JP5420115B1 - Solar cell interconnector, method for manufacturing solar cell interconnector, and solar cell module - Google Patents
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Abstract
この太陽電池用インターコネクタ(1)は、主導体である金属箔(4)と、当該金属箔の表裏面(4a、4b)を覆う半田層(5)とを備え、金属箔の長手方向端部(4c)の少なくとも一方に、表裏面各々から連続するテーパ面(4d、4e)が形成され、長手方向端部が先端の頂部(4f)に向かい先細った形状の太陽電池用インターコネクタである。また、この太陽電池用インターコネクタが容易に製造される太陽電池用インターコネクタの製造方法、及び、この太陽電池用インターコネクタを用いた信頼性の高い太陽電池モジュールを提供する。 This solar cell interconnector (1) includes a metal foil (4) as a main conductor, and a solder layer (5) covering the front and back surfaces (4a, 4b) of the metal foil, and ends in the longitudinal direction of the metal foil. A solar cell interconnector having a tapered surface (4d, 4e) continuous from the front and back surfaces formed on at least one of the portions (4c) and having a longitudinal end tapered toward the top (4f) of the tip. is there. Moreover, the manufacturing method of the solar cell interconnector by which this solar cell interconnector is easily manufactured, and a highly reliable solar cell module using this solar cell interconnector are provided.
Description
本発明は、複数の太陽電池セル間を接続する太陽電池用インターコネクタ、その太陽電池用インターコネクタの製造方法、及び、その太陽電池用インターコネクタにより複数の太陽電池セル間が接続された太陽電池モジュールに関する。 The present invention relates to a solar battery interconnector for connecting a plurality of solar battery cells, a method for manufacturing the solar battery interconnector, and a solar battery in which a plurality of solar battery cells are connected by the solar battery interconnector. Regarding modules.
地球温暖化による環境意識の高まりから、太陽光をエネルギーとする太陽電池は、クリーンな発電装置として広く普及するようになった。太陽電池には、化合物半導体や有機材料が用いられたものがあるが、現在は、シリコン結晶を用いたものが主流になっている。シリコン結晶を用いた太陽電池は、太陽電池モジュールにより構成され、シリコン結晶を基板とする複数の太陽電池セルが電気的に接続されている。 Due to the increase in environmental awareness due to global warming, solar cells that use sunlight as energy have become widely used as clean power generators. Some solar cells use compound semiconductors or organic materials, but at present, those using silicon crystals are the mainstream. A solar cell using a silicon crystal is constituted by a solar cell module, and a plurality of solar cells using the silicon crystal as a substrate are electrically connected.
図24及び図25は、シリコン結晶を基板とする太陽電池セル903の、一般的な構造を示したものである。なお、図24及び図25では、太陽電池セル903の表裏面にある電極の一部が省略されている。板状の太陽電池セル903は、p型シリコン基板903aの受光面の反対側の面(Z1側の面)上、及び、受光面となる面(Z2側の面)上に、それぞれ、電極903b及び903cが形成されている。また、p型シリコン基板903aの受光面となる面に、n型の拡散層903dと反射防止膜903eとが形成され、p型シリコン基板903aの受光面となる面と反対側の面に、裏面電解領域903fとアルミニウム電極903gとが形成されている。
24 and 25 show a general structure of a
図26は、複数の太陽電池セル903が接続された、太陽電池モジュール902の断面構造を示したものである。なお、図26では、太陽電池モジュール902に含まれる太陽電池セル903の一部が省略されている。太陽電池モジュール902では、複数の太陽電池セル903が受光面を同じ方向にして並べられ、太陽電池セル903の受光面と反対側の面の銀電極903bと、隣り合う太陽電池セル903の受光面の銀電極903cに、太陽電池用インターコネクタ(以下、単にインターコネクタとする)901が半田接合され、太陽電池セル903同士が電気的に直列接続されている。インターコネクタ901には、例えば、鉛系半田が被覆された銅箔帯が用いられ、銅箔帯の厚さは50μm〜200μm程度、半田の厚さは20μm〜70μm程度にされている。
FIG. 26 shows a cross-sectional structure of a
複数の太陽電池セル903は、インターコネクタ901により接続され、透光性パネル902aと裏面保護材902bとに挟まれ、エチレンビニルアセテート共重合体(EVA)等を主成分とする充填材902cに気密封入される。そして、太陽電池モジュール902に発生した起電力は、太陽電池セル903の銀電極に接合された配線902dを介し、端子902eから太陽電池モジュール902の外部に出力される。
The plurality of
インターコネクタ901には、リール(不図示)に巻かれた帯状金属箔(不図示)が定尺に分離されて用いられている。そして、帯状金属箔の分離には、特許文献1〜3に記載されているような、せん断による方法が広く用いられている。
For the
特許文献1には、表面が導電性材料により形成された細線状の配線材料を配置する工程が記載されている。そして、ステージ上の基板に端部クランプで固定された配線材料が、カッタ(せん断部材)の上昇移動によりせん断(分離)される工程が記載されている。
また、特許文献2には、半田テープを分離する装置を収容した半田供給装置が記載されている。そして、カッターベース上にダイで固定された半田テープが、ポンチ(せん断部材)の上昇移動によりせん断(分離)される工程が記載されている。
また、特許文献3には、帯状半田を分離する装置が記載されている。そして、帯状半田を上歯と下歯と(せん断部材)によってせん断(分離)する帯状半田の切断装置が記載されている。
しかし、特許文献1〜3の装置又は方法により、インターコネクタ901を形成すると、せん断部材により端部が変形され、表面とせん断面との境界が鋭角になることがある。そして、図27に示すインターコネクタ901の断面写真のように、端部901cにバリ(尖端)901gが形成されることがある。
However, when the
バリ901gの形成は、分離条件の最適化により抑制されるが、刃の摩耗等により分離条件が最適値からずれると、再びバリ901gは形成されるようになる。バリ901gは、太陽電池セルとの接合の際、銀電極903b(903c)表面を傷つけやすく、インターコネクタ901と銀電極903b(903c)との面接触が阻害され、接合不良になる可能性がある。
The formation of the
上記課題の解決方法としては、例えば、特許文献4に記載されているインターコネクタの接合方法がある。
As a method for solving the above problem, for example, there is an interconnector joining method described in
特許文献4には、インターコネクタと銀電極との接合の際、バリを銀電極からはみ出して配置する方法が記載されている。この方法によれば、インターコネクタの長手方向端部にバリがあっても、そのバリは銀電極に触れないので、銀電極表面は傷つきにくく、インターコネクタと銀電極とは、バリに阻害されずに面接触し、良好な接合が形成される。
しかしながら、特許文献4の接合方法は、長手方向端部が銀電極からはみ出す程度にインターコネクタを長くする必要がある。インターコネクタを長くすると、太陽電池セルに作用する熱応力が大きくなり、応力に応じたモジュールの設計をしなければならない。
However, in the joining method of
そこで本発明は、上記課題を解決するために、複数の太陽電池セル間を接続する際、長手方向端部が太陽電池セルの表面を傷つけにくく、信頼性の高い太陽電池モジュールを提供するインターコネクタ、及び、本発明のインターコネクタが容易に製造されるインターコネクタの製造方法、及び、本発明のインターコネクタを用いた信頼性の高い太陽電池モジュールを提供することを目的としている。 Therefore, in order to solve the above-described problem, the present invention provides an interconnector that provides a highly reliable solar cell module in which the end portions in the longitudinal direction hardly damage the surface of the solar cell when connecting a plurality of solar cells. An object of the present invention is to provide an interconnector manufacturing method in which the interconnector of the present invention is easily manufactured, and a highly reliable solar cell module using the interconnector of the present invention.
本発明のインターコネクタは、複数の太陽電池セル間を接続する太陽電池用インターコネクタであって、主導体である金属箔と、金属箔の表裏面を覆う半田層とを備え、金属箔の長手方向端部の少なくとも一方に、表裏面各々から連続するテーパ面が形成され、長手方向端部が、表裏面から金属箔の厚さ方向の中央側に向かって厚みが小さくなるように、先端の頂部に向かい先細った形状を有する。 The interconnector of the present invention is an interconnector for solar cells that connects a plurality of solar cells, and includes a metal foil that is a main conductor and a solder layer that covers the front and back surfaces of the metal foil, Tapered surfaces that are continuous from the front and back surfaces are formed on at least one of the end portions in the direction, and the end portions in the longitudinal direction decrease from the front and back surfaces toward the center side in the thickness direction of the metal foil . It has a tapered shape toward the top.
