(57)【要約】      （修正有）【課題】太陽電池モジュールの変形による太陽電池素子の割れを正確に判別できる検査方法を提供する。【解決手段】太陽電池モジュールに含まれる太陽電池素子の割れた箇所を特定する検査方法であって、前記太陽電池モジュールに荷重を印加する荷重印加ステップと、荷重を印加した状態で該太陽電池モジュールの太陽電池素子の割れた箇所を検査する検査ステップと、を有する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池モジュールに含まれる太陽電池素子の割れた箇所を特定する検査方法であって、前記太陽電池モジュールに荷重を印加する荷重印加ステップと、荷重を印加した状態で該太陽電池モジュールの太陽電池素子の割れた箇所を検査する検査ステップと、を有する太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項２】
前記荷重印加ステップにおいて、荷重を太陽電池モジュールの受光面側から、または、非受光面側から印加する、請求項１に記載の太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項３】
前記荷重を、一定圧力で印加する請求項１または２に記載の太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項４】
前記荷重を、前記太陽電池モジュールの受光面側と非受光面側の気圧差を利用して印加する請求項１から３のいずれかに記載の太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項５】
前記荷重印加ステップにおいて、前記太陽電池モジュールを用いて、密閉することができる壁面と底面を有する荷重印加装置を使用することを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項６】
前記荷重印加装置が、前記太陽電池モジュールの接続電線を前記荷重印加装置の外側に取り出すことができる構造を有する荷重印加装置を使用することを特徴とする、請求項５項に記載の太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項７】
前記荷重印加装置が、前記気圧を制御するための圧力調整装置を有する荷重印加装置を使用することを特徴とする、請求項４から６のいずれかに記載の太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項８】
前記荷重印加装置の壁面が、前記太陽電池モジュールの大きさに合わせて、可動することができる構造を有する荷重印加装置を使用することを特徴とする、請求項５乃至７のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項９】
前記荷重印加装置の底面が、前記太陽電池モジュールを固定するための構造を有する荷重印加装置を使用することを特徴とする、請求項５から８のいずれかに記載の太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項１０】
前記太陽電池素子の割れた箇所の確認方法が、前記太陽電池モジュールの順方向に直流電流を通電することで前記太陽電池素子から発生する光を検出し、カメラによる画像化により確認することを特徴とする、請求項１から９のいずれかに記載の太陽電池モジュールの検査方法。
【請求項１１】
前記カメラが、前記太陽電池モジュールの受光面側全景を撮影することが可能な場所に設置してあることを特徴とする、請求項１０に記載の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検査方法に関するものであり、特に、太陽電池モジュールの素子の割れた箇所を特定する検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、二酸化炭素の増加による温室効果で地球の温暖化が生じることが予測され、二酸化炭素を排出しないクリーンなエネルギーの要求が高まっている。このような状況下で、太陽電池を利用した太陽光発電は安全性と汎用性の高さから非常に注目されている。
【０００３】
