(57)【要約】【課題】一対の電極間の絶縁性を安定的に測定することができる絶縁測定装置及び絶縁測定方法を提供する。【解決手段】絶縁測定装置１は、絶縁溝８を介して形成された一対の電極7a,7b間に、測定電圧を印加する一対のプローブ2a,2bと、前記一対のプローブ2a,2b間を流れる電流を測定する測定回路12とを備え、前記一対の電極7a,7b間の絶縁性を測定する。前記一対の電極7a,7b及び前記ガラス基板５の表面に吸着した水分を除去する空気流発生手段４を備え、絶縁性を測定する時に前記一対の電極7a,7b及び前記絶縁溝８の表面から吸着水分を除去する。これにより、電極７の物性変化の影響を低減することができるので、一対の電極7a,7b間の絶縁抵抗値を短時間で安定して測定することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極膜に設けられた絶縁溝を介して形成された一対の電極間に、測定電圧を印加する一対のプローブと、
前記一対のプローブ間を流れる電流を測定する測定回路とを備え、
前記一対の電極間の絶縁性を測定する絶縁測定装置において、
少なくとも、前記絶縁溝と前記電極膜の表面に空気流を作用させる空気流発生手段を有することを特徴とする絶縁測定装置。
【請求項２】
前記空気流発生手段は、前記絶縁溝の長手方向に対し略平行方向、長手方向に略直交する方向、及び、前記絶縁溝を有する電極平面に対し略鉛直方向、のうちいずれか一方向、又は二以上の方向に前記空気流を作用させることを特徴とする請求項１に記載の絶縁測定装置。
【請求項３】
前記空気流発生手段は、前記絶縁溝の長手方向に対し略平行方向、長手方向に略直交する方向、及び、前記絶縁溝を有する電極平面に対し略鉛直方向へ空気流の方向のいずれかの方向に適宜切り替えることを特徴とする請求項１に記載の絶縁測定装置。
【請求項４】
少なくとも前記絶縁溝と前記電極膜が形成された電極形成基板を載置する支持体が加熱源を有することを特徴とする請求項１に記載の絶縁測定装置。
【請求項５】
電極膜に設けられた絶縁溝を介して形成された一対の電極間に測定電圧を印加する電圧印加ステップと、
前記一対の電極間を流れる電流を測定する電流測定ステップとを備え、
前記一対の電極間の絶縁性を測定する絶縁測定方法において、
少なくとも、前記絶縁溝と前記電極膜の表面に空気流を作用させる空気流発生ステップを備え、
前記空気流発生ステップにより少なくとも前記絶縁溝と前記電極膜の表面に空気流を作用させつつ略同時に絶縁性を測定することを特徴とする絶縁測定方法。
【請求項６】
前記空気流発生ステップは、前記絶縁溝の長手方向に対し略平行方向、長手方向に略直交する方向、及び、前記絶縁溝を有する電極平面に対し略鉛直方向、のうちいずれか一方向、又は二以上の方向に空気流を作用させることを特徴とする請求項５に記載の絶縁測定方法。
【請求項７】
前記空気流発生ステップは、前記絶縁溝の長手方向に対し略平行方向、長手方向に略直交する方向、及び、前記絶縁溝を有する電極平面に対し略鉛直方向のいずれかの方向に適宜切り替えながら少なくとも前記絶縁溝と前記電極膜の表面に空気流を作用させることを特徴とする請求項５に記載の絶縁測定方法。
【請求項８】
前記空気流発生ステップにおいて、少なくとも前記絶縁溝と前記電極膜が形成された電極形成基板を加熱することを特徴とする請求項５に記載の絶縁測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁測定装置及び絶縁測定方法に関し、特に太陽電池などの製造においてセルとして区分された各電極間の絶縁性を測定する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、通常透明電極基板であるガラス基板上に、表面電極と、アモルファスシリコン薄膜からなる光電変換層と、裏面電極層とを積層して構成されている。
【０００３】
表面電極はガラス基板上に設けられた例えば酸化亜鉛膜などからなるＴＣＯ（transparent conducting oxide）電極層に対し、例えばレーザー等を用いて溝部をスクライビングすることによって形成された複数の電極により構成されている。前記電極は、前述のように各電極間がレーザー照射などで形成された約８０μｍの溝がスクライブされることによって隣り合う他の電極と隔離絶縁状態にされ、一般的にはかかる溝部は、幅約1ｍの１枚のガラス基板に対し複数、例えば１００〜１６０本形成される事により電極が形成されている。尚、溝の底部は前記ガラス基板となっている。このようにレーザーによってスクライビングされた溝が加工条件によってはＴＣＯ膜間の絶縁を確保するに十分に形成されない加工不良などが生じることがあり、この場合、上記した溝形成によって形成された電極のうち加工不良が生じた溝を挟んだ一対の電極間では、電気的に短絡している。
【０００４】
このような電気的に短絡が生じた一対の電極の存在は、太陽電池としての全体の品質を低下させることとなるので、当該電極上に光電変換層及び裏面電極層を形成する工程の前に、当該電極を含むガラス基板を製造ラインから取り除いたり、短絡部を電気的に焼断するなど補修することが行われている。
【０００５】
この短絡部の発見のため、ガラス基板上のＴＣＯ膜に溝をスクライビングすることによって電極を形成した直後に、一対の電極間ごとの絶縁性を測定することが行われている。一対の電極間の絶縁性を測定する方法としては、例えば、パターン認識法や形状認識法を主とする画像認識により溝における加工不良の有無を検出する方法（例えば特許文献１）、及び、一対の電極間の抵抗値を測定し所定の抵抗値を閾値として絶縁性の良否を判定する電気的測定による方法（例えば特許文献２）がある。
