特許 7445069 太陽光発電モジュール及びその製造プロセス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-27

(45)【発行日】2024-03-06

(54)【発明の名称】太陽光発電モジュール及びその製造プロセス

(51)【国際特許分類】

   H02S 40/34 20140101AFI20240228BHJP

   B23K 26/03 20060101ALI20240228BHJP

   B23K 26/21 20140101ALI20240228BHJP

   H01R 4/02 20060101ALI20240228BHJP

   H01R 43/02 20060101ALI20240228BHJP

【ＦＩ】

H02S40/34

B23K26/03

B23K26/21 L

H01R4/02 C

H01R43/02 B

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2023144691

(22)【出願日】2023-09-06

(62)【分割の表示】P 2022189426の分割

【原出願日】2022-11-28

【審査請求日】2023-09-07

(31)【優先権主張番号】202211320245.3

(32)【優先日】2022-10-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】521376620

【氏名又は名称】上海晶科緑能企業管理有限公司

(73)【特許権者】

【識別番号】519095522

【氏名又は名称】ジョジアン ジンコ ソーラー カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100104134

【弁理士】

【氏名又は名称】住友 慎太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100156225

【弁理士】

【氏名又は名称】浦 重剛

(74)【代理人】

【識別番号】100168549

【弁理士】

【氏名又は名称】苗村 潤

(74)【代理人】

【識別番号】100200403

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 幸信

(72)【発明者】

【氏名】ジーチウ グオ

(72)【発明者】

【氏名】イードン フー

(72)【発明者】

【氏名】イーチャオ ヤオ

【審査官】桂城 厚

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１１４０３９２６０（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開平８－１１８０１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１５３７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－３５４３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２１０８３９４７１（ＣＮ，Ｕ）

【文献】中国特許出願公開第１０４４８５８８４（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０２６４６７４１（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｓ ４０／３４

Ｈ０１Ｌ ３１／０４－３１／０７８

Ｈ０１Ｌ ３１／１８－３１／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バスバー（１１６）を有する積層体（１１０）と、前記積層体（１１０）の表面に設けられ、パッド（１２１）を有する接続箱（１２０）とを含む太陽光発電モジュール（１０）であって、
前記バスバー（１１６）と前記パッド（１２１）は、溶接により接続され、
前記バスバー（１１６）と前記パッド（１２１）は、同じ材質を採用し、
前記パッド（１２１）は、第１領域及び第２領域を有し、前記パッド（１２１）における前記バスバー（１１６）により覆われた領域は、前記第１領域であり、前記パッド（１２１）における前記バスバー（１１６）により覆われない領域は、前記第２領域であり、
溶接により形成された溶接ビードは、第１溶接ビード（１０１）及び第２溶接ビード（１０２）を含み、前記第１溶接ビード（１０１）は、前記第１領域に位置し、前記第１溶接ビード（１０１）は、前記積層体（１１０）の厚さ方向に沿って、前記バスバー（１１６）を貫通して前記パッド（１２１）の内部に延在し、前記第２溶接ビード（１０２）は、前記第２領域に位置し、前記第２溶接ビード（１０２）は、前記積層体（１１０）の厚さ方向に沿って、前記パッド（１２１）の内部に直接的に延在する、ことを特徴とする太陽光発電モジュール。

【請求項2】

前記溶接ビードは、第３溶接ビードをさらに含み、前記第３溶接ビードは、一部が前記第１領域に位置し、他の一部が前記第２領域に位置し、
前記積層体（１１０）の厚さ方向に沿って、前記第３溶接ビードは、前記第１領域に位置する部分が前記バスバー（１１６）を貫通して前記パッド（１２１）の内部に延在し、前記第２領域に位置する部分が前記パッド（１２１）の内部に直接的に延在する、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電モジュール。

【請求項3】

前記パッド（１２１）には少なくとも６本の前記溶接ビードを有する、ことを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電モジュール。

【請求項4】

前記第１溶接ビード（１０１）の数と前記第３溶接ビードの数との和は、３本以上である、ことを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電モジュール。

【請求項5】

前記積層体（１１０）の厚さ方向に沿って、前記第３溶接ビードの前記第１領域に位置する部分の前記パッド（１２１）内における延在深さと前記パッド（１２１）の厚さとの比ｎ１は、５％≦ｎ１≦６０％を満たし、及び／又は、前記第３溶接ビードの前記第２領域に位置する部分の前記パッド（１２１）内における延在深さと前記パッド（１２１）の厚さとの比ｎ２は、４０％≦ｎ２≦８０％を満たす、ことを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電モジュール。

【請求項6】

前記積層体（１１０）の厚さ方向に沿って、前記第１溶接ビード（１０１）の前記パッド（１２１）内における延在深さと前記パッド（１２１）の厚さとの比ｎ１は、５％≦ｎ１≦６０％を満たし、及び／又は、
前記第２溶接ビード（１０２）の前記パッド（１２１）内における延在深さと前記パッド（１２１）の厚さとの比ｎ２は、４０％≦ｎ２≦８０％を満たす、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の太陽光発電モジュール。

【請求項7】

前記バスバー（１１６）の幅をＬ１とし、前記パッド（１２１）の幅をＬ２としたとき、０．２≦Ｌ１／Ｌ２≦０．８を満たす、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の太陽光発電モジュール。

