太陽電池モジュールの製造装置及びその製造方法
【課題】太陽電池モジュールに発生する反りを抑制することができる太陽電池モジュールの製造方法及びその製造方法を提供する。
【解決手段】太陽電池セル７，７の縁部７ｅ，７ｅ同士を重ね合わせ、半田５によって接合することにより太陽電池モジュールＭを製造する。新たに接続する太陽電池セル７である接続セル１１を加熱する第一ヒータ１と、半製品２０側に存在している被接続セル２１を加熱する第二ヒータ２と、ヒータ１，２を制御する制御装置３とを備えている。制御装置３は、半田５の凝固温度Ｔｆの手前温度Ｔｓで、接続セル１１と被接続セル２１との温度を揃えてから、凝固温度Ｔｆに到達するようにヒータ１，２を制御する。
【解決手段】太陽電池セル７，７の縁部７ｅ，７ｅ同士を重ね合わせ、半田５によって接合することにより太陽電池モジュールＭを製造する。新たに接続する太陽電池セル７である接続セル１１を加熱する第一ヒータ１と、半製品２０側に存在している被接続セル２１を加熱する第二ヒータ２と、ヒータ１，２を制御する制御装置３とを備えている。制御装置３は、半田５の凝固温度Ｔｆの手前温度Ｔｓで、接続セル１１と被接続セル２１との温度を揃えてから、凝固温度Ｔｆに到達するようにヒータ１，２を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数枚の太陽電池セルが接続されて構成される太陽電池モジュールの製造装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギー問題に対する意識の向上から、太陽電池モジュールを用いた太陽光発電に対する期待が高まっており、太陽電池モジュールの需要が増加している。そこで、このような需要の増加に伴って、性能の良い太陽電池モジュールを製造するための技術開発が望まれている。
【０００３】
特許文献１に記載の太陽電池モジュールは、複数枚の太陽電池セル（太陽電池素子）を直列に接続することで実用的な電圧を得る構成となっている。このために、特許文献１に記載の太陽電池モジュールでは、短冊形状の太陽電池セルそれぞれの表面及び裏面に導電性を有する材料が設けられていて、図５（ａ）（ｂ）に示しているように、隣り合う太陽電池セル８０，８１の縁部８０ａ，８１ａ同士を上下に重ね合わせることにより、電気的に接続させる構成が採用されている。
【０００４】
このような太陽電池モジュールの製造は、図５（ａ）に示しているように、太陽電池セル８０の縁部８０ａの上に、新たに接続する太陽電池セル８１の縁部８１ａを重ね合わせ、この重ね合わせた縁部８０ａ，８１ａ間に介在している半田（接合金属）８４を、図５（ｂ）に示しているように、上下のヒータ８２，８３により加熱して溶融し、その後冷却して凝固させ、電気的及び構造的に接続することで行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１０３５５号公報（図９、図１０参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前記製造方法によれば、次のような問題点が発生するおそれがある。すなわち、上下に重ね合わせる太陽電池セル８０，８１の縁部８０ａ，８１ａ間の半田８４を、上側のヒータ８２によって、上側の太陽電池セル８１を介して加熱すると共に、下側のヒータ８３によって、既に複数枚の太陽電池セル７９に接続されている下側の太陽電池セル８０を介して加熱する。この際、上下のヒータ８２，８３を用いて、図６（ａ）に示しているように、半田８４の溶融温度Ｔｆ以上に太陽電池セル８１，８０を加熱する必要がある。そして、ヒータ８２，８３による加熱を停止し、太陽電池セル８１，８０と共に半田８４を凝固温度Ｔｆ未満の温度に低下させ、半田８４を凝固させる。
【０００７】
しかし、この場合において、図５（ａ）に示しているように、下側の太陽電池セル８０は既に複数枚の太陽電池セル７９に接続されていることから、全体としての表面積は大きく放熱量が多くなる。これに対して、新たに接続する上側の太陽電池セル８１は、１枚のみであるため、その表面積は小さく放熱量が少ない。このため、上下のヒータ８２，８３により縁部８０ａ，８１ａを凝固温度Ｔｆ以上に一旦加熱し、その後加熱を止め、半田８４を冷却させても、半田８４が凝固する際に、上側と下側との放熱量の差が原因となって、図６（ａ）に示しているように、上側の太陽電池セル８１と下側の太陽電池セル８０との間で温度差Δｔが発生する。
すると、この温度差Δｔによって、熱膨張による伸び量が太陽電池セル８０，８１の間で異なっていることから、半田８４の凝固後、さらに温度が常温に低下すると、前記伸び量の差によって縮み量も異なるため、太陽電池セル８０，８１の重ね合わせ部に応力が発生し、図６（ｂ）に示しているようにモジュールＭに反りが発生してしまう。
【０００８】
そこで本発明は、太陽電池モジュールに発生する反りを抑制することができる太陽電池モジュールの製造装置及びそ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】
【０００９】
前記目的を達成するための本発明は、太陽電池セルの縁部同士を重ね合わせ、温度に応じて固化する接合材によって前記縁部同士を接合することにより、複数枚の前記太陽電池セルを有する太陽電池モジュールを製造する製造装置であって、新たに接続する前記太陽電池セルである接続セルを加熱する第一ヒータと、複数枚の前記太陽電池セルが接続されて形成される半製品のうち前記接続セルが接続される被接続セルを加熱する第二ヒータと、前記第一ヒータと前記第二ヒータとの内の少なくとも一方を制御対象ヒータとして制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記接合材によって前記縁部同士を接合させる反応温度の手前温度で、前記接続セルと前記被接続セルとの温度を揃えてから、当該反応温度に到達するように前記制御対象ヒータを制御することを特徴とする。
【００１０】
また、前記製造装置によって行うことができる本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、太陽電池セルの縁部同士を重ね合わせ、温度に応じて固化する接合材によって前記縁部同士を接合することにより、複数枚の前記太陽電池セルを有する太陽電池モジュールを製造する方法であって、新たに接続する前記太陽電池セルである接続セルを加熱すると共に、複数枚の前記太陽電池セルが接続されて形成される半製品のうち前記接続セルが接続される被接続セルを加熱し、前記接合材によって前記縁部同士を接合させる際に、前記接合材によって前記縁部同士を接合させる反応温度の手前温度で、前記接続セルと前記被接続セルとの温度を揃えてから、当該反応温度に到達するように、当該接続セルと当該被接続セルとの温度を調整することを特徴とする。
【００１１】
接続セルと被接続セルとの温度が同じであれば、その状態から温度が変化し始めた直後では、両者間で放熱量に差があっても温度差は小さい。そこで、本発明の製造装置及び製造方法によれば、接合材によって縁部同士を接合させる反応温度の手前温度で、接続セルと被接続セルとの温度を揃えてから、反応温度に到達させるので、接続セルと被接続セルとの間で放熱量に差があっても、反応温度での両者間の温度差を従来よりも小さくすることができる。したがって、接続セルと被接続セルとの温度差が小さい状態で、縁部同士を前記反応温度に到達させることができるため、接合材によって接続セルと被接続セルとが接続される際、両者の熱膨張による伸び量は同等であり、冷却後の縮み量も同等とすることが可能となる。この結果、太陽電池モジュールに反りが発生するのを抑制することができる。
