WO2015068219A1 - 電極接合装置および電極接合方法 - Google Patents

電極接合装置および電極接合方法 Download PDF

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明大 一瀬
義人 山田
大之 西中
章男 吉田
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a solar cell, and more specifically to the bonding between a substrate and a constituent member of a solar cell using an ultrasonic vibration bonding method.
  • the thin-film solar cell is generally configured by connecting a plurality of solar cells in series.
  • the lead wire is connected to the current collecting electrode and is also connected to the terminal of the terminal box. With this connection configuration, the lead wire can guide the electricity collected by the current collecting electrode to the terminal box.
  • the collector electrode is electrically connected to the electrode layer of the solar battery cell formed on the glass substrate, and the lead wire is not directly connected to the solar battery cell (that is, the lead wire is The solar cell is electrically connected via the collecting electrode, but the solar cell itself and the lead wire itself are insulated).
  • Patent Documents 1, 2, and 3 that is, conventional techniques for connecting a collecting electrode or the like to a substrate using ultrasonic vibration bonding processing.
  • a solar cell (solar cell laminated film) is formed on the substrate, a band-shaped current collecting electrode is disposed on the solar cell, and an ultrasonic vibration bonding process is performed on the current collecting electrode. .
  • the electrode layer which comprises the said photovoltaic cell, and a current collection electrode are electrically connected, and a current collection electrode is joined with respect to a board
  • the ultrasonic vibration tool In order to increase the peel strength (bonding strength) of the current collecting electrode to the substrate, the ultrasonic vibration tool is strongly pressed against the current collecting electrode. Then, the solar cell existing below the collecting electrode is damaged, and no power is generated in the damaged solar cell. Therefore, in order to avoid damage to the solar cells while maintaining the bonding (fixing) of the current collecting electrode to the substrate, it is desired to perform the peeling strength (bonding strength) of the current collecting electrode to the substrate with a low strength. ing. Even if the peel strength of the current collecting electrode is reduced, it is necessary that the current collecting electrode is fixed to the substrate on which the solar cells are formed.
  • ultrasonic vibration bonding processing is performed on a plurality of points (referred to as processing execution points) of the collecting electrode along the band.
  • processing execution points a plurality of points (referred to as processing execution points) of the collecting electrode along the band.
  • peeling strength bonding strength
  • An object of the present invention is to provide an electrode bonding apparatus and an electrode bonding method that can be performed.
  • an electrode bonding apparatus is an electrode bonding device that bonds an electrode along a side edge of a substrate to a rectangular substrate on which solar cells are formed.
  • An ultrasonic vibration tool which is an apparatus, and performs ultrasonic vibration bonding processing on the table on which the substrate is placed and the electrodes arranged along the edge portion on the solar battery cell.
  • two pressing members that can move in the vertical direction and press the substrate.
  • the substrate has a first end side and a second end facing the first end side.
  • the one end of the pressing member in the first predetermined region from the first end side portion to the arrangement position of the electrode on the substrate is the first end side portion.
  • the other pressing member is pressed against the substrate along the substrate Definitive, in the second predetermined region from said second end edge portion to the position of the electrodes, along the second end edge portion, to press the substrate.
  • the electrode joining method includes (A) a step of placing a rectangular substrate (1) on which solar cells (ST1) are formed on a table (11); On the solar battery cell, the step of arranging the electrodes (20A, 20B) along the edge portions (L1, L2) of the substrate, and (C) from the edge portion to the position where the electrodes are arranged. In the region of the substrate, while performing the step of pressing the substrate along the edge, and (D) performing the step (C), an ultrasonic vibration bonding process is performed on the electrode, Bonding to the substrate.
  • the following bonding process is performed on the electrodes arranged along the edge of the substrate on the solar battery cell. That is, in the region of the substrate from the end side portion to the position where the electrode is disposed, the substrate is pressed along the end side portion. And while performing the said press, an ultrasonic vibration joining process is performed with respect to the said electrode, and an electrode is joined to a board
  • FIG. 1 is a perspective view showing a main configuration of an electrode bonding apparatus 100.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a main configuration of the electrode bonding apparatus 100.
  • FIG. 1 is a perspective view which shows a mode that the glass substrate 1 is fixed and pressed by the board
  • FIG. It is an expanded sectional view which shows a mode that the glass substrate 1 is fixed and pressed by the board
  • FIG. It is a perspective view which shows a mode that collector electrode 20A, 20B is arrange
  • an ultrasonic vibration bonding method (ultrasonic vibration bonding treatment) is adopted for bonding the collecting electrodes arranged in the solar cell.
  • ultrasonic vibration bonding method ultrasonic waves are applied in a horizontal direction while applying pressure to a bonding target (collecting electrode) in the vertical direction, whereby the bonding target ( This is a technique (processing) for bonding to a solar cell substrate.
  • a transparent rectangular substrate 1 (hereinafter referred to as a glass substrate 1) is prepared. And on the 1st main surface of the said glass substrate 1, a surface electrode layer, an electric power generation layer, and a back surface electrode layer are each formed in a predetermined pattern shape.
  • the basic configuration of the thin-film solar cell is created through this process.
  • the explanation will proceed without including the protective film.
  • the front electrode layer, the power generation layer, and the back electrode layer are stacked in this order, and the front electrode layer and the back electrode layer are electrically connected to the power generation layer, respectively.
  • the thickness of the glass substrate 1 is a thin film substrate of about several mm or less, for example.
  • the surface electrode layer is made of a conductive film having transparency, and for example, ZnO, ITO, or SnO 2 can be adopted. Further, the thickness of the surface electrode layer is, for example, about several tens of nm.
  • the power generation layer is a photoelectric conversion layer that can convert incident light into electricity.
  • the power generation layer is a thin film layer having a thickness of about several ⁇ m (for example, 3 ⁇ m or less).
  • the power generation layer is made of, for example, silicon.
  • the back electrode layer can employ a conductive film containing silver, for example.
  • the thickness of the back electrode layer is, for example, about several tens of nm.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a state in which a solar cell laminated film ST1 is formed on a first main surface of a rectangular glass substrate 1.
  • FIG. 1 the solar cell laminated film ST1 is illustrated by sand.
  • the main surface of the glass substrate 1 on which the solar cell stacked film ST ⁇ b> 1 is formed, which can be seen from the drawing, is the first main surface.
  • the main surface facing the first main surface, which is not visible from the drawing is the second main surface.
  • the solar cell multilayer film ST1 is not formed on the second main surface, and the glass substrate 1 is exposed.
  • the planar view shape of the glass substrate 1 is a rectangular shape. Therefore, as shown in FIG. 1, the 1st main surface of the glass substrate 1 has edge part L1, L2, L3, L4.
  • the said edge part L1, L2, L3, L4 is comprised from the 1st edge part L1, the 2nd edge part L2, the 3rd edge part L3, and the 4th edge part L4. .
  • first end portion L1 and the second end portion L2 face each other (opposite) and run in parallel, and the third end portion L3 and the second end portion L2
  • the four end portions L4 face each other (oppose) and run in parallel.
  • first end portion L1 intersects the third end portion L3 and the fourth end portion L4 perpendicularly, and the second end portion L2 Is also perpendicular to the third end side L3 and the fourth end L4.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a main configuration of the electrode bonding apparatus 100.
  • FIG. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a cross-sectional configuration along the line AA in FIG.
  • the electrode bonding apparatus 100 includes an ultrasonic vibration tool, a control unit, a table 11 and a substrate fixing unit 12.
  • an ultrasonic vibration tool for simplification of the drawing.
  • the table 11 has a flat plate portion, and the glass substrate 1 is placed on the flat plate portion.
