(57)【要約】  【課題】短絡部へ太陽電池セルの耐電圧以下の所要の電圧を安定して印加させることで短絡部除去効果を安定化させ、また装置コスト及び保守コストの低減を図り得る太陽電池の短絡部除去装置を提供することを目的とする。  【解決手段】本発明は上記目的を達成するために、第１の太陽電池セル１Ｂにおける第１の電極層３ｂの一方の端部付近に接触させる第１の電圧印加部材８ａと、第１の太陽電池セル１Ｂに隣接する第２の太陽電池セル１Ｃにおける第１の電極層３ｃであって第１の太陽電池セル１Ｂにおける第２の電極層５ｂに同電位に接続される当該第２の太陽電池セル１Ｃにおける第１の電極層３ｃの他方の端部付近に接触させる第２の電圧印加部材８ｂと、第１の電圧印加部材８ａと第２の電圧印加部材８ｂとの間に接続され第１の太陽電池セル１Ｂに対し耐電圧以下の逆方向電圧を印加する直流電源９とを有する太陽電池の短絡部除去装置を提供するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の太陽電池セルにおける第１の電極層と第２の電極層との間に前記第１の太陽電池セルの耐電圧以下の逆方向電圧を印加して前記第１の電極層と第２の電極層間に生じる短絡部を除去する太陽電池の短絡部除去装置であって、
前記第１の太陽電池セルにおける第１の電極層の一方の端部付近に接触させる第１の電圧印加部材と、前記第１の太陽電池セルに隣接する第２の太陽電池セルにおける第１の電極層であって前記第１の太陽電池セルにおける第２の電極層に同電位に接続される当該第２の太陽電池セルにおける第１の電極層の他方の端部付近に接触させる第２の電圧印加部材と、前記第１の電圧印加部材と前記第２の電圧印加部材との間に接続され前記第１の太陽電池セルに対し耐電圧以下の逆方向電圧を印加する直流電源とを有することを特徴とする太陽電池の短絡部除去装置。
【請求項２】
第１の太陽電池セルにおける第１の電極層と第２の電極層との間に前記第１の太陽電池セルの耐電圧以下の逆方向電圧を印加して前記第１の電極層と第２の電極層間に生じる短絡部を除去する太陽電池の短絡部除去装置であって、
前記第１の太陽電池セルにおける第１の電極層の一方の端部付近に接触させる第１の電圧印加部材と、前記第１の太陽電池セルに隣接する第２の太陽電池セルにおける第１の電極層であって前記第１の太陽電池セルにおける第２の電極層に同電位に接続される当該第２の太陽電池セルにおける第１の電極層の他方の端部付近に接触させる第２の電圧印加部材と、前記第１の電圧印加部材と前記第２の電圧印加部材との間に接続され前記第１の太陽電池セルに対し逆方向電圧を印加する直流電源と、前記第１の太陽電池セルにおける第１の電極層の他方の端部付近に接触させる第１の電圧測定端子と、前記第２の太陽電池セルにおける第１の電極層の一方の端部付近に接触させる第２の電圧測定端子と、前記第１の電圧測定端子と前記第２の電圧測定端子との間に接続され前記短絡部にかかる電圧を測定する電圧計とを備え、該電圧計で測定された電圧を基に前記短絡部にかかる電圧が前記第１の太陽電池セルの耐電圧の範囲内で所要の印加電圧となるように前記直流電源から前記第１の太陽電池セルに印加する逆方向電圧を制御することを特徴とする太陽電池の短絡部除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池の短絡部除去装置に関するものであり、特に、短絡部へ太陽電池セルの耐電圧以下の所要の電圧を安定して印加させることにより短絡部除去効果を安定化させることが可能な太陽電池の短絡部除去装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、太陽電池の製造工程時に、その正負の電極間に生じる短絡部を除去する技術として、前記正負の電極に対し、太陽電池のｐｉｎ接合を劣化させない程度の逆方向電圧を印加することで短絡部にジュール熱を発生させ該短絡部の金属が酸化して絶縁層となるか、あるいはそのジュール熱で短絡部の金属を飛散させることにより短絡部を消滅させるようにした方法が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
