(57)【要約】【課題】測定対象セルの抵抗成分を迂回して流れるバイアス電流を考慮し高精度で欠陥を検出することが可能な太陽電池の検査装置及び検査方法を提供する。【解決手段】測定対象セルに光を照射するメイン光源３、他のセルに光を照射するサブ光源４、太陽電池Ｓの出力電流を電圧に変換するシャント抵抗７、電圧を増幅する増幅器８、この出力に含まれるバイアス電流を抽出するバイアス電流抽出回路９、増幅器の出力からバイアス電流を差し引くバイアス電流キャンセル回路１０、ディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器１２、画像処理を行う画像処理装置１３、画像表示を行う表示器１４を備え、バイアス電流を考慮した、測定対象のセルが発電した起電流成分に基づいて検査を行う。【選択図】図１
2013026255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の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、
前記セルのうち測定対象のセルに光を照射するメイン光源と、
前記セルのうち非測定対象のセルに光を照射するサブ光源と、
前記メイン光源及び前記サブ光源のそれぞれの照度を、前記サブ光源の照度が前記メイン光源の照度よりも高くなるように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器と、
前記電流電圧変換器から出力された電圧を与えられて増幅して出力する増幅器と、
前記増幅器からの出力に含まれるバイアス電流を抽出して出力するバイアス電流抽出回路と、
前記増幅器からの前記出力から、前記バイアス電流抽出回路により抽出された前記バイアス電流を差し引いて出力するバイアス電流キャンセル回路と、
前記バイアス電流キャンセル回路からの出力をディジタルデータに変換して出力するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器から出力された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、
前記バイアス電流を考慮した、測定対象のセルが発電した起電流成分に基づいて検査することを特徴とする太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項２】
前記バイアス電流抽出回路は、
前記増幅器からの出力を第１の電圧として与えられ、高周波成分を除去した第２の電圧を出力するローパスフィルタと、
前記第１の電圧と前記第２の電圧とを与えられ、前記第１の電圧から前記第２の電圧を差し引いた前記高周波成分を含む第３の電圧を出力する減算回路と、
前記第３の電圧を与えられ、この電圧のボトムを検波した第４の電圧を出力する電圧包絡線検波回路と、
前記第２の電圧と前記第４の電圧とを与えられて加算した第５の電圧を出力する加算回路と、
前記第５の電圧を与えられ、所定のタイミングでサンプル・ホールドした第６の電圧を前記バイアス電流として出力するサンプル・ホールド回路と、を有し、
前記移動手段によって前記メイン光源が測定対象のセルへ移動した時点に対応する前記所定のタイミング、あるいは直列接続されたセルの継ぎ目に対応する前記所定のタイミングで、測定対象のセルに流れる前記バイアス電流を求め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】
前記バイアス電流抽出回路は、前記増幅器からの出力を与えられてディジタル信号に変換して出力するＡ／Ｄ変換器と、所定のタイミングで、前記Ａ／Ｄ変換器からの出力をバイアス電流測定データとして保存するマイクロコンピュータと、前記マイクロコンピュータに保存された前記バイアス電流測定データをアナログ信号に変換して前記バイアス電流として出力するＤ／Ａ変換器とを有し、
検査開始前に、各セル毎のバイアス電流が測定されて前記マイクロコンピュータに前記バイアス電流測定データとして保存され、
前記移動手段によって前記メイン光源が測定対象のセルへ移動した時点に対応する前記所定のタイミング、あるいは直列接続されたセルの継ぎ目に対応する前記所定のタイミングで、前記マイクロコンピュータが保存した前記バイアス電流測定データを出力し、前記Ｄ／Ａ変換器が前記バイアス電流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４】
複数の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、