このように、太陽電池モジュールのニーズが高まる一方で、長期間における太陽電池モジュールの信頼性の確認方法について、多くの検討がされており、その中でも積雪や風圧などの荷重による太陽電池モジュールの撓みから発生する太陽電池素子の割れは市場で発生しうる大きな問題の一つと位置づけられている。
【０００４】
従来、太陽電池モジュールを作成後に太陽電池素子の割れを確認する一般的な方法としては顕微鏡による目視確認や、特許文献１に記載のあるような、太陽電池素子に対して順方向に直流電源を導入し、太陽電池素子から発生する光の発光特性を検出し確認する方法などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００６／０５９６１５号パンフレット
【特許文献２】特開２０００−２４３９９９５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、太陽電池素子の割れを確認する方法として、顕微鏡による目視の確認は一度に見ることが可能な視野範囲に対し、観察範囲が広いため、大型の太陽電池モジュールにおける太陽電池素子の割れの確認には非常に時間がかかるという問題がある。
【０００７】
また、太陽電池素子に対して順方向に直流電源を導入し、太陽電池素子から発生する光の発光特性を検出し確認する方法においては、割れているように見える模様が、その太陽電池素子の製造時由来の模様なのか、あるいは割れなのか、ということを判断することが困難である、という問題があった。
【０００８】
また、従来の積雪や風圧の荷重を再現する試験方法として、土のうやレンガを太陽電池モジュールの受光面、または非受光面に積載し、模擬する方法が多く用いられていたが、土のうやレンガを用いた太陽電池モジュールの荷重を再現する試験は作業が煩雑であり、また荷重を印加した状態で受光面側や非受光面側の状態を目視で確認することは困難であったため、各種検査を実施するためには太陽電池モジュールに積載した土のうやレンガなどをその都度降ろして検査する必要があった。
【０００９】
また、特許文献２には、太陽電池モジュールを撓ませた状態で電流や電圧を印加することによって、太陽電池モジュールを撓ませない状態よりも抵抗値をより顕著に検出しやすくする検査方法が開示されており、太陽電池素子の割れにより抵抗値が増加するため、この方法でも太陽電池素子の割れを検出することは可能であると考えられるが、この方法ではどこの太陽電池素子が割れているのか確認することが困難である。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は積雪や風圧などにより発生した太陽電池モジュールの撓みによる、太陽電池モジュールの太陽電池素子の割れについて、簡便に、割れた箇所が特定可能な検査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】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するため、次の（１）〜（１１）のように構成した太陽電池モジュールの検査方法を提供する。
（１）太陽電池モジュールに含まれる太陽電池素子の割れた箇所を特定する検査方法であって、前記太陽電池モジュールに荷重を印加する荷重印加ステップと、荷重を印加した状態で該太陽電池モジュールの太陽電池素子の割れた箇所を検査する検査ステップと、を有する太陽電池モジュールの検査方法。
（２）前記荷重印加ステップにおいて、荷重を太陽電池モジュールの受光面側から、または、非受光面側から印加する、（１）に記載の太陽電池モジュールの検査方法。
（３）前記荷重を、一定圧力で印加する（１）〜（２）のいずれかに記載の太陽電池モジュールの検査方法。
（４）前記荷重を、前記太陽電池モジュールの受光面側と非受光面側の気圧差を利用して印加する（１）〜（３）のいずれかに記載の太陽電池モジュールの検査方法。
（５）前記荷重印加ステップにおいて、前記太陽電池モジュールを用いて、密閉することができる壁面と底面を有する荷重印加装置を使用することを特徴とする、（１）〜（４）のいずれかに記載の太陽電池モジュールの検査方法。
（６）前記荷重印加装置が、前記太陽電池モジュールの接続電線を前記荷重印加装置の外側に取り出すことができる構造を有する荷重印加装置を使用することを特徴とする、（１）〜（５）のいずれかに記載の太陽電池モジュールの検査方法。
