entire surface. In particular, the bonding material is preferably solder.
上記太陽電池モジュールによれば、導線と、太陽電池素子との熱膨張係数の差異に起因
して、導線の対向領域の外側に導出される他端側において、導線と電極とのエッジ部に応力が加わった場合であっても、導線の他端側エッジ部および一端側エッジ部に非接合部を設けることにより、この非接合部で応力集中を緩和させることができる。それゆえ、太陽電池素子のクラックの発生を抑制した太陽電池モジュールを提供することができる。
According to the solar cell module, due to the difference in thermal expansion coefficient between the conductor and the solar cell element, stress is applied to the edge portion between the conductor and the electrode on the other end side that is led out of the opposing region of the conductor. Even in the case of adding a non-joining portion to the other end side edge portion and the one end side edge portion of the conducting wire, stress concentration can be relaxed at this non-joining portion. Therefore, it is possible to provide a solar cell module that suppresses the occurrence of cracks in the solar cell element.
また、前記導線および/又は前記電極は、前記対向領域の一端側エッジ部に非接合部を有していることが好ましく、これにより、上述したような応力集中を緩和する効果を高めて太陽電池素子のクラックの発生をより確実に抑制することができる。 Moreover, it is preferable that the said conducting wire and / or the said electrode have a non-joining part in the edge part of the one end side of the said opposing area | region, thereby improving the effect which relieve | moderates stress concentration as mentioned above, and a solar cell The occurrence of cracks in the element can be more reliably suppressed.
また、前記他端側エッジ部と前記対向領域の一端側エッジ部との間に非接合部を有していることが好ましく、これにより、上述したような応力集中を緩和する効果をさらに高めて太陽電池素子のクラックの発生をより確実に抑制することができる。 Moreover, it is preferable to have a non-joining part between the said other end side edge part and the one end side edge part of the said opposing area | region, and this raises the effect which relieves stress concentration as mentioned above further. The occurrence of cracks in the solar cell element can be more reliably suppressed.
また、前記導線は、略全面に接合材が被覆されていることが好ましく、太陽電池モジュールの製造時及び太陽電池モジュールを屋外等に設置した後においても、導線が酸化等によって劣化し高抵抗化することを抑制できるため、太陽電池モジュールの長期信頼性をさらに高めることができる。特に、前記接合材は半田であることが好ましく、導線と電極との間で導電性と接着強度を好適に保つことができる。 In addition, it is preferable that the conductive wire is substantially entirely covered with a bonding material. Even when the solar cell module is manufactured and after the solar cell module is installed outdoors, the conductive wire deteriorates due to oxidation or the like and has a high resistance. Therefore, long-term reliability of the solar cell module can be further improved. In particular, the bonding material is preferably solder, and the electrical conductivity and adhesive strength can be suitably maintained between the conductor and the electrode.
また本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、太陽電池素子の一主面の少なくとも一部に形成された電極と、一端部が前記電極と対向配置される領域を有し、他端側が前記対向領域の外側に導出された導線と、の間に接合材を配する第1工程と、前記接合材を加熱溶融させるとともに、前記導線および/又は前記電極であって前記対向領域の他端側エッジ部に非接合部を形成する第2工程と、前記溶融した接合材を固化させる第3工程と、を順次経てなるものである。 Further, the method for manufacturing a solar cell module according to the present invention includes an electrode formed on at least a part of one main surface of the solar cell element, a region in which one end is disposed to face the electrode, and the other end is the A first step of arranging a bonding material between the conductive wire led to the outside of the opposing region, and heating and melting the bonding material, and the conductive wire and / or the electrode at the other end side of the opposing region The second step of forming a non-bonded portion at the edge portion and the third step of solidifying the molten bonding material are sequentially performed.
このような構成とすることによって、太陽電池モジュールの製造時に対向領域の外側に導出された導線に熱が加わった場合であっても、導線の他端側エッジ部に非接合部を設けることにより、この非接合部で応力集中を緩和させることができる。それゆえ、太陽電池素子のクラックの発生を抑制した太陽電池モジュールの製造方法を提供することができる。 By adopting such a configuration, even when heat is applied to the conducting wire led to the outside of the facing region during the production of the solar cell module, a non-joining portion is provided at the other end side edge portion of the conducting wire. The stress concentration can be relaxed at this non-joined portion. Therefore, it is possible to provide a method for manufacturing a solar cell module in which the occurrence of cracks in the solar cell element is suppressed.
