CN102472791B - 太阳能电池的评价方法、评价装置、维护保养方法、维护保养系统及太阳能电池模块的制造方法 - Google Patents

太阳能电池的评价方法、评价装置、维护保养方法、维护保养系统及太阳能电池模块的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够简便地评价太阳能电池的缺陷、特别是区别评价内因缺陷和外因缺陷的太阳能电池的评价方法及评价装置以及其利用。本发明的太阳能电池的评价装置对太阳能电池的缺陷进行评价，其中，包括：电流注入装置，对构成上述太阳能电池的太阳能电池元件沿正方向注入电流；发光检测装置，对通过从上述电流注入装置注入的电流从太阳能电池元件产生的发光中的波长800nm～1300nm的第一区域的光和波长1400nm～1800nm的第二区域的光进行检测；判定装置，以上述发光检测装置检测到的光中的上述第一区域的发光强度和第二区域的发光强度为指标，来区别内因缺陷和外因缺陷，因此能够简便地对太阳能电池的缺陷进行评价。

Description

太阳能电池的评价方法、评价装置、维护保养方法、维护保养系统及太阳能电池模块的制造方法
技术领域
本发明涉及简便地对太阳能电池的缺陷进行评价的太阳能电池的评价方法及评价装置以及其利用，特别是涉及通过向构成太阳能电池的太阳能电池元件注入电流且分析其时产生的发光特性而简便地对太阳能电池的缺陷进行评价的太阳能电池的评价方法及评价装置以及其利用。
背景技术
为了保护地球环境，太阳能的利用正在推进，在一般的大楼及家庭的屋顶或墙壁上也正在推进太阳能电池的铺设。在这种太阳能电池中，使用有利于大面积化的半导体的太阳能电池作为创造绿色能源的最优先备选而开发和制造正在快速进展。
但是，在太阳能电池的制造过程中，难免在太阳能电池上产生缺陷，在高效地制造高性能且高可靠性的太阳能电池这一点上存在课题。另外，即使在暂且设置完成的太阳能电池中，当在其使用过程中产生缺陷时，也会导致性能及可靠性下降。
目前，作为对上述的太阳能电池的缺陷进行检测、评价的方法，广泛使用例如，利用电子线及激光束测定所感应的电流及电压且分析少数载体扩散长度以及缺陷(粒界粒内)的方法、所谓的EBIC(Electron BeamInduced Current)及LBIC(Laser Beam Induced Current)。根据上述的EBIC及LBIC，能够测定太阳能电池的局部的电活化度及少数载体的扩散长度，且能够评价太阳能电池的转换效率及质量(非专利文献1)。另外，报道有利用红外光强度来分析通过对太阳能电池沿正方向加偏流而发出的热量的分布且进行短路检测的装置(非专利文献2)。另外，还报道有通过从基板背面照射强光且检测遗漏光来检测基板裂纹的技术(非专利文献3)。
发明者们还发现，在对太阳能电池沿正方向注入电流的情况下，即使在室温下的通常的载体注入条件下，也会观测到发光，然后开发出了通过分析其发光像来研究太阳能电池的缺陷的技术(专利文献1)。
可是，上述的太阳能电池的缺陷通常大致区分为内部要因引起的缺陷(内因缺陷)和外部要因引起的缺陷(外因缺陷)。内因缺陷是晶体缺陷、晶体重排以及晶界等太阳能电池的物理性能引起的缺陷，会给太阳能电池的功能带来影响，但对构成太阳能电池的材料的可靠性没有太大的影响。另一方面，外因缺陷是基板的裂纹(微裂纹等)、电极的破断、电极的接触不良等太阳能电池的机械缺陷，会给太阳能电池的可靠性以及生产太阳能电池时的生产能力利用率带来不良影响，因此成为用于高效地大量生产可靠性高的太阳能电池的决定性的要因。
这样，内因缺陷是使太阳能电池的性能下降的缺陷，即使在放置的情况下，也存在太阳能电池的发电效率变差之类的问题，但在长期的可靠性方面，影响小。另一方面，外因缺陷是当放置时会导致可靠性逐渐下降，在最差的情况下，会导致太阳能电池损坏，因此与内因缺陷相比，不良影响大。因此，在制造过程或使用过程中，为了对太阳能电池产生的缺陷作适当处置，重要的是将产生的缺陷是内因缺陷还是外因缺陷明确地区别开来进行分析。但是，在上述的现有技术中，不能进行这种缺陷的区别。
因此，发明者们对上述专利文献1的技术进行了改进，并开发了如下技术，即，对太阳能电池沿正方向注入直流电流，并且将太阳能电池加热，以基于加热温度变化的发光特性作为指标，来区别内因缺陷和外因缺陷(专利文献2)。根据该技术，内因缺陷依赖于温度变化，因此当使温度上升时，内因缺陷会变得不鲜明，外因缺陷不依赖于温度变化，因此在高温区域会显著地呈现。这样就能够区别内因缺陷和外因缺陷。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2006/059615号公报(2006年6月8日公开)
专利文献2：国际公开第2007/129585号公报(2007年11月15日公开)
非专利文献
非专利文献1：N.Sakitani，等人，“Evaluation of RecombinationVelocity at Grain Boundaries in Poly-Si Solar Cells with Laser Beam InducedCurrent”Solid State Phenomena Vol.93(2003)，pp.351-354
非专利文献2：J.Isenberg，等人，“SPATIALLY RESOLVEDIR-MEASUREMENT TECHNIQUES FOR SOLAR CELLS”发表于19thEuropean Photovoltaic Solar Energy Conference，7-11日，6月，2004，巴黎
非专利文献3：E.Rueland，等人，“OPTICALμ-CRACK DETECTIONIN COMBINATION WITH STABILITY TESTING FORIN-LINE-INSPECTION OF WAFERS AND CELLS”20th EuropeanPhotovoltaic Solar Energy Conference，6-10，6月，2005，巴塞罗纳，西班牙
发明内容
发明要解决的问题
如上所述，根据专利文献2公开的技术，能够区别内因缺陷和外因缺陷。但是，在太阳能电池的市场规模扩大且制造量快速扩大的过程中，正在寻求新的太阳能电池评价技术的开发。本发明是鉴于上述的问题点而开发的，其目的在于，提供一种能够简便地评价太阳能电池的缺陷、特别是区别评价内因缺陷和外因缺陷的太阳能电池的评价方法及评价装置以及其利用。
解决问题的方法
本发明者们发现，在对太阳能电池沿正方向注入了电流的情况下，在太阳能电池的内因缺陷部位和外因缺陷部位，电致发光的发光特性不同，终于基于这种新知，完成了本发明。本发明包含以下的发明。
