(57)【要約】【課題】太陽電池セルに生じた欠陥を、太陽電池セルの構成に制約されることなく簡易な装置により検出する。【解決手段】太陽電池セル１のフィンガー電極１Ａに電波を放射し又はフィンガー電極により再放射された電波を受信する第１のアンテナが複数配置された第１のアンテナ群２Ａ、第１のアンテナから放射された電波がフィンガー電極により再放射された電波を受信し又はフィンガー電極に電波を放射する第２のアンテナが複数配置された第２のアンテナ群２Ｂ、第１、第２のアンテナを選択するセレクタ３、第１又は第２のアンテナにより受信された電波の電力を検出する検出部５、検出部により検出された受信電波の電力に基づいて太陽電池セルの欠陥の有無を判定する処理部６を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池セルのフィンガー電極に電波を放射し、又は前記フィンガー電極により再放射された電波を受信する第１のアンテナが複数配置された第１のアンテナ群と、
前記第１のアンテナから放射された電波が前記フィンガー電極により再放射された電波を受信し、又は前記フィンガー電極に電波を放射する第２のアンテナが複数配置された第２のアンテナ群と、
前記第１のアンテナ群における前記第１のアンテナを送信側又は受信側として順次選択し、前記第２のアンテナ群における前記第２のアンテナを受信側又は送信側として順次選択するセレクタと、
前記セレクタにより送信側として順次選択された前記第１のアンテナ又は前記第２のアンテナから放射され、前記フィンガー電極により再放射され、前記セレクタにより受信側として順次選択された前記第２のアンテナ又は前記第１のアンテナにより受信された電波の電力を検出する検出部と、
前記検出部により検出された前記受信電波の電力に基づいて、前記太陽電池セルの欠陥の有無を判定する処理部と、
を備えることを特徴とする太陽電池セルの欠陥検出装置。
【請求項２】
前記第１のアンテナ群及び前記第２のアンテナ群は、アンテナ基板上に前記フィンガー電極の長手方向と平行にそれぞれ形成され、第１のアンテナ及び第２のアンテナは、前記フィンガー電極と同一ピッチ、あるいは前記フィンガー電極のピッチのｍ（ｍは２以上の整数）倍又は１／ｍ倍のピッチでそれぞれ配置され、前記フィンガー電極により再放射された電波に同調する長さをそれぞれ有することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池セルの欠陥検出装置。
【請求項３】
前記セレクタにより前記第１のアンテナ群における前記第１のアンテナを送信側として順次選択して前記フィンガー電極へ向けて電波を放射し、前記第２のアンテナ群における前記第２のアンテナを受信側として順次選択して前記フィンガー電極により再放射された電波を受信し、前記検出部によりそれぞれの受信電波の電力を検出し、前記処理部により欠陥の有無を判定する処理を行い、
前記セレクタにより前記第２のアンテナ群における前記第２のアンテナを送信側として順次選択して前記フィンガー電極へ向けて電波を放射し、前記第１のアンテナ群における前記第１のアンテナを受信側として順次選択して前記フィンガー電極により再放射された電波を受信し、前記検出部によりそれぞれの受信電波の電力を検出し、前記処理部により欠陥の有無を判定する処理を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池セルの欠陥検出装置。
【請求項４】
欠陥の無い太陽電池セルを検査したときに得られる受信電波の電力を基準受信電波電力として記憶する記憶部をさらに備え、
前記処理部において、前記記憶部に記憶された前記基準受信電波電力と、検査により得られた前記受信電波の電力とを比較することで、欠陥の有無を判定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セルの欠陥検出装置。
【請求項５】
