(57)【要約】      （修正有）【課題】太陽電池セルを精度よく検査することのできる太陽電池セル検査装置を提供する。【解決手段】検査装置１は、板状の基体１０と、基体１０の中央部に設置された制御ユニット１１とを備え、制御ユニット１１の下方に、一対の光源１２と、磁気センサ１３（センサ）とを備え、基体１０の下方に、一対のクローラ１６と、一対のクローラ１６の間に設置されたモータ１７とを備えている。光源１２は、太陽電池セルにスポット光を照射し、磁気センサ１３は、セルの有するインターコネクタに流れる電流により発生する磁束を検知する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インターコネクタを有する太陽電池セルを検査する太陽電池セル検査装置であって、
検査対象とする前記太陽電池セルに光を照射する光源と、
前記光源の発光を制御する光源制御部と、
前記インターコネクタに流れる電流を検知するセンサとを備え、
前記光源制御部は、前記光源を所定の周期で発光させることを特徴とする太陽電池セル検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池セル検査装置であって、
前記センサは、前記インターコネクタに流れる電流によって発生する磁束を検知する磁気センサであることを特徴する太陽電池セル検査装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の太陽電池セル検査装置であって、
前記光源は、前記太陽電池セルにスポット光を照射することを特徴とする太陽電池セル検査装置。
【請求項４】
請求項３に記載の太陽電池セル検査装置であって、
少なくとも２つの前記光源を備え、
前記光源は、前記インターコネクタの延在する方向と交わる方向で、前記センサを挟むようにして配置されていることを特徴とする太陽電池セル検査装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の太陽電池セル検査装置であって、
前記太陽電池セルの配列に沿って走行する走行体を備え、
前記走行体は、前記光源と、前記センサとを搭載していることを特徴とする太陽電池セル検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インターコネクタを有する太陽電池セルを検査する太陽電池セル検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池モジュール（以下、単に「モジュール」という。）は、複数の太陽電池セル（以下、単に「セル」という。）を用いて構成されている。各セルはインターコネクタを有しており、そのインターコネクタは、セルで発生した電流を集めるとともに、隣接するセル同士を電気的に接続するために用いられる。
【０００３】
そのようなインターコネクタを有するセルの検査装置としては、インターコネクタに流れる電流を検知することによって、セルの接続不良やセル自体の不具合を検出する検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
一般に、モジュールには、各セルで発生し、インターコネクタを介して集められた電流を、モジュールから送出する回路が設けられている。特許文献１に記載の検査装置では、その回路にスイッチ回路を設けてスイッチングを行うとともに、そのスイッチングの際にインターコネクタに流れる電流を検出することによって、そのインターコネクタを有するセルの検査を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１０３７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載のような従来の検査装置では、電流をモジュールから送出する回路に設けたスイッチ回路を利用して検査を行っている。すなわち、モジュールから送出する電力を利用して検査を行っている。
【０００７】
そのため、従来の検査装置では、セルで発電が行われている状態（例えば、日中）でなければ検査を行うことができなかった。また、検査時には検査対象となっているセルを備えたモジュールを発電系統から切り離さなければならなかった。
【０００８】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、発電状態に関わらず、太陽電池セルを精度よく検査することのできる太陽電池セル検査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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の太陽電池セル検査装置は、インターコネクタを有する太陽電池セルを検査する太陽電池セル検査装置であって、検査対象とする前記太陽電池セルに光を照射する光源と、前記光源の発光を制御する光源制御部と、前記インターコネクタに流れる電流を検知するセンサとを備え、前記光源制御部は、前記光源を所定の周期で発光させることを特徴とする。