前記セルのうち測定対象のセルに、メイン光源により第１の照度で光を照射し、
前記セルのうち非測定対象のセルに、サブ光源により前記第１の照度より高い第２の照度で光を照射し、
前記太陽電池から出力された電流に含まれるバイアス電流をバイアス電流抽出回路により抽出し、
前記太陽電池から出力された電流から前記バイアス電流をバイアス電流キャンセル回路によりキャンセルし、
前記バイアス電流キャンセル回路からの出力を用いて画像処理を行って表示器に表示し、
これにより、前記バイアス電流を考慮した、測定対象のセルが発電した起電流成分に基づいて検査することを特徴とする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装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の環境意識の高まりとともに、ますます多くの太陽電池が市場に流通するに至っている。こうした中、太陽電池そのものの性能を検査し、欠陥のある太陽電池を製造工程で特定し、除去することは重要である。
【０００３】
以下に記載する特許文献１には、主光源部と副光源部の２つ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、装置全体の出力電流値は、発電量が最も少ない太陽電池セルにおいて発電された電流値と同一となる。そこで、主光源部は太陽電池の一部の測定対象セルの受光面に光を照射し、副光源部は非測定対象セルの受光面により照度の高い光を照射して、非測定対象セルにおいてより高い電流値を生じさせることにより、測定対象セルにおける受光面の面内分布を測定できるとしている。
【０００４】
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印加すると発光するという特性に基づいて、クラックや欠け等の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】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２３８９０６号
【特許文献２】特表２００６−５９６１５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、太陽電池セルを直列接続したストリング及びモジュールの測定においては、主光源部と副光源部の２つの光源を用いて出力測定を行う場合、主光源部からの光の照射による測定対象セルの発電電流と、測定対象セルの抵抗成分を迂回して流れる非測定対象セルの発電電流とが合算されて測定される。即ち、太陽電池セルは、直列に接続された電流源とダイオードと、この電流源及びダイオードに並列に接続された抵抗と、電流源及びダイオードとさらに直列に接続された抵抗とを有する等化回路で表現することができる。よって、このような太陽電池セルを複数直列に接続した場合、それぞれのセルにおいて電流源及びダイオードに並列に接続された抵抗に、迂回した電流が流れることとなる。例えば、１番目の太陽電池セルを測定している際に、測定した電流値には、１番目のセルによる発電電流の他に、非測定対象の２番目以降のセルが発電した電流が１番目のセルにおける並列接続の抵抗に流れて加算されることとなる。以降、この迂回した電流をバイアス電流と称する。
【０００７】
ストリング及びモジュールを構成する個々のセルは、セル製造時の品質ばらつきにより、それぞれが異なる内部抵抗値を有する。このため、副光源部の光の照射によって太陽電池セルごとに異なるバイアス電流が流れて、正確な検査結果を得ることができなかった。
【０００８】
特にバイアス電流が大きいと、検査結果の表示画像における欠陥セルの画像は、測定系の入力範囲を超過しているため、画像データの処理上限を超過して輝度の高すぎる画像となり白く飛んでしまうことがあった。
【０００９】
主光源部による発電電流よりもバイアス電流の方が大きくなり、これをそのまま画像にすると、複数のセルのうち例えば抵抗成分の小さい１番目のセルを測定している場合にはこの１番目のセルのみが非常に発電量が多く測定されるという誤った結果が出力されていた。
【００１０】
また、ストリング及びモジュール内の太陽電池の抵抗成分のばらつき状況によっては、不良部分を良好と、あるいは良好な部分を不良と判定してしまう可能性があった。このため、２光源を用いた欠陥検査装置においては、バイアス電流を検出し、合算した電流値からこの値を差し引くことが必須であるが、この点について特許文献１には全く記載されていない。