【請求項8】

太陽光発電モジュールの製造プロセスであって、
太陽光発電モジュール（１０）は、バスバー（１１６）を有する積層体（１１０）と、パッド（１２１）を有する接続箱（１２０）とを含み、
前記バスバー（１１６）と前記パッド（１２１）は、同じ材質を採用し、
前記太陽光発電モジュールの製造プロセスは、
前記積層体（１１０）を提供するステップと、
前記接続箱（１２０）を前記積層体（１１０）に設けて、前記積層体（１１０）の前記バスバー（１１６）を前記接続箱（１２０）内に挿入させるステップと、
前記バスバー（１１６）を前記接続箱（１２０）内の前記パッド（１２１）に押し付けるステップと、
レーザヘッド（４０）を用いて前記バスバー（１１６）と前記パッド（１２１）とをレーザ溶接し、かつ溶接後に形成された第１溶接ビード（１０１）が前記バスバー（１１６）を貫通して前記パッド（１２１）の内部に延在し、第２溶接ビード（１０２）が前記パッド（１２１）の内部に直接的に延在するステップと、を含む、ことを特徴とする太陽光発電モジュールの製造プロセス。

【請求項9】

前記バスバー（１１６）を前記接続箱（１２０）内の前記パッド（１２１）に押し付ける前に、前記パッド（１２１）の位置を取得するステップを含む、ことを特徴とする請求項８に記載の太陽光発電モジュールの製造プロセス。

【請求項10】

前記パッド（１２１）の位置を取得するステップは、
前記接続箱（１２０）を撮影することと、
撮影結果に基づいて前記パッド（１２１）の位置を取得することとを含む、ことを特徴とする請求項９に記載の太陽光発電モジュールの製造プロセス。

【請求項11】

レーザヘッド（４０）を用いて前記バスバー（１１６）と前記パッド（１２１）とをレーザ溶接した後、前記第１溶接ビード（１０１）を視覚的に検出するステップを含む、ことを特徴とする請求項８に記載の太陽光発電モジュールの製造プロセス。

【請求項12】

前記パッド（１２１）は、第１領域及び第２領域を有し、前記パッド（１２１）における前記バスバー（１１６）により覆われた領域は、前記第１領域であり、前記パッド（１２１）における前記バスバー（１１６）により覆われない領域は、前記第２領域であり、
ステップでレーザヘッド（４０）を用いて前記バスバー（１１６）と前記パッド（１２１）とをレーザ溶接するとき、前記レーザヘッド（４０）は、前記第１領域と前記第２領域にレーザ光を放射する、ことを特徴とする請求項８に記載の太陽光発電モジュールの製造プロセス。

【請求項13】

ステップでレーザヘッド（４０）を用いて前記バスバー（１１６）と前記パッド（１２１）とをレーザ溶接するとき、前記レーザヘッド（４０）から発射されたレーザ光のパワーＰは、５５０Ｗ≦Ｐ≦７５０Ｗを満たし、前記レーザヘッド（４０）の溶接速度ｖは、６０ｍｍ／ｓ≦ｖ≦１００ｍｍ／ｓを満たす、ことを特徴とする請求項８に記載の太陽光発電モジュールの製造プロセス。

【請求項14】

前記第１溶接ビード（１０１）を視覚的に検出するステップは、
前記バスバー（１１６）を撮影することと、
前記バスバー（１１６）における溶接ビードの幅ｄが０．３ｍｍ≦ｄ≦０．４ｍｍを満たすか否かを検出することとを含む、ことを特徴とする請求項１１に記載の太陽光発電モジュールの製造プロセス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、太陽光発電製品の技術分野に関し、特に太陽光発電モジュール及びその製造プロセスに関する。

【背景技術】

【0002】

接続箱は、太陽光発電モジュールが外部に電圧出力を行うための重要な接続装置である。実際の応用において、バスバーにより積層体の電極を接続箱内のパッドに電気的に接続する必要がある。従来の技術において、バスバーは、一般的に、例えば熱圧着などの溶接の態様を採用して接続箱内のパッドに固定接続される。一方では、溶接は、半田を準備して半田を溶融する必要があり、加工操作が複雑であり、他方では、半田の融点は、バスバーやパッドの融点と異なるため、冷熱衝撃後に半田剥離が発生しやすく、バスバーとパッドの接続信頼性が低い。

【0003】

バスバーとパッドは、さらにレーザ溶接により固定接続されてもよく、レーザ溶接は、パッドとバスバーを直接溶融して溶接ビードを形成することができるため、半田を設ける必要がなくなり、かつ接続が確実であるが、レーザ溶接においても例えば溶接効率が低いという問題が存在する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本願は、太陽光発電モジュール及びその製造プロセスを提供し、当該太陽光発電モジュールは、溶接前の位置決めの難易度を低下させることにより、製造効率を向上させることができる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本願の実施例は、太陽光発電モジュールを提供し、前記太陽光発電モジュールは、積層体と、接続箱とを含み、
前記積層体は、バスバーを有し、
前記接続箱は、前記積層体の表面に設けられ、前記接続箱は、パッドを有し、前記バスバーと前記パッドは、レーザ溶接により接続され、
前記パッドは、第１領域及び第２領域を有し、前記パッドにおける前記バスバーにより覆われた領域は、前記第１領域であり、前記パッドにおける前記バスバーによる覆われない領域は、前記第２領域であり、
レーザ溶接により形成された溶接ビードは、第１溶接ビード及び第２溶接ビードを含み、前記第１溶接ビードは、前記第１領域に位置し、前記第１溶接ビードは、前記積層体の厚さ方向に沿って、前記バスバーを貫通して前記パッドの内部に延在し、前記第２溶接ビードは、前記第２領域に位置し、前記第２溶接ビードは、前記積層体の厚さ方向に沿って、前記パッドの内部に直接的に延在する。

