JP2012143805A - 加熱ヘッド、及びこれを用いた太陽電池素子の接続装置、太陽電池ストリングの接続装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タブリード線ＴやバスバーＢを太陽電池素子Ｐや太陽電池ストリングＰｓ毎にまとめて接着することにより、これら太陽電池素子Ｐ等を容易に接続できる加熱ヘッド１Ａ及びこれを用いた太陽電池素子の接続装置１Ｂ、太陽電池ストリングの接続装置１Ｃを提供する。
【解決手段】太陽電池素子Ｐの電極列Ｐｅに対応した、それぞれ独立したスポット状誘導加熱コイル２が直線状に配置されていることを特徴とする加熱ヘッド１Ａ、及びこれを用いた太陽電池素子の接続装置１Ｂ、太陽電池ストリングの接続装置１Ｃである。
【選択図】図１

Description

本発明は、タブリード線やバスバーを太陽電池素子等に接着するための加熱ヘッド及びこれを用いた太陽電池素子の接続装置、太陽電池ストリングの接続装置に係り、特に、タブリード線を太陽電池素子に迅速に接着することができるとともに、太陽電池素子の割れ、欠け、ひび割れ（クラック）を防止することができ、生産性及びエネルギー効率が高く、安価に太陽電池パネルを供給できる加熱ヘッド、及びこれを用いた太陽電池素子の接続装置、太陽電池ストリングの接続装置に関する。

太陽電池は、無尽蔵で環境汚染のないエネルギーとして存在する太陽光を直接電気エネルギーに変換する発電システムで、住宅用から大型発電分野へとその使用範囲を急速に拡大しつつある。

特に住宅用や大型発電用の太陽電池の内、結晶系は、太陽電池素子の製造工程を経た後、複数の太陽電池素子をタブリード線によって電気的に接続してモジュールを形成する工程と、該モジュールを透明なカバー材と保護材との間に挟んでラミネートする工程を経て製造されている。また、各種の太陽電池の中で、特に非晶質シリコン系太陽電池や結晶シリコン系太陽電池等は、大面積で製造でき、製造コストも安価であることから、これまでに鋭意研究され、ここ数年の間にモジュール化形成並びにシステム化形成の生産技術の開発も一層促進され、３ＫＷ程度の家庭用小型発電装置から数百ＫＷの大型発電装置が実用化されるまでに至っている。

一方、このような背景のもと、市場の需要増と相まって、市場からは大幅なコストダウンの要請が強くなっている。この要請に応える手段としては、タブリード線を太陽電池素子に接着する際の高速化及びエネルギー効率の向上が考えられる。
これらの課題を解決できる方法としては、例えば特許文献１に記載されているような、誘導加熱による接続装置を用いる方法が挙げられる。

特開２００９−２２６４８２号公報

しかしながら、引用文献１に記載の装置では太陽電池素子に誘導加熱コイルを近づけにくく、必要な部分に磁力線が集中しにくいので必要な加熱を行うために大きな電力が必要となり、エネルギー効率の向上には限界がある。

また、例えば引用文献１に記載の装置により直線的に接続された太陽電池素子（以下、太陽電池ストリングと称する）を横に並べて、面状に接続された太陽電池素子（以下、太陽電池マトリックスと称する）とするために、従来は太陽電池ストリングの端部から突出したタブ同士を一本づつ半田ごて等でバスバーと溶着して、隣接する太陽電池ストリングのタブと接続しており、作業効率が大変悪いという問題を有していた。

本発明は上記従来技術の問題点を解消し、接着速度が速く、太陽電池素子の割れ、欠け、ひび割れ（クラック）を防止することができるとともに、生産性及びエネルギー効率が高く、太陽電池パネルを安価に供給することができる太陽電池素子の接続装置、太陽電池ストリングの接続装置、及びこれらの接続装置に用いる加熱ヘッドを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の特徴の第１は、タブリード線及び／又はバスバーを加熱して太陽電池素子及び／又は太陽電池ストリングに接着するための加熱ヘッドであって、太陽電池素子の電極列に対応した、それぞれ独立したスポット状誘導加熱コイルが直線状に配置されている加熱ヘッドを内容とする。