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００２／０４０９８０号パンフレット
【特許文献２】特開２００７−１７８２５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した特許文献１の画像認識による方法では、レーザーによるスクライビング残りの所謂「ひげ」による誤認識、誤検出が多く安定的に電極間の絶縁性を検出することが困難であるという問題があった。
【０００７】
また、上記した特許文献２の電気的測定による方法では、電極が溝形成の加工条件や形成加工精度、測定環境などの影響を受け、やはり安定的に電極間の絶縁性の特にその絶対値を短時間で精度よく測定することが困難であった。すなわちこれまでの太陽電池の製造にあたっては最終製品のかたちとなるまで太陽電池特性の良し悪しが明確にはならず、そのためそういった製造ロスの低減のためには中間工程での電極間の絶縁性の絶対値が有効な製造指針となるものであるが未だその測定方法及び装置は達成されていない。
【０００８】
例えば、レーザーによるＴＣＯ膜のスクライビングではレーザー光のスポット径内のエネルギー分布がガウス分布であるためにＴＣＯ膜のレーザー焼断面が必ずしも均一とはならず、加工精度が落ち前述の「ひげ」や焼断残渣などの存在による形状の不均一性などから来る一定容量の発生や、特に酸化亜鉛などをＴＣＯ膜として使用する場合などでは測定環境雰囲気の影響を強く受けるため安定的な電極間絶縁性の絶対値測定が行われ難いものであり前記特許文献2の方法では明確な指針とはなりえない。
【０００９】
ましてや太陽電池などの製造工程ではＴＣＯ電極層が表面に塗工されたガラス基板が電極形成工程に投入される前に、受け入れ洗浄工程等で表面を洗浄乾燥することが行われることもある。その後電極形成工程においてレーザー等によって絶縁溝を形成し、かかる絶縁性の測定等を行っているが、レーザーによるＴＣＯ電極層への溝形成において新規に形成された溝部の表面は特に活性状態にあり、周辺環境の水分を容易に吸着しやすく周辺環境状態によってはその吸着した水分量が大きく変動する。そのため測定される絶縁性、すなわち電極間抵抗や電気容量はその吸着水分量により大きく変動することになり、したがって太陽電池等の素子間の絶縁測定値は極めて不安定であり特に良品でありながら吸着水分量によって不良品と判断されることも多い。また本発明者らの検討では前述した酸化亜鉛など極めて吸湿性の高い材料をＴＣＯ膜として用いる場合ではＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)法やスパッタリング(Spattering)法などでＴＣＯ膜を形成した場合、酸化亜鉛原子団がクラスター(Cluster)粒子として集積されるため極めて微細なポーラスな表面を有する膜となっていると予想している。これらは環境雰囲気中の水分を吸着しやすく、したがって新たにスクライビングによって形成された溝部の活性表面と同様に環境水分の影響を受けるものとなっていると考えられるものである。
【００１０】
この原因としてはスクライビングによって形成された電極へのこれらの吸着水分が絶縁性測定時の電圧印加時に電荷注入をもたらし、結果、電極間の絶縁性測定値を不安定化させる重要な一因となっているものと考えられる。こうした絶縁性測定値の不安定問題はこれまで太陽電池などの製造上の品質決定に錯誤を生じており、特に例え良品であっても不良品としてラインから排除されてしまうことが行われてきたと予想され、かかる問題はこれまで気づかれて来なかったことで良品が不良品として処理されるため、このことが結果生産コストの増大を招き大きな問題となっていた原因と思われる。
【００１１】
この問題を解決するためにＴＣＯ膜形成から溝形成工程、そして絶縁性測定工程の全体を一定の環境下に保持することは有効である。しかしながらこういった長大な工程全体をたとえばチャンバー等で覆い一定環境に保持させることは設備の過大なコストの増加を招き、昨今の新エネルギー源として注目される太陽光エネルギー発生手段の製造コストを増加させることとなり、その普及にも影響を与えるものとなる。また絶縁性測定工程のみを一定環境下で保持し被測定物の水分収支を安定化した上で測定することも有効であるが、水分収支が安定するに要する時間は、前述の縦横1ｍ程度の太陽電池基板の場合発明者らの検討では数時間にも及ぶ。このことは製造タクトの増大を招き、したがって同様にコストの増加を招く。この場合対象の被測定物をより小さくすることで水分収支の安定までの時間を短縮することも考えられるがこの場合も同量の製品製造のための製造効率が減少することでやはり同様に製造のコストの増加は避けられない。さらに、絶縁性測定時に電極に印加する電圧印加時間を充分に大きくとり電極への電荷注入を安定させるまで維持することも考えられるが、水分収支の安定までほどの時間はかからないもののやはり同様に製造タクトの増大を招きひいてはコスト押し上げの要因となる。
【００１２】
したがって本発明の目的は上記した問題点に鑑み、一対の電極間の絶縁性を安定的に短時間で測定することができる絶縁測定装置及び絶縁測定方法を提供することである。
【００１３】
また、本発明の別の目的は上記したような過大な設備コストを要さずに一対の電極間の絶縁性を安定的に測定することができる絶縁測定装置及び絶縁測定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のかかる目的は請求項１に係る発明として、電極膜に設けられた絶縁溝を介して形成された一対の電極間に、測定電圧を印加する一対のプローブと、前記一対のプローブ間を流れる電流を測定する測定回路とを備え、前記一対の電極間の絶縁性を測定する絶縁測定装置において、少なくとも、前記絶縁溝と前記電極膜の表面に空気流を作用させる空気流発生手段を有することを特徴とする絶縁測定装置により達成される。