  • fixed part 12 is comprised from 12 A of press members and the drive part 12B, as shown in FIG.
  • two drive units 12 ⁇ / b> B are provided for each substrate fixing unit 12.
  • the substrate fixing unit 12 is a device that can fix the glass substrate 1 to the table 11 by pressing the glass substrate 1 placed on the table 11.
  • One substrate fixing portion 12 is disposed on one side of the table 11, and the other substrate fixing portion 12 is disposed on the other side of the table 12.
  • the substrate fixing unit 12 can be moved in the vertical direction and the horizontal direction as shown in FIG. 3 by driving the driving unit 12B.
  • the driving unit 12B is composed of an air cylinder or the like, and as described above, drives in the vertical and horizontal directions in FIG.
  • a pressing member 12A is fixed to the side of the driving unit 12B that is in contact with the glass substrate 1. Therefore, the pressing member 12A moves according to the driving of the driving unit 12B.
  • the pressing member 12A is a rod-shaped member (that is, an L-shaped rod) having an L-shaped cross section.
  • the side of the L-shaped right angle (90 °) contacts the glass substrate 1.
  • abuts the glass substrate 1 of 12 A of press members is comprised with 12 C of elastic members.
  • the portion that contacts the solar battery cell ST ⁇ b> 1 formed on the glass substrate 1 is softer than the portion that contacts the side surface of the glass substrate 1.
  • each substrate fixing part 12 is composed of two driving parts 12B and one pressing member 12A fixed to the two driving parts 12B.
  • the control unit is a device that controls driving of the substrate fixing unit 12. That is, the control unit can variably control the pressing force by the pressing member 12A, and can also control the horizontal movement of the pressing member 12A in FIG. Moreover, the said control part can also control the drive of an ultrasonic vibration tool. That is, for example, the control unit variably controls the conditions (frequency, amplitude, pressure) of ultrasonic vibration joining processing by the ultrasonic vibration tool in accordance with an instruction from the user.
  • the pressing force applied to the glass substrate 1 by the pressing member 12A is changed according to the material and thickness of the current collecting electrode, the material and thickness of each film constituting the solar battery cell ST1, and the conditions of the ultrasonic vibration bonding process.
  • the control unit variably controls the pressing force by the pressing member 12A in accordance with an instruction from the user.
  • each information material and thickness of the collecting electrode, material and thickness of each film constituting the solar battery cell ST1, and conditions of the ultrasonic vibration bonding process
  • the pressing member 12A may be controlled by the pressing force determined from the set table and the above information.
  • a pressing force is uniquely defined for each piece of information in the table.
  • the glass substrate 1 on which the solar battery cell ST1 is formed is prepared. Then, the glass substrate 1 is placed on the flat portion of the table 11.
  • the dimension of the table 11 in the facing direction of the substrate fixing portion 12 (hereinafter referred to as the facing direction) is smaller than the dimension of the glass substrate 1 in the facing direction. Further, in a state where the glass substrate 1 is placed on the table 11, the surface of the glass substrate 1 on which the solar cells ST1 are formed is the upper surface side.
  • the substrate fixing unit 12 is moved in the left-right direction of FIG. 3 (more specifically, in the horizontal direction on the placement side of the glass substrate 1), Moving. That is, the board
  • each pressing member 12A holds the glass substrate 1 from both sides.
  • fixed part 12 is adjusted to a horizontal direction by the control adjusted by the control part, and moves.
  • the control is performed according to an instruction from the user. That is, the position of the glass substrate 1 on the table 11 is determined according to a user instruction.
  • the adjustment means positioning the mounting position of the glass substrate 1 on the table 11. That is, the position of the glass substrate 1 on the table 11 can be positioned by the adjusted movement of each substrate fixing portion 12.
  • the dimension of the table 11 in the facing direction is smaller than the dimension of the glass substrate 1 in the facing direction. Therefore, at the time of the positioning, it is possible to prevent the pressing member 12A from coming into contact with the side surface of the table 11 and hindering the positioning of the glass substrate 1 by the pressing member 12A.
  • the driving unit 12B is driven by the control of the control unit, so that the substrate fixing unit 12 moves downward in FIG. 3 (more specifically, the direction in which the glass substrate 1 is pressed). To do. That is, the substrate fixing unit 12 moves in the vertical direction so as to press the glass substrate 1 from above.
  • each pressing member 12A presses the glass substrate 1 from above.
  • fixed part 12 moves below by control by a control part. The control is performed according to an instruction from the user. That is, the pressing force with respect to the glass substrate 1 by the pressing member 12A is determined according to a user instruction.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a state in which the glass substrate 1 is fixed to the table 11 by the substrate fixing portion 12.
  • FIG. 5 is a drawing corresponding to FIG. 3, and is an enlarged cross-sectional view showing a state where the glass substrate 1 is fixed to the table 11 by the substrate fixing portion 12.
  • the glass substrate 1 having the solar cell ST1 described in FIG. 1 and having the end portions L1 to L4 is pressed and fixed by the pressing members 12A.
  • the one pressing member 12A which is an L-shaped bar
  • the other pressing member 12A which is an L-shaped bar
  • the second end side portion L2 is arranged along the second end side portion L2 (more specifically, the second end side portion L2) at the second end side portion L2. The glass substrate 1 is pressed over the entire length.
  • the elastic member 12 ⁇ / b> C included in the pressing member 12 ⁇ / b> A is in contact with the glass substrate 1 at the first end portion L ⁇ b> 1 (and the second end portion L ⁇ b> 2) of the glass substrate 1.
  • the portion in contact with the solar battery cell ST ⁇ b> 1 formed on the glass substrate 1 is softer than the portion in contact with the side surface of the glass substrate 1. Therefore, the stiffer portion of the elastic member 12 ⁇ / b> C contacts the side surface of the glass substrate 1 when the glass substrate 1 is positioned, and then grips the glass substrate 1 from the horizontal direction.
  • the softer portion of the elastic member 12C presses the glass substrate 1 from above the glass substrate 1.
  • the size of the table 11 in the facing direction is smaller than the size of the glass substrate 1 in the facing direction, and this is shown in FIG. Further, attention is paid to a portion where the pressing member 12A presses the glass substrate 1 (referred to as a pressing portion).
  • a configuration in which the glass substrate 1 is sandwiched between the table 11 and the lower part of at least a part of the pressing portion is established. That is, when the pressing member 12 ⁇ / b> A presses the glass substrate 1, the pressing member 12 ⁇ / b> A does not press only a portion of the glass substrate 1 that is not placed on the table 11.
  • the collecting electrodes 20A and 20B are arranged at predetermined positions on the solar battery cell ST1 (along the end portions L1 and L2 of the glass substrate 1). To do.
  • the collecting electrodes 20A and 20B are band-shaped conductors, and copper, aluminum, or a conductor containing these can be employed as the collecting electrodes 20A and 20B, for example.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a state in which the collecting electrodes 20A and 20B are disposed on the solar battery cell ST1 formed on the glass substrate 1.
  • FIG. 7 is a drawing corresponding to FIGS. 3 and 5, and is an enlarged cross-sectional view showing a state in which the collecting electrodes 20 ⁇ / b> A and 20 ⁇ / b> B are arranged on the solar battery cell ST ⁇ b> 1 formed on the glass substrate 1. .
  • the strip-shaped collector electrode 20A is disposed along the first end portion L1 while avoiding the pressing member 12A.
  • the strip-shaped collector electrode 20B is disposed along the second end side portion L2 while avoiding the pressing member 12A. More specifically, the collecting electrode 20A is disposed along the first end side portion L1 at a position slightly away from the first end side portion L1. On the other hand, the collector electrode 20B is disposed along the second end side portion L2 at a position slightly away from the second end side portion L2.