ここで言う、「長手方向端部」とは、インターコネクタの長手方向先端だけを意味するものでなく、長手方向先端周辺の領域を含んだ部分を意味するものである。また、「テーパ面」とは、平坦な表裏面から長手方向端部の先端に向かい、当該表裏面を含む面から離間してゆくような「傾斜面」を意味するものであり、側方から見て直線的に傾斜する傾斜面だけでなく、曲線的に傾斜する傾斜面も含む広い概念である。 Here, the “longitudinal end” means not only the longitudinal end of the interconnector but also a portion including a region around the longitudinal end. In addition, the “tapered surface” means an “inclined surface” that goes from the flat front and back surfaces to the front end of the longitudinal direction and separates from the surface including the front and back surfaces. This is a broad concept that includes not only a slanting surface that is linearly inclined when viewed but also a slanting surface that is curvedly inclined.
上記のように、本発明のインターコネクタには、金属箔の長手方向端部の少なくとも一方に、表裏面各々から連続するテーパ面が形成されているので、表裏面と表裏面から連続するテーパ面とが、鈍角をなして連続する2面として形成される。 As described above, the interconnector of the present invention has a tapered surface that is continuous from the front and back surfaces on at least one of the longitudinal ends of the metal foil. Are formed as two continuous surfaces having an obtuse angle.
ここで言う、「鈍角をなして」とは、側方から見て直線的に傾斜する傾斜面では、表裏面とテーパ面とのなす角が鈍角であることを意味するものである。また、側方から見て曲線的に傾斜するような傾斜面では、表裏面とテーパ面との境界において、テーパ面の「接面」と表裏面とのなす角度が鈍角であることを意味するものである。 As used herein, “with an obtuse angle” means that on an inclined surface that is linearly inclined when viewed from the side, the angle formed between the front and back surfaces and the tapered surface is an obtuse angle. In addition, in an inclined surface that is curved when viewed from the side, it means that the angle formed between the “contact surface” of the tapered surface and the front and back surfaces is an obtuse angle at the boundary between the front and back surfaces and the tapered surface. Is.
図27のバリのように、表裏面に連続する鋭角形状が形成されると、接合の際、その尖った形状が銀電極(以下、単に電極とする)表面と干渉し、太陽電池セル表面を傷つけやすくなる。しかし、本発明のインターコネクタは、表裏面から連続するテーパ面が形成され、表裏面とそのテーパ面とが鈍角をなしているので、表裏面とテーパ面との境界が電極表面に干渉しにくく、長手方向端部が太陽電池セル表面を傷つけにくくなっている。 When a continuous acute angle shape is formed on the front and back surfaces as in the burr of FIG. 27, the sharp shape interferes with the surface of the silver electrode (hereinafter simply referred to as an electrode) during bonding, and the surface of the solar battery cell is It becomes easy to hurt. However, the interconnector of the present invention has a tapered surface continuous from the front and back surfaces, and the front and back surfaces and the tapered surface have an obtuse angle, so the boundary between the front and back surfaces and the tapered surface is unlikely to interfere with the electrode surface. The longitudinal ends are less likely to damage the solar cell surface.
さらに、上記のテーパ面は、平坦な表裏面から長手方向端部の先端に向かい、その表裏面を含む面から離間してゆくような「傾斜面」に形成されているので、図27のバリのように、長手方向先端が表裏面からはみ出すことはない。従って、本発明のインターコネクタは、太陽電池セルとの接合の際、長手方向端部を電極上に配置しても、表裏面のいずれかが電極と確実に面接触し、良好な接合が形成される。 Furthermore, the tapered surface is formed as an “inclined surface” that extends from the flat front and back surfaces to the front end of the longitudinal direction and is separated from the surface including the front and back surfaces. Thus, the longitudinal tip does not protrude from the front and back surfaces. Therefore, when the interconnector of the present invention is bonded to the solar battery cell, even if the longitudinal end portion is arranged on the electrode, either the front or back surface is reliably in surface contact with the electrode, and a good bond is formed. Is done.
また、本発明のインターコネクタは、上記のテーパ面が、インターコネクタの表裏面各々に形成されているので、表裏面のいずれの面が接合に用いられても、長手方向端部が電極表面を傷つけにくく、電極と確実に面接触し、良好な接合が形成されるようになっている。 In the interconnector of the present invention, since the tapered surface is formed on each of the front and back surfaces of the interconnector, the longitudinal end portion is the electrode surface regardless of which surface of the front and back surfaces is used for bonding. It is hard to be damaged, is in surface contact with the electrode reliably, and a good bond is formed.
また、本発明のインターコネクタは、上記の長手方向端部形状を両端に形成することで、図26のように、太陽電池セルの表面と、隣接する太陽電池セルの裏面とを接合する際、表裏面のいずれの面も接合に用いても良くなる。このようなインターコネクタは、太陽電池セルとの接合の際、表裏面を区別する必要が無いので、接合の作業が容易になる。 Moreover, when the interconnector of the present invention joins the surface of the solar battery cell and the back surface of the adjacent solar battery cell as shown in FIG. Any of the front and back surfaces may be used for bonding. Since such an interconnector does not need to distinguish between the front and back surfaces when joining to the solar battery cell, the joining work is facilitated.
また、本発明のインターコネクタは、テーパ面が、表裏面各々から連続するR面を含むようにするのが好ましい。このようなテーパ面にすることで、表裏面からテーパ面にかけて連続した曲面が形成され、太陽電池セルとの接合の際、長手方向端部がより電極表面を傷つけにくいインターコネクタになる。なお、ここで言う、「R面」とは、円弧状の面だけを意味するものではなく、円弧状の面以外の丸形形状の面も含む広い概念である。 In the interconnector of the present invention, it is preferable that the tapered surface includes an R surface continuous from the front and back surfaces. By using such a taper surface, a continuous curved surface is formed from the front and back surfaces to the taper surface, and the end portion in the longitudinal direction is less likely to damage the electrode surface when joining with the solar battery cell. The “R-plane” referred to here does not mean only an arc-shaped surface but a broad concept including a round-shaped surface other than the arc-shaped surface.
また、本発明のインターコネクタは、テーパ面が、表裏面各々を押圧変形した面を含むようにするが好ましい。このようなテーパ面のインターコネクタにすることで、表裏面の一部がテーパ面に引き込まれ、表裏面からテーパ面にかけて連続したR面が形成され、太陽電池セルとの接合の際、長手方向端部が電極表面をより傷つけにくくなる。 In the interconnector of the present invention, it is preferable that the tapered surface includes a surface obtained by pressing and deforming the front and back surfaces. By using such a tapered surface interconnector, part of the front and back surfaces are drawn into the tapered surface, and a continuous R surface is formed from the front and back surfaces to the tapered surface. The end portion is less likely to damage the electrode surface.
また、上記のインターコネクタは、テーパ面が押圧変形により形成されているので、加工硬化により長手方向端部の機械的強度が高く、長手方向端部が表裏面からはみ出して変形しにくく、太陽電池セルと接合の際、長手方向端部が電極表面をより傷つけにくい。 Moreover, since the taper surface is formed by pressing deformation in the above interconnector, the mechanical strength of the longitudinal end portion is high due to work hardening, the longitudinal end portion protrudes from the front and back surfaces, and is not easily deformed. When joining to the cell, the end in the longitudinal direction is less likely to damage the electrode surface.
また、本発明のインターコネクタは、半田層が、表裏面からテーパ面を連続して覆うように配置されるのが好ましい。このような半田層が配置されたインターコネクタにすることで、表裏面とテーパ面との境界が確実に半田層で覆われ、太陽電池セルとの接合の際、半田層が確実に濡れ広がり、電極と良好な接合が形成されるようになる。 Moreover, it is preferable that the interconnector of this invention is arrange | positioned so that a solder layer may cover a taper surface continuously from front and back. By making such a solder layer an interconnector, the boundary between the front and back surfaces and the taper surface is surely covered with the solder layer, and when joining with the solar battery cell, the solder layer surely spreads, A good bond with the electrode is formed.
また、上記のインターコネクタは、半田層が表裏面からテーパ面を連続して覆うように配置されているので、接合表面とテーパ面との境界が軟らかい半田により覆われ、太陽電池セルとの接合の際、長手方向端部が電極表面をより傷つけにくい。 In addition, the interconnector is arranged so that the solder layer continuously covers the taper surface from the front and back surfaces, so that the boundary between the bonding surface and the taper surface is covered with soft solder, and the bonding with the solar battery cell is performed. In this case, the end in the longitudinal direction is less likely to damage the electrode surface.