（７）前記荷重印加装置が、前記気圧を制御するための圧力調整装置を有する荷重印加装置を使用することを特徴とする、（４）〜（６）のいずれかに記載の太陽電池モジュールの検査方法。
（８）前記荷重印加装置の壁面が、前記太陽電池モジュールの大きさに合わせて、可動することができる構造を有する荷重印加装置を使用することを特徴とする、（５）〜（７）のいずれかに記載の太陽電池モジュールの検査方法。
（９）前記荷重印加装置の底面が、前記太陽電池モジュールを固定するための構造を有する荷重印加装置を使用することを特徴とする、（５）〜（８）のいずれかに記載の太陽電池モジュールの検査方法。
（１０）前記太陽電池素子の割れの確認方法が、前記太陽電池モジュールの順方向に直流電流を通電することで前記太陽電池素子から発生する光を検出し、カメラによる画像化により確認することを特徴とする、（１）に記載の太陽電池モジュールの検査方法。
（１１）前記カメラが、前記太陽電池モジュールの受光面側全景を撮影することが可能な場所に設置してあることを特徴とする、（１０）に記載の太陽電池モジュールの検査方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、太陽電池素子の割れの生じた箇所を、短時間で容易に、確認することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１ａ】本発明の実施の形態および、実施例にかかる検査方法の概略側面図である。
【図１ｂ】本発明の実施の形態および、実施例にかかる検査方法の概略平面図である。
【図２ａ】太陽電池モジュールの一例を示す概略平面図である。
【図２ｂ】太陽電池モジュールの一例を示す概略断面図である。
【図３】検査１において取得した画像である。
【図４】検査２において取得した画像である。
【図５】検査３において取得した画像である
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の太陽電池モジュールの検査方法は、太陽電池モジュールに含まれる太陽電池素子の割れた箇所を特定する検査方法であって、前記太陽電池モジュールに荷重を印加する荷重印加ステップと、荷重を印加した状態で該太陽電池モジュールの太陽電池素子の割れた箇所を検査する検査ステップと、有するものである。
【００１５】
本発明が、検査対照としている太陽電池モジュールは、たとえば、図２ａ、図２ｂに示されるように、ガラス２０２と裏面保護フィルム２０５の間に太陽電池素子２０６を配線材２０４で直列に接続した状態で封止材２０３を充填したものであり、周囲についてはアルミフレーム２０７がビスなどにより取り付けられたものである。
【００１６】
太陽電池モジュールにおいては、太陽電池素子の割れを検査するのに特許文献１に記載のあるような、太陽電池素子に対して順方向に直流電源を導入し、太陽電池素子から発生する光の発光特性を検出し確認する方法では、太陽電池素子は、製造時の条件で、例えば不純物などにより、上記検査ステップにおいて検査した場合に、部分的に発光が弱い部分があり、太陽電池素子の割れにより発光が弱いのか、製造条件により発光が弱いのか、判別が困難な場合がある。
【００１７】
かかる点に関し、本発明の検査方法では、次の2つのステップを有することにより、太陽電池素子の割れをより顕著にすることで、太陽電池素子の製造条件により太陽電池素子の発光が弱いのか、太陽電池素子の割れにより、発光が弱いのかを判別することを可能としたものである。
本発明における荷重印加ステップとは、前記太陽電池モジュールに荷重を印加するステップであって、荷重を太陽電池モジュールの受光面側から、または、非受光面側から印加することにより前記太陽電池モジュールをたわませて上記太陽電池素子に発生した割れと割れの隙間が広げる。このとき、太陽電池モジュールの受光面を物で遮蔽しない状態で、上記太陽電池素子に発生した割れと割れの隙間が広がるように荷重を印加することが好ましい。例えば太陽電池モジュールの周囲を壁面に気密に固定し、太陽電池モジュールで隔てられた非受光面側または受光面側の空間の気圧差を生じせしめることにより、加重を印加することができる。このとき、非受光面側または受光面側に凸になるように印加する圧力としては、一定荷重であることが好ましく、具体的には気圧で１５００Ｐａから４０００Ｐａを一定荷重で印加すると良く、特に非受光面側に凸になるように２４００Ｐａから４０００Ｐａの荷重を一定荷重で印加することがセルの割れと割れの隙間を広げるために、好ましい。
