(57)【要約】【課題】太陽電池モジュールの搬送装置および太陽電池モジュールの撓みに起因した太陽電池モジュールの受光面における疑似太陽光の放射照度のむらを抑制して太陽電池モジュールの光電変換特性を検査することが可能な太陽電池モジュール検査装置を得ること。【解決手段】ソーラシミュレータ１は、太陽電池モジュール５１の受光面に疑似太陽光１６を照射する光源部１２と、受光面と対向する面である裏面を吸着して太陽電池モジュール５１を保持する吸着部３とを備える。ソーラシミュレータ１は、太陽電池モジュール５１を保持した吸着部３を搬送して、受光面が光源部１２に対向し、且つ受光面と光源部１２との間に遮光物が介在しない既定の測定位置に太陽電池モジュール５１を配置する搬送部４と、既定の測定位置において光源部１２から受光面に疑似太陽光１６が照射された状態の太陽電池モジュール５１の光電変換特性を測定する測定部とを備える。【選択図】図３
2018050366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換機能を有する太陽電池モジュールの光電変換特性の検査を行う太陽電池モジュール検査装置であって、
前記太陽電池モジュールの受光面に疑似太陽光を照射する光源部と、
前記太陽電池モジュールにおける前記受光面と対向する面である裏面を吸着して前記太陽電池モジュールを保持する吸着部と、
前記太陽電池モジュールを保持した前記吸着部を搬送して、前記受光面が前記光源部に対向し、且つ前記受光面と前記光源部との間に遮光物が介在しない既定の測定位置に前記太陽電池モジュールを配置する搬送部と、
前記既定の測定位置において前記光源部から前記受光面に前記疑似太陽光が照射された状態の前記太陽電池モジュールの前記光電変換特性を測定する測定部と、
を備えることを特徴とする太陽電池モジュール検査装置。
【請求項２】
前記吸着部は、前記裏面を吸着する複数の吸着パットを有し、前記複数の吸着パットにより前記裏面を均等な間隔で吸着すること、
を特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール検査装置。
【請求項３】
前記搬送部は、
前記太陽電池モジュールを保持した前記吸着部を前記裏面に対して垂直な方向に昇降させる昇降部と、
前記太陽電池モジュールを保持した前記吸着部を前記受光面に対して平行な方向に搬送して前記既定の測定位置に前記太陽電池モジュールを配置する移載機と、
を有することを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュール検査装置。
【請求項４】
前記移載機が、前記太陽電池モジュールを前記既定の測定位置に配置した後に、前記昇降部が、前記太陽電池モジュールを既定の測定高さまで下降させること、
を特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュール検査装置。
【請求項５】
前記搬送部は、前記受光面と平行な方向において前記太陽電池モジュールと重複しない位置に配置されて前記移載機を搬送する搬送ガイドを有すること、
を特徴とする請求項３または４に記載の太陽電池モジュール検査装置。
【請求項６】
前記搬送ガイドは、前記既定の測定位置に配置された前記太陽電池モジュールの前記受光面に対して垂直な方向において、前記既定の測定位置に配置された前記太陽電池モジュールの前記受光面よりも前記裏面側に配置されていること、
を特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュール検査装置。
【請求項７】
前記吸着部は、前記受光面を水平且つ下向きにした状態で前記裏面を保持し、
前記搬送部は、前記受光面を水平且つ下向きにした状態で前記太陽電池モジュールを保持した前記吸着部を前記光源部の上方に搬送すること、
を特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の太陽電池モジュール検査装置。
【請求項８】
光電変換機能を有する太陽電池モジュールの受光面に疑似太陽光を照射して前記太陽電池モジュールの光電変換特性の検査を行う太陽電池モジュールの検査方法であって、
請求項１から７のいずれか１つに記載の太陽電池モジュール検査装置を用いて前記太陽電池モジュールの受光面に疑似太陽光を照射して前記光電変換特性の検査を行うこと、
を特徴とする太陽電池モジュールの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールの光電変換特性の検査を行う太陽電池モジュール検査装置およびこれを用いた太陽電池モジュールの検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、将来における化石燃料の枯渇問題および地球温暖化の原因となる二酸化炭素の排出量増加の問題に対して、代替エネルギーとしてクリーンエネルギーが注目されている。クリーンエネルギーの代表的なものに太陽光エネルギーがある。太陽光発電においては、光起電力素子である太陽電池セルが直列または並列に接続されて組み立てられた太陽電池モジュールが用いられる。
【０００３】
太陽電池モジュールの製造工程においては、組み立てられた製品の発電量を検査するために、光照射状況下で製品の光電変換特性を検査する検査工程がある。この検査工程における光源には太陽光を用いることが望ましいが、太陽光は天候および環境変化により照度が変動する。このため、一般的には、疑似太陽光を製品に照射して光電変換特性を得るソーラシミュレータが用いられている。太陽電池モジュールの量産ラインにおけるソーラシミュレータによる製品の光電変換特性の測定方法として、太陽電池モジュールの受光面を下向きにした状態で、受光面の両端部をベルト式の搬送コンベアに乗せて測定位置まで搬送し、ソーラシミュレータの底面側から上方へ疑似太陽光を照射して、製品の出力特性を得る上方照射タイプの方法がある。
【０００４】
しかしながら、上述したような上方照射タイプのソーラシミュレータでは、搬送コンベアに載置された太陽電池モジュールにおける搬送コンベアに近い部分が搬送コンベアの影となるため、検査時に太陽電池モジュールの受光面において疑似太陽光が当たりにくい暗部分が発生する。このため、太陽電池モジュールの受光面の面内において、疑似太陽光の放射照度のむらが発生する。太陽電池モジュールの受光面における疑似太陽光の放射照度のむらは、製品の出力特性の測定誤差の要因となる。
【０００５】