【００１２】
また、前記第二ヒータが、前記制御対象ヒータであるのが好ましい。この場合、接続セルに比べて、被接続セルが接続されている半製品側は表面積が大きく放熱量が多いことから、被接続セルの温度低下速度が早いが、この被接続セルを加熱する第二ヒータを制御対象ヒータとして当該被接続セルの温度を制御することで、接続セルの温度に被接続セルの温度を揃える制御が行いやすい。
【００１３】
さらに、前記第二ヒータが、前記第一ヒータよりも急加熱及び急冷却が可能となる高応答性ヒータからなり、前記制御部は、前記被接続セルの温度を段階的に変化させて前記反応温度に到達させるように、前記第二ヒータを制御するのが好ましい。
この場合、被接続セルを加熱する第二ヒータが高応答性ヒータであり、制御部は、この第二ヒータを制御して、被接続セルの温度を段階的に変化させて前記反応温度に到達させるので、被接続セルの温度を、接続セルの温度に追従させることが可能となり、接続セルと被接続セルとの温度を揃える制御がより一層行いやすい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、接続セルと被接続セルとの温度差が従来よりも小さい状態として、縁部同士を接合材の反応温度に到達させることができるので、接合材によって接続セルと被接続セルとが接続される際、両者の熱膨張による伸び量が同等であり、冷却後の縮み量も同等とすることが可能となる。この結果、太陽電池モジュールに反りが発生するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の太陽電池モジュールの製造装置によって製造される太陽電池モジュールの一部を示す説明図である。
【図２】本発明の製造装置及び製造方法を説明する概略構成図である。
【図３】接続セル及び被接続セルの温度を示している説明図（第一実施形態）である。
【図４】接続セル及び被接続セルの温度を示している説明図（第二実施形態）である。
【図５】従来技術を説明する説明図である。
【図６】従来技術による問題点を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の太陽電池モジュールの製造装置によって製造される太陽電池モジュールの一部を示す説明図である。まず、太陽電池モジュールＭ（以下、単にモジュールＭともいう）の構成について説明する。
【００１７】
このモジュールＭは、複数の太陽電池セル７（以下、単にセル７ともいう）が一方向に並んで設けられていて、これら複数のセル７の両側に電極３１が設けられている。これらセル７及び電極３１は、その両面からカバー部材３２によって挟まれ、モジュールＭは一体のシート状を成している。両面のカバー部材３２は、可撓性を有し太陽光を透過させるフィルム状の樹脂部材から成り、セル７及び電極３１の表面及び裏面に密着した状態となっている。
【００１８】
各セル７は、導電性を有する導電性基板７ａ上に、下部電極層７ｂ、半導体層７ｃ及び上部電極層７ｄがこの順で積層されて構成されている。
隣り合うセル７，７同士は、その縁部７ｅ，７ｅにおいて重ね合わされた状態にあり、この重ね合わされた縁部７ｅ，７ｅにおいて電気的及び構造的に接続されている。なお、この重ね合わされた縁部７ｅ，７ｅを、重ね合わせ部８と呼ぶ。縁部７ｅ，７ｅを接合するために、本実施形態では、接合金属が介在していて、具体的には、接合金属は半田（半田ボール）５から成る。半田５は、縁部７ｅに沿って点在している。なお、本実施形態では、上側にあるセル７と半田５との間、及び、この半田５と下側にあるセル７との間には、導電膜９が介在しているが、導電膜９を介在させない場合であってもよい。
【００１９】
各セル７は、その配列方向と平行な方向が短尺方向となり、当該配列方向と直交する方向が長尺方向となる短冊形状（細長い薄板形状）を有していて、長尺側にある縁部７ｅによって前記重ね合わせ部８が構成される。なお、配列方向両端部におけるセル７それぞれは、電極３１と電気的及び構造的に接続されている。
【００２０】
以上のような複数枚の太陽電池セル７を有する太陽電池モジュールＭを製造するためには、図２（ａ）に示しているように、一方向（図２では左右方向）に向かってモジュールＭが順次長くなるように、隣り合うセル７，７の縁部７ｅ，７ｅ同士を重ね合わせ、温度に応じて固化する半田５によって、これら縁部７ｅ，７ｅ同士を接合すればよい。
なお、図２（ａ）では、既に複数枚（７枚）のセル７が接続されていて、これらを半製品２０と呼ぶ。そして、図２（ａ）は、この半製品２０に対して、上から新たにセル７を接続しようとしている状態を示していて、この新たなセル７を接続セル１１と呼び、半製品２０側に存在していて接続セル１１が接続されるセルを被接続セル２１と呼ぶ。
【００２１】
モジュールＭを製造するための製造装置は、図２（ｂ）に示しているように、上部の第一ヒータ１と、下部の第二ヒータ２と、第一ヒータ１と第二ヒータ２との内の少なくとも一方を制御対象ヒータとして温度制御する制御装置３とを備えている。
第一ヒータ１と第二ヒータ２とは、発熱部が上下で対向する配置にあり、重ね合わせ部８に沿って長い形状を有している。そして、第一ヒータ１と第二ヒータ２との間に、前記半製品２０及び接続セル１１が設けられ、半田５を用いた接続処理が、図示している製造装置により実行される。
【００２２】
第一ヒータ１は、発熱することで、新たに接続する接続セル１１の縁部７ｅを介して、半田５を加熱する。第一ヒータ１の発熱を停止させると、接続セル１１の温度を低下させることが可能となる。本実施形態の第一ヒータ１は、シーズヒータから成る。
第二ヒータ２は、発熱することで、半製品２０側に存在していて前記接続セル１１が接続される被接続セル２１の縁部７ｅを介して、半田５を加熱する。さらに、第二ヒータ２の発熱を停止させると、被接続セル２１の温度を低下させることが可能となる。本実施形態の第二ヒータ２は、セラミックヒータから成り、第一ヒータ１よりも急加熱及び急冷却が可能となる高応答性ヒータである。
【００２３】
制御装置３は、処理装置（ＣＰＵ）及び記憶装置を有するコンピュータによって構成されている。記憶装置には、所定のコンピュータプログラムが記憶されている。このコンピュータプログラムを前記処理装置（ＣＰＵ）が実行することで、制御装置３は、第一ヒータ１と第二ヒータ２とを制御対象ヒータとして温度制御する機能を有する。制御装置３は、第一ヒータ１及び第二ヒータ２に対して、発熱状態と発熱停止状態とを切り替える制御を行う。
【００２４】
図３は、制御装置３がヒータの制御を実行することによる接続セル１１及び被接続セル２１の温度を示している説明図である。縦軸は、接続セル１１及び被接続セル２１の温度を示しており、半田５の反応温度、すなわち凝固温度（凝固点）をＴｆで示している。
制御装置３は、第一ヒータ１及び第二ヒータ２を発熱させ、接続セル１１及び被接続セル２１の縁部７ｅ，７ｅ（重ね合わせ部８）の温度を、凝固温度Ｔｆよりも高い温度Ｔ１に上昇させる（加熱工程）。上昇温度Ｔ１は接続セル１１と被接続セル２１との間でほぼ同じである。
