(57)【要約】  【課題】 太陽電池モジュールの断線確認を容易にかつ確実に検査する方法およびその検査装置を提供する。  【解決手段】 本発明の太陽電池モジュールの断線確認方法及びその検査装置は、太陽電池モジュール２と、太陽電池モジュールの正極端子および負極端子に接続され、所定の回路を形成するＤＣ電源１と、前記回路を流れる電流を測定する電流測定器３と、を含むことで、ＤＣ電源で設定した電流と電流測定器で測定した電流を比較して、その両者がほぼ同じになると良品と判断する。  【選択図】図１
2010010327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池モジュールと、
前記太陽電池モジュールの正極端子および負極端子に接続され、所定の回路を形成するＤＣ電源と、
前記回路を流れる電流を測定する電流測定器と、を含むことを特徴とする太陽電池モジュールの検査装置。
【請求項２】
前記電流測定器から測定された電流値と、
前記電流測定器から測定された電流値と、前記ＤＣ電源の電流設定値を比較して判断した前記太陽電池モジュールの断線有無の少なくともいずれか一方を表示する表示器を含むことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュールの検査装置。
【請求項３】
少なくとも前記電流測定器と表示器とのいずれかに接続されるコンピュータを含むことを特徴とする請求項１叉は請求項２に記載の太陽電池モジュールの検査装置。
【請求項４】
前記コンピュータに接続され、前記電流測定器と表示器とのいずれかから前記コンピュータに転送されたデータの全て叉は一部を前記太陽電池モジュールにマーキングするマーキング装置を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の太陽電池モジュールの検査装置。
【請求項５】
太陽電池モジュールとＤＣ電源との回路を形成する工程と、
前記ＤＣ電源によって前記太陽電池モジュールへ電流が印加される工程と、
前記印加された電流設定値と前記回路を流れる電流とを比較して、その差によって太陽電池モジュールの断線の良否を判断する判断工程を含むことを特徴とする太陽電池モジュールの断線確認方法。
【請求項６】
前記差が５％以内であれば断線無し（良品）と判断することを特徴とする請求項５に記載の 太陽電池モジュールの断線確認方法。
【請求項７】
前記判断工程は、前記回路を流れる電流値と断線の良否の少なくともいずれか一方を表示することを特徴とする請求項５に記載の 太陽電池モジュールの断線確認方法。
【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断線確認を容易にかつ確実に検査する装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、結晶系の太陽電池モジュールと薄膜系の太陽電池モジュールとで以下のように太陽電池モジュール内の断線確認（以下通電確認ともいう）を行っていた。両者ともにラミネート加工前でも行っているしラミネート加工後でも行っている。また検査環境としては、通常の照明光が照射される工場室内等が一般的である。
【０００３】
１．結晶系の太陽電池モジュールのラミネート加工前での断線確認方法。
【０００４】
太陽電池モジュールを構成する部材である太陽電池パネル（太陽電池セルの複数枚をタブリードにて直列に接続し、ストリング状にしたものを更に複数列接続したもの）を太陽電池セルの発電面側を下向きとし、その正極と負極にテスターやマルチメーターの端子を接触させて抵抗値を測定して断線の確認を行っていた。
【０００５】
図７は太陽電池モジュールの通電確認方法の従来例である。図７を参照して、従来の太陽電池モジュールの通電確認方法を説明する。従来の太陽電池モジュールの通電確認方法は、太陽電池モジュールＡに、デジタルマルチメーターＢなどを図のように接続して行われている。ここで、デジタルマルチメーターＢなどによって抵抗値を測定して、太陽電池モジュールＡの断線有無を判断する。たとえば、測定された抵抗値が一定程度を超えると断線と判断するなどの判定基準により判断していた。
【０００６】
２．結晶系の太陽電池モジュールのラミネート加工後での断線確認方法。
【０００７】
太陽電池モジュールを構成する部材を積層してラミネート加工して製造された太陽電池モジュールを光が透過するガラス面を下向きにし、光を透過しない裏面材側を上側に配置する。この状態にて太陽電池モジュールの正極と負極にテスターやデジタルマルチメーターの端子を接触させて抵抗値を測定する。