本发明的太阳能电池的评价方法对太阳能电池的缺陷进行评价，其中，包含如下工序：电流注入工序，对构成上述太阳能电池的太阳能电池元件沿正方向注入电流；发光检测工序，通过上述电流注入工序对从太阳能电池元件产生的发光中的波长800nm～1300nm的第一区域的光和波长1400nm～1800nm的第二区域的光进行检测；判定工序，以在上述发光检测工序中的检测到的第一区域的光的发光强度和第二区域的光的发光强度为指标，来区别内因缺陷和外因缺陷。
本发明的太阳能电池的评价装置对太阳能电池的缺陷进行评价，其中，包括：电流注入装置，对构成上述太阳能电池的太阳能电池元件沿正方向注入电流；发光检测装置，对通过从上述电流注入装置注入的电流而从太阳能电池元件产生的发光中的波长800nm～1300nm的第一区域的光和波长1400nm～1800nm的第二区域的光进行检测；判定装置，以上述发光检测装置检测到的光中的上述第一区域的发光强度和第二区域的发光强度为指标，来区别内因缺陷和外因缺陷。
发明效果
根据本发明的太阳能电池的评价方法或评价装置，能够实现简便地对太阳能电池的缺陷、特别是太阳能电池的物理性能引起的内因缺陷和机械缺陷即外因缺陷进行区别评价这种效果。由此，例如，能够评价太阳能电池的缺陷的种类和/或量。另外，由于利用电致发光法，因此不需要大型设备，在制品状态(在制造工厂完成的状态或设置于建筑物的状态)下，也能够简便地对缺陷进行评价。
另外，根据本发明的太阳能电池的维护保养方法或维护保养系统，不需要大型装置，能够容易地进行太阳能电池的质量评价，因此即使是设置于建筑物的太阳能电池模块，也能够定期地进行维护保养。因此，实现了能够将太阳能电池模块的质量维持在一定水平这种效果。
另外，根据本发明的太阳能电池模块的制造方法，能够区别检测内因缺陷和外因缺陷，能够仅进行重大的缺陷部分的修复或更换。因此，实现了能够高效地制造太阳能电池模块这种效果。
附图说明
图1是示意地表示对太阳能电池元件沿正方向注入电流的情形的图；
图2是示意地表示本实施方式的太阳能电池的评价装置的一个例子的图；
图3是示意地表示本实施方式的太阳能电池的评价装置的一个例子且表示功能块图的图；
图4是示意地表示本实施方式的太阳能电池的评价装置进一步的一个例子且表示功能块图的图；
图5是示意地表示本实施方式的维护保养系统的一个例子且表示功能块图的图；
图6是表示本实施方式的维护保养系统的流程的一个例子的图；
图7是表示本实施方式的维护保养系统的流程的另一个例子的图；
图8是表示本实施方式的维护保养系统的流程的再另一个例子的图；
图9是表示本实施方式的维护保养系统的流程的再另一个例子的图；
图10是对使用脉冲电流时的为降低发光检测工序中检测的干扰光引起的噪音而使用的方法进行说明的图；
图11(a)是表示通过向太阳能电池模块注入电流而产生的光的发光强度(luminescence intensity)和波长之间的关系的图，(b)以及(c)分别是表示波长1100nm的带通滤波器以及波长1500nm的带通滤波器的特性的图；
图12是表示对从太阳能电池模块产生的光的发光情形进行摄影而成的图像的图，(a)以及(b)分别是表示对从太阳能电池模块产生的1100nm的光以及1500nm的光的发光情形进行摄影而成的图像的图，(c)、(e)以及(g)分别是(a)所示的A、B、C的放大图，(d)、(f)以及(h)分别是(b)所示的A′、B′、C′的放大图；
符号说明
10评价装置
11电流注入部(电流注入装置)
12发光检测部(发光检测装置)
13判定部(判定装置、判定部件)
16图像生成部(图像生成装置)
20更换指示装置
30通信网络
100维护保养系统
110评价装置
具体实施方式
以前，本发明者们对太阳能电池的性能评价进行了研究，特别是，独自着眼于电致发光和太阳能电池的性能之间的关联性，开发了迄今为止所没有的划时代的太阳能电池的评价技术(上述的专利文献1、2)。这次，本发明者们发现，当对太阳能电池元件附加直流电流时，在波长1100nm左右和波长1500nm左右这两个波长不同的区域，产生电致发光形成的光。在向太阳能电池注入电流时的电致发光现象中，短波长侧(1100nm左右)的光的发光强度比长波长侧(1500nm左右)的发光强度强。
本发明者们对上述两个波长不同的光的意义进行了探讨。目前，关于来自硅晶体的深层次的发光，报道了光致发光的研究(例如，MichioTAJIMA and Yoshiaki MATSUSHITA JAPANESE JOURNAL OFAPPLIED PHYSICS VOL.22，NO.9，9月，pp.L589-L591(1983))。根据本文献，报道了单晶Si的重排相关的发光平均每0.8～0.9eV产生一次的内容。
本发明者们这次独自提出了所发现的波长1500nm左右的电致发光的发光是不是与该光致发光的发光现象有关的推论，并进一步进行了探讨。其结果是，当电致发光中的波长1100nm左右的发光是太阳能电池的能带间过渡引起的光，另一方面，波长1500nm左右的光是从太阳能电池元件的内因缺陷(特别是，晶体状态的重排及杂质的复合体等)产生的发光时，通过使二维图像上的发光变化和缺陷分布一致，得出结论。
本发明者们通过将该划时代的新型认知应用于二维成像实现的缺陷区别，完成了本发明。这种现象的发现、机理的推测及考察以及这种应用只有本发明者们才能实现，普通的从业人员是不能达到的。另外，为了慎重起见，附带说明的是，关于直至上述本发明完成的原委，只不过是为了便于对本发明理解而记载的，不是为限定解释本发明而使用的。
下面，对本发明的一个实施方式进行详细说明。
<1太阳能电池的评价方法>
本发明的太阳能电池的评价方法是对太阳能电池的缺陷进行评价的方法，只要包括如下工序即可：电流注入工序，对构成太阳能电池的太阳能电池元件沿正方向注入电流；发光检测工序，对通过电流注入工序而从太阳能电池元件产生的光中的波长800nm～1300nm的第一区域的光和波长1400nm～1800nm的第二区域的光进行检测；判定工序，以发光检测工序检测出的第一区域的光的发光强度和第二区域的光的发光强度为指标，来区别内因缺陷和外因缺陷。
在此，在本说明书中，“对太阳能电池的缺陷进行评价”的意思包括检测太阳能电池(例如，包含太阳能电池模块或太阳能电池板、或太阳能电池元件本身。以下全都相同)存在的缺陷、判定太阳能电池是否存在缺陷以及对太阳能电池的缺陷量和/或种类进行评价。
“对太阳能电池的缺陷量进行评价”的意思包括求太阳能电池的缺陷的绝对数以及判定太阳能电池的缺陷量是比规定量多还是比规定量少。
“对太阳能电池的缺陷类型进行评价”的意思是为了确定太阳能电池的缺陷是哪种类型的缺陷。具体而言，包含确定、区别缺陷是内因缺陷还是外因缺陷的意思。