【００１５】
また請求項２に示す、前記空気流発生手段は、前記絶縁溝の長手方向に対し略平行方向、長手方向に略直交する方向、及び、前記絶縁溝を有する電極平面に対し略鉛直方向、のうちいずれか一方向、又は二以上の方向に前記空気流を作用させることを特徴とする前述の絶縁測定装置により達成される。
【００１６】
さらに本発明の目的は請求項３に示す、前記空気流発生手段は、前記絶縁溝の長手方向に対し略平行方向、長手方向に略直交する方向、及び、前記絶縁溝を有する電極平面に対し略鉛直方向へ空気流の方向のいずれかの方向に適宜切り替えることを特徴とする絶縁測定装置により、精度の低いスクライビング溝を有する電極構造や複雑な形状の電極形態であってもより効率的に達成される。
【００１７】
また、請求項４に示す、少なくとも前記絶縁溝と前記電極膜が形成された電極形成基板を載置する支持体が加熱源を有することを特徴とする絶縁測定装置により達成される。
【００１８】
また、請求項５に示す、電極膜に設けられた絶縁溝を介して形成された一対の電極間に測定電圧を印加する電圧印加ステップと、前記一対の電極間を流れる電流を測定する電流測定ステップとを備え、前記一対の電極間の絶縁性を測定する絶縁測定方法において、少なくとも、前記絶縁溝と前記電極膜の表面に空気流を作用させる空気流発生ステップを備え、前記空気流発生ステップにより少なくとも前記絶縁溝と前記電極膜の表面に空気流を作用させつつ略同時に絶縁性を測定することを特徴とする絶縁測定方法により達成される。
【００１９】
また、請求項６に示す、前記空気流発生ステップは、前記絶縁溝の長手方向に対し略平行方向、長手方向に略直交する方向、及び、前記絶縁溝を有する電極平面に対し略鉛直方向、のうちいずれか一方向、又は二以上の方向に空気流を作用させることを特徴とする絶縁測定方法により達成される。
【００２０】
また本発明の目的は、請求項７に示す、前記空気流発生ステップは、前記絶縁溝の長手方向に対し略平行方向、長手方向に略直交する方向、及び、前記絶縁溝を有する電極平面に対し略鉛直方向のいずれかの方向に適宜切り替えながら少なくとも前記絶縁溝と前記電極膜の表面に空気流を作用させることを特徴とする絶縁測定方法により達成される。
【００２１】
さらに本発明の目的は、請求項８に示す、前記空気流発生ステップにおいて、少なくとも前記絶縁溝と前記電極膜が形成された電極形成基板を加熱することを特徴とする絶縁測定方法により達成される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の請求項１及び５に記載の発明によれば、電極形成時より絶縁性測定時に至る間の環境雰囲気による影響を抑止し、あるいはその間に生じた物性の変化を測定に影響を及ぼさない程度まで修復することが出来るので前述のように、形成された一対の電極間の絶縁性を安定的に測定することができる。また、絶縁性を測定する際に前記絶縁溝と電極膜の表面に空気流を作用させることで安定的に絶縁性を測定できるので、過大な設備コストの増加を抑えることができる。
【００２３】
また、請求項２及び６に記載の発明によれば、空気流は、前記絶縁溝の長手方向に対し略平行方向に流動することによって電極膜の表面及び絶縁溝の中を絶縁溝の一端から他端方向へと流動するので、電極膜の表面及び絶縁溝壁面と接触することによって絶縁溝壁面の吸着水分を除去し、さらに絶縁溝に付着している異物も排除することができる。この場合、空気流導入側より他端に至る過程で空気流の含有水分量が吸着水分の排除に伴い変化するので導入側と排出側の吸着水分の排除効率が変化するが、前述したような通常の大きさの太陽電池製造工程などでは殆ど問題は無い。特に絶縁溝方向に沿って空気流を流動させるので比較的弱い空気流圧力でも使用できる利点がある。
【００２４】
また、長手方向に略直交する方向に空気流を流動させることによって空気流は、電極膜表面上を流れるので、電極膜上の空気流によって絶縁溝に負圧を生じ、絶縁溝の底部の滞留空気が上部へ吸い上げられ、絶縁溝内壁面に吸着した水分を除去する。この場合、測定プローブなど電圧印加用部材や電流測定用部材とともに空気流発生手段を一対の被測定電極ごとに応じて移動させることにより常に一定雰囲気湿度等の空気流が絶縁溝、電極膜表面に供給されるので常に安定した電極部分の特に吸着水分の排除が行われる。
【００２５】
さらに絶縁溝を有する電極平面に対し略鉛直方向、特に絶縁溝の略中央部付近を中心に空気流を当てることによって空気流が特に絶縁溝長手方向に拡散流動し、空気流発生手段の吹出口を狭め小型化が可能となる。特に吹出口を狭めることでより空気流噴出圧力を緩和でき、また絶縁溝の略中央付近に空気流の吹出口が設けられることで吹出口から空気流の排出端までの距離が短縮できるので電極膜等への空気流の作用によって起こる空気流の含有水分量の変化をより小さいものにすることが出来る。
【００２６】
また、請求項３及び請求項７記載の発明によれば、絶縁溝が例えば精度よく直線として形成されておらず、微視的障壁が存在する場合でも、絶縁溝に対し空気流の流動方向を適宜選択することができるので、より効率的に絶縁溝と電極膜表面へ空気流を作用させることができる。
【００２７】
