(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池セルが直列接続された太陽電池の欠陥を検査する装置において、
前記太陽電池セルにおける測定対象セルに第１の放射照度の光を照射する主光源と、
前記測定対象セルと直列に接続された非測定対象セルに第２の放射照度の光を照射する副光源と、
前記第１の放射照度より前記第２の放射照度が高くなるように、前記主光源及び前記副光源の動作を制御する光源制御回路と、
前記太陽電池から出力された電流を与えられ、電圧に変換して出力する電流電圧変換回路と、
前記電流電圧変換回路から出力された前記電圧に含まれるバイアス電流に対応する電圧成分を除去するバイアス電流キャンセル回路と、
前記測定対象セルと直列に接続された前記非測定対象セルの全てにより発生して前記測定対象セルの両端に印加される電圧に対して、等しく且つ逆極性のバイアス電圧を出力するバイアス電圧発生回路と、
前記バイアス電流キャンセル回路からの出力を増幅して出力する出力アンプと、
前記出力アンプからのアナログ形態の出力をディジタルデータに変換して出力する第１のＡ／Ｄ変換回路と、
前記第１のＡ／Ｄ変換回路から出力された前記ディジタルデータに画像処理を行って画像データを出力する画像処理装置と、
前記画像処理装置から出力された前記画像データを与えられて画像表示を行う表示器と、
を備え、
前記バイアス電圧発生回路から出力された前記逆極性のバイアス電圧を、前記複数の太陽電池セルが直列接続された太陽電池の両端に印加し、前記測定対象セルの両端の電圧のみが等価的にゼロとなる短絡状態にすることによって、前記測定対象セルにおける短絡電流に基づく検査を行うことを特徴とする太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項２】
前記電流電圧変換回路から出力されたアナログ形態の前記電圧をディジタルデータに変換して出力する第２のＡ／Ｄ変換回路と、
前記第２のＡ／Ｄ変換回路により変換された前記ディジタルデータに基づいて、前記逆極性のバイアス電圧に対応したディジタルデータを出力するマイクロコンピュータと、
をさらに備え、
前記バイアス電圧発生回路は、前記マイクロコンピュータから出力された前記ディジタルデータに基づいて、前記逆極性のバイアス電圧を出力することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項３】
前記バイアス電圧発生回路は、
前記マイクロコンピュータから出力された前記ディジタルデータをアナログ形態の電圧に変換して出力するＤ／Ａ変換回路と、
前記Ｄ／Ａ変換回路から出力された前記アナログ形態の電圧に含まれる高周波成分を除去して出力するローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタからの出力を増幅して前記逆極性のバイアス電圧を出力する出力アンプと、
を有することを特徴とする請求項２に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項４】
前記バイアス電圧発生回路は、前記測定対象セルと、前記測定対象セルに直列に接続された前記非測定対象セルの全てに、前記第２の放射照度の光を前記副光源から照射したときに、直列に接続された全ての前記太陽電池セルの両端に発生する開放電圧に基づいて設定された前記逆極性のバイアス電圧を出力することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項５】
前記バイアス電圧発生回路は、前記測定対象セルに、前記第１の放射照度の光を前記主光源から照射し、前記非測定対象セルに、前記第２の放射照度の光を前記副光源から照射したときに、直列に接続された全ての前記太陽電池セルの両端に発生する開放電圧に基づいて設定された前記逆極性のバイアス電圧を出力することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項６】
前記バイアス電圧発生回路は、前記非測定対象セルにより発生して前記測定対象セルの両端に印加される前記電圧を相殺する逆極性の電圧に、逆極性の第１のオフセット電圧を加えた電圧、あるいは前記逆極性の電圧から正極性の第２のオフセット電圧を差し引いた電圧を前記逆極性のバイアス電圧として出力することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項７】
請求項１に記載された太陽電池の欠陥検査装置を用いて、複数の太陽電池セルが直列接続された太陽電池の欠陥を検査する方法において、
前記主光源及び前記副光源のそれぞれの動作を前記光源制御回路により制御して、前記測定対象セルに前記主光源から前記第１の放射照度の光を照射し、前記非測定対象セルに前記副光源から前記第２の放射照度の光を照射し、前記太陽電池から出力された前記電流に基づいて、前記電流電圧変換回路、前記バイアス電流キャンセル回路、前記バイアス電圧発生回路、前記出力アンプ、前記第１のＡ／Ｄ変換回路、前記画像処理装置、前記表示器を用いて画像表示を行い、
前記バイアス電圧発生回路から出力された前記逆極性のバイアス電圧を、前記複数の太陽電池セルが直列接続された太陽電池の両端に印加し、前記測定対象セルの両端の電圧のみが等価的にゼロとなる短絡状態にすることによって、前記測定対象セルにおける短絡電流に基づく検査を行うことを特徴とする太陽電池の欠陥検査方法。
【請求項８】
前記逆極性のバイアス電圧は、前記測定対象セルと、前記測定対象セルに直列に接続された前記非測定対象セルの全てに、前記第２の放射照度の光を前記副光源から照射したときに、直列に接続された全ての前記太陽電池セルの両端に発生する開放電圧に基づいて設定されたことを特徴とする請求項７に記載の太陽電池の欠陥検査方法。
【請求項９】
前記逆極性のバイアス電圧は、前記測定対象セルに、前記第１の放射照度の光を前記主光源から照射し、前記非測定対象セルに、前記第２の放射照度の光を前記副光源から照射したときに、直列に接続された全ての前記太陽電池セルの両端に発生する開放電圧に基づいて設定されたことを特徴とする請求項７に記載の太陽電池の欠陥検査方法。
【請求項１０】
前記逆極性のバイアス電圧は、前記非測定対象セルにより発生して前記測定対象セルの両端に印加される前記電圧を相殺する逆極性の電圧に、逆極性の第１のオフセット電圧を加えた電圧、あるいは前記逆極性の電圧から第２のオフセット電圧を差し引いた電圧として設定されたことを特徴とする請求項７に記載の太陽電池の欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池の欠陥を検査するための欠陥検査装置及び欠陥検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の環境意識の高まりとともに、多くの太陽電池が市場に流通するに至っている。このような状況下において、太陽電池の製造工程において太陽電池の高品質化及び生産ラインの効率化を図るため、太陽電池の性能を測定し欠陥のある太陽電池を製造工程で精度良く特定して除去することは重要である。