本発明の特徴の第２は、スポット状誘導加熱コイルに流れる電流の周波数が１５０〜４００ｋＨｚである上記の加熱ヘッドを内容とする。

本発明の特徴の第３は、スポット状誘導加熱コイルの数及び配置間隔が、太陽電池素子の電極列の数及び間隔に応じて調節可能である上記の加熱ヘッドを内容とする。

本発明の特徴の第４は、上記の加熱ヘッドと、太陽電池素子を載置する支持台と、太陽電池素子供給手段と、タブリード線供給手段を含む太陽電池素子の接続装置であって、加熱ヘッドを太陽電池素子に対して相対的に移動させながら太陽電池素子上にタブリード線が接着されることにより、太陽電池素子が接続されるように構成されている太陽電池素子の接続装置を内容とする。

本発明の特徴の第５は、太陽電池素子上のタブリード線と加熱ヘッドの間隔が５ｍｍ以下である上記の太陽電池素子の接続装置を内容とする。

本発明の特徴の第６は、太陽電池素子上のタブリード線と支持台内の導電体部分との間隔が１ｍｍ以上である上記の太陽電池素子の接続装置を内容とする。

本発明の特徴の第７は、スポット状誘導加熱コイルの前方側に予熱用熱源が配置されるとともに、後方側に徐冷用熱源が配置され、予熱用熱源及び徐冷用熱源の少なくとも一方が誘導加熱コイルである上記の太陽電池素子の接続装置を内容とする。

本発明の特徴の第８は、予熱用熱源が加熱ヘッドの移動方向に長いライン状誘導加熱コイルであり、徐冷用熱源が温風供給手段である上記の太陽電池素子の接続装置を内容とする。

本発明の特徴の第９は、上記の加熱ヘッドと、太陽電池ストリングを載置する支持台と、太陽電池ストリング供給手段と、バスバー供給手段を含む太陽電池ストリングの接続装置であって、隣接する二つの太陽電池ストリングの一端から突出する複数のタブの上又は下に一本のバスバーが供給され、タブとバスバーが重なった部分が加熱ヘッドにより加熱溶融されることにより太陽電池ストリングが接続されるように構成されている上記の太陽電池ストリングの接続装置を内容とする。

本発明の特徴の第１０は、太陽電池ストリング端部のタブとバスバーが重なった部分と、加熱ヘッドの間隔が５ｍｍ以下である上記の太陽電池ストリングの接続装置を内容とする。

本発明の特徴の第１１は、太陽電池ストリング端部のタブとバスバーが重なった部分と、支持台内の導電体部分との間隔が、１ｍｍ以上である上記の太陽電池ストリングの接続装置を内容とする。

本発明の特徴の第１２は、加熱ヘッドがＸ軸サーボモーターとＹ軸サーボモーターにより平面的に移動可能であることを特徴とする上記の太陽電池ストリングの接続装置を内容とする。

本発明による加熱ヘッドは太陽電池素子の電極列に対応した、それぞれ独立したスポット状誘導加熱コイルが直線状に配置されているので、太陽電池素子をタブリード線で接続する接続装置や、太陽電池ストリング同士をバスバーで接続する接続装置に用いる加熱ヘッドとして適している。特に、誘導加熱コイルはサビや汚れ等による性能低下が小さく、複数の誘導加熱コイルを同時に使用する場合でも個別の温度管理の必要がないので、扱いが容易である。
また、タブリード線の近辺を集中的に加熱できるため、熱ストレスによる太陽電池素子の割れ、欠け、ひび割れ（クラック）の発生を抑制できるとともに、エネルギーの利用効率を高めてエネルギーコストを下げることができる。
なお、タブリード線やバスバーを接着する場合におけるスポット状誘導加熱コイルの周波数は１５０〜４００ｋＨｚが適当である。

スポット状誘導加熱コイルの数及び配置間隔を、接続しようとする太陽電池素子の電極列の数及び間隔に応じて調節可能とすれば、一つの加熱ヘッドで数種の太陽電池素子に対応することができる。

上記の加熱ヘッドを用いた太陽電池素子の接続装置によれば、効率よく太陽電池素子を接続することができる。
また、加熱ヘッドを太陽電池素子に対して相対的に移動させながら太陽電池素子を接続するように構成すれば、加熱ヘッドを比較的小さくすることができ、装置を小型化、軽量化できる。
さらに、タブリード線の一部だけが熱せられた状態になるので、熱膨張によるタブリード線のたるみが生じにくく、従って接着不良が生じにくい。

