(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光起電力素子を複数直列接続して構成した光起電力モジュールの特性検査方法において、
特性検査用の光の照射領域を前記光起電力モジュールの少なくとも受光面上で前記直列接続の方向に相対的に移動させ、１つの光起電力素子の光起電圧が出力されている状態と２つの光起電力素子の光起電圧が加算されて出力されている状態からなる交互に電圧の高低が発生する滑らかな連続する電圧波形を得、該電圧波形に現れる複数の極小値、及び前記極小値の間隔を利用して求めた光起電力モジュール両端の光起電力素子の光起電圧値とのうちの最小値と、予め定めた閾値とを比較することによって良否判定を行うことを特徴とする光起電力モジュールの特性検査方法。
【請求項２】
光起電力素子を複数直列接続して構成した光起電力モジュールの特性検査方法において、
測定補助用光起電力モジュールを、前記光起電力モジュールの陽極と陰極に１つずつ直列接続すると共に前記光起電力モジュール両端の光起電力素子に隣接して配置し、
特性検査用の光の照射領域を前記光起電力モジュール及び前記測定補助用光起電力モジュールの少なくとも受光面上で前記直列接続の方向に相対的に移動させ、１つの光起電力素子の光起電圧が出力されている状態と２つの光起電力素子の光起電圧が加算されて出力されている状態からなる交互に電圧の高低が発生する滑らかな連続する電圧波形を得、該電圧波形の極小値の最小値と、予め定めた閾値とを比較することによって良否判定を行うことを特徴とする光起電力モジュールの特性検査方法。
【請求項３】
前記特性検査用の光の照射領域は、光照射領域の進行方向長さをＡ、単一の光起電力素子の直列方向長さをＣとした時に、
Ａ  ≦  Ｃ
なる関係を満たす形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の光起電力モジュールの特性検査方法。
【請求項４】
光起電力素子を複数直列接続して構成した光起電力モジュールの特性検査装置において、
特性検査用の光照射器と、
前記光照射器からの光の照射領域を前記光起電力モジュールの少なくとも受光面上で前記直列接続の方向に相対的に移動させる駆動手段と、
前記光照射領域の移動により得られた、１つの光起電力素子の光起電圧が出力されている状態と２つの光起電力素子の光起電圧が加算されて出力されている状態からなる交互に電圧の高低が発生する滑らかな連続する電圧波形に現れる、複数の極小値、及び前記極小値の間隔を利用して求めた光起電力モジュール両端の光起電力素子の光起電圧値とのうちの最小値と、予め定めた閾値とを比較することによって良否判定を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とする光起電力モジュールの特性検査装置。
【請求項５】
光起電力素子を複数直列接続して構成した光起電力モジュールの特性検査装置において、
前記光起電力モジュールの陽極と陰極に１つずつ直列接続すると共に前記光起電力モジュール両端の光起電力素子に隣接して配置された測定補助用光起電力モジュールと、
特性検査用の光照射器と、
前記光照射器からの光の照射領域を前記光起電力モジュール及び前記測定補助用光起電力モジュールの少なくとも受光面上で前記直列接続の方向に相対的に移動させる駆動手段と、
前記光照射領域の移動により得られた、１つの光起電力素子の光起電圧が出力されている状態と２つの光起電力素子の光起電圧が加算されて出力されている状態からなる交互に電圧の高低が発生する滑らかな連続する電圧波形の、極小値の最小値と、予め定めた閾値とを比較することによって良否判定を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とする光起電力モジュールの特性検査装置。
【請求項６】
前記光照射器からの光の照射領域は、光照射領域の進行方向長さをＡ、単一の光起電力素子の直列方向長さをＣとした時に、
Ａ  ≦  Ｃ
なる関係を満たす形状であることを特徴とする請求項４または５に記載の光起電力モジュールの特性検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光起電力モジュールの特性検査方法及び装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
光起電力素子を応用した太陽電池は、火力発電、水力発電などの既存発電方法の問題を解決する代替エネルギー源として注目されている。とりわけ、アモルファスシリコン太陽電池は結晶系の太陽電池に比較して低コストで、大面積の太陽電池が製造できるため、各種の研究がなされている。
【０００３】