【0006】

可能な実施例において、レーザ溶接により形成された前記溶接ビードは、さらに第３溶接ビードを含み、前記第３溶接ビードは、一部が前記第１領域に位置し、他の一部が前記第２領域に位置し、
前記積層体の厚さ方向に沿って、前記第３溶接ビードは、前記第１領域に位置する部分が前記バスバーを貫通して前記パッドの内部に延在し、前記第２領域に位置する部分が前記パッドの内部に直接的に延在する。

【0007】

可能な実施例において、前記パッドには、少なくとも６本の前記溶接ビードを有する。

【0008】

可能な実施例において、前記第１溶接ビードの数と前記第３溶接ビードの数との和は、３本以上である。

【0009】

可能な設計において、前記積層体の厚さ方向に沿って、前記第３溶接ビードの前記第１領域に位置する部分の前記パッド内における延在深さと前記パッドの厚さとの比ｎ１は、５％≦ｎ１≦６０％を満たし、及び／又は、前記第３溶接ビードの前記第２領域に位置する部分の前記パッド内における延在深さと前記パッドの厚さとの比ｎ２は、４０％≦ｎ２≦８０％を満たす。

【0010】

可能な実施例において、前記積層体の厚さ方向に沿って、前記第１溶接ビードの前記パッド内における延在深さと前記パッドの厚さとの比ｎ１は、５％≦ｎ１≦６０％を満たし、及び／又は、
前記第２溶接ビードの前記パッド内における延在深さと前記パッドの厚さとの比ｎ２は、４０％≦ｎ２≦８０％を満たす。

【0011】

可能な実施例において、前記バスバーの幅をＬ１とし、前記パッドの幅をＬ２としたとき、０．２≦Ｌ１／Ｌ２≦０．８を満たす。

【0012】

本願の実施例は、さらに太陽光発電モジュールの製造プロセスを提供し、太陽光発電モジュールは、バスバーを有する積層体と、パッドを有する接続箱とを含み、
前記太陽光発電モジュールの製造プロセスは、
前記積層体を提供するステップと、
前記接続箱を前記積層体に設けて、前記積層体の前記バスバーを前記接続箱に挿入させるステップと、
前記パッドの位置を取得するステップと、
前記バスバーを前記接続箱内の前記パッドに押し付けるステップと、
レーザヘッドを用いて前記バスバーと前記パッドをレーザ溶接し、かつ溶接後に形成された第１溶接ビードが前記バスバーを貫通して前記パッドの内部に延在し、第２溶接ビードが前記パッドの内部に直接的に延在するステップと、
前記第１溶接ビードを視覚的に検出するステップと、を含む。

【0013】

可能な実施例において、前記パッドの位置を取得するステップは、
前記接続箱を撮影することと、
撮影結果に基づいて前記パッドの位置を取得することと、を含む。

【0014】

可能な実施例において、前記パッドは、第１領域及び第２領域を有し、前記パッドにおける前記バスバーにより覆われた領域は、前記第１領域であり、前記パッドにおける前記バスバーにより覆われない領域は、前記第２領域であり、
ステップでレーザヘッドを用いて前記バスバーと前記パッドとをレーザ溶接するときに、前記レーザヘッドは、前記第１領域及び前記第２領域へレーザ光を放射する。

【0015】

可能な実施例において、ステップでレーザヘッドを用いて前記バスバーと前記パッドとをレーザ溶接するときに、前記レーザヘッドから発射されたレーザ光のパワーＰは、５５０Ｗ≦Ｐ≦７５０Ｗを満たし、前記レーザヘッドの溶接速度ｖは、６０ｍｍ／ｓ≦ｖ≦１００ｍｍ／ｓを満たす。

【0016】

可能な実施例において、前記第１溶接ビードを視覚的に検出するステップは、
前記バスバーを撮影することと、
前記バスバーにおける溶接ビードの幅ｄが、０．３ｍｍ≦ｄ≦０．４ｍｍを満たすか否かを検出することと、を含む。

【発明の効果】

【0017】

本願において、第１領域及び第２領域のそれぞれには溶接ビードが形成され、すなわち、バスバーとパッドとをレーザ溶接するときに、溶接領域が第１領域及び第２領域を含むため、レーザ溶接する前にバスバーの位置を正確に位置決めする必要がなく、パッドの位置のみを位置決めしてパッドにおける第１領域と第２領域をレーザ溶接すればよいので、溶接前の位置決めの難易度を低下させ、生産効率を向上させ、生産ラインの速いタクトタイムに合わせることができる。

【0018】

パッドにおける第１領域及び第２領域をレーザ溶接する際に、第１領域には、必然的に第１溶接ビードが形成され、第１溶接ビードは、バスバーを貫通してパッド１２１の内部へ延在することにより、バスバーとパッドの強固な接続が図られる。

【0019】

以上の一般的な説明及び後段の詳細な説明は、単に例示的なものであり、本願を限定するものではないと理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【0020】

ここでの図面は、明細書に組み込まれて本明細書の一部を構成し、本願に適合する実施例を示し、かつ明細書と共に本願の原理を説明するために用いられる。

【図1】本願に提供される太陽光発電モジュールの具体的な実施例における概略構造図である。

【図2】本願に提供される太陽光発電モジュールの別の具体的な実施例における概略構造図である。

【図3】図１における接続箱内のバスバーとパッドとの接続の概略構造図である。

【図4】図３における第１溶接ビード及び第２溶接ビードの概略構造図である。

【図5】本願に提供される太陽光発電モジュールの構成の概略構造図である。

【図6】本願における太陽光発電モジュールの製造装置の概略構造図である。

【図7】本願に提供される太陽光発電モジュールの製造プロセスのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本願の技術態様をより良く理解するために、以下に図面を参照しながら本願の実施例を詳細に説明する。