术语“太阳能电池元件”是通过光导电效应和/或光电动势效应而受光并产生电流的最小构成单位的意思，例如，举出10cm×10cm见方～15cm×15cm见方的元件。另外，“太阳能电池模块”是指多个该太阳能电池元件连结而构成的模块，例如，可举出将10～50枚程度的上述太阳能电池元件连结在一起的0.5m×0.5m见方～1.0m×1.0m见方程度的模块。另外，在本说明书中，“太阳能电池模块”中包含模块的集合体即“太阳能电池板”。另外，在简单地称为“太阳能电池”的情况下，表示太阳能电池元件、太阳能电池模块或太阳能电池板中的某一种或其全部。
下面，对本发明的方法的各工序进行详细说明。另外，这些工序以外的具体的工序、材料、条件以及要使用的设备及装置等不作特别限定，可优选利用现有公知的方法等，不作任何限定。
<1-1电流注入工序>
电流注入工序只要是对构成太阳能电池的太阳能电池元件沿正方向注入电流的工序即可。注入的电流既可以是直流电流，也可以是脉冲电流。下面，对注入直流电流时的本发明的太阳能电池的评价方法进行说明。
在电流注入工序中，如图1所示，“沿正方向注入直流电流”是为了对所谓的太阳能电池元件沿正方向注入直流电流而加偏流的动作。通过对太阳能电池元件的pn接合的p型区域侧附加正(+)、对n型区域侧附加负(-)极性的外部电压，沿正方向注入直流电流。由此，从太阳能电池元件放射电致发光的光。
在本工序中，作为用于对太阳能电池元件注入电流的装置，可优选利用现有公知的电源等，不作特别限定。例如，作为可使用通常的恒流源的用于注入直流电流的装置，只要使用现有公知的直流电源即可。
<1-2发光检测工序>
发光检测工序只要是对通过电流注入工序而从太阳能电池元件产生的发光中波长800nm～1300nm的第一区域的光和波长1400nm～1800nm的第二区域的光进行检测的工序即可，其具体方法等不作特别限定，可优选利用现有公知的技术。
在本工序中，可利用能够检测来自太阳能电池元件的光(例如，波长800nm～1800nm左右的光)的现有公知的光检测装置，其具体构成等不作特别限定。
作为光检测装置，例如，可使用CCD照相机以及影像增强器等光检测器。作为CCD照相机，举出例如InGaAs CCD照相机(Xenics公司研制，型号XEVA-1.7系列；浜松光子学株式会社研制，型号C8250-20)以及Si CCD照相机(浜松光子学株式会社研制，型号C9299-02)等。Si CCD照相机能够检测200nm～1200nm的波长区域的光。另一方面，InGaAs CCD照相机因能够综合检测800nm～1800nm的波长区域的光而更优选。
作为影像增强器，举出例如能够检测360nm～1100nm的波长区域的光的浜松光子学株式会社研制的影像增强器(型号V8071U-76)。
在使用这种CCD照相机以及影像增强器等光检测器检测光的情况下，可将太阳能电池的发光情形制成图像来观察。即，能够二维地集中测定太阳能电池的发光的面内分布，能够简便且迅速地评价太阳能电池的缺陷。
在本工序中，优选使用一个光检测装置来检测第一区域的光和第二区域的光。这样，就不需要光检测装置的更换及伴随的位置调节，因此能够更简便地进行本工序。在这种情况下，可使用例如InGaAs CCD照相机。另外，也可以使用不同的光检测装置分别检测第一区域的光和第二区域的光。在这种情况下，可并用例如Si CCD照相机和InGaAs CCD照相机，也可并用影像增强器(浜松光子学株式会社研制，型号V8071U-76)和InGaAs CCD照相机。另外，也可将这三种光检测器组合在一起来使用。
如上所述，在用InGaAs CCD照相机等一个光检测装置同时检测800nm～1800nm的波长区域即第一区域的光和第二区域的光的情况下，优选使用使这些光分别选择性地穿过的带通滤波器。由此，能够分别高效地检测第一区域的光和第二区域的光。即，在本工序中，可以说优选使用可同时检测第一区域的光以及第二区域的光的光检测装置和使第一区域的光或第二区域的光中的某一种光分别选择性地穿过的带通滤波器来检测。
各带通滤波器只要配置在太阳能电池和检测装置之间即可，以使从太阳能电池元件产生的光直到到达光检测装置都穿过带通滤波器，例如，也可以装设于光检测装置的透镜部分。作为使第一区域的光选择性地穿过的带通滤波器，举出例如BROAD BANDPASS FILTER(SPECTROGON公司研制，型号BBP-0910-1170C)，作为使第二区域的光选择性地穿过的带通滤波器，举出例如BROAD BANDPASS FILTER(SPECTROGON公司研制，型号BBP-1350-1600C)。
这样，由于从太阳能电池元件产生的光的波长区域以及发光强度因缺陷的种类而不同，因此通过使用波长的穿过域不同的异型带通滤波器进行各波长的光的检测，且基于其发光强度进行比较分析，能够简便且迅速地对缺陷进行评价。
另外，如后述的实施例所示，第一区域的光的检测灵敏度比第二区域的光的检测灵敏度优异，因此在取得第一区域的光的图像的情况下，与取得第二区域的光的图像相比，能够缩短电流附加及图像摄影时间。因此，在本发明的太阳能电池的评价方法中，将为检测第一区域的光而在电流注入工序中对太阳能电池元件注入的电流量设为j1，且将在发光检测工序中检测第一区域的光的时间设为t1，然后将为检测第二区域的光而在电流注入工序中对太阳能电池元件注入的电流量设为j2，且将在发光检测工序中检测第二区域的光的时间设为t2时，优选满足j1＜j2及/或t1＜t2的关系。
<1-3判定工序>
判定工序只要是以发光检测工序检测到的第一区域的光的发光强度和第二区域的光的发光强度为指标，来区别内因缺陷和外因缺陷的工序即可。
在判定工序中，例如，分别将第一区域的光的发光强度和第二区域的光的发光强度与第一阈值及第二阈值进行比较，进行对比其结果等处理。对比的方法不作特别限定，例如，可举出如下的两种方法，即，利用现有公知的方法分别取得第一区域的发光的图像以及第二区域的发光的图像，在第一区域的发光的图像中，将第一区域的光的发光强度与第一阈值进行比较，在表示第二区域的发光的图像中，将第二区域的光的发光强度与第二阈值进行比较，然后将其结果进行对比的方法；事先作成其他控制用的图像且将其进行比较的方法等。在这些情况下，也可以分别对比第一、第二区域的发光的图像，或者，也可以进行重合对比。
当然，也可以不使用图像，而是将这两种光的发光强度数值化，分别同时与第一以及第二阈值进行比较，并将其结果进行对比。作为将发光强度数值化的方法，举出例如，基于由光检测装置检测到的光的发光强度的数字化的数值化。例如，在发光检测工序中，通过使用上述的CCD照相机及影像增强器等发光检测装置，能够将从太阳能电池元件产生的光的发光强度数字化。这样，在将发光强度数值化了的情况下，能够严密地进行判定工序。
即，在判定工序中，例如，(i)在第一区域的发光强度为第一阈值以下的情况下，判断为存在缺陷；(ii)关于在上述(i)工序中判断为存在缺陷的部位，在第二区域的发光强度为第二阈值以上的情况下，该部位判断为存在内因缺陷，在第二区域的发光强度为第二阈值以上之外的情况下，该部位判断为存在外因缺陷。据此，能够先基于第一区域的发光强度检测出存在缺陷的部位，然后基于第二区域的发光强度而将检测到的缺陷是内因缺陷或是外因缺陷区别开来。