また、太陽電池モジュールの特性検査は、太陽電池モジュールにフレーム等の枠組みを行った後に行われることが一般的であるが、太陽電池モジュールにフレーム等の枠組みを行う前に特性検査が行われる場合もある。太陽電池モジュールに枠組みが行われる前に特性検査を行う場合は、上述したように太陽電池モジュールの受光面の端部を搬送コンベアに乗せて搬送すると、太陽電池モジュールが撓んでしまい、太陽電池モジュールの受光面における端部側と中央部側とにおいて、光源からの距離に差異が生じる。このため、上述した搬送コンベアに起因した疑似太陽光の放射照度のむらに加え、太陽電池モジュールの撓みも疑似太陽光の放射照度のむらの発生の要因となる。
【０００６】
すなわち、上述したような上方照射タイプのソーラシミュレータでは、太陽電池モジュールの受光面における端部側が相対的に暗くなり、中央部側が相対的に明るくなる、疑似太陽光の放射照度のむらが発生してしまう。したがって、太陽電池モジュールの出力特性の測定精度を向上させるためには、受光面における暗部分に起因した疑似太陽光の放射照度のむらの発生と、太陽電池モジュールの撓みに起因した疑似太陽光の放射照度のむらの発生との両方を解決することが重要となる。
【０００７】
このような問題に対して、特許文献１には、ベルト式搬送コンベアにより搬送される太陽電池モジュールの裏面中央部を吸着ユニットで引き上げ、太陽電池モジュールの湾曲を抑える搬送装置が開示されている。特許文献１の搬送装置では、太陽電池モジュールの湾曲を軽減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−５１３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１の技術によれば、吸着ユニットは太陽電池モジュールの裏面を引き上げて湾曲を抑えているだけであり、太陽電池モジュールは対向する２辺を搬送ベルトにより支持されている。このため、特許文献１の技術では、搬送装置に起因した受光面における疑似太陽光の放射照度のむらの発生は解決できず、疑似太陽光の放射照度のむらの改善としては不十分である。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、太陽電池モジュールの搬送装置および太陽電池モジュールの撓みに起因した太陽電池モジュールの受光面における疑似太陽光の放射照度のむらを抑制して太陽電池モジュールの光電変換特性を検査することが可能な太陽電池モジュール検査装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる太陽電池モジュール検査装置は、光電変換機能を有する太陽電池モジュールの光電変換特性の検査を行う太陽電池モジュール検査装置である。太陽電池モジュール検査装置は、太陽電池モジュールの受光面に疑似太陽光を照射する光源部と、太陽電池モジュールにおける受光面と対向する面である裏面を吸着して太陽電池モジュールを保持する吸着部と、を備える。また、太陽電池モジュール検査装置は、太陽電池モジュールを保持した吸着部を搬送して、受光面が光源部に対向し、且つ受光面と光源部との間に遮光物が介在しない既定の測定位置に太陽電池モジュールを配置する搬送部と、既定の測定位置において光源部から受光面に疑似太陽光が照射された状態の太陽電池モジュールの光電変換特性を測定する測定部と、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、太陽電池モジュールの搬送装置および太陽電池モジュールの撓みに起因した太陽電池モジュールの受光面における疑似太陽光の放射照度のむらを抑制して太陽電池モジュールの光電変換特性を検査することが可能な太陽電池モジュール検査装置が得られる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュール検査装置であるソーラシミュレータを示す上面図
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ断面を示す断面図
【図３】本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュール検査装置の検査時の状態を模式的に示す要部断面図
【図４】本発明の実施の形態における太陽電池モジュールを受光面側から見た平面図
【図５】本発明の実施の形態における太陽電池モジュールを受光面と対向する裏面側から見た背面図
【図６】本発明の実施の形態における太陽電池モジュールの積層構造を示す要部側面図
【図７】本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータへの太陽電池モジュールの搬入時の状態を示す上面図であり、太陽電池モジュールが搬入コンベア上に配置され、太陽電池モジュールの上方に移載機が移動した状態を示す上面図
【図８】本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータへの太陽電池モジュールの搬入時の状態を示す断面図であり、太陽電池モジュールが搬入コンベア上に配置され、太陽電池モジュールの上方に移載機が移動した状態を示す断面図
【図９】本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータへの太陽電池モジュールの搬入時の状態を示す搬入コンベアの断面図であり、移載機が既定の高さに下降した状態を示す断面図
【図１０】本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータの搬送部の構造を模式的に示す要部断面図
【図１１】本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータへの太陽電池モジュールの搬入時の状態を示す搬入コンベアの断面図であり、太陽電池モジュールを保持した吸着部が既定の搬送高さまで上昇した状態を示す断面図
【図１２】本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータの搬送部の構造を模式的に示す要部断面図であり、移載機と搬送ガイドの構造を模式的に示す要部断面図
【図１３】本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータへの太陽電池モジュールの搬入時の状態を示す上面図であり、太陽電池モジュールが既定の測定位置上に配置された状態を示す上面図
【図１４】本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータへの太陽電池モジュールの搬入時の状態を示す断面図であり、太陽電池モジュールを保持した移載機が既定の測定位置上に配置された状態を示す断面図