さらに、請求項４及び請求項８記載の発明によれば、電極が形成された電極形成基板を載置する支持体に加熱源を配置し予め基板を加熱しておくことで空気流の作用により吸着水分の除去をより効率的に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明者らは、一対の電極間の絶縁性を測定する際に、絶縁溝と電極膜の表面に空気流を作用させながら測定することにより、安定的に絶縁性を測定することができることを見出した。この効果は、絶縁溝と電極膜の表面に吸着した水分がその表面などから除去されることにより得られたと予想している。
【００２９】
すなわち、レーザー等によって絶縁溝が形成されたことにより新たに表出された絶縁溝の表面は、活性状態にあり当該絶縁溝表面には、活性状態を基底状態へ戻すために雰囲気中の水分が吸着すると考えられる。このようにして絶縁溝表面に水分が吸着すると、一対の電極間に測定電圧を印加した場合、当該水分によって形成される容量に充電されるまで電流が流れることになる。これにより、従来における絶縁測定装置においては、一対の電極間の容量が飽和されるまでに時間がかかり、あるいはその吸着水分量のばらつきによって絶縁性の測定にばらつきを生じまた絶縁測定値が安定するまでに長時間を要するだけでなく、一見、一対の電極間に導通があると誤って判断してしまう場合があったと考えられる。特に、酸化亜鉛は、それ自体強い吸湿性を有するため、電極が酸化亜鉛膜で形成されている場合には、湿度環境によって絶縁抵抗が変化するので、絶縁性を安定的に測定するためには、測定電圧を印加してから電流値が十分に安定するまでに長時間を要していた。特にこの傾向は複数の電極間の絶縁性を一括して測定する場合などではそれぞれの電極間のこういった容量が加重されるので特に顕著となる。このように、従来の絶縁測定装置における測定の長時間化、及び誤測定の原因は、絶縁溝と電極膜の表面に吸着した水分によるものと考えられる。
【００３０】
これに対し、本発明は、絶縁溝を介して形成された一対の電極間に、測定電圧を印加する一対のプローブと、前記一対のプローブ間を流れる電流を測定する測定回路とを備え、前記一対の電極間の絶縁性を測定する絶縁測定装置において、前記絶縁溝と電極膜の表面に空気流を作用させるための空気流発生手段を備え、測定時に略同時に空気流を前記絶縁溝と電極膜の表面に作用させることにより吸着水分を除去させることとした。これにより、絶縁測定装置は、絶縁溝と電極膜表面とに吸着していると考えられる水分を除去した上で同時に測定できるので、これまでの製造工程、測定工程に付加的な環境を安定させる過大な設備の増設は必要なく簡便に安定的な絶縁性測定をすることができる。
【００３１】
以下図面を参照して、本発明の好適な実施例についてより詳細に説明する。
【００３２】
（１）全体構成
図１に示す第１実施例に係る絶縁測定装置１は、一対のプローブ2a,2b、制御手段３、及び、空気流発生手段４を備えており、全体として、ガラス基板５上に形成された電極膜６をレーザースクライビングした絶縁溝８によって形成された電極７において、一対の電極7a,7b間の絶縁性を測定し得るように構成されている。尚、電極７は上記したとおり１枚のガラス基板５に対し絶縁溝８を介して複数形成されるものであるが、本図においては、簡単のためそのうちの３つの電極（7a,7b,7c）のみを表わしている。この電極７は、一端から他端までの間で数ＫΩ／ｍ程度の抵抗を有している。
【００３３】
当該絶縁測定装置１において、電極形成基板としての電極７が形成されたガラス基板５は、搬送方向ｘへコンベアなどの搬送手段（図示しない）によって支持搬送される。また、ガラス基板５は、電極7a,7b,7c間に形成された絶縁溝８が搬送方向ｘに対し直交する横方向ｙを長手方向とするように配置されている。
【００３４】
プローブ2a,2bは、接触型であって、ガラス基板５の搬送方向ｘ（図中、方向ｘ）、前記搬送方向ｘ及び前記横方向ｙに直交する上下方向ｚに移動可能に設けられている。このプローブ2a,2bは、ピンプローブ、又は平面端子プローブ等公知の接触手段からなり、図示しないが、前述した通常用いられる大きさの太陽電池基板の場合電極７の長手方向に５００ｍｍ以下の間隔で複数配置されることが好ましいことが実験的に知られる。また、このプローブ2a,2bは、絶縁性測定時には、一対の電極7a,7bの表面に接触させられる。
【００３５】
制御手段３は、電源回路10、電流リミッタ回路11、測定回路12、及び制御部13からなり、各回路10, 11, 12及び制御部13は電気的に接続されている。
【００３６】
電源回路10は、制御部13から入力された指示信号に基づき、一対のプローブ2a,2bに対し測定電圧として所定の直流電圧を印加し得るように構成されている。
【００３７】
電流リミッタ回路11は、制御手段３内を流れる電流が過大となるのを防ぎ、各回路10, 12及び測定対象の電極の破損を防止し得るように構成されている。この実施例では、電流リミッタ回路11は、電源回路10の下流側に設けられている。
【００３８】
測定回路12は、電源回路10から印加された電圧によって、一対のプローブ2a,2b間、すなわち一対の電極7a,7b間に流れる電流を測定し、さらに、測定した電流値から測定信号を生成し、該測定信号を制御部13へ出力し得るように構成されている。
【００３９】
制御部13は、図示しないが、内部のメモリに予め記憶されている絶縁抵抗演算プログラムなどの各種プログラムに従って各種処理を実行する。
【００４０】
上記構成に加え、本実施例に係る絶縁測定装置１では、上記空気流発生手段４が設けられている。当該空気流発生手段４は、ガラス基板５上にドライエアーを吐出するように配置され、該ガラス基板５上に形成された電極膜６の表面及び各電極７間に設けられた絶縁溝８を含む電極全体から吸着水分を除去するように構成されている。
【００４１】