太陽電池素子上のタブリード線と加熱ヘッドの間隔を５ｍｍ以下にすれば、誘導加熱コイルから出る磁力線を効率よく利用できるのでエネルギー効率が向上する。
また、太陽電池素子上のタブリード線と支持台内の金属部分との間隔を１ｍｍ以上とすれば、タブリード線以外の部分が発熱しにくくなるので、エネルギー効率が向上する。

スポット状誘導加熱コイルの前方側に予熱用熱源を配置するとともに、後方側に徐冷用熱源を配置すれば、急激な温度変化による太陽電池素子の割れ、欠け、ひび割れ（クラック）を抑制できる。また、これら少なくともいずれか一方を誘導加熱コイルにすれば、タブリード線付近を集中的に加熱するので、エネルギー効率が向上する。

予熱用熱源を加熱ヘッドの移動方向に長いライン状誘導加熱コイルとすれば、熱ストレスが発生しない範囲で緩やかにタブリード線の温度を上昇させることができ、これにより、スポット状誘導加熱コイルによる加熱温度を小さくして、急激な温度変化による割れ、欠け、ひび割れ（クラック）を抑制できる。また、徐冷用熱源を温風供給手段とすれば、熱せられたタブリード線部分を冷却すると共に、周りの太陽電池素子部分を暖めることにより、タブリード線部分とその他の部分の温度差を小さくすることができ、これにより、急な温度勾配による割れ、欠け、ひび割れ（クラック）を抑制できる。

上記の加熱ヘッドを用いた太陽電池ストリングの接続装置によれば、太陽電池ストリングの端部から突出したタブにバスバーを重ねたとき、タブとバスバーが重なった部分の全てにスポット状誘導加熱コイルが丁度配置されるようにすることができるので、タブとバスバーを一度に接着することができ、ストリングの接続を効率よく行うことができる。

加熱ヘッドをＸ軸サーボモーターとＹ軸サーボモーターにより平面的に移動できるようにすれば、使用する太陽電池素子の大きさや数が異なるさまざまな太陽電池ストリングを接続でき、汎用性を向上させることができる。

図１は本発明の加熱ヘッドの概略斜視図である。 図２は本発明の太陽電池素子の接続装置の一例を示す概略図である。 図３は本発明の太陽電池素子の接続装置の他の例を示す概略図である。 図４は太陽電池素子の接続装置に用いる加熱ヘッドとして好適な例を示す概略である。 図５は本発明の太陽電池ストリングの接続装置の一例を示す概略平面図である。

本発明の第１の加熱ヘッド１Ａは、タブリード線及び／又はバスバーを加熱して太陽電池素子及び／又は太陽電池ストリングに接着するためのものであって、図１に示したように、太陽電池素子Ｐの電極列Ｐｅに対応した、それぞれ独立したスポット状誘導加熱コイル２が直線状に配置されていることを特徴とする。

本発明の第２の太陽電池素子の接続装置１Ｂは、上記の加熱ヘッド１Ａと、太陽電池素子Ｐを載置する支持台３と、太陽電池素子供給手段４と、タブリード線供給手段５を含み、図２及び図３に示したように、加熱ヘッド１Ａを太陽電池素子Ｐに対して相対的に移動させながら太陽電池素子Ｐ上にタブリード線Ｔが接着されることにより、太陽電池素子Ｐが接続されるように構成されていることを特徴とする。

本発明の第３の太陽電池ストリングの接続装置１Ｃは、上記の加熱ヘッド１Ａと、太陽電池ストリングＰｓを載置する支持台３と、太陽電池ストリング供給手段４ｓと、バスバー供給手段６を含み、図５に示したように、隣接する二つの太陽電池ストリングＰｓの一端から突出する複数のタブＴの上又は下に一本のバスバーＢが供給され、タブとバスバーが重なった部分Ｘが加熱ヘッド１Ａにより加熱溶融されることにより太陽電池ストリングＰｓが接続されるように構成されていることを特徴とする。