また、他の従来技術として、例えば次のような太陽電池の短絡部除去方法が知られている。この従来技術は、各太陽電池セル毎の電極にそれぞれ複数個のプローブからなる電圧印加部材を接触させることにより、プローブから短絡部までの電圧降下が小さくなるように短絡部の近傍から該短絡部に耐電圧以下の逆方向電圧を印加し、その際に発生するジュール熱で短絡部を除去あるいは酸化して絶縁するようにしている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−０４１０８１号公報
【特許文献２】特開昭６３−０８８８６９号公報
【特許文献３】特開平１０−００４２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、２に記載の従来技術は、コスト的に安価で且つ簡便であるが、電圧印加部から短絡部までの距離が近い場合と遠い場合で、その箇所までの電圧降下が大きく異なり、電圧印加部の設定電圧による短絡部除去効果のばらつきが大きくなる。そして、電圧印加部から短絡部までの距離が遠い場合に効果的な短絡部除去を行うためには、電圧印加部にかける電圧を大きくする必要があるが、太陽電池の破壊防止のために、印加電圧は耐電圧以下という制約があった。
【０００６】
これに対し、特許文献３に記載の従来技術は、上記のような電圧降下の影響を減らす方法として有効であるが、電圧印加部材を多用しているため、装置コスト及び保守コストの増大を招くことになる。
【０００７】
そこで、短絡部へ太陽電池セルの耐電圧以下の所要の電圧を安定して印加させることで短絡部除去効果を安定化させ、また短絡部にかかる電圧を耐電圧以下で高く制御することで短絡部除去効果を向上させ、さらには装置コスト及び保守コストの低減を図るために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、第１の太陽電池セルにおける第１の電極層と第２の電極層との間に前記第１の太陽電池セル
の耐電圧以下の逆方向電圧を印加して前記第１の電極層と第２の電極層間に生じる短絡部を除去する太陽電池の短絡部除去装置であって、前記第１の太陽電池セルにおける第１の電極層の一方の端部付近に接触させる第１の電圧印加部材と、前記第１の太陽電池セルに隣接する第２の太陽電池セルにおける第１の電極層であって前記第１の太陽電池セルにおける第２の電極層に同電位に接続される当該第２の太陽電池セルにおける第１の電極層の他方の端部付近に接触させる第２の電圧印加部材と、前記第１の電圧印加部材と前記第２の電圧印加部材との間に接続され前記第１の太陽電池セルに対し耐電圧以下の逆方向電圧を印加する直流電源とを有する太陽電池の短絡部除去装置を提供する。
【０００９】
この構成によれば、第１、第２の各太陽電池セルにおける第１の電極層を正極、第２の電極層を負極としたとき、第１の太陽電池セルにおける負極である第２の電極層は、隣接する第２の太陽電池セルにおける正極である第１の電極層に同電位で接続され、第１の太陽電池セルと第２の太陽電池セルとは直列接続されている。このため、第２の太陽電池セルにおける第１の電極層の他方の端部付近に接触する第２の電圧印加部材は、第１の太陽電池セルにおける第２の電極層の他方の端部付近に接触しているともみなせる。そしてランダムに存在する短絡部と第１の電圧印加部材間の抵抗は第１の太陽電池セルにおける第１の電極層の膜面抵抗となり、また短絡部と第２の電圧印加部材間の抵抗は第２の太陽電池セルにおける第１の電極層の膜面抵抗となって、短絡部と第１の電圧印加部材間の抵抗及び短絡部と第２の電圧印加部材間の抵抗は安定した値に保持される。このため、短絡部には、第１の電圧印加部材と第２の電圧印加部材間に印加される耐電圧以下の逆方向電圧値に応じた所要の電圧が安定して印加され、短絡部は、この印加電圧で発生するジュール熱により飛散あるいは酸化・絶縁されて消滅する。
【００１０】
請求項２記載の発明は、第１の太陽電池セルにおける第１の電極層と第２の電極層との間に前記第１の太陽電池セルの耐電圧以下の逆方向電圧を印加して前記第１の電極層と第２の電極層間に生じる短絡部を除去する太陽電池の短絡部除去装置であって、前記第１の太陽電池セルにおける第１の電極層の一方の端部付近に接触させる第１の電圧印加部材と、前記第１の太陽電池セルに隣接する第２の太陽電池セルにおける第１の電極層であって前記第１の太陽電池セルにおける第２の電極層に同電位に接続される当該第２の太陽電池セルにおける第１の電極層の他方の端部付近に接触させる第２の電圧印加部材と、前記第１の電圧印加部材と前記第２の電圧印加部材との間に接続され前記第１の太陽電池セルに対し逆方向電圧を印加する直流電源と、前記第１の太陽電池セルにおける第１の電極層の他方の端部付近に接触させる第１の電圧測定端子と、前記第２の太陽電池セルにおける第１の電極層の一方の端部付近に接触させる第２の電圧測定端子と、前記第１の電圧測定端子と前記第２の電圧測定端子との間に接続され前記短絡部にかかる電圧を測定する電圧計とを備え、該電圧計で測定された電圧を基に前記短絡部にかかる電圧が前記第１の太陽電池セルの耐電圧の範囲内で所要の印加電圧となるように前記直流電源から前記第１の太陽電池セルに印加する逆方向電圧を制御する太陽電池の短絡部除去装置を提供する。