ここで半田層は、必ずしも表裏面からテーパ面の全てを覆う必要はなく、表裏面とテーパ面との境界からテーパ面にかけて、少なくともテーパ面の半分の高さを覆うように配置されれば良い。このようなインターコネクタにすることで、太陽電池セルとの接合の際、半田層が確実に濡れ広がり、電極と良好な接合が形成されるようになる。また、長手方向端部が半田で覆われることで、金属箔の長手方向端部の耐食性が良好になる。 Here, the solder layer does not necessarily need to cover the entire tapered surface from the front and back surfaces, and may be disposed so as to cover at least half the height of the tapered surface from the boundary between the front and back surfaces and the tapered surface to the tapered surface. . By using such an interconnector, the solder layer is surely wetted and spread when the solar battery cell is joined, and a good joint with the electrode is formed. Moreover, the corrosion resistance of the longitudinal direction edge part of metal foil becomes favorable because a longitudinal direction edge part is covered with solder.
また、本発明のインターコネクタは、半田層に覆われたテーパ面が、予め金属箔に形成されたテーパ面に半田が塗布されたものにしても良いし、表裏面に半田が塗布された金属箔が表裏面から押圧変形されたものにしても良い。後述の方法により形成されたインターコネクタは、金属箔の表裏面に塗布された半田がテーパ面に引き込まれ、表裏面からテーパ面が滑らかに連続した半田層に覆われるようになり、太陽電池セルとの接合の際、長手方向端部が電極表面をより傷つけにくくなる。 In the interconnector of the present invention, the taper surface covered with the solder layer may be one in which solder is applied to the taper surface previously formed on the metal foil, or the metal in which the solder is applied on the front and back surfaces. The foil may be pressed and deformed from the front and back surfaces. The interconnector formed by the method described later is such that the solder applied to the front and back surfaces of the metal foil is drawn into the taper surface, and the taper surface is smoothly covered from the front and back surfaces with a continuous solder layer. When joining, the end in the longitudinal direction is less likely to damage the electrode surface.
また、本発明のインターコネクタは、先端の頂部が、金属箔の厚さ方向の略中央に配置されるようにするのが好ましい。このような頂部のインターコネクタにすることで、表裏面のいずれの面を接合に用いても、頂部は電極表面からインターコネクタの半分の厚みだけ確実に離間されるようになり、太陽電池セルとの接合の際、長手方向端部が電極表面をより傷つけにくくなる。 In the interconnector of the present invention, it is preferable that the top of the tip is disposed at the approximate center in the thickness direction of the metal foil. By using such a top interconnector, the top part is reliably separated from the electrode surface by half the thickness of the interconnector, regardless of which side of the front and back surfaces is used for bonding. When joining, the end in the longitudinal direction is less likely to damage the electrode surface.
また、本発明のインターコネクタは、頂部を破断面形状にしても良い。ここで言う「破断面形状」とは、破断により分離された面形状を意味するものである。 Moreover, the interconnector of this invention may make a top part into a fracture surface shape. The “fracture surface shape” as used herein means a surface shape separated by fracture.
また、本発明のインターコネクタの製造方法は、複数の太陽電池セル間を接続する太陽電池用インターコネクタの製造方法であって、表裏面が半田層に覆われた帯状金属箔を準備する工程と、帯状金属箔の分離予定位置を、表裏面から押圧部材により押圧し、分離予定位置に薄肉部を形成して帯状金属箔を破断し帯状金属箔の長手方向端部の表裏面各々から連続するテーパ面を形成する工程とを備えている。なお、ここで言う「帯状金属箔」とは、長手方向に帯状に延びる金属箔を意味するものである。 The interconnector manufacturing method of the present invention is a solar cell interconnector manufacturing method for connecting a plurality of solar cells, and a step of preparing a strip-shaped metal foil whose front and back surfaces are covered with a solder layer; The strip-shaped metal foil is scheduled to be separated from the front and back surfaces by pressing members, and a thin-walled portion is formed at the planned separation position, and the strip-shaped metal foil is broken to be continuous from the front and back surfaces of the longitudinal end portion of the strip-shaped metal foil. Forming a tapered surface. The “strip-shaped metal foil” here refers to a metal foil extending in a strip shape in the longitudinal direction.
本発明のインターコネクタの製造方法によれば、太陽電池セルとの接合の際、長手方向端部が電極表面を傷つけにくく、表裏面が電極と確実に面接触し、良好な接合が形成されるようなインターコネクタが、容易に製造されるようになる。 According to the method for manufacturing an interconnector of the present invention, when joining with a solar battery cell, the end in the longitudinal direction hardly damages the electrode surface, the front and back surfaces reliably contact the electrode, and a good joint is formed. Such an interconnector can be easily manufactured.
従来のせん断による分離では、半田の付着によりせん断部材(刃)の切れ味が落ち、バリが発生して分離端部形状が悪くなることがあった。しかし、本発明のインターコネクタの製造方法によれば、薄肉部が押圧により形成されるので、押圧部材に多少の半田が付着しても薄肉部は略同じ形状に形成され、良好な分離端部形状が安定して形成されるようになる。さらに、せん断よる分離では、せん断部材同士の接触・摩耗によりせん断部材の切れ味が落ち、バリが発生して分離端部形状が悪くなることがある。しかし、本発明のインターコネクタの製造方法によれば、押圧部材同士を非接触にしても良く、押圧部材同士を非接触にした場合には、押圧部材の摩耗が小さくなり、連続的に製造しても、良好な分離端部形状(長手方向端部形状)が安定して形成されるようになる。従って、本発明の製造方法によれば、部材のメンテナンス頻度が少なくて済む。 In the conventional separation by shearing, the sharpness of the shearing member (blade) is lowered due to the adhesion of solder, and burrs are generated, and the shape of the separation end portion is sometimes deteriorated. However, according to the manufacturing method of the interconnector of the present invention, since the thin portion is formed by pressing, even if some solder adheres to the pressing member, the thin portion is formed in substantially the same shape, and a good separation end portion The shape is formed stably. Further, in separation by shearing, the sharpness of the shearing member may drop due to contact / wear between the shearing members, and burrs may be generated, resulting in poor separation end shape. However, according to the method for manufacturing an interconnector of the present invention, the pressing members may be non-contacting each other, and when the pressing members are not contacting each other, the wear of the pressing members is reduced, and the manufacturing is continuously performed. However, a good separation end shape (longitudinal end shape) is stably formed. Therefore, according to the manufacturing method of the present invention, the maintenance frequency of the members can be reduced.
また、本発明のインターコネクタの製造方法では、テーパ面を形成する工程において、分離予定位置の表裏面両面を、帯状金属箔の短手方向に延びる回転軸線周りに回転する押圧部材により押圧するようにしても良い。このような押圧部材を用いることで、帯状金属箔は長手方向に送り出されつつ所定の間隔毎に破断され、同一の長手方向の長さを有するインターコネクタが容易に製造される。 In the interconnector manufacturing method of the present invention, in the step of forming the tapered surface, both the front and back surfaces at the scheduled separation position are pressed by a pressing member that rotates around the rotation axis extending in the short direction of the strip-shaped metal foil. Anyway. By using such a pressing member, the strip-shaped metal foil is broken at predetermined intervals while being sent out in the longitudinal direction, and an interconnector having the same length in the longitudinal direction is easily manufactured.
また、本発明のインターコネクタの製造方法では、テーパ面を形成する工程において、断面がくさび状の押圧部材を用いるのが好ましい。このような押圧部材を用いることで、分離予定位置は、薄肉部が形成されると同時に押し広げられ、帯状金属箔が容易に破断される。また、このような製造方法にすることで、分離による加工硬化部分が限定され、インターコネクタの耐力上昇が抑制される。 In the interconnector manufacturing method of the present invention, it is preferable to use a pressing member having a wedge-shaped cross section in the step of forming the tapered surface. By using such a pressing member, the planned separation position is expanded at the same time as the thin portion is formed, and the strip-shaped metal foil is easily broken. Moreover, by setting it as such a manufacturing method, the work hardening part by isolation | separation is limited and the yield strength of an interconnector is suppressed.
また、本発明のインターコネクタの製造方法では、テーパ面を形成する工程において、帯状金属箔を破断する際、帯状金属箔に張力を付与し、インタークネクタを確実に分離するようにしても良い。ただし、張力を過度に付与すると、インターコネクタの耐力が上昇してしまうので、付与する張力は、出来るだけ小さくするのが好ましい。 In the interconnector manufacturing method of the present invention, in the step of forming the tapered surface, when the strip-shaped metal foil is broken, tension may be applied to the strip-shaped metal foil so that the interconnector is reliably separated. . However, if the tension is excessively applied, the proof stress of the interconnector is increased, so that the tension to be applied is preferably as small as possible.
本発明の太陽電池モジュールは、本発明のインターコネクタにより、複数の太陽電池セルが接続されたものである。本発明のインターコネクタを用いることで、太陽電池セルとの良好な接合が形成されるようになり、信頼性の高い太陽電池モジュールになる。 The solar cell module of the present invention has a plurality of solar cells connected by the interconnector of the present invention. By using the interconnector of the present invention, a good junction with the solar battery cell is formed, and a highly reliable solar battery module is obtained.