また、前記第2工程は、前記他端側エッジ部が前記接合材の融点未満になるように温度制御してなることが好ましく、より非接合部を形成しやすくなる。 Moreover, it is preferable that the said 2nd process is temperature-controlled so that the said other end side edge part may be less than melting | fusing point of the said joining material, and it becomes easier to form a non-joining part.
また、前記第2工程は、気体を吹き付けることによって前記接合材を加熱溶融させることが好ましく、非接触で接合材を溶融させることができるため、電極と導線との位置ずれを抑制できる。特に、前記気体が空気であれば、材料コストを抑制することができるため好ましい。 Further, in the second step, it is preferable to heat and melt the bonding material by blowing gas, and the bonding material can be melted in a non-contact manner, so that the positional deviation between the electrode and the conductor can be suppressed. In particular, it is preferable that the gas is air because material costs can be suppressed.
また、前記導線は、略全面に接合材が被覆されていることが好ましく、導線が酸化等によって劣化し高抵抗化することを抑制できるため、太陽電池モジュールの長期信頼性をさらに高めることができる。特に、前記接合材は半田であることが好ましく、導線と電極との間で導電性と接着強度を好適に保つことができる。 In addition, it is preferable that the conductive wire is covered with a bonding material on substantially the entire surface, and the long-term reliability of the solar cell module can be further improved because the conductive wire can be prevented from being deteriorated due to oxidation or the like and increasing its resistance. . In particular, the bonding material is preferably solder, and the electrical conductivity and adhesive strength can be suitably maintained between the conductor and the electrode.
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<太陽電池モジュール>
図1は本発明に係る太陽電池素子に導線を取り付けた状態を示した断面図である。図1において11は太陽電池素子、12は導線、13は受光面側バスバー電極、14は半田、15は半田によりバスバー電極と導線が半田付けされた部分、16は導線の太陽電池素子の一主面よりも外側に導出される側のエッジ部に設けられた導線およびバスバー電極の非接合部、19は裏面側(非受光面側)バスバー電極を示す。
<Solar cell module>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which a conducting wire is attached to a solar cell element according to the present invention. In FIG. 1, 11 is a solar cell element, 12 is a conducting wire, 13 is a light-receiving surface side bus bar electrode, 14 is solder, 15 is a portion where the bus bar electrode and the conducting wire are soldered by solder, and 16 is one main solar cell element of the conducting wire. A non-joint portion between the conductor and the bus bar electrode provided at the edge portion on the side led out from the surface, and 19 is a back side (non-light receiving side) bus bar electrode.
太陽電池素子11は、例えば単結晶シリコンや多結晶シリコンで作られており、その受光面側と裏面側には、バスバー電極13、19が形成されている。
The solar cell element 11 is made of, for example, single crystal silicon or polycrystalline silicon, and
導線12は、銅やアルミニウムのような低抵抗の太陽電池素子接続用配線材に、半田をその全表面に20μmから70μm程度の厚みでメッキやディピングにより半田コートしたものを適当な長さに切断して用いる。こうすることで、太陽電池モジュールとした後でも、導線が酸化等によって劣化し高抵抗化することを抑制できるため、太陽電池モジュールの長期信頼性をさらに高めることができる。なお、半田コートした導線12を切断したときには、その切断面には半田が被覆されていないが、後述するように熱風によって切断面にも溶融した半田が回りこんで半田被覆され易いので、太陽電池モジュールの導線12はその略全面が半田で被覆されることとなる。 Conductive wire 12 is cut to an appropriate length by soldering the entire surface of a wiring material for connecting a low-resistance solar cell element such as copper or aluminum with a thickness of about 20 μm to 70 μm by plating or dipping. And use. In this way, even after the solar cell module is formed, it is possible to suppress the deterioration of the conductive wire due to oxidation or the like and increase the resistance, so that the long-term reliability of the solar cell module can be further improved. When the solder-coated lead wire 12 is cut, the cut surface is not covered with solder, but as will be described later, the melted solder also wraps around the cut surface with hot air, so that the solar cell is covered. The almost entire surface of the conductor 12 of the module is covered with solder.