本実施例では、空気流発生手段４は、図２に示すように、ダクト15と、該ダクト15に対しドライエアーを供給する図示しないエアー供給装置とを備える。ダクト15は、搬送方向ｘを長手方向とし横方向ｙである絶縁溝８の長手方向やや下向きに電極膜６に向かって開口した吹出口としての第１吹出口16を有する直方体の部材で構成され、前記第１吹出口16と逆側の横方向ｙの側壁内を長手方向に伸びる供給穴17と、該供給穴17と前記第１吹出口16とを連通する連通穴18とを有する。また、ダクト15には図示しないが空気フィルタが設けられている。
【００４２】
前記ダクト15は、前記エアー供給装置から供給穴17にドライエアーが供給され、前記供給穴17から連通穴18を通じて第１吹出口16へドライエアーを誘導することによって、当該第１吹出口16からドライエアーを電極膜６の表面及び電極７間に形成された絶縁溝８に向かって吐出するように構成されている。第１吹出口16から吐出されたドライエアーは、電極膜６の表面を電極７及び絶縁溝８の長手方向に沿って一端から他端へ向かって流れる。このようにドライエアーが電極膜６の表面を電極７及び絶縁溝８の長手方向に沿って一端から他端へ向かって流れることにより、絶縁溝８と電極膜６の表面から吸着した水分を除去し得る。この場合のドライエアーは、吸湿材とてして例えばシリカゲルや活性アルミナなどを用いて含有水分が減少されており、吸着水分の除去効率の点から、その温度は好ましくは10℃以上、より好ましくは温度が20℃以上であり、また湿度60％ＲＨ以下、より好ましくは50％ＲＨ以下、さらに流量は1Ｌ／ｍｉｎ以上が必要であり、好ましくは2Ｌ／ｍｉｎ以上、より好ましくは3Ｌ／ｍｉｎ以上を用いる。
【００４３】
また、ダクト15の上下方向ｚの上壁及び下壁には、貫通穴19が形成されており、前記プローブ2a,2bが挿通されている。この時、後に述べるように下壁の貫通穴19が図8に示すように前記ドライエアーの吹出口を兼ねるように構成されることは電極膜６への空気流の作用を効果的に行えることで有効である。この場合、下壁の貫通穴がプローブ2a、2bの支持強度に影響が無い程度に電極膜６の表面に効率的にドライエアーを作用させるように図中ｙ方向へ斜め下方に電極膜の表面方向に向かうよう構成されることはより良好な結果を得る。
【００４４】
（２）動作及び効果
絶縁測定装置１は、絶縁性測定時において、まず、一対のプローブ2a,2bを移動し、一対の電極7a,7bの表面にそれぞれ接触させる。同時に、空気流発生手段４は、ガラス基板５上の測定対象の電極膜６の表面とそれを区分している絶縁溝８の略全体に対しドライエアーを吐出させ、電極膜６及び各電極７間に設けられた絶縁溝８と電極膜６の表面に吸着された水分を除去する。次いで、制御部13から電源回路10へ指示信号を出力し、該指示信号に基づいて、電源回路10は所定の測定電圧をプローブ2a,2b間に印加する。
【００４５】
その結果、一対のプローブ2a,2b間、すなわち一対の電極７間に電流が流れ、該電流が測定回路12へ流れ込む。測定回路12では、流れ込んだ電流に基づき測定電流値を測定し、該測定電流値に基づいて測定信号を生成して制御部13へ出力する。
【００４６】
次いで、制御部13は、絶縁抵抗演算プログラムを読み出し、測定信号に対応する測定電流値及び印加した測定電圧値に基づいて、一対の電極7a,7bの絶縁抵抗値を算出し、当該絶縁抵抗値に基づいて絶縁の良否を判定する。
【００４７】
ここで、一対の電極7a,7b間の絶縁抵抗が大きい場合、絶縁状態は良好であると判定される。本発明の絶縁測定装置では各電極に吸着している水分の影響が排除されるので複数の電極７に対し、一つおきに一括して測定することが出来、絶縁性状態が良好である場合は２回の測定で終了することが可能となる。
【００４８】
通常、一対の電極7a,7b間には、一定の容量、例えば数百〜数万ｐＦの容量が存在するため、測定電圧を印加した場合、印加直後には一対の電極7a,7b間に前記容量を充電するための大量の電流と、一対の電極7a,7b間の絶縁抵抗を流れる電流とが流れ、時間経過に伴ない前記容量が充電されるのでその電流値が徐々に減少する。
【００４９】
従って、絶縁性の良否の判別は、所定時間経過後の当該測定電流値が基準電流値まで低下したか、すなわち絶縁抵抗が固有の絶縁抵抗値以上となっているか否かにより判別する。尚、本実施例では、測定電圧を印加した直後に流れる大量の電流により、測定回路12や測定対象となっている電極の破損を防止するため、電流リミッタ回路11によって一対のプローブ2a,2b間に流れる電流が所定値以下に制限される。
【００５０】
本発明に係る絶縁測定装置１では、空気流発生手段４により絶縁溝８と電極膜６の表面に吸着された水分を除去させながら測定を行うことにより、電極膜６の表面の環境雰囲気中の水分等による物性変化の影響を実用上極小に抑制することができるので、上記容量が充電された時点で直ちに絶縁抵抗を測定することができる。従って、絶縁測定装置１は、従来に比べ格段と短時間で一対の電極7a,7b間の絶縁性を測定することができる。
【００５１】
また、本実施例に係る絶縁測定装置１では、第１吹出口16から吐出されたドライエアーは、電極膜６の表面を電極７及び絶縁溝８の長手方向に沿って一端から他端へ向かって流れる（図２中矢印）。これにより、ドライエアーは、絶縁溝８の中を通って絶縁溝８の一端8aから他端8bへとスムーズに流れるので、絶縁溝８と接触することによって絶縁溝８と電極膜６の表面に吸着された水分を効率的に除去することができると共に、絶縁溝８内に付着している異物も排除することができる。従って、溝形成工程全体、及び、絶縁溝８を形成した後の絶縁性測定工程を一定の環境下に保持する手段に比べ、格段と短時間で絶縁溝８と電極膜６の表面に吸着されている水分を除去しつつ絶縁性測定をすることができるので、測定時間を大幅に短縮することができる。