【０００８】
３．薄膜系の太陽電池モジュールのラミネート加工前での断線確認方法。
【０００９】
ガラス板に発電素子を膜付けし、電極を付けた後、ガラス板を下向きとし、後は結晶系の太陽電池モジュールと同様の方法で行う。
【００１０】
４．薄膜系の太陽電池モジュールのラミネート加工後での断線確認方法。
【００１１】
結晶系の太陽電池モジュールのラミネート加工後の方法と同様に行う。
【００１２】
またこのような太陽電池モジュールの製造工程において断線確認する関連技術を開示した特許文献は無い。類似技術として、太陽電池モジュールにおいて発電中に発生する電流を監視する技術が、特許文献１に開示されている。しかしこの技術は、屋根などに設置した太陽電池モジュール内の絶縁不良により人が太陽電池モジュールに触れた場合の感電事故を防止するために、太陽電池モジュール内の各ストリングの電流値を監視する技術であり、太陽電池モジュールの製造工程における断線確認（通電確認）という技術分野とは異なるものである。
【特許文献１】特開２００１−８５７１６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、前記従来の太陽電池モジュールの通電確認する方法やその検査装置は、太陽電池モジュールや太陽電池パネルの発電面を下向きとして、光が直接発電面側に照射しないようにしているが、やはり反射光が発電面側に照射されるので、太陽電池モジュールにて発電され起電力が発生して、以下のような問題が発生する。
【００１４】
太陽電池モジュールや太陽電池パネルの電極にテスターやデジタルマルチメーターの端子を接触させ、電圧をかけて流れる電流値から抵抗値を測定しても、テスターやデジタルマルチメーターによる電圧は、わずか０．５Ｖから数Ｖ程度であり、太陽電池モジュール側や太陽電池パネル側の発電した起電力は、例えば６〜７Ｖ程度あるので測定結果の抵抗値が大きく変動する。
【００１５】
しかも周囲からの光量の時間変動などによりバラツキが大きいので正確な断線確認ができない。
【００１６】
前記のような問題のため、断線がなくて正常（良品）であるにも拘わらず断線している（不良品）と判断してしまうことがある。また、不良品を良品と判定してしまうこともあり、そのような不良品が後工程に流れてラミネート加工されると太陽電池セルの再生ができない。さらに、太陽電池セルは、シリコンでできていて高価であり、そのようなものが複数枚使用されている太陽電池モジュールそのものが不良品となるので歩留まりが悪化する。
【００１７】
このような問題を解決するため、本発明は、太陽電池モジュールの断線確認を容易にかつ確実に検査する検査装置およびその断線確認方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記の目的を達成するために第１の本発明の太陽電池モジュールの検査装置は、 太陽電池モジュールと、前記太陽電池モジュールの正極端子および負極端子に接続され、所定の回路を形成するＤＣ電源と、前記回路を流れる電流を測定する電流測定器と、を含むことを特徴とする。
【００１９】
第２の本発明の太陽電池モジュールの検査装置は、第１の本発明において、前記電流測定器から測定された電流値と、前記電流測定器から測定された電流値と、前記ＤＣ電源の電流設定値を比較して判断した前記太陽電池モジュールの断線有無の少なくともいずれか一方を表示する表示器をさらに含むことを特徴とする。
【００２０】
第３の本発明の太陽電池モジュールの検査装置は、第１の発明または第２の本発明において、 少なくても前記電流測定器と表示器とのいずれかに接続されるコンピュータをさらに含むことを特徴とする。
【００２１】
第４の本発明の太陽電池モジュールの検査装置は、第１の発明から第３の本発明のいずれかにおいて、前記コンピュータに接続され、前記電流測定器と表示器とのいずれかから前記コンピュータに転送されたデータの全て叉は一部を前記太陽電池モジュールにマーキングするマーキング装置をさらに含むことを特徴とする。
【００２２】