【図１５】本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータにおける太陽電池モジュールの光電変換特性検査時の状態を示す断面図
【図１６】本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータからの太陽電池モジュールの搬出時の状態を示す上面図であり、搬出コンベアの上方に移載機が移動した状態を示す上面図
【図１７】本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータからの太陽電池モジュールの搬出時の状態を示す断面図であり、搬出コンベアの上方に移載機が移動した状態を示す断面図
【図１８】本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータからの太陽電池モジュールの搬出時の状態を示す断面図であり、昇降部が既定の高さに下降した状態を示す断面図
【図１９】本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータから搬出コンベア上に太陽電池モジュールが搬出された状態を示す断面図
【図２０】本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータにおけるフレームが取り付けられた太陽電池モジュールの光電変換特性検査時の状態を示す上面図
【図２１】本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータにおけるフレームが取り付けられた太陽電池モジュールの光電変換特性検査時の状態を示す断面図
【図２２】本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータにおけるフレームが取り付けられていない太陽電池モジュールの光電変換特性検査時の状態を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュール検査装置および太陽電池モジュールの検査方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下の説明で用いる図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。また、図面を見やすくするために、平面図にハッチングを付したり、断面図においてハッチングを省略する場合がある。
【００１５】
実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュール検査装置であるソーラシミュレータを示す上面図である。図１においては、フレームの枠組みを行う前の状態の太陽電池モジュールである枠無し状態の太陽電池モジュールが、受光面が下側とされた状態でシミュレータ本体２の上方に搬入される前の状態を示している。図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ断面を示す断面図である。図３は、本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュール検査装置の検査時の状態を模式的に示す要部断面図である。図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面に対応する状態を模式的に示している。
【００１６】
本実施の形態にかかるソーラシミュレータ１は、光電変換機能を有する太陽電池モジュール５１の電流電圧測定を行うことにより光電変換特性の検査を行う太陽電池モジュール検査装置であり、シミュレータ本体２と、吸着部３と、搬送部４と、測定部５と、制御部６と、を有する。
【００１７】
シミュレータ本体２は、測定対象である太陽電池モジュール５１の受光面に向けて疑似太陽光１６を照射する。具体的には、シミュレータ本体２は、上面が開口された箱形形状の筐体１１を有し、筐体１１の内部に光源部１２が配置されている。筐体１１における開口には、透光性を有する透光性基板が配置されている。そして、透光性基板の外側の基板面が、太陽電池モジュール５１の受光面に向けて疑似太陽光１６を照射する照射面１５とされている。
【００１８】
光源部１２は、筐体１１の内部に配置された、光源ランプ１３とフィルタ１４とにより構成されている。光源ランプ１３は、筐体１１の高さ方向において、照射面１５と対向する底面１１ａ側に配置され、例えば円筒状の形状を有している。光源ランプ１３には、キセノンランプ等が用いられる。フィルタ１４は、光源ランプ１３と照射面１５との間に配置されており、平面視において筐体１１の内部の全体を覆った状態で照射面１５と平行に配置されている。筐体１１の内側面は、光反射性を有しており、光源ランプ１３から照射された疑似太陽光１６を反射可能とされている。
【００１９】
光源部１２は、太陽電池モジュール５１がシミュレータ本体２の上方に配置された状態で、太陽電池モジュール５１の受光面に疑似太陽光１６を照射する。すなわち、光源部１２は、太陽電池モジュール５１の受光面が光源部１２に対向し、且つ太陽電池モジュール５１の受光面と光源部１２との間に遮光物が介在しない既定の測定位置に配置された状態で、太陽電池モジュール５１の受光面に疑似太陽光１６を照射する。光源ランプ１３は、疑似太陽光１６を発生させてフィルタ１４へ照射する。そして、フィルタ１４は、光源ランプ１３から照射された疑似太陽光１６の波長成分が太陽光の波長成分に近くなるように疑似太陽光１６の波長成分を調整するとともに、調整後の疑似太陽光１６を照射面１５へ導く。すなわち、フィルタ１４は、光源ランプ１３から照射された疑似太陽光１６に対して、太陽光スペクトルとの合致度および放射照度のむらを調整し、太陽電池モジュール５１の光電変換特性の検査に適した疑似太陽光１６源を作り出す。
【００２０】
上記の項目については、ＪＩＳ  Ｃ  ８９１２に規格が設けられている。ソーラシミュレータは、放射照度のむら、放射照度時間変動率およびスペクトル合致度によって、等級Ａ、ＢおよびＣの３等級に分類される。各等級に属するソーラシミュレータは、ＪＩＳ  Ｃ  ８９１２の表１に既定された当該等級の３項目のすべてを満足しなければならない。
【００２１】
吸着部３は、太陽電池モジュール５１における受光面と対向する面である裏面を吸着し、保持する。吸着部３は、太陽電池モジュール５１の裏面に対向する面に複数の吸着パット２１を備え、複数の吸着パット２１で太陽電池モジュール５１における裏面の複数個所を均等な間隔で吸着し、保持する。これにより、吸着部３は、太陽電池モジュール５１の受光面の平面度を既定の平面度以上の状態とすることができる。