【００５２】
また、このように絶縁性を測定する際に略同時に前記絶縁溝８と電極膜６の表面から吸着水分を除去することにより、安定的に絶縁性を測定するので、吸着水分の除去と絶縁性測定それぞれの連続した装置の設置が不要になるなど過大な設備コストの増加を抑えることができる。
【００５３】
また、本実施例に係る絶縁測定装置１では、絶縁溝８や電極膜６の表面の環境雰囲気中の水分等による物性変化の影響を実用上極小に抑制することができるので、一対の電極7a,7b間の絶縁性を絶対値として、すなわち絶縁抵抗値として測定することができる。
【００５４】
また、プローブ2a,2bは電極７の長手方向に一定間隔、例えば５００ｍｍ以下の間隔で複数配置することで、一端から他端までの間で数ＫΩ／ｍ程度の抵抗を有している電極７においても、より短時間に一対の電極7a,7b間の絶縁性を測定することができる。
【００５５】
実際に上記した絶縁測定装置１で一対の電極7a,7b間の絶縁性を測定した結果を図３に示す。図3において縦軸は電圧を示し、横軸は時間を示している。図の下部に示すようにチャンネル1(黒地に白文字で1で示す)のスケールは一目盛り100ｍＶであり、絶縁測定値の曲線Ａがそれに対応している。またチャンネル2(白地に黒文字で2で示す)のスケールは一目盛り50.0Ｖであり電極に印加した電圧曲線Ｖに対応している(以下図4及び図5も同様である)。またそれぞれの数字で示された位置がそれぞれのグラフの0V,0ｍVに当たる。この位置を基準として曲線Vは図の上方に向かって50.0Vずつのスケールで、曲線Aは図の下方に向かって100ｍVずつのスケールでそれぞれ示されている。この実験では、測定電圧として、１００Ｖの電圧を８．４秒間、一対の電極7a,7b間に印加し、これによって一対の電極7a,7b間に流れる電流値を測定した。尚、本実験では、測定電流値は、所定の標準抵抗を通して電圧値として測定した。
【００５６】
この結果から明らかなように、測定電圧（図中Ｖ）の印加開始と同時に数百ｍＶの電圧値（図中Ａ）が測定され、測定電圧を印加してから１．６秒後には、約４５ｍＶに安定している。これは、測定電圧（図中Ｖ）の印加開始と同時に一対の電極7a,7b間に存在する容量に測定電流が流れ込み、一対の電極7a,7b間の容量が飽和されるにしたがって測定電流が減少し、安定することによるものである。このとき、測定電流がゼロにならないのは、これが最終的に電極間に存在する絶縁抵抗による電流であり、この値から絶縁抵抗値の絶対値を知るものである。本実施例の場合、空気流発生手段４により、ドライエアーを作用させて測定することにより、測定開始から瞬時（１．６秒後）に一対の電極7a,7b間の容量が飽和され、絶縁性を安定的に測定することができることが確認される。また、本実施例では、測定電流が安定しているので、該測定電流を絶対値として得ることができる。
【００５７】
これに対し、図4に示すように空気流発生手段４によりドライエアーを作用させずに測定した従来例の場合では、測定電圧（図中Ｖ）の印加開始と同時に一対の電極7a,7b間には測定電流に相当する数百ｍＶの電圧値（図中Ａ）が観測されるが、次いで緩やかにその値が減少していく。しかし測定電圧を印加してから８．４秒経過してもなお、５０ｍＶからまだ緩慢に下がり続け（抵抗値が上がり続け）ている。これは、一対の電極7a,7b間に図3の測定時よりも大きな容量が存在するためと思われ、当該一対の電極7a,7b間の容量が飽和するのに時間がかかっていることによるものと考えられる。本発明者らはこの結果からこの大きな容量の原因が電極7に吸着した水分によるものと予想している。本実験結果から８．４秒経過後でも、測定電流が流れ続け、安定しないので、絶縁性を測定することが困難であるだけでなく、測定電流を絶対値として測定することもできない。
【００５８】
また、75％ＲＨの高湿環境状態で空気流発生手段４によりドライエアーを作用させずに測定した別の従来例の結果を図５に示す。図５から、電圧１００Ｖ（図中Ｖ）を印加して１．０秒後では未だ７０ｍＶ（図中Ａ）であり、また、高湿環境化にあることにより測定電流値が不安定となっていることが読み取れることで上記、本発明者らの予想は確実と思われる。そしてこういった吸着水分の発生は前述したようにレーザースクライビングなどによる新規な活性面の存在や例えば酸化亜鉛クラスタ集積膜のごとく強い水分吸着性によるものと考えられる。
【００５９】
以上より、一対の電極7a,7b間の絶縁性を測定するに際し、本発明に係る絶縁測定装置１によれば、空気流発生手段４によって少なくとも絶縁溝８と電極膜６の表面から吸着された水分を除去することにより、絶縁性を安定的に測定することができるものとなる。
【００６０】
尚、絶縁状態が不良と判定された場合、短絡箇所のみを再度精密に測定する。次いで、短絡箇所と、絶縁抵抗値を、図示しないが製造ラインの管理システムに報告し、不良品を製造ラインから落とし、次工程へ不良品が進むことを防ぐ。ここで、製造ラインから落とされた不良品は、再度、例えばレーザー光によって絶縁溝８が再形成され、再び製造ラインへと戻される。
【００６１】
このようにして、本実施例に係る絶縁測定装置１では、一対の電極7a,7b間の絶縁性を安定的に測定することができるので、電極膜６が設けられた当該ガラス基板５によって形成される太陽電池の品質を向上することができる。さらに、本実施例に係る絶縁測定装置１では、一対の電極7a,7b間の絶縁性を短時間で測定できるので、太陽電池の製造タクトを短縮でき生産性をより向上することができる。
【００６２】
（３）他の実施例