【０００３】
これまで、様々な欠陥検査装置が市場に投入されている。例えば、特許文献１には、主光源と副光源の２個の光源を用いる太陽電池出力測定装置が開示されている。太陽電池では、複数の太陽電池セルが直列に接続されている場合、その出力電流は、発電量が最も少ない太陽電池セルの電流に制限されることが知られている。
【０００４】
また、非測定対象セルにおいては、太陽電池を通電状態とするため、何らかの方法で発電させる必要がある。そこで、太陽電池の測定対象セルの受光面には主光源による光を照射し、非測定対象セルの受光面には副光源によって主光源より放射照度の高い光を照射し、より大きい電流を生じさせ通電状態にすることで測定対象セル受光面の面内分布が測定できるとしている。
【０００５】
また、特許文献２には、エレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬと称する）法による検査装置が開示されている。これは、太陽電池に順電流を流すと発光するという特性に基づいて、クラックを含む欠陥を検知するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２３８９０６号公報
【特許文献２】特表２００６−０５９６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
太陽電池セルを直列接続したストリングあるいはモジュールにおいては、特許文献１で開示されている主光源と副光源の２光源を用いて出力測定を行う場合、非測定対象セルに発生した電圧の合算値が逆極性で測定対象セルに印加される。このため、測定対象セルの等価並列抵抗Ｒshにリーク電流が流れてしまいストリング及びモジュール出力端では、測定対象セルの発電した電流を正確に測定することができない。また、この電圧は測定対象セルにとっては逆バイアス電圧となるため、直列接続された太陽電池セルの枚数が多いと測定対象セルに負荷がかかる。太陽電池セルは、逆方向に印加する電圧が大きいとダメージを受けるので過度な逆バイアス状態は回避しなければならない。
【０００８】
特許文献２のＥＬ法においては、多結晶型太陽電池セルを検査した場合、製造工程で生じるクラックと結晶粒界の判別が難しく、クラック箇所の特定が困難であるという課題があった。
【０００９】
また、特許文献１では、太陽電池の発電量そのものを例えばレーザ光等の主光源で検出するのであるが、この場合も同様の課題を抱えていた。結晶粒界部では、発電量が低い箇所が多々あり画像化すると暗部になる為、クラックに沿ってできる線状の暗部と区別が困難であった。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑み、複数の太陽電池セルが直列に接続された太陽電池において、結晶粒界による暗部を軽減しクラックに沿ってできる線状の暗部のみを際立たせた検査画像を得て高精度で欠陥を判定し、測定対象セルの両端に、非測定対象セルが発電した電圧が印加されて測定精度が低下する現象を回避して高精度で欠陥を判定するとともに、測定対象セルに過大な逆バイアス電圧が印加されてダメージを受ける事態を防止することが可能な太陽電池の欠陥検査装置及び欠陥検査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】
【００１１】
本発明の太陽電池の欠陥検査装置は、複数の太陽電池セルが直列接続された太陽電池の欠陥を検査する装置において、
前記太陽電池セルにおける測定対象セルに第１の放射照度の光を照射する主光源と、
前記測定対象セルと直列に接続された非測定対象セルに第２の放射照度の光を照射する副光源と、
前記第１の放射照度より前記第２の放射照度が高くなるように、前記主光源及び前記副光源の動作を制御する光源制御回路と、
前記太陽電池から出力された電流を与えられ、電圧に変換して出力する電流電圧変換回路と、
前記電流電圧変換回路から出力された前記電圧に含まれるバイアス電流に対応する電圧成分を除去するバイアス電流キャンセル回路と、
前記測定対象セルと直列に接続された前記非測定対象セルの全てにより発生して前記測定対象セルの両端に印加される電圧に対して、等しく且つ逆極性のバイアス電圧を出力するバイアス電圧発生回路と、
前記バイアス電流キャンセル回路からの出力を増幅して出力する出力アンプと、
前記出力アンプからのアナログ形態の出力をディジタルデータに変換して出力する第１のＡ／Ｄ変換回路と、
前記第１のＡ／Ｄ変換回路から出力された前記ディジタルデータに画像処理を行って画像データを出力する画像処理装置と、
前記画像処理装置から出力された前記画像データを与えられて画像表示を行う表示器と、
を備え、
前記バイアス電圧発生回路から出力された前記逆極性のバイアス電圧を、前記複数の太陽電池セルが直列接続された太陽電池の両端に印加し、前記測定対象セルの両端の電圧のみが等価的にゼロとなる短絡状態にすることによって、前記測定対象セルにおける短絡電流に基づく検査を行うことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の太陽電池の欠陥検査方法は、前記太陽電池の欠陥検査装置を用いて、複数の太陽電池セルが直列接続された太陽電池の欠陥を検査する方法において、
前記主光源及び前記副光源のそれぞれの動作を前記光源制御回路により制御して、前記測定対象セルに前記主光源から前記第１の放射照度の光を照射し、前記非測定対象セルに前記副光源から前記第２の放射照度の光を照射し、前記太陽電池から出力された前記電流に基づいて、前記電流電圧変換回路、前記バイアス電流キャンセル回路、前記バイアス電圧発生回路、前記出力アンプ、前記第１のＡ／Ｄ変換回路、前記画像処理装置、前記表示器を用いて画像表示を行い、
前記バイアス電圧発生回路から出力された前記逆極性のバイアス電圧を、前記複数の太陽電池セルが直列接続された太陽電池の両端に印加し、前記測定対象セルの両端の電圧のみが等価的にゼロとなる短絡状態にすることによって、前記測定対象セルにおける短絡電流に基づく検査を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の太陽電池の欠陥検査装置及び欠陥検査方法によれば、複数の太陽電池セルで構成される太陽電池モジュールの欠陥を、太陽電池セルにダメージを与えることなく高精度に画像化して表示し欠陥を判別することができるとともに、太陽電池セルの増加に伴う検査コストの増大を抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１による太陽電池の欠陥検査装置の回路構成を示す回路ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１〜４による太陽電池の欠陥検査装置で検査が可能な太陽電池モジュールの一例における外観を示す平面図である。