这样，依次判定缺陷的工序可在例如取得第一区域的发光强度以及第二区域的发光强度相关的全部数据后再用计算机等进行处理的情况下，且在基于该全部数据对太阳能电池元件的每一部位进行缺陷评价时来实施。
另外，在判定工序中，也可以进行如下判断，即，(iii)第一区域的发光强度为第一阈值以下且第二区域的发光强度为第二阈值以上的部位判断为存在内因缺陷；(iv)第一区域的发光强度为第一阈值以下且第二区域的发光强度不足第二阈值的部位判断为存在外因缺陷。(iii)工序及(iv)工序的顺序不作特别限定，也可以先实施(iii)工序，然后再实施(iv)工序，反之也可以。另外，也可以并列地实施(iii)工序以及(iv)工序。特别是，通过并列实施(iii)工序以及(iv)工序，与实施上述(i)工序以及(ii)工序的情况相比，能够更迅速地对太阳能电池的缺陷进行评价。
上述(i)工序～(iv)工序的“第一阈值”以及“第二阈值”既可以各自不相同，也可以相同。可举出例如，(i)工序的“第一阈值”和(iii)以及(iv)工序中的第一区域的发光强度的比较用的“第一阈值”相同；(ii)工序的“第二阈值”和(iii)以及(iv)工序中的第二区域的发光强度的比较用的“第二阈值”相同。
另外，“第一阈值”以及“第二阈值”可以说是用于判定缺陷的值，可适当设定，使用者可考虑所希望的太阳能电池元件的性能及有效利用率等任意设定。在较低地设定了第一阈值的情况下，能够提高有效利用率，在较高地设定了第一阈值的情况下，能够得到质量更优异的太阳能电池元件。在较高地设定了第二阈值的情况下，能够提高有效利用率，在较低地设定了第二阈值的情况下，能够得到质量更优异的太阳能电池元件。例如，也可以通过事先用现有公知的方法确定太阳能电池元件中的存在内因缺陷和/或外因缺陷的部位，且将来自这些部位的第一区域的光的发光强度或第二区域的光的发光强度数值化，来设定阈值。该阈值就是所谓的作为控制器的值。这种阈值既可以基于评价对象太阳能电池来设定，或者，也可以基于另外的太阳能电池预先设定。
例如，“第一阈值”既可以是通过在上述的电流注入工序中对太阳能电池元件注入电流而从太阳能电池元件的正常部位产生的第一区域的光的发光强度的值，也可以是从该太阳能电池元件的正常部位产生的第一区域的光的发光强度的90％、80％、70％、60％、50％、40％、30％、20％或10％的值。如果将第一阈值设定为接近从太阳能电池元件的正常部位产生的发光强度，就能够检测轻度的缺陷。另一方面，将第一阈值设定得比从太阳能电池元件的正常部位产生的发光强度越低，越能够检测更重度的缺陷。另外，“正常部位”的意思是指既不存在内因缺陷也不存在外因缺陷的太阳能电池的部位。另外，阈值优选预测定而定。
同样，“第二阈值”也可以是通过在上述的电流注入工序中对太阳能电池元件注入电流而从太阳能电池元件的存在内因缺陷的部位产生的第二区域的光的发光强度，也可以是比从该存在内因缺陷的部位产生的第二区域的光的发光强度低若干的值，例如，90％、80％、70％、60％、50％程度的值。
“发光强度”是指规定的波长区域的光的强度，例如，也可以是规定区域的光谱的峰值或积分值。通过利用现有公知的方法作成从太阳能电池产生的光的光谱，且求出第一区域及第二区域的峰值或积分值，能够得到这些发光强度。
这样，本判定工序只要是将所测定的发光强度和基准值进行比较判定的工序即可，作为其具体的方法，可优选利用现有公知的技术。
另外，在上述说明中，通过将发光强度数值化来定量地评价太阳能电池的缺陷，当然也可以仅基于例如发光强度的强弱而定性地评价。在这种情况下，也能够适当引用上述的方法来进行。
<1-4图像生成工序>
另外，本发明的太阳能电池的评价方法也可以进一步包含图像生成工序。图像生成工序只要是生成基于发光检测工序检测到的第一区域的光的发光强度的第一图像以及基于第二区域的光的发光强度的第二图像的工序即可。在本工序中，如上所述，只要使用能够将来自太阳能电池的发光的情形作为图像而取得的CCD照相机及影像增强器等光检测器即可。如果使用这种光检测器，就能够通过将检测到的光的发光强度数字化而数值化。光检测器可在发光检测工序中检测来自太阳能电池元件的发光而使用，另外，可在图像生成工序中生成所检测到的发光的图像而使用。
“基于发光强度的图像”的意思是表示太阳能电池元件的光的发光强度的分布的图像。可举出例如太阳能电池元件的发光强度的二维面内分布。如果使用这种图像，就能够得知从太阳能电池元件的哪部分产生了哪种程度的发光强度的发光。
另外，图像生成工序只要包含至少作为数据来生成上述的图像的工序即可，但也可以进一步包含将所生成的图像显示于显示器等显示部的工序。如果将图像显示于显示器，就能够目视地进行后述的判定工序。
在本发明太阳能电池的评价方法包含图像生成工序的情况下，判定工序只要是以图像生成工序中生成的第一图像的第一区域的光的发光强度和第二图像的第二区域的光的发光强度为指标来区别内因缺陷和外因缺陷的工序即可。
在这种判定工序中，例如，将第一图像中的第一区域的光的发光强度和第二图像中的第二区域的光的发光强度分别与第一阈值及第二阈值进行比较，然后进行对比其结果等处理。对比的方法不作特别限定，例如，可举出如下的两种方法等，即，将第一图像中的第一区域的光的发光强度与第一阈值进行比较，且将第二图像中的第二区域的光的发光强度与第二阈值进行比较，然后对比其结果的方法；事先作成其他控制用的图像且将其进行比较的方法。另外，此时的判定工序相关的其他说明引用上述的<1-3>栏的说明，省略之。
<1-5实际动作条件下的评价>
基于上述的电致发光实现的发光的光谱分析的太阳能电池元件的缺陷的区别可应用于所有类型的太阳能电池元件。即，本发明太阳能电池的评价方法对于结晶性或非结晶性的太阳能电池元件、化合物半导体太阳能电池元件、色素敏感太阳能电池元件或有机太阳能电池元件等任意的太阳能电池元件而言都可适用。例如，作为通过本发明太阳能电池的评价方法而评价的对象太阳能电池元件，只要是以现有公知的半导体材料为主要构成成分的太阳能电池元件即可，不作特别限定，但优选具备硅半导体作为主要构成部件的太阳能电池元件。另外，上述太阳能电池元件所用的硅半导体优选为单晶、多晶或非晶的硅半导体。在本说明书中，“作为主要构成部件而具备”的意思是如果具备硅半导体作为主要构成部件，则设有其他什么样的部件、零件都可以。
特别优选为具备多晶硅半导体作为主要构成部件的太阳能电池元件。在使用多晶硅半导体作为主要构成部件而制作太阳能电池元件的情况下，难以得到均匀的面内分布，因此利用本发明评价方法的质量评价及性能检验就变得非常重要。
