太陽電池モジュールの製造方法
【課題】配線基板にアライメントマークを設けることなく、太陽電池セルをアライメントして、確実に配線基板の配線と太陽電池セルの電極が接続されるように配線基板上に太陽電池セルを設置することを可能にする。
【解決手段】基材上に配線を設けて形成した配線基板と、この配線基板の配線上に設置して電気的に接続される複数の太陽電池セルとを備えた太陽電池モジュールを製造する方法であって、配線基板の配線上に太陽電池セルを設置する際に、太陽電池モジュールを形成する配線基板のモジュール領域の画像を取得し、この画像からモジュール領域の中心位置を求め、このモジュール領域の中心位置を基準にしてアライメントを行うようにした。
【解決手段】基材上に配線を設けて形成した配線基板と、この配線基板の配線上に設置して電気的に接続される複数の太陽電池セルとを備えた太陽電池モジュールを製造する方法であって、配線基板の配線上に太陽電池セルを設置する際に、太陽電池モジュールを形成する配線基板のモジュール領域の画像を取得し、この画像からモジュール領域の中心位置を求め、このモジュール領域の中心位置を基準にしてアライメントを行うようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールの製造方法に関し、特に配線基板上に多数の太陽電池セルを設置することにより多数の太陽電池セルを電気的に接続した太陽電池モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽エネルギーを利用して発電を行う太陽光発電の開発、普及が急速に進められている。そして、従来、太陽光発電に用いる太陽電池モジュールは、受光側に配設されたガラス基板などの透光性基板と、裏面側に配設された耐候性フィルムなどの絶縁層と、透光性基板と絶縁層の間に配設された多数の太陽電池セルと、透光性基板と絶縁層の間に配設され、多数の太陽電池セルを封止する封止層（封止材）とを備えて構成されている。また、太陽電池セルは、例えば単結晶または多結晶のシリコン基板の受光面である表面側にマイナス電極（ｎ型半導体電極）、裏面側にプラス電極（ｐ型半導体電極）を設けた両面電極型太陽電池セルが主流となっている。
【０００３】
一方、両面電極型太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールは、多数の太陽電池セルを接続する配線材（インターコネクタ）を太陽電池セルの表面側から裏面側に回り込ませて配線することが必要になる。また、配線材が太陽電池セルの受光面上に重なって配設される。このため、太陽電池モジュールの製造時の配線作業に多大な労力を要するなどの問題があった。また、シリコン基板ひいては太陽電池セルの薄型化が進んでおり、配線作業によってセル割れが発生する問題もあった。
【０００４】
これに対し、シリコン基板の裏面にマイナス電極とプラス電極の両電極を設けた裏面電極型太陽電池セル（バックコンタクト方式の太陽電池セル）が提案されている。そして、この裏面電極型太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールは、多数の太陽電池セルをそれぞれ配線基板の配線上に設置（実装）することにより電気的に接続することができる。このため、従来の配線作業を不要にして太陽電池セルを電気的に接続することができる。
【０００５】
また、このような裏面電極型の太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールを製造する際には、例えばライン上を流して搬送された配線基板の配線パターンに対し、太陽電池セルを搬送して所定位置、所定方向にアライメント（位置決め）する。次に、配線基板の配線パターン上にアライメントした太陽電池セルを順次設置し、半田などを用いて固定し、配線基板の配線と太陽電池セルの電極とを電気的に接続する。次に、配線基板と多数の太陽電池セルを封止材で封止し、さらに端部ボックス、外枠などを取り付けることにより太陽電池モジュールの製造が完了する（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００６】
また、太陽電池セルをアライメントする際には、予め配線基板にスリットなどのアライメントマークを設けておき、太陽電池セルを搬送するとともにアライメントマークの位置を光学センサなどで検知して、このアライメントマークの位置を基準に太陽電池セルのアライメントを行うようにしている（例えば、特許文献３、特許文献４参照）。
【０００７】
なお、特許文献１では、図１２に示すように、太陽電池モジュールの製造が完了した段階で（太陽電池モジュールを組み立てた後に）所定の検査を行い、所定の基準を満たしていない太陽電池モジュールを不良品として廃棄し、基準を満たした太陽電池モジュールのみを完成品として出荷するようにしている。このため、効率が悪く、無駄が多くなり、製造歩留まりが低くなってしまう。これに対し、特許文献２では、図１３に示すように、アライメントを行い、太陽電池セルを配線基板の配線上に設置した段階で検査を行うようにし、製造歩留まりを向上させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３４０３６２号公報
【特許文献２】特開２００９−１８２２４４号公報
【特許文献３】特開２００９−２２４５９７号公報
【特許文献４】特開２００９−８８１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、従来の太陽電池モジュールの製造方法のように、配線基板にスリットなどのアライメントマークを設け、アライメントマークの位置を基準に太陽電池セルのアライメントを行う場合には、光学センサでアライメントマークの位置を検知（特定）し、この特定したアライメントマークの位置と配線基板の設計データ（図面データ）から、太陽電池セルを設置する配線基板上のセル設置領域を求めている（特定している）。
【００１０】
しかしながら、配線基板は、製造時の加熱などにより伸び（変形）が生じている場合があり、上記のようにアライメントマークの位置と配線基板の設計データからセル設置領域を特定すると、配線基板の変形に起因してアライメントの位置にずれが生じてしまう。このため、配線基板の配線と太陽電池セルの電極がずれた状態で太陽電池セルが設置されてしまう場合があった。そして、アライメント位置のずれに起因して、検査時に所定の基準を満たしていない太陽電池セル（太陽電池モジュール）が検出され、製造歩留まりが低下するという問題があった。また、アライメントマークを別途設ける手間などにより、コストが増大する。
【００１１】
さらに、従来、配線基板は、主にそのデザイン的な面から黒色が好まれており、スリットなどのアライメントマークを設けると、このアライメントマークを通じてバックシートなどの白色、アルミ面などが露出してしまう。このため、太陽電池モジュールのデザインを損なうという問題もあった。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑み、配線基板にアライメントマークを設けることなく、太陽電池セルをアライメントして、確実に配線基板の配線と太陽電池セルの電極が接続されるように配線基板上に太陽電池セルを設置することを可能にする太陽電池モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【００１４】
本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、基材上に配線を設けて形成した配線基板と、該配線基板の配線上に設置して電気的に接続される複数の太陽電池セルとを備えた太陽電池モジュールを製造する方法であって、前記配線基板の配線上に前記太陽電池セルを設置する際に、太陽電池モジュールを形成する前記配線基板のモジュール領域の画像を取得し、該画像から前記モジュール領域の中心位置を求め、該モジュール領域の中心位置を基準にしてアライメントを行うようにしたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の太陽電池モジュールの製造方法においては、前記配線基板の設計データと、前記配線基板のモジュール領域の画像から求めた前記配線基板のモジュール領域の形状データとを対比して、前記モジュール領域の中心位置を基準にした前記配線基板の変形率を求め、前記配線基板の変形率に基づいて、前記太陽電池セルを設置する前記配線基板のセル設置領域の中心位置を求め、前記配線基板のセル設置領域の中心位置と前記太陽電池セルの中心位置を合わせてアライメントを行うことが望ましい。