この導線12の幅は、半田付け時に導線12自身により太陽電池素子11の受光面に影を作らないように、太陽電池素子11のバスバー電極13の幅と同じかそれ以下にすることが好ましい。
The width of the conductor 12 is preferably equal to or less than the width of the
導線12の長さは太陽電池素子11の受光面側バスバー電極13のほぼ全てに対向して重なり、さらに所定の太陽電池素子間の間隔と隣り合う太陽電池素子の裏面のバスバー電極に重なるようにな長さを有することが好ましい。
The length of the conducting wire 12 is opposed to and overlaps almost all of the light receiving surface side
一般的な150mm角の多結晶シリコン太陽電池素子を使用する場合、導線12の幅は、1〜3mm程度、その長さは250〜300mm程度である。 When using a general 150 mm square polycrystalline silicon solar cell element, the width of the conducting wire 12 is about 1 to 3 mm and the length is about 250 to 300 mm.
これにおいて本発明に係る太陽電池素子11のバスバー電極13と導線12の接続の状態は、両者の対向領域における半田付け部分15の他に、該対向領域内で導線12および/又はバスバー電極13の他端側エッジ部に非接合部16を有していることを特徴とする。
In this case, the state of connection between the
太陽電池素子11と導線12との半田付け時には、導線12下の太陽電池素子11は導線12の熱収縮の影響を受けるが、導線12の半田付けされている部分と半田付けされていない部分を境にして収縮の影響がなくなる。そのため、導線12のこの境界部分の基板には大きい引張り応力が生じる。バスバー電極13端部についても同じことが起こると考えられる。しかし導線12とバスバー電極13端部を半田付けしない非接合部16を形成したことにより、バスバー電極13、19で応力を緩和することによって、シリコン基板に加わる応力の集中が抑制され、導線12を半田付けしたときの発生する太陽電池素子11のクラックを抑制し、太陽電池モジュール工程における歩留り向上を図ることができる。さらに、この太陽電池モジュールは、屋外等に設置され、日々の温度サイクルを受けた場合であっても、上述した非接合部を有しているため、導線12と太陽電池素子11との熱膨張係数の差異に起因した応力集中を緩和することができ、太陽電池モジュールの信頼性を高めることができる。
When the solar cell element 11 and the conductor 12 are soldered, the solar cell element 11 under the conductor 12 is affected by the thermal contraction of the conductor 12, but the soldered portion of the conductor 12 and the unsoldered portion of the conductor 12 are removed. The influence of shrinkage is eliminated at the border. Therefore, a large tensile stress is generated on the substrate at this boundary portion of the conductive wire 12. It is considered that the same thing occurs at the end of the
導線12および/又はバスバー電極13は、対向領域の一端側エッジ部にも非接合部16を有していることが好ましく、導線12の熱膨張や熱収縮により、シリコン基板に加わる応力集中を導線12の一端側エッジ部でも緩和することができる。
Conductive lines 12 and / or the
発明者らが繰り返し行ったテストの結果、この非接合部16の長さは、0.8mm以上でまたバスバー電極の長さの16%以下であることが望ましい。非接合部16の長さが0.8mm以上であれば応力集中を抑制する効果が向上しクラックが発生しにくくなり、またバスバー電極13の長さの16%以下であれば十分な接合部分を有するため、この部分の直列抵抗成分が大きくなることを抑制し太陽電池モジュールの出力低下を抑制できる。
As a result of repeated tests conducted by the inventors, the length of the
図2は、本発明に係る太陽電池素子11と導線12の半田付け方法を示すものである。図2において30は熱風吹き出しノズル、31は押しつけピン、32は熱遮蔽板を示す。 FIG. 2 shows a method of soldering the solar cell element 11 and the conducting wire 12 according to the present invention. In FIG. 2, 30 is a hot air blowing nozzle, 31 is a pressing pin, and 32 is a heat shielding plate.