  • the one pressing member 12A that is an L-shaped bar has the first edge L1 in the first region from the first edge L1 to the arrangement position of the current collecting electrode 20A in the glass substrate 1. (More specifically, over the entire length of the first end L1), the glass substrate 1 is pressed.
  • the other pressing member 12A, which is an L-shaped bar has a second end side L2 in the second region of the glass substrate 1 from the second end side L2 to the arrangement position of the current collecting electrode 20B. (Specifically, over the entire length of the second end L2), the glass substrate 1 is pressed.
  • the width of the first region and the width of the second region (that is, the distance from the first end side portion L1 to the arrangement position of the current collecting electrode 20A and the second end side portion L2 to the current collecting electrode).
  • the distance to the arrangement position of 20B is, for example, about several mm.
  • the collecting electrodes 20 ⁇ / b> A and 20 ⁇ / b> B are disposed on the glass substrate 1.
  • the collecting electrodes 20 ⁇ / b> A and 20 ⁇ / b> B may be disposed on the glass substrate 1, and the glass substrate 1 may be fixed by the substrate fixing unit 12.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a state in which ultrasonic vibration bonding processing is performed on the upper surfaces of the collecting electrodes 20A and 20B.
  • the ultrasonic vibration tool 14 is brought into contact with the upper surfaces of the collecting electrodes 20A and 20B, and a predetermined pressure is applied in the contact direction (the direction of the glass substrate 1). Then, in the pressure application state, the ultrasonic vibration tool 14 is ultrasonically vibrated in the horizontal direction (direction perpendicular to the pressure application direction). Thereby, current collection electrode 20A, 20B can be joined and fixed on solar cell laminated film ST1.
  • the ultrasonic bonding process is performed along the collecting electrodes 20A and 20B at a plurality of locations on the upper surfaces of the collecting electrodes 20A and 20B.
  • the control unit determines the condition of the ultrasonic vibration joining process, and the control unit controls the ultrasonic vibration tool 14 according to the determined condition.
  • the conditions under which the peel strength (bonding strength) of the collecting electrodes 20A and 20B is lowered that is, the collecting cells without damaging the solar cells ST1 existing under the collecting electrodes 20A and 20B.
  • the conditions of ultrasonic vibration bonding treatment that can bond the electric electrodes 20A and 20B to the glass substrate 1 are selected.
  • symbol 25 is the impression 25 to which the ultrasonic vibration joining process was performed.
  • a plurality of indentations 25 are present in a spot-like manner (dotted) along the line direction of the collecting electrodes 20A and 20B.
  • the collector electrodes 20A and 20B are electrically connected (joined) directly to the solar battery cell ST1 by the ultrasonic vibration joining process. In this manner, the current collecting electrodes 20A and 20B are electrically joined to the solar battery cell ST1, so that in the solar battery module, the current collecting electrodes 20A and 20B are used for the “collection of electricity generated by the solar battery cell ST1”. It functions as a bus bar electrode that is an “electrical electrode”.
  • one collecting electrode 20A functions as a cathode electrode
  • the other collecting electrode 20B functions as an anode electrode.
  • the electrode bonding apparatus 100 (electrode bonding method) according to the present embodiment is a collector electrode disposed along the end side portions L1 and L2 of the glass substrate 1 on the solar battery cell ST1.
  • the following joining process is performed on 20A and 20B. That is, the glass substrate 1 is pressed along the end side portions L1 and L2 in the region of the glass substrate 1 from the end side portions L1 and L2 to the position where the collecting electrodes 20A and 20B are disposed. And while performing the said press, an ultrasonic vibration joining process is performed with respect to the said collector electrode 20A, 20B, and the collector electrode 20A, 20B is joined to the glass substrate 1.
  • FIG. 10 is experimental data showing the effect of the present invention.
  • the inventors performed ultrasonic vibration bonding processing on the collecting electrodes 20A and 20B while pressing and fixing the end portions L1 and L2 with the substrate fixing portion 12 (first case).
  • the inventors performed ultrasonic vibration bonding processing on the collecting electrodes 20A and 20B without pressing and fixing the end portions L1 and L2 by the substrate fixing portion 12 (second case).
  • first and second cases a plurality of ultrasonic vibration joining processes are performed on the strip-shaped collector electrodes 20A and 20B in a spot manner along the extending direction of the collector electrodes 20A and 20B. It was implemented.
  • the conditions of the ultrasonic vibration bonding process in the first case pressure applied by the ultrasonic vibration tool 14, the frequency and amplitude of the ultrasonic vibration tool 14
  • the conditions of the ultrasonic vibration bonding process in the second case Are the same.
  • the peeling force of the collecting electrodes 20A and 20B was measured at each point where the ultrasonic vibration bonding process was performed.
  • the measurement result is shown in FIG.
  • the vertical axis in FIG. 10 is the peel force (which can be grasped as peel strength and bonding strength) (g)
  • the horizontal axis in FIG. 10 is the ultrasonic wave at the collecting electrode 20A (or the collecting electrode 20B). This is a processing point where the vibration joining process is performed.
  • the peel strength is weak and the strength is stable. That is, even if the ultrasonic vibration bonding process is performed so as to have a weak peeling force, the variation in the peeling strength (bonding strength) at each processing point is suppressed.
  • the dispersion of the peeling force (bonding strength) at each processing point is large.
  • the ultrasonic vibration bonding process is performed aiming at a peeling force of 200 g (target value)
  • a processing point that is not bonded or a processing point that generates a peeling force that is about five times the target value may be generated. ing. That is, in the second case, a processing point that is not joined and a processing point that damages the solar battery cell ST1 are generated in the same collector electrode 20A, 20B.
  • the inventors found the following as a result of various experiments. That is, the current collecting electrodes 20 ⁇ / b> A and 20 ⁇ / b> B are arranged along the end sides L ⁇ b> 1 and L ⁇ b> 2 of the glass substrate 1. In the vicinity of the end side portions L1 and L2 (that is, the region from the end side portions L1 and L2 to the positions where the collecting electrodes 20A and 20B are disposed) (see FIGS. 6 and 7), the end side portions L1 and L2 The glass substrate 1 is pressed along. And the ultrasonic vibration joining process is performed with respect to current collection electrode 20A, 20B, performing the said press. As a result, it has been found that even when the collecting electrodes 20A and 20B are bonded to the glass substrate 1 with a small peeling force, variation in peeling strength (bonding strength) at each point can be most suppressed. .
  • the collecting electrodes 20A and 20B are arranged along the end portions L1 and L2 of the glass substrate 1.
  • the end side portions L1 and L2 that is, the region from the end side portions L1 and L2 to the positions where the collecting electrodes 20A and 20B are disposed
  • the end side portions L1 and L2 The glass substrate 1 is pressed along.
  • the glass substrate 1 is pressed along the end side portions L3 and L4 in the vicinity of the end side portions L3 and L4. Then, an ultrasonic vibration bonding process is performed on the current collecting electrodes 20A and 20B while performing the pressing (that is, pressing all the end portions L1 to L4).
  • the collecting electrodes 20A and 20B are arranged along the end portions L1 and L2 of the glass substrate 1. Then, the glass substrate 1 is pressed along the end side portions L3 and L4 in the vicinity of the end side portions L3 and L4. And while performing the said press (that is, pressing edge part L3, L4), ultrasonic vibration joining process is performed with respect to current collection electrode 20A, 20B. In this case, even if the collecting electrodes 20A and 20B are bonded to the glass substrate 1 with a small peeling force, the variation in peeling strength (bonding strength) at each point cannot be suppressed as much as in the first case. The inventors have found that.