【００２５】
その後、制御装置３は、第一ヒータ１及び第二ヒータ２の両者の発熱を停止させる。これにより、冷却工程が開始され、接続セル１１は第一の勾配Ｃ１で温度が低下し始め、被接続セル２１は第一の勾配Ｃ１よりも大きな第二の勾配Ｃ２で温度が低下し始める。これは、接続セル１１と被接続セル２１との材質は同じであるが、前記のとおり（図２（ａ）に示しているように）被接続セル２１は、既に他のセル７と接続され半製品２０となっていることから、その表面積が接続セル１１よりも大きく、このため被接続セル２１側（半製品２０）の放熱量は、１枚のみからなる接続セル１１の放熱量よりも大きくなるためである。
【００２６】
そこで、制御装置３は、前記冷却工程において、半田５が縁部７ｅ，７ｅ同士を接合する凝固温度Ｔｆの手前温度Ｔｓ（Ｔｓ＞Ｔｆ）で、接続セル１１と被接続セル２１との温度を揃えるために、第二ヒータ２を再び発熱状態として被接続セル２２の温度を所定時間Δｔ１について手前温度Ｔｓに維持させる。なお、本実施形態では、制御装置３は、第一ヒータ１も再度発熱状態として接続セル１１の温度を所定時間Δｔ２（Δｔ２＜Δｔ１）について手前温度ｔｓに維持させる。
本実施形態の手前温度Ｔｓでは、半田５は溶融した状態にある。また、手前温度Ｔｓは、凝固温度Ｔｆよりも５℃の範囲内で高温となる温度である（Ｔｆ＜Ｔｓ≦Ｔｆ＋５℃）。さらに、接続セル１１と被接続セル２１との温度を手前温度Ｔｓに揃えるが、この「揃える」には、完全に同一の温度に揃える場合の他に、接続セル１１と被接続セル２１との内の一方の温度が手前温度Ｔｓになった際に、他方の温度との差が５℃の範囲で揃える場合も含む。
なお、図３によれば、接続セル１１及び被接続セル２１の縁部７ｅ，７ｅを温度Ｔ１に上昇させる前記加熱工程の途中でも、縁部７ｅ，７ｅの温度が手前温度Ｔｓに揃っているが、この加熱工程では必ずしも揃っている必要はなく、本実施形態では、前記のとおり冷却工程において、縁部７ｅ，７ｅの温度を手前温度Ｔｓ（Ｔｓ＞Ｔｆ）で揃える必要がある。
【００２７】
この制御により、接続セル１１と被接続セル２１との温度を手前温度Ｔｓとして揃えることができ、このようにして温度を揃えてから、制御装置３は、接続セル１１と被接続セル２１との温度が、凝固温度Ｔｆに到達する（下に超える）ように調整すべく、第一ヒータ１及び第二ヒータ２の制御を行う。すなわち、接続セル１１と被接続セル２１との温度を手前温度Ｔｓに揃え終わると（時刻ｔａ）、第一ヒータ１及び第二ヒータ２の両者の発熱を停止する。凝固温度Ｔｆに到達する（下に超える）と、半田５は凝固した状態となる。なお、この冷却工程では、接続セル１１と被接続セル２１との温度を、凝固温度Ｔｆよりも下に超えさせるが、その冷却は、自然冷却でもよく、強制的な冷却であってもよい。
【００２８】
この制御によれば、接続セル１１と被接続セル２２とで放熱量が異なっていても、同じ手前温度Ｔｓであれば、その温度Ｔｓから温度が低下し始めた直後では、両者の温度差は極めて小さいため、当該手前温度Ｔｓから温度が低下し始めた直後に到達する凝固温度Ｔｆにおいて、接続セル１１と被接続セル２１との温度を同一（又は温度差を僅か）とすることができる。したがって、接続セル１１と被接続セル２１との温度差が僅かな状態（又は同一の状態）として、縁部７ｅ，７ｅ同士を、凝固温度Ｔｆに到達させることができる。
これにより、半田５によって接続セル１１と被接続セル２１とが接続される際、両者の熱膨張による伸び量が同等であり、冷却後の縮み量も同等とすることが可能となる。この結果、太陽電池モジュールＭに反りが発生するのを防止することができる。
【００２９】
図４は、制御装置３によって実行される温度制御の他の実施形態を説明する説明図である。図４は、図３と同様に、接続セル１１及び被接続セル２１の温度を示している。
図４の場合、第一ヒータ１及び第二ヒータ２の両者を制御装置３が温度制御してもよいが、第一ヒータ１については制御装置３の機能に寄らずに、当該第１ヒータ１に付属している例えばタイマーやサーモスタットの機能により、接続セル１１が温度Ｔ１となるまで第一ヒータ１は発熱し、その後、凝固温度Ｔｆを経てさらに温度が低下するまで発熱を停止し続けるように構成してもよい。この場合、第二ヒータ２のみが、制御装置３による温度制御を行う制御対象ヒータとなる。
【００３０】
図４の場合について説明する。第一ヒータ１及び第二ヒータ２は発熱し、接続セル１１及び被接続セル２１の縁部７ｅ，７ｅ（重ね合わせ部８）の温度を、凝固温度Ｔｆよりも高い温度Ｔ１に上昇させる。上昇温度Ｔ１は、接続セル１１と被接続セル２１との間でほぼ同じである。
その後、第一ヒータ１及び第二ヒータ２の両者の発熱を停止させる。これにより、接続セル１１は第一の勾配Ｃ１で温度が低下し始め、被接続セル２１は第一の勾配Ｃ１よりも大きな第二の勾配Ｃ２で温度が低下し始める。
なお、第一ヒータ１は、これ以後、発熱しないため、接続セル１１は、凝固温度Ｔｆを超えるまで及び超えてからも、一定の温度勾配Ｃ１で冷却される。
【００３１】
これに対して、制御装置３は、冷却工程の開始後、凝固温度Ｔｆの手前温度Ｔｓ（Ｔｓ＞Ｔｆ）で被接続セル２１の温度を接続セル１１の温度に揃えるために、第二ヒータ２を段階的に発熱状態として、温度低下が遅い接続セル１１の温度に対して、被接続セル２１の温度を手前温度Ｔｓで合わせる制御を行う。
この制御により、接続セル１１と被接続セル２１との温度を手前温度Ｔｓで揃えることができ、このようにして温度を揃えてから、制御装置３は、接続セル１１と被接続セル２１との温度が、凝固温度Ｔｆに到達する（下に超える）ように、第二ヒータ２の制御を行う。すなわち、第二ヒータ２に対して、発熱状態及び発熱停止状態を複数回繰り返し行う制御を行うことにより、被接続セル２１の温度が手前温度Ｔｓに到達するのを遅らせ、被接続セル２１の温度低下を、接続セル１１の温度低下に追従させている。
【００３２】
このように、接続セル１１の温度に、被接続セル２１の温度を追従させるためには、当該被接続セル２１の縁部７ｅを加熱する第二ヒータ２が、第一ヒータ１よりも急加熱及び急冷却が可能となる高応答性ヒータとする必要がある。そして、制御装置３は、被接続セル２１の温度を段階的に変化させて凝固温度Ｔｆに到達させるように、高応答性ヒータである第二ヒータ２を制御すればよい。
【００３３】
この制御により、前記の場合（図３の場合）と同様、接続セル１１と被接続セル２１との温度差が僅かな状態（又は同一の状態）として、縁部７ｅ，７ｅ同士を、凝固温度Ｔｆに到達させることができる。
これにより、半田５によって接続セル１１と被接続セル２１とが接続される際、両者の熱膨張による伸び量が同等であり、冷却後の縮み量も同等とすることが可能となる。この結果、太陽電池モジュールＭに反りが発生するのを防止することができる。
【００３４】