【００１６】
さらに、本発明の太陽電池モジュールの製造方法においては、アライメントを行う前に予め前記太陽電池セルと前記配線基板の検査を行い、アライメントして前記太陽電池セルを前記配線基板上に設置した後に、固定材によって前記太陽電池セルを前記配線基板に固定することが望ましい。
【００１７】
また、本発明の太陽電池モジュールの製造方法においては、前記固定材が、接着テープ、粘着テープ、接着剤及び粘着剤からなる群から選ばれる少なくとも１種であることが望ましい。
【００１８】
さらに、本発明の太陽電池モジュールの製造方法においては、前記固定材が、透明樹脂及び紫外線硬化樹脂の少なくとも一方からなることが望ましい。
【００１９】
また、本発明の太陽電池モジュールの製造方法においては、前記太陽電池セルの受光面と前記太陽電池セルを設置する前記配線基板の表面を連結するように前記固定材を設けることがより望ましい。
【００２０】
さらに、本発明の太陽電池モジュールの製造方法においては、前記太陽電池セルの電極と前記配線基板の配線とを直接接触させた状態で、前記太陽電池セルと前記配線基板を封止材によって封止することがさらに望ましい。
【００２１】
また、本発明の太陽電池モジュールの製造方法においては、前記封止材が、エチレンビニルアセテート樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ゴム系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種の透明樹脂を含むことがより望ましい。
【００２２】
さらに、本発明の太陽電池モジュールの製造方法において、前記配線基板には、前記基材の一方の表面から他方の表面に貫通する貫通孔が形成されていることが望ましい。
【００２３】
また、本発明の太陽電池モジュールの製造方法においては、前記太陽電池セルが裏面電極型太陽電池セルであることが望ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の太陽電池モジュールの製造方法によれば、配線基板のモジュール領域の画像からモジュール領域の中心位置を求め、このモジュール領域の中心位置を基準にしてアライメントを行うことにより、実際の配線基板の画像に基づいてアライメントの位置を求めることができる。このため、従来のアライメントマークを用いてアライメントを行う場合と比較し、確実に配線基板の配線上に太陽電池セルの電極を配置して太陽電池セルを設置することが可能になる。
【００２５】
そして、従来と比較し、スリットなどのアライメントマークが不要になるため、配線基板のデザインを損なうことがなく、太陽電池モジュールの製造歩留まりを向上させることが可能になるとともに製造コストの低減を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールを示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法を示すフロー図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法を示すフロー図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの配線基板を示す平面図であり、配線基板のモジュール領域及び中心位置を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法において、セル設置領域の中心位置と太陽電池セルの中心位置を合わせてアライメントを行うことを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法において、配線基板のモジュール領域にアライメント用モジュール枠をセットしている状態を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法において、アライメント用モジュール枠に太陽電池セルを補給している状態を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法において、検査を行っている状態を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る太陽電池セルの変形例を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る太陽電池セルの変形例を示す図である。
【図１１】セル設置領域の中心位置と円形電極を備えた太陽電池セルの中心位置を合わせてアライメントを行うことを示す図である。
【図１２】従来の太陽電池モジュールの製造方法を示すフロー図である。
【図１３】従来の太陽電池モジュールの製造方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図１から図８を参照し、本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法について説明する。
【００２８】
はじめに、本実施形態の太陽電池モジュールＡは、図１に示すように、受光面Ａ１側に配置された透光性基板１と、裏面Ａ２側に配置された配線基板２と、透光性基板１と配線基板２の間に配置された多数（複数）の太陽電池セル３と、太陽電池セル３（と配線基板２）を封止する封止材４と、太陽電池モジュールＡで発生した電流を外部に取り出すための端部ボックス５と、アルミニウム枠などの枠体６とを備えて構成されている。
【００２９】
透光性基板１は、ガラス基板、透明樹脂基板などであり、透光性樹脂基板である場合には、樹脂として、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートなどを用いて形成される。
【００３０】
太陽電池セル３は、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、アモルファスシリコン型、化合物型、色素増感型などの太陽電池セルである。また、本実施形態の太陽電池セル３は、裏面３ａにプラス電極（ｐ型電極）７とマイナス電極（ｎ型電極）８を備えた裏面電極型太陽電池セルである。
【００３１】
そして、この太陽電池セル３は、太陽電池セル３の電極７、８と配線基板２の配線１０とを直接接触させた状態で封止材４により封止されている。本実施形態の封止材４は、エチレンビニルアセテート樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ゴム系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種の透明樹脂を含むものである。このような封止材４を用いることで好適に太陽電池セル３を封止することができる。
【００３２】
なお、太陽電池セル３は、封止用フィルム（封止）で挟み込み、加熱加圧を行って封止されてもよく、この場合、封止用フィルムとしては、例えば、ＥＶＡフィルム、エチレン・（メタ）アクリル酸エステル共重合体フィルム、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素樹脂フィルムなどが用いられる。
【００３３】
配線基板２は、絶縁性材料からなる基材１１と、基材１１の一方の面に設けられた配線（配線パターン）１０と、基材１１の他方の面に設けられたバックシート（バリア層）１２とを備えて構成されている。
【００３４】
また、本実施形態の基材１１は、例えば、繊維及び樹脂を含有する複合材料からなり、繊維として、ガラスクロス、ガラス不織布、紙などを用い、樹脂として、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などを用いて形成されている。
【００３５】
配線１０は、電気抵抗が低い材料、例えば、銅、アルミニウム、鉄−ニッケル合金などを用いて形成されている。なお、導電性高分子を使用して形成されていてもよい。
【００３６】
バックシート（バリア層）１２は、空気透過を調整する層であり、耐候性、絶縁性などに優れ、長期信頼性を有する材料、例えば、フッ素樹脂フィルム、低オリゴマー・耐熱ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム／ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム、シリカ（ＳｉＯ２）蒸着フィルム、アルミニウム箔などを用いて形成されている。