【００２２】
搬送部４は、吸着部３により保持された太陽電池モジュール５１を搬送して、太陽電池モジュール５１の受光面が光源部１２に対向し、且つ太陽電池モジュール５１の受光面と光源部１２との間に遮光物が介在しない既定の測定位置に太陽電池モジュール５１を配置する。
【００２３】
搬送部４は、太陽電池モジュール５１を保持した吸着部３を太陽電池モジュール５１の裏面に対して垂直な方向に昇降させる昇降部３１と、太陽電池モジュール５１を保持した吸着部３を太陽電池モジュール５１の受光面に対して平行な方向に搬送して既定の測定位置に太陽電池モジュール５１を配置する移載機３２と、を備える。
【００２４】
移載機３２は、図示しない支持部材により支持された２本の搬送ガイドフレーム３４上に配置された搬送ガイド３３上を移動することにより、搬入コンベア４１のコンベアローラー４３に載置された太陽電池モジュール５１を保持した吸着部３を、既定の測定位置に搬入することができる。また、移載機３２は、搬送ガイド３３上を移動することにより、太陽電池モジュール５１を保持した吸着部３を既定の測定位置から搬出コンベア４２のコンベアローラー４３上に搬出することができる。
【００２５】
搬入コンベア４１と搬出コンベア４２とは、シミュレータ本体２に隣接して、シミュレータ本体２を挟んだ状態で配置されている。そして、搬送ガイドフレーム３４および搬送ガイド３３は、搬入コンベア４１のコンベアフレーム４４上から搬出コンベア４２のコンベアフレーム４４上に渡って配置されている。
【００２６】
２本の搬送ガイド３３は、既定の測定位置に配置された太陽電池モジュール５１の受光面と平行な方向において太陽電池モジュール５１と重複しない位置に配置されている。すなわち、２本の搬送ガイド３３は、光源部１２と太陽電池モジュール５１との間を遮光しないように、すなわち照射面１５と太陽電池モジュール５１の受光面との間を遮光しないように、既定の測定位置に配置された太陽電池モジュール５１の受光面と平行な方向において太陽電池モジュール５１の幅より広い幅に配置されている。また、２本の搬送ガイド３３は、既定の測定位置に配置された太陽電池モジュール５１の受光面に対して垂直な方向において、既定の測定位置に配置された太陽電池モジュール５１の受光面よりも太陽電池モジュール５１の裏面側に配置されている。２本の搬送ガイド３３は、上述した位置に配置されているため、太陽電池モジュール５１の光電変換特性の検査を行う際に、照射面１５から太陽電池モジュール５１の受光面に照射される疑似太陽光１６を遮光することが防止されている。これにより、既定の測定位置に配置された太陽電池モジュール５１の受光面の全面に疑似太陽光１６を照射することが可能とされている。
【００２７】
測定部５は、既定の測定位置に配置された太陽電池モジュール５１の受光面の全面に疑似太陽光１６が照射された状態で、後述する太陽電池モジュール５１の出力ケーブル６６−１，６６−２およびその出力端子６９−１，６９−２を介して、太陽電池モジュール５１の光電変換特性である出力特性を測定する。
【００２８】
制御部６は、ソーラシミュレータ１の各構成部の動作を制御する。
【００２９】
つぎに、本実施の形態にかかるソーラシミュレータ１により光電変換特性が測定される太陽電池モジュール５１の構成について、図４から図６を参照して説明する。図４は、本発明の実施の形態における太陽電池モジュール５１を受光面側から見た平面図である。図５は、本発明の実施の形態における太陽電池モジュール５１を受光面と対向する裏面側から見た背面図である。図６は、本発明の実施の形態における太陽電池モジュール５１の積層構造を示す要部側面図である。以下では、マトリクス状に配列した複数の太陽電池セルである結晶系太陽電池セルが電気的に直列に接続された結晶系太陽電池モジュールを例に説明する。
【００３０】
本実施の形態における太陽電池モジュール５１では、太陽電池ストリング５４の受光面側が受光面側封止部５３および受光面側保護部５２で覆われ、太陽電池ストリング５４における受光面と対向する裏面側が裏面側封止部５５および裏面側保護部５６で覆われている。太陽電池モジュール５１の受光面は、受光面側保護部５２の受光面側の面、すなわち受光面側保護部５２の外側の面である。太陽電池モジュール５１の裏面は、裏面側保護部５６の裏面側の面、裏面側保護部５６の外側の面である。なお、太陽電池モジュール５１は、図４から図６に示すように、周囲が補強用のアルミニウム製のフレーム７０で囲まれた状態で使用される。すなわち、太陽電池モジュール５１は、フレーム７０として２つの長辺フレーム７０ａと２つの短辺フレーム７０ｂとが取り付けられて、固定された状態で使用される。
【００３１】
太陽電池ストリング５４は、光電変換機能を有する光起電力素子である複数の太陽電池セル６１が２次元的に配列されるとともに電気的および機械的に直列に接続されて構成されている。すなわち、太陽電池ストリング５４では、１０枚の太陽電池セル６１を１列として、太陽電池セル６１が５列に配列して並べられている。そして、列において隣り合う一方の太陽電池セル６１の受光面側電極６１ａと、他方の太陽電池セル６１の裏面側電極６１ｂとが、それぞれ、インターコネクタ６２により電気的および機械的に直列に接続されている。また、列の一端の太陽電池セル６１と隣の列の一端の太陽電池セル６１とが、接続導線６３により電気的および機械的に直列に接続されている。これにより、太陽電池セル６１−１から太陽電池セル６１−５０の複数の太陽電池セル６１が電気的および機械的に直列に接続されて、太陽電池ストリング５４が構成されている。
【００３２】
裏面側保護部５６の裏面側には、プラス側出力端子ボックス６４とマイナス側出力端子ボックス６５とが配置されている。プラス側出力端子ボックス６４内に引き込まれた出力ケーブル６６−１の一端には、太陽電池ストリング５４から裏面側保護部５６の裏面側に引き出されたプラス側出力タブ６７が電気的および機械的に接続されている。そして、出力ケーブル６６−１の他端には、出力端子６９−１が接続されている。また、マイナス側出力端子ボックス６５内に引き込まれた出力ケーブル６６−２の一端には、太陽電池ストリング５４から裏面側保護部５６の裏面側に引き出されたマイナス側出力タブ６８が電気的および機械的に接続されている。そして、出力ケーブル６６−２の他端には、出力端子６９−２が接続されている。これにより、出力ケーブルを介して太陽電池ストリング５４から光電流を取り出せる構造が構成されている。
【００３３】