なお、図３の場合であっても、図４の場合と同様に、制御装置３の機能に寄らずに、当該第１ヒータ１に付属している例えばタイマーやサーモスタットの機能により、接続セル１１が温度Ｔ１となるまで第一ヒータ１は発熱し、その後、凝固温度Ｔｆを経てさらに温度が低下するまで発熱を停止し続けるように構成してもよい。この場合、図３に示している時間帯Δｔ２は生じない。そして、接続セル１１の温度が温度Ｔ１から直線的に低下する変化が生じるが、手前温度Ｔｓで被接続セル２１の温度を第二ヒータ２によって維持していることから、当該手前温度Ｔｓで接続セル１１と被接続セル２１との温度が揃った段階で、両者の温度を低下開始させれば、接続セル１１と被接続セル２１との両者の縁部７ｅ，７ｅの温度差を、僅かな状態で凝固温度Ｔｆに到達させることができる。
【００３５】
前記のとおり（図２（ａ）参照）、接続セル１１に比べて、被接続セル２１が接続されている半製品２０は表面積が大きく放熱量が多いことから、被接続セル２１の温度低下速度は接続セル１１よりも早い。しかし、この被接続セル２１を加熱する第二ヒータ２が、制御装置３による制御対象ヒータとなり、この第二ヒータ２によって被接続セル２１の温度を制御すれば、接続セル１１と被接続セル２１との温度を揃えることができる。
【００３６】
さらに、半製品２０の大きさは、セル７の接続枚数に応じて変化する。この場合、被接続セル２１側における温度降下速度も、接続枚数に応じて変化する。しかし、このような場合であっても、図４に示しているように、凝固温度Ｔｆまで段階的に被接続セル２１の温度を低下させるように制御していて、しかも、この段階の数、すなわち第二ヒータ２を発熱状態とする回数や、発熱状態の継続時間を、制御装置３が前記接続枚数に応じて変更すればよい。そして、このような段階の数や継続時間は、予め制御装置３が記憶している制御プログラムに設定されており、セル７の接続枚数が異なる毎に細かな温度設定は不要となる。
【００３７】
また、本実施形態では、高応答性ヒータは一方（第二ヒータ２）のみでよく、第一ヒータ１１をシーズヒータ等の比較的安価なものを採用している。このため、製造装置のコストダウンに貢献することができる。
また、図２（ａ）に示しているように、面積が大きくなっていく半製品２０側の被接続セル２１を加熱するヒータを、高応答性ヒータとすることにより、好ましい製造装置となる。これは、被接続セル２１側の方が、放熱性が高いことから温度変化が大きくなるが、被接続セル２１の温度を迅速に昇温させて手前温度Ｔｓに調整しやすくなるためである。
【００３８】
さらに、図２（ａ）に示しているように、接合前の半田５（例えば半田ボール）は、半製品２０側である被接続セル２１の縁部７ｅ上に間隔を有して載った状態となり、ヒータ１，２間に配置される。このため、下側にある被接続セル２１を加熱するヒータを、高応答性ヒータとするのが好ましい。すなわち、半田５が載った状態にある被接続セル２１を加熱するヒータは、予め、凝固温度Ｔｆから大きく離れて低い温度となっている必要があるが、この被接続セル２１を加熱するヒータを高応答性ヒータとすることで、迅速に被接続セル２１を昇温させることができ、作業効率が良い。これに対して、当初より半田５が載った状態とはならない上側の接続セル１１を加熱するヒータは、凝固温度Ｔｆ付近の温度に維持されていればよく、コンスタントヒータとすることができる。
【００３９】
なお、前記各実施形態において、接続セル１１及び被接続セル２１の温度を管理しているが、このために、製造装置は、両者の温度を常時又は定期的に検出する温度センサ（図示せず）を備えていてもよいが、一度モジュールＭを製造する際に、接続セル１１及び被接続セル２１の温度を検出することで、以後、その検出した温度に対して予めヒータの発熱タイミング等の設定を行い、その設定をプログラムに組み込めば、温度センサを不要とすることができる。
【００４０】
また、本発明は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであっても良い。例えば、太陽電池セル同士を接合するための接合材を、本実施形態では、接合金属として半田５を用いた場合を説明したが、これ以外であってもよく、温度に応じて固化する材料であればよい。例えば、導電性の良い熱可塑性樹脂とすることができる。
【００４１】
また、前記接合材は、凝固温度より高温な状態から、温度が低下することで凝固するもの以外に、温度が上昇して硬化温度に達すると硬化してセル同士を接合させるもの（例えば、導電性の良い熱硬化性樹脂）であってもよい。この場合、前記制御装置３によるヒータの温度制御は、冷却工程ではなく加熱工程で行う必要があり、接合材は加熱（昇温）により反応して接合させるものであることから、接合材の反応温度は硬化温度となり、手前温度は硬化温度よりも低温となる。
【００４２】
また、制御装置３は、第一ヒータ１と第二ヒータ２との内の少なくとも一方を制御対象ヒータとして温度制御すればよく、放熱量は接続セル１１の方が小さいが、被接続セル２１側が、ヒータの温度低下が遅くその影響を受け、結果として被接続セル２１の方が、温度低下速度が遅くなる場合、接続セル１１を加熱する第一ヒータ１を制御対処ヒータとする必要がある。
【符号の説明】
【００４３】
１：第一ヒータ、 ２：第二ヒータ、 ３：制御装置（制御部）、 ５：半田（接合材）、 ７：太陽電池セル、 ７ｅ：縁部、 １１：接続セル、 ２０：半製品、 ２１：被接続セル、 Ｍ：太陽電池モジュール、 Ｔｆ：凝固温度（反応温度）、 Ｔｓ：手前温度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数枚の太陽電池セルが接続されて構成される太陽電池モジュールの製造装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギー問題に対する意識の向上から、太陽電池モジュールを用いた太陽光発電に対する期待が高まっており、太陽電池モジュールの需要が増加している。そこで、このような需要の増加に伴って、性能の良い太陽電池モジュールを製造するための技術開発が望まれている。
【０００３】
特許文献１に記載の太陽電池モジュールは、複数枚の太陽電池セル（太陽電池素子）を直列に接続することで実用的な電圧を得る構成となっている。このために、特許文献１に記載の太陽電池モジュールでは、短冊形状の太陽電池セルそれぞれの表面及び裏面に導電性を有する材料が設けられていて、図５（ａ）（ｂ）に示しているように、隣り合う太陽電池セル８０，８１の縁部８０ａ，８１ａ同士を上下に重ね合わせることにより、電気的に接続させる構成が採用されている。
【０００４】
このような太陽電池モジュールの製造は、図５（ａ）に示しているように、太陽電池セル８０の縁部８０ａの上に、新たに接続する太陽電池セル８１の縁部８１ａを重ね合わせ、この重ね合わせた縁部８０ａ，８１ａ間に介在している半田（接合金属）８４を、図５（ｂ）に示しているように、上下のヒータ８２，８３により加熱して溶融し、その後冷却して凝固させ、電気的及び構造的に接続することで行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１０３５５号公報（図９、図１０参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前記製造方法によれば、次のような問題点が発生するおそれがある。すなわち、上下に重ね合わせる太陽電池セル８０，８１の縁部８０ａ，８１ａ間の半田８４を、上側のヒータ８２によって、上側の太陽電池セル８１を介して加熱すると共に、下側のヒータ８３によって、既に複数枚の太陽電池セル７９に接続されている下側の太陽電池セル８０を介して加熱する。この際、上下のヒータ８２，８３を用いて、図６（ａ）に示しているように、半田８４の溶融温度Ｔｆ以上に太陽電池セル８１，８０を加熱する必要がある。そして、ヒータ８２，８３による加熱を停止し、太陽電池セル８１，８０と共に半田８４を凝固温度Ｔｆ未満の温度に低下させ、半田８４を凝固させる。