第５の本発明の太陽電池モジュールの断線確認方法は、太陽電池モジュールとＤＣ電源との回路を形成する工程と、前記ＤＣ電源によって前記太陽電池モジュールへ電流が印加される工程と、前記印加される電流設定値と、前記回路を流れる電流とを比較してその差によって太陽電池モジュールの断線の良否を判断する判断工程を含むことを特徴とする。ここで、前記差が５％以内であれば断線無し（良品）と判断することを特徴とする。さらに、前記判断工程は、前記回路を流れる電流値と断線の良否の少なくともいずれか一方を表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の 太陽電池モジュールの検査装置および断線確認方法 によれば、太陽電池モジュールの断線確認を正確に行うことができるので、良品と不良品の判断の誤りがなくなる。しかも、不良品が後工程に流れることがなくなって、太陽電池モジュールの歩留まりおよび生産性が向上する。また太陽電池モジュール品質の履歴を明確にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明による太陽電池モジュールの検査装置（断線確認方法）を添付図面を参照して説明する。
【００２５】
［ 実施例１］
図１はの第１実施例による 太陽電池モジュールの検査装置（断線確認方法）のブロック図である。
【００２６】
図１を参照すると、本発明の検査装置（断線確認方法）には定電流を印加するＤＣ電源１と、太陽電池モジュール２と、デジタルマルチメーターなどの電流測定器３とが含まれる。ここで、ＤＣ電源は太陽電池モジュールの正極端子および負極端子に接続され、所定の回路を形成し、電流測定器は前記回路を流れる電流を測定するように設置される。
【００２７】
ここで被測定物である結晶系太陽電池モジュールの構成を概略説明する。
【００２８】
図６は結晶系太陽電池モジュールの構成を説明する図で、図６（ａ）は太陽電池の内部の太陽電池セルが分かるように記載した平面図で、図６（ｂ）はその断面図である。
【００２９】
図６（ａ）の平面図に示す様に、太陽電池モジュール２である太陽電池は、角型の太陽電池セル２８がリード線２９により複数個直列に接続されたストリング２５を形成し、さらにそのストリングを複数列リード線２９により接続した太陽電池パネル３０より構成されている。
【００３０】
また太陽電池モジュールの断面構造は、図６（ｂ）に示す様に、上側に配置された裏面材２２と下側に配置された透明カバーガラス２１の間に、充填材２３、２４を介して複数列のストリング２５をサンドイッチした構成である。ここで、裏面材２２は例えばＰＥＴあるいは、フッ素系樹脂などの材料が使用されて、充填材２３、２４には例えばＥＶＡ樹脂（ポリエチレンビニルアセテート樹脂）などが使用される。ストリング２５は、前記のように電極２６、２７の間に、太陽電池セル２８をリード線２９を介して接続した構成である。
【００３１】
このような太陽電池モジュールは、前記のように構成部材を積層しラミネート装置などにより、真空の加熱状態下で圧力を加え、ＥＶＡを架橋反応させてラミネート加工して得られる。ＥＶＡは通常は、半透明であるが、ラミネート加工時またはその後の架橋反応により透明化する。
【００３２】
次に被測定物である薄膜系太陽電池モジュールの構成を概略説明する。
【００３３】
薄膜式の代表的な構造例では、下側に配置された透明カバーガラスには、予め透明電極、半導体、裏面電極からなる発電素子が蒸着してある。そして、このような薄膜型太陽電池モジュールは、透明カバーガラスを下向きに配置し、ガラス上の太陽電池素子の上に充填材を被せ、更に、充填材の上に裏面材を被せた構造で、前記と同じようにラミネート加工することにより得られる。
【００３４】
このように太陽電池モジュール２としての薄膜式の太陽電池は、結晶系セルが蒸着された発電素子に変わるだけで、基本的な封止構造は前記した結晶系セルの場合と同じである。
【００３５】
前記のような太陽電池モジュールがＤＣ電源に結線される一例を、図２により説明する。太陽電池モジュール２の正電極２６と電流測定器３の一方の端子を接続し、電流測定器３の他方の端子とＤＣ電源１の正極の端子を接続する。さらに太陽電池モジュール２の負電極２７とＤＣ電源１の負極端子を接続する。このようにして測定回路は、形成される。
【００３６】
本発明の太陽電池モジュールの断線確認方法によれば、前記のように回路を形成した後、  ＤＣ電源１より一定電流を供給し、太陽電池モジュール２を通電確認した際に、電流測定器３により電流値を測定する。 この時、ＤＣ電源１から太陽電池モジュール２に印加された電流設定値に対してほぼ同じ電流値が測定されると、これは、良品と判断できる。
【００３７】
例えば、ＤＣ電源から印加される設定電流と前記回路を流れる電流とを比較して、その差 が５％以内であれば良品と判断することができる。