【００１１】
この構成によれば、第１の電圧測定端子は第１の太陽電池セルにおける第１の電極層の第１の電圧印加部材とは逆側の他方の端部付近に接触させ、第２の電圧測定端子は第２の太陽電池セルにおける第１の電極層の第２の電圧印加部材とは逆側の一方の端部付近に接触させたことで、ランダムに存在する短絡部と第１の電圧測定端子間の第１の太陽電池セルにおける第１の電極層の膜面抵抗及び短絡部と第２の電圧測定端子間の第２の太陽電池セルにおける第１の電極層の膜面抵抗は、電圧計の内部抵抗の一部とみなされる。このため、短絡部にかかる電圧が電圧計により正確に測定される。この短絡部にかかる電圧が第１の太陽電池セルに対しそのまま逆方向電圧として加わる。したがって、直流電源から第１の太陽電池セルに印加する逆方向電圧を制御し、短絡部にかかる電圧を第１の太陽電池セルの耐電圧の範囲内で高くすることで短絡部が一層効果的に消滅する。このとき、第１の電圧印加部材と第２の電圧印加部材間から第１の太陽電池セルの耐電圧を超えた逆方向
電圧が出力されることになっても、上記のように、実際に第１の太陽電池セルに加わる逆方向電圧は、短絡部にかかる電圧により耐電圧以下に規制される。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明は、短絡部に第１の太陽電池セルの耐電圧以下の所要の電圧が安定して印加され、短絡部はこの印加電圧で発生するジュール熱により消滅することから、短絡部除去効果を安定化させることができる。また、電圧印加部材は広範囲に広げる必要がないことから装置コスト及び保守コストの低減を図ることができるという利点がある。
【００１３】
請求項２記載の発明は、短絡部にかかる電圧を第１の太陽電池セルの耐電圧の範囲内で高く制御することができて、短絡部除去効果を向上させることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
図は本発明の実施例に係る太陽電池の短絡部除去装置を示すものである。
【図１】第１、第２の電圧印加部材及び第１、第２の電圧測定端子の接触位置を示す要部拡大斜視図。
【図２】作用を説明するための等価回路の理論回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、短絡部へ太陽電池セルの耐電圧以下の所要の電圧を安定して印加させることで短絡部除去効果を安定化させ、また装置コスト及び保守コストの低減を図るという目的を達成するために、第１の太陽電池セルにおける第１の電極層と第２の電極層との間に前記第１の太陽電池セルの耐電圧以下の逆方向電圧を印加して前記第１の電極層と第２の電極層間に生じる短絡部を除去する太陽電池の短絡部除去装置であって、前記第１の太陽電池セルにおける第１の電極層の一方の端部付近に接触させる第１の電圧印加部材と、前記第１の太陽電池セルに隣接する第２の太陽電池セルにおける第１の電極層であって前記第１の太陽電池セルにおける第２の電極層に同電位に接続される当該第２の太陽電池セルにおける第１の電極層の他方の端部付近に接触させる第２の電圧印加部材と、前記第１の電圧印加部材と前記第２の電圧印加部材との間に接続され前記第１の太陽電池セルに対し耐電圧以下の逆方向電圧を印加する直流電源とを具備させることにより実現した。
【実施例１】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施例１を図１及び図２を参照して説明する。本実施例に係る太陽電池の短絡部除去装置の構成を、まず、本実施例に適用される太陽電池の構成から説明する。図１に示すように、太陽電池１は、絶縁基板２上に複数の太陽電池セル１Ａ，１Ｂ，…がアレイ状に集積されて構成されている。各太陽電池セル１Ａ，１Ｂ，…は、図１の上側から、所定の細長い方形状のパターンで第１の電極層３ａ，３ｂ，…、アモルファスＳｉ等の半導体層４ａ，４ｂ，…及び第２の電極層５ａ，５ｂ，…が積層されている。絶縁基板２としてガラス基板等の透光性の基板が用いられている場合、第２の電極層５ａ，５ｂ，…は酸化すず等の透明電極、第１の電極層３ａ，３ｂ，…は金属電極が用いられている。