【0022】

明らかなように、説明される実施例は、本願の一部の実施例だけであり、全ての実施例ではない。本願における実施例に基づいて、当業者が創造的な労力を要さずに想到し得る他の実施例は、いずれも本願の保護範囲に属する。

【0023】

本願の実施例において使用される用語は、特定の実施例を説明することだけの目的に用いられるものであり、本願を限定することを意図するものではない。本願の実施例及び添付の特許請求の範囲に使用される単数形の「一つ」、「前記」及び「当該」は、文脈上別に解すべき場合を除き、複数形をも含むことを目的とするものである。

【0024】

本明細書で使用される用語「及び／又は」は、関連対象を説明するための関連関係だけであり、３種類の関係があり得ることを示すことが理解されるべきであり、例えば、Ａ及び／又はＢは、Ａが単独で存在すること、同時にＡ及びＢが存在すること、Ｂが単独で存在することという３種類の状況を示すことができる。また、本明細書における文字「／」は、一般的に前後関連対象が「又は」の関係にあることを示す。

【0025】

なお、本願の実施例に記述される「上」、「下」、「左」、「右」などの方位語は、図面に示された角度で記述されるものであり、本願の実施例を限定するものではないと理解されるべきである。また、コンテキストにおいて、一つの素子が他の素子「上」又は「下」に接続されることを言及する場合、それは他の素子「上」又は「下」に直接接続されるだけでなく、中間素子により他の素子「上」又は「下」に間接的に接続されてもよいことは理解されるべきである。

【0026】

本願の実施例は、太陽光発電モジュール１０を提供し、図１及び図３に示すように、太陽光発電モジュール１０は、積層体１１０及び接続箱１２０を含み、積層体１１０は、バスバー１１６を有し、接続箱１２０は、積層体１１０の表面に設けられ、接続箱１２０は、パッド１２１を有し、バスバー１１６とパッド１２１は、アーク溶接、アルゴンアーク溶接、二酸化炭素保護溶接、レーザ溶接及びエレクトロスラグ圧力溶接などを含む溶接態様により接続され、本願は、レーザ溶接による接続の態様を用いる。

【0027】

具体的には、積層体１１０は、太陽光の照射で電流を生成することができ、生成された電流は、バスバー１１６により集約されて接続箱１２０に輸送され、接続箱１２０は、まずケーブルにより他の部品に直列接続され、次に外部電気制御装置に電気的に接続され、それにより太陽光発電モジュール１０から外部電気制御装置への給電が図られる。

【0028】

図５に示すように、積層体１１０は、順に重なるように設けられたカバープレート１１１、第１封止接着フィルム１１２、電池ストリング群１１３、第２封止接着フィルム１１４及びバックプレート１１５で積層して形成され、電池ストリング群１１３は、複数の電池セル１１３１を含み、バスバー１１６は、電池ストリング群１１３に電気的に接続されており、バックプレート１１５から通り抜けることにより、電池ストリング群１１３における電池セル１１３１の電気エネルギーを導出する。

【0029】

接続箱１２０は、一般的に、積層体１１０の背面、すなわちバックプレート１１５に近接する位置に設けられ、接続箱１２０の遮蔽により積層体１１０の光電変換効率が影響されることを防止する。図２に示すように、積層体１１０には、一つ又は複数の接続箱１２０を設けることができ、例えば、積層体１１０に設けられる接続箱１２０の数は、２～６個であってもよく、３個であることが好ましい。接続箱１２０は、積層体１１０の縁又は積層体１１０の中心に近接する内側に位置することができる。さらに、接続箱１２０は、積層体１１０の中心に近接する内側に設けられる場合、積層体１１０の中心線に設けられることが好ましく、さらに、積層体１１０の長辺の中心線に設けられることがより好ましい。

【0030】

バスバー１１６とパッド１２１とは、レーザ溶接される。レーザ溶接の過程において、レーザビームのエネルギーにより高温を生成し、バスバー１１６とパッド１２１の金属材質が溶融し、バスバー１１６とパッド１２１の金属材質を融合させ、冷却凝固した後に一体構造を形成し、それによってバスバー１１６とパッド１２１の接続が図られ、かつ接続が確実である。好ましくは、バスバー１１６とパッド１２１は、同じ材質を採用し、例えば銅金属である場合、両者間の同じ金属の間の融合性は、バスバー１１６とパッド１２１との間の接続強度をさらに向上させることができ、溶接剥離が発生しにくい。また、レーザ溶接の過程において、バスバー１１６とパッド１２１は、いずれも自身の溶融した金属により溶接ビードを生成するため、半田を設ける必要がなく、加工が容易である。

【0031】

図３に示すように、パッド１２１は、第１領域及び第２領域を有し、パッド１２１におけるバスバー１１６により覆われた領域は、第１領域であり、パッド１２１におけるバスバー１１６により覆われない領域は、第２領域である。レーザ溶接により形成された溶接ビードは、第１溶接ビード１０１及び第２溶接ビード１０２を含み、第１溶接ビード１０１は、第１領域に位置し、第１溶接ビード１０１は、積層体１１０の厚さ方向に沿って、バスバー１１６を貫通してパッド１２１の内部に延在し、第２溶接ビード１０２は、第２領域に位置し、第２溶接ビード１０２は、積層体１１０の厚さ方向に沿って、パッド１２１の内部に直接的に延在する。第２領域は、第１領域の一側にあってもよく、第２領域の両側に存在してもよい。