前記処理部は、前記検出部により検出された前記受信電波の電力に対し、２乗積分法を用いて得られた値を用いることにより、前記太陽電池セルの欠陥の有無を判定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の太陽電池セルの欠陥検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池セルの欠陥を検出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池セルに生じたクラックや破損等の欠陥を非接触で、通電、加熱、あるいは応力等の負荷を加えること無く検出する装置として、下記の特許文献１、２にそれぞれ開示されたものがある。
【０００３】
１件目として、太陽電池セルに交流磁界を作用させて、誘起された渦電流を検出し、得られた渦電流信号におけるクラックが存在しない部位と振幅や位相が異なる部位を検出することで、クラックが存在する部位を検出する装置が特許文献１に記載されている。
【０００４】
２件目として、太陽電池セルの一方の面に放射された電波が、セルを漏れ出して他方の面で検出されるか否かによりクラックの有無を検査する装置が特許文献２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３１９３０３号公報
【特許文献２】特開２０１１−０５４７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載された装置は、極めて微弱な渦電流しか発生しないため、導電体層が積層された太陽電池セルへの適用に限定される。また、特許文献２に記載された装置では、アンテナがセルの両面に配置された構成を有する太陽電池セルに適用が限られるため、適用範囲に制約があり簡便さに欠けていた。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑み、太陽電池セルの構成に制約されることなく、太陽電池セルに生じた欠陥を簡易な構成の装置により非接触で負荷を加えることなく検出することが可能な太陽電池セルの欠陥検出装置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】
【０００８】
本発明の太陽電池セルの欠陥検出装置は、
太陽電池セルのフィンガー電極に電波を放射し、又は前記フィンガー電極により再放射された電波を受信する第１のアンテナが複数配置された第１のアンテナ群と、
前記第１のアンテナから放射された電波が前記フィンガー電極により再放射された電波を受信し、又は前記フィンガー電極に電波を放射する第２のアンテナが複数配置された第２のアンテナ群と、
前記第１のアンテナ群における前記第１のアンテナを送信側又は受信側として順次選択し、前記第２のアンテナ群における前記第２のアンテナを受信側又は送信側として順次選択するセレクタと、
前記セレクタにより送信側として順次選択された前記第１のアンテナ又は前記第２のアンテナから放射され、前記フィンガー電極により再放射され、前記セレクタにより受信側として順次選択された前記第２のアンテナ又は前記第１のアンテナにより受信された電波の電力を検出する検出部と、
前記検出部により検出された前記受信電波の電力に基づいて、前記太陽電池セルの欠陥の有無を判定する処理部と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の太陽電池セルの欠陥検出装置によれば、太陽電池セルの構成に制約されることなく、太陽電池セルの欠陥を簡易な構成の装置により非接触で負荷を加えることなく検出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態による太陽電池セルの欠陥検出装置の構成を示す回路ブロック図及びアンテナの外観を示す斜視図である。
【図２】同太陽電池セルの欠陥検出装置の回路構成を示すブロック図である。
【図３】太陽電池セルに生じた微小クラックの一例を示す斜視図である。
【図４】太陽電池セルに生じた破損の一例を示す斜視図である。
【図５】同太陽電池セルの欠陥検出装置における受信電波電力の波形の一例を示すグラフである。