本発明で接続される太陽電池素子Ｐは特に限定されず、表面及び裏面にそれぞれ＋極及び−極が設けられた通常の太陽電池素子は勿論、電極列Ｐｅが＋極、−極ともに裏面に設けられた、所謂、裏面電極型のものであっても接続できる。また、電極列Ｐｅの数や間隔も特に限定されず、従来から使用されている２〜６本の電極列Ｐｅが設けられたものには全て対応可能である。その材質としては、従来から使用されている単結晶シリコンや多結晶シリコン等が全て使用できる。

本発明に使用されるタブリード線Ｔは通常のものでよく、例えば、市販の標準品（平角状で、幅２ｍｍ程度、厚み０．１６ｍｍ程度の銅箔の両面に厚み４０μｍ程度の半田がコーティングされている）を用いることができる。また、半田の代わりに導電性接着剤を塗布して用いてもよい。
或いは、タブリード線Ｔとして半田等が塗布されていない銅箔テープを用い、太陽電池素子Ｐの電極列Ｐｅ上に導電性接着剤を塗布してから、その上に銅箔テープからなるタブリード線Ｔを配置し、接着してもよい。この場合、接着剤を塗布する手段は定法でよいが、例えばテープ状の剥離紙に接着剤を塗布してから、この接着剤付き剥離紙を電極列Ｐｅの上に貼り付け、その後に剥離紙のみを取り除く方法が例示できる。
本発明に使用されるバスバーＢも通常のものでよく、また、半田の代わりに導電性接着剤を使用してもいい点もタブリード線Ｔの場合と同様である。

なお、本発明において、接着とは、タブリード線ＴやバスバーＢの周りに塗布された半田を溶融させて、タブリード線Ｔを太陽電池素子ＰやバスバーＢに半田付けすることだけでなく、タブリード線Ｔ、バスバーＢ、太陽電池素子Ｐのいずれかに塗布された導電性接着剤を熱硬化させて接着するなど、太陽電池素子Ｐの上に配置されたタブリード線Ｔや、タブリード線ＴとバスバーＢの重複部分を加熱することによりタブリード線Ｔを当該太陽電池素子ＰやバスバーＢと接着することを含む。

図１に示したように、本発明の加熱ヘッド１Ａは、タブリード線ＴやバスバーＢを加熱することにより、当該タブリード線やバスバーを太陽電池素子や太陽電池ストリングに接着するためのものである。
この加熱ヘッド１Ａには、太陽電池素子の電極列Ｐｅに対応した、それぞれ独立したスポット状誘導加熱コイル２が直線状に配置されていることを特徴とする。ここで、太陽電池素子の電極列Ｐｅに対応したとは、太陽電池素子に設けられた電極列Ｐｅの数をＮとすれば、Ｎの自然数倍のスポット状誘導加熱コイル２が同時に電極列Ｐｅの上に配置可能であることを指す。即ち、スポット状誘導加熱コイル２の数が電極列Ｐｅの数Ｎ（図１の場合はＮ＝３）と同数（１倍）である場合には、１つの加熱ヘッド１Ａで１枚の太陽電池素子Ｐに一度に全てのタブリード線Ｔを接着することができ、又は１本の太陽電池ストリングＰｓから突出するタブＴとバスバーＢを一度に接着することができる。２倍以上である場合には、２枚以上の太陽電池素子Ｐ又は２列以上の太陽電池ストリングＰｓを同時に処理できる。

本発明で用いるスポット状誘導加熱コイル２は、タブリード線１本分程度の狭い範囲を加熱するためのコイルであり、通常は細長い磁心に導線を巻回した構造となっている。但し、近年使用され始めた裏面電極型の太陽電池素子Ｐのように、電極列Ｐｅの列が２本以上近接して設けられているような場合は、２本の電極列Ｐｅの列をまとめて覆う程度の範囲を加熱するようにしてもよい。
このスポット状誘導加熱コイル２は図示しない高周波電源と接続されており、この高周波電源で発生する高周波電流を導線に流すことにより急速な磁束の変化を起こし、これにより電磁誘導の原理でタブリード線を加熱する。
なお、高周波電流をスポット状誘導加熱コイル２に流すことにより、スポット状誘導加熱コイル２は自己発熱するが、スポット状誘導加熱コイル２を形成する導線を中空管状にして、導線の中に冷却水を通すことにより、自己発熱による熱を冷却するように構成してもよい。