【００３７】
上記構成からなる太陽電池モジュールＡを製造する際には、太陽電池セル３と配線基板２の電気的特性の検査を予め実施しておく。そして、配線基板２に、封止材４、太陽電池セル３、透光性基板１を積層する。このとき、配線基板２に対して太陽電池セル３を位置決め（アライメント）して、確実に太陽電池セル３の電極７、８が配線基板２の配線１０上に配されるように太陽電池セル３を設置（実装）する。次に、配線基板２／封止材４／太陽電池セル３／透光性基板１の積層体を加熱加圧する。この加熱加圧により、配線基板２、封止材４、太陽電池セル３、透光性基板１が密着し、多数の太陽電池セル３（太陽電池セル３同士）を配線１０により電気的に接続した太陽電池モジュールＡが得られる。また、最後に端部ボックス５、枠体６を取り付けて太陽電池モジュールＡが製造される。
【００３８】
一方、上記のように太陽電池モジュールＡを製造する際には、例えばライン上を流して搬送された配線基板２の配線パターン（配線１０）に対し、太陽電池セル３をロボットアームなどで保持しつつ搬送してアライメント（位置決め）を行う。そして、配線基板２の配線１０上にアライメントした太陽電池セル３を順次設置してゆく。
【００３９】
そして、本実施形態の太陽電池モジュールＡの製造方法では、このように太陽電池セル３をアライメントして配線基板２の配線１０上に設置する際、図２及び図３（ａ）に示すように、赤外線発光素子などの照明装置１３で太陽電池モジュールＡを形成する配線基板２のモジュール領域Ｒ１（モジュールサイズの配線基板２）を照明し、ＣＣＤカメラ１４でモジュール領域Ｒ１の画像を取得する。これとともに、図４に示すように、取得した画像からモジュール領域Ｒ１の中心位置Ｓ１を求める。
【００４０】
次に、図面上から予め算出した配線基板２の設計データ（図面データ）と、ＣＣＤカメラ１４で取得した画像から求めたモジュール領域Ｒ１の形状データ（例えば外枠Ｍの位置データ）とを対比して、モジュール領域Ｒ１の中心位置Ｓ１を基準にした配線基板２の伸び率（変形率）を求める。そして、モジュール領域Ｒ１の中心位置Ｓ１と配線基板２の伸び率に基づいて、図５に示すように、太陽電池セル３を設置する配線基板２のセル設置領域Ｒ２の中心位置Ｓ２を求める（図２のステップ１）。
【００４１】
なお、太陽電池セル３に対しても、図５に示すように、上記と同様に画像を取得し、図面上から算出した太陽電池セル３の設計データ（図面データ）と、画像から求めた形状データとを対比して、予め、その中心位置Ｓ３を求めておく。
【００４２】
次に、図３（ｂ）及び図６に示すように、照明装置１５とＣＣＤカメラ１６で中心位置Ｓ１を認識したモジュール領域Ｒ１の配線基板２上にアライメント用モジュール枠１７をセットする（図２のステップ２）。また、このアライメント用モジュール枠１７をセットして大枠のセル位置を決めた後に、図３（ｃ）及び図７に示すように、ロボットアーム１８を用いてアライメント用モジュール枠１７内に太陽電池セル３を補給する（図２のステップ３）。
【００４３】
次に、図３（ｄ）に示すように、赤外線発光素子１９で配線基板２のセル設置領域Ｒ２に赤外線光を照射するとともにＣＣＤカメラ２０でセル設置領域Ｒ２の画像を取得しながら、配線基板２のセル設置領域Ｒ２の中心位置Ｓ２と、アライメント用モジュール枠１７内に補給した太陽電池セル３の中心位置Ｓ３が合うようにロボットアーム１８でアライメントを行う（図２のステップ４）。このようにアライメント用モジュール枠１７への太陽電池セル３の補給、アライメントを行った後に、図３（ｅ）及び図５に示すように、太陽電池セル３を配線基板２に物理的に圧着させる（図２のステップ５）。このとき、例えば、太陽電池セル３を上方から押圧（加圧）して圧着させたり、真空吸着によって太陽電池セル３を配線基板２に圧着させる。
【００４４】
そして、本実施形態では、図８に示すように、太陽電池セル３を配線基板２に圧着させた段階で検査を行う（図２のステップ５）。ここでは、順方向ＩＶ（電流−電圧）特性、逆方向ＩＶ（電流−電圧）特性、発熱（サーモ）特性、電極間導通特性、ＥＬ（Electro Luminessence）特性、ＰＬ（Photo Luminessence）特性の検査のうち、少なくとも一以上の検査を行うことが好ましい。
【００４５】
順方向ＩＶ（電流−電圧）特性の検査は、暗状態（太陽電池セル３に光を照射していない状態）と明状態（太陽電池セル３に光を照射した状態）の２つの状態で行う。暗状態の太陽電池セル３の順方向ＩＶ特性は、例えば、太陽電池セル３のプラス電極７とマイナス電極８にそれぞれプローブ２１、２２を接触させ、順方向電圧を例えば−３Ｖ〜＋１Ｖ程度で変化させながら印加し、電流値を測定する。この電流値の変化に基づいて評価を行う。
【００４６】
明状態の太陽電池セル３の順方向ＩＶ特性は、キセノンランプ、ハロゲンランプ、白色発光ダイオード等で太陽電池セル３の光感度領域にある波長の光を太陽電池セル３の受光面３ｂ全体に照射し、暗状態と同様に電流値を測定し、評価を行う。
【００４７】
逆方向ＩＶ（電流−電圧）特性の検査は、太陽電池セル３のプラス電極７とマイナス電極８にそれぞれプローブ２１、２２を接触させ、例えば＋１Ｖ〜−２０Ｖの逆方向電圧を印加し、電流値を測定して評価する。なお、漏れ電流を評価するために規定電圧（例えば−１Ｖ）での電流値を予め測定して記録しておくことが好ましい。
【００４８】
発熱（サーモ）特性の検査は、例えば、逆方向電圧を印加し、太陽電池セル３内の発熱箇所をサーモビュアカメラで検出して評価する。逆方向電圧の最大電圧は太陽電池モジュールＡの開放電圧（または太陽電池モジュールＡの動作電圧）であることが好ましく、最大電流は太陽電池モジュールＡの短絡電流（または太陽電池モジュールの動作電流）であることが好ましい。なお、本検査は、逆方向ＩＶ特性の検査と同時に行なうとよい。
【００４９】
電極間導通特性の検査は、例えば、太陽電池セル３のプラス電極７とマイナス電極８にそれぞれプローブ２１、２２を接触させ、プローブ２１、２２間に所定の電圧を印加することによって抵抗値を測定する。これにより、短絡の有無を確認する。
【００５０】
ＥＬ特性の検査は、太陽電池セル３のプラス電極７とマイナス電極８にそれぞれプローブ２１、２２を接触させ、太陽電池セル３の短絡電流相当の電流が太陽電池セル２に流れるように電圧を印加する。そして、微弱なバンド端発光を冷却ＣＣＤカメラで画像化して検査を行う。この検査では、発光具合により、太陽電池セル２のマイクロクラックの有無、太陽電池セル２の特性面内分布や電極７、８の接触に関する情報が得られる。
【００５１】
ＰＬ特性の検査は、例えば、太陽電池セル３の半導体基板（シリコン基板）のバンド端に対応する波長の光を照射し、発光ピークの挙動を検査する。これにより、半導体基板の結晶欠陥等に関する情報が得られる。
【００５２】
そして、このような検査を行って不良セルが見つかった場合には、図３（ｃ’）に示すように、ロボットアーム１８でこの不良セルを取り除き、新たな太陽電池セル３をアライメント用モジュール枠１７に補給し（図２のステップ６）、上記と同様に配線基板２に圧着させ、再度検査を行う。すなわち、太陽電池セル３を配線基板２に固定し、封止する前に検査を行うため、不良セルを交換することができる。このため、太陽電池モジュールＡを不良品として廃棄することが不要になり、従来のように太陽電池モジュールＡを組み立てた後に検査を行う場合と比較し、製造歩留まりを向上させることができる。
【００５３】
次に、検査完了後、太陽電池セル３を配線基板２に固定する（図２のステップ７）。このとき、本実施形態では、固定材によって太陽電池セル３の配線基板２への固定を行う。固定材としては、接着テープ、粘着テープ、接着剤及び粘着剤からなる群から選ばれる少なくとも１種であることが望ましい。そして、太陽電池セル３の受光面３ｂから配線基板２の表面にかけて固定材を貼付あるいは塗布したり、太陽電池セル３の裏面３ａと配線基板２の表面の間に固定材を設けるなどして、アライメントして設置した太陽電池セル３を配線基板２に確実に固定することができる。
【００５４】