【図３】同実施の形態１による太陽電池の欠陥検査装置において、逆極性のバイアス電圧を求める第１の手法による手順を示すフローチャートである。
【図４】同実施の形態１による太陽電池の欠陥検査装置において、逆極性のバイアス電圧を求める際に用いる、太陽電池ストリングの開放電圧Ｖｏｃｓと、短絡電流Ｉｓｃが得られるときの逆極性のバイアス電圧Ｖｂｉａｓ＝Ｖｏｃｓ×（１−１／Ｎ）との関係を示すグラフである。
【図５】同実施の形態１による太陽電池の欠陥検査装置において、逆極性のバイアス電圧を求める第２の手法による手順を示すフローチャートである。
【図６】同実施の形態１による太陽電池の欠陥検査装置における主光源と副光源の配置を示す縦断面図である。
【図７】同実施の形態１による太陽電池の欠陥検査装置における主光源の詳細な構成を示す説明図である。
【図８】同主光源からのレーザ光が測定対象セル上に走査される軌跡を示す説明図である。
【図９】アモルファスシリコン型、結晶シリコン型、ＣＩＧＳ型太陽電池のそれぞれの分光感度を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施の形態２による太陽電池の欠陥検査装置の回路構成を示す回路ブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態３による太陽電池の欠陥検査装置の回路構成を示す回路ブロック図である。
【図１２】同実施の形態３による太陽電池の欠陥検査装置における電圧の変化に対する出力電流の変動を示すグラフである。
【図１３】本発明の実施の形態４による太陽電池の欠陥検査装置の回路構成を示す回路ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態による太陽電池の欠陥検査装置及び欠陥検査方法について、図面を参照して説明する。
【００１６】
先ず、太陽電池の欠陥を検査する手法の概要について説明する。
【００１７】
太陽電池は、太陽電池積層体がラミネートされ封止されてモジュール化されており、太陽電池積層体は複数の太陽電池セルが直列に接続されたストリングが複数配置された構造体を有する。
【００１８】
欠陥検査は、直列に接続されたＮ個の太陽電池セル、即ちストリング単位で行う。より具体的には、それぞれの太陽電池セルを順に測定対象セルとしてレーザ光を照射し、他の全ての非測定対象セルにはＬＥＤ光を照射する。この状態で、ストリング両端から短絡電流を検出するために、０．１Ω程度の抵抗値の低いシャント抵抗を接続して、測定対象セルに流れる起電流を測定し、測定対象セル内にクラック等の欠陥が存在するか否かの欠陥検査を行う。なお、起電流を検出する手段には、トランスインピーダンスアンプを使用しても良い。
【００１９】
ここで、ストリング全体の電流は、ＬＥＤ光よりも照度の低いレーザ光による測定対象セルの起電流で制限されるため、非測定セルで発生したＬＥＤ光の照射による起電流と測定対象セルの起電流の差分が、非測定セルのダイオードで消費され非測定セルの両端には電圧が生じることになる。
【００２０】
以上のことから、測定対象セルの両端には、非測定セルで発生した電圧の合算値が逆バイアス電圧として印加され、測定対象セルの両端の電圧はゼロにならない。所謂短絡電流Ｉｓｃ状態とならない。
【００２１】
そこで本実施の形態では、この逆バイアス電圧を相殺し測定対象セルの両端の電位差が等価的にゼロとなるような逆極性の電圧を測定し、これをキャンセル電圧として印加する。この電圧は、太陽電池ストリングで考えると順方向バイアスである。例えば、Ｎ個の太陽電池セルが直列に接続された太陽電池ストリングでは、測定対象セルが１個、非測定対象セルがＮ−１個である。非測定対象セルに照射される各々のＬＥＤ光の照度が等しい場合、セルの両端電圧のＮ−１個分の逆バイアス電圧が１個の測定対象セルの両端に印加される。印加される逆バイアス電圧は、太陽電池ストリングの開放電圧Ｖｏｃｓで表すと、Ｖｏｃｓ（１−１／Ｎ）となる。
【００２２】
よって、外部から太陽電池ストリング両端に、この電圧と同一値で逆極性のバイアス電圧を印加することで逆バイアス電圧が相殺され、測定対象セルの両端の電位差が等価的にゼロになり太陽電池ストリング両端から測定対象セルのみの短絡電流Ｉｓｃを取り出すことが可能となる。
【００２３】
（１）実施の形態１
図１に、本発明の実施の形態１による太陽電池の欠陥検査装置の構成を示す。
【００２４】
ここで、３個の太陽電池セル１０１、１０２及び１０３が直列に接続された１個のストリングが示されている。しかし、直列に接続された複数の太陽電池セルの数Ｎ（Ｎは２以上の整数）は任意であり限定されない。
【００２５】
この欠陥検査装置は、主光源１１と、主光源送りモータ４と、モータ制御回路１と、主光源制御回路２と、副光源１２、１３及び１４と、副光源制御回路３と、センサ５と、電流電圧変換回路６と、イコライザアンプ７と、バイアス電流キャンセル回路８と、アンプ９と、第１Ａ／Ｄ変換回路１５と、画像処理部１６と、表示器１７と、バイポーラ電源２２Ａと、セル間切替タイミング生成回路１８と、主光源スキャン振幅検出回路１９と、第２Ａ／Ｄ変換回路２０と、マイクロコンピュータ２１とを備えている。ここで、直列に接続された複数の太陽電池セルの数Ｎは任意であるので、副光源の数は、１２、１３、１４の３つとは限らず、セルの数Ｎ個だけ必要となる。
【００２６】
主光源１１は、太陽電池セル１０１〜１０３におけるいずれか１個、例えば測定対象セル１０１にレーザ光を照射するレーザ光源である。主光源の具体的な構成については後述する。
【００２７】
主光源送りモータ４は、主光源１１をストリングの長手方向に移動させる駆動力を発生させる。これにより、主光源１１の副走査が行われる。
【００２８】
モータ制御回路１は、主光源送りモータ４の回転方向及び回転速度を制御する。
【００２９】
主光源制御回路２は、主光源１１がレーザ光を発光する動作を制御する。
【００３０】
副光源１２、１３及び１４は、太陽電池セル１０１〜１０３における例えば非測定対象セル１０２及び１０３にＬＥＤ光を照射するＬＥＤ光源である。
【００３１】
副光源制御回路３は、副光源１２〜１４がＬＥＤ光を発光する動作を制御する。副光源１２〜１４は、各太陽電池セル１０１〜１０３に対応づけて配置されており、副光源制御回路３は太陽電池セル１０１〜１０３に対応付けて副光源１２〜１４の点灯／消灯を切替制御する。なお、ここでは主光源１１を制御する主光源制御回路２と、副光源１２〜１４を制御する副光源制御回路３とをそれぞれ設けているが、主光源１１及び副光源１２〜１４の動作を１つの光源制御回路で制御してもよい。