スポット状誘導加熱コイル２の巻数については特に限定されず、タブリード線Ｔの表面に付着している半田や導電性接着剤を適切な温度に加熱できる程度とすればよく、具体的には、１〜３回程度巻回させるのが適当である。

誘電加熱に用いる高周波電流の周波数は、タブリード線Ｔを太陽電池素子Ｐに加熱接着するのに適切な温度に加熱できる程度とすれはよく、具体的には１５０〜４００ｋＨｚ程度が適当である。

上記した通り、通常の場合、スポット状誘導加熱コイル２内には磁心が挿通される。磁心はスポット状誘導加熱コイル２から発せられる磁力線をタブリード線Ｔやバスバーに効率よく作用させるためのものであるので、透磁性が高いことが必要であり、従って、軟磁性材料からなる磁心が好適に使用される。具体的な材質としては、透磁性に優れた軟磁性材料であれば特に限定されず、珪素鋼のような導電性材料でもよいが、抵抗率が高くて１５０ｋＨｚ以上の高周波を利用しても比較的発熱しにくいフェライトが好ましい。好適なフェライトの例としては、マンガン亜鉛フェライト、ニッケル亜鉛フェライト、銅亜鉛フェライト等が挙げられる。

磁心の材質として導電性を有する物質を使用する場合には、スポット状誘導加熱コイル２と磁心の間に絶縁体を介在させる必要がある。使用する絶縁体としては特に限定されないが、シリコン樹脂やポリイミド樹脂が例示できる。また、スポット状誘導加熱コイル２の周りに絶縁テープを巻きつけてもよい。

特に、スポット状誘導加熱コイル２を形成する導線を中空管状にして、導線の中に冷却水を通す場合、熱伝導率の高い絶縁体を使用することにより、磁心を同時に冷却することができるので好ましい。このような熱伝導率の高い絶縁体としては、セラミックスフィラーをシリコーンに高充填した材料、例えば、電気化学工業株式会社製、商品名：デンカ放熱シート等が例示できる。

本発明において、電極列Ｐｅの数及び間隔は、接続する太陽電池素子の種類によって異なるので、通常は接続しようとする太陽電池素子に応じた個別の加熱ヘッド１Ａを用意する必要があるが、スポット状誘導加熱コイル２を移動可能、又は取り外し可能に構成し、その配置間隔及び数を、接続しようとする太陽電池素子Ｐの電極列の間隔及び数に応じて調節可能とすれば、一つの加熱ヘッド１Ａで数種の太陽電池素子に対応することができる。なお、余分なスポット状誘導加熱コイル２については物理的に取り外す必要はなく、電極列Ｐｅがない位置に移動させてからスイッチ等を用いて通電を遮断すれば良い。

上記した加熱ヘッド１Ａは、太陽電池素子Ｐを接続するための加熱ヘッドとして好適に用いることができる。即ち、本発明の第２は太陽電池素子の接続装置である。
上記の加熱ヘッド１Ａを用いた本発明の太陽電池素子の接続装置１Ｂとしては、図２又は図３に示したような、上記の加熱ヘッド１Ａと、太陽電池素子Ｐを載置する支持台３と、太陽電池素子供給手段４と、タブリード線供給手段５を含むものが例示できる。また、本発明では、従来の接続装置で使用されているような、急激な温度変化を防ぎ熱ストレスを緩和して太陽電池素子の割れや欠けを防ぐための恒温手段、太陽電池素子の反りを矯正するための矯正手段などを付加することができる。

なお、恒温手段、矯正手段、その他製造コストを低下させたり品質を向上させたり歩留まりを改善するための手段は、本発明の太陽電池素子の接続装置１Ｂと一体に製造してもよいし、別体に製造して本発明の接続装置と組み合わせて使用してもよい。