【００１７】
また、半導体層４ａ，４ｂ，…が、第１の電極層３ａ，３ｂ，…側からｐｉｎ構造となっている場合、第１の電極層３ａ，３ｂ，…は正極、第２の電極層５ａ，５ｂ，…は負極となる。そして、隣接する太陽電池セル同士、例えば１Ｂと１Ｃは、太陽電池セル１Ｂにおける負極である第２の電極層５ｂが隣接する太陽電池セル１Ｃにおける正極である第１の電極層３ｃに半導体層４ａ，４ｂ，…のスクライブ線６の部分で電気的に同電位で接続されている。他の隣接する太陽電池セル同士１Ａと１Ｂ，１Ｃと１Ｄ，…も、これと同様の形態で接続され、複数の太陽電池セル１Ａ，１Ｂ，…は直列接続されて、太陽電池１からは直列接続数分だけの高電圧出力が得られるようになっている。
【００１８】
このような構成の太陽電池１において、その製造工程時に、いま例えば、太陽電池セル１Ｂにおける第１の電極層３ｂと第２の電極層５ｂとの間に短絡部７が生じているとした場合の短絡部除去装置の構成を説明する。図２において、短絡部７は、太陽電池セル１Ｂにおける第１の電極層３ｂと、隣接する太陽電池セル１Ｃにおける第１の電極層３ｃとの間に生じているように示されているが、前記したように、太陽電池セル１Ｂにおける第２の電極層５ｂと太陽電池セル１Ｃにおける第１の電極層３ｃとは、同電位で接続されている。このため、太陽電池セル１Ｂにおける第１の電極層３ｂと第２の電極層５ｂとの間に生じている短絡部７は、太陽電池セル１Ｂにおける第１の電極層３ｂと、太陽電池セル１Ｃにおける第１の電極層３ｃとの間に生じているともみなせるので、便宜上、短絡部７の生じている位置を図２のように示したものである。
【００１９】
そして、短絡部除去装置は、太陽電池セル１Ｂにおける第１の電極層３ｂの一方の端部（図１の手前側で図２の右側）付近に接触させる第１の電圧印加部材８ａと、太陽電池セル１Ｃにおける第１の電極層３ｃの他方の端部（図１の奥側で図２の左側）付近に接触させる第２の電圧印加部材８ｂと、前記第１の電圧印加部材８ａと第２の電圧印加部材８ｂとの間に接続され太陽電池セル１Ｂに対し耐電圧以下の逆方向電圧を印加する直流電源９とで構成されている。直流電源９は、太陽電池セル１Ｂに対し逆方向電圧を印加するため、該直流電源９における正電極が第２の電圧印加部材８ｂに接続され、負電極が第１の電圧印加部材８ａに接続されている。第２の電圧印加部材８ｂから太陽電池セル１Ｃにおける第１の電極層３ｃに印加された正電圧は、スクライブ線６を介して太陽電池セル１Ｂにおける第２の電極層５ｂに印加され、太陽電池セル１Ｂに対し逆方向電圧が印加される。
【００２０】
次に、上述のように構成された太陽電池の短絡部除去装置の作用を説明する。第１の電圧印加部材８ａは、太陽電池セル１Ｂにおける細長い方形状のパターンからなる第１の電極層３ｂの一方の端部付近に接触され、第２の電圧印加部材８ｂは、太陽電池セル１Ｃにおける前記と同様の細長い方形状のパターンからなる第１の電極層３ｃの他方の端部付近に接触されて、第１の電圧印加部材８ａと第２の電圧印加部材８ｂはお互いに距離が遠くなる位置に接触されている。
【００２１】
これにより、第１の電圧印加部材８ａとランダムに存在する短絡部７間の抵抗は、太陽電池セル１Ｂにおける細長い方形状のパターンからなる第１の電極層３ｂの膜面抵抗となり、また、第２の電圧印加部材８ｂと短絡部７間の抵抗は、太陽電池セル１Ｃにおける前記と同様の細長い方形状のパターンからなる第１の電極層３ｃの膜面抵抗となって、短絡部７と第１の電圧印加部材８ａ間の抵抗及び短絡部７と第２の電圧印加部材８ｂ間の抵抗は安定した値に保持される。
【００２２】
このため、短絡部７と第１の電圧印加部材８ａ間及び短絡部７と第２の電圧印加部材８ｂ間の電圧降下が安定化し、短絡部７には、第１の電圧印加部材８ａと第２の電圧印加部材８ｂ間に印加される耐電圧以下の逆方向電圧値に応じた所定の電圧が安定して印加され、短絡部７は、この印加電圧で次式のように発生するジュール熱により飛散あるいは酸化・絶縁されて消滅する。即ち、印加電圧をＥ（Ｖ）、短絡部７の抵抗値をｒ（Ω）、この短絡部７に印加電圧Ｅ（Ｖ）でｉ（Ａ）の電流がｔ（ｓｅｃ）間流れたとすると、短絡部７に発生するジュール熱Ｑは、次式のようになる。