  • Current collecting electrodes 20 ⁇ / b> A and 20 ⁇ / b> B are arranged along end portions L ⁇ b> 1 and L ⁇ b> 2 of glass substrate 1. Then, the glass substrate 1 is pressed in a spot manner in the vicinity of the edge portions L1 and L2 (that is, the region from the edge portions L1 and L2 to the positions where the current collecting electrodes 20A and 20B are disposed). Then, the ultrasonic vibration bonding process is performed on the current collecting electrodes 20A and 20B while performing the pressing (that is, pressing the vicinity of the end portions L1 and L2 with dots). In this case, even if the current collecting electrodes 20A and 20B are bonded to the glass substrate 1 with a small peeling force, the inventors have found that the variation in peeling strength (bonding strength) at each point increases. Found.
  • the cross-sectional shape of the pressing member 12A is L-shaped. And the board
  • the portion of the pressing member 12A that contacts the solar cell ST1 is softer than the portion of the pressing member 12A that contacts the side surface of the glass substrate 1. Therefore, the pressing member 12A can softly press the glass substrate 1, and can prevent the solar battery cell ST1 from being damaged by the pressing. Moreover, since the part which contact
  • the rounded shape may be sufficient as the part which presses the glass substrate 1 by 12 A of press members.
  • control unit variably controls the pressing force by the pressing member 12A and the condition of the ultrasonic vibration joining process by the ultrasonic vibration tool 14. Therefore, according to the thickness / material of the glass substrate 1 and the thickness / material of the collecting electrodes 20A and 20B, the force of pressing by the pressing member 12A and the ultrasonic vibration bonding process by the ultrasonic vibration tool 14 are freely selected. Conditions can be changed.

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Abstract

　本発明は、電極に対して複数点の超音波振動接合処理を施し、基板に対して電極を小さい剥離力で接合させたとしても、各点における剥離力のばらつきを抑制することができる、電極接合装置を提供することを目的とする。そして、本発明は、太陽電池セル（ＳＴ１）上において、ガラス基板（１）の端辺部（Ｌ１，Ｌ２）に沿って、集電電極（２０Ａ，２０Ｂ）を配置させる。そして、押圧部材（１２Ａ）により、端辺部から集電電極が配置される位置までのガラス基板の領域において、端辺部に沿って、ガラス基板を押圧する。そして、当該押圧を行いながら、超音波振動ツール（１４）を用いて、集電電極に対して超音波振動接合処理を施す。

Description

電極接合装置および電極接合方法
　本発明は、太陽電池の製造方法に関するものであり、より具体的には、超音波振動接合法を用いた、基板と太陽電池の構成部材との接合に関する。
　従来より、太陽電池として、ガラス基板上に発電層および電極層などを成膜して成る薄膜太陽電池が、利用されている。当該薄膜太陽電池は、一般的に複数の太陽電池セルが直列に接続されて構成されている。
　また、上記薄膜太陽電池の構成において、各太陽電池セルで発電した電気は、ガラス基板の両端辺部付近に形成された集電電極（バスバー）にて集電される。そして、集電電極により集電された電気は、引出線（リード線）によって取り出される。つまり、引出線は、集電電極に接続されており、また端子ボックスの端子にも接続されている。当該接続構成により、引出線は、集電電極で集電された電気を、端子ボックスへと導くことが可能となる。
　ここで、集電電極は、ガラス基板上に形成された太陽電池セルの電極層と電気的に接続されており、引出線は、太陽電池セルとは直接接続されていない（つまり、引出線は、集電電極を介して太陽電池セルとは電気的に接続されるが、太陽電池セル自身と引出線自身とは絶縁されている）。
　なお、本発明に関連する従来技術（つまり、超音波振動接合処理を利用して、集電電極等を基板に接続する従来技術）は、既に複数存在している（特許文献１，２，３，４，５）。
国際公開第２０１０／１５０３５０号 特開２０１１－９２６１号公報 特開２０１１－９２６２号公報 特開２０１２－４２８０号公報 特開２０１２－４２８９号公報
　基板上には、太陽電池セル（太陽電池積層膜）が形成されており、当該太陽電池セル上に、帯状の集電電極を配置させ、当該集電電極に対して超音波振動接合処理を施す。これにより、当該太陽電池セルを構成する電極層と集電電極とが電気的に接続され、集電電極が基板に対して接合される。
　超音波振動接合処理では、超音波振動ツールを、集電電極に対して当接し、加圧する。そして、当該加圧を行いながら、超音波振動ツールを水平方向に超音波振動させる。ところが、近年、基板に対する集電電極の剥離強度（接合強度）を低強度で施工することが、望まれている。これは、以下の理由による。