【図６】図５の同受信電波電力の各波形を2乗積分して得られた結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態による太陽電池セルの欠陥検出装置について、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１に、本実施の形態による太陽電池セルの欠陥検出装置の構成を示す。この装置は、太陽電池セル１の欠陥を、その欠陥に伴うフィンガー電極１Ａの断線や破損に基づいて検出するものであり、アンテナ基板２、このアンテナ基板２上に形成された第１のアンテナ群２Ａ及び第２のアンテナ群２Ｂ、セレクタ３、送信部４、検出部５、処理部６、記憶部７及び出力部８を備える。
【００１３】
アンテナ基板２上に形成された第１のアンテナ群２Ａ及び第２のアンテナ群２Ｂは、フィンガー電極１Ａの長手方向と平行にそれぞれ配列されている。
【００１４】
セレクタ３は、第１のアンテナ、第２のアンテナのいずれか一方を送信側に、他方を受信側に切り替えて選択する。
【００１５】
図２に、本実施の形態による太陽電池セルの欠陥検出装置におけるセレクタ３と第１のアンテナ群２Ａ及び第２のアンテナ群２Ｂ、並びに送信部４、検出部５、処理部６、記憶部７、出力部８の回路構成を示す。セレクタ３は、第１のアンテナ群２Ａに対応して設けられた第１のセレクタ３Ａと、第２のアンテナ群２Ｂに対応して設けられた第２のセレクタ３Ｂとを有する。
【００１６】
第１のアンテナ群２Ａは、アンテナ基板２の一方の表面上、あるいは両面上にループアンテナとして形成されたｎ（ｎは２以上の整数）本のアンテナ２ａ１、２ａ２、２ａ３、…、２ａｎを有する。
【００１７】
同様に、第２のアンテナ群２Ｂは、アンテナ基板２の一方の表面上、あるいは両面上にループアンテナとして形成されたｎ本のアンテナ２ｂ１、２ｂ２、２ｂ３、…、２ｂｎを有する。
【００１８】
ここで、アンテナ２ａ１、２ａ２、２ａ３、…、２ａｎ間のピッチ、及びアンテナ２ｂ１、２ｂ２、２ｂ３、…、２ｂｎ間のピッチは、太陽電池セル１のフィンガー電極１Ａの電極間のピッチと同一、あるいは電極間のピッチのｍ（ｍは２以上の整数）倍又は電極間のピッチの１／ｍ倍である。
【００１９】
第１のセレクタ３Ａは、後述するように処理部６からの選択信号１１に基づいて、アンテナ２ａ１、２ａ２、２ａ３、…、２ａｎのうちいずれか１本を選択して接続する。同様に、第２のセレクタ３Ｂは、処理部６からの選択信号１１に基づき、アンテナ２ｂ１、２ｂ２、２ｂ３、…、２ｂｎのうちいずれか１本を選択して接続する。
【００２０】
このような構成を備えた本実施の形態による欠陥検出装置により、太陽電池セルの欠陥を検出する動作について、図１、図２を参照して説明する。
【００２１】
処理部６から選択信号１１が出力されて、第１のセレクタ３Ａ、第２のセレクタ３Ｂに与えられる。第１のセレクタ３Ａ、第２のセレクタ３Ｂは、選択信号１１に基づいてそれぞれ１番目のアンテナ２ａ１、２ｂ１を選択して電気的に接続する。また、この選択信号１１により、第１のセレクタ３Ａに接続されたアンテナ２ａ１、２ａ２、２ａ３、…、２ａｎは送信側、第２のセレクタ３Ｂに接続されたアンテナ２ｂ１、２ｂ２、２ｂ３、…、２ｂｎは受信側となる。
【００２２】
処理部６から送信部４に送信指令信号１４が出力され、この指令に基づき送信部４から第１のセレクタ３Ａ、第２のセレクタ３Ｂへ電波信号１２が出力される。第１のセレクタ３Ａから、送信側のアンテナ２ａ１に電波信号が出力され、アンテナ２ａ１から、太陽電池セル１のフィンガー電極１Ａに向けて電波が放射される。ここで、電波はフィンガー電極１Ａのうち最もアンテナ２ａ１、２ｂ１に近接した電極に向けて放射される。尚、第２のセレクタ３Ｂは、受信側のアンテナ２ｂ１には電波信号を与えない。
【００２３】
電波が放射されると、フィンガー電極１Ａは第２のアンテナとしての作用を生じて電波を受信する。フィンガー電極１Ａが電波を受信すると、この受信電波による電磁誘導のエネルギがフィンガー電極１Ａを逆に第１のアンテナとして作用させて、受信電波を再放射させる。尚、アンテナ２ｂ１〜２ｂｎ及びアンテナ２ａ１〜２ａｎはそれぞれ、この再放射された電波に同調する長さを有する。