【００１０】
このように、本発明の太陽電池セル検査装置では、検査対象とするセルに光源からの光を照射するとともに、その照射された光によってインターコネクタに流れる電流を検出している。すなわち、モジュールから送出する電力を利用する必要がない。そのため、セルで発電が行われない状態（例えば、夜間）であっても検査を行うことができる。また、検査対象となっているセルを備えたモジュールを発電系統から切り離す必要がない。
【００１１】
また、本発明の太陽電池セル検査装置では、光源制御部が、光源を所定の周期で発光させているので、インターコネクタに流れる電流もその周期に対応して変化する。そのため、検査のために光源から照射された光で発生する電流は、他の光で発生する電流と明確に区別することができるものとなる。その結果、セルで発電が行われている状態（例えば、日中）であっても、他の光によって発生する電流に影響されることなく、セルを精度よく検査することができる。
【００１２】
したがって、本発明の太陽電池セル検査装置によれば、発電状態に関わらず、精度よく太陽電池セルを検査することができる。
【００１３】
また、本発明の太陽電池セル検査装置においては、前記センサは、前記インターコネクタに流れる電流によって発生する磁束を検知する磁気センサであることが好ましい。
【００１４】
このように、電流を検知するセンサを磁気センサにすれば、非接触で電流を検知することができる。すなわち、モジュールに設置され、保護材によって覆われているセルに対しても検査を行うことができる。
【００１５】
また、本発明の太陽電池セル検査装置においては、前記光源は、前記太陽電池セルにスポット光を照射することが好ましい。
【００１６】
このように構成すれば、セル全体を照射する光源を備える構成に比べ、光源を小型化することができるので、装置全体を小型化することができる。
【００１７】
また、本発明の太陽電池モジュールにおいては、光源がスポット光を照射するものである場合、少なくとも２つの前記光源を備え、前記光源は、前記インターコネクタの延在する方向と交わる方向で、前記センサを挟むようにして配置されていることが好ましい。
【００１８】
一般に、セルでは、インターコネクタを挟むように位置する２つの領域で発電された電流が、その２つの領域の各々に設けられているフィンガー電極を介して、インターコネクタに集められる。そのため、その２つの領域の一方のみに光を照射した場合、その光の照射された領域が破損していると、インターコネクタに電流が流れないことになる。
【００１９】
その結果、セルの一部が破損しているだけの場合（すなわち、セルとしては使用が継続可能な程度の軽微な損傷が生じている場合）にも、セル全体として不具合が生じていると判断されてしまうおそれがある。
【００２０】
そこで、上記のように構成し、インターコネクタを挟むように位置する２つの領域のそれぞれに、その１領域のみを照射できるスポット光を照射するようにすれば、それらの２つの領域の一方に不具合が生じていた場合であっても、他方の領域で電流を発生させることができる。そして、そのインターコネクタを流れる電流を検出するようにすれば、セル全体として不具合が生じているかを適切に判断することができるようになる。
【００２１】
また、本発明の太陽電池モジュールとしては、前記太陽電池セルの配列に沿って走行する走行体を備え、前記走行体は、前記光源と、前記センサとを搭載しているようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る太陽電池セル検査装置の概略構成を示す模式図であり、図１Ａは側面図、図１Ｂは平面図。
【図２】図１の太陽電池セル検査装置の構成を示すブロック図。
【図３】図１の太陽電池セル検査装置で検査する太陽電池セルを備える太陽電池モジュールの構成を示す平面図。
【図４】図３の太陽電池モジュールが備える太陽電池セルの構成を模式的に示す断面図。
【図５】図３の太陽電池モジュールが備える太陽電池セルの平面図。
【図６】図１の太陽電池セル検査装置の光源とセンサとの位置関係を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本実施形態に係る太陽電池セル検査装置について説明する。
【００２４】
まず、図１及び図２を参照して、太陽電池セル検査装置である検査装置１の概略構成を説明する。
【００２５】