熱風吹き出しノズル30は、直径2〜5mm程度のステンレス等の金属製のパイプが用いられ、その一端はバスバー電極13の方向に向けられ、他端は熱風発生器(不図示)に繋がっている。またこのパイプの途中には、電磁弁などが設けられ、シーケンサーなどからの信号により電磁弁を開閉することにより熱風の吹き出し時間とそのタイミングを制御する手段が設けられる。また熱風吹き出しノズル31の先端部付近には、熱電対などの温度センサーが設けられ、熱風の温度が温度コントローラーにより自動的に設定温度になるように制御されている。
The hot
押しつけピン30は、ステンレスなどの金属製シャフトの先端に円柱形状の押さえ部が取り付けられているものである。
The
半田付け部分15と非接合部16の境界部には熱遮蔽板32が設けられる。この熱遮蔽板32は厚さ1〜3mm程度のステンレスなどの金属で太陽電池素子の幅方向の全域を覆うように作製される。
A
さらに熱風吹き出しノズル30は、バスバー電極13の半田付け部分15の長さに対応して複数本設けられる。例えば150mm角の太陽電池素子では10〜15本程度設けられるが非接合部16に対応する部分には設けないようにする。
Further, a plurality of hot
これにおいてまず取り付ける太陽電池素子11のバスバー電極13の上へ導線12を持ってくる。その後押しつけピン31を下ろし、導線12をバスバー電極13に押しつける。それと同時にノズル30から、400から500℃程度の熱風を数秒にわたって、押しつけピン31で導線12をバスバー電極13に押しつけている部分に吹き付け、導線12の半田とバスバー電極13の半田を溶融し両者を半田付けする。
In this process, first, the lead wire 12 is brought onto the
その後半田が固化したら、押しつけピン16、17を上げる。この様にして太陽電池素子11の受光面側と裏面側のバスバー電極13にそれぞれ導線12を半田付けする。こうして、ノズル30からの熱風を制御することで、この熱風が当たるバスバー電極13の部位を制御することにより、非接合部16が精度良く形成される。
After that, when the solder is solidified, the
なお、非接合部16を精度良く形成するための他の方法として、予めバスバー電極13の所定部位(半田付けをする部分)にはフラックスを塗布する方法がある。このようにすれば、フラックスを塗布した箇所では半田濡れ性が良くなり、フラックスを塗布していない箇所部位では半田濡れ性が悪くなるため、所望の箇所に導線12とバスバー電極13との非接合部16を精度良く形成することができる。
As another method for forming the
図5は、このフラックスを塗布していない箇所部位を精度良く形成する形成する方法の一例を示すものである。図5において、50は太陽電池素子、51a、51bは回転リング、52a、52bはフラックス塗布材、53a、53bは回転リングに設けられた切欠部を示す。 FIG. 5 shows an example of a method for forming a portion where the flux is not applied with high accuracy. In FIG. 5, 50 is a solar cell element, 51a and 51b are rotating rings, 52a and 52b are flux coating materials, and 53a and 53b are notches provided in the rotating rings.
回転リング51a、51bは、その円周が太陽電池素子50のバスバー電極13の長さにほぼ対応するような直径を有し、その幅はバスバー電極13の幅と同じか、フラックスを塗布したときのフラックスの広がりを考慮してバスバー電極の幅より0.5〜1mmほど小さめの大きさとする。また回転リング51a、51bは、フッ素樹脂などで作成され、その表面はスポンジなどのフラックスを吸収可能なフラックス塗布材52a、52bが接着剤などで取り付けられている。また回転リング51a、51bは、それぞれ上下方向に対向して設けられ、モーターなどで同じ速度で逆方向に回転するようにする。
The rotation rings 51a and 51b have a diameter such that the circumference substantially corresponds to the length of the
さらに、回転リング51a、51bには、太陽電池素子50のバスバー電極13のフラックスを塗布しない箇所部位に対応する切欠部53a、53bが設けられており、フラックス塗布材52a、52bにフラックスを吸収させた状態で、太陽電池素子50を回転リング51a、51bの間を通すことにより、バスバー電極13にはフラックス塗布材52a、52bのフラックスが転写、塗布されるが切欠部53a、53bに対応するバスバー電極13にはフラックスは塗布されない。
Further, the rotary rings 51a and 51b are provided with notches 53a and 53b corresponding to portions where the flux of the
またフラックスを塗布していない箇所部位を精度良く形成する形成する他の方法としては、フラックス塗布面に合わせた直方体形状のアルミニウムなどのブロックにフラックス塗布材を接着剤などで取り付け、これによりフラックス塗布をスタンプ式方法で行なうことでも可能である。 In addition, as another method of forming the part where the flux is not applied with high accuracy, the flux applying material is attached to a block of aluminum or the like in a rectangular parallelepiped shape matching the flux applying surface, and the flux is thereby applied. It is also possible to carry out by a stamp type method.