　基板に対する集電電極の剥離強度（接合強度）を強くするために、超音波振動ツールを集電電極に強く加圧させる。すると、集電電極の下方に存在する太陽電池セルがダメージを受け、当該ダメージを受けた太陽電池セルでは、発電が行われない。よって、基板に対する集電電極の接合（固定）を維持しながら、太陽電池セルのダメージを回避するために、基板に対する集電電極の剥離強度（接合強度）を低強度で施工することが望まれている。なお、集電電極の剥離強度は低下させても、集電電極が、太陽電池セルが形成されている基板に固定されることは必要である。
　また、基板に対して帯状の集電電極を接合させる際には、当該帯状に沿って、集電電極の複数点（処理実施点と称する）に対して、超音波振動接合処理が施される。ここで、集電電極における各処理実施点で、集電電極の剥離強度（接合強度）に大きなばらつきが生じることは望ましくない。これは、集電電極の剥離強度（接合強度）を低強度で施工させた場合において、剥離強度（接合強度）のばらつきが大きくなると、全く接合出来ない処理実施点が発生したり、加圧力が大き過ぎるために太陽電池セルにダメージを与えてしまう処理実施点が発生したりするからである。
　そこで、本発明は、集電電極に対して複数点の超音波振動接合処理を施し、基板に対して集電電極を小さい剥離力で接合させたとしても、各点における剥離力のばらつきを抑制することができる、電極接合装置および電極接合方法を提供することを目的とする。
　上記の目的を達成するために、本発明に係る電極接合装置は、太陽電池セルが形成されている矩形状の基板に対して、前記基板の端辺部に沿って、電極を接合させる電極接合装置であって、前記基板を載置させるテーブルと、前記太陽電池セル上において、前記端辺部に沿って配置されている前記電極に対して、超音波振動接合処理を施す、超音波振動ツールと、上下方向に移動可能であり、前記基板を押圧する二つの押圧部材とを、備えており、前記基板は、第一の端辺部と、当該第一の端辺部に対向する第二の端辺部を有しており、一方の前記押圧部材は、前記基板における、前記第一の端辺部から前記電極の配置位置までの第一の所定領域において、前記第一の端辺部に沿って、前記基板を押圧し、他方の前記押圧部材は、前記基板における、前記第二の端辺部から前記電極の配置位置までの第二の所定領域において、前記第二の端辺部に沿って、前記基板を押圧する。　
　また、本発明に係る電極接合方法は、（Ａ）太陽電池セル（ＳＴ１）が形成されている矩形状の基板（１）を、テーブル（１１）上に載置する工程と、（Ｂ）前記太陽電池セル上において、前記基板の端辺部（Ｌ１，Ｌ２）に沿って、電極（２０Ａ，２０Ｂ）を配置させる工程と、（Ｃ）前記端辺部から前記電極が配置される位置までの前記基板の領域において、前記端辺部に沿って、前記基板を押圧する工程と、（Ｄ）前記（Ｃ）工程を行いながら、前記電極に対して超音波振動接合処理を施し、前記電極を前記基板に接合させる工程とを、備えている。
　本発明では、太陽電池セル上において、基板の端辺部に沿って配置されている電極に対して、以下の接合処理を施す。つまり、端辺部から電極が配置される位置までの基板の領域において、端辺部に沿って、基板を押圧する。そして、当該押圧を行いながら、上記電極に対して超音波振動接合処理を施し、電極を基板に接合させる。
　したがって、基板１に対して電極を小さい剥離強度（接合強度）で接合させたとしても、各点における剥離強度（接合強度）のばらつきを抑制することができる。
　この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
太陽電池セルＳＴ１が形成されたガラス基板１の全体を示す斜視図である。 電極接合装置１００の要部構成を示す斜視図である。 電極接合装置１００の要部構成を示す拡大断面図である。 ガラス基板１が、基板固定部１２により固定・押圧される様子を示す斜視図である。 ガラス基板１が、基板固定部１２により固定・押圧される様子を示す拡大断面図である。 太陽電池セルＳＴ１上に、集電電極２０Ａ，２０Ｂが配置されている様子を示す斜視図である。 太陽電池セルＳＴ１上に、集電電極２０Ａ，２０Ｂが配置されている様子を示す拡大断面図である。 超音波振動ツール１４が、集電電極２０Ａ，２０Ｂに対して超音波振動接合処理を実施する様子を示す拡大断面図である。 集電電極２０Ａ，２０Ｂに対して超音波振動接合処理が実施された後の様子を示す斜視図である。 本発明の効果を説明する実験データを示す図である。
　本発明では、太陽電池に配設される集電電極の接合には、超音波振動接合法（超音波振動接合処理）を採用する。ここで、超音波振動接合法では、接合対象物（集電電極）に対して、垂直方向に加圧しながら水平方向に超音波振動を印加することにより、当該接合対象物を被接合対象物（太陽電池セル基板）に接合する手法（処理）である。以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
　＜実施の形態＞
　まず、透明性を有する、矩形状の基板１（以下では、ガラス基板１とする）を用意する。そして、当該ガラス基板１の第一の主面上に、表面電極層、発電層および裏面電極層を各々、所定のパターン形状にて形成する。当該工程までにより、薄膜太陽電池の基本構成が作成される。なお、表面電極層、発電層および裏面電極層の全てを覆うように、第一の主面上方に、絶縁性を有する保護膜を積層させても良い。以下では、説明簡単化のため、保護膜を含めず説明を進める。
　ここで、ガラス基板１の第一の主面上に形成された、表面電極層、発電層および裏面電極層が当該順に積層して成る積層構造（なお、保護膜も形成されている場合には、当該保護膜も含む）の全体を、太陽電池積層膜ＳＴ１または太陽電池セルＳＴ１と称することとする。
　なお、表面電極層、発電層および裏面電極層は、当該順に積層しており、表面電極層および裏面電極層はそれぞれ、発電層と電気的に接続されている。また、ガラス基板１の厚さは、たとえば数ｍｍ程度以下の薄膜基板である。また、表面電極層は、透明性を有する導電膜から成り、たとえばＺｎＯ、ＩＴＯあるいはＳｎＯ２を採用することができる。また、当該表面電極層の厚さは、たとえば数十ｎｍ程度である。
　また、発電層は、入射された光を、電気に変換することができる光電変換層である。当該発電層は、膜厚が数μｍ程度（たとえば、３μｍ以下）の薄膜層である。また、当該発電層は、たとえばシリコン等から構成されている。また、裏面電極層は、たとえば銀を含む導電膜を採用できる。当該裏面電極層の厚さは、たとえば数十ｎｍ程度である。
　図１は、矩形状のガラス基板１の第一の主面上に、太陽電池積層膜ＳＴ１が成膜された様子を示す斜視図である。なお、図１において、太陽電池積層膜ＳＴ１は、砂地により図示している。なお、図１において、図面から視認できる、太陽電池積層膜ＳＴ１が成膜されているガラス基板１の主面が、第一の主面である。他方、図面から視認できない、第一の主面に対面する主面が、第二の主面である。第二の主面には、太陽電池積層膜ＳＴ１が成膜されておらず、ガラス基板１が露出されている。
　ここで、以後の説明の容易化のために、以下の名称を定義する。
　ガラス基板１の平面視形状は、矩形状である。よって、図１に示すように、ガラス基板１の第一の主面は、端辺部Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を有する。当該端辺部Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は、第一の端辺部Ｌ１、第二の端辺部Ｌ２、第三の端辺部Ｌ３、および第四の端辺部Ｌ４から構成されている。
　図１に例示する構成においては、第一の端辺部Ｌ１および第二の端辺部Ｌ２は、互いに対面（対向）して平行に並走しており、第三の端辺部Ｌ３および第四の端辺部Ｌ４は、互いに対面（対向）して平行に並走している。なお、図１に示す構成例では、第一の端辺部Ｌ１は、第三の端辺部Ｌ３および第四の端辺部Ｌ４と垂直に交差しており、第二の端辺部Ｌ２においても、第三の端辺部Ｌ３および第四の端辺部Ｌ４と垂直に交差している。