【００３２】
センサ５は、主光源１１及び副光源１２〜１４が設けられた後述する光源ユニットに配置されている。そして、主光源１１からのレーザ光を検出して検査開始を示す開始信号を出力し、またレーザ光の照射終了を検出して検査終了を示す終了信号を出力する。この開始信号及び終了信号は、マイクロコンピュータ２１及び第１Ａ／Ｄ変換回路１５に供給される。
【００３３】
電流電圧変換回路６は、測定対象セル１０１で生じた起電流を電圧に変換する。
【００３４】
イコライザアンプ７は、電流電圧変換回路６で生成した電圧の応答を補償する。
【００３５】
バイアス電流キャンセル回路８は、ストリングを流れる起電流のうち不要な起電流成分を除去する。より具体的には、隣接した非測定対象セル１０２を照射するＬＥＤ光が漏れ込むことによって測定対象セル１０１で発電した起電流成分をバイアス電流キャンセル回路８で除去する。また、バイアス電流キャンセル回路８は、測定対象セル１０１が半田ショートやクラックなどによって短絡している場合に、非測定対象セル１０２、１０３から流れ込む起電流を除去することもできる。即ち、バイアス電流キャンセル回路８を設けることで、測定対象セル１０１に照射されたレーザ光のみによる起電流を正しく検出できるようになる。
【００３６】
アンプ９は、バイアス電流キャンセル回路８からの出力に増幅処理を行う。
【００３７】
第１Ａ／Ｄ変換回路１５は、バイアス電流キャンセル回路８からのアナログ形態の出力信号をディジタル信号に変換する。また、第１Ａ／Ｄ変換回路１５には、センサ５からの開始信号、終了信号が出力される。さらに第１Ａ／Ｄ変換回路１５には、マイクロコンピュータ２１から、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーの振り角を制御する駆動信号に同期した信号が与えられる。
【００３８】
画像処理部１６は、第１Ａ／Ｄ変換回路１５の出力信号に基づいて画像処理を行い、表示器１７に画像表示させる。これにより、測定対象セル１０１内にクラック等の欠陥がある場合に、その欠陥の形状が画像として表示器１７に表示される。
【００３９】
バイポーラ電源２２Ａは、測定対象セルの両端電極間において、非測定対象セルにより発生した逆バイアス電圧を相殺した状態で測定対象セルの起電流を測定できるように、逆極性のバイアス電圧を生成して直列接続されたＮ個の太陽電池セル１０１〜１０３の両端に印加する。
【００４０】
セル間切替タイミング生成回路１８は、直列に接続されたＮ個の太陽電池セル間の境界を検出して、副光源１２〜１４の点灯／消灯を切り替えるタイミング信号を生成する。
【００４１】
主光源スキャン振幅検出回路１９は、主光源１１からのレーザ光を反射させる、図示されていないＭＥＭＳミラーの振り角を検出する。
【００４２】
第２Ａ／Ｄ変換回路２０は、イコライザアンプ７からの出力を用いて、主光源スキャン振幅検出回路１９で検出したＭＥＭＳミラーの振り角に応じたアナログ形態の値をディジタルデータに変換してマイクロコンピュータ２１に送る。このＭＥＭＳミラーの振り角は、即ち主光源１１が太陽電池セルの表面上に主走査を行うときの振幅に対応する。
【００４３】
マイクロコンピュータ２１は、第２Ａ／Ｄ変換回路２０の出力信号に応じてＭＥＭＳミラーの振り角を制御するための駆動信号を出力する。またマイクロコンピュータ２１は、センサ５、セル間切替タイミング生成回路１８からの信号を与えられて、モータ制御回路１、主光源制御回路２、副光源制御回路３の動作を制御する。さらに、上述したように第１Ａ／Ｄ変換回路１５にＭＥＭＳミラーの駆動信号に同期した信号を出力する。
【００４４】
このような上記構成を備えた本実施の形態１による太陽電池の欠陥検査装置における動作について説明する。
【００４５】
主光源制御回路２により主光源１１の動作が制御され、１個の測定対象セルの表面上に、レーザ光が走査される。
【００４６】
副光源制御回路３により副光源１２〜１４の動作が制御され、測定対象セルと直列に接続された他の非測定対象セルに対し、それぞれ対応付けられた副光源１２〜１４からＬＥＤ光が照射される。
【００４７】
主光源１１からのレーザ光がセンサ５により検出されて、検出信号がマイクロコンピュータ２１に出力される。
【００４８】
ここで、主光源スキャン振幅検出回路１９により、主光源１１からのレーザ光を反射させるＭＥＭＳミラーの振り角が検出される。
【００４９】
第２Ａ／Ｄ変換回路２０により、イコライザアンプ７からの出力に基づいて、主光源スキャン振幅検出回路１９により検出されたＭＥＭＳミラーの振り角に応じたアナログ形態の値がディジタルデータに変換され、マイクロコンピュータ２１に出力される。
【００５０】
マイクロコンピュータ２１により、第２Ａ／Ｄ変換回路２０の出力信号に基づいてＭＥＭＳミラーの振り角が制御される。これにより、主光源１１の主走査が制御される。
【００５１】
そして、レーザ光が走査された測定対象セル１０１から発生した起電流が、電流電圧変換回路６により電圧に変換される。
【００５２】
イコライザアンプ７により、電流電圧変換回路６で生成した電圧の応答補償が行われる。
【００５３】
バイアス電流キャンセル回路８により、ストリングを流れる起電流のうち不要な起電流成分が除去される。
【００５４】
アンプ９により、バイアス電流キャンセル回路８からの出力に増幅処理が行われ、第１Ａ／Ｄ変換回路１５、セル間切替タイミング生成回路１８、主光源スキャン振幅検出回路１９に出力される。
【００５５】
第１Ａ／Ｄ変換回路１５により、バイアス電流キャンセル回路８からのアナログ形態の出力信号がディジタル信号に変換される。
【００５６】
画像処理部１６により、第１Ａ／Ｄ変換回路１５の出力信号に基づいて画像処理が行われ、表示器１７において、測定対象セル１０１内にクラック等の欠陥がある場合はその欠陥の形状が画像として表示器１７に表示される。
【００５７】
現在の測定対象セルの測定が終了すると、隣接する太陽電池セルに測定対象セルが移行する。モータ制御回路１により主光源送りモータ４の動作が制御され、主光源１１がストリングの長手方向に移動して副走査が行われる。
【００５８】
セル間切替タイミング生成回路１８により、ストリング内の太陽電池セル間の境界が検出され、副光源１２〜１４の点灯／消灯を切り替えるタイミング信号が生成されてマイクロコンピュータ２１に出力される。マイクロコンピュータ２１からの指示に基づき、副光源制御回路３により動作を制御された副光源１２〜１４から、測定対象セルと直列に接続された他の非測定対象セルにＬＥＤ光が照射され、同様に測定対象セルに対する測定が行われる。