このアモルファスシリコン太陽電池を実用化するに当たり重要な技術課題は、光電変換効率を向上させることと、生産上の歩留まりを向上させること、更には屋外などで使用する場合、長期信頼性を確保することであり各種の検討がなされている。そしてこれらを改善するために、各種特性の測定技術が検討されている。中でも生産管理上、光起電力素子の検査方法を確立することが必要とされている。特に、太陽電池特性の良否以外にアモルファスシリコン太陽電池のように巨視的な欠陥と極微な欠陥が混在する光起電力素子の場合、シャント位置を把握する検査方法を生産工程に導入し、光起電力素子の初期及び長期信頼性に関する情報を逐次把握することが、良好な特性の太陽電池を作成する際の鍵である。
【０００４】
モジュール化される前の光起電力素子の良否を判定する最も簡便な方法としては、暗状態での漏れ電流を測定し、シャント抵抗を算出することで行える。シャント抵抗は、前記漏れ電流を表す数値であり、同時に光起電力素子として成膜された膜質の良否、製造工程での不具合の有無等を判定することが可能である。光起電力素子のシャント抵抗の測定方法及び装置については、特開平９−１８６２１２号公報に開示されている。この方法は、蛍光灯を使用した低い照度の光をモジュール化前の光起電力素子に照射し、そのときに発生する光起電圧を測定し、シャント抵抗値を判断する方法である。
【０００５】
次に、光起電力素子やモジュールの電圧・電流特性を調べる場合に最も正確な方法としてはキセノンランプ等を光源とするソーラーシミュレーターを用いて、光起電力素子やモジュールに接続される電子負荷を連続的に可変することにより、前記特性を測定する方法がある。また、暗状態での比較的簡便な特性測定方法としてはダイオードやトランジスタ等の電圧・電流特性を観測するカーブトレーサーを用いて前記特性をブラウン管上に映し出し、この輝線から特性を読み取る方法等が行われている。
【０００６】
アモルファスシリコン太陽電池については、大面積化が可能なため屋根材一体型モジュール等に好適に利用されている。屋根材と一体化することにより従来の施工方法が使用できまた施工費用の増加も押さえられる。前記モジュールは、屋根材としての機能を兼ね備えるため大型化する傾向にある。このような大型の光起電力モジュールの測定を行う方法としては、晴天時に屋外で電子負荷を接続し電圧・電流特性を測定する方法やメタルハライドランプやキセノンランプを連ねた擬似太陽光光源下での電圧・電流特性を測定する方法、特開平１１−３４０４８８号公報に開示されているような分割測定等の方法がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、光起電力モジュールの特性測定方法は、幾つか提案及び実施されている。しかし、前述したような光源を用いる特性測定方法では、光起電力モジュールが大型化するにつれて出荷形態に合致した大型の光源が必要となった。さらに、大型モジュールの特性測定を実現するためには、複数の拡散板付きの光源を連ねた擬似太陽光光源を使用することになるが、大面積の光照射面の光量バラツキ管理、スペクトル管理、光源用ランプの劣化等の維持管理、ランプからの発熱に対応するための冷却設備や光隔壁等が必要となった。その結果、設備費用や電気料金、保守点検費用が莫大なものとなり生産コストの上昇を伴った。また、１ｋＷ／ｍ2もの光量下で人間が作業を行う場合、網膜保護のためにサングラス等の保護具の常着が前提となり、実際の生産現場では好ましくない作業形態であった。また、クリーンルーム等の特殊作業を除き隔壁に囲まれた密室である作業場を設けることは、工場の生産現場管理上において好ましくない作業形態であった。
【０００８】
晴天時に屋外へモジュールを持ち出し測定する屋外測定も特性測定方法の一つとして考えられるが、当然のごとく、この特性測定方法は天候に左右されるため生産計画として盛り込むことには難点があった。また、大量生産される大型モジュールを屋内外に搬出搬入する作業には大変な手間がかかり、実験的測定を除き実際の生産現場で実施されることは無かった。
【０００９】
大型モジュールの正確な特性測定方法としては、特開平１１−３４０４８８号公報に開示されているようなソーラーシミュレーターを用いた分割測定方法があるが、光起電力素子の電圧・電流特性を測定している間は、光源と光起電力素子との相対的な移動が停止している必要があり生産タクトが低下してしまうという課題があった。さらに特性測定には、個々あるいは複数の光起電力素子の受光面と光源との位置決めが必要となるが、短い間隔で直列接続されモジュール化された光起電力素子の境界を検出し確実に位置決めを行うことは、装置的に困難であった。
【００１０】
生産工程管理上、工程の状態及び製品の状態を把握する方法としては、前述した特開平９−１８６２１２号公報に開示されている低照度下でのシャント抵抗測定が非常に簡単で効果的であるが、直列接続され樹脂等で封止されているモジュールでは個々の光起電力素子に対しプローブ等を用いて光起電力を測定することは不可能なため、樹脂封止後の光起電力素子単体の良否判定が不可能であった。
【００１１】
さらに、前述した大型モジュールの特性測定方法でも、個々の光起電力素子がすでに直列化されていること及び１ｋＷ／ｍ2の定常光量下で測定するため光起電力素子の簡便な良否判定を行うための暗状態でのシャント抵抗を測定することは不可能であった。
【００１２】