【００３８】
その結果は、以下のような、様々の実験によって検証されている。ここで、電流測定器としては、デジタルマルチメーター３２３８（日置電機製）、ＤＣ電源としてはＰＷＲ４００Ｍ（菊水電子製）が使用された。また実験に使用した太陽電池モジュールは、実験例および比較実験例ともに、断線の無いものとした。
【００３９】
［実験例１］
薄膜モジュールを、蛍光灯下でカバーガラス面を下向きとした状態にて、ＤＣ電源の通電設定電流値を変化させて、その時のデジタルマルチメーターの電流値と電圧値を測定した。その結果を表１に示している。表中の備考欄の記載は、通電設定電流が測定太陽電池モジュールのＩｓｃ（短絡電流）の何倍かを示している。
【表１】
2010010327.tif 000003
【００４０】
［実験例２］
カバーガラス面を上向きとする以外は、実験例１と同様にしてデジタルマルチメーターの電流値と電圧値を測定した。その結果を表２に示している。表中の備考欄の記載は、通電設定電流が測定太陽電池モジュールのＩｓｃ（短絡電流）の何倍かを示している。
【表２】
2010010327.tif 000004
【００４１】
［実験例３］
薄膜モジュール全体を遮光する以外は、実験例１と同様にしてデジタルマルチメーターの電流値と電圧値を測定した。その結果を表３に示している。表中の備考欄の記載は、通電設定電流が測定太陽電池モジュールのＩｓｃ（短絡電流）の何倍かを示している。
【表３】
2010010327.tif 000005
【００４２】
［実験例４］
太陽電池モジュールを薄膜モジールから単結晶モジュールに変更する以外は、実験例１と同様にしてデジタルマルチメーターの電流値と電圧値を測定した。その結果を表４に示している。表中の備考欄の記載は、通電設定電流が測定太陽電池モジュールのＩｓｃ（短絡電流）の何倍かを示している。
【表４】
2010010327.tif 000006
【００４３】
［実験例５］
太陽電池モジュールを薄膜モジールから単結晶モジュールに変更する以外は、実験例２と同様にしてデジタルマルチメーターの電流値と電圧値を測定した。その結果を表５に示している。表中の備考欄の記載は、通電設定電流が測定太陽電池モジュールのＩｓｃ（短絡電流）の何倍かを示している。
【表５】
2010010327.tif 000007
【００４４】
［実験例６］
太陽電池モジュールを薄膜モジールから単結晶モジュールに変更する以外は、実験例３と同様にしてデジタルマルチメーターの電流値と電圧値を測定した。その結果を表６に示している。表中の備考欄の記載は、通電設定電流が測定太陽電池モジュールのＩｓｃ（短絡電流）の何倍かを示している。
【表６】
2010010327.tif 000008
【００４５】
［比較実験例１］
薄膜モジュールを実験例１と同様に蛍光灯下でカバーガラス面を下向きとした状態にて図７のようにデジタルマルチメーターで抵抗値を測定し、実験例３と同様に薄膜モジュール全体を遮光した状態にてデジタルマルチメーターで抵抗値を測定した。その結果を表７に示している。太陽電池モジュールの姿勢を蛍光灯下で下向きとした場合は、測定抵抗値が無限大となりデジタルマルチメーターの測定限界（１００Ｍオーム）を越えている。
この結果から太陽電池モジュールの姿勢によって測定抵抗値が大きく変動していることが分かる。蛍光灯下で下向きとした場合は、測定している太陽電池モジュールが断線の無い良品であるが断線した不良品と区別することができない。
【表７】
2010010327.tif 000009
【００４６】
［比較実験例２］
太陽電池モジュールを薄膜モジールから単結晶モジュールに変更する以外は、比較実験例１と同様にして図７のようにデジタルマルチメーターで抵抗値を測定した。その結果を表８に示している。
この結果から、表７と同様に太陽電池モジュールの姿勢によって測定抵抗値が大きく変動していることが分かる。蛍光灯下で下向きとした場合は、測定している太陽電池モジュールが断線の無い良品であるが断線した不良品と区別することができない。
【表８】
2010010327.tif 000010
【００４７】
前記実験の結果をまとめると、以下のようになる。
【００４８】
実験例１〜実験例６の結果から本発明の断線確認方法は、太陽電池モジュール２の姿勢によらずＤＣ電源１から太陽電池モジュール２に印加された電流設定値に対してほぼ同じ電流値が測定されている。実験例に記載はしないが、通電性が不良の太陽電池モジュールに対して同様の試験を行うと、電流測定器３には電流値の表示はほぼゼロと表示される。