本発明によれば、複数の太陽電池セル間を接続する際、長手方向端部が太陽電池セルの表面を傷つけにくく、かつ、太陽電池セルと良好な接合が形成され、信頼性の高い太陽電池モジュールを提供するインターコネクタと、そのインターコネクタが容易に製造されるインターコネクタの製造方法が提供される。そして、本発明のインターコネクタが用いられることで、信頼性の高い太陽電池モジュールが提供される。 According to the present invention, when connecting a plurality of solar cells, the end in the longitudinal direction hardly damages the surface of the solar cells, and a good junction is formed with the solar cells, so that the solar cells have high reliability. An interconnector that provides a module and an interconnector manufacturing method in which the interconnector is easily manufactured are provided. And the highly reliable solar cell module is provided by using the interconnector of this invention.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず、図1〜図3を参照しつつ、本発明の一実施形態によるインターコネクタ1の構成について説明する。なお、インターコネクタ1は、本発明の「太陽電池用インターコネクタ」の一例である。
First, the structure of the
図1は、本発明の一実施形態によるインターコネクタ1と複数の太陽電池セル3とが接続された状態を示した断面図である。インターコネクタ1は、太陽電池モジュール2内のX1側の太陽電池セル3におけるp型シリコン基板3aの裏面側(Z1側)の電極3bと、X2側の太陽電池セル3におけるp型シリコン基板3aの表面側(Z2側)の電極3cとを電気的に接続するように設けられている。そして、インターコネクタ1は、一方面1a及び他方面1bが、太陽電池セル3の表面と略平行の平坦面状に形成され、X1側において、一方面1aが太陽電池セル3に接合される側の面になり、X2側において、他方面1bが太陽電池セル3に接合される側の面になっている。そして、インターコネクタ1は、長手方向(X方向)の端部1cが、先細った形状(両テーパ形状)に形成されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state where an
図2は、インターコネクタ1の端部形状を説明するための斜視図である。インターコネクタ1は、Z2側の一方面1a及びZ1側の他方面1bが、長手方向(X方向)及び幅方向(Y方向)に一様に延びる平坦面状に形成されている。そして、インターコネクタ1の端部1cは、先端に向かって厚みが徐々に薄くなるようなテーパ形状に形成されている。そして、端部1cにおいて尖った形状の頂部4fは、インターコネクタ1の幅方向(Y方向)に延びるように形成されている。なお、図2のインターコネクタ1は、説明の便宜上、Y方向の幅に対してZ方向の厚みが誇張して描かれている。
FIG. 2 is a perspective view for explaining an end shape of the
図3は、インターコネクタ1の端部形状を説明するための断面図である。インターコネクタ1は、主導体である銅箔4と、銅箔4のZ2側の一方面4a及びZ1側の他方面4bにそれぞれ形成された鉛系の半田層5とを有している。そして、銅箔4は、一方面4a及び他方面4bが略平行の平坦面状にして、端部4cの先端に向かって厚みt1が徐々に薄くなるようなテーパ形状(先細った形状)に形成されている。そして、銅箔4は、一方面4a及び他方面4bが、太陽電池セルの表面と略平行にして、半田層5を介して太陽電池セルの電極に半田接合される面になっている。なお、銅箔4は、本発明の「金属箔」の一例である。
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the end shape of the
また、インターコネクタ1では、銅箔4の端部4cが、一方面4aから連続するテーパ面4dと、他方面4bから連続するテーパ面4eとにより、両テーパ形状(先細った形状)に形成されている。そして、一方面4aとテーパ面4d、及び、他方面4bとテーパ面4dは、それぞれ鈍角をなし、テーパ面4d及び4eが、側方から見て直線状に形成されている。そして、尖った形状の頂部4fは、テーパ面4d及び4eに挟まれるように端部4cの先端に形成されている。そして、頂部4fは、銅箔4の端部4cにおいて厚さ方向の略中央に形成され、テーパ面4d及び4eが、厚さ方向(Z方向)に対称(頂部4fを通りX方向に沿った軸に対して対称)に形成されている。そして、頂部4fは、銅箔4の両端部4cにおいて、銅箔4の幅方向に延びる破断面状に形成されている。なお、端部4cは、本発明の「長手方向端部」の一例である。
Further, in the
また、インターコネクタ1では、テーパ面4dのうちの一方面4aから連続する角部がR面取りされて、曲面状のRコーナー面4gが形成され、テーパ面4eのうちの他方面4bから連続する角部がR面取りされて、曲面状のRコーナー面4hが形成されている。なお、Rコーナー面4g及び4hは、本発明の「R面」の一例である。
Moreover, in the
また、インターコネクタ1では、一方面4a及び他方面4bだけでなく、テーパ面4d及び4eと頂部4fとが、半田層5で覆われている。そして、半田層5は、テーパ面4d及び4eと頂部4fとを覆う厚みt3が、一方面4a及び他方面4bを覆う厚みt2より薄くなるように形成されている。
In the
また、インターコネクタ1では、銅箔4の端部4cが押圧変形され、テーパ面4d及び4eが形成されている。これにより、テーパ面4d及び4eは加工硬化され、それぞれに、強度が他の領域よりも大きい押圧変形面4i及び4jが形成され、テーパ面4dの略全体及びテーパ面4eの略全体が、それぞれ、押圧変形面4i及び4jに形成されている。
Moreover, in the
また、インターコネクタ1では、銅箔4の一方面4a及び他方面4bのそれぞれから連続するテーパ面4d及び4eが、長手方向の端部4cに形成されている。そして、端部4cにおいて頂部4fは、インターコネクタ1の一方面1aを含みXY方向に広がる面Aよりも下方(Z1側)にして、かつ、他方面1bを含みXY方向に広がる面Bよりも上方(Z2側)にして形成され、一方面4a及び他方面4bから離間されている。これにより、頂部4fは、一方面1a又は他方面1bからはみ出すことはないので、端部4cは、太陽電池セルの電極に干渉しにくく、太陽電池セルの電極を傷つけにくくなっている。また、このような端部4cの形状のインターコネクタ1は、一方面4a及び他方面4bの両面が太陽電池セルの接合に用いられるので、接合の作業が容易になる。
Moreover, in the
また、インターコネクタ1の端部4cでは、尖った形状の頂部4fが、銅箔4の厚さ方向(Z方向)の略中央に形成され、かつ、銅箔4の幅方向(Y方向)に延びる形状に形成されている。このような端部4cの形状により、頂部4fは、一方面1a及び他方面1bのいずれの面が接合に用いられても、電極表面からインターコネクタ1の半分の厚みだけ確実に離間されるようになり、端部4cが、太陽電池セルの電極をより傷つけにくくなっている。
Moreover, in the
また、インターコネクタ1では、一方面4aとテーパ面4dとが鈍角をなし、他方面4bとテーパ面4dとが鈍角をなすように形成されているので、一方面4aとテーパ面4dとの境界、及び、他方面4bとテーパ面4dとの境界が、太陽電池セルの電極に干渉しにくく、太陽電池セルの電極を傷つけにくくなっている。そして、端部4cを電極上に配置しても、一方面4a或いは他方面4bが電極と確実に面接触し、良好な接合が形成されるようになっている。
Further, in the
また、インターコネクタ1では、テーパ面4dのうちの一方面4aから連続する角部に曲面状のRコーナー面4gが形成され、テーパ面4eのうちの他方面4bから連続する角部に曲面状のRコーナー面4hが形成されている。これにより、テーパ面4d及び4eは、一方面4a及び他方面4bそれぞれと滑らかな曲面にて連続され、端部4cが、太陽電池セルの電極に干渉しにくく、太陽電池セルの電極を傷つけにくくなっている。
Further, in the
また、インターコネクタ1では、半田層5が一方面4a及び他方面4bだけでなく、テーパ面4d及び4eを覆うように形成されている。これにより、一方面4a及び他方面4bとテーパ面4d及び4eとの境界は、確実に半田で覆われ、太陽電池セルとの接合の際、一方面4a及び他方面4bからテーパ面4d及び4eにかけて、半田の濡れ広がりが良好になり、一方面4a或いは他方面4bが、電極とより高い強度にして接合が形成されるようになっている。また、接合表面(一方面4a及び他方面4b)とテーパ面4d及び4eとの境界は、軟らかい半田により被覆され、端部4cが、太陽電池セルの電極により干渉しにくく、太陽電池セルの電極をより傷つけにくくなっている。
In the
また、インターコネクタ1では、テーパ面4dに押圧変形面4iが、テーパ面4eに押圧変形面4jがそれぞれ形成されている。これにより、テーパ面4d及び4eは加工硬化により機械的強度が高くなっているので、端部4cが、一方面4a及び他方面4bからはみ出して変形しにくく、一方面4a或いは他方面4bと、太陽電池セルの電極との間に良好な接合が形成されるようになっている。また、テーパ面4d及び4eは、一方面4a及び他方面4bが引き込まれるように形成され、一方面4a及び他方面4bからテーパ面4d及び4eにかけて連続するR面が形成されている。
Further, in the
ここで、インターコネクタ1のテーパ面4d及び4eは、押圧変形以外の方法により形成されても良い。しかし、帯状銅箔10は、端部4cを砥石等によりテーパ加工するのは容易ではない。さらに、インターコネクタ1は、砥石等でテーパ加工すると、加工時のハンドリングで加工硬化し、耐力が上昇してしまうことがある。そこで、インターコネクタ1のテーパ面4d及び4eは、後述の製造方法のように、帯状銅箔10を破断(分離)する際、同時に形成されるようにするのが好ましい。
Here, the taper surfaces 4d and 4e of the
次に、図4〜図9を参照しつつ、本発明の他の実施形態によるインターコネクタの構成として、インターコネクタの端部における銅箔の形状が上記実施形態とは異なる例について説明する。 Next, an example in which the shape of the copper foil at the end of the interconnector is different from that of the above embodiment will be described as a structure of an interconnector according to another embodiment of the present invention with reference to FIGS.