另外，如后述的实施例所示，当对以单晶及/或多晶硅半导体为主要构成部件的太阳能电池元件沿正方向注入电流时，会较强地发出波长800nm～1300nm、优选波长900nm～1250nm、更优选波长1100nm～1200nm的第一区域的光和波长1400nm～1800nm、优选波长1500nm～1700nm、更优选波长1550nm～1650nm的第二区域的光。第一区域的光的峰值为波长1150nm，第二区域的光的峰值为波长1600nm。
另外，在上述电流注入工序中，要注入的电流密度优选为与上述太阳能电池元件的工作电流大致相同的密度。在此，“太阳能电池元件的工作电流”的意思是在向评价对象太阳能电池元件照射太阳光时通过光电转换而实际发生的电流。
具体而言，为了发生发光强度更大的第一区域的光，要注入的电流密度不作特别限定，例如，只要是5～1000mA/cm2即可，更具体地为50～800mA/cm2，进一步具体地为100～500mA/cm2。另外，为了发生发光强度更大的第二区域的光，要注入的电流密度不作特别限定，例如，只要是10～3000mA/cm2即可，更具体地为100～2000mA/cm2，进一步具体地为500～1500mA/cm2。要注入的电流密度不局限于这些值，可根据各种太阳能电池元件的材料及组成适当变更是不言而喻的。另外，即使是上述数值范围外也能够实现本发明的作用效果的合理的数值范围包含在本发明的技术范围内。
这样，通过进行实际动作条件下的评价，能够进一步正确地评价太阳能电池的光电转换性能和/或可靠性。但是，本发明太阳能电池的评价方法的条件不局限于这种实际动作条件，会因照相机的性能、曝光时间及缺陷量的关系而不同，从业者可适当设定最佳的条件。例如，也可以考虑现有技术水平的产业上的利用条件(发光强度和测定时间(成本)的平衡))，设定最佳的条件。更具体而言，在不易检测缺陷的情况(缺陷少的情况以及缺陷微细的情况等)下，只要增大要附加的电流的量来测定即可。
另外，在本发明的太阳能电池的评价方法中，假设太阳能电池模块是多个太阳能电池元件串联地连结而构成的情况而进行说明，但是，即使是假设太阳能电池模块是多个太阳能电池元件并联地连结而构成的情况，也能够对每一太阳能电池元件并联连结的区域进行评价。
如上所述，根据本发明的太阳能电池的评价方法，与现有的太阳能电池的评价方法相比，不需要较大的设备，能够简便且正确地检测太阳能电池的缺陷，能够将其缺陷区别为内因缺陷及外因缺陷。具体而言，本发明的太阳能电池的评价方法由于使用的是基于向正方向的电流注入的电致发光法，因此与现有技术相比，能够实现如下的特有的效果，例如：(i)能够简便且正确地评价太阳能电池的缺陷的种类以及量；(ii)由于不需要大型设备，因此能够在制品状态(制造工厂完成的状态或设置于建筑物的状态)下对缺陷进行评价，(iii)由于能够将太阳能电池的物理性能引起的内因缺陷区别开，因此能够对太阳能电池的基板中所含的杂质或关联的物理性能进行评价；(iv)不仅能够对利用硅晶体的薄膜太阳能电池的缺陷进行评价，而且还能够对利用其他材料的太阳能电池的缺陷进行评价；以及(v)不需要扫描探针(电子线、激光)，可进行简便的测定等。
另外，根据本发明的太阳能电池的评价方法，在多个太阳能电池元件串联地连结而构成的太阳能电池模块的情况下，通过一次电流注入，就能够对太阳能电池模块整体的缺陷进行评价。即，如果执行一次电流注入，就会在构成太阳能电池模块的全部太阳能电池元件中流通电流，因此全部太阳能电池元件就会发光。在这种情况下，在本发明中，也能够瞬时地集中测定光的面内分布。具体而言，例如，如上所述，可利用CCD照相机等二维地集中测定光的面内分布，或者，可利用一维线扫描而集中测定光的面内分布，但不局限于这些。即，如果利用大型的发光检测装置或能够实施一维扫描的线扫描而遍布地检测太阳能电池模块整体的光，就能够一目了然地判断太阳能电池模块的什么位置的太阳能电池元件存在缺陷。还能够区别该缺陷是内因缺陷还是外因缺陷。另外，在集中测定太阳能电池模块的情况下，通过照相机等的变焦操作，能够从模块整体到太阳能电池元件的局部连续地进行观察分析。
如上所述，通过利用本发明的太阳能电池的评价方法，能够极其简便地对太阳能电池模块的缺陷进行评价。当然，也能够仅对一个太阳能电池元件的缺陷进行评价。成为评价对象的太阳能电池元件或太阳能电池模块的大小不作特别限定，可使用种种大小的太阳能电池。
另外，可将本发明的太阳能电池的评价方法应用于太阳能电池模块的制造工序。据此，在太阳能电池模块的制造工序中，通过时常监控来自太阳能电池模块的第一区域的光的发光强度以及第二区域的光的发光强度，能够检测内因缺陷以及外因缺陷。因此，能够实现仅缺陷部分的修复或更换。
这样，太阳能电池模块的制造方法通过将上述太阳能电池的评价方法作为一道工序来包含，能够自动地进行全数检查，能够提供没有缺陷的太阳能电池模块。
<2、太阳能电池的评价装置>
本发明太阳能电池的评价装置是对太阳能电池的缺陷进行评价的装置，只要包括电流注入部(电流注入装置)、发光检测部(发光检测装置)和判定部(判定装置)即可，所述电流注入部(电流注入装置)，对构成太阳能电池的太阳能电池元件沿正方向注入电流；所述发光检测部(发光检测装置)，对通过从电流注入装置注入的电流而从太阳能电池元件产生的发光中波长800nm～1300nm的第一区域的光和波长1400nm～1800nm的第二区域的光进行检测；所述判定部(判定装置)，以由发光检测装置检测到的光中第一区域的发光强度和第二区域的发光强度为指标，来区别内因缺陷和外因缺陷；其他具体的构成、大小、形状等条件不作特别限定。
下面，对上述各部件(各装置)进行详细说明。另外，本发明的太阳能电池的评价装置是执行本发明的太阳能电池的评价方法的装置，因此关于各部件的说明，引用上述评价方法的各工序的说明，省略重复的部分。
<2-1电流注入部>
电流注入部只要对构成太阳能电池的太阳能电池元件沿正方向注入电流即可，其具体构成等不作特别限定。即，本电流注入部可以说是只要执行上述<1-1>栏说明的“电流注入工序”即可。例如，可使用现有公知的恒流源及恒压源等，在注入直流电流的情况下，作为电流注入部，只要使用现有公知的直流电源即可。另外，在下述中，对注入直流电流时的本发明的太阳能电池的评价装置进行说明。
另外，本电流注入部优选注入与太阳能电池元件的工作电流大致相同的密度的电流。特别是，本电流注入部为了使发光强度更大的第一区域的光以及第二区域的光发生，也可以注入上述<1-5>栏说明的范围的密度的电流。
<2-2发光检测部>
发光检测部只要对通过由电流注入部注入电流而产生的光中波长800nm～1300nm的第一区域的光和波长1400nm～1800nm的第二区域的光进行检测即可，其具体构成等不作特别限定。即，本发光检测部只要执行上述<1-2>栏说明的“发光检测工序”即可。例如，可优选使用上述的InGaAs CCD照相机或影像增强器等现有公知的光检测器。