　次に、本発明に係る電極接合装置１００の構成について説明する。
　図２は、当該電極接合装置１００の要部構成を示す斜視図である。また、図３は、図２のＡ－Ａ断面線に沿った断面構成を示す拡大断面図である。
　電極接合装置１００は、超音波振動ツール、制御部、テーブル１１および基板固定部１２を有する。ここで、図２では、図面簡略化のために、超音波振動ツールおよび制御部の図示を省略している。また、図２示すように、基板固定部１２は二つであり、一方の基板固定部１２は、矩形の平面形状を有するテーブル１１を挟んで、他方の基板固定部１２と対面している。
　テーブル１１は平板部分を有しており、当該平板部分上にガラス基板１が載置される。また、各基板固定部１２は、図３に示すように、押圧部材１２Ａと駆動部１２Ｂとから構成されている。ここで、図２に示す構成例では、各基板固定部１２に対して、二つの駆動部１２Ｂが設けられている。
　基板固定部１２は、テーブル１１に載置されているガラス基板１を押圧することにより、当該ガラス基板１を当該テーブル１１に対して固定することができる装置である。一方の基板固定部１２は、テーブル１１の一方サイドに配設されており、他方の基板固定部１２は、テーブル１２の他方サイドに配設されている。基板固定部１２は、駆動部１２Ｂの駆動により、図３に示すように、上下方向および左右方向に移動できる。
　駆動部１２Ｂは、エアシリンダー等から構成されており、上述したように、図３の上下・左右方向に駆動する。また、駆動部１２Ｂにおけるガラス基板１との当接側には、押圧部材１２Ａが固定されている。したがって、駆動部１２Ｂの駆動に従って、押圧部材１２Ａは移動する。
　押圧部材１２Ａは、図２，３に示すように、断面形状がＬ字状である、棒状の部材（つまり、Ｌ字棒）である。当該Ｌ字の直角（９０°）を成す側が、ガラス基板１と当接する。また、押圧部材１２Ａのガラス基板１と当接する部分は、弾性部材１２Ｃで構成されている。ここで、弾性部材１２Ｃにおいて、ガラス基板１に形成された太陽電池セルＳＴ１と当接する部分は、ガラス基板１の側面と当接する部分よりも、柔らかい。
　上記の通り、各基板固定部１２は、二つの駆動部１２Ｂと、当該二つの駆動部１２Ｂに固定されている１本の押圧部材１２Ａとから、構成されている。
　制御部は、基板固定部１２の駆動を制御する装置である。つまり、制御部は、押圧部材１２Ａによる押圧の力を可変に制御することができると共に、押圧部材１２Ａの図３の左右方向の移動も制御することができる。また、当該制御部は、超音波振動ツールの駆動も制御することができる。つまり、制御部は、たとえば、ユーザからの指示に応じて、超音波振動ツールによる超音波振動接合処理の条件（振動数、振幅、加圧力）を可変に制御する。
　たとえば、集電電極の材質および厚さ、太陽電池セルＳＴ１を構成する各膜の材質および厚さ、および超音波振動接合処理の条件に応じて、押圧部材１２Ａによるガラス基板１に対する押圧力を変える必要がある。そこで、制御部は、ユーザからの指示に応じて、押圧部材１２Ａによる押圧の力を可変に制御する。また、制御部に、各情報（集電電極の材質および厚さ、太陽電池セルＳＴ１を構成する各膜の材質および厚さ、および超音波振動接合処理の条件）が入力された場合に、予め設定されているテーブルと上記各情報とから決定される押圧力により、押圧部材１２Ａを制御しても良い。ここで、当該テーブルには、上記各情報に対して一義的に押圧力が規定されている。
　次に、電極接合装置１００を用いて、ガラス基板１に対する集電電極の接合動作について説明する。
　まず、上記した、太陽電池セルＳＴ１が形成されたガラス基板１を用意する。そして、当該ガラス基板１を、テーブル１１の平面部に載置する。ここで、基板固定部１２の対面している方向（以下、対面方向と称する）のテーブル１１の寸法は、当該対面方向のガラス基板１の寸法よりも小さい。また、テーブル１１にガラス基板１が載置されている状態において、太陽電池セルＳＴ１が形成されているガラス基板１の面が、上面側となる。
　次に、制御部の調整された制御により駆動部１２Ｂが駆動することにより、基板固定部１２は、図３の左右方向（より具体的に、ガラス基板１の載置側に水平方向）に、移動する。つまり、基板固定部１２は、両サイドからガラス基板１を挟みこむように、水平方向に移動する。
　そして、ガラス基板１の側面と対面する押圧部材１２Ａの面は、当該ガラス基板１の側面と接触する。そして、各押圧部材１２Ａは、ガラス基板１を両サイドから把持する。ここで、各基板固定部１２は、制御部による調整された制御により、水平方向に調整されて移動する。当該制御は、ユーザからの指示に応じて実施される。つまり、テーブル１１上におけるガラス基板１の位置は、ユーザの指示に応じて決定される。
　ここで、調整とは、テーブル１１上におけるガラス基板１の載置位置を位置決めすることを意味している。つまり、各基板固定部１２の調整された移動により、テーブル１１上におけるガラス基板１の位置を位置決めすることができる。なお、上記の通り、対面方向のテーブル１１の寸法は、対面方向のガラス基板１の寸法よりも小さい。したがって、当該位置決めの際に、押圧部材１２Ａがテーブル１１の側面に接触し、押圧部材１２Ａによるガラス基板１の位置決めが妨げられることを防止できる。
　位置決めが完了すると、次に、制御部の制御により駆動部１２Ｂが駆動することにより、基板固定部１２は、図３の下方向（より具体的に、ガラス基板１を押圧する方向）に、移動する。つまり、基板固定部１２は、上方向からガラス基板１を押圧するように、垂直方向に移動する。
　そして、ガラス基板１の上面と対面する押圧部材１２Ａの面は、当該ガラス基板１に形成されている太陽電池セルＳＴ１と接触する。そして、各押圧部材１２Ａは、ガラス基板１を上方向から押圧する。ここで、各基板固定部１２は、制御部による制御により、下方向に移動する。当該制御は、ユーザからの指示に応じて実施される。つまり、押圧部材１２Ａによるガラス基板１に対する押圧力は、ユーザの指示に応じて決定される。
　図４は、基板固定部１２により、ガラス基板１がテーブル１１に固定されている様子を示す斜視図である。また、図５は、図３に対応する図面であり、基板固定部１２により、ガラス基板１がテーブル１１に固定されている様子を示す拡大断面図である。
　図４，５に示すように、図１で説明した、太陽電池セルＳＴ１が形成され、各端辺部Ｌ１～Ｌ４を有するガラス基板１が、各押圧部材１２Ａにより押圧固定されている。ここで、Ｌ字棒である一方の押圧部材１２Ａは、第一の端辺部Ｌ１において、当該第一の端辺部Ｌ１に沿って（より具体的には、第一の端辺部Ｌ１の全長に渡って）、ガラス基板１を押圧している。これ対して、Ｌ字棒である他方の押圧部材１２Ａは、第二の端辺部Ｌ２において、当該第二の端辺部Ｌ２に沿って（より具体的には、第二の端辺部Ｌ２の全長に渡って）、ガラス基板１を押圧している。
　なお、図５に示すように、押圧部材１２Ａが有する弾性部材１２Ｃは、ガラス基板１の第一の端辺部Ｌ１（および第二の端辺部Ｌ２）において、ガラス基板１と当接している。ここで、上記の通り、弾性部材１２Ｃにおいて、ガラス基板１に形成された太陽電池セルＳＴ１と当接する部分は、ガラス基板１の側面と当接する部分よりも、柔らかい。したがって、弾性部材１２Ｃのより堅い部分は、ガラス基板１の位置決めの際に、ガラス基板１の側面と当接し、その後、水平方向からガラス基板１を把持する。これに対して、弾性部材１２Ｃのより柔らかい部分は、ガラス基板１の上方から、当該ガラス基板１を押圧している。