【0032】

本実施形態において、図３に示すように、第１領域及び第２領域にいずれも溶接ビードが形成され、すなわち、バスバー１１６及びパッド１２１をレーザ溶接するとき、溶接領域が第１領域及び第２領域を含むため、レーザ溶接する前にバスバー１１６の位置を正確に位置決めする必要がなく、パッド１２１の位置を位置決めしてパッド１２１における第１領域及び第２領域をレーザ溶接すればよいので、溶接前の位置決めの難易度を低下させ、生産効率を向上させ、生産ラインの速いタクトタイムに合わせることができる。

【0033】

図３及び図４に示すように、パッド１２１における第１領域及び第２領域をレーザ溶接する場合、第１領域には、必然的に第１溶接ビード１０１が形成され、第１溶接ビード１０１は、バスバー１１６を貫通してパッド１２１の内部に延在することにより、バスバー１１６とパッド１２１との強固な接続が図られる。

【0034】

具体的な実施形態において、レーザ溶接により形成された溶接ビードは、さらに第３溶接ビードを含み、第３溶接ビードは、一部が第１領域に位置し、他の一部が第２領域に位置する。積層体１１０の厚さ方向に沿って、第３溶接ビードは、第１領域に位置する部分がバスバー１１６を貫通してパッド１２１の内部に延在し、第２領域に位置する部分がパッド１２１の内部に直接的に延在する。

【0035】

本実施形態において、溶接ビードは、一般的にパッド１２１の長さ方向又は幅方向に沿って延在する。レーザ溶接の過程において、パッド１２１における第１領域と第２領域をいずれもレーザ溶接するため、パッド１２１の上方のバスバー１１６の延在方向は溶接ビードの延在方向と平行になる必要がなく、一部の溶接ビードはバスバー１１６に形成することができ、すなわち、パッド１２１の上方のバスバー１１６の延在方向は、溶接ビードの延在方向に対して傾斜することができ、それによりバスバー１１６をパッド１２１に押し潰して平坦化する難易度を低下させ、製造効率をさらに向上させることができる。具体的には、バスバー１１６がパッド１２１の長さ方向又は幅方向に対して傾斜しつつ、溶接ビードの延在方向がパッド１２１の幅方向又は長さ方向に対して平行である場合、溶接ビードの延在方向もバスバー１１６に対して傾斜し、このときにレーザ溶接によって第３溶接ビードを形成することになり、第３溶接ビードの一部が第１領域に位置し、他の部分が第２領域に位置し、すなわち、積層体１１０の厚さ方向に垂直な方向に沿って、第３溶接ビードがバスバー１１６からパッド１２１に延在（又はパッド１２１からバスバー１１６に延在）し、それによってバスバー１１６がパッド１２１からより一層分離しにくく、バスバー１１６とパッド１２１との接続がより確実になる。

【0036】

理解されるように、バスバー１１６がパッド１２１の長さ方向又は幅方向に対して平行であり、溶接ビードの延在方向がパッド１２１の幅方向又は長さ方向に対して傾斜する場合に、溶接ビードの延在方向もバスバー１１６に対して傾斜し、このときにレーザ溶接によって第３溶接ビードも形成される。

【0037】

また、溶接ビードの形状は、直線状をなすだけでなく、曲線状又は波線状をなすこともできる。溶接ビードの形状が曲線状又は波線状をなす場合、溶接ビード全体の延在方向は、パッド１２１の幅方向又は長さ方向に対して斜め又は平行になってもよい。以下、いずれも溶接ビードの形状が直線状であるものとして説明する。

【0038】

具体的な実施形態において、図３に示すように、パッド１２１には、少なくとも６本の溶接ビードを有する。例えば、溶接ビードの数は、具体的には、６本、７本、８本などであってもよい。

【0039】

本実施形態において、図３に示すように、パッド１２１における溶接ビードの数は、少なすぎないものとすべきであり、溶接ビードの数が少なすぎる（例えば６本よりも少ない）と、第１領域に入る第１溶接ビード１０１の数がその分少ないため、バスバー１１６とパッド１２１との接続信頼性が低くなる。したがって、パッド１２１において少なくとも６本の溶接ビードをレーザ溶接するとき、第１領域に入る第１溶接ビード１０１が多く、それによりバスバー１１６とパッド１２１との接続が確実であることを保証する。

【0040】

具体的な実施形態において、第１溶接ビード１０１と第３溶接ビードの数の和は、３本以上である。例えば、第１溶接ビード１０１と第３溶接ビードの数の和は、具体的には、３本、４本などであってもよい。

【0041】

本実施形態において、第１溶接ビード１０１と第３溶接ビードの数の和は、少なすぎないものとすべきであり、第１溶接ビード１０１と第３溶接ビードの数の和が少なすぎる（例えば３本よりも少ない）と、バスバー１１６とパッド１２１の接続信頼性が低くなる。したがって、第１溶接ビード１０１と第３溶接ビードの数の和が３本以上である場合、バスバー１１６とパッド１２１との接続が確実であることを保証することができる。