【００５９】
ここで、バイポーラ電源２２Ａは、測定対象セルの両端電極間にかかる非測定対象セルにおいて発生した逆バイアス電圧を相殺して両端電極間の電位差がほぼゼロとなる状態、即ち短絡電流Ｉｓｃを取り出すことが可能な状態で測定対象セルの起電流を測定できるように、逆極性のバイアス電圧を発生させる。この逆極性のバイアス電圧は、太陽電池の欠陥検査を開始する前に予め以下のような手順で求めておく。尚、説明に使用する太陽電池は、ストリングを組み合わせて作成したモジュールである。
【００６０】
先ず、図２に代表的な太陽電池モジュール２０１の構成例を示す。この例では、１０個の太陽電池セルが直列接続されて一列を形成して一つのストリングを形成している。このようなストリングがストリングＡからストリングＦまで６列分配置されている。
【００６１】
隣接するストリングＡとＢ、ＣとＤ、ＥとＦの図中下端部は接続され、ストリングＢとＣ、ＤとＦの図中上端部が接続されている。欠陥検査時には、ストリング２列分に主光源と副光源の光を照射する。従って、１度の検査に使用する太陽電池の合計セル枚数は、２０枚（Ｎ＝２×１０）になる。
【００６２】
図３のフローチャートに本実施の形態１において逆極性のバイアス電圧を求める第１の手法における手順を示す。この第１の手法では、直列に接続された１個の測定対象セル、Ｎ−１個の非測定対象セルの全てにＬＥＤ光を照射し、いずれの太陽電池セルを測定対象セルとする場合にも共通に用いる逆極性のバイアス電圧を求める。
【００６３】
ステップＳ１１として、副光源１２〜１４を全点灯し、Ｎ個全ての太陽電池セルにＬＥＤ光を照射する。このとき、バイポーラ電源２２Ａから出力したバイアス電圧が零であると、ストリング２列の両端は短絡、所謂ストリングでのＩｓｃ状態である。
【００６４】
ステップＳ１２として、この逆バイアス電圧を相殺するような逆極性のバイアス電圧を求めるため、所定の値から掃引していく処理を行う。
【００６５】
図４に、逆極性のバイアス電圧を求める際に開始時に印加する開始電圧Ｖｓｔａｒｔ、電流Ｉがゼロとなるときの開放電圧Ｖｏｃｓ（太陽電池ストリング２列分の開放電圧に等しい）、両端電圧がゼロとなる短絡電流Ｉｓｃを得る逆極性のバイアス電圧Ｖｏｃｓ（１−１／Ｎ）との関係を示す。先ず、所定の開始電圧Ｖｓｔａｒｔを発生させてＮ個の太陽電池セルの両端に印加する。
【００６６】
ステップＳ１３において、開始電圧Ｖｓｔａｒｔから徐々に掃引を行っていき、それぞれにおける太陽電池ストリング２列分の起電流Ｉを測定する。そして、ステップＳ１４において、起電流Ｉの符号を判定し極性が反転したなら、ステップＳ１５で掃引を停止する。
【００６７】
ステップＳ１６として、副光源１２〜１４から全太陽電池セルに対するＬＥＤ光の照射を停止する。
【００６８】
ステップＳ１７として、電流Ｉが極性反転したゼロ（Ａ）近傍の電流Ｉと、バイアス電圧Ｖｂｉａｓの値とに基づいて、Ｉがゼロ（Ａ）となるときのバイアス電圧Ｖｂｉａｓ（０）を求める。これが、太陽電池ストリング２列分の開放電圧Ｖｏｃｓになる。
【００６９】
ステップＳ１８として、求めた開放電圧Ｖｏｃｓに基づき、検査時に印加すべきバイアス電圧を求める。即ち、検査時にはＮ個の全太陽電池セルにおいて１個の測定対象セルを除くＮ−１個の非測定対象セルにＬＥＤ光が照射される。そこで、検査時にＮ個の太陽電池セルの両端に印加すべき逆極性のバイアス電圧は、Ｖｏｃｓ（１−１／Ｎ）となる。このような逆極性のバイアス電圧Ｖｂｉａｓが印加された状態で、測定対象セルに主光源１１からレーザ光が照射されると測定対象セルのみの短絡電流Ｉｓｃが取り出される。
【００７０】
あるいは、例えば１ＳＵＮ（１００ｍＷ／ｃｍ２）の１０％以上の放射照度のＬＥＤ光を照射したときに得られる開放電圧Ｖｏｃｓを測定する。この電圧に、（１−１／Ｎ）を乗算した電圧を求める。得られた電圧を逆極性とすることで、逆極性のバイアス電圧Ｖｏｃｓ（１−１／Ｎ）が求まる。
【００７１】
このようにして求めた逆極性のバイアス電圧が、検査時にバイポーラ電源２２Ａから出力されて２列の太陽電池ストリング（Ｎ個の太陽電池セル）の両端に印加される。
【００７２】
あるいは、図５のフローチャートに、本実施の形態１において逆極性のバイアス電圧を求める第２の手法における手順を示す。
【００７３】
使用に伴う劣化により、各々の太陽電池セルに対応して配置された副光源１２〜１４に放射照度のばらつきが生じてくると、各々の太陽電池セルにおける発電量にばらつきが生じる。このような場合には、直列に接続されたＮ個の太陽電池セルにおいて、いずれかの太陽電池セルを測定対象セルとするかにより、両端電圧をゼロにするための逆極性のバイアス電圧が異なってくる。
【００７４】
そこで、この第２の手法では、直列に接続されたＮ個の太陽電池セル毎に逆極性のバイアス電圧を求める。
【００７５】
ステップＳ２１として、直列に接続された太陽電池セルの個数Ｎを設定する。
【００７６】
ステップＳ２２として、１個の測定対象セルに、主光源１１からのレーザ光と同一の放射照度のＬＥＤ光を、副光源１３から照射する。
【００７７】
ステップＳ２３として、Ｎ−１個の非測定対象セルに、副光源１２、１４からＬＥＤ光を照射する。ここで、副光源１２、１４からのＬＥＤ光は、主光源１１からのレーザ光よりも高く設定される。これは、レーザ光と等価な副光源の照射により測定対象セルで生じた起電流が直列接続された太陽電池セル全体を流れて電流経路を形成し外部から取り出すことができるようにする必要があるためである。これにより、１個の測定対象セルの両端にＮ−１個分の非測定対象セルによる逆バイアス電圧が発生する。
【００７８】
ステップＳ２４として、この逆バイアス電圧を相殺するような電圧を直列接続されたＮ個の太陽電池セルの両端に印加する。上記第１の手法と同様に、所定の開始電圧Ｖｓｔａｒｔから徐々に掃引を行っていき、ステップＳ２５において測定対象セルの起電流Ｉを測定する。そして、ステップＳ２６において起電流Ｉの符号を判定し極性が反転したなら、ステップＳ２７で掃引を停止する。
【００７９】
ステップＳ２８として、電流Ｉが極性反転したゼロ（Ａ）近傍の電流Ｉと、バイアス電圧Ｖｂｉａｓの値に基づいて、Ｉがゼロ（Ａ）となるときのバイアス電圧Ｖｂｉａｓ（０）を求める。太陽電池ストリング両端に、この電圧を印加した場合、測定対象セルはＶｏｃ状態である。
【００８０】
そして、ステップＳ２９として、求めた電圧Ｖｂｉａｓ（０）に基づき、検査時に印加すべきバイアス電圧を求める。主光源１１が照射されたときのストリングを構成するセルそれぞれの開放電圧Ｖｏｃの平均的な値をＶｏｆｓとすると、求めるべきバイアス電圧は、Ｖｂｉａｓ（０）−Ｖｏｆｓとなる。
【００８１】
このようなステップＳ２２からＳ２９までの処理を、ステップＳ３０としてＮ個の太陽電池セルを順に測定対象セルとした場合について同様に行い、それぞれの測定対象セルを測定する際に両端に印加すべき逆極性のバイアス電圧を求める。