図１Ａに示すように、検査装置１（太陽電池セル検査装置）は、板状の基体１０と、基体１０の中央部に設置された制御ユニット１１とを備えている。また、図１Ｂに示すように、検査装置１は、制御ユニット１１の下方に、一対の光源１２と、一対の光源１２の間に設けられた磁気センサ１３（センサ）とを備えている。
【００２６】
また、検査装置１は、制御ユニット１１と光源１２及び磁気センサ１３との間に設置された高さ調節機構１４と、基体１０の上部で制御ユニット１１に隣接するようにして設置された無線モジュール１５を備えている。
【００２７】
さらに、検査装置１は、基体１０の下方に、光源１２及び磁気センサ１３を挟み込むようにして設けられた一対のクローラ１６と、一対のクローラ１６の間に設置されたモータ１７とを備えている。
【００２８】
光源１２は、検査対象であるモジュール３の備える太陽電池セルであるセル３０（図３参照）にスポット光を照射するＬＥＤである。なお、光源１２の発光面の高さは、モジュール３の表面に近いほど好ましい。
【００２９】
検査装置１では、光源１２として、このようなスポット光を照射するものを用いているので、セル３０全体を照射する光源を備える構成に比べ、光源部分が小型になっており、従来の検査装置よりも装置全体が小型化されている。
【００３０】
なお、本発明の光源は、スポット光を照射するＬＥＤに限定されるものではなく、セルで電流を発生させるように光を照射できるものであればよい。例えば、蛍光灯や白熱灯でセル全体を照射するように構成してもよい。
【００３１】
磁気センサ１３は、磁束密度検出コイルであり、セル３０の有するインターコネクタ３０ａに流れる電流により発生する磁束を検知する。磁気センサ１３は、インターコネクタ３０ａに流れる電流により発生した磁束を測定できる向きで設置されている。
【００３２】
検査装置１では、インターコネクタ３０ａに流れる電流を検知するセンサとしてこのような磁気センサ１３を用いているので、非接触で電流を検知することができる。すなわち、モジュール３に設置された状態のセル３０に対しても検査を行うことができるようになっている。
【００３３】
なお、本発明のセンサは、このような非接触式の磁気センサに限定されるものではなく、インターコネクタ３０ａに流れる電流を検知できるものであればよい。例えば、インターコネクタに直接接続して、電流を検知するセンサを用いてもよい。
【００３４】
高さ調節機構１４は、モータ１７から供給される駆動力によって伸縮し、光源１２及び磁気センサ１３の高さを調節する。なお、検査対象となるモジュール３の表面に検査制度を低下させるほどの凹凸がない場合等、光源１２及び磁気センサ１３の高さを調節する必要がない場合には、高さ調節機構１４は省略してもよい。
【００３５】
無線モジュール１５は、検査装置１とは独立して設けられている入出力端末２（図２参照）との通信を行うために用いられる。検査装置１では、無線モジュール１５を介して、入出力端末２から制御ユニット１１への指令を受信し、制御ユニット１１で検出した電流に関するデータを入出力端末２へ送信する。
【００３６】
クローラ１６は、一対の無限軌道として構成されている。具体的には、検査装置１の前側の駆動プーリ１６ａと、後側の従動プーリ１６ｂと、駆動プーリ１６ａ及び従動プーリ１６ｂに掛け回された履板１６ｃとで構成されている。
【００３７】
モータ１７は、高さ調節機構１４、クローラ１６の駆動プーリ１６ａに駆動力を供給する。検査装置１では、基体１０とクローラ１６とモータ１７とによって走行体が構成されている。
【００３８】
図２に示すように、制御ユニット１１は、無線モジュール１５に接続された送受信部１１ａと、送受信部１１ａからの信号を受信する光源制御部１１ｂ、高さ制御部１１ｃ及び移動制御部１１ｄと、磁気センサ１３からの信号を増幅する増幅回路１１ｅと、増幅回路からの信号を受信する電流検出部１１ｆとを備えている。
【００３９】
送受信部１１ａは、無線モジュール１５を介して受信した入出力端末２からの信号を、光源制御部１１ｂ、高さ制御部１１ｃ又は移動制御部１１ｄに送信する。
【００４０】
光源制御部１１ｂは、送受信部１１ａからの信号に基づいて、光源１２の発光を制御する。具体的には、発光波長ピークが９４０ｎｍ、発光周波数が５ｋＨｚ、出力が４Ｗとなるように、光源１２の発光を制御する。なお、この制御内容は、光源の種類や検査対象のモジュールの構成によって適宜変更してもよい。
【００４１】
高さ制御部１１ｃは、送受信部１１ａからの信号に基づいて、高さ調節機構１４を駆動し、光源１２及び磁気センサ１３の高さを制御する。具体的には、検査時に、光源１２の発光面の高さ及び磁気センサ１３の測定部分の下端の高さが、モジュール３の表面から１ｍｍ以下の範囲内となるように制御する。
【００４２】