本発明は、本実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【００６３】
例えば、図６に示す第２実施例では、ダクト25は、横方向ｙを長手方向とする絶縁溝８に対し、直交する方向すなわち搬送方向ｘへドライエアーを吐出するように形成されている（図６（ｂ）中矢印）。この場合、ダクト25は、横方向ｙを長手方向とし搬送方向ｘに向かって開口した吹出口としての第２吹出口20を有する。第２吹出口20から吐出されたドライエアーは、電極７上を流れるので、絶縁溝８上部全体を流動する。それにより、電極７上のドライエアーの空気流によって絶縁溝８内に生ずる負圧により、絶縁溝８の底部8aの滞留空気が上部8bへ吸い上げられる。これによって、電極７の表面及び絶縁溝８の奥に吸着した水分を除去することができる。さらに、滞留空気が吸い上げられた絶縁溝８には、絶縁溝８の長さ方向の両端からドライエアーが流れ込むことにより、絶縁溝８に水分が再度付着することが防止される。第1実施例ではドライエアーは一端から流入し他端へ流れることで吸着した水分を除去するが、その際に流入する一端側は除去水分が殆ど含まれず極めて効率的な吸着水分の除去が行われるが排出側となる他端に向かうに従い含有する除去水分量が漸増し吸着水分の除去の効率が次第に低下する。前述したように現在一般的な太陽電池の製造に供される基板が約1ｍないし3ｍ程度の場合第1実施例で示した空気流の作用方法で問題はないものの、より大型の基板ではこの除去効率の低下が問題となることが予想される。これに対し第2実施例で示した空気流の作用方法では幅方向(図6（a）におけるＹ方向)にわたり均一な湿度の空気流が供給されるので絶縁溝８全体に供給される均一な湿度のドライエアーによって、絶縁溝８の奥から吸着水分を一定の効率で除去することができ、均一な測定条件が得られる。
【００６４】
また、図７に示す第３実施例では、ダクト26は、横方向ｙを長手方向とする絶縁溝８を有する電極７平面に対し、鉛直方向ｚの下向きにドライエアーを吐出するように形成されている。この場合、ダクト26は、搬送方向ｘを長手方向とし鉛直方向ｚの下向きに開口した吹出口としての第３吹出口21を有し、絶縁溝８の長手方向の中央に配置される。第３吹出口21から吐出されたドライエアーは、第３吹出口21直下の電極７及び絶縁溝８に衝突し、その後、絶縁溝８に沿って長手方向の両端8a,8bに向かってそれぞれ流れる。このように、第３吹出口21から流れ出たドライエアーは、絶縁溝８の長手方向の中央で二手にわかれて流れ、一方は中央8cから一端8aまで、他方は中央8cから他端8bまで、水分を除去しながら流動する。従って、ドライエアーは、絶縁溝８の全長の半分の距離を流動して吸着水分を除去するので、絶縁溝８の全長分の距離を流動して水分を除去する上記第１実施例に係る絶縁装置に比べ、一端8a及び他端8bに到達したドライエアーに含有される水分を少なくでき、より均一な水分を除去した状態を得ることができる。例えばドライエアーは、第３吹出口21における湿度が30%RHとすると、上記第１実施形態の場合、幅1ｍのガラス基板5の場合の試験では前記75％ＲＨの環境下で一端8aから他端8bまで流動した後は50％RHにもなると観測されるが、本例では、中央8cから一端8a又は他端8bまで半分の距離ですむため、40％RH程度にとどまり、より均一な水分除去効率を達成することができた。従って、絶縁溝８の長手方向の長さが比較的長い大型の基板に対しても、より安定的に絶縁性を測定することができるものである。
【００６５】
また、上記第１実施例、第２実施例、及び第３実施例においては、ダクト15, 25, 26をそれぞれ１個、設ける場合について説明したが、本発明はこれに限らず、上記実施例に係るダクト15, 25, 26を、いずれか一つ又は二以上設けることも出来る。すなわち、吹出口は、第１吹出口16、第２吹出口20、及び第３吹出口21をいずれか一つ以上有し、ドライエアーを吐出する吹出口を適宜切り替えできるように構成してもよい。これにより、絶縁溝８が、例えば精度よく直線状に形成されておらず、微視的障壁が存在する場合でも、ドライエアーが絶縁溝８に対し流れる方向を適宜切り替えることができるので、より効率的に絶縁溝８の吸着水分を除去することができる。さらに、第１吹出口16、第２吹出口20、及び第３吹出口21は、それぞれ独立した吹出口として説明したが、本発明はこれに限らず、１個の吹出口を移動可能及び、ドライエアーの吐出方向を変更可能に設けることにより、第１吹出口16、第２吹出口20、及び第３吹出口21と、同様の位置から、同様の吐出方向へドライエアーを吐出すように構成してもよい。
【００６６】
図８に示す第４実施例では、ダクト27は、円筒状の筒部材からなり、該ダクト27の中心にプローブ２が保持されている。プローブ２は、ダクト27の一端27aに形成された吹出口28からプローブ２の先端が突出した状態で設けられている。これにより、プローブ２の先端付近から絶縁溝８と電極膜６の表面に対しドライエアーを供給し得るように構成されている。このように構成した本実施形態では、測定時において測定箇所にドライエアーをより確実に供給することができるので、安定的に測定することができる。
【００６７】
また、図９に、本発明に係る絶縁測定装置１のダクトの変形例を示す。本変形例においては、電極膜６が形成されたガラス基板５は、電極7a,7b,7c,7d間に形成された絶縁溝８が横方向ｙを長手方向とするように配置される。
【００６８】
本変形例に係るダクト30は、搬送方向ｘと直交する横方向ｙを長手方向とするように固定され、横方向から供給されたドライエアーを上下方向ｚの下方に向かって吐出するように構成されている。