【００１８】
また、使用する荷重印加装置は、荷重印加ステップにおいて、前記太陽電池モジュールを用いて、密閉することができる壁面と底面を有する荷重印加装置であることが、太陽電池モジュールの受光面側と非受光面側の空間の気圧差を生じさせる際に、安定して制御しやすいという面で好ましく、前記太陽電池モジュールに電流、電圧を印加するための接続電線を荷重印加装置の外側に取り出すことができる構造を有することが通電する際に、接続電線の部分からの空気の抜けを防ぐ、という面で好ましい。さらに、上記荷重印加装置には、例えば真空ポンプ、圧力開放弁などの気圧を制御するための圧力調整装置を有していることが好ましい。また、荷重印加装置の底面が、前記太陽電池モジュールを固定するための構造を有することが好ましく、固定するための構造としては、例えばボルト式金具やクランプ式金具などが挙げられる。また、取り付けられたモジュールの大きさに合わせて、荷重印加装置の壁面がスライドや取り外すことによって可動することができる構造を有することが好ましい。
【００１９】
本発明における検査ステップとは、荷重を印加した状態で該太陽電池モジュールの太陽電池素子の割れた箇所を検査するステップであって、波長が１０００nmから１３００nmの光を検知可能なカメラを、太陽電池モジュールの受光面側全景が確認可能な場所に設置することが、一度に太陽電池モジュール内の素子全体の割れを確認できるため、作業性の面で好ましい。また、太陽電池素子の割れの確認方法が、太陽電池モジュールの順方向に直流電流を通電することで、前記太陽電池素子から発生する光をカメラで検出し、カメラによる画像化により確認することが好ましい。例えば、印加する電流は５Ａから８Ａ、電圧は左記電流が印加可能な電圧を印加することが良く、特に電流が８Ａ流れることで、より鮮明に太陽電池素子の割れを確認することが可能であり好ましい。
以下に、本発明の検査方法の形態について、さらに詳細を説明する。図１は本発明の検査方法の一例の概略図を示しており、図１ａは太陽電池モジュールの設置された状態の検査装置を横から見た図、図１ｂは太陽電池モジュールの設置された状態の検査装置を上から見た図を示している。１０１はカメラ、１０２は太陽電池モジュール、１０３は荷重印加装置、１０９はパソコン、１１０は直流電源装置を示している。また、荷重印加装置１０３は１０４の太陽電池モジュール固定治具と１０５の壁面、１０６の底面、１０７の圧力調整装置、１０８の太陽電池モジュール接続電線取出口を備えている。１０１のカメラは設置された１０２の太陽電池モジュールの全景が見える高さに、例えばカメラ用三脚などを使用して位置あわせがされている。１０２の太陽電池モジュールは１０４太陽電池モジュール固定治具を用いて、太陽電池素子の受光面側が１０１カメラから確認できる状態で１０６底面に固定されており、１０６壁面は１０２太陽電池モジュールの側面に押し当てて固定されている。１０４太陽電池モジュール固定治具に使用される治具は、通常、太陽電池モジュールの施工に使用される金具でもよく、例えば、ボルト式の金具やクランプ式金具などを用いてもよい。１１０直流電源装置は１０８太陽電池モジュール接続電線取出口を経由して１０２太陽電池モジュールと結線されており、１０９パソコンに１０１カメラと共に制御できるよう接続されていても良い。
本発明の１０２太陽電池モジュールとしては太陽電池素子の直列数や並列数は特に限定されず、また、太陽電池素子の種類についても１０１カメラで電流印可時に太陽電池素子から発光を検出できる太陽電池素子であれば特に種類は問わないが、例えば、結晶系シリコン太陽電池素子などでも可能である。