移動制御部１１ｄは、送受信部１１ａからの信号に基づいて、クローラ１６を駆動し、検査装置１の移動を制御する。
【００４３】
電流検出部１１ｆは、磁気センサ１３が検知し、増幅回路１１ｅで増幅された信号を、送受信部１１ａ及び無線モジュール１５を介して、入出力端末２に送信する。
【００４４】
次に、図３〜図５を参照して、検査装置１で検査する太陽電池モジュールであるモジュール３について説明する。なお、図５における矢印は、電流の流れる方向を示す。
【００４５】
図３に示すように、モジュール３は、行列状に配置された複数のセル３０と、セル３０の側方に配置されたバイパスダイオード３１とを備えている。
【００４６】
図３において縦方向に隣接するセル３０は、それぞれのセル３０が有するインターコネクタ３０ａで直列に接続され、１つのセル列を形成している。それぞれのセル列は、隣接する他のセル列とインターコネクタ３０ａを介して接続され、２つのセル列で１つのストリングが形成されている。
【００４７】
なお、１つのセル列や１つのストリングに含まれるセル３０の数は、図３に示す数に限定されるものではなく、モジュール３やセル３０のサイズ等によって適宜変更してもよい。
【００４８】
バイパスダイオード３１は、１つのストリングに対して１つずつ取り付けられている。バイパスダイオード３１は、ストリング（すなわち、ストリングに含まれるセル３０）に異常が発生した際に、そのストリングを電気的に切り離し、そのストリングに他のストリングから電流が流入することを防止する。
【００４９】
また、図４に示すように、モジュール３は、セル３０を挟むように配置された保護材３２を備えている。保護材３２は、セル３０の表面及び裏面を覆うように配置されている。検査装置１は、セル３０の表面側の保護材３２上を、セル３０の配列に沿って移動する。
【００５０】
図５に示すように、セル３０は、２本のインターコネクタ３０ａと、インターコネクタ３０ａと交わる方向に延在している多数のフィンガー電極３０ｂとを有している。セル３０のいずれかの領域で発生した電流は、フィンガー電極３０ｂを介して、インターコネクタ３０ａに集約される。
【００５１】
次に、図３〜図６を参照して、検査装置１が行う検査について説明する。なお、図５における白抜きの矢印は、電流の流れる方向を示し、その太さは、流れる電流の大きさを模式的に示したものである。また、図６における白抜きの矢印は、電流の流れる方向を示し、黒い矢印は、検査装置１の移動方向を示す。
【００５２】
図４の破線で示した部位のように、セル３０のインターコネクタ３０ａは、経年劣化等によって断線が生じてしまうことがある。
【００５３】
そのような断線がセル３０の有する２本のインターコネクタ３０ａの一方に生じた場合、図５に示すように、本来、その断線が生じたインターコネクタ３０ａに流れるはずであった電流は、断線が生じていないインターコネクタ３０ａに流入してしまう。
【００５４】
その結果、断線が生じていないインターコネクタ３０ａには、本来許容できる電流以上の電流が流れ、発熱する。そして、この状態が長く続くと、その熱によって、断線が生じていないインターコネクタ３０ａが劣化し、そのインターコネクタ３０ａでも断線が生じてしまう。
【００５５】
また、モジュール３に含まれるいずれかのセル３０のインターコネクタ３０ａに断線が生じ、複数のセルからなるストリングから流れる電流が増加又は減少した場合には、そのストリングに接続されているバイパスダイオード３１によって、そのストリングが他のストリングから電気的に絶縁される。
【００５６】
しかし、その状態で修理等の適切な処理が行われずに時間が経過すると、バイパスダイオード３１が電流によって発生する熱等によって破損し、絶縁されていたストリングが、再度、他のストリングと電気的に接続されてしまう。
【００５７】
その結果、絶縁されていたストリング（すなわち、インターコネクタ３０ａに断線が生じているセル３０）に、他のストリングからの電流が流れ込み、そのストリング全体に発熱が生じることになる。その後、火災等が生じるおそれもある。
【００５８】
そのため、モジュール３の検査では、モジュール３に含まれる各セル３０のインターコネクタ３０ａに断線が生じていないかを検査することが重要となる。
【００５９】
そこで、図３に示すように、検査装置１は、モジュール３の表面上をセル３０のインターコネクタ３０ａに沿って走行しつつ、インターコネクタ３０ａの断線を検査している。
【００６０】
具体的には、図６に示すように、検査するインターコネクタ３０ａの上に磁気センサ１３を位置させつつ、その左右の領域に対して、磁気センサ１３を挟み込むように配置されている光源１２（第１光源１２ａ及び第２光源１２ｂ）で、検査用の光を照射する。
【００６１】