另外，发光检测装置优选利用可同时检测第一区域的光以及第二区域的光的检测装置和分别使第一区域的光或第二区域的光中的某一种光选择性地穿过的带通滤波器进行检测。
在这种情况下，各带通滤波器只要配置在太阳能电池和发光检测部之间即可，以使从太阳能电池元件产生的发光先穿过这些带通滤波器，再到达发光检测部，例如，也可以装设于光检测部的透镜部分。
特别是，为了分别检测第一区域的光以及第二区域的光，各带通滤波器优选可移动地配置在太阳能电池和发光检测部之间。在此，“可移动地”的意思是可使这些带通滤波器移离从太阳能电池元件产生的发光到达发光检测部的路径、或向该路径移动，包含例如“可拆卸地”这种意思。
据此，能够在使用一带通滤波器使一区域的光穿过而检测以后，再使该带通滤波器移离上述路径，其后，使另一带通滤波器向该路径移动，仅使另一区域的光穿过而检测。
<2-3判定部>
判定部以发光检测装置检测到的光中第一区域的发光强度和第二区域的发光强度为指标，来区别内因缺陷和外因缺陷，其具体构成等不作特别限定。即，本判定部只要执行上述<1-3>栏说明的“判定工序”即可，例如，可优选利用现有公知的计算机等运算装置。
如上述<1-3>栏说明的“判定工序”所示，本判定部既可以利用图像来判定，也可以单纯地仅利用数值来判定。另外，本判定部也可以进行如下判定，即，(i)在第一区域的发光强度为第一阈值以下的情况下，判断为存在缺陷；(ii)关于在上述(i)工序中判断为存在缺陷的部位，在第二区域的发光强度为第二阈值以上的情况下，该部位判断为存在内因缺陷，在第二区域的发光强度为第二阈值以上之外的情况下，该述部位判断为存在外因缺陷。
另外，也可以进行如下判断，即，(iii)第一区域的发光强度为第一阈值以下且第二区域的发光强度为第二阈值以上的部位判断为存在内因缺陷；(iv)第一区域的发光强度为第一阈值以下且第二区域的发光强度不足第二阈值的部位判断为存在外因缺陷。
另外，在此所说的“第一阈值”、“第二阈值”以及“发光强度”的意思与上述<1-3>栏记载的相同，所以在此省略其说明。
<2-4图像生成部>
另外，本发明的太阳能电池的评价装置也可以进一步具备图像生成部。图像生成部是生成基于由发光检测部检测到的第一区域的光的发光强度的第一图像及基于第二区域的光的发光强度的第二图像的部，其具体构成等不作特别限定。即，本图像生成部只要执行上述<1-4>栏说明的“图像生成工序”即可，例如，可优选使用现有公知的CCD照相机及影像增强器等光检测器。
在本发明的太阳能电池的评价装置具备图像生成部的情况下，判定部只要以由图像生成部生成的第一图像的第一区域的发光强度和第二图像的第二区域的发光强度为指标来区别内因缺陷和外因缺陷即可，其具体构成等不作特别限定。此时的判定部相关的其他说明引用上述的<2-3>栏的说明，省略其说明。
<2-5实际动作条件下的评价装置>
与上述方法同样，本发明的太阳能电池的评价装置的评价对象不作特别限定，通常可利用半导体制的太阳能电池，特别优选以具备硅半导体作为主要构成部件的太阳能电池为对象。从使用这种硅半导体的太阳能电池元件产生的第一区域的光的波长为800nm～1300nm，优选为900nm～1200nm，更优选为1000nm～1100nm，第二区域的光的波长为1400nm～1800nm，优选为1500nm～1700nm，更优选为1550nm～1650nm。因此，上述发光检测部优选为能够检测这些区域的波长的光的部。
另外，本发明的太阳能电池的评价装置除具备线扫描等一维扫描机构以外，也可以具备可进行二维扫描的机构的扫描部(扫描装置)。通过具备这样的扫描部，能够边对具备多个太阳能电池元件的大型的太阳能电池模块整体进行扫描边进行评价。另外，扫描部也可以设置于评价装置，相反，也可以设置于评价对象太阳能电池元件。另外，也可不进行扫描部的扫描，而是从太阳能电池元件的上方遍布地评价太阳能电池模块整体，也可仅对太阳能电池模块的一部分进行评价。
另外，关于本太阳能电池的评价装置，上述的以外的事项也可适当地斟酌、利用上述<1>栏所述的太阳能电池的评价方法相关的记载是不言而喻的。
<2-6太阳能电池的评价装置的一个实施方式>
基于图2对本发明的太阳能电池的评价装置的一个实施方式进行说明。如同图所示，本实施方式的太阳能电池的评价装置10包括暗箱1、梳型探针4、铜板5、直流电源6、发光检测部12以及判定部13。另外，以太阳能电池模块7为评价对象。太阳能电池模块7为多个太阳能电池元件连结在一起的构成。另外，太阳能电池模块7也可以为太阳能电池模块的集合体即太阳能电池板。
暗箱1用于形成易检测来自太阳能电池模块7的光的暗状态。另外，在暗箱1上形成有窗口。该窗口在对设置于铅直方向的太阳能电池模块或板进行评价时使用。
发光检测部12作为具备CCD照相机的发光检测装置发挥功能。发光检测部12具备InGaAs CCD照相机2及透镜3。发光检测部12形成为可旋转90°。由此，能够对设置于铅直方向的太阳能电池模块进行评价。
作为上述透镜3，可使用通常的透镜及变焦透镜(Zoom Lens)。另外，在透镜3上可拆卸地装设有使第一区域的光选择性地穿过的带通滤波器14以及使第二区域的光选择性地穿过的带通滤波器15。
另外，作为发光检测部12，使用InGaAs CCD照相机，在对尺寸不同的构成太阳能电池模块7的单元(太阳能电池元件)进行评价的情况下，也可以具有如下述表1记载的性能。
[表1]
具体而言，在通常摄影模式下，如图2所示，将CCD照相机设置于太阳能电池的上部进行摄影，但在模块摄影模式的情况下，将太阳能电池模块设置于暗箱1外，使CCD照相机旋转90°进行摄影以及测定。
另外，通常摄影模式时的成为评价对象的太阳能电池模块7的尺寸(单元尺寸)可采用例如大小：约10mm×10mm、20mm×20mm、100mm×100mm、150mm×150mm、160mm×160mm、200mm×200mm、厚度：0.3mm以下的尺寸。
另外，在本实施方式中，发光检测部12的透镜3和太阳能电池模块7之间的距离设定为150mm以上400mm以内，发光检测部12优选设置为可在与太阳能电池模块7之间上下移动。
梳型探针4是用于对太阳能电池模块7附加电流的表面触头。如图所示，梳型探针4由梳子形状的一对探针构成，构成太阳能电池模块7的太阳能电池元件的一个电极对应地附带有一根梳齿。在探针的形状为梳型构造的情况下，能够对太阳能电池模块7均匀地附加电流，因此优选。
特别是，对100mm×100mm单元、150mm×150mm单元、200mm×200mm单元使用的梳型探针也可以采用各汇流条电极的长度及两电极间的宽度不同的梳型探针。例如，可使用ATTO系统制的梳状一对探针。在这种情况下，两根梳状探针的宽度间隔优选构成为可调节。另外，梳状探针的“梳齿”彼此的间隔不作特别限定，例如，只要是9mm即可。另外，探针的一根梳齿的粗度可使用1mm。另外，梳型探针优选一个电极使用一根梳齿。