このような本実施の形態における太陽電池モジュール５１は、以下のようにして作製される。なお、本実施の形態における太陽電池モジュール５１の作製は公知の技術により行うことができるため、以下では、太陽電池モジュール５１の製造方法を簡単に説明する。まず、例えばｐ型単結晶シリコン基板を用いて、四角形状を呈する結晶系太陽電池セルである複数の太陽電池セル６１が形成される。
【００３４】
つぎに、太陽電池セル６１にインターコネクタ６２が接続される。すなわち、一つの太陽電池セル６１の裏面に形成された裏面側電極６１ｂ上にインターコネクタ６２の一端側が半田付けされ、且つ隣接する他の太陽電池セル６１の受光面に形成された受光面側電極６１ａに該インターコネクタ６２の他端側が半田付けされる。これにより、２つの太陽電池セル６１がインターコネクタ６２により電気的および機械的に接続される。以上のインターコネクタ６２の接続処理を繰り返し、１０枚の太陽電池セル６１を１列として太陽電池セル６１を５列に配列して並べる。そして、列の一端の太陽電池セル６１と隣の列の一端の太陽電池セル６１とを接続導線６３に半田付けして接続し、５０枚の太陽電池セル６１からなる太陽電池ストリング５４を作製する。このとき、太陽電池ストリング５４の一端にマイナス側出力タブ６８を設け、太陽電池ストリング５４の他端にプラス側出力タブ６７を設ける。
【００３５】
つぎに、ガラス基板等の透光性を有する受光面側保護部５２上に、太陽電池ストリング５４の受光面側にエチレンビニルアセテート（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ−Ｖｉｎｙｌ  Ａｃｅｔａｔｅ：ＥＶＡ）シート等の透光性、耐熱性、電気絶縁性、柔軟性を有する素材からなる受光面側封止部５３と、太陽電池ストリング５４と、ＥＶＡシート等の裏面側封止部５５と、裏面側保護部５６とを順次積層して積層体を形成する。太陽電池ストリング５４は、太陽電池セル６１の受光面を下側にした状態、すなわち太陽電池セル６１の受光面を受光面側保護部５２側にして積層される。このとき、太陽電池ストリング５４の両端のマイナス側出力タブ６８とプラス側出力タブ６７とを、それぞれ裏面側封止部５５と裏面側保護部５６を貫通させて裏面側封止部５５の裏面側に引き出しておく。
【００３６】
つぎに、真空排気を行いながら加熱処理を行うラミネート装置に積層体を配置し、積層体の熱処理およびラミネート処理を行う。これにより、受光面側封止部５３および裏面側封止部５５のＥＶＡシートが溶融して太陽電池ストリング５４を密封するとともに、積層体の各部材が受光面側封止部５３と裏面側封止部５５とを介して一体化され、太陽電池モジュール５１が得られる。
【００３７】
つぎに、裏面側保護部５６の裏面側に出力端子ボックスを配置し、出力端子ボックスに太陽電池ストリング５４の出力タブを接続して、太陽電池ストリング５４から光電流を取り出せる構造を形成する。すなわち、裏面側保護部５６上にプラス側出力端子ボックス６４を配置し、裏面側封止部５５の外側に引き出されたプラス側出力タブ６７をプラス側出力端子ボックス６４内の出力ケーブルに半田付け接続する。また、裏面側保護部５６上にマイナス側出力端子ボックス６５を配置し、裏面側封止部５５の外側に引き出されたマイナス側出力タブ６８をマイナス側出力端子ボックス６５内の出力ケーブルに半田付け接続する。これにより、本実施の形態における太陽電池モジュール５１が得られる。
【００３８】
通常は、次工程で太陽電池モジュール５１に対してフレーム７０の枠組みが行われる。すなわち、太陽電池モジュール５１に対して２つの長辺フレーム７０ａと２つの短辺フレーム７０ｂとが取り付けられて、固定される。
【００３９】
そして、最後にソーラシミュレータ１を用いて光照射下で電流電圧特性の検査を行うことにより、光電変換機能を有する太陽電池モジュール５１の光電変換特性検査が行われるが、以下では太陽電池モジュール５１に対するフレーム７０の枠組みを行う前にソーラシミュレータ１による光電変換特性検査を行う場合について説明する。
【００４０】
つぎに、本実施の形態にかかるソーラシミュレータ１の動作について図７から図１９を参照して説明する。図７は、本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータ１への太陽電池モジュール５１の搬入時の状態を示す上面図であり、太陽電池モジュール５１が搬入コンベア４１上に配置され、太陽電池モジュール５１の上方に移載機３２が移動した状態を示す上面図である。図８は、本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータ１への太陽電池モジュール５１の搬入時の状態を示す断面図であり、太陽電池モジュール５１が搬入コンベア４１上に配置され、太陽電池モジュール５１の上方に移載機３２が移動した状態を示す断面図である。図９は、本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータ１への太陽電池モジュール５１の搬入時の状態を示す搬入コンベア４１の断面図であり、移載機３２が既定の高さに下降した状態を示す断面図である。図１０は、本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータ１の搬送部４の構造を模式的に示す要部断面図であり、図９の領域Ａの構造を模式的に示す要部断面図である。図８、図９および図１１は、図２に対応した断面図である。
【００４１】
まず、図７および図８に示すように、光電変換特性の測定対象である太陽電池モジュール５１が、シミュレータ本体２に隣接して配置された搬入コンベア４１のコンベアローラー４３上の既定の位置に配置される。太陽電池モジュール５１は、受光面が鉛直下向きにされた状態で配置される。
【００４２】
つぎに、図７および図８に示すように、太陽電池モジュール５１の上方に、搬送部４の移載機３２が移動する。その後、図９に示すように、昇降部３１が既定の高さに下降する。そして、吸着部３が、太陽電池モジュール５１の裏面の複数個所を、均等な間隔で複数の吸着パット２１により吸着して保持する。
【００４３】
図１０に示すように、移載機３２には昇降用ピニオン８１が設けられ、昇降部３１には昇降用ラック８２が設けられている。搬送部４は、図示しないモータにより昇降用ピニオン８１に回転力を与えて昇降用ピニオン８１を昇降用ラック８２上で走らせることにより、昇降部３１を任意の高さまで自由に昇降させることが可能である。
【００４４】