【００２４】
このとき、フィンガー電極１Ａに、欠陥に伴った断線や破損等が存在する場合には、再放射される電波の電力（利得）が小さくなる。
【００２５】
第２のセレクタ３Ｂに接続された受信側のアンテナ２ｂ１が再放射された電波を受信すると、第２のセレクタ３Ｂから受信信号１３が検出部５に出力される。処理部６からの選択信号１１に同期して、検出部５において、受信信号１３が示す受信電波の電力が検出されると共に、検出された電力データ１５が処理部６に出力される。
【００２６】
処理部６は、記憶部７に予め記憶されている基準データ、例えば欠陥の無い標準的な太陽電池セルにおけるフィンガー電極１Ａが電波を受信したときの受信電波の電力に対応する基準データと、電力データ１５とを比較して欠陥の有無を判定する。得られた判定結果が処理部６から記憶部７に与えられて記憶されると共に、出力部８から出力される。
【００２７】
以上の処理を、次に２番目のアンテナ２ａ２を送信用に、アンテナ２ｂ２を受信用にそれぞれ用いて同様に行う。即ち、処理部６から選択信号１１が第１のセレクタ３Ａ、第２のセレクタ３Ｂに与えられ、第１のセレクタ３Ａ、第２のセレクタ３Ｂはそれぞれアンテナ２ａ２、２ｂ２を選択して電気的に接続する。アンテナ２ａ２から、太陽電池セル１のフィンガー電極１Ａのうちアンテナ２ａ２、２ｂ２に最も近接した電極に向けて電波が放射され、フィンガー電極１Ａは電波を受信すると、電磁誘導のエネルギにより受信電波を再放射する。第２のセレクタ３Ｂに接続されたアンテナ２ｂ２が再放射された電波を受信し、検出部５において、受信信号１３が示す受信電波の電力が検出されると共に、検出された電力データ１５が処理部６に出力される。処理部６において得られた判定結果が処理部６から記憶部７に与えられて記憶されると共に、出力部８から出力される。
【００２８】
以下同様に、３番目のアンテナ２ａ３を送信用、アンテナ２ｂ３を受信用にそれぞれ使用し、フィンガー電極１Ａのうちアンテナ２ａ３、２ｂ３に最も近接した電極を検査対象として処理を行い、さらに４番目のアンテナ２ａ４を送信用、アンテナ２ｂ４を受信用にそれぞれ使用して、フィンガー電極１Ａのうちアンテナ２ａ４、２ｂ４に最も近接した電極を検査対象として処理を行う。このように、フィンガー電極１Ａにおいて、１番目のアンテナ２ａ１、２ｂ１に最も近接した電極から最終のｎ番目のアンテナ２ａｎ、２ｂｎに最も近接した電極までを、順に検査対象として処理を行っていく。
【００２９】
次に、第１のアンテナ、第２のアンテナの間で送信側と受信側を入れ替えて同様の処理を行っていく。先ず、１番目のアンテナ２ｂ１を送信用に、アンテナ２ａ１を受信用にそれぞれ用いて上述した処理を行う。即ち、処理部６から選択信号１１が第２のセレクタ３Ｂ、第１のセレクタ３Ａに与えられ、第２のセレクタ３Ｂ、第１のセレクタ３Ａはそれぞれアンテナ２ｂ１、２ａ１を選択して電気的に接続する。また、この選択信号１１により、第１のセレクタ３Ａに接続されたアンテナ２ａ１、２ａ２、２ａ３、…、２ａｎは受信側、第２のセレクタ３Ｂに接続されたアンテナ２ｂ１、２ｂ２、２ｂ３、…、２ｂｎは送信側となる。
【００３０】
第２のセレクタ３Ｂに接続されたアンテナ２ｂ１から、フィンガー電極１Ａのうちアンテナ２ｂ１、２ａ１に最も近接した電極に向けて電波が放射され、フィンガー電極１Ａは電波を受信すると、電磁誘導のエネルギにより受信電波を再放射する。第１のセレクタ３Ａに接続されたアンテナ２ａ１が再放射された電波を受信し、検出部５において、受信信号１３が示す受信電波の電力が検出されると共に、検出された電力データ１５が処理部６に出力される。処理部６において得られた判定結果が処理部６から記憶部７に与えられて記憶されると共に、出力部８から出力される。
【００３１】
以下同様に、２番目のアンテナ２ｂ２を送信用、アンテナ２ａ２を受信用にそれぞれ使用して処理を行い、３番目のアンテナ２ｂ３を送信用、アンテナ２ａ３を受信用にそれぞれ使用して処理を行っていく。このように、フィンガー電極１Ａにおいて、１番目のアンテナ２ｂ１、２ａ１に最も近接した電極から最終のｎ番目のアンテナ２ｂｎ、２ａｎに最も近接した電極までを、順に検査対象として処理を行っていく。