本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑み、光起電力モジュールの簡便で安価な特性検査方法及び装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するために鋭意研究した結果、以下の特性検査方法及び装置を発明するに到った。
【００１４】
第１に、光起電力素子を複数直列接続して構成した光起電力モジュールの特性検査方法において、特性検査用の光の照射領域を前記光起電力モジュールの少なくとも受光面上で前記直列接続の方向に相対的に移動させ、１つの光起電力素子の光起電圧が出力されている状態と２つの光起電力素子の光起電圧が加算されて出力されている状態からなる交互に電圧の高低が発生する滑らかな連続する電圧波形を得、該電圧波形に現れる複数の極小値、及び前記極小値の間隔を利用して求めた光起電力モジュール両端の光起電力素子の光起電圧値とのうちの最小値と、予め定めた閾値とを比較することによって良否判定を行うことを特徴とする。
【００１６】
第２に、光起電力素子を複数直列接続して構成した光起電力モジュールの特性検査方法において、測定補助用光起電力モジュールを、前記光起電力モジュールの陽極と陰極に１つずつ直列接続すると共に前記光起電力モジュール両端の光起電力素子に隣接して配置し、特性検査用の光の照射領域を前記光起電力モジュール及び前記測定補助用光起電力モジュールの少なくとも受光面上で前記直列接続の方向に相対的に移動させ、１つの光起電力素子の光起電圧が出力されている状態と２つの光起電力素子の光起電圧が加算されて出力されている状態からなる交互に電圧の高低が発生する滑らかな連続する電圧波形を得、該電圧波形の極小値の最小値と、予め定めた閾値とを比較することによって良否判定を行うことを特徴とする。
【００１８】
さらに、前記第１から第２の特性検査方法において、前記特性検査用の光の光照射領域は、光照射領域の進行方向長さをＡ、単一の光起電力素子の直列方向長さをＣとした時に、
Ａ  ≦  Ｃ
なる関係を満たす形状であることを特徴とする。
【００１９】
次に、上記特性検査方法を実現する為の装置としては、
第３として、光起電力素子を複数直列接続して構成した光起電力モジュールの特性検査装置において、特性検査用の光照射器と、前記光照射器からの光の照射領域を前記光起電力モジュールの少なくとも受光面上で前記直列接続の方向に相対的に移動させる駆動手段と、前記光照射領域の移動により得られた、１つの光起電力素子の光起電圧が出力されている状態と２つの光起電力素子の光起電圧が加算されて出力されている状態からなる交互に電圧の高低が発生する滑らかな連続する電圧波形に現れる、複数の極小値、及び前記極小値の間隔を利用して求めた光起電力モジュール両端の光起電力素子の光起電圧値とのうちの最小値と、予め定めた閾値とを比較することによって良否判定を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２１】
第４に、光起電力素子を複数直列接続して構成した光起電力モジュールの特性検査装置において、前記光起電力モジュールの陽極と陰極に１つずつ直列接続すると共に前記光起電力モジュール両端の光起電力素子に隣接して配置された測定補助用光起電力モジュールと、特性検査用の光照射器と、前記光照射器からの光の照射領域を前記光起電力モジュール及び前記測定補助用光起電力モジュールの少なくとも受光面上で前記直列接続の方向に相対的に移動させる駆動手段と、前記光照射領域の移動により得られた、１つの光起電力素子の光起電圧が出力されている状態と２つの光起電力素子の光起電圧が加算されて出力されている状態からなる交互に電圧の高低が発生する滑らかな連続する電圧波形の、極小値の最小値と、予め定めた閾値とを比較することによって良否判定を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２３】
さらに、前記第３から第４の特性検査装置において、前記光照射器からの光照射領域は、光照射領域の進行方向長さをＡ、単一の光起電力素子の直列方向長さをＣとした時に、
Ａ  ≦  Ｃ
なる関係を満たす形状であることを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明に係わる光起電力モジュールの特性検査方法及び装置の実施の形態を図を用いて説明する。図１及び図２は、本発明の光起電力モジュールの特性検査方法を行うに好適な装置を示す模式図であり、これらの図に示す装置は本発明の特性検査装置の具体的な実施形態でもある。
【００２５】
図１において、１０１は光起電力モジュール、１０２は光源部、１０３は遮光部、１０４はガイドレール、１０５は駆動装置、１０６はローラーコンベア、１０７は動力伝達手段、１０８は外装箱、１０９はコネクター、１１０はＡ／Ｄ変換器、１１１はコンピューター、１１２はスプロケット、１１３及び１１４はリミットセンサー、１１５は固定装置である。光源部１０２、遮光部１０３は本発明の光照射器の一実施形態を構成するものであり、コンピューター１１１は本発明の制御手段の一実施形態である。