另外，在太阳能电池模块7为10mm×10mm、20mm×20mm的情况下，也可以不使用梳型探针，而使用来自夹具的探针(一个)。
另外，铜板5作为背面触头发挥功能。例如，可使用镀金铜板。在这种情况下，优选全面吸附太阳能电池模块7。例如，由于单元尺寸会变化，因此通过吸挖同心状的正方形的槽，来提高稳定性。作为上述槽的尺寸，可举出例如8mm×8mm、18mm×18mm、98mm×98mm、148mm×148mm、195mm×195mm。另外，优选设置温度传感器和/或冷却装置。理由是，能够将太阳能电池的温度保持为恒定，以提高测定、评价精度。
作为直流电源6，可使用通常的直流电源(能够以电流密度1～5000mA/cm2注入太阳能电池元件的电源)。另外，在对太阳能电池元件及太阳能电池模块进行评价的情况下，电压为5V左右即可，但在对太阳能电池模块的集合体即太阳能电池板进行评价的情况下，电压优选为100V左右。特别是，更优选平均每一个太阳能电池元件电压为1～2V程度。
另外，上述梳型探针4、铜板5及直流电源6作为电流注入部11发挥功能。另外，梳型探针4与直流电源6的负侧与固定连接，铜板5与直流电源的正侧固定连接。
判定部13作为对太阳能电池模块7的缺陷进行评价的判定装置发挥功能。在本实施方式中，使用影像处理器(Image Processor)。要使用的软件如果是实现本发明的目的的软件，就不作特别限定，例如，优选使用如下所述的构成的软件。
·可保存图像的8比特(28＝256级灰度)或16比特(216＝65536级灰度)的软件。
·在检测(摄影)到从太阳能电池元件产生的光以后，能够在画面上选择范围而取得、保存亮度曲线数据的软件。
·可分光的软件。
·能够取得高灵敏度图像的软件(影像增强器照相机)，例如，能够测定反向附加电流时的辐射的软件。
另外，如果具有以下的构成，则更优选。
·改善了如下这一点的软件，即，当用表格计算软件读入数据且作成图像时，就变成了摄影像的旋转了90度的状态。
·可实现分级模式简易切换的软件。
·发光强度的直方图的自动作成程序。
·发光强度弱的部分(暗的部分)的长度及宽度的自动测定。1厘米以上的自动检测。
·计算出选择范围内的发光强度的平均值。优选也能够测定减去了网格部分的值的平均值。
在暗箱1内设有发光检测部12、梳型探针4、铜板5及太阳能电池模块7。发光检测部12设置于能够检测太阳能电池模块7的发光强度的位置。在本实施方式的情况下，发光检测部12设置于太阳能电池模块7的上部。
基于图3对本太阳能电池的评价装置10的评价动作的一个实施方式进行说明。首先，由电流注入部11对太阳能电池模块7注入电流。然后，通过所注入的电流，从太阳能电池模块7发生光。该光穿过使第一区域的光选择性地穿过的带通滤波器14而入射到发光检测部12，发光检测部12对来自太阳能电池模块7的第一区域的光进行检测。接下来，将使第一区域的光选择性地穿过的带通滤波器14卸下来，且将使第二区域的光选择性地穿过的带通滤波器15安装上去。来自太阳能电池模块7的光穿过使第二区域的光选择性地穿过的带通滤波器15而入射到发光检测部12，发光检测部12对来自太阳能电池模块7的第二区域的光进行检测。
发光检测部12和判定部13连接在一起，发光检测部12检测第一、第二区域的光，其结果发送到判定部13。判定部13基于该检测结果，将第一、第二区域的光的发光强度分别与第一阈值及第二阈值进行比较，判定太阳能电池模块7存在的缺陷的种类。
在这种情况下，检测到第一、第二区域的光的结果既可以分别发送到判定部13，也可以同时发送。在分别发送时，例如，能够将第一区域的光的发光强度与第一阈值进行比较，接下来，将第二区域的光的发光强度与第二阈值进行比较。另外，反过来也可以。另一方面，在同时发送时，例如，能够将第一区域的光的发光强度及第二区域的光的发光强度分别与第一阈值以及第二阈值并列地比较。
对本发明的太阳能电池的评价装置的另一实施方式进行说明。本实施方式的太阳能电池的评价装置110除进一步具备图像生成部16以外，其余与上述的评价装置10相同。
基于图4对本太阳能电池的评价装置110的评价动作的另一实施方式进行说明。首先，由电流注入部11对太阳能电池模块7注入电流。然后，通过所注入的电流，从太阳能电池模块7发生光。该光穿过使第一区域的光选择性地穿过的带通滤波器14而入射到发光检测部12，发光检测部12对来自太阳能电池模块7的第一区域的光进行检测。接下来，将使第一区域的光选择性地穿过的带通滤波器14卸下来，且将使第二区域的光选择性地穿过的带通滤波器15安装上去。来自太阳能电池模块7的光穿过使第二区域的光选择性地穿过的带通滤波器15而入射到发光检测部12，发光检测部12对来自太阳能电池模块7的第二区域的光进行检测。
接下来，发光检测部12将所检测到的第一、第二区域的光的信号发送到图像生成部16。图像生成部16基于这些信号，生成表示第一区域的光的发光强度分布的图像(第一图像)以及表示第二区域的光的发光强度分布的图像(第二图像)，然后将第一以及第二图像的数据发送到判定部13。例如，在作为装设于发光检测部12的光检测部而使用CCD照相机或影像增强器等的情况下，这些光检测部不仅能够检测第一、第二区域的光，而且还能够基于检测到的光的信号生成图像，并将图像数据发送到判定部13。这样，这些光检测部也作为图像生成部16发挥功能。在本实施方式的情况下，InGaAs CCD照相机2作为图像生成部16发挥功能。
判定部13基于第一及第二图像的数据，将第一、第二区域的光的发光强度分别与第一及第二阈值进行比较，判定太阳能电池模块7存在的缺陷的种类。
在这种情况下，检测到第一、第二区域的光的结果(第一以及第二图像的数据)既可以分别发送到判定部13，也可以同时发送。在分别发送时，例如，能够将第一区域的光的发光强度与第一阈值进行比较，接下来，将第二区域的光的发光强度与第二阈值进行比较。另外，反过来也可以。另一方面，在同时发送时，例如，能够将第一区域的光的发光强度及第二区域的光的发光强度分别与第一阈值以及第二阈值并列地比较。
如上所述，根据本发明的太阳能电池的评价装置，能够简便且可靠地实施太阳能电池的评价方法。在这种情况下，不需要如现有的评价装置那样大型且复杂的装置，用简便的装备就能够正确地检测太阳能电池的缺陷，并对缺陷进行评价。
另外，在上述的说明中，主要对太阳能电池元件及太阳能电池模块的评价装置及评价方法进行了描述，但本发明不局限于此，也能够进行多个太阳能电池模块连结在一起的太阳能电池板的评价。在这种情况下，根据需要，可适当变更要附加的电流的密度及电压、探针的形状等。例如，只要将向正方向的电流设定为平均每一个太阳能电池元件都成为相当于1～5000〔mA/cm2〕的总电流即可。另外，也可以根据太阳能电池模块的大小，从暗箱变更为暗室。另外，如上所述，也可以将太阳能电池模块设置于铅直方向，使图2的发光检测部12旋转90°而用于摄影。