そして、検査用の光によって生じた電流によってインターコネクタ３０ａの周囲に発生した磁界を、磁気センサ１３で検知する。
【００６２】
その検知された電流に基づいて、入出力端末２（図２参照）が、セル３０の破損を判定する。
【００６３】
このように、検査装置１では、検査対象とするセル３０に光源１２からの光を照射するとともに、その照射された光によってインターコネクタ３０ａに流れる電流を検出している。すなわち、モジュール３から送出する電力を利用する必要がない。
【００６４】
そのため、セル３０で発電が行われない状態（例えば、夜間）であっても検査を行うことができる。また、検査対象となっているセル３０を備えたモジュールを発電系統から切り離す必要がない。
【００６５】
また、検査装置１では、制御ユニット１１の光源制御部１１ｂが、光源１２を所定の周期で発光させているので、インターコネクタ３０ａに流れる電流もその周期に対応して変化する。
【００６６】
そのため、検査のために光源１２から照射された光で発生する電流は、他の光で発生する電流と明確に区別することができるものとなる。その結果、セル３０で発電が行われている状態（例えば、日中）であっても、他の光によって発生する電流に影響されることなく、セル３０を精度よく検査することができる。
【００６７】
例えば、検査装置１は、モジュール３の端子箱の近傍であっても、端子箱内部に流れる電流の影響を受けない。そのため、端子箱近傍に存在するセル３０も、精度よく検査することができる。
【００６８】
したがって、検査装置１によれば、発電状態に関わらず、精度よくセル３０を検査することができる。
【００６９】
なお、検査装置１では、光源１２を、インターコネクタ３０ａの延在する方向と交わる方向で、磁気センサ１３を挟むようにして配置している。
【００７０】
具体的には、図６に示すように、第１光源１２ａが、インターコネクタ３０ａの一方側の領域（図６で左側の領域）にのみ光を照射するように配置され、第２光源１２ｂが他方側の領域（図６で右側の領域）にのみ光を照射するように配置されている。
【００７１】
そのため、図６に×印で示したように、インターコネクタ３０ａの他方側の領域のみに断線が生じていた場合であっても、検査装置１がその断線箇所に対応する位置まで移動した際には、第１光源１２ａからの光によって、一方側の領域で電流が発生させられる。
【００７２】
その結果、その断線箇所に対応する位置では、インターコネクタ３０ａに流れる電流が他の位置よりも小さくなるので、セル３０全体ではなく、セル３０の一部において不具合が生じていることを検知することができる。これにより、検査装置１の使用者は、そのセル３０は早めの交換をするべきである等の判断をすることができる。
【００７３】
以上、図示の実施形態について説明したが、本発明はこのような形態に限られるものではない。
【００７４】
例えば、上記実施形態では、走行体に制御ユニット１１（すなわち、光源制御部１１ｂ）、光源１２及び磁気センサ１３を搭載している。しかし、本発明の検査装置はそのような光源制御部、光源又は磁気センサを走行体とは別個に設けてもよい。
【００７５】
また、上記実施形態では、検査装置１は、クローラ１６を用いた走行体を備え、自走可能に構成されている。しかし、本発明の太陽電池セル検査装置は、クローラを用いた走行体を備えたものに限定されるものではない。例えば、検査装置１を手動で移動させてもよいし、Ｘ−Ｙステージに取り付けて移動させてもよい。
【００７６】
また、上記実施形態では、一対の光源１２を、インターコネクタ３０ａの延在する方向と交わる方向で、磁気センサ１３を挟むようにして配置している。しかし、本発明の太陽電池セル検査装置は、一対の光源をそのように配置するものに限定されるものではない。例えば、光源を１つだけ配置してもよいし、３つ以上の光源を配置するようにしてもよい。また、その配置位置も適宜変更してよい。
【符号の説明】
【００７７】
１…検査装置（太陽電池セル検査装置）、２…入出力端末、３…モジュール、１０…基体、１１…制御ユニット、１１ａ…送受信部、１１ｂ…光源制御部、１１ｃ…高さ制御部、１１ｄ…移動制御部、１１ｅ…増幅回路、１１ｆ…電流検出部、１２…光源、１２ａ…第１光源、１２ｂ…第２光源、１３…磁気センサ（センサ）、１４…高さ調節機構、１５…無線モジュール、１６…クローラ、１６ａ…駆動プーリ、１６ｂ…従動プーリ、１６ｃ…履板、１７…モータ、３０…セル（太陽電池セル）、３０ａ…インターコネクタ、３０ｂ…フィンガー電極、３１…バイパスダイオード、３２…保護材。
【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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