【００４９】
一方、比較実験例１および２における従来の方法により測定した結果では、断線の無い通電性が良好な太陽電池モジュールであるが、太陽電池モジュールの姿勢によってデジタルマルチメーターに表示される抵抗値の値が安定しない。従って、従来の通電確認の方法では通電不良品と通電良品の区別が不可能であることが分かる。
【００５０】
また実験例の結果および比較実験例の結果によれば本発明の断線確認方法は、通電不良品と通電良品の区別を正確に判定する有効な方法であることが分かる。
【００５１】
［実施例２］
第２実施例は、第１実施例に対して表示器４を追加した。
【００５２】
図３は第２実施例による 太陽電池モジュールの検査装置（断線確認方法）のブロック図である。
【００５３】
図３を参照しながら第２実施例について説明する。表示器４は、次のような機能を備えている。 電流測定器３で測定された電流値を、ＬＥＤ等で数値表示する機能備えている。また前記電流測定器３から測定された電流値と予め設定されている電流設定値を比較して、前記太陽電池モジュール２の断線有無を、「ＯＫ」と「ＮＧ」等を表示する機能を備えている。これらの「ＯＫ」と「ＮＧ」等の表示は、視覚や聴覚で表示する事もできる。また外部の機器へ電子情報や電気信号として出力することも可能である。
【００５４】
［実施例３］
第１実施例および第２実施例では、作業者が常に電流測定器３の表示や表示器４の表示結果を監視する必要がある。第３実施例では、コンピュータ５を追加した。
【００５５】
図４は第３実施例による太陽電池モジュールの検査装置（断線確認方法）のブロック図である。
【００５６】
図４を参照すると、コンピュータ５は、電流測定器３に接続されて、太陽電池モジュールが１個ずつの検査が終わると、良否の履歴データを記録して保存する。そうすることにより製品の品質管理が容易となる。また図示していないが、図３の表示器４にコンピュータ５を接続する構成とすることもできる。
【００５７】
［実施例４］
第４実施例は、第３実施例に対してマーキング装置６を追加している。
【００５８】
図５は第４実施例による太陽電池モジュールの検査装置（断線確認方法）のブロック図である。
【００５９】
図５を参照すると、マーキング装置６は、コンピュータ５から検査結果を受け取って、その太陽電池モジュール２の裏面材などに測定した電流値などをレーザーマーキングする。これにより、コンピュータ５内の保存データと製品（太陽電池モジュール２）の情報が紐付けされるので履歴管理などがより便利になる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】第１実施例による 太陽電池モジュールの検査装置（断線確認方法）のブロック図である。
【図２】太陽電池モジュールとＤＣ電源と電流測定器の接続を説明する図である。
【図３】第２実施例による 太陽電池モジュールの検査装置（断線確認方法）のブロック図である。
【図４】第３実施例による太陽電池モジュールの検査装置（断線確認方法）のブロック図である。
【図５】第４実施例による太陽電池モジュールの検査装置（断線確認方法）のブロック図である。
【図６】結晶系太陽電池モジュールの構成部材を説明する図で、（ａ）は太陽電池の内部の太陽電池セルが分かるように記載した平面図で、（ｂ）はその断面図である。
【図７】太陽電池モジュールの通電確認方法の従来例である。
【符号の説明】
【００６１】
１          ＤＣ電源
２          太陽電池モジュール
３          電流測定器
４          表示器
５          コンピュータ
６          マーキング装置
２２        裏面材
２３、２４  充填材
２５        ストリング
２６、２７  電極
２８        太陽電池セル
２９        リード線
３０        太陽電池パネル
Ａ          太陽電池モジュール
Ｂ          デジタルマルチメーター
【図１】
2010010327.tif 000011
【図２】
2010010327.tif 000012
【図３】
2010010327.tif 000013
【図４】
2010010327.tif 000014
【図５】
2010010327.tif 000015
【図６】
2010010327.tif 000016
【図７】
2010010327.tif 000017