【００２６】
以下、各構成部材のより詳細な説明と、動作の説明を示す。
【００２７】
まず、光起電力モジュールの特性検査装置内への配置までの動作を説明する。
【００２８】
検査対象である光起電力モジュール１０１は、ローラーコンベア１０６の上を転がりながら外装箱１０８に搬入される。光起電力モジュール１０１は、図１の右側から装置搬入され、特性測定後、図１の左側に搬出される。光起電力モジュール１０１の装置への搬入搬出の方向は、製造ラインの組み方により、前記の右から左へ搬入搬出する方式や右から搬入し右に搬出する方式を適時選択する。
【００２９】
ローラーコンベア１０６は、作業者が光起電力モジュール１０１を手で引きながら、あるいは押しながら搬送できる単なるコロでも自動搬送用のベルトコンベアやシフター等でもよい。一般的に光起電力モジュール１０１の裏面にはジャンクションボックスや接続ケーブルが配備されているため、ローラーコンベア１０６はこれの部位が通過する個所を避けて配置する。自動搬送の場合は、エアシリンダー等で上下する突き当てピン等を設け搬送される光起電力モジュール１０１が突き当たるようにし、光起電力モジュール１０１が測定位置に到着した場合、搬送を自動停止するようにする。
【００３０】
外装箱１０８は、光起電力モジュール１０１に室内光が入射しないようにするための暗箱であり、内外装及び内装部材を艶消しの黒色塗料等で塗装し反射光が発生しないようにしておくことが好ましい。また、外装箱１０８の光起電力モジュール１０１の搬入搬出口と側面の一部は、光起電力モジュール１０１の搬入の確認や光源部１０２の光量確認や位置合わせ等の作業を考慮して開口しており、特性測定時には開口部を暗幕等を使用したカーテン状のもの等で遮光し迷光が入射しないようにすることが好ましい。
【００３１】
光起電力モジュール１０１を特性測定位置に搬入後、磁気吸着や真空吸着等による固定装置１１５で固定し、光起電力モジュール１０１の陽・陰極端子とＡ／Ｄ変換器１１０の入力端子をコネクター１０９で接続する。
【００３２】
例えば、１０直列の光起電力素子で構成される光起電力モジュール１０１を測定する場合、光源部１０２の光照射部を光起電力モジュール１０１の１直列目の光起電力素子上に位置決めする（本明細書中では、直列接続した光起電力素子のそれぞれを、端から順に１直列目、２直列目と呼ぶこととする）。これは手動で行っても良いし、自動でリミットセンサー１１３によって行っても良い。
【００３３】
本発明における光照射器は、特性検査に適した照度を与え、その光照射領域の進行方向長さが、単一の光起電力素子の直列方向長さよりも短いものであれば特に制限無く使用することができる。
【００３４】
図１２を用いて光照射領域を説明する。図１２は、１０直列の光起電力モジュール上を、光の照射領域（斜線部）が左から右に移動していく様子を表しており、図中Ａは光照射領域の進行方向長さ、Ｂは光照射領域の進行方向幅、Ｃは単一の光起電力素子の直列方向長さ、Ｄは単一の光起電力素子の直列方向幅を示している。ここで、光照射領域は、Ａ≦Ｃの関係を満たせば、特に制限無く使用することができるが、単一の光起電力素子全体の光起電圧をデータとして取得する意味では、Ａ＝ＣかつＢ≧Ｄであることが好ましい。
【００３５】
図１２には、光照射領域と単一の光起電力素子（各光起電力素子には１〜１０の番号を付している。）の大きさ関係を数例示したものであるが、図中（ａ）から（ｄ）は光起電力素子が非晶質や多結晶のような四角形状の場合を示したものであり、（ｅ）は単結晶のような円形の場合を示している。
【００３６】
また光照射領域に関しては、（ａ）はＡ＜ＣかつＢ＜Ｄの場合、（ｂ）はＡ＜ＣかつＢ＞Ｄの場合、（ｃ）はＡ＝ＣかつＢ＝Ｄの場合、（ｄ）はＡ＜ＣかつＢ＜Ｄで、円形の場合、（ｅ）はＡ＝Ｃ、Ｂ＞Ｄの場合を表している。このように、光照射領域に関しては、上記条件を満たしていれば、様々なバリエーションのものを用いることが可能である。
【００３７】
光源部１０２の光照射開口部は、暗幕や黒色のブラシ等で形成される遮光部１０３により、隣接する光起電力素子への漏れ光を防止する。光源部１０２は、図３に示すように、光漏れを防止する外箱３０４、蛍光灯等の光源３０１、白色のアクリル樹脂等からなる拡散板３０２、隣接する光起電力素子への漏れ光を防止する遮光部３０３により構成する形態が好ましい形態として挙げられる。外箱３０４は、艶消しの黒色塗料等で塗装し反射光が発生しないようにしておく。光源３０１は、蛍光灯や白熱電球等の一般的で安価な光源が使用できるが、部品寿命や経時変化及び発熱等を考慮して蛍光灯を使用するほうが望ましい。使用する蛍光灯は、そのスペクトル特性が太陽光に比較的近くショールームの商品照明等で使用されている白色光の色調見本用がより望ましい。光源３０１は光照射部への光量斑が最小となるよう、図３に示すように２つ以上配置することが望ましい。また、光源３０１の上部に反射板３０５を配置してもよい。光源３０１は、光量の微調整ができるようにインバーター等で調光できるようにする。また、前記光源３０１は直流点灯にしてもよい。拡散板３０２は、白色のアクリル樹脂やスリガラス等の板を用い光源３０１からの光を光照射面に対し均一になるよう拡散させる。また、拡散板は、複数枚重ねることにより大まかな光量調整にも利用できる。