【００１１】
また、ＥＬ法においては、多結晶型太陽電池セルの検査に用いた場合、順電流を流したときに多結晶型太陽電池に存在する発電する粒界部と発電しない粒界部の影響を受けてしまい、多結晶型太陽電池セルの粒界模様と欠陥との画像による判別がつきにくいという問題があった。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑み、高精度で欠陥を判定することが可能な太陽電池の欠陥検査装置及び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】
【００１３】
本発明の太陽電池の欠陥検査装置は、
複数の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、
前記セルのうち測定対象のセルに光を照射するメイン光源と、
前記セルのうち非測定対象のセルに光を照射するサブ光源と、
前記メイン光源及び前記サブ光源のそれぞれの照度を、前記サブ光源の照度が前記メイン光源の照度よりも高くなるように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器と、
前記電流電圧変換器から出力された電圧を与えられて増幅して出力する増幅器と、
前記増幅器からの出力に含まれるバイアス電流を抽出して出力するバイアス電流抽出回路と、
前記増幅器からの前記出力から、前記バイアス電流抽出回路により抽出された前記バイアス電流を差し引いて出力するバイアス電流キャンセル回路と、
前記バイアス電流キャンセル回路からの出力をディジタルデータに変換して出力するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器から出力された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、
前記バイアス電流を考慮した、測定対象のセルが発電した起電流成分に基づいて検査することを特徴とする。
【００１４】
本発明の太陽電池の欠陥検査方法は、
複数の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、
前記セルのうち測定対象のセルに、メイン光源により第１の照度で光を照射し、
前記セルのうち非測定対象のセルに、サブ光源により前記第１の照度より高い第２の照度で光を照射し、
前記太陽電池から出力された電流に含まれるバイアス電流をバイアス電流抽出回路により抽出し、
前記太陽電池から出力された電流から前記バイアス電流をバイアス電流キャンセル回路によりキャンセルし、
前記バイアス電流キャンセル回路からの出力を用いて画像処理を行って表示器に表示し、
これにより、前記バイアス電流を考慮した、測定対象のセルが発電した起電流成分に基づいて検査することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の太陽電池の欠陥検査装置及び検査方法によれば、メイン光源部及びサブ光源部の２光源を用いて、バイアス電流を除去した正確な発電電流の測定を行うことができ、その結果欠陥の画像表示も適切に行うことが可能である。また、本発明によれば太陽電池として多結晶型太陽電池を用いた場合であっても、粒界の影響を受けないため、画像化した際に粒界模様が現れず、クラック等の欠陥部位のみを特定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態による太陽電池の欠陥検査装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】同欠陥検査装置におけるバイアス電流抽出回路の構成の一例を示す回路図である。
【図３】図２に示された構成を有するバイアス電流抽出回路における各部の電圧波形を示すグラフである。
【図４】同欠陥検査装置におけるバイアス電流抽出回路の構成の他の例を示す回路図である。
【図５】同バイアス電流抽出回路においてバイアス電流を抽出するタイミングを示すタイミングチャートである。
【図６】同欠陥検査装置において発電電流の測定値を用いて画像化する手法を示した説明図。
【図７】同欠陥検査装置においてバイアス電流をキャンセルする前の検出電流を示すグラフである。
【図８】同欠陥検査装置においてバイアス電流をキャンセルする前の検査画像を示す説明図である。
【図９】同欠陥検査装置においてバイアス電流をキャンセルした後の検出電流を示すグラフである。
【図１０】同欠陥検査装置においてバイアス電流をキャンセルした後の検査画像を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