【００６９】
従って、本変形例に係る絶縁測定装置１では、プローブ2a,2b（本図では図示しない）とダクト30とが別体として設けられており、プローブ2a,2bがダクト30に対し独立的に移動し得るように構成されている。また、ガラス基板５は、当該ダクト30の下側を搬送手段によって搬送方向ｘへ向かって所定速度で搬送される。
【００７０】
これにより、絶縁測定装置１は、ガラス基板５を、ダクト30の下側へ順次送り出すことにより、電極膜６に対しドライエアーを吐出し、絶縁溝８と電極膜６の表面の吸着水分を除去するように構成されている。
【００７１】
図１０に、本発明に係る絶縁測定装置１のダクトの別の変形例を示す。本変形例においては、電極膜６が形成されたガラス基板５は、電極7a,7b,7c,7d間に形成された絶縁溝８が搬送方向ｘに対し直交する横方向ｙを長手方向とするように配置される。
【００７２】
本変形例に係るダクト31は、搬送方向ｘを長手方向とするように配置され、絶縁溝８の長手方向と同じ横方向ｙに向かって一方向にドライエアーを吐出し得るように構成されている。さらに、ダクト31は、第１吹出口16が電極７の幅長さに合わせてドライエアーの吐出方向を規制するべく仕切板32で仕切られている。これにより、ダクト15は、各絶縁溝８の長手方向に向かって略一定方向にドライエアーを吐出することができるので、より効率的に絶縁溝８や電極膜６の表面の吸着水分を除去することができる。
【００７３】
また、本実施例では、一対の電極7a,7bに対し適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、複数対の電極に適用してもよい。この場合、プローブ2a,2bは、電極の対の数に対応して構成される。
【００７４】
また、上記した実施例では、空気流発生手段４は、ドライエアーにより水分を除去する場合について説明したが、ドライエアーとは、加熱した温風によってもよい。また本発明では空気流として説明してきたが、空気流としては当然に大気をはじめとして窒素ガスなどの気体、対象物に影響を与えづらい希ガスや、その他の目的と併用するために特殊な気体の作用により対象物に別の特性を与えるべくその用途にも用いられるような気体流も使用出来る。例えば吸着水分を除去しつつ電極の全表面を酸化させるために酸化力のある気体を用いるなどである。
【００７５】
さらに図11に示すように前記絶縁溝と前記電極膜が形成された電極形成基板としてのガラス基板5を載置する支持体としての検査ステージ41に吸着水分の除去効率を増すために補助的な板状ヒータ42などの加熱源を設けることが出来る。図11ではこの板状ヒータ42を加熱源としてガラス基板5を加熱しつつドライエアーを電極が形成されたガラス基板5の表面に流動させている。このことにより、80％ＲＨを越える高湿の環境などでもより効率的に吸着水分の除去が行うことが出来るので安定した絶縁測定が可能となる。
【００７６】
これまでに上記した実施例では、絶縁体としてガラス基板を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限らず、樹脂製のフィルム状透明基板でもよい。
【００７７】
また、上記した実施形態では、表面電極の絶縁性を測定する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、光電変換層や、裏面電極間の低絶縁性を電気的に測定する場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１実施例に係る絶縁測定装置の全体構成を模式的に示す概念図である。
【図２】絶縁測定装置のダクトの構成を示す縦断面図である。
【図３】本発明に係る絶縁測定装置により電極の絶縁性を測定した結果を示すグラフである。
【図４】従来の絶縁測定装置により電極の絶縁性を測定した結果を示すグラフである。
【図５】高湿環境下において従来の絶縁測定装置により電極の絶縁性を測定した結果を示すグラフである。
【図６】第２実施例に係る絶縁測定装置のダクトの変形例を模式的に示す平面図である。
【図７】第３実施例に係る絶縁測定装置のダクトの変形例を模式的に示す平面図である。
【図８】第４実施例に係る絶縁測定装置のダクトの変形例を模式的に示す平面図である。
【図９】本発明に係る絶縁測定装置のダクトの変形例を模式的に示す平面図である。
【図１０】本発明に係る絶縁測定装置のダクトの別の変形例を模式的に示す斜視図である。
【図１１】本発明に係る絶縁測定装置の加熱手段が付加された変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７９】
１    絶縁測定装置
2a,2b    プローブ
４    空気流発生手段
５    ガラス基板（絶縁体）
６    電極膜
７    電極
８    絶縁溝
7a,7b    電極
12    測定回路
41    検査ステージ（支持体）
42    板状ヒータ（加熱源）
【図１】
2010032435.tif 000003
【図２】
2010032435.tif 000004
【図３】
2010032435.tif 000005
【図４】
2010032435.tif 000006
【図５】
2010032435.tif 000007
【図６】
2010032435.tif 000008
【図７】
2010032435.tif 000009
【図８】
2010032435.tif 000010
【図９】
2010032435.tif 000011
【図１０】
2010032435.tif 000012
【図１１】
2010032435.tif 000013