本発明では、加熱ヘッド１Ａを太陽電池素子Ｐに対して相対的に移動させながら太陽電池素子Ｐ上にタブリード線Ｔを接着することにより、太陽電池素子Ｐを接続するように構成される。ここで、相対的に移動とは、加熱ヘッド１Ａを動かさずに太陽電池素子Ｐを移動させることと、太陽電池素子Ｐを動かさずに加熱ヘッド１Ａを動かすことを含む。
図２に示した例では、太陽電池素子Ｐを移動できる機能を有する支持台３の上に太陽電池素子Ｐとタブリード線Ｔを供給し、支持台３の機能により太陽電池素子Ｐとタブリード線Ｔを動かしながら、支持台３の上方に固定された加熱ヘッド１Ａで太陽電池素子Ｐとタブリード線Ｔを接着するように構成されている。
また、図３に示した例では、太陽電池素子Ｐとタブリード線Ｔを支持台３の上に静置してから、支持台３の上方に設けられたレール上で動く加熱ヘッド１Ａにより太陽電池素子Ｐとタブリード線Ｔを接着するように構成されている。

加熱ヘッド１Ａにより太陽電池素子Ｐとタブリード線Ｔを接着する際、加熱ヘッド１Ａ（詳しくは、スポット状誘導加熱コイル２の下端）とタブリード線Ｔの間隔を５ｍｍ以下が好ましく、さらには０．５〜３ｍｍとするのがより好ましい。この間隔が５ｍｍを超えると、スポット状誘導加熱コイル２からでる磁力線が利用されにくくなり、エネルギーの利用効率が悪くなる場合がある。また、この間隔が０．５ｍｍ未満だと、太陽電池素子の厚みのムラや反りなどにより、タブリード線Ｔの高さが僅かに変化するような場合など、加熱ヘッド１Ａとタブリード線Ｔの間のエネルギーの利用効率が大きく変化することがあり、温度管理が煩雑になる場合がある。

また、加熱ヘッド１Ａにより太陽電池素子Ｐとタブリード線Ｔを接着する際、太陽電池素子Ｐ上のタブリード線Ｔと支持台３内の導電体部分の間隔を１ｍｍ以上とするのが好ましく、さらには３ｍｍ以上とするほうがより好ましい。この間隔が１ｍｍ未満の場合は加熱ヘッド１Ａにより支持台３内の導電体部分が加熱されてしまい、エネルギー効率が悪化する場合がある。
この間隔を設ける手段は特に限定されないが、ガラス、非導電性プラスチック、非導電性セラミックなどの非導電性の構造物からなる所定の厚さのシートを支持台３の上に敷設する方法が例示できる。

上記の加熱ヘッド１Ａを本発明の太陽電池素子の接続装置１Ｂに用いる場合、スポット状誘導加熱コイル２の前方側に予熱用熱源２ａを配置するとともに、後方側に徐冷用熱源２ｂを配置するのが好ましい。
即ち、近年の太陽電池素子Ｐは非常に薄くなっているため、高温や急激な温度変化、熱勾配等により、割れ、欠け、ひび割れ（クラック）が生じやすくなっている。一方、誘導加熱コイルを用いた場合、タブリード線Ｔのみが加熱され、太陽電池素子Ｐは直接的には加熱されないが、タブリード線Ｔと太陽電池素子Ｐは接触しているため、太陽電池素子Ｐは間接的に加熱されることになる。しかも、誘導加熱コイルによる加熱は温度の立ち上がりが急であるという特徴があるので、この温度変化が太陽電池素子Ｐの割れ、欠け、ひび割れ（クラック）の原因になる場合がある。そこで、予熱用熱源２ａにより予めタブリード線Ｔと太陽電池素子Ｐを暖めておけばスポット状誘導加熱コイル２による加熱を弱くすることができ、これにより温度変化を緩和することができる。

また、半田が溶融する程度の高温状態が続けばこの高温が割れ、欠け、ひび割れ（クラック）の原因になり、急激に冷却しようとするとその温度変化も割れ、欠け、ひび割れ（クラック）の原因になる場合がある。そこで、徐冷用熱源２ｂを設ければ、太陽電池素子Ｐを緩やかに冷却することができ、割れ、欠け、ひび割れ（クラック）の発生を緩和できる。