また、固定材として透明樹脂及び紫外線硬化樹脂の少なくとも一方を塗布して太陽電池セル３を固定してもよい。なお、透明樹脂としては、例えば、太陽光に対して透明な従来公知の樹脂を用いればよく、封止材４と同一の材質の樹脂を用いることがより好ましい。また、紫外線硬化樹脂においても、従来公知の樹脂を用いればよく、必要に応じて、光重合開始剤及び／又は光増感剤等の添加剤を添加してもよい。そして、紫外線硬化樹脂を固定材として用いた場合には、紫外線を照射するまで太陽電池セル３の位置ずれを修正することが可能である。
【００５５】
このように固定材によって太陽電池セル３を配線基板２に固定した段階で、図３（ｆ）に示すように、封止材４及び透光性基板１を配設し、加熱加圧処理を施す（図２のステップ７）。これにより、太陽電池セル３が封止材４で封止されるとともに、透光性基板１と配線基板２と多数の太陽電池セル３と封止材４とが密着する。そして、端部ボックス５やアルミニウム製の枠体６を取り付けて、太陽電池モジュールＡが完成する。
【００５６】
したがって、本実施形態の太陽電池モジュールの製造方法によれば、配線基板２のモジュール領域Ｒ１の画像からモジュール領域Ｒ１の中心位置Ｓ１を求め、このモジュール領域Ｒ１の中心位置Ｓ１を基準にしてアライメントを行うことにより、実際の配線基板２の画像に基づいてアライメントの位置を求めることができる。このため、従来のアライメントマークを用いてアライメントを行う場合と比較し、確実に配線基板２の配線１０上に太陽電池セル３の電極７、８を配置して太陽電池セル３を設置することが可能になる。また、特にインラインでもアライメントをとることが可能になる。
【００５７】
そして、従来と比較し、スリットなどのアライメントマークが不要になるため、配線基板２のデザインを損なうことがなく、太陽電池モジュールＡの製造歩留まりを向上させることが可能になるとともに製造コストの低減を図ることが可能になる。
【００５８】
また、配線基板２の設計データと、配線基板２のモジュール領域Ｒ１の形状データとを対比し、モジュール領域Ｒ１の中心位置Ｓ１を基準にした配線基板２の伸び率（変形率）を求め、配線基板２の伸び率に基づいてセル設置領域Ｒ２の中心位置Ｓ２を求め、セル設置領域Ｒ２の中心位置Ｓ２と太陽電池セル３の中心位置Ｓ３を合わせてアライメントを行うことにより、配線基板２に加熱などにより変形が生じている場合であっても、確実に配線基板２の配線１０上に太陽電池セル３の電極７、８を配置して好適に太陽電池セル３を設置することが可能になる。
【００５９】
以上、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、配線基板２は、基板１１上に配線１０を設けて形成されていれば、特にその構成を限定する必要はない。
【００６０】
また、配線基板２は、１枚１枚、モジュールサイズに個別に切り離しても、ロールでの供給でも（インラインでも、枚葉式でも）、本発明を適用することが可能である。
【００６１】
また、本実施形態では、太陽電池セル３が裏面電極型太陽電池セルであるものとしたが、例えば図９に示すように、受光面３ａである表面側に上部電極７、裏面に下部電極８を設けた両面電極型太陽電池セルであってもよく、この場合においても、本実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。
【００６２】
また、この場合には、図９に示すように、上部電極７を貫通させて下部側に引き回した太陽電池セル３の下部電極８側につらら形状の半田２３を付着させておくと、配線基板２上の配線１０とのコンタクトを取りやすくなる。裏面電極型太陽電池セル３であっても同様、図１０に示すように、つらら形状の半田２３を付着させておくと、同じく配線基板２上の配線１０とのコンタクトを取りやすくなる。
【００６３】
また、図１１に示すように、円形の電極７、８を備えた太陽電池セル３であっても本実施形態同様に扱うことができる。すなわち、円形電極７、８にとらわれずに、図面及び取得画像（外形）から中心位置Ｓ３を算出し、セル設置領域Ｒ２の中心位置Ｓ２と太陽電池セル３の中心位置Ｓ３を合わせてアライメントを行えば、本実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００６４】
また配線板２に、基材１１の一方の表面から他方の表面に貫通する貫通孔を形成してもよい。この場合には、配線の形成面積が増え、配線デザインの自由度が増す効果がある。また、配線基板表面側を太陽電池セルとの接続に、配線基板裏面側を外部電極との接続に使用するなど、太陽電池モジュールの高密度実装化が可能となる効果がある。
【符号の説明】
【００６５】
１ 透光性基板
２ 配線基板
３ 太陽電池セル
３ａ 裏面
３ｂ 表面（受光面）
４ 封止材
５ 端部ボックス
６ 枠体
７ 電極（プラス電極）
８ 電極（マイナス電極）
１０ 配線（配線パターン）
１１ 基材
１２ バックシート（バリア層）
１３ 照明装置
１４ ＣＣＤカメラ
１５ 照明装置
１６ ＣＣＤカメラ
１７ アライメント用モジュール枠
１８ ロボットアーム
１９ 赤外線発光素子
２０ ＣＣＤカメラ
２１ プローブ
２２ プローブ
２３ 半田
Ａ 太陽電池モジュール
Ａ１ 受光面
Ａ２ 裏面
Ｍ モジュール領域の外枠
Ｒ１ モジュール領域
Ｒ２ セル設置領域
Ｓ１ モジュール領域の中心位置
Ｓ２ セル設置領域の中心位置
Ｓ３ 太陽電池セルの中心位置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールの製造方法に関し、特に配線基板上に多数の太陽電池セルを設置することにより多数の太陽電池セルを電気的に接続した太陽電池モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽エネルギーを利用して発電を行う太陽光発電の開発、普及が急速に進められている。そして、従来、太陽光発電に用いる太陽電池モジュールは、受光側に配設されたガラス基板などの透光性基板と、裏面側に配設された耐候性フィルムなどの絶縁層と、透光性基板と絶縁層の間に配設された多数の太陽電池セルと、透光性基板と絶縁層の間に配設され、多数の太陽電池セルを封止する封止層（封止材）とを備えて構成されている。また、太陽電池セルは、例えば単結晶または多結晶のシリコン基板の受光面である表面側にマイナス電極（ｎ型半導体電極）、裏面側にプラス電極（ｐ型半導体電極）を設けた両面電極型太陽電池セルが主流となっている。
【０００３】
一方、両面電極型太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールは、多数の太陽電池セルを接続する配線材（インターコネクタ）を太陽電池セルの表面側から裏面側に回り込ませて配線することが必要になる。また、配線材が太陽電池セルの受光面上に重なって配設される。このため、太陽電池モジュールの製造時の配線作業に多大な労力を要するなどの問題があった。また、シリコン基板ひいては太陽電池セルの薄型化が進んでおり、配線作業によってセル割れが発生する問題もあった。
【０００４】
これに対し、シリコン基板の裏面にマイナス電極とプラス電極の両電極を設けた裏面電極型太陽電池セル（バックコンタクト方式の太陽電池セル）が提案されている。そして、この裏面電極型太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールは、多数の太陽電池セルをそれぞれ配線基板の配線上に設置（実装）することにより電気的に接続することができる。このため、従来の配線作業を不要にして太陽電池セルを電気的に接続することができる。
【０００５】
また、このような裏面電極型の太陽電池セルを用いた太陽電池モジュールを製造する際には、例えばライン上を流して搬送された配線基板の配線パターンに対し、太陽電池セルを搬送して所定位置、所定方向にアライメント（位置決め）する。次に、配線基板の配線パターン上にアライメントした太陽電池セルを順次設置し、半田などを用いて固定し、配線基板の配線と太陽電池セルの電極とを電気的に接続する。次に、配線基板と多数の太陽電池セルを封止材で封止し、さらに端部ボックス、外枠などを取り付けることにより太陽電池モジュールの製造が完了する（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００６】
また、太陽電池セルをアライメントする際には、予め配線基板にスリットなどのアライメントマークを設けておき、太陽電池セルを搬送するとともにアライメントマークの位置を光学センサなどで検知して、このアライメントマークの位置を基準に太陽電池セルのアライメントを行うようにしている（例えば、特許文献３、特許文献４参照）。