図4は、本発明の他の実施形態によるインターコネクタ201の端部形状を説明するための断面図である。インターコネクタ201では、テーパ面204d及び204eが、厚さ方向(Z方向)において非対称に形成され、頂部204fが、銅箔4の端部4cにおける厚さ方向の略中央よりも上側(Z2側)に形成されている。つまり、インターコネクタ201では、頂部204fがZ2側に寄って形成されている。これにより、インターコネクタ201は、Z1側の他方面1b側に太陽電池セル3(図1参照)を配置することで、図3に示すような、テーパ面4d及び4eが対称に形成されたインターコネクタ1よりも、他方面1b側において、端部4cが太陽電池セル3の電極をより傷つけにくくなっている。なお、テーパ面204d及び204eの形状は、砥石等で形成しても良いし、後述の製造方法により、帯状銅箔の破断と同時に形成しても良い。
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining an end shape of an
また、インターコネクタ201は、図1に示すように、X1側の太陽電池セル3が裏面側の電極3bと接続し、X2側の太陽電池セル3が表面側の電極3cと接続するような場合、頂部204fは、X1側の端部1cにおいて、電極3bから離間するようにZ1側に寄って形成されたものにし、X2側の端部1cにおいて、電極3cから離間するようにZ2側に寄って形成されたものにするのが好ましい。一方、図5に示すような、X1側の太陽電池セル3及びX2側の太陽電池セル3の両方において共通の電極(図5の場合は、表面側の電極3c)と接合する場合、頂部204f(図4参照)は、インターコネクタ201の両端部1cにおいて、電極3cから離間するように同じ側(図5の場合は、Z2側)に寄って形成されたものにするのが好ましい。
In the
また、図6及び図7は、本発明の他の実施形態によるインターコネクタ301及び401の端部形状を説明するための断面図である。インターコネクタ301では、テーパ面4d及び4eに挟まれた頂部304fが、微小な凹凸を有する面状に形成されている。また、インターコネクタ401では、テーパ面4d及び4eに挟まれた頂部404fが、テーパ面4d及び4eからさらに先端に向かって突出するように形成され、突出した部分の先端が微小な凹凸を有する面状に形成されている。これら、インターコネクタ301及び401では、頂部304f及び404fが、微小な凹凸は形成されているものの面状に形成されているので、図3に示すような頂部4fが尖った形状のインターコネクタ1に比べ、端部4cが、太陽電池セルの電極を傷つけにくくなっている。なお、頂部304f及び404fの形状は、後述の製造方法により、帯状銅箔の破断と同時に形成されるようにするのが好ましい。
6 and 7 are cross-sectional views for explaining the end shapes of
また、図8は、本発明の他の実施形態によるインターコネクタ501の端部形状を説明するための断面図である。インターコネクタ501では、テーパ面504d及び504eが、側方から見て凹の円弧状に形成されている。また、銅箔4の厚みは、端部4cの先端に向かって急峻に薄くなるように形成され、頂部504fが、尖った形状に形成されている。このような形状にすることで、頂部504fが一方面1a或いは他方面1bからはみ出さなくなり、端部4cが、太陽電池セルの電極に干渉しにくく、電極を傷つけにくくなる。
FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining an end shape of an
また、図9は、本発明の他の実施形態によるインターコネクタ601の端部形状を説明するための断面図である。インターコネクタ601では、テーパ面604d及び604eが、側方から見て凸の円弧状に形成され、テーパ面604d及び604eの全体が、一方面4a及び4bから連続するRコーナー面604g及び604hになるように形成されている。また、銅箔4の厚みは、端部4cの先端に向かってなだらかに薄くなるように形成され、頂部604fが、曲面状に形成されている。なお、このような端部形状は、砥石等で形成しても良いし、レーザ等の加熱溶融により形成しても良い。このような形状にすることでも、頂部604fが一方面1a或いは他方面1bからはみ出さなくなり、端部4cが、太陽電池セルの電極に干渉しにくく、電極を傷つけにくくなる。
Moreover, FIG. 9 is sectional drawing for demonstrating the edge part shape of the
次に、図1及び図10〜図12を参照しつつ、本発明の一実施形態によるインターコネクタ1と太陽電池セル3との接合方法について説明する。
Next, a method for joining the
図10は、本発明の一実施形態によるインターコネクタと太陽電池セルとの接合方法を示した模式図である。本接合方法では、まず、インターコネクタ1のX2側の端部1cを、太陽電池セル3の上方に配置する。
FIG. 10 is a schematic view showing a method for joining an interconnector and a solar battery cell according to an embodiment of the present invention. In this joining method, first, the
図11は、本発明の一実施形態によるインターコネクタと太陽電池セルとの接合方法(接合前の状態)を示した拡大図である。本接合方法では、まず、インターコネクタ1の他方面1bを、太陽電池セル3の電極3cの表面上に配置する。この際、銅箔4の頂部4fが、他方面4bよりも下方(Z1側)にはみ出さないので、インターコネクタ1の端部1c(銅箔4の端部4c)は、電極3cの表面を傷つけにくい。そして、インターコネクタ1の太陽電池セル3に接合される他方面1bを、電極3cの表面と十分に面接触させ、良好な接合が形成されるようにする。また、インターコネクタ1のテーパ面4eのうち、他方面4bから連続する角部は、R面取りされたRコーナー面4hになっていて、接合の際、電極3cの表面を傷つけにくくなっている。
FIG. 11 is an enlarged view showing a joining method (state before joining) between an interconnector and a solar battery cell according to an embodiment of the present invention. In this joining method, first, the
図12も、本発明の一実施形態によるインターコネクタと太陽電池セルとの接合方法(接合後の状態)を示した拡大図である。本接合方法では、まず、インターコネクタ1の半田層5を溶融し、銅箔4の他方面4bと、太陽電池セル3の電極3cとを半田接合する。この際、銅箔4と電極3cとが互いに面接触し、良好な半田接合が形成される。そして、図1に示すように、インターコネクタ1の他方側(X1側)において、太陽電池セル3のp型シリコン基板3aの裏面側(Z1側)の電極3bの下方にインターコネクタ1のX1側を配置し、銅箔4の一方面4aと、太陽電池セル3の電極3bとを半田接合する。これら作業により、インターコネクタ1を介して、一対の太陽電池セル3が電気的に接続されるようになる。そして、これら作業を繰り返すことで、複数の太陽電池セル3が電気的良好に接続され、太陽電池モジュール2が製造される。
FIG. 12 is also an enlarged view showing a joining method (state after joining) between the interconnector and the solar battery cell according to the embodiment of the present invention. In this joining method, first, the
次に、図13〜図15を参照しつつ、本発明の一実施形態によるインターコネクタ1の製造方法(帯状銅箔10の分離方法)を説明する。なお、帯状銅箔10は、本発明の「帯状金属箔」の一例である。
Next, a method for manufacturing the
図13は、本実施形態の帯状銅箔10を分離する前の工程を側方から見た模式図である。本製造方法では、帯状銅箔10を分離する前の工程において、鉛系の半田層がZ2側の一方面10a及びZ1側の他方面10bにそれぞれ形成された、長手方向(X方向)に延びる帯状銅箔10を準備し、先端6cが対向するように配置された押圧部材6a及び6bの間に帯状銅箔10を配置する。即ち、帯状銅箔10の一方面10a側の上方(Z2側)に一方の押圧部材6aを配置するとともに、帯状銅箔10の他方面10b側の下方(Z1側)に他方の押圧部材6bを配置する。
Drawing 13 is a mimetic diagram which looked at the process before separating strip shaped
次に、図14は、帯状銅箔10を分離する際の工程を側方から見た模式図である。本製造方法では、帯状銅箔10を分離する際の工程において、帯状銅箔10の一方面10a側の押圧部材6aを略垂直下方向(Z1方向)に移動し、帯状銅箔10の他方面10b側の押圧部材6bを略垂直上方向(Z2方向)に移動する。そして、押圧部材6aの先端6cにより、帯状銅箔10の分離予定位置10cの一方面10aを、一方面10aに対して略垂直方向に押圧し、押圧部材6bの先端6cにより、帯状銅箔10の分離予定位置10cの他方面10bを、他方面10bに対して略垂直に押圧する。そして、押圧部材6a及び6bの先端6c同士が距離Dになるまで分離予定位置10cを押圧することで、帯状銅箔10の分離予定位置10cに薄肉部10dが形成される。
Next, FIG. 14 is a schematic view of a step of separating the strip-shaped
最後に、図15は、帯状銅箔10を分離した際の工程を側方から見た模式図である。本製造方法では、帯状銅箔10を分離する工程において、帯状銅箔10に対して張力F2を加え、帯状銅箔10を薄肉部10d(分離予定位置10c)で破断(分離)することで、インターコネクタ1が製造される。