【０００７】
しかし、この場合において、図５（ａ）に示しているように、下側の太陽電池セル８０は既に複数枚の太陽電池セル７９に接続されていることから、全体としての表面積は大きく放熱量が多くなる。これに対して、新たに接続する上側の太陽電池セル８１は、１枚のみであるため、その表面積は小さく放熱量が少ない。このため、上下のヒータ８２，８３により縁部８０ａ，８１ａを凝固温度Ｔｆ以上に一旦加熱し、その後加熱を止め、半田８４を冷却させても、半田８４が凝固する際に、上側と下側との放熱量の差が原因となって、図６（ａ）に示しているように、上側の太陽電池セル８１と下側の太陽電池セル８０との間で温度差Δｔが発生する。
すると、この温度差Δｔによって、熱膨張による伸び量が太陽電池セル８０，８１の間で異なっていることから、半田８４の凝固後、さらに温度が常温に低下すると、前記伸び量の差によって縮み量も異なるため、太陽電池セル８０，８１の重ね合わせ部に応力が発生し、図６（ｂ）に示しているようにモジュールＭに反りが発生してしまう。
【０００８】
そこで本発明は、太陽電池モジュールに発生する反りを抑制することができる太陽電池モジュールの製造装置及びそ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】
【０００９】
前記目的を達成するための本発明は、太陽電池セルの縁部同士を重ね合わせ、温度に応じて固化する接合材によって前記縁部同士を接合することにより、複数枚の前記太陽電池セルを有する太陽電池モジュールを製造する製造装置であって、新たに接続する前記太陽電池セルである接続セルを加熱する第一ヒータと、複数枚の前記太陽電池セルが接続されて形成される半製品のうち前記接続セルが接続される被接続セルを加熱する第二ヒータと、前記第一ヒータと前記第二ヒータとの内の少なくとも一方を制御対象ヒータとして制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記接合材によって前記縁部同士を接合させる反応温度の手前温度で、前記接続セルと前記被接続セルとの温度を揃えてから、当該反応温度に到達するように前記制御対象ヒータを制御することを特徴とする。
【００１０】
また、前記製造装置によって行うことができる本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、太陽電池セルの縁部同士を重ね合わせ、温度に応じて固化する接合材によって前記縁部同士を接合することにより、複数枚の前記太陽電池セルを有する太陽電池モジュールを製造する方法であって、新たに接続する前記太陽電池セルである接続セルを加熱すると共に、複数枚の前記太陽電池セルが接続されて形成される半製品のうち前記接続セルが接続される被接続セルを加熱し、前記接合材によって前記縁部同士を接合させる際に、前記接合材によって前記縁部同士を接合させる反応温度の手前温度で、前記接続セルと前記被接続セルとの温度を揃えてから、当該反応温度に到達するように、当該接続セルと当該被接続セルとの温度を調整することを特徴とする。
【００１１】
接続セルと被接続セルとの温度が同じであれば、その状態から温度が変化し始めた直後では、両者間で放熱量に差があっても温度差は小さい。そこで、本発明の製造装置及び製造方法によれば、接合材によって縁部同士を接合させる反応温度の手前温度で、接続セルと被接続セルとの温度を揃えてから、反応温度に到達させるので、接続セルと被接続セルとの間で放熱量に差があっても、反応温度での両者間の温度差を従来よりも小さくすることができる。したがって、接続セルと被接続セルとの温度差が小さい状態で、縁部同士を前記反応温度に到達させることができるため、接合材によって接続セルと被接続セルとが接続される際、両者の熱膨張による伸び量は同等であり、冷却後の縮み量も同等とすることが可能となる。この結果、太陽電池モジュールに反りが発生するのを抑制することができる。
【００１２】
また、前記第二ヒータが、前記制御対象ヒータであるのが好ましい。この場合、接続セルに比べて、被接続セルが接続されている半製品側は表面積が大きく放熱量が多いことから、被接続セルの温度低下速度が早いが、この被接続セルを加熱する第二ヒータを制御対象ヒータとして当該被接続セルの温度を制御することで、接続セルの温度に被接続セルの温度を揃える制御が行いやすい。
【００１３】
さらに、前記第二ヒータが、前記第一ヒータよりも急加熱及び急冷却が可能となる高応答性ヒータからなり、前記制御部は、前記被接続セルの温度を段階的に変化させて前記反応温度に到達させるように、前記第二ヒータを制御するのが好ましい。
この場合、被接続セルを加熱する第二ヒータが高応答性ヒータであり、制御部は、この第二ヒータを制御して、被接続セルの温度を段階的に変化させて前記反応温度に到達させるので、被接続セルの温度を、接続セルの温度に追従させることが可能となり、接続セルと被接続セルとの温度を揃える制御がより一層行いやすい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、接続セルと被接続セルとの温度差が従来よりも小さい状態として、縁部同士を接合材の反応温度に到達させることができるので、接合材によって接続セルと被接続セルとが接続される際、両者の熱膨張による伸び量が同等であり、冷却後の縮み量も同等とすることが可能となる。この結果、太陽電池モジュールに反りが発生するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の太陽電池モジュールの製造装置によって製造される太陽電池モジュールの一部を示す説明図である。
【図２】本発明の製造装置及び製造方法を説明する概略構成図である。
【図３】接続セル及び被接続セルの温度を示している説明図（第一実施形態）である。
【図４】接続セル及び被接続セルの温度を示している説明図（第二実施形態）である。
【図５】従来技術を説明する説明図である。
【図６】従来技術による問題点を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の太陽電池モジュールの製造装置によって製造される太陽電池モジュールの一部を示す説明図である。まず、太陽電池モジュールＭ（以下、単にモジュールＭともいう）の構成について説明する。
【００１７】
このモジュールＭは、複数の太陽電池セル７（以下、単にセル７ともいう）が一方向に並んで設けられていて、これら複数のセル７の両側に電極３１が設けられている。これらセル７及び電極３１は、その両面からカバー部材３２によって挟まれ、モジュールＭは一体のシート状を成している。両面のカバー部材３２は、可撓性を有し太陽光を透過させるフィルム状の樹脂部材から成り、セル７及び電極３１の表面及び裏面に密着した状態となっている。
【００１８】
各セル７は、導電性を有する導電性基板７ａ上に、下部電極層７ｂ、半導体層７ｃ及び上部電極層７ｄがこの順で積層されて構成されている。