【0042】

具体的な実施形態において、図４に示すように、積層体１１０の厚さ方向に沿って、第１溶接ビード１０１のパッド１２１内における延在深さとパッド１２１の厚さとの比ｎ１は、５％≦ｎ１≦６０％を満たし、及び／又は、第２溶接ビード１０２のパッド１２１内における延在深さとパッド１２１の厚さとの比ｎ２は、４０％≦ｎ２≦８０％を満たす。例えば、比ｎ１は、具体的には、５％、１０％、２０％、４０％、６０％などであってもよく、比ｎ２は、具体的には、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％などであってもよい。

【0043】

なお、溶接ビードのパッド１２１内における延在深さは、レーザ光の照射パワー及び照射時間に関連し、レーザ溶接ときにレーザ光の照射パワー及び照射時間が一般的に一定であるため、第２溶接ビード１０２のパッド１２１内における延在深さは、必然的に第１溶接ビード１０１のパッド１２１内における延在深さよりも大きく、かつ第２溶接ビード１０２のパッド１２１内における延在深さは、第１溶接ビード１０１のパッド１２１内における延在深さの増加に伴って増加することとなる。

【0044】

本実施形態において、図４に示すように、積層体１１０の厚さ方向に沿って、第１溶接ビード１０１のパッド１２１内における延在深さとパッド１２１の厚さとの比ｎ１は、小さすぎず大きすぎないものとすべきであり、及び／又は、第２溶接ビード１０２のパッド１２１内における延在深さとパッド１２１の厚さとの比ｎ２は、小さすぎず大きすぎないものとすべきである。比ｎ１が小さすぎる（例えば５％よりも小さい）と、第１溶接ビード１０１のパッド１２１内における延在深さが小さすぎてしまい、バスバー１１６とパッド１２１との間に接触不良が発生しやすく、太陽光発電モジュール１０の外部電気制御装置への給電に影響を与える。比ｎ１が大きすぎる（例えば６０％よりも大きい）と、比ｎ２も大きすぎる（例えば８０％よりも大きい）ことにより、第２溶接ビード１０２がパッド１２１を貫通して接続箱１２０の底部に接触してしまい、さらに積層体１１０を損傷する恐れがある。

【0045】

したがって、積層体１１０の厚さ方向に沿って、第１溶接ビード１０１のパッド１２１内における延在深さとパッド１２１の厚さとの比ｎ１は、５％≦ｎ１≦６０％を満たし、及び／又は、第２溶接ビード１０２のパッド１２１内における延在深さとパッド１２１の厚さとの比ｎ２は、４０％≦ｎ２≦８０％を満たす場合、バスバー１１６とパッド１２１との接続信頼性を保証するとともに、第２溶接ビード１０２がパッド１２１を貫通して積層体１１０を損傷することを防止することができる。

【0046】

具体的な実施形態において、積層体１１０の厚さ方向に沿って、第３溶接ビードの第１領域に位置する部分のパッド１２１内における延在深さとパッド１２１の厚さとの比は、５％≦ｎ１≦６０％を満たし、及び／又は、第３溶接ビードの第２領域に位置する部分のパッド１２１内における延在深さとパッド１２１の厚さとの比は、４０％≦ｎ２≦８０％を満たす。

【0047】

本実施形態において、第３溶接ビードの第１領域に位置する部分はバスバー１１６を貫通してパッド１２１の内部に延在するため、第３溶接ビードの第１領域に位置する部分のパッド１２１内における延在状況は、第１溶接ビード１０１のパッド１２１内における延在状況と類似する。第３溶接ビードの第２領域に位置する部分はパッド１２１の内部に直接的に延在するため、第３溶接ビードの第２領域に位置する部分のパッド１２１内における延在状況は、第２溶接ビード１０２のパッド１２１内における延在状況と類似する。

【0048】

また、太陽光発電モジュール１０の製造装置の誤差又は製造プロセスの誤差によって、第１領域での隣接する第１溶接ビード１０１のパッド１２１内における延在深さに大きな差異が生じる可能性があるか又は第２領域での隣接する第２溶接ビード１０２のパッド１２１内における延在深さに大きな差異が生じる可能性がある。実際の製造において、隣接する第１溶接ビード１０１又は第２溶接ビード１０２のパッド１２１内部における延在深さの差異とパッド１２１の厚さとの比は、最大２０％に達することができ、したがって、本願は、第１溶接ビード１０１、第２溶接ビード１０２及び第３溶接ビードのパッド１２１内における延在深さを大きな範囲にすることにより、太陽光発電モジュール１０の製造装置及び製造プロセスに対する精度要求を低下させることができる。

【0049】

具体的な実施形態において、図３に示すように、バスバー１１６の幅をＬ１とし、パッド１２１の幅をＬ２としたとき、０．２≦Ｌ１／Ｌ２≦０．８を満たす。例えば、Ｌ１／Ｌ２は、具体的には、０．２、０．４、０．６、０．８などである。

【0050】

本実施形態において、図３に示すように、バスバー１１６の幅Ｌ１も第１領域の幅であり、パッド１２１の幅Ｌ２も第１領域及び第２領域の幅である。バスバー１１６の幅Ｌ１とパッド１２１の幅Ｌ２との比Ｌ１／Ｌ２は、大きすぎず小さすぎないものとすべきであり、比Ｌ１／Ｌ２が大きすぎる（例えば０．８よりも大きい）と、パッド１２１の幅が小さすぎてしまい、溶接前にパッド１２１に対する位置決めの難易度及び位置決めに必要な時間を増加させ、太陽光発電モジュール１０の加工効率を低下させる。比Ｌ１／Ｌ２が小さすぎる（例えば０．２よりも小さい）と、パッド１２１の幅が大きすぎてしまい、バスバー１１６を貫通してパッド１２１へ延在する溶接ビードがないまたはとても少量であることにより、バスバー１１６とパッド１２１との接続が信頼できないか又は接続されないことをもたらす。したがって、バスバー１１６の幅Ｌ１とパッド１２１の幅Ｌ２との比Ｌ１／Ｌ２が０．２≦Ｌ１／Ｌ２≦０．８を満たす場合には、バスバー１１６とパッド１２１との接続信頼性及び加工効率を保証することができる。