図1に、本発明の実施の形態による太陽電池の欠陥検査装置の全体構成を示す。
【００１９】
この欠陥検査装置は、載置台１、検査ピン２、メイン光源３、サブ光源４、光源制御回路５、移動手段６、シャント抵抗７、増幅器８、バイアス電流抽出回路９、バイアス電流キャンセル回路１０、ミュート回路１１、アナログディジタル（以下、Ａ／Ｄと称する）変換器１２、画像処理装置１３、及び表示器１４を備えている。
【００２０】
載置台１は、太陽電池Ｓを載置するものであって欠陥検査装置の上部に設けられており、ここに測定対象の太陽電池Ｓが受光面を下に向けて載置される。尚、ここで太陽電池Ｓは、複数の太陽電池セルを直列接続したストリング、及びストリングを接続したモジュールを指すものとする。載置台１は、ガラス等、透明性を有する素材から成ることが好ましい。
【００２１】
載置された太陽電池Ｓの両端に突き出たタブリードのそれぞれに対し、載置台１の両端部に設けられた検査ピン２を接続する。この状態で、載置台１の下面に配置されたメイン光源３から、測定対象の太陽電池セルに対して光が照射される。ここで、メイン光源３は、移動手段６によって、太陽電池Ｓの長手方向に移動することができる。メイン光源３の初期位置は、１回目の測定対象となる太陽電池Ｓの１枚目のセルの真下である。尚、本実施の形態では、メイン光源３としてレーザ光源を用いている。
【００２２】
太陽電池Ｓにおける残りの全てのセル、即ち非測定対象セルの全てに対して、複数のサブ光源４から光が照射される。このとき、光源制御回路５によって、サブ光源４の光の放射照度を、メイン光源３の光の放射照度よりも高くなるように制御される。
【００２３】
発電した測定対象セルの電流を検査ピン２から取り出し、シャント抵抗７の両端に生じた電圧を増幅器８で増幅することで検出した電流を電圧に変換する。尚、シャント抵抗７には限定されず、電流を電圧に変換する電流電圧変換器であればよい。
【００２４】
増幅した電圧値Ｖａ＋Ｖｂは、バイアス電流抽出回路９に与えられて、サブ光源４の光の照射によって生じたバイアス電流成分に対応するバイアス電圧値Ｖｂが抽出される。尚、Ｖａは測定対象セルにおける光起電力により生じた電圧であるとする。
【００２５】
バイアス電流キャンセル回路１０は差動増幅器で構成され、増幅器８から出力された電圧Ｖａ＋Ｖｂと、バイアス電流抽出回路９により抽出されたバイアス電圧Ｖｂとが与えられ、電圧Ｖａ＋Ｖｂからバイアス電圧Ｖｂが差し引かれた値が増幅されて出力される。バイアス電流キャンセル回路１０からの出力は、ミュート回路１１に与えられる。
【００２６】
ミュート回路１１は、バイアス電流キャンセル回路１０がバイアス電流成分をキャンセルする際に発生する過渡的な信号の乱れをミューティングし、以降の表示器１４における画像に表示されないようにするものである。このミュート回路１１は過渡的な信号の乱れが画像に影響を与えないように設けることが望ましいが、所望の画像品質等に応じて設ければよく必ずしも不可欠なものではない。
【００２７】
ミュート回路１１からの出力はＡ／Ｄ変換器１２によりディジタルデータに変換され、画像処理装置１３において画像処理が施され、表示器１４に表示される。
【００２８】
このようにして、測定対象の１枚目の太陽電池セルからの出力からバイアス電流がキャンセルされて発電電流のみが取り出され、表示器１４において表示される。
【００２９】
測定対象の１枚目の太陽電池セルの測定を終了した後、測定対象セルが２枚目の太陽電池セルへ移行する。そこで、メイン光源３が移動手段５によって２枚目の太陽電池セルの下部へ移動され、２枚目の太陽電池セルへ光を照射する。このとき、サブ光源４の照射対象は、光源制御回路５によって、新たな測定対象セルとなった２枚目の太陽電池セルを除く全ての非測定対象セルへと切り替えられる。以降の工程は、1枚目のセルを測定した手順と同様である。
【００３０】
このような手順を経て、太陽電池Ｓの全てのセルの測定が完了するまで上述した太陽電池セルからの出力電流の測定、バイアス電流のキャンセル、画像化までの処理を繰り返していき、各セル毎の発電電流を測定して画像データとして表示する。
【００３１】
図２に、バイアス電流抽出回路９の回路構成の一例を示す。この構成では、アナログ回路方式を採用しており、ローパスフィルタ２１、減算回路２２、包絡線検波回路２３、加算回路２４、サンプル・ホールド回路２５、タイミング信号生成回路２６を有している。
【００３２】