【００３２】
尚、以上のように第１のアンテナ、第２のアンテナの送信側と受信側を入れ替えて同様の処理を行うのは、太陽電池セル１に存在する欠陥の位置によっては、フィンガー電極１Ａに近接配置された第１のアンテナ、第２のアンテナのいずれを送信側、受信側に用いるかにより、検出される受信電波の電力に相違が生じる可能性があるためである。
【００３３】
次に、本実施の形態による欠陥検出装置により検出される欠陥並びに取得される受信電波の電力波形の一例について説明する。図３は、大きさ１２５ｍｍ×１２５ｍｍの太陽電池セル１の一点鎖線で囲まれた部位２１において、微小クラックによりフィンガー電極１Ａが一本断線している様子である。また、図４は、一点鎖線で囲まれた部位２２において、フィンガー電極１Ａの端辺が破損して欠けている様子である。
【００３４】
図５に、第１のアンテナ又は第２のアンテナが受信し検出部５が検出した受信電波電力の波形を示す。このグラフで、縦軸が受信電波の強度（電力）、横軸が時間を示すものとする。
【００３５】
Ａは、図３に示されたフィンガー電極１Ａが１本断線している場合に得られる波形、Ｂは、図４に示されたフィンガー電極１Ａの端辺が破損して欠けている場合に得られる波形を示す。さらに比較のため、Ｃは、クラック等の欠陥が生じていない正常なフィンガー電極１Ａにおいて得られる波形、Ｄは、太陽電池セルが存在しない場合の波形を示す。
【００３６】
図５のグラフにおいて、それぞれの波形Ａ〜Ｄに相違は見られるものの、いずれの場合であるかを区別することは容易でない。
【００３７】
そこで、処理部６においてそれぞれの波形を２乗積分して図６に示すグラフを取得することにより、それぞれの場合Ａ〜Ｄを明確に区別して欠陥の有無並びに欠陥の種類を判定する。尚、図６において、曲線Ａはフィンガー電極１Ａが１本断線している場合、曲線Ｂはフィンガー電極１Ａの端辺が破損して欠けている場合、曲線Ｃはフィンガー電極１Ａが正常な場合、曲線Ｄは太陽電池セルが存在しない場合を示す。図６に示すように、入力をａ（ｔ）、出力をｙ、サンプリング時間をｔとした場合、
【数１】
2013055128.tif 000003
ａ２（ｔ）ｄｔにより得られるｙの値は、時間の経過とともに比例的に大きくなり、小さな差異でも大きな広がりとして表れる。
【００３８】
以上説明したように、本実施の形態の太陽電池セルの欠陥検出装置によれば、積層構造や電極の配置等、太陽電池セルの構成に制約されることなく、太陽電池セルの欠陥を簡便な構成の装置により非接触で負荷を加えることなく検出することが可能である。
【００３９】
上記実施の形態はいずれも一例であって、本発明の技術的範囲内において様々に変形することが可能である。例えば、セレクタ３により第１のアンテナと第２のアンテナの間で送信側と受信側を切り替える構成を必ずしも備えなくともよい。また、アンテナ２ａ１〜２ａｎ、２ｂ１〜２ｂｎ並びにアンテナ基板２の形成に用いられる材料は限定されず任意のものを用いることができる。また処理部６は、必ずしも太陽電池セルの欠陥の有無及び欠陥の種類を判定することに限定されず、少なくとも太陽電池セルの欠陥の有無を判定するものであればよい。
【符号の説明】
【００４０】
１  太陽電池セル
１Ａ  フィンガー電極
２  アンテナ基板
２Ａ  第１のアンテナ群
２Ｂ  第２のアンテナ群
２ａ１、２ａ２、２ａ３、…、２ａｎ、２ｂ１、２ｂ２、２ｂ３、…、２ｂｎ  アンテナ
３  セレクタ
３Ａ  第１のセレクタ
３Ｂ  第２のセレクタ
４  送信部
５  検出部
６  処理部
７  記憶部
８  出力部
【図１】
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【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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