図１１は、本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータ１への太陽電池モジュール５１の搬入時の状態を示す搬入コンベア４１の断面図であり、太陽電池モジュール５１を保持した吸着部３が既定の搬送高さまで上昇した状態を示す断面図である。図１２は、本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータ１の搬送部４の構造を模式的に示す要部断面図であり、移載機３２と搬送ガイド３３の構造を模式的に示す要部断面図である。図１３は、本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータ１への太陽電池モジュール５１の搬入時の状態を示す上面図であり、太陽電池モジュール５１が既定の測定位置上に配置された状態を示す上面図である。
【００４５】
つぎに、図１１に示すように昇降部３１が既定の高さまで上昇することにより、太陽電池モジュール５１を保持した吸着部３を既定の搬送高さまで上昇させる。その後、搬送ガイド３３上の既定の位置まで移載機３２が移動することにより、太陽電池モジュール５１を保持した吸着部３をソーラシミュレータ１における既定の測定位置まで搬送する。図１２に示すように、移載機３２には搬送用ピニオン８３が設けられ、搬送ガイド３３の上部には搬送用ラック８４が設けられている。太陽電池モジュール５１の搬送においては、図示しないモータにより搬送用ピニオン８３に回転力を与えて搬送用ピニオン８３を搬送用ラック８４上で走らせることにより、移載機３２を搬送ガイド３３上の任意の位置まで搬送することができる。これにより、図１３に示すように、吸着部３に保持された太陽電池モジュール５１を、ソーラシミュレータ１における既定の測定位置まで搬送することが可能である。
【００４６】
既定の測定位置は、太陽電池モジュール５１の面方向に平行な方向、すなわち水平方向において、太陽電池モジュール５１がシミュレータ本体２のフィルタ１４の面内に内包される、シミュレータ本体２上の既定の位置である。換言すると、既定の測定位置は、上面視においてフィルタ１４の面内に内包される既定の位置である。
【００４７】
図１４は、本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータ１への太陽電池モジュール５１の搬入時の状態を示す断面図であり、太陽電池モジュール５１を保持した移載機３２が既定の測定位置上に配置された状態を示す断面図である。図１５は、本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータ１における太陽電池モジュール５１の光電変換特性検査時の状態を示す断面図である。図１４は、図１３におけるＸＩＶ−ＸＩＶ断面図である。図１５は、図１４に対応した断面図である。既定の測定位置まで搬送された太陽電池モジュール５１は、図１４に示すように搬送時の高さ、すなわち既定の搬送高さにある。このため、搬送部４は、図１５に示すように昇降部３１を既定の高さに下降させることにより、吸着部３に保持された太陽電池モジュール５１を既定の測定高さに下降させる。
【００４８】
そして、この状態で図１５に示すようにシミュレータ本体２の内部に設置された光源ランプ１３から疑似太陽光１６を太陽電池モジュール５１の受光面に向けて照射する。そして、測定部５が、太陽電池モジュール５１の出力ケーブル６６−１，６６−２およびその出力端子６９−１，６９−２を介して光電流を検出して太陽電池モジュール５１の電流電圧測定を行うことにより、太陽電池モジュール５１の光電変換特性の検査を行う。
【００４９】
このとき、２本の搬送ガイド３３は、光源部１２と太陽電池モジュール５１の受光面との間を遮光しない位置に、すなわち照射面１５と太陽電池モジュール５１の受光面との間を遮光しない位置に、太陽電池モジュール５１の受光面と平行な方向において太陽電池モジュール５１の幅より広い幅で配置されている。また、２本の搬送ガイド３３は、太陽電池モジュール５１の受光面に対して垂直な方向において、太陽電池モジュール５１の受光面よりも太陽電池モジュール５１の裏面側に配置されている。
【００５０】
このため、太陽電池モジュール５１の光電変換特性の検査を行う際に、照射面１５と太陽電池モジュール５１の受光面との間に遮光物が無く、太陽電池モジュール５１の受光面の全面に疑似太陽光１６を照射することができる。すなわち、ソーラシミュレータ１では、太陽電池モジュール５１を搬送する搬送部４に起因して太陽電池モジュール５１の受光面に疑似太陽光１６が当たりにくい暗部分が生じることがない。したがって、ソーラシミュレータ１では、搬送部４に起因して太陽電池モジュール５１の受光面の面内における疑似太陽光１６の放射照度のむらが発生することがなく、搬送部４に起因した太陽電池モジュール５１の光電変換特性の測定誤差が発生することがない。
【００５１】
また、ソーラシミュレータ１は、太陽電池モジュール５１の光電変換特性の検査を行う際に、吸着パット２１により太陽電池モジュール５１の裏面の複数箇所を均等な間隔で吸着することにより、太陽電池モジュール５１の受光面の平面度を既定の平面度以上の状態で保持することができる。すなわち、ソーラシミュレータ１は、太陽電池モジュール５１にフレーム７０が取り付けられていない場合でも、太陽電池モジュール５１の撓みを抑制して、太陽電池モジュール５１の受光面における端部側から照射面１５までの距離と、太陽電池モジュール５１の受光面における中央部側から照射面１５までの距離と、の差異を抑制することができる。
【００５２】
これにより、ソーラシミュレータ１は、太陽電池モジュール５１にフレーム７０が取り付けられていない場合でも、太陽電池モジュール５１の撓みに起因した、太陽電池モジュール５１の受光面における疑似太陽光１６の放射照度のむらを抑制して太陽電池モジュール５１を支えることができる。したがって、ソーラシミュレータ１は、太陽電池モジュール５１の撓みに起因した太陽電池モジュール５１の受光面の面内における疑似太陽光１６の放射照度のむらの発生を抑制でき、太陽電池モジュール５１の光電変換特性の検査の精度を向上させることができる。
【００５３】
図１６は、本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータ１からの太陽電池モジュール５１の搬出時の状態を示す上面図であり、搬出コンベア４２の上方に移載機３２が移動した状態を示す上面図である。図１７は、本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータ１からの太陽電池モジュール５１の搬出時の状態を示す断面図であり、搬出コンベア４２の上方に移載機３２が移動した状態を示す断面図である。図１７は、図１６におけるＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ断面図である。図１８は、本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータ１からの太陽電池モジュール５１の搬出時の状態を示す断面図であり、昇降部３１が既定の高さに下降した状態を示す断面図である。図１９は、本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータ１から搬出コンベア４２上に太陽電池モジュール５１が搬出された状態を示す断面図である。図１８および図１９は、図１７に対応した断面図である。