【００２３】
【数１】
2011082356.tif 000003
上述したように、本実施例１に係る太陽電池の短絡部除去装置においては、短絡部７に
太陽電池セル１Ｂの耐電圧以下の所要の電圧が安定して印加され、短絡部７はこの印加電圧で発生するジュール熱により消滅することから、短絡部除去効果を安定化させることができる。
【００２４】
ランダムに存在する短絡部の場所に限らず安定した短絡部除去がができる。
【００２５】
電圧印加部材は広範囲に広げる必要がないことから装置コスト及び保守コストの低減を図ることができる。
【実施例２】
【００２６】
本発明の実施例２に係る太陽電池の短絡部除去装置を前記図１、図２を参照して説明する。まず、構成を説明すると、本実施例に係る短絡部除去装置は、前記実施例１の構成に加えてさらに、太陽電池セル１Ｂにおける第１の電極層３ｂの他方の端部（図１の奥側で図２の左側）付近に接触させる第１の電圧測定端子１０ａと、太陽電池セル１Ｃにおける第１の電極層３ｃの一方の端部（図１の手前側で図２の右側）付近に接触させる第２の電圧測定端子１０ｂと、第１の電圧測定端子１０ａと第２の電圧測定端子１０ｂとの間に接続され短絡部７にかかる電圧を測定する電圧計１１とが備えられている。
【００２７】
そして、電圧計１１で測定された電圧を基に短絡部７にかかる電圧が太陽電池セル１Ｂの耐電圧の範囲内で所要の印加電圧となるように前記直流電源９から太陽電池セル１Ｂに印加する逆方向電圧を制御するように構成されている。
【００２８】
次に、上述のように構成された本実施例に係る太陽電池の短絡部除去装置の作用を説明する。第１の電圧測定端子１０ａは太陽電池セル１Ｂにおける第１の電極層３ｂの第１の電圧印加部材８ａとは逆側の他方の端部付近に接触し、第２の電圧測定端子１０ｂは太陽電池セル１Ｃにおける第１の電極層３ｃの第２の電圧印加部材８ｂとは逆側の一方の端部付近に接触している。
【００２９】
このため、ランダムに存在する短絡部７と第１の電圧測定端子１０ａ間の太陽電池セル１Ｂにおける第１の電極層３ｂの膜面抵抗及び短絡部７と第２の電圧測定端子１０ｂ間の太陽電池セル１Ｃにおける第１の電極層３ｃの膜面抵抗は、電圧計１１の内部抵抗の一部とみなされる。このため、短絡部７にかかる電圧が電圧計１１により正確に測定される。
【００３０】
そして、この短絡部７にかかる電圧が太陽電池セル１Ｂに対しそのまま逆方向電圧として加わる。したがって、直流電源９から太陽電池セル１Ｂに印加する逆方向電圧を制御し、短絡部７にかかる電圧を太陽電池セル１Ｂの耐電圧の範囲内で高くすることで発生するジュール熱が増大し、短絡部７が一層効果的に消滅する。このとき、第１の電圧印加部材８ａと第２の電圧印加部材８ｂ間から太陽電池セル１Ｂの耐電圧を超えた逆方向電圧が出力されることになっても、上記のように、実際に太陽電池セル１Ｂに加わる逆方向電圧は、短絡部７にかかる電圧により耐電圧以下に規制される。
【００３１】
上述したように、本実施例２に係る太陽電池の短絡部除去装置においては、短絡部７にかかる電圧を太陽電池セル１Ｂの耐電圧の範囲内で高く制御することができて、短絡部７を効果的に消滅させることができる。
【００３２】
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
短絡部へ太陽電池セルの耐電圧以下の所要の電圧を安定して印加させることで短絡部除
去効果を安定化させ、また装置コスト及び保守コストの低減を図ることが不可欠な薄膜シリコン太陽電池、ＣｄＴｅ太陽電池など種々の構造の太陽電池に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１            太陽電池
１Ａ〜１Ｆ    太陽電池セル
２            絶縁基板
３ａ〜３ｆ    第１の電極層
４ａ〜４ｆ    半導体層
５ａ〜５ｆ    第２の電極層
６            スクライブ線
７            短絡部
８ａ，８ｂ    第１、第２の電圧印加部材
９            直流電源
１０ａ，１０ｂ  第１、第２の電圧測定端子
１１            電圧計
【図１】
2011082356.tif 000004
【図２】
2011082356.tif 000005