この図２における各回路要素から出力される電圧Ｖ１〜Ｖ６の波形を示した図３を用いて、このバイアス電流抽出回路９の動作を説明する。
【００３３】
図１に示された増幅器８により増幅され出力された電圧Ｖ１（＝Ｖａ＋Ｖｂ）は、図３（ａ）に示されるような高周波成分を含んだ波形を有している。
【００３４】
この電圧Ｖ１がローパスフィルタ２１に入力されて積分され、高周波成分が除去され図３（ａ）に示されるような電圧Ｖ２として出力される。
【００３５】
この電圧Ｖ２と増幅器８から出力された電圧Ｖ１とが減算回路２２に入力され、電圧Ｖ１から電圧Ｖ２が差し引かれる。これにより、電圧Ｖ１に含まれていた高周波成分、即ち、発電電流に対応した図３（ｂ）に示されるような波形を有する電圧Ｖ３を抽出することができる。この電圧Ｖ３には、リップルが含まれている。
【００３６】
この電圧Ｖ３が電圧包絡線検波回路２３に与えられ、電圧Ｖ３のボトムが検波されることにより、図３（ｂ）に示されるような波形を有する電圧Ｖ４が得られる。
【００３７】
この電圧Ｖ４とローパスフィルタ２１から出力された電圧Ｖ２とが加算回路２４に入力されて加算されて、図３（ｃ）に示されるようなバイアス電流成分に対応した電圧Ｖ５が得られる。
【００３８】
しかしながら、この電圧Ｖ５には包絡線検波回路２３において生じたリップルが残っている。そこで、タイミング生成回路２６により生成された所定のタイミングを示すサンプリング信号を用いて、サンプル・ホールド回路２５において、バイアス電流が一定値になるようサンプルしホールドする。これにより、図３（ｄ）に示されたようなバイアス電流に対応した電圧Ｖ６を得ることができる。尚、減算回路２２及び加算回路２４は、演算増幅器やトランジスタ等で構成することができる。
【００３９】
図４に、バイアス電流抽出回路９の回路構成の他の例を示す。この構成では、マイクロコンピュータを用いてディジタル回路方式を採用した例に相当し、Ａ／Ｄ変換器３１、マイクロコンピュータ３２、タイミング信号生成回路３３、Ｄ／Ａ変換器３４を有している。
【００４０】
このバイアス電流抽出回路９を用いる場合は、メイン光源３を用いた太陽電池Ｓの検査を開始する前に、予めサブ光源４の光のみを、測定対象セル以外の太陽電池Ｓ全体に照射する。即ち、測定対象の1枚目のセルにのみ光が当たらず、1枚目のセル以外の太陽電池Ｓ全体に照射する状態となり、この状態でバイアス電流値を測定する。
【００４１】
次に、測定対象の２枚目のセル以外の太陽電池Ｓ全体にサブ光源４の光を照射し、バイアス電流値を測定する。このような手順でサブ光源４の非照射対象を切り替えていき、全てのセルのバイアス電流値の測定を完了させるとともに、測定したアナログ形態のバイアス電流値をＡ／Ｄ変換器３１によりディジタルデータに変換し、タイミング信号生成回路３３が発生したタイミングにおけるデータをマイクロコンピュータ３２に保存しておく。このデータは、マイクロコンピュータ３２から読み出されると、Ｄ／Ａ変換器３４によりアナログ形態のバイアス電流値に変換された後、出力される。
【００４２】
その後、太陽電池Ｓの検査が開始される。測定対象セルを照射するメイン光源３の移動に伴い、サブ光源４の照射対象が切り替わる。この切り替わり毎に、マイクロコンピュータ３２に保存されたデータが読み出されて、バイアス電流値がバイアス電流キャンセル回路１０によって測定値から差し引かれて、測定対象セルの発電電流のみを求めることができる。
【００４３】
図５に、バイアス電流成分を抽出するタイミングを示す。ここでは、サブ光源４としてＬＥＤ１〜ＬＥＤ５が用いられている。
【００４４】
測定対象セルが１枚目のセルである時、１枚目のセルの真下に位置するＬＥＤ１は消灯しており、他の全てのセルに対応するＬＥＤ２〜ＬＥＤ５は点灯している。
【００４５】
次に、測定対象セルとして２枚目のセルの計測を開始する前にＬＥＤ１が点灯し、替わりにＬＥＤ２が消灯する。他のＬＥＤ３〜ＬＥＤ５は点灯状態を維持する。この点灯、消灯の切り替えのタイミングとしては、例えば隣接するセルの境界線とするか、あるいはメイン光源３が次の測定対象セルへ移動するタイミングと同期させるなど、いずれであってもよい。
【００４６】
隣接するセルの境界線に基づいて、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ５の点灯、消灯の切り替えを行う場合には、セルの境界線を赤外線センサ、レーザセンサ等を用いて検出する。尚、レーザセンサ等、センサから光を出力する場合には、検査用のメイン光源３の出力より十分に小さくすることが望ましい。
【００４７】