　また、上記では、対面方向のテーブル１１の寸法は、対面方向のガラス基板１の寸法よりも小さい、と述べたが、この様子は図５に示されている。また、押圧部材１２Ａが、ガラス基板１を押圧する部分（押圧部分と称する）に着目する。当該押圧部分の少なくとも一部の下方とテーブル１１とにより、ガラス基板１が挟まれている構成が成立している。つまり、押圧部材１２Ａがガラス基板１を押圧する際に、当該押圧部材１２Ａが、ガラス基板１におけるテーブル１１に載置されていない部分のみを押圧することはない。
　次に、テーブル１１に載置されているガラス基板１において、太陽電池セルＳＴ１上の所定の位置に（ガラス基板１の端辺部Ｌ１，Ｌ２に沿って）、集電電極２０Ａ，２０Ｂを配置する。ここで、集電電極２０Ａ，２０Ｂは、帯状の導体であり、集電電極２０Ａ，２０Ｂとして、たとえば、銅、アルミニウムまたはこれらを含む導体を採用することができる。
　図６は、ガラス基板１に形成された太陽電池セルＳＴ１上に、各集電電極２０Ａ，２０Ｂが配設されている様子を示す斜視図である。また、図７は、図３，５に対応する図面であり、ガラス基板１に形成された太陽電池セルＳＴ１上に、集電電極２０Ａ，２０Ｂが配置されている様子を示す拡大断面図である。
　図４，５に示すように、帯状の集電電極２０Ａは、第一の端辺部Ｌ１に沿って、押圧部材１２Ａを避けて、配置されている。他方、帯状の集電電極２０Ｂは、第二の端辺部Ｌ２に沿って、押圧部材１２Ａを避けて、配置されている。より具体的には、集電電極２０Ａは、第一の端辺部Ｌ１から少し離れた位置において、当該第一の端辺部Ｌ１に沿って配置されている。他方、集電電極２０Ｂは、第二の端辺部Ｌ２から少し離れた位置において、当該第二の端辺部Ｌ２に沿って配置されている。
　したがって、Ｌ字棒である一方の押圧部材１２Ａは、ガラス基板１における、第一の端辺部Ｌ１から集電電極２０Ａの配置位置までの第一の領域において、当該第一の端辺部Ｌ１に沿って（より具体的には、第一の端辺部Ｌ１の全長に渡って）、ガラス基板１を押圧している。他方、Ｌ字棒である他方の押圧部材１２Ａは、ガラス基板１における、第二の端辺部Ｌ２から集電電極２０Ｂの配置位置までの第二の領域において、当該第二の端辺部Ｌ２に沿って（より具体的には、第二の端辺部Ｌ２の全長に渡って）、ガラス基板１を押圧している。なお、第一の領域の幅および第二の領域の幅（つまり、第一の端辺部Ｌ１から集電電極２０Ａの配置位置までの距離、および、第二の端辺部Ｌ２から集電電極２０Ｂの配置位置までの距離）は、たとえば、数ｍｍ程度である。
　ここで、上記では、基板固定部１２によりガラス基板１を固定した後に、当該ガラス基板１上に集電電極２０Ａ，２０Ｂを配置させた。しかしながら、ガラス基板１をテーブル１１に載置させた後、当該ガラス基板１上に集電電極２０Ａ，２０Ｂを配置させ、そして、基板固定部１２によりガラス基板１を固定させても良い。
　さて、集電電極２０Ａ，２０Ｂを太陽電池積層膜ＳＴ１上に配置させた後に、当該集電電極２０Ａ，２０Ｂの上面に対して、スポット的に、超音波振動接合処理を施す。より具体的には、基板固定部１２によりガラス基板１がテーブル１１に対して固定されている状態において、集電電極２０Ａ，２０Ｂに対して、後述する超音波振動接合処理を実施する。図８は、集電電極２０Ａ，２０Ｂの上面に対して超音波振動接合処理を施す様子を示す図である。
　図８を参照して、超音波振動ツール１４を集電電極２０Ａ，２０Ｂの上面に当接し、当該当接方向（ガラス基板１の方向）に所定の圧力を印加する。そして、当該圧力印加状態で、水平方向（圧力印加方向に垂直な方向）に、当該超音波振動ツール１４を超音波振動させる。これにより、集電電極２０Ａ，２０Ｂを、太陽電池積層膜ＳＴ１上において、接合・固定させることができる。当該超音波接合処理を、集電電極２０Ａ，２０Ｂの上面の複数箇所において、集電電極２０Ａ，２０Ｂに沿って、各々実施する。
　ここで、ユーザの入力操作に基づき、制御部は超音波振動接合処理の条件を決定し、当該決定した条件に従い、制御部は超音波振動ツール１４を制御する。なお、ここでは、集電電極２０Ａ，２０Ｂの剥離強度（接合強度）を低下させた条件、つまり、集電電極２０Ａ，２０Ｂの下に存在する太陽電池セルＳＴ１にダメージを与えることなく、当該集電電極２０Ａ，２０Ｂをガラス基板１に接合できる（発電層にダメージを与えることなく、電極層と電気的に接合できる）超音波振動接合処理の条件が、選択される。
　当該超音波振動接合処理後の様子を、図９の斜視図に示す。図９において、符号２５は、超音波振動接合処理が施された圧痕２５である。図９に示すように、集電電極２０Ａ，２０Ｂの線方向に沿って、複数の圧痕２５が、スポット的（点在して）に存在する。
　上記超音波振動接合処理によって、集電電極２０Ａ，２０Ｂが太陽電池セルＳＴ１と直接、電気的に接続（接合）される。このように、集電電極２０Ａ，２０Ｂが太陽電池セルＳＴ１と電気的に接合されることにより、太陽電池モジュールにおいて、当該集電電極２０Ａ，２０Ｂは、太陽電池セルＳＴ１で発電した電気の「集電用電極」であるバスバー電極として機能する。ここで、たとえば、一方の集電電極２０Ａはカソード電極として機能し、他方の集電電極２０Ｂはアノード電極として機能する。
　以上のように、本実施の形態に係る電極接合装置１００（電極接合方法）は、太陽電池セルＳＴ１上において、ガラス基板１の端辺部Ｌ１，Ｌ２に沿って、配置されている集電電極２０Ａ，２０Ｂに対して、以下の接合処理を施す。つまり、端辺部Ｌ１，Ｌ２から集電電極２０Ａ，２０Ｂが配置される位置までのガラス基板１の領域において、端辺部Ｌ１，Ｌ２に沿って、ガラス基板１を押圧する。そして、当該押圧を行いながら、上記集電電極２０Ａ，２０Ｂに対して超音波振動接合処理を施し、集電電極２０Ａ，２０Ｂをガラス基板１に接合させる。
　したがって、ガラス基板１に対して集電電極２０Ａ，２０Ｂを小さい剥離強度（接合強度）で接合させたとしても、各点における剥離強度（接合強度）のばらつきを抑制することができる。図１０は、本発明の効果を示す実験データである。
　発明者らは、基板固定部１２により端辺部Ｌ１，Ｌ２を押圧固定しながら、集電電極２０Ａ，２０Ｂに対して、超音波振動接合処理を施した（第一のケース）。また、発明者らは、基板固定部１２により端辺部Ｌ１，Ｌ２を押圧固定せずに、集電電極２０Ａ，２０Ｂに対して、超音波振動接合処理を施した（第二のケース）。ここで、第一、二のケースにおいて、帯状の集電電極２０Ａ，２０Ｂに対して、スポット的に、当該集電電極２０Ａ，２０Ｂの延設方向に沿って、複数の超音波振動接合処理が実施された。また、第一のケースにおける超音波振動接合処理の条件（超音波振動ツール１４による加圧力、超音波振動ツール１４の振動数・振幅）と、第二のケースにおける超音波振動接合処理の条件とは同じである。
　当該第一，二のケースにおいて、超音波振動接合処理が実施された各点において、集電電極２０Ａ，２０Ｂの剥離力を測定した。当該測定結果が、図１０に示されている。ここで、図１０の縦軸は、剥離力（剥離強度、接合強度とも把握できる）（ｇ）であり、図１０の横軸は、集電電極２０Ａ（または集電電極２０Ｂ）における、超音波振動接合処理が実施された処理点である。
　図１０に示すように、第一のケースでは、剥離力が弱い状態で、その強さも安定している。つまり、弱い剥離力となるように超音波振動接合処理が実施されたとしても、各処理点における剥離強度（接合強度）のばらつきは抑制されている。