【0051】

図５に示すように、太陽光発電モジュール１０の製造装置は、載置機構２０と、押し付け機構３０と、レーザヘッド４０と、第１検出器５０と、第２検出器６０とを含み、載置機構２０は、太陽光発電モジュール１０を載置して太陽光発電モジュール１０を駆動移動させるために用いられ、押し付け機構３０は、バスバー１１６をパッド１２１に押し付けることができ、レーザヘッド４０は、バスバー１１６とパッド１２１とをレーザ溶接することができ、第１検出器５０は、パッド１２１の位置を位置決めすることができ、第２検出器６０は、溶接ビードを検出することができる。

【0052】

本願は、さらに太陽光発電モジュールの製造プロセスを提供し、図６及び図７に示すように、太陽光発電モジュールの製造プロセスは、以下のステップを含む。
Ｓ１であって、積層体１１０を提供する。
当該ステップにおいて、積層体１１０を載置機構２０に載置する。

【0053】

Ｓ２であって、接続箱１２０を積層体１１０に設けて、積層体１１０のバスバー１１６を接続箱１２０内に挿入させる。
当該ステップにおいて、接続箱１２０にはバスバー１１６が貫通可能な開口を有し、接続箱１２０をバスバー１１６に対応して配置することにより、バスバー１１６が開口を貫通するようにする。

【0054】

Ｓ３であって、パッド１２１の位置を取得する。
当該ステップにおいて、第１検出器５０は、パッド１２１の位置を検出することができる。第１検出器５０は、ＣＣＤ視覚検出系などであってもよい。

【0055】

Ｓ４であって、バスバー１１６を接続箱１２０内のパッド１２１に押し付ける。
当該ステップにおいて、押し付け機構３０は、載置機構２０に対して移動することができ、それによりバスバー１１６と接触してバスバー１１６をパッド１２１に押し付ける。
具体的には、接続箱１２０内には、さらにダイオード１２２が設けられており、ダイオード１２２は、バスバー１１６に電気的に接続することができ、太陽光発電モジュール１０に対して異常保護作用を果たすために用いられる。接続箱１２０内のパッド１２１は、ダイオード１２２の導電端子部分で形成することができ、すなわち、バスバー１１６との接続を実現するために、ダイオード１２２の導電端子部分を一定の面積を有する平面状に延在させる。接続箱１２０内のパッド１２１は、単独のパッド部材を採用してもよく、すなわち、単独のパッド部材をアンカーなどの締結部材により接続箱１２０内に固定し、単独のパッド部材をダイオード１２２の導電端子に接続する。

【0056】

Ｓ５であって、レーザヘッド４０を用いてバスバー１１６とパッド１２１とをレーザ溶接し、かつ溶接後に形成された第１溶接ビード１０１がバスバー１１６を貫通してパッド１２１の内部に延在し、第２溶接ビード１０２がパッド１２１の内部に直接的に延在する。
当該ステップにおいて、レーザヘッド４０は、所定パワーのレーザ光を発射して、バスバー１１６及びパッド１２１に対する溶接を実現することができる。
具体的には、レーザヘッド４０から射出されたレーザ光が第１領域に照射される場合、レーザ光がバスバー１１６及びパッド１２１を溶融させ、レーザヘッド４０の移動に伴い、レーザ光が通過する経路に第１溶接ビード１０１を形成することになる。レーザヘッド４０から射出されたレーザ光が第２領域に照射される場合、レーザ光がパッド１２１を溶融させ、レーザヘッド４０の移動に伴い、レーザ光が通過する経路に第２溶接ビード１０２を形成することになる。レーザヘッド４０から射出されたレーザ光の経路が第１領域及び第２領域に跨る場合、レーザ光が通過する経路に第３溶接ビードを形成することになる。

【0057】

Ｓ６であって、第１溶接ビード１０１を視覚的に検出する。
当該ステップにおいて、レーザ溶接後の溶接ビードを視覚的に検出することにより、溶接後に形成された溶接ビードが要件を満たすか否かを判断することができ、それにより太陽光発電モジュール１０の製造歩留まりを保証する。

【0058】

具体的な実施形態において、ステップＳ３では、パッド１２１の位置を取得することは、以下のステップを含む。
Ｓ３１であって、接続箱１２０を撮影する。
Ｓ３２であって、撮影結果に基づいてパッド１２１の位置を取得する。

【0059】

本実施形態において、第１検出器５０は、接続箱１２０を撮影することができ、それによって、撮影された画像に基づいてパッド１２１の位置を取得することにより、バスバー１１６をパッド１２１に溶接する。

【0060】

具体的な実施形態において、ステップＳ５では、レーザヘッド４０を用いてバスバー１１６とパッド１２１とをレーザ溶接するとき、レーザヘッド４０は、第１領域及び第２領域にレーザ光を放射する。

【0061】

本実施形態において、図６及び図７に示すように、第１領域と第２領域をいずれもレーザ溶接することにより、バスバー１１６を位置決めする難易度を低下させ、太陽光発電モジュール１０の加工効率を向上させ、それにより生産ラインの速いタクトタイムに合わせることができる。