同様に、測定対象セルとして３枚目のセルの計測を開始する前にＬＥＤ２が点灯し、替わりにＬＥＤ３が消灯し、他のＬＥＤ１、ＬＥＤ４〜ＬＥＤ５は点灯状態を維持する。測定対象セルとして４枚目のセルの計測を開始する前にＬＥＤ３が点灯し、替わりにＬＥＤ４が消灯し、他のＬＥＤ１〜ＬＥＤ２、ＬＥＤ５は点灯状態を維持する。測定対象セルとして５枚目のセルの計測を開始する前にＬＥＤ４が点灯し、替わりにＬＥＤ５が消灯し、他のＬＥＤ１〜ＬＥＤ３、ＬＥＤ５は点灯状態を維持する。
【００４８】
このような手順を経ていくことで、１〜５枚目のセルのそれぞれのバイアス電流Ｉｂ１〜Ｉｂ５が出力され、所定のタイミングに従ってその時のバイアス電流値が取得される。
【００４９】
図６を参照して、太陽電池Ｓが発電した光起電流を用いて画像表示を行う手法について説明する。
【００５０】
図６（ａ）に示されたように、欠陥（クラック）が表面に存在する太陽電池セルに対し、両端に突き出たタブリードと直交する方向にメイン光源３からのレーザ光を図中左から右方向に走査していく。これにより得られた得られた発電電流Ｉ１、Ｉ２、…、Ｉｎ（ｎは２以上の整数）には、それぞれの走査線上における欠陥の位置に対応した電流成分が含まれる。
【００５１】
この発電電流Ｉ１、Ｉ２、…、Ｉｎの電流値を時系列で接続することにより、図６（ｂ）に示されるような波形をオシロスコープ等により表示することができる。そして、この発電電流Ｉ１、Ｉ２、…、Ｉｎに画像処理を施すことにより、図６（ｃ）に示されるように画像が表示され欠陥の特定が可能となる。
【００５２】
図７に、バイアス電流をキャンセルする前の測定電流値に対応した画像を示す。この測定電流値は、図１に示されたシャント抵抗７の両端に発生した電圧に対応し、これには測定対象セルが発電した起電流とバイアス電流とが合算されている。
【００５３】
ここでは、太陽電池セルは３枚のセルを直列接続したストリングである。各セルによって異なる抵抗を有するため、バイアス電流もそれぞれ異なっていることがわかる。
【００５４】
図８に、バイアス電流をキャンセルする前のストリングの検査画像を示す。図中、左側の太陽電池セルをセル１、中央のセルをセル２、右側のセルをセル３とすると、セル２、セル３では測定系の入力範囲を超過しており、画像データの処理上限を超えてしまい画像化処理が不能であったため画像データが取得されなかった。
【００５５】
図９に、バイアス電流をキャンセルした後の測定電流値に対応した画像を示す。左側に位置した１枚目のセル１から０Ｖを基準とした発電電流の測定値が取得されていることがわかる。
【００５６】
図１０に、バイアス電流をキャンセルした後のストリングの検査画像を示す。全てのセル１〜３において、バイアス電流の影響を受けることなく、検査者の視認が可能なように欠陥（クラック）が表示された画像データが取得されていることがわかる。
【００５７】
太陽電池が発電した光起電流を検出して欠陥部位を検出する方式では、測定対象のセルの発電電流に基づく欠陥部位を正確に画像化するためには、測定電流に含まれるバイアス電流を検出してキャンセルする必要がある。本実施の形態によれば、上述したように起電流のみを測定することにより、ＥＬ法のような結晶模様が暗部として表示されて欠陥部位の特定が困難になる現象を回避することができる。
【００５８】
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。
【符号の説明】
【００５９】
１  載置台
２  検査ピン
３  メイン光源
４  サブ光源
５  光源制御回路
６  移動手段
７  シャント抵抗
８  増幅器
９  バイアス電流抽出回路
１０  バイアス電流キャンセル回路
１１  ミュート回路
１２、３１  Ａ／Ｄ変換器
１３  画像処理装置
１４  表示器
２１  ローパスフィルタ
２２  減算回路
２３  包絡線検波回路
２４  加算回路
２５  サンプル・ホールド回路
２６、３３  タイミング信号生成回路
３２  マイクロコンピュータ
３４  Ｄ／Ａ変換器
【図１】
2013026255.tif 000003
【図２】
2013026255.tif 000004
【図３】
2013026255.tif 000005
【図４】
2013026255.tif 000006
【図５】
2013026255.tif 000007
【図６】
2013026255.tif 000008
【図７】
2013026255.tif 000009
【図８】
2013026255.tif 000010
【図９】
2013026255.tif 000011
【図１０】