さらに非接合部を精度良く形成するための他の方法として、太陽電池素子50のバスバー電極13の非接合部位に予め半田レジストを塗布することでも可能である。
Furthermore, as another method for forming the non-joined portion with high accuracy, a solder resist may be applied in advance to the non-joined portion of the
図6は太陽電池素子のバスバー電極と導線を半田付けにより接続する装置の他の一例を示した斜視図である。図中、61は太陽電池素子、62は太陽電池素子のバスバー電極、63は導線、64はヒーターブロック、65a〜65eは熱風吹き出し口、66はヒーター、67は送風管、68は押しつけピンを示す。 FIG. 6 is a perspective view showing another example of an apparatus for connecting a bus bar electrode of a solar cell element and a conductive wire by soldering. In the figure, 61 is a solar cell element, 62 is a bus bar electrode of the solar cell element, 63 is a conductor, 64 is a heater block, 65a to 65e are hot air outlets, 66 is a heater, 67 is a blower pipe, and 68 is a pressing pin. .
ヒーターブロック64は、その上部に複数のヒーター66及びそのそれぞれに対応した送風管67が取り付けられ、一側面側には複数の熱風吹き出し口65が設けられている。この送風管27には、コンプレッサーなどから圧縮空気や窒素ボンベから窒素ガスが送られ、この高圧の空気や窒素ガスはヒーター67で加熱され、熱風吹き出し口65から吹き出す構造になっている。さらに熱風吹き出し口65より吹き出す熱風の温度は、熱風吹き出し口65近傍に設けられた熱電対などの温度センサー(不図示)により測温され、熱風が所定の温度になるようにヒーター66の熱出力を制御している。また送風管に送られる高圧の空気や窒素ガスは、電磁弁やタイマー、シーケンサーなどでその吹き出し時間やタイミングを制御されている。
The
ヒーターブロック64は、熱風吹き出し口65より吹き出す熱風が太陽電池素子61の電極上に配置された導線63に当たるようにその位置と角度が調整されている。またヒーターブロック64の内部はいくつかのブロックに分かれており、熱風吹き出し口65は一つのブロックに対し複数(図6においては3つ)設けられている。
The position and angle of the
押し付けピン68は、駆動機構により上下に稼動し、特に下方向へはスプリングなどの圧力を利用して一定の圧力で押さえるようになっている。
The
<太陽電池モジュールの製造方法>
以下、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法について詳細に説明する。
<Method for manufacturing solar cell module>
Hereinafter, the manufacturing method of the solar cell module according to the present invention will be described in detail.
本発明に係る太陽電池モジュールは、太陽電池素子の一主面の少なくとも一部に形成された電極と、一端部が前記電極と対向配置され、他端側が前記対向領域の外側に導出された導線との間に接合材を配する第1工程と、前記接合材を加熱溶融させるとともに、前記導線および/又は前記電極であって前記対向領域の他端側エッジ部に非接合部を形成する第2工程と、前記溶融した接合材を固化させる第3工程と、を順次経てなるものである。なお、接合材として、導線と電極との間で導電性と接着強度を好適に保つ半田を用いた例を説明する。 The solar cell module according to the present invention includes an electrode formed on at least a part of one main surface of a solar cell element, a conductive wire in which one end is disposed to face the electrode and the other end is led out of the facing region. A first step of disposing a bonding material between the first and the second, and heating and melting the bonding material, and forming a non-bonded portion at the other end side edge portion of the opposing region of the conductive wire and / or the electrode. The process comprises two steps and a third step for solidifying the molten bonding material. An example will be described in which solder is used as the bonding material to suitably maintain electrical conductivity and adhesive strength between the conductor and the electrode.