隣り合うセル７，７同士は、その縁部７ｅ，７ｅにおいて重ね合わされた状態にあり、この重ね合わされた縁部７ｅ，７ｅにおいて電気的及び構造的に接続されている。なお、この重ね合わされた縁部７ｅ，７ｅを、重ね合わせ部８と呼ぶ。縁部７ｅ，７ｅを接合するために、本実施形態では、接合金属が介在していて、具体的には、接合金属は半田（半田ボール）５から成る。半田５は、縁部７ｅに沿って点在している。なお、本実施形態では、上側にあるセル７と半田５との間、及び、この半田５と下側にあるセル７との間には、導電膜９が介在しているが、導電膜９を介在させない場合であってもよい。
【００１９】
各セル７は、その配列方向と平行な方向が短尺方向となり、当該配列方向と直交する方向が長尺方向となる短冊形状（細長い薄板形状）を有していて、長尺側にある縁部７ｅによって前記重ね合わせ部８が構成される。なお、配列方向両端部におけるセル７それぞれは、電極３１と電気的及び構造的に接続されている。
【００２０】
以上のような複数枚の太陽電池セル７を有する太陽電池モジュールＭを製造するためには、図２（ａ）に示しているように、一方向（図２では左右方向）に向かってモジュールＭが順次長くなるように、隣り合うセル７，７の縁部７ｅ，７ｅ同士を重ね合わせ、温度に応じて固化する半田５によって、これら縁部７ｅ，７ｅ同士を接合すればよい。
なお、図２（ａ）では、既に複数枚（７枚）のセル７が接続されていて、これらを半製品２０と呼ぶ。そして、図２（ａ）は、この半製品２０に対して、上から新たにセル７を接続しようとしている状態を示していて、この新たなセル７を接続セル１１と呼び、半製品２０側に存在していて接続セル１１が接続されるセルを被接続セル２１と呼ぶ。
【００２１】
モジュールＭを製造するための製造装置は、図２（ｂ）に示しているように、上部の第一ヒータ１と、下部の第二ヒータ２と、第一ヒータ１と第二ヒータ２との内の少なくとも一方を制御対象ヒータとして温度制御する制御装置３とを備えている。
第一ヒータ１と第二ヒータ２とは、発熱部が上下で対向する配置にあり、重ね合わせ部８に沿って長い形状を有している。そして、第一ヒータ１と第二ヒータ２との間に、前記半製品２０及び接続セル１１が設けられ、半田５を用いた接続処理が、図示している製造装置により実行される。
【００２２】
第一ヒータ１は、発熱することで、新たに接続する接続セル１１の縁部７ｅを介して、半田５を加熱する。第一ヒータ１の発熱を停止させると、接続セル１１の温度を低下させることが可能となる。本実施形態の第一ヒータ１は、シーズヒータから成る。
第二ヒータ２は、発熱することで、半製品２０側に存在していて前記接続セル１１が接続される被接続セル２１の縁部７ｅを介して、半田５を加熱する。さらに、第二ヒータ２の発熱を停止させると、被接続セル２１の温度を低下させることが可能となる。本実施形態の第二ヒータ２は、セラミックヒータから成り、第一ヒータ１よりも急加熱及び急冷却が可能となる高応答性ヒータである。
【００２３】
制御装置３は、処理装置（ＣＰＵ）及び記憶装置を有するコンピュータによって構成されている。記憶装置には、所定のコンピュータプログラムが記憶されている。このコンピュータプログラムを前記処理装置（ＣＰＵ）が実行することで、制御装置３は、第一ヒータ１と第二ヒータ２とを制御対象ヒータとして温度制御する機能を有する。制御装置３は、第一ヒータ１及び第二ヒータ２に対して、発熱状態と発熱停止状態とを切り替える制御を行う。
【００２４】
図３は、制御装置３がヒータの制御を実行することによる接続セル１１及び被接続セル２１の温度を示している説明図である。縦軸は、接続セル１１及び被接続セル２１の温度を示しており、半田５の反応温度、すなわち凝固温度（凝固点）をＴｆで示している。
制御装置３は、第一ヒータ１及び第二ヒータ２を発熱させ、接続セル１１及び被接続セル２１の縁部７ｅ，７ｅ（重ね合わせ部８）の温度を、凝固温度Ｔｆよりも高い温度Ｔ１に上昇させる（加熱工程）。上昇温度Ｔ１は接続セル１１と被接続セル２１との間でほぼ同じである。
【００２５】
その後、制御装置３は、第一ヒータ１及び第二ヒータ２の両者の発熱を停止させる。これにより、冷却工程が開始され、接続セル１１は第一の勾配Ｃ１で温度が低下し始め、被接続セル２１は第一の勾配Ｃ１よりも大きな第二の勾配Ｃ２で温度が低下し始める。これは、接続セル１１と被接続セル２１との材質は同じであるが、前記のとおり（図２（ａ）に示しているように）被接続セル２１は、既に他のセル７と接続され半製品２０となっていることから、その表面積が接続セル１１よりも大きく、このため被接続セル２１側（半製品２０）の放熱量は、１枚のみからなる接続セル１１の放熱量よりも大きくなるためである。
【００２６】
そこで、制御装置３は、前記冷却工程において、半田５が縁部７ｅ，７ｅ同士を接合する凝固温度Ｔｆの手前温度Ｔｓ（Ｔｓ＞Ｔｆ）で、接続セル１１と被接続セル２１との温度を揃えるために、第二ヒータ２を再び発熱状態として被接続セル２２の温度を所定時間Δｔ１について手前温度Ｔｓに維持させる。なお、本実施形態では、制御装置３は、第一ヒータ１も再度発熱状態として接続セル１１の温度を所定時間Δｔ２（Δｔ２＜Δｔ１）について手前温度ｔｓに維持させる。
本実施形態の手前温度Ｔｓでは、半田５は溶融した状態にある。また、手前温度Ｔｓは、凝固温度Ｔｆよりも５℃の範囲内で高温となる温度である（Ｔｆ＜Ｔｓ≦Ｔｆ＋５℃）。さらに、接続セル１１と被接続セル２１との温度を手前温度Ｔｓに揃えるが、この「揃える」には、完全に同一の温度に揃える場合の他に、接続セル１１と被接続セル２１との内の一方の温度が手前温度Ｔｓになった際に、他方の温度との差が５℃の範囲で揃える場合も含む。
なお、図３によれば、接続セル１１及び被接続セル２１の縁部７ｅ，７ｅを温度Ｔ１に上昇させる前記加熱工程の途中でも、縁部７ｅ，７ｅの温度が手前温度Ｔｓに揃っているが、この加熱工程では必ずしも揃っている必要はなく、本実施形態では、前記のとおり冷却工程において、縁部７ｅ，７ｅの温度を手前温度Ｔｓ（Ｔｓ＞Ｔｆ）で揃える必要がある。
【００２７】
この制御により、接続セル１１と被接続セル２１との温度を手前温度Ｔｓとして揃えることができ、このようにして温度を揃えてから、制御装置３は、接続セル１１と被接続セル２１との温度が、凝固温度Ｔｆに到達する（下に超える）ように調整すべく、第一ヒータ１及び第二ヒータ２の制御を行う。すなわち、接続セル１１と被接続セル２１との温度を手前温度Ｔｓに揃え終わると（時刻ｔａ）、第一ヒータ１及び第二ヒータ２の両者の発熱を停止する。凝固温度Ｔｆに到達する（下に超える）と、半田５は凝固した状態となる。なお、この冷却工程では、接続セル１１と被接続セル２１との温度を、凝固温度Ｔｆよりも下に超えさせるが、その冷却は、自然冷却でもよく、強制的な冷却であってもよい。
【００２８】
この制御によれば、接続セル１１と被接続セル２２とで放熱量が異なっていても、同じ手前温度Ｔｓであれば、その温度Ｔｓから温度が低下し始めた直後では、両者の温度差は極めて小さいため、当該手前温度Ｔｓから温度が低下し始めた直後に到達する凝固温度Ｔｆにおいて、接続セル１１と被接続セル２１との温度を同一（又は温度差を僅か）とすることができる。したがって、接続セル１１と被接続セル２１との温度差が僅かな状態（又は同一の状態）として、縁部７ｅ，７ｅ同士を、凝固温度Ｔｆに到達させることができる。