Finally, FIG. 15 is a schematic view of the process when the strip-shaped
上記工程からなる本製造方法によれば、一方面10a及び他方面10bに半田層を形成された帯状銅箔10が、本実施形態のインターコネクタ1の端部1cの形状(頂部4f)にして分離されるようになる。
According to this manufacturing method comprising the above steps, the strip-shaped
また、本製造方法では、押圧部材6aの先端6c及び押圧部材6bの先端6cにより、帯状銅箔10の分離予定位置10cを押圧して、帯状銅箔10を分離する。このようにすることで、押圧部材6a及び6bに多少の半田が付着しても、薄肉部10dは略同じ形状に形成され、インターコネクタ1が安定した端部4cの形状にして分離されるようになる。即ち、従来のせん断による分離方法のように、半田の付着によりインターコネクタの端部の形成が不安定になることはない。
Further, in this manufacturing method, the strip-shaped
また、本製造方法では、押圧部材6aの先端6c及び押圧部材6bの先端6cが、帯状銅箔10の分離予定位置10cを同時に押圧するのが好ましい。このように分離することで、帯状銅箔10が意図しない方向に曲がりにくく、一方面10a又は他方面10bからはみ出すようなバリが形成されにくくなる。
Moreover, in this manufacturing method, it is preferable that the front-end | tip 6c of the
また、本製造方法では、押圧部材6aの先端6c及び押圧部材6bの先端6cが、帯状銅箔10の分離予定位置10cを、一方面10a及び他方面10bの両面から対称に押圧するのが好ましく、一方面10a及び他方面10bの両面から略垂直に押圧しても良い。このように分離することで、帯状銅箔10が箔の厚さ方向(Z方向)に曲がりにくくなる。
Further, in this manufacturing method, it is preferable that the
なお、本製造方法の、押圧部材6a及び6bの組み合わせや形状を変え、帯状銅箔10の分離予定位置10cを、一方面10a及び他方面10bの両面から「非対称に」押圧すれば、テーパ面が厚さ方向に非対称な、図4のインターコネクタ201が形成される。この際、押圧部材6a及び6bの組み合わせや形状によっては、帯状銅箔10の一方面10a及び他方面10bに加えられる荷重F1が不均等になり、インターコネクタ201の端部1cが厚さ方向(Z方向)のいずれか一方側に曲がりやすくなる。よって、押圧部材6a及び6bの組み合わせや形状は、インターコネクタ201の端部1cが一方面10a及び他方面10bからはみ出さない程度に変えるのが好ましい。
If the combination and shape of the
また、本製造方法では、帯状銅箔10の分離予定位置10cを押圧する際、押圧部材6aと6bの先端6c同士が接触するようにしても良いし、接触しないようにしても良い。押圧部材6aと6bの先端6c同士を接触させれば、帯状銅箔10が分離予定位置10cで確実に分離されるようになる。押圧部材6aと6bの先端6c同士を接触しないようにすれば、押圧部材6aと6bの先端6cの摩耗や破損が生じにくくなり、押圧部材6a及び6bのメンテナンス周期が長くなり、作業性が良くなる。また、押圧部材6aと6bの先端6c同士を接触させないようにすれば、薄肉部10dが形成されようになるが、この薄肉部10dは、後述する力F2或いはF3により、破断されるようにすれば良い。
Moreover, in this manufacturing method, when pressing the separation planned
また、本製造方法では、先端6cに向かって徐々に先細りし、先端6cが尖った形状の押圧部材6a及び6b(例えば、図13〜図15のようなくさび状断面の押圧部材6a及び6b)を用いても良いし、先端6cが平面やR面に形成された押圧部材6a及び6bを用いても良い。図8の実施形態によるインターコネクタ501の端部形状は、押圧部材6a及び6bの先端形状をR面にすることで形成される。
Further, in the present manufacturing method, the
また、押圧部材6a及び6bは、先端6cを平面やR面に形成すると欠けにくくなり、押圧部材6a及び6bのメンテナンス周期が長くなり、作業性が良くなる。そして、先端6cが平面やR面に形成した押圧部材6a及び6bを用いることで、薄肉部10dは形成されやすくなるが、この薄肉部10dは、後述する力F2或いはF3により破断されるようにすれば良い。
Further, the
また、本製造方法では、帯状銅箔10の端部が曲がらないよう、帯状銅箔10の長手方向(X方向)に力F2を加えて分離し、本実施形態のインターコネクタ1の端部1cの形状(頂部4f)を形成する。そして、押圧部材6a及び6bの先端6c同士の距離Dと、力F2の組み合わせを変えれば、図6又は図7の実施形態であるインターコネクタ301又は401が形成されるようになる。
Moreover, in this manufacturing method, it applies and isolate | separates by applying force F2 to the longitudinal direction (X direction) of the strip | belt-shaped
ここで、張力F2は、少なからず帯状銅箔10を加工硬化し、耐力を上昇させる作用がある。この作用を小さくするためには、押圧部材6a及び6bの先端6cの距離Dを小さくし、薄肉部10d(図14参照)を可能な限り薄肉化し、小さな張力F2で帯状銅箔10が破断されるようにするのが良い。このような張力F2は、例えば、インターコネクタ1になる部分を、回転するロールの隙間に挟んで引っ張るなど、機械的な方法で加えても良い。
Here, the tension F <b> 2 has an effect of working and hardening the strip-shaped
また、本製造方法では、帯状銅箔10の分離予定位置10cの一方面10a及び他方面10bを、くさび形状の一対の押圧部材6a及び6bで押圧することで、帯状銅箔10の幅方向に亘った押圧部材6a及び6bの押圧幅に略相当する部分の表面を押し広げようとする力(薄肉部10dから見たら張力)F3(図14参照)が発生する。この力F3は、押圧部材6a及び6bの先端形状、押圧力及び押圧速度、押圧部材6aと押圧部材6bとの間の距離D(図14参照)等の調整により大きくされ、小さい張力F2で帯状銅箔10が分離されるようになる。そして、さらに条件の調整をすれば、力F3だけで帯状銅箔10が分離されるようになる。張力F2を加える必要がなくなると、帯状銅箔10の加工硬化部分が分離予定位置に限定され、インターコネクタ1の耐力の上昇が抑制されるようになる。
Moreover, in this manufacturing method, by pressing the one
次に、図16〜図22を参照しつつ、本発明の他の実施形態によるインターコネクタの製造方法として、回転する押圧部材706a及び706bを用いて帯状銅箔10を押圧する製造方法について説明する。
Next, as a method for manufacturing an interconnector according to another embodiment of the present invention, a method for pressing the strip-shaped
図16〜図18は、本発明の他の実施形態によるインターコネクタの製造方法の工程を説明する模式図である。本製造方法では、帯状銅箔10を連続的に分離して、インターコネクタ1を形成するインターコネクタ分離装置707を用いる。インターコネクタ分離装置707は、帯状銅箔10が巻き取られているリール707aと、リール707aから送り出した帯状銅箔10の曲りを矯正する曲がり矯正手段707bと、帯状銅箔10をリール707aから受け取って搬送する一対の搬送ローラー707cと、帯状銅箔10を一方面10a側(Z2側)及び他方面10b側(Z1側)からそれぞれ押圧する一対の押圧部材706a及び706bと、一対の押圧部材706a及び706bが取り付けられた一対の押圧ローラー707dとを備える。
FIGS. 16-18 is a schematic diagram explaining the process of the manufacturing method of the interconnector by other embodiment of this invention. In this manufacturing method, an
一対の搬送ローラー707cは、駆動装置(不図示)により、インターコネクタ1の幅方向に延びる軸線周りに回転するように構成され、帯状銅箔10を一方面10a及び他方面10bから挟み込むようなローラー間隔にして配置されている。そして、一対の押圧ローラー707dは、一対の押圧部材706a及び706bを、帯状銅箔10の幅方向(短手方向)に延びる回転軸線周りに回転させるように構成されている。
The pair of
インターコネクタの具体的な製造方法について説明すると、まず、図16に示される帯状銅箔10を分離する前の工程において、回転する一対の搬送ローラー707cにより、帯状銅箔10をX1方向からローラー間に引き込み、回転する一対の押圧ローラー707d間に誘導する。
A specific manufacturing method of the interconnector will be described. First, in the step before separating the strip-shaped