【００３８】
次に、光源部１０２からの光により光起電力モジュール１０１が発生する連続する光起電圧の特性測定動作について説明する。
【００３９】
作業者が操作するコンピューター１１１からの指令により駆動される駆動装置１０５の動力をチェーンやベルト等の動力伝達手段１０７を介して光源部１０２に伝達することにより、光源部１０２は図１の光起電力モジュール１０１上を左から右に一定の速度で掃引する。なお、動力伝達手段１０７がチェーンであれば１１２はスプロケットであるが、１０７がベルトであれば１１２はプーリーとなる。
【００４０】
ガイドレール１０４は、光源部１０２の掃引動作を保持するための部材である。
【００４１】
光源部１０２の光起電力モジュール１０１の受光エリア上での掃引動作終了はリミットセンサー１１４にて検知し、コンピューター１１１に通知する。リミットセンサー１１４は、光起電力モジュール１０１の最右端の光起電力素子の真上に光源部１０２が到達した場合に動作するようあらかじめ設置しておく。
【００４２】
コンピューター１１１は、リミットセンサー１１４からの通知により光源部１０２の掃引動作終了を認識し駆動装置１０５を停止する。光源部１０２の移動中に光起電力モジュール１０１から発生する光起電圧は、Ａ／Ｄ変換器１１０を介してデジタルデーターに変換されコンピューター１１１の記憶装置に記録すると同時に表示装置に図４に示すようなグラフにして表示し作業者の確認用にする。前記デジタルデーターは、工程検査記録として、光磁気ディスク等の記録媒体に保存保管してもよいし、表示装置に表示されるグラフを、プリンター等により紙面上に印刷し保存保管してもよい。
【００４３】
ここで、本発明の光起電力モジュールの特性検査方法の主要部分を説明する。
【００４４】
図４は、１０直列の光起電力素子で構成される光起電力モジュール１０１を、単一の光起電力素子形状と同じ照射領域を有する光源を用いて特性測定した結果である。図４（ａ）は、光照射領域を１直列目の真上から１０直列目の真上まで掃引した場合、図４（ｂ）は、（ａ）よりも少し長い距離を掃引した場合を示している。図４のグラフにおいて、横軸は光源部１０２の移動距離あるいは移動時間を示し、縦軸は光源部１０２からの光照射により光起電力モジュール１０１が発生した連続する光起電圧を示す。図４のグラフにおいてＡ点は、光源部１０２が光起電力モジュール１０１に内蔵される１つの光起電力素子の真上に存在する状態、言い換えると１つの光起電力素子のみに光照射されている状態で、前記１つの光起電力素子の光起電圧が出力されている状態を示す。Ｂ点は光源部１０２が光起電力モジュール１０１に内蔵される隣接する２つの光起電力素子を跨いで存在している状態、言い換えると２つの光起電力素子に光照射されている状態で、前記２つの光起電力素子の光起電圧が加算されて出力されている状態を示す。このように光源部１０２の掃引動作により、光起電力モジュール１０１からの光起電圧出力は、図４に示すように交互に電圧の高低が発生する滑らかな連続する電圧波形となる。
【００４５】
光源部１０２が、光起電力モジュール１０１上を定速度で掃引すると、図４に示す電圧波形のピークであるＡ点は、両端の光起電力素子以外は極小値として一定間隔で現れる。これは、光起電力モジュール１０１が、同型の光起電力素子同士で直列配列されていることに起因する。つまり、前記一定の間隔は、光起電力素子の長さを現していることになる。また、電圧波形のＸ軸（横軸）上のピーク位置は、電圧波形を微分することで得られる。言い換えると、前記デジタルデーターをコンピューター１１１で数値計算処理することにより前記一定間隔の値を求めることができる。よって、特性測定によって得られたデジタルデーターから、コンピューター１１１のプログラムで、前記光起電力素子の長さを算出すると、ピークとして現れなかった両端の光起電力素子の光起電圧値を前記デジタルデーターから検索することができ、よっては全ての光起電力素子の光起電圧値を算出することができる。
【００４６】
この場合の良否判定としては、掃引動作によって得られた複数の極小値、及び極小値間隔を利用して求めた両端の光起電力素子の光起電圧値とのうちの最小値と、予め定めた閾値とを比較すればよい。
【００４７】
閾値はシャント抵抗値から決まる光起電圧値で、図６に示すような光起電力素子のシャント抵抗対光起電圧特性を実験等によりあらかじめ求めておき、必要なシャント抵抗値から必要な光起電圧値を求め、閾値を決定する。図６は異なる照度の光照射条件下において、様々なシャント抵抗値を持つ非晶質系光起電力素子に対する光起電圧値をプロットした特性である。
【００４８】