これにより、半田５によって接続セル１１と被接続セル２１とが接続される際、両者の熱膨張による伸び量が同等であり、冷却後の縮み量も同等とすることが可能となる。この結果、太陽電池モジュールＭに反りが発生するのを防止することができる。
【００２９】
図４は、制御装置３によって実行される温度制御の他の実施形態を説明する説明図である。図４は、図３と同様に、接続セル１１及び被接続セル２１の温度を示している。
図４の場合、第一ヒータ１及び第二ヒータ２の両者を制御装置３が温度制御してもよいが、第一ヒータ１については制御装置３の機能に寄らずに、当該第１ヒータ１に付属している例えばタイマーやサーモスタットの機能により、接続セル１１が温度Ｔ１となるまで第一ヒータ１は発熱し、その後、凝固温度Ｔｆを経てさらに温度が低下するまで発熱を停止し続けるように構成してもよい。この場合、第二ヒータ２のみが、制御装置３による温度制御を行う制御対象ヒータとなる。
【００３０】
図４の場合について説明する。第一ヒータ１及び第二ヒータ２は発熱し、接続セル１１及び被接続セル２１の縁部７ｅ，７ｅ（重ね合わせ部８）の温度を、凝固温度Ｔｆよりも高い温度Ｔ１に上昇させる。上昇温度Ｔ１は、接続セル１１と被接続セル２１との間でほぼ同じである。
その後、第一ヒータ１及び第二ヒータ２の両者の発熱を停止させる。これにより、接続セル１１は第一の勾配Ｃ１で温度が低下し始め、被接続セル２１は第一の勾配Ｃ１よりも大きな第二の勾配Ｃ２で温度が低下し始める。
なお、第一ヒータ１は、これ以後、発熱しないため、接続セル１１は、凝固温度Ｔｆを超えるまで及び超えてからも、一定の温度勾配Ｃ１で冷却される。
【００３１】
これに対して、制御装置３は、冷却工程の開始後、凝固温度Ｔｆの手前温度Ｔｓ（Ｔｓ＞Ｔｆ）で被接続セル２１の温度を接続セル１１の温度に揃えるために、第二ヒータ２を段階的に発熱状態として、温度低下が遅い接続セル１１の温度に対して、被接続セル２１の温度を手前温度Ｔｓで合わせる制御を行う。
この制御により、接続セル１１と被接続セル２１との温度を手前温度Ｔｓで揃えることができ、このようにして温度を揃えてから、制御装置３は、接続セル１１と被接続セル２１との温度が、凝固温度Ｔｆに到達する（下に超える）ように、第二ヒータ２の制御を行う。すなわち、第二ヒータ２に対して、発熱状態及び発熱停止状態を複数回繰り返し行う制御を行うことにより、被接続セル２１の温度が手前温度Ｔｓに到達するのを遅らせ、被接続セル２１の温度低下を、接続セル１１の温度低下に追従させている。
【００３２】
このように、接続セル１１の温度に、被接続セル２１の温度を追従させるためには、当該被接続セル２１の縁部７ｅを加熱する第二ヒータ２が、第一ヒータ１よりも急加熱及び急冷却が可能となる高応答性ヒータとする必要がある。そして、制御装置３は、被接続セル２１の温度を段階的に変化させて凝固温度Ｔｆに到達させるように、高応答性ヒータである第二ヒータ２を制御すればよい。
【００３３】
この制御により、前記の場合（図３の場合）と同様、接続セル１１と被接続セル２１との温度差が僅かな状態（又は同一の状態）として、縁部７ｅ，７ｅ同士を、凝固温度Ｔｆに到達させることができる。
これにより、半田５によって接続セル１１と被接続セル２１とが接続される際、両者の熱膨張による伸び量が同等であり、冷却後の縮み量も同等とすることが可能となる。この結果、太陽電池モジュールＭに反りが発生するのを防止することができる。
【００３４】
なお、図３の場合であっても、図４の場合と同様に、制御装置３の機能に寄らずに、当該第１ヒータ１に付属している例えばタイマーやサーモスタットの機能により、接続セル１１が温度Ｔ１となるまで第一ヒータ１は発熱し、その後、凝固温度Ｔｆを経てさらに温度が低下するまで発熱を停止し続けるように構成してもよい。この場合、図３に示している時間帯Δｔ２は生じない。そして、接続セル１１の温度が温度Ｔ１から直線的に低下する変化が生じるが、手前温度Ｔｓで被接続セル２１の温度を第二ヒータ２によって維持していることから、当該手前温度Ｔｓで接続セル１１と被接続セル２１との温度が揃った段階で、両者の温度を低下開始させれば、接続セル１１と被接続セル２１との両者の縁部７ｅ，７ｅの温度差を、僅かな状態で凝固温度Ｔｆに到達させることができる。
【００３５】
前記のとおり（図２（ａ）参照）、接続セル１１に比べて、被接続セル２１が接続されている半製品２０は表面積が大きく放熱量が多いことから、被接続セル２１の温度低下速度は接続セル１１よりも早い。しかし、この被接続セル２１を加熱する第二ヒータ２が、制御装置３による制御対象ヒータとなり、この第二ヒータ２によって被接続セル２１の温度を制御すれば、接続セル１１と被接続セル２１との温度を揃えることができる。
【００３６】
さらに、半製品２０の大きさは、セル７の接続枚数に応じて変化する。この場合、被接続セル２１側における温度降下速度も、接続枚数に応じて変化する。しかし、このような場合であっても、図４に示しているように、凝固温度Ｔｆまで段階的に被接続セル２１の温度を低下させるように制御していて、しかも、この段階の数、すなわち第二ヒータ２を発熱状態とする回数や、発熱状態の継続時間を、制御装置３が前記接続枚数に応じて変更すればよい。そして、このような段階の数や継続時間は、予め制御装置３が記憶している制御プログラムに設定されており、セル７の接続枚数が異なる毎に細かな温度設定は不要となる。
【００３７】
また、本実施形態では、高応答性ヒータは一方（第二ヒータ２）のみでよく、第一ヒータ１１をシーズヒータ等の比較的安価なものを採用している。このため、製造装置のコストダウンに貢献することができる。
また、図２（ａ）に示しているように、面積が大きくなっていく半製品２０側の被接続セル２１を加熱するヒータを、高応答性ヒータとすることにより、好ましい製造装置となる。これは、被接続セル２１側の方が、放熱性が高いことから温度変化が大きくなるが、被接続セル２１の温度を迅速に昇温させて手前温度Ｔｓに調整しやすくなるためである。
【００３８】
さらに、図２（ａ）に示しているように、接合前の半田５（例えば半田ボール）は、半製品２０側である被接続セル２１の縁部７ｅ上に間隔を有して載った状態となり、ヒータ１，２間に配置される。このため、下側にある被接続セル２１を加熱するヒータを、高応答性ヒータとするのが好ましい。すなわち、半田５が載った状態にある被接続セル２１を加熱するヒータは、予め、凝固温度Ｔｆから大きく離れて低い温度となっている必要があるが、この被接続セル２１を加熱するヒータを高応答性ヒータとすることで、迅速に被接続セル２１を昇温させることができ、作業効率が良い。これに対して、当初より半田５が載った状態とはならない上側の接続セル１１を加熱するヒータは、凝固温度Ｔｆ付近の温度に維持されていればよく、コンスタントヒータとすることができる。
【００３９】
なお、前記各実施形態において、接続セル１１及び被接続セル２１の温度を管理しているが、このために、製造装置は、両者の温度を常時又は定期的に検出する温度センサ（図示せず）を備えていてもよいが、一度モジュールＭを製造する際に、接続セル１１及び被接続セル２１の温度を検出することで、以後、その検出した温度に対して予めヒータの発熱タイミング等の設定を行い、その設定をプログラムに組み込めば、温度センサを不要とすることができる。