【０００７】
なお、特許文献１では、図１２に示すように、太陽電池モジュールの製造が完了した段階で（太陽電池モジュールを組み立てた後に）所定の検査を行い、所定の基準を満たしていない太陽電池モジュールを不良品として廃棄し、基準を満たした太陽電池モジュールのみを完成品として出荷するようにしている。このため、効率が悪く、無駄が多くなり、製造歩留まりが低くなってしまう。これに対し、特許文献２では、図１３に示すように、アライメントを行い、太陽電池セルを配線基板の配線上に設置した段階で検査を行うようにし、製造歩留まりを向上させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３４０３６２号公報
【特許文献２】特開２００９−１８２２４４号公報
【特許文献３】特開２００９−２２４５９７号公報
【特許文献４】特開２００９−８８１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、従来の太陽電池モジュールの製造方法のように、配線基板にスリットなどのアライメントマークを設け、アライメントマークの位置を基準に太陽電池セルのアライメントを行う場合には、光学センサでアライメントマークの位置を検知（特定）し、この特定したアライメントマークの位置と配線基板の設計データ（図面データ）から、太陽電池セルを設置する配線基板上のセル設置領域を求めている（特定している）。
【００１０】
しかしながら、配線基板は、製造時の加熱などにより伸び（変形）が生じている場合があり、上記のようにアライメントマークの位置と配線基板の設計データからセル設置領域を特定すると、配線基板の変形に起因してアライメントの位置にずれが生じてしまう。このため、配線基板の配線と太陽電池セルの電極がずれた状態で太陽電池セルが設置されてしまう場合があった。そして、アライメント位置のずれに起因して、検査時に所定の基準を満たしていない太陽電池セル（太陽電池モジュール）が検出され、製造歩留まりが低下するという問題があった。また、アライメントマークを別途設ける手間などにより、コストが増大する。
【００１１】
さらに、従来、配線基板は、主にそのデザイン的な面から黒色が好まれており、スリットなどのアライメントマークを設けると、このアライメントマークを通じてバックシートなどの白色、アルミ面などが露出してしまう。このため、太陽電池モジュールのデザインを損なうという問題もあった。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑み、配線基板にアライメントマークを設けることなく、太陽電池セルをアライメントして、確実に配線基板の配線と太陽電池セルの電極が接続されるように配線基板上に太陽電池セルを設置することを可能にする太陽電池モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【００１４】
本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、基材上に配線を設けて形成した配線基板と、該配線基板の配線上に設置して電気的に接続される複数の太陽電池セルとを備えた太陽電池モジュールを製造する方法であって、前記配線基板の配線上に前記太陽電池セルを設置する際に、太陽電池モジュールを形成する前記配線基板のモジュール領域の画像を取得し、該画像から前記モジュール領域の中心位置を求め、該モジュール領域の中心位置を基準にしてアライメントを行うようにしたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の太陽電池モジュールの製造方法においては、前記配線基板の設計データと、前記配線基板のモジュール領域の画像から求めた前記配線基板のモジュール領域の形状データとを対比して、前記モジュール領域の中心位置を基準にした前記配線基板の変形率を求め、前記配線基板の変形率に基づいて、前記太陽電池セルを設置する前記配線基板のセル設置領域の中心位置を求め、前記配線基板のセル設置領域の中心位置と前記太陽電池セルの中心位置を合わせてアライメントを行うことが望ましい。
【００１６】
さらに、本発明の太陽電池モジュールの製造方法においては、アライメントを行う前に予め前記太陽電池セルと前記配線基板の検査を行い、アライメントして前記太陽電池セルを前記配線基板上に設置した後に、固定材によって前記太陽電池セルを前記配線基板に固定することが望ましい。
【００１７】
また、本発明の太陽電池モジュールの製造方法においては、前記固定材が、接着テープ、粘着テープ、接着剤及び粘着剤からなる群から選ばれる少なくとも１種であることが望ましい。
【００１８】
さらに、本発明の太陽電池モジュールの製造方法においては、前記固定材が、透明樹脂及び紫外線硬化樹脂の少なくとも一方からなることが望ましい。
【００１９】
また、本発明の太陽電池モジュールの製造方法においては、前記太陽電池セルの受光面と前記太陽電池セルを設置する前記配線基板の表面を連結するように前記固定材を設けることがより望ましい。
【００２０】
さらに、本発明の太陽電池モジュールの製造方法においては、前記太陽電池セルの電極と前記配線基板の配線とを直接接触させた状態で、前記太陽電池セルと前記配線基板を封止材によって封止することがさらに望ましい。
【００２１】
また、本発明の太陽電池モジュールの製造方法においては、前記封止材が、エチレンビニルアセテート樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ゴム系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種の透明樹脂を含むことがより望ましい。
【００２２】
さらに、本発明の太陽電池モジュールの製造方法において、前記配線基板には、前記基材の一方の表面から他方の表面に貫通する貫通孔が形成されていることが望ましい。
【００２３】
また、本発明の太陽電池モジュールの製造方法においては、前記太陽電池セルが裏面電極型太陽電池セルであることが望ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の太陽電池モジュールの製造方法によれば、配線基板のモジュール領域の画像からモジュール領域の中心位置を求め、このモジュール領域の中心位置を基準にしてアライメントを行うことにより、実際の配線基板の画像に基づいてアライメントの位置を求めることができる。このため、従来のアライメントマークを用いてアライメントを行う場合と比較し、確実に配線基板の配線上に太陽電池セルの電極を配置して太陽電池セルを設置することが可能になる。
【００２５】
そして、従来と比較し、スリットなどのアライメントマークが不要になるため、配線基板のデザインを損なうことがなく、太陽電池モジュールの製造歩留まりを向上させることが可能になるとともに製造コストの低減を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールを示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法を示すフロー図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法を示すフロー図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの配線基板を示す平面図であり、配線基板のモジュール領域及び中心位置を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法において、セル設置領域の中心位置と太陽電池セルの中心位置を合わせてアライメントを行うことを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法において、配線基板のモジュール領域にアライメント用モジュール枠をセットしている状態を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法において、アライメント用モジュール枠に太陽電池セルを補給している状態を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法において、検査を行っている状態を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る太陽電池セルの変形例を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る太陽電池セルの変形例を示す図である。