上記の予熱用熱源２ａ及び徐冷用熱源２ｂとしては、少なくともいずれか一方を誘導加熱コイルにすればタブリード線のみが加熱されるので、エネルギー効率が向上するので好ましい。
より好ましくは、図４に記載した通り、予熱用熱源２ａを加熱ヘッド１Ａの移動方向に長いライン状誘導加熱コイル２ａとし、このライン状誘導加熱コイル２ａから発生させる磁力線をスポット状誘導加熱コイル２の磁力線よりも弱くする。このようにすれば、太陽電池素子Ｐに熱ストレスが発生しない範囲で緩やかにタブリード線の温度を上昇させることができ、これに対応して、スポット状誘導加熱コイル２による加熱温度を小さくすることにより、急激な温度変化による割れ、欠け、ひび割れ（クラック）を一層抑制することができる。

徐冷用熱源２ｂとしては、図４に示したように、温風供給手段２ｂが好ましい。このようにすれば、熱せられたタブリード線部分を緩やかに冷却するだけでなく、周りの太陽電池素子部分を熱ストレスが発生しない範囲で暖めることにより、タブリード線部分とその他の部分の温度差を小さくすることができ、これにより、急な温度勾配による割れ、欠け、ひび割れ（クラック）を一層抑制できる。

本発明の第１の加熱ヘッド１Ａは、太陽電池ストリングＰｓを接続するための加熱ヘッドとしても好適に用いることができる。即ち、本発明の第３は太陽電池ストリングの接続装置である。
上記の加熱ヘッド１Ａを用いた本発明の太陽電池ストリングの接続装置１Ｃとしては、図５に示したような、上記の加熱ヘッド１Ａと、太陽電池ストリングを載置する支持台３と、太陽電池ストリング供給手段４ｓと、バスバー供給手段６を含むものが例示できる。

本発明で用いる太陽電池ストリング供給手段４ｓとしては、別途に接続した太陽電池ストリングＰｓを貯蔵しておいて適宜繰り出すことができるような装置でも良いが、前述の太陽電池素子の接続装置１Ｂを太陽電池ストリング供給手段４ｓとして用いることができ、この場合には、前述の太陽電池素子の接続装置１Ｂと共通の加熱ヘッド１Ａを用いることも可能である。

本発明で使用できるバスバー供給手段６としては、適当な長さのバスバーＢをタブＴの上に載置できるものであれば特に限定されないが、図５に示した例においては、バスバーＢが巻かれたリール６ａと、該リール６ａから繰り出されたバスバーＢを適当な長さに裁断する切断台６ｂと、裁断されたバスバーＢの仮置き台６ｃと、仮置き台６ｃに置かれたバスバーＢをタブＴの上に移動する移動装置（図示せず）からなるバスバー供給手段６が例示されている。なお、加熱ヘッド１Ａに近接配置したバスバー把持具を移動装置として利用し、バスバーＢの移動と接着を連続して行うようにしても良いし、別途のアーム等により移動してもよい。

本発明においては、図５に示したように、隣接する二つの太陽電池ストリングＰｓの一端から突出する複数のタブＴの上又は下に一本のバスバーＢを供給し、タブＴとバスバーＢが重なった部分Ｘを加熱ヘッド１Ａにより加熱溶融することにより太陽電池ストリングを電気的に接続するるように構成されている。本発明では加熱ヘッド１Ａのスポット状誘導加熱コイル２が太陽電池素子の電極列Ｐｅに対応して配列されているので、タブＴとバスバーＢが重なった部分Ｘを太陽電池ストリングＰｓ毎にまとめて接着し、効率よく接続して太陽電池マトリックスＰｍとすることができる。

本発明の太陽電池ストリングの接続装置１Ｃにおいては、タブとバスバーが重なった部分Ｘと加熱ヘッド１Ａの間隔を５ｍｍ以下とするのが好ましく、さらには０．５〜３ｍｍとするのがより好ましく、タブとバスバーが重なった部分Ｘと支持台３内の導電体部分の間隔を１ｍｍ以上とするのがこのましく、さらには３ｍｍ以上とするほうがより好ましいが、太陽電池素子の接続装置１Ｂの場合と同様なので、説明を省略する。

本発明においては、Ｘ軸サーボモーターとＹ軸サーボモーターを用いて、図５に示したとおり、加熱ヘッド１Ａを平面的に移動可能とするほうが好ましい。このようにすれば、太陽電池素子の大きさや数が異なるさまざまな太陽電池ストリングＰｓを一台の接続装置で接続する場合でも、加熱ヘッド１Ａの位置を変更することにより容易に対応でき、汎用性を向上させることができる。