【００４０】
また、本発明は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであっても良い。例えば、太陽電池セル同士を接合するための接合材を、本実施形態では、接合金属として半田５を用いた場合を説明したが、これ以外であってもよく、温度に応じて固化する材料であればよい。例えば、導電性の良い熱可塑性樹脂とすることができる。
【００４１】
また、前記接合材は、凝固温度より高温な状態から、温度が低下することで凝固するもの以外に、温度が上昇して硬化温度に達すると硬化してセル同士を接合させるもの（例えば、導電性の良い熱硬化性樹脂）であってもよい。この場合、前記制御装置３によるヒータの温度制御は、冷却工程ではなく加熱工程で行う必要があり、接合材は加熱（昇温）により反応して接合させるものであることから、接合材の反応温度は硬化温度となり、手前温度は硬化温度よりも低温となる。
【００４２】
また、制御装置３は、第一ヒータ１と第二ヒータ２との内の少なくとも一方を制御対象ヒータとして温度制御すればよく、放熱量は接続セル１１の方が小さいが、被接続セル２１側が、ヒータの温度低下が遅くその影響を受け、結果として被接続セル２１の方が、温度低下速度が遅くなる場合、接続セル１１を加熱する第一ヒータ１を制御対処ヒータとする必要がある。
【符号の説明】
【００４３】
１：第一ヒータ、 ２：第二ヒータ、 ３：制御装置（制御部）、 ５：半田（接合材）、 ７：太陽電池セル、 ７ｅ：縁部、 １１：接続セル、 ２０：半製品、 ２１：被接続セル、 Ｍ：太陽電池モジュール、 Ｔｆ：凝固温度（反応温度）、 Ｔｓ：手前温度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池セルの縁部同士を重ね合わせ、温度に応じて固化する接合材によって前記縁部同士を接合することにより、複数枚の前記太陽電池セルを有する太陽電池モジュールを製造する製造装置であって、
新たに接続する前記太陽電池セルである接続セルを加熱する第一ヒータと、
複数枚の前記太陽電池セルが接続されて形成される半製品のうち前記接続セルが接続される被接続セルを加熱する第二ヒータと、
前記第一ヒータと前記第二ヒータとの内の少なくとも一方を制御対象ヒータとして制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記接合材によって前記縁部同士を接合させる反応温度の手前温度で、前記接続セルと前記被接続セルとの温度を揃えてから、当該反応温度に到達するように前記制御対象ヒータを制御することを特徴とする太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項２】
前記第二ヒータが、前記制御対象ヒータである請求項１に記載の太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項３】
前記第二ヒータが、前記第一ヒータよりも急加熱及び急冷却が可能となる高応答性ヒータからなり、
前記制御部は、前記被接続セルの温度を段階的に変化させて前記反応温度に到達させるように、前記第二ヒータを制御する請求項２に記載の太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項４】
太陽電池セルの縁部同士を重ね合わせ、温度に応じて固化する接合材によって前記縁部同士を接合することにより、複数枚の前記太陽電池セルを有する太陽電池モジュールを製造する製造方法であって、
新たに接続する前記太陽電池セルである接続セルを加熱すると共に、複数枚の前記太陽電池セルが接続されて形成される半製品のうち前記接続セルが接続される被接続セルを加熱し、前記接合材によって前記縁部同士を接合させる際に、
前記接合材によって前記縁部同士を接合させる反応温度の手前温度で、前記接続セルと前記被接続セルとの温度を揃えてから、当該反応温度に到達するように、当該接続セルと当該被接続セルとの温度を調整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１】
太陽電池セルの縁部同士を重ね合わせ、温度に応じて固化する接合材によって前記縁部同士を接合することにより、複数枚の前記太陽電池セルを有する太陽電池モジュールを製造する製造装置であって、
新たに接続する前記太陽電池セルである接続セルを加熱する第一ヒータと、
複数枚の前記太陽電池セルが接続されて形成される半製品のうち前記接続セルが接続される被接続セルを加熱する第二ヒータと、
前記第一ヒータと前記第二ヒータとの内の少なくとも一方を制御対象ヒータとして制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記接合材によって前記縁部同士を接合させる反応温度の手前温度で、前記接続セルと前記被接続セルとの温度を揃えてから、当該反応温度に到達するように前記制御対象ヒータを制御することを特徴とする太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項２】
前記第二ヒータが、前記制御対象ヒータである請求項１に記載の太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項３】
前記第二ヒータが、前記第一ヒータよりも急加熱及び急冷却が可能となる高応答性ヒータからなり、
前記制御部は、前記被接続セルの温度を段階的に変化させて前記反応温度に到達させるように、前記第二ヒータを制御する請求項２に記載の太陽電池モジュールの製造装置。
【請求項４】
太陽電池セルの縁部同士を重ね合わせ、温度に応じて固化する接合材によって前記縁部同士を接合することにより、複数枚の前記太陽電池セルを有する太陽電池モジュールを製造する製造方法であって、
新たに接続する前記太陽電池セルである接続セルを加熱すると共に、複数枚の前記太陽電池セルが接続されて形成される半製品のうち前記接続セルが接続される被接続セルを加熱し、前記接合材によって前記縁部同士を接合させる際に、
前記接合材によって前記縁部同士を接合させる反応温度の手前温度で、前記接続セルと前記被接続セルとの温度を揃えてから、当該反応温度に到達するように、当該接続セルと当該被接続セルとの温度を調整す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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−７１３００（Ｐ２０１１−７１３００Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２０８６０（Ｐ２００９−２２０８６０）
【出願日】平成２１年９月２５日（２００９．９．２５）
【出願人】（０００２１９３１４）東レエンジニアリング株式会社 (505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２５日（２００９．９．２５）
【出願人】（０００２１９３１４）東レエンジニアリング株式会社 (505)
【Ｆターム（参考）】
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