光源部１０２により光起電力モジュール１０１へ照射される光の照度は、特開平９−１８６２１２号公報（特に図６参照）に開示されている照度対光起電圧特性や、一般的に入手可能で安価な光源１０２の種類や発熱及び放熱等を考慮して５０乃至５０００Ｌｕｘが好ましい。光源部１０２の照度は、特性測定する結晶系や多結晶系及び非晶質系等の光起電力素子の種類や感度等によって前記照度の範囲内で適時設定すればよいが、暗すぎる場合は前記電圧波形が平坦となり、明るすぎる場合は測定される各光起電力素子の光起電圧が飽和状態となり、個々の光起電力素子の光起電圧値である極小値の判別や比較が困難になるので注意が必要である。また、光起電力モジュール１０１を構成する光起電力素子が非晶質系の場合、光源１０２の照度が１５０Ｌｕｘ以下では光起電圧値が低いこと、３００Ｌｕｘ以上では光起電圧の変化が急激であることから電圧測定の分解能が低下する。このため、光起電力モジュール１０１を構成する光起電力素子が非晶質系の場合は、光源１０２の照度は１５０乃至３００Ｌｕｘであることがより好ましい。
【００４９】
コンピューター１１１は、上記のようにして求めた光起電圧値やそれらの最小値を前記閾値と比較し光起電力モジュール１０１の良否判定を行い、その結果を表示装置に表示し、作業者に通知する。
【００５０】
図１において、特性測定終了後、コンピューター１１１は、駆動装置１０５を動作させ、光源部１０２をリミットセンサー１１３で指示される初期位置に復帰させ、次の測定に備える。作業者はコネクター１０９を取り外し、固定装置１１５を開放し、光起電力モジュール１０１を図１の左方向へ搬出する。
【００５１】
また、以下に述べるような方法を用いると、光起電力モジュールの全ての光起電力素子の光起電圧値が極小値として現れる為、光起電力素子の間隔等を測定する必要がなく、処理時間を短縮し、タクトを向上することができる。
【００５２】
この方法に関しては、図２を用いて説明する。図２において、２０１は光起電力モジュール、２０２は光源部、２０３は遮光部、２０４はガイドレール、２０５は駆動装置、２０６はローラーコンベア、２０７は動力伝達手段、２０８は外装箱、２０９はコネクター、２１０はＡ／Ｄ変換器、２１１はコンピューター、２１２はスプロケット、２１３及び２１４はリミットセンサー、２１５及び２１６は測定補助用光起電力モジュール、２１７は固定装置である。
【００５３】
図２に示すように測定補助用光起電力モジュール２１５、２１６を特性測定する光起電力モジュール２０１の両端に来るように設置し、さらに光起電力モジュール２０１と測定補助用光起電力モジュール２１５、２１６とをコネクター２０９を介して直列接続する。リミットセンサー２１３、２１４は、光源部２０２が測定補助用光起電力モジュール２１５、２１６も掃引できる位置にセットする。光源部２０２の初期位置は、測定補助用光起電力モジュール２１５と光起電力モジュール２０１端部の光起電力素子を跨ぐ状態にする。
【００５４】
前記の状態から、光源部２０２を掃引させると図５に示すような連続する電圧波形が得られる（図５においては、測定補助用光起電力モジュールをＸ、Ｙで示している）。図５に示す連続する電圧波形は、１０直列の光起電力素子で構成された光起電力モジュール２０１の両端に、測定補助用光起電力モジュールＸ、Ｙを追加し合計１２直列とした場合の電圧波形である。特性測定の原理は、図１を用いて説明したものと同様であり、単純に１０直列が１２直列に増えただけである。図５において光起電力モジュール２０１の１直列目と１０直列目の光起電力素子の光起電圧は、それぞれＣ点とＤ点になる。Ｃ点は最初に出現するピークであり、Ｄ点は１０番目に出現するピークである。これらピークのＸ軸上の位置は、前述したようにコンピューター２１１のプログラムでデジタルデーターを微分することで得られるので容易に各光起電力素子の光起電圧が検索できる。このように、測定補助用光起電力モジュール２１５、２１６を使用することにより光起電力モジュール２０１両端の光起電力素子の光起電圧を測定可能となる。
【００５５】
この場合、取得した前記デジタルデーターと閾値との最も簡便な比較方法としては、前記デジタルデーターの最小値を求め閾値と比較すればよい。この方法では、大量のデジタルデーターを記憶保存しておく必要は無く、Ａ／Ｄ変換器２１０から順次送られてくる光起電圧値をコンピューター２１１のプログラムにより逐次比較し、Ｎ回目のサンプリングタイミングで得た値と（Ｎ＋１）回目のサンプリングタイミングで得た値の低い方の光起電圧値を記憶し、測定動作終了後に閾値と比較するだけでよい。
【００５６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図を用いて説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００５７】
（実施例１）
大きさ２４ｃｍ×３５ｃｍの光起電力素子２０直列で構成される光起電力モジュール１０１の特性測定を実施した。
【００５８】