2013026255.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成24年1月30日(2012.1.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の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、
前記セルのうち測定対象のセルに光を照射するメイン光源と、
前記セルのうち非測定対象のセルに光を照射するサブ光源と、
前記メイン光源及び前記サブ光源のそれぞれの照度を、前記サブ光源の照度が前記メイン光源の照度よりも高くなるように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器と、
前記電流電圧変換器から出力された電圧を与えられて増幅して出力する増幅器と、
前記増幅器からの出力に含まれるバイアス電流を抽出して出力するバイアス電流抽出回路と、
前記増幅器からの前記出力から、前記バイアス電流抽出回路により抽出された前記バイアス電流を差し引いて出力するバイアス電流キャンセル回路と、
前記バイアス電流キャンセル回路からの出力をディジタルデータに変換して出力するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器から出力された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、
前記バイアス電流を考慮した、測定対象のセルが発電した起電流成分に基づいて検査することを特徴とする太陽電池の欠陥検査装置。
【請求項２】
前記バイアス電流抽出回路は、
前記増幅器からの出力を第１の電圧として与えられ、高周波成分を除去した第２の電圧を出力するローパスフィルタと、
前記第１の電圧と前記第２の電圧とを与えられ、前記第１の電圧から前記第２の電圧を差し引いた前記高周波成分を含む第３の電圧を出力する減算回路と、
前記第３の電圧を与えられ、この電圧のボトムを検波した第４の電圧を出力する電圧包絡線検波回路と、
前記第２の電圧と前記第４の電圧とを与えられて加算した第５の電圧を出力する加算回路と、
前記第５の電圧を与えられ、所定のタイミングでサンプル・ホールドした第６の電圧を前記バイアス電流として出力するサンプル・ホールド回路と、
前記メイン光源を前記太陽電池の長手方向に移動させる移動手段と、を有し、
前記移動手段によって前記メイン光源が測定対象のセルへ移動した時点に対応するタイミング、あるいは直列接続されたセルの継ぎ目に対応するタイミングで、測定対象のセルに流れる前記バイアス電流を求め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】
前記バイアス電流抽出回路は、前記増幅器からの出力を与えられてディジタル信号に変換して出力するＡ／Ｄ変換器と、所定のタイミングで、前記Ａ／Ｄ変換器からの出力をバイアス電流測定データとして保存するマイクロコンピュータと、前記マイクロコンピュータに保存された前記バイアス電流測定データをアナログ信号に変換して前記バイアス電流として出力するＤ／Ａ変換器と、
前記メイン光源を前記太陽電池の長手方向に移動させる移動手段と、を有し、
検査開始前に、各セル毎のバイアス電流が測定されて前記マイクロコンピュータに前記バイアス電流測定データとして保存され、
前記移動手段によって前記メイン光源が測定対象のセルへ移動した時点に対応するタイミング、あるいは直列接続されたセルの継ぎ目に対応するタイミングで、前記マイクロコンピュータが保存した前記バイアス電流測定データを出力し、前記Ｄ／Ａ変換器が前記バイアス電流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４】
複数の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、
前記セルのうち測定対象のセルに、メイン光源により第１の照度で光を照射し、
前記セルのうち非測定対象のセルに、サブ光源により前記第１の照度より高い第２の照度で光を照射し、
前記太陽電池から出力された電流に含まれるバイアス電流をバイアス電流抽出回路により抽出し、
前記太陽電池から出力された電流から前記バイアス電流をバイアス電流キャンセル回路によりキャンセルし、
前記バイアス電流キャンセル回路からの出力を用いて画像処理を行って表示器に表示し、
これにより、前記バイアス電流を考慮した、測定対象のセルが発電した起電流成分に基づいて検査することを特徴とする太陽電池の欠陥検査方法。