【図１１】セル設置領域の中心位置と円形電極を備えた太陽電池セルの中心位置を合わせてアライメントを行うことを示す図である。
【図１２】従来の太陽電池モジュールの製造方法を示すフロー図である。
【図１３】従来の太陽電池モジュールの製造方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図１から図８を参照し、本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法について説明する。
【００２８】
はじめに、本実施形態の太陽電池モジュールＡは、図１に示すように、受光面Ａ１側に配置された透光性基板１と、裏面Ａ２側に配置された配線基板２と、透光性基板１と配線基板２の間に配置された多数（複数）の太陽電池セル３と、太陽電池セル３（と配線基板２）を封止する封止材４と、太陽電池モジュールＡで発生した電流を外部に取り出すための端部ボックス５と、アルミニウム枠などの枠体６とを備えて構成されている。
【００２９】
透光性基板１は、ガラス基板、透明樹脂基板などであり、透光性樹脂基板である場合には、樹脂として、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートなどを用いて形成される。
【００３０】
太陽電池セル３は、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、アモルファスシリコン型、化合物型、色素増感型などの太陽電池セルである。また、本実施形態の太陽電池セル３は、裏面３ａにプラス電極（ｐ型電極）７とマイナス電極（ｎ型電極）８を備えた裏面電極型太陽電池セルである。
【００３１】
そして、この太陽電池セル３は、太陽電池セル３の電極７、８と配線基板２の配線１０とを直接接触させた状態で封止材４により封止されている。本実施形態の封止材４は、エチレンビニルアセテート樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ゴム系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種の透明樹脂を含むものである。このような封止材４を用いることで好適に太陽電池セル３を封止することができる。
【００３２】
なお、太陽電池セル３は、封止用フィルム（封止）で挟み込み、加熱加圧を行って封止されてもよく、この場合、封止用フィルムとしては、例えば、ＥＶＡフィルム、エチレン・（メタ）アクリル酸エステル共重合体フィルム、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素樹脂フィルムなどが用いられる。
【００３３】
配線基板２は、絶縁性材料からなる基材１１と、基材１１の一方の面に設けられた配線（配線パターン）１０と、基材１１の他方の面に設けられたバックシート（バリア層）１２とを備えて構成されている。
【００３４】
また、本実施形態の基材１１は、例えば、繊維及び樹脂を含有する複合材料からなり、繊維として、ガラスクロス、ガラス不織布、紙などを用い、樹脂として、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などを用いて形成されている。
【００３５】
配線１０は、電気抵抗が低い材料、例えば、銅、アルミニウム、鉄−ニッケル合金などを用いて形成されている。なお、導電性高分子を使用して形成されていてもよい。
【００３６】
バックシート（バリア層）１２は、空気透過を調整する層であり、耐候性、絶縁性などに優れ、長期信頼性を有する材料、例えば、フッ素樹脂フィルム、低オリゴマー・耐熱ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム／ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム、シリカ（ＳｉＯ２）蒸着フィルム、アルミニウム箔などを用いて形成されている。
【００３７】
上記構成からなる太陽電池モジュールＡを製造する際には、太陽電池セル３と配線基板２の電気的特性の検査を予め実施しておく。そして、配線基板２に、封止材４、太陽電池セル３、透光性基板１を積層する。このとき、配線基板２に対して太陽電池セル３を位置決め（アライメント）して、確実に太陽電池セル３の電極７、８が配線基板２の配線１０上に配されるように太陽電池セル３を設置（実装）する。次に、配線基板２／封止材４／太陽電池セル３／透光性基板１の積層体を加熱加圧する。この加熱加圧により、配線基板２、封止材４、太陽電池セル３、透光性基板１が密着し、多数の太陽電池セル３（太陽電池セル３同士）を配線１０により電気的に接続した太陽電池モジュールＡが得られる。また、最後に端部ボックス５、枠体６を取り付けて太陽電池モジュールＡが製造される。
【００３８】
一方、上記のように太陽電池モジュールＡを製造する際には、例えばライン上を流して搬送された配線基板２の配線パターン（配線１０）に対し、太陽電池セル３をロボットアームなどで保持しつつ搬送してアライメント（位置決め）を行う。そして、配線基板２の配線１０上にアライメントした太陽電池セル３を順次設置してゆく。
【００３９】
そして、本実施形態の太陽電池モジュールＡの製造方法では、このように太陽電池セル３をアライメントして配線基板２の配線１０上に設置する際、図２及び図３（ａ）に示すように、赤外線発光素子などの照明装置１３で太陽電池モジュールＡを形成する配線基板２のモジュール領域Ｒ１（モジュールサイズの配線基板２）を照明し、ＣＣＤカメラ１４でモジュール領域Ｒ１の画像を取得する。これとともに、図４に示すように、取得した画像からモジュール領域Ｒ１の中心位置Ｓ１を求める。
【００４０】
次に、図面上から予め算出した配線基板２の設計データ（図面データ）と、ＣＣＤカメラ１４で取得した画像から求めたモジュール領域Ｒ１の形状データ（例えば外枠Ｍの位置データ）とを対比して、モジュール領域Ｒ１の中心位置Ｓ１を基準にした配線基板２の伸び率（変形率）を求める。そして、モジュール領域Ｒ１の中心位置Ｓ１と配線基板２の伸び率に基づいて、図５に示すように、太陽電池セル３を設置する配線基板２のセル設置領域Ｒ２の中心位置Ｓ２を求める（図２のステップ１）。
【００４１】
なお、太陽電池セル３に対しても、図５に示すように、上記と同様に画像を取得し、図面上から算出した太陽電池セル３の設計データ（図面データ）と、画像から求めた形状データとを対比して、予め、その中心位置Ｓ３を求めておく。
【００４２】
次に、図３（ｂ）及び図６に示すように、照明装置１５とＣＣＤカメラ１６で中心位置Ｓ１を認識したモジュール領域Ｒ１の配線基板２上にアライメント用モジュール枠１７をセットする（図２のステップ２）。また、このアライメント用モジュール枠１７をセットして大枠のセル位置を決めた後に、図３（ｃ）及び図７に示すように、ロボットアーム１８を用いてアライメント用モジュール枠１７内に太陽電池セル３を補給する（図２のステップ３）。
【００４３】
次に、図３（ｄ）に示すように、赤外線発光素子１９で配線基板２のセル設置領域Ｒ２に赤外線光を照射するとともにＣＣＤカメラ２０でセル設置領域Ｒ２の画像を取得しながら、配線基板２のセル設置領域Ｒ２の中心位置Ｓ２と、アライメント用モジュール枠１７内に補給した太陽電池セル３の中心位置Ｓ３が合うようにロボットアーム１８でアライメントを行う（図２のステップ４）。このようにアライメント用モジュール枠１７への太陽電池セル３の補給、アライメントを行った後に、図３（ｅ）及び図５に示すように、太陽電池セル３を配線基板２に物理的に圧着させる（図２のステップ５）。このとき、例えば、太陽電池セル３を上方から押圧（加圧）して圧着させたり、真空吸着によって太陽電池セル３を配線基板２に圧着させる。
【００４４】
そして、本実施形態では、図８に示すように、太陽電池セル３を配線基板２に圧着させた段階で検査を行う（図２のステップ５）。ここでは、順方向ＩＶ（電流−電圧）特性、逆方向ＩＶ（電流−電圧）特性、発熱（サーモ）特性、電極間導通特性、ＥＬ（Electro Luminessence）特性、ＰＬ（Photo Luminessence）特性の検査のうち、少なくとも一以上の検査を行うことが好ましい。
【００４５】