次に、図17に示される帯状銅箔10を分離する際の工程において、送り出された帯状銅箔10に対し、一対の押圧ローラー707dが回転し、一対の押圧部材706a及び706bが、共に帯状銅箔10の幅方向(短手方向)に延びる軸線周りに回転しながら、帯状銅箔10の分離予定位置10cにおける一方面10a及び他方面10bを曲線的に押圧する。言い換えれば、一対の押圧部材706a及び706bが、帯状銅箔10の一方面10a及び他方面10bに対して傾斜した方向から徐々に角度を変えて、帯状銅箔10の分離予定位置10cにおける一方面10a及び他方面10bを押圧し、分離予定位置10cに薄肉部10dを形成する。
Next, in the step of separating the strip-shaped
最後に、図18に示される帯状銅箔10を分離した後の工程において、帯状銅箔10から分離したインターコネクタ1をX2方向に排出するのと同時に、一対の搬送ローラー707cにより、帯状銅箔10を一対の押圧ローラー707d間に誘導する。以上、図16〜図18に示される工程の繰り返すことで、帯状銅箔10が連続して分離される。
Finally, in the step after separating the strip-shaped
図16〜図18のように、本製造方法は、張力F2(図15参照)を加えずに、一対の押圧部材706a及び706bが帯状銅箔10を押圧して押し広げる力F3(図14参照)により、帯状銅箔10を薄肉部10dから分離する製造方法である。
As shown in FIGS. 16 to 18, this manufacturing method is a force F <b> 3 (see FIG. 14) in which the pair of pressing
また、本製造方法は、帯状銅箔10の送り出しと共に、一対の押圧ローラー707dの軸を中心に回転させ、一対の押圧部材706a及び706bを移動させながら帯状銅箔10の一方面10a及び他方面10bを曲線的に押圧する(すなわち、一対の押圧部材706a及び706bを、帯状銅箔10の幅方向(短手方向)に延びる軸線周りに回転させながら、帯状銅箔10の分離予定位置10cにおける、一方面10a及び他方面10bを押圧する)ので、一対の押圧部材706a及び706bが、帯状銅箔10の一方面10a及び他方面10bを押圧する際、帯状銅箔10の送り出しを止める必要が無い。(図13〜図15の製造方法では、軟らかい箔帯の帯状銅箔10が、一対の押圧部材6a及び6bにX方向から押し付けられて曲がらないよう、一対の押圧部材6a及び6bが帯状銅箔10の一方面10a及び他方面10bを押圧する度に、帯状銅箔10を静止させる必要がある。そして、帯状銅箔10を間欠走行させつつ高速で分離するには、一対の押圧部材6a及び6bの動作と帯状銅箔10の送り出しとを、高速で同期させなければならず、制御は困難である。)本製造方法は、帯状銅箔10を一定速度で送り出し、一対の押圧ローラー707dの回転数だけ制御すれば良く、同一の長手方向の長さを有するインターコネクタ1が容易に連続的に分離される。従って、本製造方法は、インターコネクタ1をスループット良く製造する(単位時間当たりの製造量を多くする)のに好ましい。
Further, in this manufacturing method, the one
また、本製造方法では、一対の押圧ローラー707dの回転周速は、一対の押圧部材706a及び706bが帯状銅箔10の一方面10a及び他方面10bを押圧しているときは、帯状銅箔10の走行速度と同じにする必要があるが、一対の押圧部材706a及び706bが帯状銅箔10の一方面10a及び他方面10bを押圧していないときは、帯状銅箔10の走行速度と同じにする必要は無い。すなわち、一対の押圧部材706a及び706bが帯状銅箔10の一方面10a及び他方面10bを押圧していないとき、一対の押圧ローラー707dの回転周速を調整すれば、分離されるインターコネクタ1の長手方向の長さが制御され、その回転周速を速めればインターコネクタ1は長手方向に短く形成され、遅くすれば長く形成されるようになる。
In this manufacturing method, the rotational peripheral speed of the pair of pressing
また、本製造方法では、一対の押圧部材706a及び706bの押圧により、薄肉部10dが形成されるので、一対の押圧部材706a及び706bの先端に、帯状銅箔10の半田層の半田が付着しにくく、インターコネクタ1が連続して安定した端部形状にして分離されるようになる。
Further, in this manufacturing method, since the
次に、図19〜図22を参照しつつ、本発明の他の本実施形態によるインターコネクタの製造方法として、図16〜図22の製造方法にテンションローラー807eを設け、帯状銅箔10に張力を加えて分離する製造方法について説明する。なお、図19〜図22において、図16〜図18と同じ部分については同じ符号をつけている。
Next, as an interconnector manufacturing method according to another embodiment of the present invention, with reference to FIGS. 19 to 22, a
図19〜図22は、本発明の他の実施形態によるインターコネクタの製造方法の工程を説明する模式図である。本製造方法では、図16〜図18に示したインターコネクタ分離装置707に、さらに、帯状銅箔10に張力F2を加える一対のテンションローラー807eが設けられたインターコネクタ分離装置807を用いる。この一対のテンションローラー807eは、駆動装置(不図示)により、インターコネクタ1の幅方向に延びる軸線周りに回転するように構成されていると共に、帯状銅箔10を一方面10a及び他方面10bから挟み込むようなローラー間隔にして配置されている。
19 to 22 are schematic views for explaining steps of a method of manufacturing an interconnector according to another embodiment of the present invention. In this manufacturing method, an
インターコネクタの具体的な製造方法について説明すると、まず、図19に示される帯状銅箔10を分離する前の工程において、回転する一対の搬送ローラー707cが、帯状銅箔10をX1方向からローラー間に引き込み、回転する一対の押圧ローラー707d間に誘導する。この際、一対のテンションローラー807eが、帯状銅箔10の一方面10a及び他方面10bに張力F2をかけるように設定する。
A specific manufacturing method of the interconnector will be described. First, in the step before separating the strip-shaped
次に、図20に示される帯状銅箔10を分離する際の工程において、送り出される帯状銅箔10に対し、一対の押圧ローラー707dを回転させ、一対の押圧部材706a及び706bを、帯状銅箔10の幅方向(短手方向)に延びる軸線周りに回転させながら、帯状銅箔10の分離予定位置10cにおける一方面10a及び他方面10bを曲線的に押圧する。言い換えれば、一対の押圧部材706a及び706bが、帯状銅箔10の一方面10a及び他方面10bに対して、傾斜した方向から徐々に角度を変えて、帯状銅箔10の分離予定位置10cにおける一方面10a及び他方面10bを押圧し、分離予定位置10cに薄肉部10dを形成する。同時に、一対のテンションローラー807eにより、帯状銅箔10に張力F2を加え、薄肉部10dから帯状銅箔10を分離する。
Next, in the step of separating the strip-shaped
次に、図21に示される帯状銅箔10を分離した後の工程において、帯状銅箔10から分離したインターコネクタ1を、一対のテンションローラー807e間に挟んで搬送する。
Next, in the step after separating the strip-shaped
最後に、図22に示されるインターコネクタ1を排出する工程において、X2方向にインターコネクタ1を排出すると同時に、一対の搬送ローラー707cにより、帯状銅箔10を一対の押圧ローラー707d間、及び、一対のテンションローラー807e間に誘導する。以上、図19〜図22に示される工程を繰り返すことで、帯状銅箔10が連続して分離される。
Finally, in the step of discharging the
本製造方法では、一対のテンションローラー807eが帯状銅箔10に対して張力F2を加えるので、一対のテンションローラー807eの張力F2を調整することで、帯状銅箔10は確実に分離されるようになる。一方、一対のテンションローラー807eが帯状銅箔10に加える張力F2は、少なからず帯状銅箔10を加工硬化し、耐力を上昇させてしまう作用がある。従って、本製造方法を用いて帯状銅箔10を分離する際には、一対の押圧部材706a及び706bの先端の間隔を可能な限り狭くし、帯状銅箔10を可能な限り薄肉化するか、或いは、帯状銅箔10の一方面10a及び他方面10bを押し広げる力F3(図14参照)が強くなるよう、一対の押圧部材706a及び706bの形状及び動作条件を最適化し、張力F2が小さくても、帯状銅箔10が分離されるようにするのが好ましい。
In this manufacturing method, since the pair of
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
上記実施形態では、インターコネクタが銅箔4と半田層5とから構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、インターコネクタの金属箔として、銅以外の金属材料を用いても良い。また、金属箔として、Cu/Al/Cuのクラッド材や、Cu/Invar/Cuのクラッド材などのクラッド材を用いても良い。ここで、Cu/Al/Cuのクラッド材を用いた場合には、Alは軟らかいので、インターコネクタにより太陽電池セルに加えられる応力が大きくなるのが抑制される。また、Cu/Invar/Cuのクラッド材を用いた場合には、Invarの熱膨張率は太陽電池セルを構成するシリコン基板の熱膨張率に近いので、熱膨張に基づく応力が太陽電池セルに加えられるのが抑制される。なお、Cu/Al/Cuのクラッド材における中間Al層の厚み、及び、Cu/Invar/Cuのクラッド材における中間Invar層の厚みは、共に、全体の厚みt1(図3参照)の約10%以上約50%以下にするのが好ましい。