図１に示す光源部１０２の光照射開口部は、光起電力素子の大きさと同じ２４ｃｍ×３５ｃｍとし、光源部１０２内に配置した光源である色調見本用白色蛍光灯を点灯させ、照度を安定させるため約３０分間保持した。光源部１０２は、図３に示す構成とした。約３０分後、照度計を用いて光源部１０２の照度を測定しながら、照射面全域が約２００Ｌｕｘになるようインバーターを用いて調整した。
【００５９】
本装置の制御用コンピューター１１１の電源を投入し、特性検査プログラムを起動させた。検査規格は、０．５Ｖとし特性検査プログラムに閾値として入力した。
【００６０】
光起電力モジュール１０１を手動で本発明の装置に搬入し、電磁石を用いた固定装置１１５にて装置内に固定した。光起電力モジュール１０１とＡ／Ｄ変換器１１０をコネクター１０９で接続した。光源部１０２を光起電力モジュール１０１の１直列目の光起電力素子の真上にくるように手動で位置決めした。外装箱１０８に付属の暗幕カーテンで外装箱１０８の開口部を遮光した。
【００６１】
特性検査プログラムを操作し、駆動装置１０５及び動力伝達手段１０７で光源部１０２を掃引動作させ特性を測定した。測定終了と同時にビープ音をコンピューター１１１が発し、測定が終了したことを告げた。また、測定終了と同時に光源部１０２は、駆動装置１０５及び動力伝達手段１０７により自動的に初期位置に戻った。外装箱１０８に付属の遮光用暗幕カーテンを開放し、コネクター１０９を取り外した。電磁石を用いた固定装置１１５の電源を遮断し、光起電力モジュール１０１の固定を解除した。ローラーコンベア１０６上の光起電力モジュール１０１を手動で外装箱１０８の外へ搬送し、検査を終了した。
【００６２】
コンピューター１１１の表示装置に表示された測定結果は、図７に示すような結果となり２０個の光起電力素子の光起電圧値は、すべて０．５Ｖを上回り良品との判定がなされた。また、光起電力モジュール１０１の装置への搬入搬出を含めた測定作業時間は約３分であった。
【００６３】
（実施例２）
実施例１と同様に大きさ２４ｃｍ×３５ｃｍの光起電力素子２０直列で構成される光起電力モジュール１０１の特性測定を実施した。
【００６４】
本例においては、リミットセンサー１１３と１１４は、光起電力モジュール１０１の受光エリアの両端よりも１０ｃｍづつ外側にずらして設置し、初期の位置合わせにおいて光源部１０２の光照射部が光起電力モジュール１０１の１直列目の光起電力素子の１０ｃｍ程度外側にくるように手動で置いた以外は、実施例１と同様にして実施した。
【００６５】
コンピューター１１１は、得られた光起電圧のデジタルデーターをもとに２直列目から１９直列目の光起電力素子の位置と光起電力素子単体の長さを求め、１直列目と２０直列目の光起電力素子の光起電圧値を検索した。この検索結果と２直列目から１９直列目の光起電圧値の結果から最小の光起電圧値を選択した。
【００６６】
コンピューター１１１の表示装置に表示された測定結果は、図８に示すような結果となり２０個の光起電力素子の光起電圧値は、すべて０．５Ｖを上回り良品との判定がなされた。
【００６７】
（実施例３）
図２に示す構成の特性検査装置を用いて実施例１と同様に大きさ２４ｃｍ×３５ｃｍの光起電力素子２０直列で構成される光起電力モジュール２０１の特性測定を実施した。
【００６８】
実施例１と同様に光源部２０２の照度を約２００Ｌｕｘになるように設定した。また、本装置の制御用コンピューター２１１の電源を投入し、特性検査プログラムを起動させた。検査規格値０．５Ｖと光起電力モジュール２０１の光起電力素子の直列数２０を特性検査プログラムに入力した。
【００６９】
測定補助用光起電力モジュール２１５と２１６を図２に示すように光起電力モジュール２０１の両端に配置されるように、あらかじめ設置した。
【００７０】
光起電力モジュール２０１を手動で本発明の装置に搬入し、電磁石を用いた固定装置２１７にて装置内に固定した。光起電力モジュール２０１とＡ／Ｄ変換器２１０をコネクター２０９で接続した。光源部２０２を光起電力モジュール２０１の１直列目の光起電力素子と測定補助用光起電力モジュール２１５を跨ぐ位置に手動で置いた。外装箱２０８に付属の暗幕カーテンで外装箱２０８の開口部を遮光した。
【００７１】
特性検査プログラムを操作し、駆動装置２０５及び動力伝達手段２０７で光源部２０２を掃引動作させ特性を測定した。測定終了と同時にビープ音をコンピューター２１１が発し、測定が終了したことを告げた。また、測定終了と同時に光源部２０２は、駆動装置２０５及び動力伝達手段２０７により自動的に初期位置に戻った。外装箱２０８に付属の遮光用暗幕カーテンを開放し、コネクター２０９を取り外した。電磁石を用いた固定装置２１７の電源を遮断し、光起電力モジュール２０１の固定を解除した。ローラーコンベア２０６上の光起電力モジュール２０１を手動で外装箱２０８の外へ搬送し、検査を終了した。
【００７２】
コンピューター２１１は、得られた光起電圧のデジタルデーターをもとに１直列目から２０直列目の光起電圧値の中で最小の光起電圧値を選択した。
【００７３】
コンピューター２１１の表示装置に表示された測定結果は、図９に示すような結果となり２０個の光起電力素子の光起電圧値は、すべて０．５Ｖを上回り良品との判定がなされた。
【００７４】