次に検査について記述する。検査としては測定する太陽電池モジュールに関して十分な容量を持つ１１０直流電源装置を用意する。そして図１に示すように１０８太陽電池モジュール接続電線取出口を経由して１０２太陽電池モジュールと結線し、１０１カメラを１０２太陽電池モジュールの全景が確認できる位置に固定する。この状態で１１０直流電源装置により、所定の電流、電圧を１０２太陽電池モジュールに印加し、１０１カメラで発光を検出することで検査を行うことができる。なお、これに限定されるものではない。発光を検出する際に、１０７圧力調整装置により制御される受光面側と非受光面側の空圧差を印加した状態で１０１カメラにより発光を検出することで、より明瞭に太陽電池素子の割れを検出することが可能である。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例について何ら限定されるものではない。
【００２１】
［実施例１］まず、図２ａ、図２ｂで示されるような結晶系シリコン型太陽電池モジュールを製作した。この作製手順について図２ａ、図２ｂを用いて説明する。２０１太陽電池モジュールは２０２ガラスと２０５裏面保護フィルムの間に２０３封止材で６列９直全５４枚の２０６太陽電池素子を２０４配線材で直列に接続した状態で充填したものである。２０４配線材ははんだメッキ銅線を使用し、２０６太陽電池素子と２０４配線材の接続は２０６太陽電池素子の銀電極部分と２０４配線材のはんだ層を熱溶着して接続を行う。事前に接続された２０４配線材と２０６太陽電池素子は２０２ガラスの上に積層された２０３封止材の上に積層され、さらにその上に２０３封止材と２０５裏面保護フィルムを積層し、真空熱ラミネートして一体化を行う。
次に、真空熱ラミネートした２０１太陽電池モジュールに、２０２ガラスとの接触部にシリコンシーラントを塗布した２０７アルミフレームを取り付け、ネジ止めを行った２０１太陽電池モジュールに対し、以下の検査を実施した。
＜検査１＞図１ａ、図１ｂに示す設置方法で２０１太陽電池モジュールの順方向に８Ａの電流が印加されるように、電圧を印加し、その時の２０６太陽電池素子の割れの状態を１０１カメラによる画像撮影で確認した。
＜検査２＞検査１の状態から電圧の印加を停止し、２０１太陽電池モジュールの非受光面側に凸になるように、１０７圧力制御装置で受光面側と非受光面側の空圧差を２４００Ｐａに調節する。その状態で１時間保持し、保持完了後、２０１太陽電池モジュールの順方向に８Ａの電流が印加されるように、電圧を印加し、その時の２０６太陽電池素子の割れの状態を１０１カメラによる画像撮影で確認した。
＜検査３＞検査２の状態から電圧の印加を停止し、２０１太陽電池モジュールの受光面側と非受光面側の空圧差が０になるように１０７圧力制御装置で調整する。圧力が０Ｐａになった後に、２０１太陽電池モジュールの順方向に８Ａの電流が印加されるように、電圧を印加し、その時の２０６太陽電池素子の割れの状態を１０１カメラによる画像撮影で確認した。検査１、検査２、検査３それぞれにおける撮影画像を図３、４、５に示す。
図３では、荷重を印加される前の状態のため、太陽電池素子の割れは確認されない。その後、検査２により２４００Ｐａの空圧差によって太陽電池モジュールが撓み、太陽電池素子の割れが発生している。検査３により、空圧差がなくなるため、太陽電池モジュールの撓みは開放されて、検査１と同様の状態に戻るが、検査２によって発生した太陽電池素子の割れは残存している。しかし、図４と、図５における太陽電池素子の割れの見え方には明確な差がある。図４においては、太陽電池素子に割れが発生した部分の太陽電池素子は太陽電池素子の暗化が確認されるのに対し、図５においては、太陽電池素子の割れは線状の割れが確認できるものの、特に多結晶シリコン系太陽電池素子に初期からよく確認される線状の模様との識別が難しく太陽電池素子の割れだと確認することが困難である。
【符号の説明】
【００２２】
ａ：カメラ
ｂ：太陽電池モジュール
ｃ：荷重印加装置
ｃ１：太陽電池モジュール固定治具
ｃ２：壁面
ｃ３：底面
ｃ４：応力調整装置
ｃ５：太陽電池モジュール接続電線取出口
ｃ６：パソコン
ｃ７：直流電源装置
【図１ａ】
2013211338.tif 000002
【図１ｂ】
2013211338.tif 000003
【図２ａ】
2013211338.tif 000004
【図２ｂ】
2013211338.tif 000005
【図３】
2013211338.tif 000006
【図４】
2013211338.tif 000007
【図５】
2013211338.tif 000008