【0062】

具体的な実施形態において、ステップＳ５では、レーザヘッド４０を用いてバスバー１１６とパッド１２１とをレーザ溶接するとき、レーザヘッド４０から発射されたレーザ光のパワーＰは、５５０Ｗ≦Ｐ≦７５０Ｗを満たし、レーザヘッド４０の溶接速度ｖは、６０ｍｍ／ｓ≦ｖ≦１００ｍｍ／ｓを満たす。例えば、パワーＰは、具体的には、５５０Ｗ、６００Ｗ、６５０Ｗ、７００Ｗ、７５０Ｗなどであってもよく、溶接速度ｖは、具体的には、６０ｍｍ／ｓ、７０ｍｍ／ｓ、８０ｍｍ／ｓ、９０ｍｍ／ｓ、１００ｍｍ／ｓなどであってもよい。

【0063】

本実施形態において、レーザヘッド４０の溶接パワーＰを制御することにより、レーザヘッド４０から発射されたレーザ光がバスバー１１６の表面に到達するときのエネルギー強度を制御することができ、それにより溶接過程においてバスバー１１６の表面に到達するレーザ光のエネルギー強度が合理的な範囲内にあるように制御する。レーザ光のエネルギー強度が低い（例えば溶接パワーＰが５５０Ｗよりも小さい）ことで溶接深さが浅いことにより、バスバー１１６とパッド１２１との接続が信頼できないことを回避し得るとともに、レーザ光のエネルギーが高い（例えば溶接パワーＰが７５０Ｗよりも大きい）ことによってパッド１２１が溶け落ちるという問題も回避することができる。

【0064】

同時に、レーザヘッド４０の溶接速度ｖを制御することにより、溶接ビードの幅を制御することができ、最終的に形成された溶接ビードが品質要求に合致することを可能にする。溶接速度ｖが小さすぎ（例えば溶接速度ｖが６０ｍｍ／ｓよりも小さい）、溶接領域におけるレーザ光の滞留時間が長いことで、溶接ビードが広すぎることを回避し得るとともに、溶接速度ｖが大きすぎる（例えば溶接速度ｖが１００ｍｍ／ｓよりも大きい）ことで溶接ビードが狭すぎることも回避することができる。

【0065】

具体的な実施形態において、ステップＳ６では、第１溶接ビード１０１を視覚的に検出することは、以下のステップを含む。
Ｓ６１であって、バスバー１１６を撮影する。
Ｓ６２であって、バスバー１１６における溶接ビードの幅ｄが０．３ｍｍ≦ｄ≦０．４ｍｍを満たすか否かを検出する。例えば、溶接ビードの幅ｄは、具体的には、０．３ｍｍ、０．３２ｍ、０．３５ｍｍ、０．３８ｍｍ、０．４ｍｍなどであってもよい。

【0066】

本実施形態において、載置機構２０は、溶接が完了した後の太陽光発電モジュール１０を第２検出器の下方に移動することができ、第２検出器６０は、パッド１２１におけるバスバー１１６を撮影して、バスバー１１６における溶接ビードの幅を検出することができる。溶接ビードの幅ｄは、ある程度溶接品質を反映することができるため、太陽光発電モジュール１０の製造歩留まりを保証するために、バスバー１１６の表面の溶接ビードの幅ｄを検出することにより、溶接品質が要求に合致するか否かを判断することができる。

【0067】

具体的には、第１溶接ビード１０１の幅ｄが小さすぎる（例えば０．３ｍｍよりも小さい）か、又は第１溶接ビード１０１の幅ｄが大きすぎる（例えば０．４ｍｍより大きい）ことは、いずれも溶接品質が要求に合致しないと考えられ、第１溶接ビード１０１の幅ｄが０．３ｍｍ≦ｄ≦０．４ｍｍを満たす場合には、溶接品質が要求に合致すると考えられる。

【0068】

上述したのは、本願の好ましい実施例に過ぎず、本願を限定するものではなく、当業者にとって、本願は、種々の変形または変更が可能である。本願の要旨を逸脱しない範囲において行われるいかなる変更、同等置換、改善などは、いずれも本願の保護範囲内に含まれるべきである。

【符号の説明】

【0069】

１０－太陽光発電モジュール
１０１－第１溶接ビード
１０２－第２溶接ビード
１１０－積層体
１１１－カバープレート
１１２－第１封止接着フィルム
１１３－電池ストリング群
１１３１－電池セル
１１４－第２封止接着フィルム
１１５－バックプレート
１１６－バスバー
１２０－接続箱
１２１－パッド
１２２－ダイオード
２０－載置機構
３０－押し付け機構
４０－レーザヘッド
５０－第１検出器
６０－第２検出器

【要約】

【課題】本願は、太陽光発電モジュール及びその製造プロセスに関する。
【解決手段】太陽光発電モジュールは、バスバーを有する積層体と、積層体の表面に設けられ、パッドを有する接続箱とを含み、バスバーとパッドは、レーザ溶接により接続され、パッドは、第１領域及び第２領域を有し、パッドにおけるバスバーにより覆われた領域は第１領域であり、パッドにおけるバスバーによる覆われない領域は第２領域であり、レーザ溶接により形成された溶接ビードは、第１溶接ビード及び第２溶接ビードを含み、第１溶接ビードは第１領域に位置し、第１溶接ビードは、積層体の厚さ方向に沿って、バスバーを貫通してパッドの内部に延在し、第２溶接ビードは第２領域に位置し、第２溶接ビードは、積層体の厚さ方向に沿って、パッドの内部に直接的に延在する。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】