まず第1工程としてバスバー電極62上に導線63を配置し、この導線63を押さえピン68で動かないように押さえる。半田を配するタイミングは、予め導線63に半田が被覆されていてもよいし、予めバスバー電極62に半田が被覆されていてもよい。また、予め導線63とバスバー電極62との両方に半田が被覆されていても構わない。特に、導線63の略全面に半田が被覆されているものを所定長さに切断したものを用いれば、生産性が向上するため好ましい。
First, as a first step, a conducting wire 63 is arranged on the
また、第2工程としてヒーター66に通電しヒーター66を昇温すると共に送風管67に高圧の空気か窒素ガスを送り、ヒーターブロック64の熱風吹き出し口65から熱風を出す。この熱風によりバスバー電極62と導線63の両者の半田を加熱溶融させ、半田付けする。このとき、導線63および/又はバスバー電極62であって対向領域の他端側エッジ部に非接合部を形成するために他端側エッジ部が接合材の融点未満になるように温度制御することが好ましい。
Further, as a second step, the
さらに、第3工程として、熱風の吹き出しを止め、接続部の半田が冷却、固化したら押さえピン68を上げる。このとき半田の固化を早めるために、半田付け箇所に室温または冷却した空気や窒素ガスを吹き付けるようにしても良い。
Furthermore, as a third step, hot air blowing is stopped, and when the solder in the connecting portion cools and solidifies, the
この様な太陽電池素子61のバスバー電極62と導線63を半田付けにより接続する装置がすでに既存の装置としてある場合には、熱風吹き出し口65a〜65eの内、その端部の熱風吹き出し口65aと65eの各々外側の熱風吹き出し口を耐熱性の接着剤や金属板を溶接することなどで塞ぐことにより、導線63に熱風の当たる箇所を制御することができ、導線63とバスバー電極62の非接合部16を所望の箇所に精度良く形成することができる。尚熱風吹き出し口65aと65eの熱風吹き出し口を塞ぐ個数は、半田付け状態を観ながら最適に決定すれば良い。
When such a device for connecting the
図3は本発明に係る太陽電池素子11の受光面側バスバー電極13と裏面側バスバー電極19に導線12、18を取り付けた状態を示す断面図である。図3において18は裏面側に取り付けられた導線、20は半田、21は半田により裏面側バスバー電極と導線が半田付けされた部分、22は導線の対向領域の外側に導出される他端側に設けられた非接合部を示す。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which the conducting
図3に示すように太陽電池素子11の裏面側バスバー電極19にも半田付け部分21と非接合部22を形成しても良い。また、他端側エッジ部と対向領域の一端側エッジ部との間に非接合部22を設けても良い。このようにすることで、上述したような応力集中を緩和する効果を高めて太陽電池素子のクラックの発生をより確実に抑制することができる。
As shown in FIG. 3, a soldered
図4は本発明に係る太陽電池モジュールの構造の一例を示す図である。図中、41は透光性基板、42は受光面側充填材、43は太陽電池素子、44は裏面側充填材、45は裏面シート、46は導線である。 FIG. 4 is a diagram showing an example of the structure of the solar cell module according to the present invention. In the figure, 41 is a translucent substrate, 42 is a light receiving surface side filler, 43 is a solar cell element, 44 is a back surface side filler, 45 is a back sheet, and 46 is a conductor.
以下、各部材について説明する。 Hereinafter, each member will be described.
透光性基板41としては、ガラスやポリカーボネート樹脂などからなる基板が用いられる。ガラス板ついては、白板ガラス、強化ガラス、倍強化ガラス、熱線反射ガラスなどが用いられるが、一般的には厚さ3mm〜5mm程度の白板強化ガラスが使用される。他方、ポリカーボネート樹脂などの合成樹脂からなる基板を用いた場合には、厚みが5mm程度のものが多く使用される。 As the translucent substrate 41, a substrate made of glass or polycarbonate resin is used. As for the glass plate, white plate glass, tempered glass, double tempered glass, heat ray reflective glass and the like are used, but generally white plate tempered glass having a thickness of about 3 mm to 5 mm is used. On the other hand, when a substrate made of a synthetic resin such as polycarbonate resin is used, a substrate having a thickness of about 5 mm is often used.
受光面側充填材42及び裏面側充填材44は、エチレン−酢酸ビニル共重合体(以下、EVAと略す)やポリビニルブチラール(PVB)から成り、Tダイと押し出し機により厚さ0.4〜1mm程度のシート状に成形されたものが用いられる。これらはラミネート装置により減圧下にて加熱加圧を行うことで、軟化、融着させて他の部材と一体化する。
The light-receiving
EVAやPVBは、酸化チタンや顔料等を含有させ白色等に着色させることがあるが、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法における受光面側充填材42においては、着色させると太陽電池素子43に入射する光量が減少し、発電効率が低下するため透明とする。
EVA or PVB may contain titanium oxide, pigment, or the like and be colored white, etc., but in the light-receiving
また、裏面側充填材44に用いるEVAやPVBは透明でも構わないし、太陽電池モジュールの設置される周囲の設置環境に合わせ酸化チタンや顔料等を含有させ白色等に着色させても構わない。
Moreover, EVA or PVB used for the back
裏面シート45は水分を透過しないようにアルミ箔を挟持した耐候性を有するフッ素系樹脂シートやアルミナまたはシリカを蒸着したポリエチレンテレフタレ−ト(PET)シートなどが用いられる。 As the back sheet 45, a weather-resistant fluorine-based resin sheet sandwiching an aluminum foil so as not to transmit moisture, a polyethylene terephthalate (PET) sheet deposited with alumina or silica, or the like is used.