【００８２】
ステップＳ３１として、全ての副光源１２〜１４からのＬＥＤ光の照射を停止する。
【００８３】
本実施の形態１による太陽電池の欠陥検査装置は、図２に示された各ストリングＡ〜Ｆ内の個々の太陽電池セルを順に測定対象セルとしてレーザ光を照射して起電流を測定し、その測定結果を画像処理して表示器１７に表示する。これにより、各セルのクラック等の欠陥の有無が画像として表示され、欠陥の有無を簡易かつ迅速に把握することができる。
【００８４】
より詳細には、測定対象セルに流れる起電流の大きさは、欠陥の有無で変化する。このため、起電流の大きさに応じて画像を変えることで、セル内の欠陥部分を画像として表現することができる。
【００８５】
上述したように、直列に接続された太陽電池セルにおいて測定対象セル以外の他の全ての太陽電池セルには、ＬＥＤ光が照射される。図２に示された例では、隣接する接続されたストリングＡ及びＢ、ストリングＣ及びＤ、ストリングＥ及びＦ内の測定対象セル以外の全ての太陽電池セルにＬＥＤ光が照射される。
【００８６】
図６に、本実施の形態１における主光源１１と副光源１２〜１４及び副光源２０４Ａと２０４Ｂの配置を示す。以下、図１に従い、主光源１１の斜め上方にある副光源は、１２〜１４の３つで説明する。図示されていないローラ上に設けられた載置台２０２に、受光面を下方に向けて太陽電池モジュール２０１が載置される。載置台２０２は、ガラスや透明樹脂等、光源ユニットからの光が太陽電池モジュール２０１の受光面に照射されるように光透過性を有する材料から成る。あるいは、載置台２０２を枠体とし、太陽電池モジュール２０１の周囲を枠体に載置してもよい。
【００８７】
また、外光の影響を抑制し、かつ光源ユニットからのレーザ光等が外部へ漏れ出るのを防ぐため、さらにレーザ光が非測定対象セルに照射されたりＬＥＤ光が測定対象セルに照射されるのを防ぐため、太陽電池モジュール２０１を覆うような遮光カバー２０３を載置台２０２の上部に設けておくことが望ましい。
【００８８】
図６（ａ）から図６（ｂ）、図６（ｃ）に順次示されたように、主光源１１及び副光源１２〜１４を有する光源ユニットが太陽電池モジュール２０１の各ストリングＡ〜Ｆを横切るように、矢印Ｘで示された搬送方向に移動することで、各ストリングＡ〜Ｆ内の太陽電池セルが順に測定対象セルとなり欠陥検査が行われていく。
【００８９】
なお、図６に示された例では、主光源１１及び副光源１２〜１４を有する光源ユニットが太陽電池モジュール２０１の搬送方向に移動する。しかし、光源ユニットの位置を固定し、太陽電池モジュール２０１を搬送方向に移動させて欠陥検査を行ってもよい。
【００９０】
光源ユニットは、ストリングＡ〜Ｆの長手方向、即ち図６の紙面に垂直な方向に延在するように形成された３列の溝部を有し、各溝部の間には遮光板３１が設けられている。この遮光板３１は、中央の溝部内の主光源１１に対し、左右に隣接する溝部内の副光源２０４Ａ、２０４ＢからのＬＥＤ光が入り込まないようにするためのものである。
【００９１】
中央の溝部の底面上に主光源１１が配置され、主光源１１の斜め上方には副光源１２〜１４がストリングの長手方向に沿って図中左右２列に配置されており、ストリングＡ〜Ｆのそれぞれを構成する太陽電池セルの枚数と同じ数だけ必要である。これら副光源１２〜１４は、その上方に配置される各ストリングＡ〜Ｆ内の太陽電池セルに向かって、斜め上方にＬＥＤ光を照射する。そして、各太陽電池セルに対応する副光源１２〜１４を個別に点灯／消灯することができる。
【００９２】
左右両側の溝部に設けられた副光源２０４Ａ、２０４Ｂは、それぞれストリングＡ〜Ｆの長手方向に沿って各太陽電池セルに対応づけて一列分の個数配置されている。そして、各太陽電池ストリングに対応する副光源２０４Ａ、２０４Ｂを個別に点灯／消灯することができる。
【００９３】
主光源１１は、中央の溝部に沿って、ストリングＡ〜Ｆの長手方向に移動可能であり、その移動方向制御は主光源送りモータ４が行う。主光源１１は、測定対象セルとなる太陽電池セルに対応した位置に移動される。主光源１１が測定対象セルにレーザ光を照射している間、測定対象セルと同一ストリング内の非測定対象セルには、光源ユニット中央の溝の副光源１２〜１４のうち測定対象セル斜め下にある副光源を除き、ＬＥＤ光が照射される。測定対象セルと直列接続された隣接する他のストリング内の全ての太陽電池セルには、両側の溝のうち一方の副光源２０４Ａ又は２０４ＢからＬＥＤ光が照射される。より具体的には、主光源１１が測定対象セルのあるストリング内を移動すると、図１に示されたセル間切替タイミング生成回路１８が太陽電池セル間の境界を検出し、この結果に基づいて副光源１２〜１４の点灯／消灯が切り替わる。
【００９４】
測定対象セルが他の列に移動し、これに伴い主光源１１が隣のストリングに移動すると、それに合わせて副光源１２〜１４のＬＥＤ照射動作も切り替わる。
【００９５】
図６（ａ）に示された例では、測定対象セルがストリングＦに含まれ、測定対象セルに主光源１１からレーザ光が照射され、ストリングＦにおける非測定対象セルに副光源１２〜１４からＬＥＤ光が照射される。このストリングＦと直列に接続されたストリングＥにおける全ての非測定対象セルに、副光源２０４ＡからＬＥＤ光が照射される。
【００９６】
図６（ｂ）に示された例では、測定対象セルがストリングＥに含まれ、測定対象セルに主光源１１からレーザ光が照射され、ストリングＥにおける非測定対象セルに副光源１２〜１４からＬＥＤ光が照射される。このストリングＥと直列に接続されたストリングＦにおける全ての非測定対象セルに、副光源２０４ＢからＬＥＤ光が照射される。
【００９７】
図６（ｃ）に示された例では、測定対象セルがストリングＡに含まれ、測定対象セルに主光源１１からレーザ光が照射され、ストリングＡにおける非測定対象セルに副光源１２〜１４からＬＥＤ光が照射される。このストリングＡと直列に接続されたストリングＢにおける全ての非測定対象セルに、副光源２０４ＢからＬＥＤ光が照射される。
【００９８】
図７に、主光源１１の詳細な構成を示す。図示されたように、主光源１１は、レーザ光源３２と、レーザ光源３２からのレーザ光を反射させるＭＥＭＳミラー３３とを有する。ＭＥＭＳミラー３３は、その中心軸回りに所定の周波数で回動しており、これにより、レーザ光の反射角度が所定の周波数で切り替わる。ＭＥＭＳミラー３３で反射されたレーザ光が測定対象セル３４に照射されて、主走査が行われる。
【００９９】