　他方、第二のケースでは、弱い剥離力となるように超音波振動接合処理が実施された結果、各処理点における剥離力（接合強度）のばらつきは大きくなっている。たとえば、剥離力２００ｇ（目標値）を狙って超音波振動接合処理を実施したとしても、接合されない処理点が発生したり、目標値の５倍程度の剥離力となる処理点が発生したりしている。つまり、第二のケースでは、接合していない処理点および太陽電池セルＳＴ１にダメージを与えている処理点が、同じ集電電極２０Ａ，２０Ｂにおいて、生じている。
　図１０に示すように、本発明を採用することにより、ガラス基板１に対して集電電極２０Ａ，２０Ｂを小さい剥離力で接合させたとしても、各点における剥離強度（接合強度）のばらつきを抑制することができる。
　また、発明者らは、様々な実験を試みた結果、次のことが見出した。つまり、集電電極２０Ａ，２０Ｂをガラス基板１の端辺部Ｌ１，Ｌ２に沿って配置させる。そして、端辺部Ｌ１，Ｌ２付近（つまり、端辺部Ｌ１．Ｌ２から集電電極２０Ａ，２０Ｂが配置される位置までの領域）において（図６，７参照）、端辺部Ｌ１，Ｌ２に沿って、ガラス基板１を押圧する。そして、当該押圧を行いながら、集電電極２０Ａ，２０Ｂに対して超音波振動接合処理を施す。これにより、ガラス基板１に対して集電電極２０Ａ，２０Ｂを小さい剥離力で接合させたとしても、各点における剥離強度（接合強度）のばらつきを最も抑制することができる、ということを見出した。
　たとえば、集電電極２０Ａ，２０Ｂをガラス基板１の端辺部Ｌ１，Ｌ２に沿って配置させる。そして、端辺部Ｌ１，Ｌ２付近（つまり、端辺部Ｌ１．Ｌ２から集電電極２０Ａ，２０Ｂが配置される位置までの領域）において（図６，７参照）、端辺部Ｌ１，Ｌ２に沿って、ガラス基板１を押圧する。加えて、端辺部Ｌ３，Ｌ４付近において、当該端辺部Ｌ３，Ｌ４に沿って、ガラス基板１を押圧する。そして、当該押圧を行いながら（つまり、全ての端辺部Ｌ１～Ｌ４を押圧しながら）、集電電極２０Ａ，２０Ｂに対して超音波振動接合処理を施す。この場合には、ガラス基板１に対して集電電極２０Ａ，２０Ｂを小さい剥離力で接合させたとしても、各点における剥離強度（接合強度）のばらつきは、上記第二のケースと同様の傾向である、ということを発明者らは見出した。
　また、集電電極２０Ａ，２０Ｂをガラス基板１の端辺部Ｌ１，Ｌ２に沿って配置させる。そして、端辺部Ｌ３，Ｌ４付近において、端辺部Ｌ３，Ｌ４に沿って、ガラス基板１を押圧する。そして、当該押圧を行いながら（つまり、端辺部Ｌ３，Ｌ４を押圧しながら）、集電電極２０Ａ，２０Ｂに対して超音波振動接合処理を施す。この場合には、ガラス基板１に対して集電電極２０Ａ，２０Ｂを小さい剥離力で接合させたとしても、各点における剥離強度（接合強度）のばらつきは、第一のケース程抑制できない、ということを発明者らは見出した。集電電極２０Ａ，２０Ｂをガラス基板１の端辺部Ｌ１，Ｌ２に沿って配置させる。そして、端縁部Ｌ１，Ｌ２付近（つまり、端辺部Ｌ１．Ｌ２から集電電極２０Ａ，２０Ｂが配置される位置までの領域）において、スポット的に、ガラス基板１を押圧する。そして、当該押圧を行いながら（つまり、端辺部Ｌ１，Ｌ２付近を点で押圧しながら）、集電電極２０Ａ，２０Ｂに対して超音波振動接合処理を施す。この場合には、ガラス基板１に対して集電電極２０Ａ，２０Ｂを小さい剥離力で接合させたとしても、各点における剥離強度（接合強度）のばらつきは、大きくなる、ということを発明者らは見出した。
　また、押圧部材１２Ａの断面形状は、Ｌ字状である。そして、駆動部１２Ｂにより、基板固定部１２（押圧部材１２Ａ）は、水平方向にも移動可能である。したがって、押圧部材１２Ａを用いて、テーブル１１におけるガラス基板１の位置決め処理をも、行うことが可能となる。
　また、押圧部材１２Ａにおける太陽電池セルＳＴ１上に当接する部分は、押圧部材１２Ａにおけるガラス基板１の側面に当接する部分よりも、柔らかい。したがって、押圧部材１２Ａは、ソフトに、ガラス基板１を押圧することが可能となり、当該押圧により太陽電池セルＳＴ１にダメージを与えることを防止できる。また、押圧部材１２Ａにおけるガラス基板１の側面に当接する部分は柔らかくないので、ガラス基板１の位置決めを精度良く行うことができる。
　なお、押圧部材１２Ａによるガラス基板１を押圧する部分は、丸みを帯びている形状であっても良い。
　また、制御部は、押圧部材１２Ａによる押圧の力および超音波振動ツール１４による超音波振動接合処理の条件、を可変に制御する。したがって、ガラス基板１の厚さ・素材、集電電極２０Ａ，２０Ｂの厚さ・素材等に応じて、自由に、押圧部材１２Ａによる押圧の力および超音波振動ツール１４による超音波振動接合処理の条件を、変更することができる。
　この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
　１　ガラス基板
　Ｌ１～Ｌ４　端辺部
　ＳＴ１　太陽電池セル
　１１　テーブル
　１２　基板固定部
　１２Ａ　押圧部材
　１２Ｂ　駆動部
　１２Ｃ　弾性部材
　１４　超音波振動ツール
　２０Ａ，２０Ｂ　集電電極
　２５　圧痕
　１００　電極接合装置

Claims (6)

  1. 　太陽電池セル（ＳＴ１）が形成されている矩形状の基板（１）に対して、前記基板の端辺部（Ｌ１，Ｌ２）に沿って、電極（２０Ａ，２０Ｂ）を接合させる電極接合装置（１００）であって、
    　前記基板を載置させるテーブル（１１）と、
    　前記太陽電池セル上において、前記端辺部に沿って配置されている前記電極に対して、超音波振動接合処理を施す、超音波振動ツール（１４）と、
    　上下方向に移動可能であり、前記基板を押圧する二つの押圧部材（１２Ａ）とを、備えており、
    　前記基板は、
    　第一の端辺部（Ｌ１）と、当該第一の端辺部に対向する第二の端辺部（Ｌ２）を有しており、
    　一方の前記押圧部材は、
    　前記基板における、前記第一の端辺部から前記電極の配置位置までの第一の所定領域において、前記第一の端辺部に沿って、前記基板を押圧し、
    　他方の前記押圧部材は、
    　前記基板における、前記第二の端辺部から前記電極の配置位置までの第二の所定領域において、前記第二の端辺部に沿って、前記基板を押圧する、
    ことを特徴とする電極接合装置。
  2. 前記押圧部材の断面形状は、
    　Ｌ字状であり、
    　前記押圧部材は、
    　水平方向にも移動可能である、
    ことを特徴とする請求項１に記載の電極接合装置。
  3. 前記押圧部材における前記太陽電池セル上に当接する部分は、
    　前記押圧部材における前記基板の側面に当接する部分よりも、柔らかい、
    ことを特徴とする請求項２に記載の電極接合装置。
  4. 前記押圧部材を制御する制御部を、さらに備えており、
    　前記制御部は、
    　前記押圧部材による前記押圧の力を可変に制御する、
    ことを特徴とする請求項１に記載の電極接合装置。
  5. 前記制御部は、
    　前記超音波振動ツールによる前記超音波振動接合処理の条件を可変に制御する、
    ことを特徴とする請求項４に記載の電極接合装置。
  6. （Ａ）太陽電池セル（ＳＴ１）が形成されている矩形状の基板（１）を、テーブル（１１）上に載置する工程と、
    　（Ｂ）前記太陽電池セル上において、前記基板の端辺部（Ｌ１，Ｌ２）に沿って、電極（２０Ａ，２０Ｂ）を配置させる工程と、
    　（Ｃ）前記端辺部から前記電極が配置される位置までの前記基板の領域において、前記端辺部に沿って、前記基板を押圧する工程と、
    　（Ｄ）前記（Ｃ）工程を行いながら、前記電極に対して超音波振動接合処理を施し、前記電極を前記基板に接合させる工程とを、備えている、
    ことを特徴する電極接合方法。
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