なお、太陽電池モジュールを作製するにあたっては、透光性基板41上に受光面側充填材42を置き、さらにその上に導線46等で接続した太陽電池素子43を置く。さらにその上に裏面側充填材44、裏面シート45を順次積層する。このような状態にして、ラミネーターにセットし、減圧下にて加圧しながら100〜200℃で例えば15分〜1時間加熱することにより、これらが一体化する。
In manufacturing the solar cell module, the light-receiving
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正及び変更を加えることができる。例えば非接合部16、22の形成方法は、この部分に半田レジストを塗布することでも形成することが可能であり、また非接合部は表面のみや裏面のみといった片側のみに形成しても良い。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Many corrections and changes can be added within the scope of the present invention. For example, the
また半田付けに使用する半田は、錫−鉛の共晶半田等の他、実質的に鉛を使用しない鉛フリー半田でも実施可能である。 The solder used for the soldering can be a lead-free solder that does not substantially use lead in addition to a tin-lead eutectic solder or the like.
1、11、43、50、61;太陽電池素子
2、12、12a、12b、63;導線
3、62;バスバー電極
4;フィンガー電極
7、30;熱風吹き出しノズル
8、31;押しつけピン
9;導線の対向領域の外側に導出される他端側
13;受光面側バスバー電極
14;半田
15;半田によりバスバー電極と導線が半田付けされた部分
16;非接合部
19;裏面側バスバー電極
32;熱遮蔽板
41;透光性基板
42;受光面側充填材
44;裏面側充填材
45;裏面シート
51a、51b;回転リング
52a、52b;フラックス塗布材
53a、53b;切欠部
64;ヒーターブロック
65a〜65e;熱風吹き出し口
66;ヒーター
67;送風管
68;押しつけピン
1, 11, 43, 50, 61;
Claims (9)
一端部が前記電極と対向配置される領域を有するとともに前記一端部の一部が前記対向領域で接合材を介して前記電極と電気的に接続され、他端側が前記対向領域の外側に導出される導線と、
を備えた太陽電池モジュールであって、
前記導線および前記電極は、前記対向領域の他端側エッジ部および一端側エッジ部に非接合部を有しており、該非接合領域を除く前記対向領域が接合されていることを特徴とする太陽電池モジュール。 An electrode formed on at least a part of one main surface of the solar cell element;
One end portion has a region arranged to face the electrode, and a part of the one end portion is electrically connected to the electrode through a bonding material in the facing region, and the other end side is led out to the outside of the facing region. A conducting wire
A solar cell module comprising:
The conducting wire and the electrode have a non-joining portion at the other end side edge portion and the one end side edge portion of the facing region, and the facing region excluding the non-joining region is joined. Battery module.
太陽電池素子の一主面の少なくとも一部に形成された電極と、一端部が前記電極と対向配置される領域を有し、他端側が前記対向領域の外側に導出された導線と、の間に接合材を配する第1工程と、
前記接合材を加熱溶融させるとともに、前記導線および前記電極であって前記対向領域の他端側エッジ部および一端側エッジ部に非接合部を形成する第2工程と、
前記溶融した接合材を固化させる第3工程と、
を順次経てなる太陽電池モジュールの製造方法。 It is a manufacturing method of the solar cell module according to claim 1 to claim 3 ,
Between an electrode formed on at least a part of one main surface of the solar cell element and a conductive wire having a region where one end is disposed to face the electrode and the other end is led out of the facing region A first step of arranging a bonding material on
A second step of heating and melting the bonding material, and forming a non-bonded portion at the other end side edge portion and the one end side edge portion of the opposing region in the conductive wire and the electrode;
A third step of solidifying the molten bonding material;
The manufacturing method of the solar cell module which goes through sequentially.
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