（実施例４）
実施例１と同様に光起電力モジュール１０１の特性測定を実施した。
【００７５】
測定終了と同時に警告音をコンピューター１１１が発し、測定が終了したこと及び検査結果がＮＧであることを告げた。
【００７６】
コンピューター１１１の表示装置に表示された測定結果は、図１０に示すような結果となり５直列目の光起電力素子の光起電圧値が０．１Ｖであり検査規格値である０．５Ｖを下回り不良品との判定がなされた。
【００７７】
この光起電力モジュール１０１を分解確認したところ５直列目の光起電力素子に取り付けられたバイパスダイオードが短絡していることが判明した。工程を調査したところ原因は工程内の半田付け作業における半田ブリッジであることがわかり直ちに対策を実施した。
【００７８】
（実施例５）
実施例２と同様に光起電力モジュール１０１の特性測定を実施した。
【００７９】
コンピューター１１１は、得られた光起電圧のデジタルデーターをもとに２直列目から１９直列目の光起電力素子の位置と光起電力素子単体の長さを求め、１直列目と２０直列目の光起電力素子の光起電圧値を検索した。この検索結果と２直列目から１９直列目の光起電圧値の結果から最小の光起電圧値を選択した。演算終了と同時に警告音をコンピューター１１１が発し、検査結果がＮＧであることを告げた。
【００８０】
コンピューター１１１の表示装置に表示された測定結果は、図１１に示すような結果となり１０直列目の光起電力素子の光起電圧値が０．１Ｖであり検査規格値である０．５Ｖを下回り不良品との判定がなされた。
【００８１】
この光起電力モジュール１０１を分解確認したところ１０直列目の光起電力素子のシャント抵抗が低いことが判明した。シャント個所を特定するために光起電力素子に通電し発熱させ赤外線カメラで確認したところ、発熱個所には、微小な傷が発見された。工程を調査したところ、前工程の製造装置に不具合が発生した時の生産品が混入したことがわかり直ちに対策を実施した。
【００８２】
【発明の効果】
本発明の光起電力モジュールの特性検査方法及び装置により光起電力モジュールの簡便で安価な特性検査が実現できる。また、生産工程での早期不良発見が可能となり、その結果、安価な太陽電池を安定に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光起電力モジュールの特性検査方法を行うに好適な装置を示す模式図である。
【図２】本発明の光起電力モジュールの特性検査方法を行うに好適な装置を示す模式図である。
【図３】本発明の光起電力モジュールの特性検査方法を行うに好適な装置の光源部を示す模式図である。
【図４】本発明の光起電力モジュールの特性検査装置での検査結果を示すグラフである。
【図５】本発明の光起電力モジュールの特性検査装置での検査結果を示すグラフである。
【図６】実施例に係わる光起電力素子の光起電圧とシャント抵抗の関係を示したグラフである。
【図７】実施例１に係わる光起電力モジュールの特性検査装置での検査結果を示すグラフである。
【図８】実施例２に係わる光起電力モジュールの特性検査装置での検査結果を示すグラフである。
【図９】実施例３に係わる光起電力モジュールの特性検査装置での検査結果を示すグラフである。
【図１０】実施例４に係わる光起電力モジュールの特性検査装置での検査結果を示すグラフである。
【図１１】実施例５に係わる光起電力モジュールの特性検査装置での検査結果を示すグラフである。
【図１２】光照射領域と単一の光起電力素子の大きさとの関係を表す図である。
【符号の説明】
１０１，２０１  光起電力モジュール
１０２，２０１  光源部
１０３，２０３，３０３  遮光部
１０４，２０４  ガイドレール
１０５，２０５  駆動装置
１０６，２０６  ローラーコンベア
１０７，２０７  動力伝達手段
１０８，２０８  外装箱
１０９，２０９  コネクター
１１０，２１０  Ａ／Ｄ変換器
１１１，２１１  コンピューター
１１２，２１２  スプロケット
１１３，１１４，２１３，２１４  リミットセンサー
１１５，２１７  固定装置
２１５，２１６  測定補助用光起電力モジュール
３０１  光源
３０２  拡散板
３０３  遮光部
３０４  外箱
３０５  反射板
【図１】
0004072374.tif 000002
【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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【図７】
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【図８】
0004072374.tif 000009
【図９】
0004072374.tif 000010
【図１０】
0004072374.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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