順方向ＩＶ（電流−電圧）特性の検査は、暗状態（太陽電池セル３に光を照射していない状態）と明状態（太陽電池セル３に光を照射した状態）の２つの状態で行う。暗状態の太陽電池セル３の順方向ＩＶ特性は、例えば、太陽電池セル３のプラス電極７とマイナス電極８にそれぞれプローブ２１、２２を接触させ、順方向電圧を例えば−３Ｖ〜＋１Ｖ程度で変化させながら印加し、電流値を測定する。この電流値の変化に基づいて評価を行う。
【００４６】
明状態の太陽電池セル３の順方向ＩＶ特性は、キセノンランプ、ハロゲンランプ、白色発光ダイオード等で太陽電池セル３の光感度領域にある波長の光を太陽電池セル３の受光面３ｂ全体に照射し、暗状態と同様に電流値を測定し、評価を行う。
【００４７】
逆方向ＩＶ（電流−電圧）特性の検査は、太陽電池セル３のプラス電極７とマイナス電極８にそれぞれプローブ２１、２２を接触させ、例えば＋１Ｖ〜−２０Ｖの逆方向電圧を印加し、電流値を測定して評価する。なお、漏れ電流を評価するために規定電圧（例えば−１Ｖ）での電流値を予め測定して記録しておくことが好ましい。
【００４８】
発熱（サーモ）特性の検査は、例えば、逆方向電圧を印加し、太陽電池セル３内の発熱箇所をサーモビュアカメラで検出して評価する。逆方向電圧の最大電圧は太陽電池モジュールＡの開放電圧（または太陽電池モジュールＡの動作電圧）であることが好ましく、最大電流は太陽電池モジュールＡの短絡電流（または太陽電池モジュールの動作電流）であることが好ましい。なお、本検査は、逆方向ＩＶ特性の検査と同時に行なうとよい。
【００４９】
電極間導通特性の検査は、例えば、太陽電池セル３のプラス電極７とマイナス電極８にそれぞれプローブ２１、２２を接触させ、プローブ２１、２２間に所定の電圧を印加することによって抵抗値を測定する。これにより、短絡の有無を確認する。
【００５０】
ＥＬ特性の検査は、太陽電池セル３のプラス電極７とマイナス電極８にそれぞれプローブ２１、２２を接触させ、太陽電池セル３の短絡電流相当の電流が太陽電池セル２に流れるように電圧を印加する。そして、微弱なバンド端発光を冷却ＣＣＤカメラで画像化して検査を行う。この検査では、発光具合により、太陽電池セル２のマイクロクラックの有無、太陽電池セル２の特性面内分布や電極７、８の接触に関する情報が得られる。
【００５１】
ＰＬ特性の検査は、例えば、太陽電池セル３の半導体基板（シリコン基板）のバンド端に対応する波長の光を照射し、発光ピークの挙動を検査する。これにより、半導体基板の結晶欠陥等に関する情報が得られる。
【００５２】
そして、このような検査を行って不良セルが見つかった場合には、図３（ｃ’）に示すように、ロボットアーム１８でこの不良セルを取り除き、新たな太陽電池セル３をアライメント用モジュール枠１７に補給し（図２のステップ６）、上記と同様に配線基板２に圧着させ、再度検査を行う。すなわち、太陽電池セル３を配線基板２に固定し、封止する前に検査を行うため、不良セルを交換することができる。このため、太陽電池モジュールＡを不良品として廃棄することが不要になり、従来のように太陽電池モジュールＡを組み立てた後に検査を行う場合と比較し、製造歩留まりを向上させることができる。
【００５３】
次に、検査完了後、太陽電池セル３を配線基板２に固定する（図２のステップ７）。このとき、本実施形態では、固定材によって太陽電池セル３の配線基板２への固定を行う。固定材としては、接着テープ、粘着テープ、接着剤及び粘着剤からなる群から選ばれる少なくとも１種であることが望ましい。そして、太陽電池セル３の受光面３ｂから配線基板２の表面にかけて固定材を貼付あるいは塗布したり、太陽電池セル３の裏面３ａと配線基板２の表面の間に固定材を設けるなどして、アライメントして設置した太陽電池セル３を配線基板２に確実に固定することができる。
【００５４】
また、固定材として透明樹脂及び紫外線硬化樹脂の少なくとも一方を塗布して太陽電池セル３を固定してもよい。なお、透明樹脂としては、例えば、太陽光に対して透明な従来公知の樹脂を用いればよく、封止材４と同一の材質の樹脂を用いることがより好ましい。また、紫外線硬化樹脂においても、従来公知の樹脂を用いればよく、必要に応じて、光重合開始剤及び／又は光増感剤等の添加剤を添加してもよい。そして、紫外線硬化樹脂を固定材として用いた場合には、紫外線を照射するまで太陽電池セル３の位置ずれを修正することが可能である。
【００５５】
このように固定材によって太陽電池セル３を配線基板２に固定した段階で、図３（ｆ）に示すように、封止材４及び透光性基板１を配設し、加熱加圧処理を施す（図２のステップ７）。これにより、太陽電池セル３が封止材４で封止されるとともに、透光性基板１と配線基板２と多数の太陽電池セル３と封止材４とが密着する。そして、端部ボックス５やアルミニウム製の枠体６を取り付けて、太陽電池モジュールＡが完成する。
【００５６】
したがって、本実施形態の太陽電池モジュールの製造方法によれば、配線基板２のモジュール領域Ｒ１の画像からモジュール領域Ｒ１の中心位置Ｓ１を求め、このモジュール領域Ｒ１の中心位置Ｓ１を基準にしてアライメントを行うことにより、実際の配線基板２の画像に基づいてアライメントの位置を求めることができる。このため、従来のアライメントマークを用いてアライメントを行う場合と比較し、確実に配線基板２の配線１０上に太陽電池セル３の電極７、８を配置して太陽電池セル３を設置することが可能になる。また、特にインラインでもアライメントをとることが可能になる。
【００５７】
そして、従来と比較し、スリットなどのアライメントマークが不要になるため、配線基板２のデザインを損なうことがなく、太陽電池モジュールＡの製造歩留まりを向上させることが可能になるとともに製造コストの低減を図ることが可能になる。
【００５８】
また、配線基板２の設計データと、配線基板２のモジュール領域Ｒ１の形状データとを対比し、モジュール領域Ｒ１の中心位置Ｓ１を基準にした配線基板２の伸び率（変形率）を求め、配線基板２の伸び率に基づいてセル設置領域Ｒ２の中心位置Ｓ２を求め、セル設置領域Ｒ２の中心位置Ｓ２と太陽電池セル３の中心位置Ｓ３を合わせてアライメントを行うことにより、配線基板２に加熱などにより変形が生じている場合であっても、確実に配線基板２の配線１０上に太陽電池セル３の電極７、８を配置して好適に太陽電池セル３を設置することが可能になる。
【００５９】
以上、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、配線基板２は、基板１１上に配線１０を設けて形成されていれば、特にその構成を限定する必要はない。
【００６０】
また、配線基板２は、１枚１枚、モジュールサイズに個別に切り離しても、ロールでの供給でも（インラインでも、枚葉式でも）、本発明を適用することが可能である。
【００６１】
また、本実施形態では、太陽電池セル３が裏面電極型太陽電池セルであるものとしたが、例えば図９に示すように、受光面３ａである表面側に上部電極７、裏面に下部電極８を設けた両面電極型太陽電池セルであってもよく、この場合においても、本実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。
【００６２】
また、この場合には、図９に示すように、上部電極７を貫通させて下部側に引き回した太陽電池セル３の下部電極８側につらら形状の半田２３を付着させておくと、配線基板２上の配線１０とのコンタクトを取りやすくなる。裏面電極型太陽電池セル３であっても同様、図１０に示すように、つらら形状の半田２３を付着させておくと、同じく配線基板２上の配線１０とのコンタクトを取りやすくなる。
【００６３】
また、図１１に示すように、円形の電極７、８を備えた太陽電池セル３であっても本実施形態同様に扱うことができる。すなわち、円形電極７、８にとらわれずに、図面及び取得画像（外形）から中心位置Ｓ３を算出し、セル設置領域Ｒ２の中心位置Ｓ２と太陽電池セル３の中心位置Ｓ３を合わせてアライメントを行えば、本実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００６４】
また配線板２に、基材１１の一方の表面から他方の表面に貫通する貫通孔を形成してもよい。この場合には、配線の形成面積が増え、配線デザインの自由度が増す効果がある。また、配線基板表面側を太陽電池セルとの接続に、配線基板裏面側を外部電極との接続に使用するなど、太陽電池モジュールの高密度実装化が可能となる効果がある。
【符号の説明】
【００６５】
１ 透光性基板
２ 配線基板
３ 太陽電池セル
３ａ 裏面
３ｂ 表面（受光面）
４ 封止材
５ 端部ボックス