In the said embodiment, although the interconnector showed the example comprised from the
また、上記実施形態のインターコネクタでは、半田層5が、一方面4a及び他方面4bだけでなく、テーパ面4d及び4eと頂部4fとを覆う例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明のインターコネクタでは、半田層が、少なくとも銅箔4の一方面4a或いは他方面4bを覆うように形成されていれば良いものである。
Moreover, in the interconnector of the said embodiment, although the
また、上記実施形態のインターコネクタでは、銅箔4の両端部4cが同じ形状の例を示したが、本発明はこれに限らず、銅箔4の一方側の端部と他方側の端部が、異なる形状であっても良い。例えば、銅箔4の一方側の端部を、図3に示される頂部4fの形状にし、銅箔の他方側の端部を、図4に示される頂部204fの形状したインターコネクタにしても良い。
Moreover, in the interconnector of the said embodiment, although the both ends 4c of the
また、図8及び図9に示される実施形態のインターコネクタでは、テーパ面504d、504e、604d及び604eが円弧状の面に形成された例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明のインターコネクタでは、テーパ面が楕円形状などの円弧状以外の丸形形状の面に形成されていても良い。
Further, in the interconnector of the embodiment shown in FIGS. 8 and 9, an example in which the tapered
[実施例]
この実施例では、図13〜図15の製造方法に基づいてインターコネクタ1を製造した。具体的には、厚さ20μmの厚さt2(図3参照)を有する鉛系の半田層により一方面10a及び他方面10bが被覆された、200μmの厚さt1(図3参照)を有する帯状銅箔10を準備した。そして、高速度工具鋼からなる一対の押圧部材6a及び6bを用いて、帯状銅箔10を略垂直方向(Z方向)から押圧した。この際、一対の押圧部材6a及び6bの断面をくさび状にするとともに、一対の押圧部材6a及び6bの先端6cの角度を60度にした。また、一対の押圧部材6a及び6bから帯状銅箔10に加えられる荷重F1を5kgf(49N)にした状態で、先端6c同士の間隔Dが20μmになるまで接近させるように押圧した。そして、若干の張力F2を加えて帯状銅箔10を分離した。[Example]
In this example, the
図23は、本実施例によるインターコネクタの分離された端部の断面写真である。図13〜図15の製造方法により製造されたインターコネクタ1では、銅箔4の分離された端部4cに、一方面4aから連続するテーパ面4dと、他方面4bから連続するテーパ面4eとが形成された。そして、端部4cにおける厚さ方向(Z方向)の略中央に、尖った形状の頂部4fが、テーパ面4d及び4eに挟まれて(テーパ面4d及び4eの端部側に)幅方向(Y方向)に亘って形成された。
FIG. 23 is a cross-sectional photograph of the separated end of the interconnector according to the present embodiment. In the
頂部4fには、インターコネクタ1の銅箔4が引張破断された際に尖った先端形状が形成されたが、その尖った先端は、一方面4a及び他方面4bのそれぞれから連続するテーパ面4d及び4eに挟まれて形成され、インターコネクタ1の一方面1aを含む面Aよりも上方(Z2側)、及び、他方面1bを含む面Bよりも下方(Z1側)にはみ出して形成されなかった。
The
そして、本実施例のインターコネクタ1にすることで、インターコネクタ1と太陽電池セル3の電極3b及び3cとを接合する際、端部4cが電極3b及び3cの表面を傷つけにくく、また、端部4cを電極3b及び3c上に配置しても、インターコネクタ1の一方面1a及び他方面1bと、電極3b及び3cの表面とが面接触して良好な半田接合が形成されることが確認され、本実施例のインターコネクタ1を用いて、複数の太陽電池セル3を電気的良好に接続されることが確認された。
And by using the
また、本実施例のインターコネクタ1では、テーパ面4d及び4eが、それぞれ、一方面4a及び他方面4bからの押圧で形成された面であり、一方面4a及び他方面4bの半田層5が、押圧により巻き込まれるようにして、テーパ面4d及び4eが形成されていた。このため、一方面4aからテーパ面4dにかけてのRコーナー面4gは、銅箔4が半田層5により被覆され、他方面4bからテーパ面4eにかけてのRコーナー面4hも、銅箔4が半田層5により被覆されたものになった。このように、本実施例のインターコネクタ1は、Rコーナー面4g及び4hが軟らかい半田層5で被覆されているので、インターコネクタ1と太陽電池セル3の電極3b及び3cとを接合する際、Rコーナー面4g及び4hにより、端部4cが電極3b及び3cの表面を傷つけにくくなることが確認された。
In the
1、201、301、401、501、601 インターコネクタ
2 太陽電池モジュール
3 太陽電池セル
4 銅箔(金属箔)
4a、4b 表裏面(一方面、他方面)
4c 端部(長手方向端部)
4d、4e、204d、204e、504d、504e、604d、604e テーパ面
4f、204f、304f、404f、504f、604f 頂部
4g、4h、604g、604h Rコーナー面(R面)
4i、4j 押圧変形面
5 半田層
6a、6b、706a、706b 押圧部材
10 帯状銅箔(帯状金属箔)
10c 分離予定位置
10d 薄肉部1, 201, 301, 401, 501, 601
4a, 4b Front and back (one side, the other side)
4c end (longitudinal end)
4d, 4e, 204d, 204e, 504d, 504e, 604d, 604e
4i, 4j
10c Expected
Claims (11)
主導体である金属箔と、当該金属箔の表裏面を覆う半田層とを備え、前記金属箔の長手方向端部の少なくとも一方に、前記表裏面各々から連続するテーパ面が形成され、前記長手方向端部が、前記表裏面から前記金属箔の厚さ方向の中央側に向かって厚みが小さくなるように、先端の頂部に向かい先細った形状を有する太陽電池用インターコネクタ。 A interconnect data for a solar cell connecting a plurality of solar cells cell Le,
A metal foil that is a main conductor, and a solder layer that covers the front and back surfaces of the metal foil, and a taper surface that is continuous from each of the front and back surfaces is formed on at least one of the end portions in the longitudinal direction of the metal foil. The interconnector for solar cells which has a shape where the direction edge part taper toward the top part of the front- end | tip so that thickness may become small toward the center side of the thickness direction of the said metal foil from the said front and back .
表裏面が半田層に覆われた帯状金属箔を準備する工程と、前記帯状金属箔の分離予定位置を、表裏面両面から押圧部材により押圧し、前記分離予定位置に薄肉部を形成して前記帯状金属箔を破断し、前記帯状金属箔の長手方向端部の前記表裏面各々から連続するテーパ面を形成する工程とを備える、太陽電池用インターコネクタの製造方法。 A method of manufacturing a interconnect data for a solar cell connecting a plurality of solar cells cell Le,
Preparing a strip-shaped metal foil front and back surfaces are covered with the solder layer, the disengagement position location of the strip metallic foil, pressed more pressing member from the front and back surfaces both sides, forming the thin portion on the disengagement position And cutting the strip-shaped metal foil to form a tapered surface continuous from each of the front and back surfaces of the end portion in the longitudinal direction of the strip-shaped metal foil.
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