図８に、主光源１１からのレーザ光の軌跡を矢印で示す。図示されたように、ＭＥＭＳミラー３３が一定の振れ角で振動することで、レーザ光が測定対象セルの図中上下方向に主走査される。そして、主光源送りモータ４により主光源１１がストリングの長手方向に移動されることで、レーザ光が矢印で示された図中右方向に副走査される。ＭＥＭＳミラー３３の振れ角の制御は、上述したように主光源スキャン振幅検出回路１９の振れ角の検出に基づくマイクロコンピュータ２１からの駆動信号によって行われる。
【０１００】
光源ユニットは、ストリングの長手方向に延在しており、その両側にセンサ５が配置されている。センサ５は、主光源１１からのレーザ光を検知する受光素子、例えばフォトトランジスタを含んでいる。
【０１０１】
主光源１１からのレーザ光がセンサ５により検出されると、検出信号がマイクロコンピュータ２１に出力される。マイクロコンピュータ２１は検査の開始を認識する。そしてマイクロコンピュータ２１は、主光源送りモータ４に主光源１１の進行方向を切り替えるように指示するとともに、副光源制御回路３に対して副光源１２〜１４の点灯／消灯の切替を指示する。また、マイクロコンピュータ２１は、光源ユニットを搬送方向であるＸ方向に１セル分移動させる制御も行う。
【０１０２】
なお副光源１２〜１４としてＬＥＤ光源を用いる理由は、指向性の高いものを比較的安価に入手できることと、白熱電球やキセノンランプと比べて熱の発生が少ないことと、光源を小型化できることと、単色光であること等による。
【０１０３】
ところで、太陽電池は種類毎に分光感度が異なっている。図９に、代表的な太陽電池の分光感度を示す。図示のように、結晶シリコン型とＣＩＧＳ型の太陽電池では、９００ｎｍ〜１０００ｎｍの発光波長の光に対して最も感度が高い。
【０１０４】
そこで本実施の形態１では、８７０ｎｍ〜１０００ｎｍ程度の発光波長を持つＬＥＤ光源を用いることにした。より具体的には、安価でかつ省スペースという観点から、９４０ｎｍ程度の発光波長を持つＧａＡｓ発光ダイオードまたは８７０ｎｍ程度の発光波長を持つＧａＡｌＡｓ発光ダイオードを用いる。
【０１０５】
なお、レーザ光の発光波長は可視光の中では長波長であり、入手性がよくスポット径の調整がしやすいという観点に基づいて、本実施の形態１では発光波長が６６０ｎｍの赤色レーザを用いることにした。
【０１０６】
本実施の形態１によれば、測定対象セルの両端に、非測定対象セルが発電した電圧が逆バイアス電圧として印加されて測定精度が低下する現象を回避して高精度で欠陥を判定するとともに、測定対象セルに過大な逆バイアス電圧が印加されてダメージ受ける事態を防止することが可能である。
【０１０７】
（２）実施の形態２
図１０に、本発明の実施の形態２による太陽電池の欠陥検査装置の構成を示す。なお、上記実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【０１０８】
上記実施の形態１では、バイポーラ電源２２Ａによりアナログ形態の逆極性のバイアス電圧を直接発生し、直列接続されたＮ個の太陽電池セルの両端に印加する。
【０１０９】
これに対し本実施の形態２では、バイポーラ電源２２ＢがＤ／Ａ変換回路２２ａ及び出力アンプ２２ｂを有し、さらにマイクロコンピュータ２１から与えられたデータに基づいてアナログ形態の逆極性のバイアス電圧を発生させる点で上記実施の形態１と相違する。
【０１１０】
図示されていないメモリに逆極性のバイアス電圧に対応するディジタルデータが予め記憶されており、マイクロコンピュータ２１がこのディジタルデータを読み出してＤ／Ａ変換回路２２ａに与える。Ｄ／Ａ変換回路２２ａは、ディジタルデータをアナログ形態の電圧に変換して出力する。この変換された電圧が出力アンプ２２ｂに与えられて増幅され、逆極性のバイアス電圧として出力されて、Ｎ個の太陽電池セルの両端に印加される。
【０１１１】
なお、逆極性のバイアス電圧を求める手法は、上記実施の形態１において説明した上記第１の手法〜第３の手法のいずれかを用いることができる。
【０１１２】
本実施の形態２においても上記実施の形態１と同様に、測定対象セルの両端に、非測定対象セルが発電した電圧が逆バイアス電圧として印加されて測定精度が低下する現象を回避して高精度で欠陥を判定するとともに、測定対象セルに過大な逆バイアス電圧が印加されてダメージを受ける事態を防止することが可能である。
【０１１３】
さらに本実施の形態２によれば、バイポーラ電源２２Ｂが発生すべき逆極性のバイアス電圧に対応するディジタルデータをメモリに格納しマイクロコンピュータ２１により読み出すことで、データの保存が可能である。
【０１１４】
（３）実施の形態３
図１１に、本発明の実施の形態３による太陽電池の欠陥検査装置の構成を示す。なお、上記実施の形態１、２と同一の構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【０１１５】
本実施の形態３におけるバイポーラ電源２２Ｃは、上記実施の形態２におけるバイポーラ電源２２ＢにおけるＤ／Ａ変換回路２２ａと出力アンプ２２ｂとの間にローパスフィルタ２２ｃが接続されたものに相当する。
【０１１６】
図１２を用いて、Ｄ／Ａ変換回路２２ａから出力されたアナログ形態の電圧に、ローパスフィルタ２２ｃを用いて高周波の電圧リップル成分を除去して出力する理由について説明する。
【０１１７】
測定対象セルと非測定対象セルとが直列に接続された太陽電池セルの開放電圧Ｖｏｃｓを求める際に、上述したようにバイアス電圧を掃引する処理を行う。太陽電池セルの両端に印加される電圧の増加に伴い、流れる電流Ｉが徐々に減少していく。
【０１１８】
しかしながら、図１２のグラフから明らかなように、太陽電池の定電流領域を超えて開放電圧Ｖｏｃｓに近い領域では、ごく僅かな電圧の変化に対する電流の変化の傾きが急峻である。よって、僅かに電圧△ｖが変化した場合にも電流の変化△ｉは大きなものとなる。
【０１１９】
このため、出力アンプ２２ｂの入力信号に僅かな電圧リップル△ｖが存在した場合、電流電圧変換回路６で検出した電流が電圧リップル△ｖと同一周期で変動してより大きな電流の変化△ｉとなる。この結果、電流ｉがゼロとなるポイントにおける開放電圧Ｖｏｃｓを正確に求めることができなくなる。
【０１２０】
そこで本実施の形態３では、バイポーラ電源２２ＣにおいてＤ／Ａ変換回路２２ａから出力されたアナログ形態の電圧にローパスフィルタ２２ｃを用いて高周波の電圧リップル成分を除去して出力アンプ２２ｂに与えることで、開放電圧Ｖｏｃｓに基づいてバイアス電圧Ｖｂｉａｓを正確に求めることを可能としている。
【０１２１】
逆極性のバイアス電圧を求める手法は、上記実施の形態１において説明した上記第１の手法〜第３の手法のいずれかを用いることができる。
【０１２２】
本実施の形態３においても上記実施の形態１、２と同様に、測定対象セルの両端に、非測定対象セルが発電した電圧が逆バイアス電圧として印加されて測定精度が低下する現象を回避して高精度で欠陥を判定するとともに、測定対象セルに過大な逆バイアス電圧が印加されてダメージを受ける事態を防止することが可能である。