６ 枠体
７ 電極（プラス電極）
８ 電極（マイナス電極）
１０ 配線（配線パターン）
１１ 基材
１２ バックシート（バリア層）
１３ 照明装置
１４ ＣＣＤカメラ
１５ 照明装置
１６ ＣＣＤカメラ
１７ アライメント用モジュール枠
１８ ロボットアーム
１９ 赤外線発光素子
２０ ＣＣＤカメラ
２１ プローブ
２２ プローブ
２３ 半田
Ａ 太陽電池モジュール
Ａ１ 受光面
Ａ２ 裏面
Ｍ モジュール領域の外枠
Ｒ１ モジュール領域
Ｒ２ セル設置領域
Ｓ１ モジュール領域の中心位置
Ｓ２ セル設置領域の中心位置
Ｓ３ 太陽電池セルの中心位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に配線を設けて形成した配線基板と、該配線基板の配線上に設置して電気的に接続される複数の太陽電池セルとを備えた太陽電池モジュールを製造する方法であって、
前記配線基板の配線上に前記太陽電池セルを設置する際に、太陽電池モジュールを形成する前記配線基板のモジュール領域の画像を取得し、該画像から前記モジュール領域の中心位置を求め、該モジュール領域の中心位置を基準にしてアライメントを行うようにしたことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記配線基板の設計データと、前記配線基板のモジュール領域の画像から求めた前記配線基板のモジュール領域の形状データとを対比して、前記モジュール領域の中心位置を基準にした前記配線基板の変形率を求め、
前記配線基板の変形率に基づいて、前記太陽電池セルを設置する前記配線基板のセル設置領域の中心位置を求め、
前記配線基板のセル設置領域の中心位置と前記太陽電池セルの中心位置を合わせてアライメントを行うようにしたことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
アライメントを行う前に予め前記太陽電池セルと前記配線基板の検査を行い、
アライメントして前記太陽電池セルを前記配線基板上に設置した後に、固定材によって前記太陽電池セルを前記配線基板に固定することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記固定材が、接着テープ、粘着テープ、接着剤及び粘着剤からなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記固定材が、透明樹脂及び紫外線硬化樹脂の少なくとも一方からなることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項６】
請求項３から請求項５のいずれかに記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記太陽電池セルの受光面と前記太陽電池セルを設置する前記配線基板の表面を連結するように前記固定材を設けることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記太陽電池セルの電極と前記配線基板の配線とを直接接触させた状態で、前記太陽電池セルと前記配線基板を封止材によって封止することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項８】
請求項７記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記封止材が、エチレンビニルアセテート樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ゴム系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種の透明樹脂を含むことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記配線基板には、前記基材の一方の表面から他方の表面に貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記太陽電池セルが裏面電極型太陽電池セルであることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１】
基材上に配線を設けて形成した配線基板と、該配線基板の配線上に設置して電気的に接続される複数の太陽電池セルとを備えた太陽電池モジュールを製造する方法であって、
前記配線基板の配線上に前記太陽電池セルを設置する際に、太陽電池モジュールを形成する前記配線基板のモジュール領域の画像を取得し、該画像から前記モジュール領域の中心位置を求め、該モジュール領域の中心位置を基準にしてアライメントを行うようにしたことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記配線基板の設計データと、前記配線基板のモジュール領域の画像から求めた前記配線基板のモジュール領域の形状データとを対比して、前記モジュール領域の中心位置を基準にした前記配線基板の変形率を求め、
前記配線基板の変形率に基づいて、前記太陽電池セルを設置する前記配線基板のセル設置領域の中心位置を求め、
前記配線基板のセル設置領域の中心位置と前記太陽電池セルの中心位置を合わせてアライメントを行うようにしたことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
アライメントを行う前に予め前記太陽電池セルと前記配線基板の検査を行い、
アライメントして前記太陽電池セルを前記配線基板上に設置した後に、固定材によって前記太陽電池セルを前記配線基板に固定することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記固定材が、接着テープ、粘着テープ、接着剤及び粘着剤からなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記固定材が、透明樹脂及び紫外線硬化樹脂の少なくとも一方からなることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項６】
請求項３から請求項５のいずれかに記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記太陽電池セルの受光面と前記太陽電池セルを設置する前記配線基板の表面を連結するように前記固定材を設けることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記太陽電池セルの電極と前記配線基板の配線とを直接接触させた状態で、前記太陽電池セルと前記配線基板を封止材によって封止することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項８】
請求項７記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記封止材が、エチレンビニルアセテート樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ゴム系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種の透明樹脂を含むことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記配線基板には、前記基材の一方の表面から他方の表面に貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の太陽電池モジュールの製造方法において、
前記太陽電池セルが裏面電極型太陽電池セルであることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−１５９７２６（Ｐ２０１１−１５９７２６Ａ）
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８９７５（Ｐ２０１０−１８９７５）
【出願日】平成２２年１月２９日（２０１０．１．２９）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２９日（２０１０．１．２９）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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