叙上のとおり、本発明の加熱ヘッド及びこれを用いた太陽電池素子の接続装置、太陽電池ストリングの接続装置は、太陽電池素子の電極列に対応した、それぞれ独立したスポット状誘導加熱コイルが直線状に配置されており、タブリード線やバスバーを太陽電池素子や太陽電池ストリング毎にまとめて接着できるので、これら太陽電池素子等を容易に接続できる加熱ヘッド及びこれを用いた太陽電池素子の接続装置、太陽電池ストリングの接続装置として頗る有用である。

１Ａ 加熱ヘッド
１Ｂ 太陽電池素子の接続装置
１Ｃ 太陽電池ストリングの接続装置
２ スポット状誘導加熱コイル
２ａ 予熱用熱源（ライン状誘導加熱コイル）
２ｂ 徐冷用熱源（温風供給手段）
３ 支持台
４ 太陽電池素子供給手段
４ｓ 太陽電池ストリング供給手段
５ タブリード線供給手段
６ バスバー供給手段
６ａ リール
６ｂ 切断台
６ｃ 仮置き台
Ｐ 太陽電池素子
Ｐｅ 電極列
Ｐｓ 太陽電池ストリング
Ｐｍ 太陽電池マトリックス
Ｔ タブリード線（タブ）
Ｂ バスバー
Ｘ タブとバスバーが重なった部分

Claims (12)

1. タブリード線及び／又はバスバーを加熱して太陽電池素子及び／又は太陽電池ストリングに接着するための加熱ヘッドであって、
   太陽電池素子の電極列に対応した、それぞれ独立したスポット状誘導加熱コイルが直線状に配置されていることを特徴とする加熱ヘッド。
2. スポット状誘導加熱コイルに流れる電流の周波数が１５０〜４００ｋＨｚであることを特徴とする請求項１に記載の加熱ヘッド。
3. スポット状誘導加熱コイルの数及び配置間隔が、太陽電池素子の電極列の数及び間隔に応じて調節可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の加熱ヘッド。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の加熱ヘッドと、太陽電池素子を載置する支持台と、太陽電池素子供給手段と、タブリード線供給手段を含む太陽電池素子の接続装置であって、
   加熱ヘッドを太陽電池素子に対して相対的に移動させながら太陽電池素子上にタブリード線が接着されることにより、太陽電池素子が接続されるように構成されていることを特徴とする太陽電池素子の接続装置。
5. 太陽電池素子上のタブリード線と加熱ヘッドの間隔が５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池素子の接続装置。
6. 太陽電池素子上のタブリード線と支持台内の導電体部分との間隔が１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項４又は５に記載の太陽電池素子の接続装置。
7. スポット状誘導加熱コイルの前方側に予熱用熱源が配置されるとともに、後方側に徐冷用熱源が配置され、予熱用熱源及び徐冷用熱源の少なくとも一方が誘導加熱コイルであることを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の太陽電池素子の接続装置。
8. 予熱用熱源が加熱ヘッドの移動方向に長いライン状誘導加熱コイルであり、徐冷用熱源が温風供給手段であることを特徴とする請求項７に記載の太陽電池素子の接続装置。
9. 請求項１乃至３のいずれかに記載の加熱ヘッドと、太陽電池ストリングを載置する支持台と、太陽電池ストリング供給手段と、バスバー供給手段を含む太陽電池ストリングの接続装置であって、
   隣接する二つの太陽電池ストリングの一端から突出する複数のタブの上又は下に一本のバスバーが供給され、タブとバスバーが重なった部分が加熱ヘッドにより加熱溶融されることにより太陽電池ストリングが接続されるように構成されていることを特徴とする太陽電池ストリングの接続装置。
10. 太陽電池ストリング端部のタブとバスバーが重なった部分と、加熱ヘッドの間隔が５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項９に記載の太陽電池ストリングの接続装置。
11. 太陽電池ストリング端部のタブとバスバーが重なった部分と、支持台内の導電体部分との間隔が、１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の太陽電池ストリングの接続装置。
12. 加熱ヘッドがＸ軸サーボモーターとＹ軸サーボモーターにより平面的に移動可能であることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載の太陽電池ストリングの接続装置。

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