【０１２３】
さらに本実施の形態３によれば、Ｄ／Ａ変換回路２２ａからの出力電圧に含まれる高周波の電圧リップル成分をローパスフィルタ２２ｃで除去することで、測定精度を向上させることができる。
【０１２４】
（４）実施の形態４
本発明の実施の形態４による太陽電池の欠陥検査装置について説明する。なお、上記実施の形態１〜３と重複する説明は省略する。
【０１２５】
本実施の形態４は、上記実施の形態１〜３のいずれかによる太陽電池の欠陥検査装置と同様の構成を備えている。上記実施の形態１〜３では、非測定対象セルにより生じて測定対象セルの両端に印加される逆バイアス電圧を相殺するため、この両端の電圧がゼロとなるような逆極性のバイアス電圧を求めて印加する。これにより、測定対象セルから最大となる短絡電流Ｉｓｃを取り出している。
【０１２６】
一方、本実施の形態４では、測定対象セルの両端電圧がゼロとなるときの逆極性のバイアス電圧に、さらに逆方向に太陽電池セル１枚のＶｏｃ以下の範囲内で逆極性のオフセット電圧を加えて印加する点に特徴がある。
【０１２７】
一般に、太陽電池の欠陥には結晶欠陥とクラックとが含まれる。結晶欠陥は太陽電池の製造前の段階から存在し、クラックは製造時に発生したものである。この２種類の欠陥を区別し、クラックのみを容易に判別したい場合がある。
【０１２８】
このようなクラックのみを容易に判別できるように画像表示するには、結晶欠陥部とその周囲との間で画像変化が小さくなるように薄く表示し、目立たないようにする必要がある。
【０１２９】
そこで、本実施の形態４では上述したように、バイポーラ電源２２Ａ〜２２Ｃから、測定対象セルの両端電圧がゼロとなるときの逆極性のバイアス電圧に、さらに逆方向に太陽電池セル１枚のＶｏｃ以下の範囲内で逆極性のオフセット電圧を加えた電圧を発生させて両端に印加する。このような電圧を測定対象セルの両端に印加することで、結晶粒界におけるキャリアの再結合が少なくなり、起電流の変化が小さくなり、画像化しても目立たなくなる。この結果、クラックのみを容易に判別することが可能となる。
【０１３０】
ここで、太陽電池セルのうち単結晶型セルでは結晶欠陥が殆ど存在しない。このため、上記実施の形態１〜３と同様に、測定対象セルの両端電圧がゼロとなるときの逆極性のバイアス電圧を用いてもクラックを容易に判別することができる。
【０１３１】
一方、多結晶型セルでは結晶欠陥が多く存在する。このような場合は、本実施の形態４に従って、測定対象セルの両端電圧がゼロとなるときの逆極性のバイアス電圧に、上述した逆極性に太陽電池セル１枚のＶｏｃ以下の範囲内のオフセット電圧を加えたものを印加することで、クラックの容易な判別が可能である。
【０１３２】
なお、逆極性のオフセット電圧の値を決定する際には、表示器１７に表示された画像を見るか、あるいは起電流波形を観測しながら最適な電圧を設定すればよい。
【０１３３】
また、結晶欠陥を容易に判別したい場合には、測定対象セルの両端電圧がゼロとなるときの逆極性のバイアス電圧から、順方向に所定のオフセット電圧を差し引いたものを発生させて両端に印加すればよい。
【０１３４】
本実施の形態４によれば、測定対象セルの両端電圧がゼロとなるときの逆極性のバイアス電圧に、逆極性のオフセット電圧を加えた電圧を両端に印加することでクラックを容易に判別することができ、あるいは正極性のオフセット電圧を差し引いた電圧を印加することで結晶欠陥を容易判別することが可能である。
【０１３５】
（５）実施の形態５
本発明の実施の形態５による太陽電池の欠陥検査装置について説明する。なお、上記実施の形態１〜４と重複する説明は省略する。
【０１３６】
上記実施の形態１〜４では、直列に接続された複数の太陽電池セルにおける１個の測定対象セルに対して測定を行う。これに対し本実施の形態５では、１個の太陽電池セルに対して測定を行う点で相違する。
【０１３７】
本実施の形態５は、図１３に示されたように、１個の測定対象セル１０１に対してレーザ光を照射する光源４１と、光源４１の動作を制御する光源制御回路４２を備えている。
【０１３８】
１個の太陽電池においても、領域において発電量にバラツキが存在する。そこで、測定対象セル１０１に光源４１からレーザ光を走査しながら表示器１７に表示された画像を観察し、最も欠陥が明確に判別できるようなバイアス電圧を求める。求めたバイアス電圧をバイポーラ電源２２Ａから発生して測定対象セル１０１の両端に印加し、画像を観察する。これにより、本実施の形態５によれば発電量のバラツキが原因となり生じる起電流のばらつきを平準化させて、最適な状態で欠陥検査を行うことができる。
【０１３９】
本発明の幾つかの実施の形態について説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の技術的範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の技術的範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【０１４０】
例えば、上記実施の形態１〜５ではバイポーラ電源２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃにより、非測定対象セルにより発生して測定対象セルの両端に印加される逆バイアス電圧を相殺するための逆極性のバイアス電圧を出力している。しかし、必ずしもバイポーラ電源を用いる必要はなくバイアス電圧発生回路により逆極性のバイアス電圧を出力してもよい。
【符号の説明】
【０１４１】
１  モータ制御回路
２  主光源制御回路
３  副光源制御回路
４  主光源送りモータ
５  センサ
６  電流電圧変換回路
７  イコライザアンプ
８  バイアス電流キャンセル回路
１１  主光源
１２、１３、１４、２０４Ａ、２０４Ｂ  副光源
１５  第１Ａ／Ｄ変換回路
１６  画像処理部
１７  表示器
１８  セル間切替タイミング生成回路
１９  主光源スキャン振幅検出回路
２０  第２Ａ／Ｄ変換回路
２１  マイクロコンピュータ
２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ  バイポーラ電源
２２ａ  Ｄ／Ａ変換回路
２２ｂ  出力アンプ
２２ｃ  ローパスフィルタ
４１  光源
４２  光源制御回路
【図１】
0005635150.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0005635150.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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