【００５４】
太陽電池モジュール５１の電流電圧測定の実施後、昇降部３１が既定の搬送高さまで上昇する。その後、移載機３２が、搬送ガイド３３上の既定の位置まで移動することにより、図１６および図１７に示すように太陽電池モジュール５１を保持した吸着部３を搬出コンベア４２上の既定の位置まで移動する。
【００５５】
つぎに、図１８に示すように、昇降部３１が既定の高さに下降して、太陽電池モジュール５１を搬出コンベア４２のコンベアローラー４３上に載置する。そして、吸着部３は、吸着パット２１による太陽電池モジュール５１の吸着を解除することにより、太陽電池モジュール５１の保持状態を解除する。その後、図１９に示すように、昇降部３１が上昇することにより、搬出コンベア４２上に太陽電池モジュール５１が搬出される。搬出コンベア４２上に搬出された太陽電池モジュール５１は、次工程に搬送される。
【００５６】
なお、上記においては、吸着部３が、太陽電池モジュール５１の受光面を水平且つ下向きにした状態で太陽電池モジュール５１の裏面を保持し、搬送部４が、太陽電池モジュール５１の受光面を水平且つ下向きにした状態で太陽電池モジュール５１を光源部１２の上方に搬送する場合について説明したが、これに限定されない。太陽電池モジュール５１の受光面が水平から角度を有していてもよい。そして、搬送部４が、太陽電池モジュール５１の受光面が水平から角度を有した状態で太陽電池モジュール５１を光源部１２の上方に搬送してもよい。
【００５７】
図２０は、本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータ１におけるフレーム７０が取り付けられた太陽電池モジュール５１の光電変換特性検査時の状態を示す上面図である。図２１は、本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータ１におけるフレーム７０が取り付けられた太陽電池モジュール５１の光電変換特性検査時の状態を示す断面図であり、図２０におけるＸＸＩ−ＸＸＩ断面における断面図である。図２２は、本発明の実施の形態にかかるソーラシミュレータ１におけるフレーム７０が取り付けられていない太陽電池モジュール５１の光電変換特性検査時の状態を示す断面図である。
【００５８】
上述したソーラシミュレータ１は、図２０および図２１に示すように、太陽電池モジュール５１にフレーム７０の枠組みを行った後でも出力特性を測定することが可能である。この場合、上述した太陽電池モジュール５１の撓みの発生の抑制効果に加えてフレーム７０による太陽電池モジュール５１の撓みの発生の防止効果が得られるため、光電変換特性検査の精度をより向上させることができる。
【００５９】
また、太陽電池モジュールのフレームをコンベア上に乗せて搬送する従来のソーラシミュレータでは、フレームの厚み分だけ、太陽電池モジュールの高さが高くなる。この場合は、疑似太陽光の照射面から太陽電池セルの受光面までの距離がフレームの厚み分だけ遠くなるため、光電変換特性検査における測定誤差の要因となる。また、フレームの寸法制度が、光電変換特性検査における測定誤差の要因となる。
【００６０】
一方、ソーラシミュレータ１は、太陽電池モジュール５１の裏面を吸着パット２１で支えた状態で、昇降部３１で太陽電池モジュール５１の高さを自由に調整することが可能であり、フレーム７０の有無によらず照射面１５から太陽電池セル６１の受光面までの距離を一定にして光電変換特性検査を実施することが可能である。すなわち、ソーラシミュレータ１は、図２１に示すように、太陽電池モジュール５１にフレーム７０が取り付けられている場合と、図２２に示すように太陽電池モジュール５１にフレーム７０が取り付けられていない場合と、の両方の場合において、太陽電池モジュール５１の受光面を既定の高さ位置Ｂとして照射面１５から太陽電池セル６１の受光面までの距離を一定にした状態で光電変換特性検査を実施することが可能である。
【００６１】
上述したように、本実施の形態にかかるソーラシミュレータ１は、太陽電池モジュール５１の光電変換特性の検査時に吸着部３により太陽電池モジュール５１の裏面を吸着して保持する。このため、照射面１５と太陽電池モジュール５１の受光面との間に遮光物となる、太陽電池モジュール５１を支持するための部品が無く、太陽電池モジュール５１の受光面の全面に疑似太陽光１６を照射することができる。また、ソーラシミュレータ１は、太陽電池モジュール５１を搬送するための搬送ガイド３３が太陽電池モジュール５１の幅よりも広い幅で配置され、搬送ガイド３３が疑似太陽光１６を遮光することがない。また、本実施の形態にかかるソーラシミュレータ１は、搬送ガイド３３が照射面１５から見て太陽電池モジュール５１より上部に設けられているので、光電変換特性検査時に搬送ガイド３３が疑似太陽光１６を遮光することがなく、太陽電池モジュール５１の受光面の全面に疑似太陽光１６を照射することができる。
【００６２】
このため、ソーラシミュレータ１は、光電変換特性検査時に太陽電池モジュール５１の受光面に疑似太陽光１６が当たりにくい暗部分を生じさせることなく、太陽電池モジュール５１を支えることができる。したがって、ソーラシミュレータ１では、太陽電池モジュール５１を搬送および保持する設備に起因して太陽電池モジュール５１の受光面の面内における疑似太陽光１６の放射照度のむらが発生することがなく、光電変換特性検査の精度を向上させることができる。
【００６３】
また、本実施の形態にかかるソーラシミュレータ１は、太陽電池モジュール５１を照射面１５の上部まで搬送した後、昇降部３１により、太陽電池モジュール５１の受光面を既定の測定高さまで下降させてから光電変換特性検査を行うので、太陽電池モジュール５１の厚さおよびフレーム７０の有無に依らずに適切な高さで光電変換特性検査を行うことができる。
【００６４】
また、本実施の形態にかかるソーラシミュレータ１は、吸着部３により太陽電池モジュール５１の裏面を吸着するので、太陽電池モジュール５１の撓みを抑制することができる。これにより、ソーラシミュレータ１では、光電変換特性検査時に太陽電池モジュール５１の撓みに起因した、太陽電池モジュール５１の受光面における疑似太陽光１６の放射照度のむらを抑制して太陽電池モジュール５１を保持することができる。そして、ソーラシミュレータ１は、太陽電池モジュール５１の裏面を吸着部３で吸着してむらを抑制した状態で光電変換特性検査を行うので、光電変換特性検査の精度を向上させることができる。したがって、ソーラシミュレータ１は、フレーム７０の枠組み前の太陽電池モジュール５１においても、光電変換特性検査を高い精度で実施することが可能となり、光電変換特性検査後に枠組み形状を決めることが可能となるため、製造段階におけるフレームの機種選択の尤度が広がる。枠組み前の太陽電池モジュールのサイズおよび構造が同じ場合でも、住宅用、業務用、国内用、海外用といった用途によって、太陽電池モジュールに取り付けられるフレームの種類が異なる場合がある。例えば、基本的に設置面積の限られている住宅用の機種の太陽電池モジュールの方が、業務用の機種の太陽電池モジュールよりも高い出力が求められている。光電変換特性検査の実施後、すなわちソーラシミュレータでの電流電圧測定の測定後、出力の高い太陽電池モジュールを住宅用の機種に振り分け、出力の低い太陽電池モジュールを業務用の機種に振り分け、それぞれの機種に対応するフレーム太陽電池モジュールを太陽電池モジュールに取り付ける。これにより、サイズおよび構造が同じであって出力特性が異なる太陽電池モジュールを、出力特性に対応した適切な用途の使用することができる。
【００６５】
また、本実施の形態にかかるソーラシミュレータ１は、吸着部３に複数の吸着パット２１を備え、太陽電池モジュール５１の裏面の複数箇所を均等な間隔で吸着することができる。これにより、ソーラシミュレータ１は、太陽電池モジュール５１の撓みをより確実に抑制することができ、光電変換特性検査の精度をより向上させることができる。
【００６６】
また、本実施の形態にかかるソーラシミュレータ１は、太陽電池モジュール５１の受光面を水平且つ下向きにした状態で搬送する。すなわち、太陽電池モジュール５１は、受光面が照射面１５側を向いた状態で搬送される。このため、ソーラシミュレータ１は、太陽電池モジュール５１のラミネート処理が行われた状態のままで太陽電池モジュール５１を搬送でき、太陽電池モジュール５１の上下方向を入れ替える回転動作が省けるため、タクト面で有利となる。
【００６７】
また、一般的に、ソーラシミュレータから横方向へ、すなわち水平方向へ疑似太陽光を照射して製品の出力特性を測定するタイプのソーラシミュレータは、検査時における光源ランプと太陽電池モジュールとの距離は、太陽電池モジュールの幅よりも長くなる。これに対して、上方照射タイプのソーラシミュレータである本実施の形態にかかるソーラシミュレータ１は、構造上、内側面が光反射性を有する筐体１１で光源部１２を覆っているので、筐体１１の内部における反射により疑似太陽光が拡散する。これにより、ソーラシミュレータ１では、光源ランプ１３から太陽電池モジュール５１までの距離が短くても、大面積となる太陽電池モジュール５１の受光面の全体に対して確実に疑似太陽光の照射エリアを確保することができる。このため、上方照射タイプのソーラシミュレータである本実施の形態にかかるソーラシミュレータ１は、ソーラシミュレータから横方向へ、すなわち水平方向へ疑似太陽光を照射して製品の出力特性を測定する方法と比較して、ソーラシミュレータの設置面積を大幅に削減でき、また製品を立てかける動作が省けるためタクト面でも有利となる。
【００６８】
したがって、本実施の形態にかかるソーラシミュレータ１によれば、太陽電池モジュールの搬送装置および太陽電池モジュールの撓みに起因した太陽電池モジュールの受光面における疑似太陽光の放射照度のむらを抑制して太陽電池モジュールの光電変換特性を検査可能な太陽電池モジュール検査装置が得られる。
【００６９】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１  ソーラシミュレータ、２  シミュレータ本体、３  吸着部、４  搬送部、５  測定部、６  制御部、１１  筐体、１１ａ  底面、１２  光源部、１３  光源ランプ、１４  フィルタ、１５  照射面、１６  疑似太陽光、２１  吸着パット、３１  昇降部、３２  移載機、３３  搬送ガイド、３４  搬送ガイドフレーム、４１  搬入コンベア、４２  搬出コンベア、４３  コンベアローラー、４４  コンベアフレーム、５１  太陽電池モジュール、５２  受光面側保護部、５３  受光面側封止部、５４  太陽電池ストリング、５５  裏面側封止部、５６  裏面側保護部、６１  太陽電池セル、６１ａ  受光面側電極、６１ｂ  裏面側電極、６２  インターコネクタ、６３  接続導線、６４  プラス側出力端子ボックス、６５  マイナス側出力端子ボックス、６６−１，６６−２  出力ケーブル、６７  プラス側出力タブ、６８  マイナス側出力タブ、６９−１，６９−２  出力端子、７０  フレーム、７０ａ  長辺フレーム、７０ｂ  短辺フレーム、８１  昇降用ピニオン、８２  昇降用ラック、８３  搬送用ピニオン、８４  搬送用ラック、Ａ  領域、Ｂ  既定の高さ位置。
【図１】
2018050366.tif 000003
【図２】
2018050366.tif 000004
【図３】
2018050366.tif 000005
【図４】
2018050366.tif 000006
【図５】
2018050366.tif 000007
【図６】
2018050366.tif 000008
【図７】
2018050366.tif 000009
【図８】
2018050366.tif 000010
【図９】
2018050366.tif 000011
【図１０】
2018050366.tif 000012
【図１１】
2018050366.tif 000013
【図１２】
2018050366.tif 000014
【図１３】
2018050366.tif 000015
【図１４】
2018050366.tif 000016
【図１５】
2018050366.tif 000017
【図１６】
2018050366.tif 000018
【図１７】
2018050366.tif 000019
【図１８】
2018050366.tif 000020
【図１９】
2018050366.tif 000021
【図２０】
2018050366.tif 000022
【図２１】
2018050366.tif 000023
【図２２】
2018050366.tif 000024