在现场使用本发明的太阳能电池的评价装置的情况下，为了由发光检测部高效且选择性地仅检测通过电致发光而从太阳能电池元件产生的光中特定波长的光，使用者必须在暗室内进行作业，作业效率差。作为对这种课题的对策，举出例如，CCD照相机等光检测部的高灵敏度化是勿庸置疑的对策、开发利用仅使特定波长的光高效地透过的带通滤波器的对策、装备用于阻断周围干扰光的环境的对策(利用仅照射特定波长光的照明的对策等)。如果采取这种对策，就能够避免在暗室内进行作业，使用者能够高效地进行作业。
<3、利用>
如上所述，本发明的太阳能电池的评价方法及评价装置与现有的太阳能电池的评价方法及评价装置相比，不需要较大的设备，能够简便地对太阳能电池的缺陷进行评价。
另外，本发明的太阳能电池的评价方法或评价装置与现有技术相比，通过如下理由等，能够构筑定期地进行设置于建筑物的太阳能电池评价的维护保养方法或维护保养系统之类的商业模式，所述理由例如：不需要扫描探针(电子线、激光)，且可进行简便的测定；另外，由于不需要大型设备，因此能够在制品状态(制造工厂完成的状态或设置于建筑物的状态)下进行观察及评价。
即，本发明包含太阳能电池的维护保养方法，所述太阳能电池的维护保养方法包含如下工序：上述的太阳能电池的评价装置对设置于建筑物的太阳能电池的缺陷执行评价的工序；更换指示装置基于该评价装置的评价结果，对太阳能电池元件的更换工作者发出指示，以使其进行存在上述内因缺陷和/或上述外因缺陷的太阳能电池元件的更换的工序。
另外，本发明也包含用于执行上述维护保养方法的维护保养系统。本发明的维护保养系统只要具备太阳能电池的评价装置和更换指示装置即可，所述更换指示装置，基于该评价装置的评价结果，对太阳能电池元件的更换工作者发出指示，以使其对设置于建筑物的太阳能电池中存在上述内因缺陷和/或上述外因缺陷的太阳能电池元件进行更换。
对太阳能电池元件的更换工作者发出指示以使其更换太阳能电池元件的方法不作特别限定，只要经由通信网络来进行即可。
在本说明书中，术语“设置于建筑物的太阳能电池”是指已设置于住宅及公寓等居住设施或购物中心及办公大楼等商业设施等建筑物的太阳能电池，例如，在太阳能电池的制造工厂正在制造中或制造之后的太阳能电池即未设置于建筑物的太阳能电池除外。
图5表示的是示意地表示本实施方式的维护保养系统的一个例子的功能方框图。如同图所示，本发明的维护保养系统100具备评价装置10、更换指示装置20。评价装置10具备电流注入部11、发光检测部12以及判定部13。另外，也可以使用具备电流注入部11、发光检测部12、图像生成部16以及判定部13的评价装置110(未图示)来代替评价装置10。
更换指示装置20经由通信网络30与更换工作者的终端40连接。另外，通信网络30和/或更换工作者的终端40既可以包含在上述维护保养系统中，也可以利用外部的任意网络及任意终端。
电流注入部11、发光检测部12、图像生成部16以及判定部13分别执行上述电流注入工序、上述发光检测工序、上述图像生成工序及上述判定工序。
更换指示装置20经由通信网络对太阳能电池元件的更换工作者发出指示，以使其进行性能低于规定值的太阳能电池元件的更换，例如，可使用可连接于互联网等通信线路的计算机等运算装置。
另外，在本实施方式中，作为装置分别对判定部13和更换指示装置20进行了记载，但是，作为判定部及更换指示装置可使用一台计算机是不言而喻的。
另外，通信网络30例如，既可以是利用有线的专用线路，也可以利用互联网等线路。另外，也可利用便携电话线路及使用无线的网络。
更换工作者的终端40只要是能够识别来自更换指示装置20的更换指示的终端即可，优选具备显示部(例如，CRT及LCD等显示器)或输出部(例如，打印机)。
接下来，图6表示的是使用评价装置10的实施方式的维护保养系统的流程的一个例子。在该流程中，首先，基于第一区域的光的发光强度，确定太阳能电池中的存在缺陷的部位，接下来，基于所确定的部位的第二区域的光的发光强度，判断该缺陷是内因缺陷还是外因缺陷。
如同图所示，首先，在维护保养系统100中，评价装置10的电流注入部11对维护保养对象太阳能电池模块进行电流注入工序(步骤1，以下将步骤记载为“S”)。接着，评价装置10的发光检测部12分别对通过S1的处理而从太阳能电池模块发出的第一区域的光以及第二区域的光进行检测(S2)。
接下来，判定部13基于发光检测部12的检测结果，判定第一区域的光的发光强度是否为第一阈值以下(S3)。在S3中，在判定部13判定为第一区域的光的发光强度为第一阈值以下的情况下(”是”)，移至S4。在S4中，判定部13判定为产生该第一区域的光的部位存在缺陷，移至S5。在S5中，判定部13对判断为存在缺陷的部位，判定第二区域的光的发光强度是否为第二阈值以上。在S5中，在判定部13判定为第二区域的光的发光强度为第二阈值以上的情况下(”是”)，移至S6。在S6中，判定部13判断为该部位存在内因缺陷，将该结果传递到更换指示装置20，移至S7。在S7中，更换指示装置20经由通信网络30，与更换工作者的终端40取得联系，以使其得知存在内因缺陷的太阳能电池元件的存在，然后依靠是否要进行更换的探讨，结束处理。
另一方面，在S5中，在判定部13判定为第二区域的光的发光强度不足第二阈值的情况下(”否”)，移至S8。在S8中，判定部13判定为该部位存在外因缺陷，将该结果传递到更换指示装置20，移至S9。在S9中，更换指示装置20经由通信网络30，与更换工作者的终端40取得联系，以使其得知存在外因缺陷的太阳能电池元件的存在，然后依靠是否要进行更换的探讨，结束处理。
另外，在S3中，在判定部13判定为第一区域的光的发光强度大于第一阈值的情况下(”否”)，直接结束处理。
根据这种流程，首先判定太阳能电池是否存在缺陷，然后对缺陷的种类进行评价。因此，在从众多不存在缺陷的太阳能电池之中确定存在缺陷的太阳能电池的情况下，能够更迅速地进行处理，因此优选。
接着，图7表示的是使用评价装置10的实施方式的维护保养系统的流程的另一个例子。在该流程中，通过将第一区域的光的发光强度及第二区域的光的发光强度分别与第一阈值及第二阈值同时进行比较，来判断太阳能电池中的缺陷是内因缺陷还是因缺陷。
如同图所示，首先，在维护保养系统100中，评价装置10的电流注入部11对维护保养对象太阳能电池模块进行电流注入工序(S11)。接着，评价装置10的发光检测部12分别对通过S11的处理而从太阳能电池模块发出的第一区域的光及第二区域的光进行检测(S12)。
接下来，判定部13基于发光检测部12的检测结果，判定第一区域的光的发光强度是否为第一阈值以下且第二区域的发光强度是否为第二阈值以上(S13)。在S13中，在判定部13判定为第一区域的光的发光强度为第一阈值以下且第二区域的发光强度为第二阈值以上的情况下(”是”)，移至S14。在S14中，判定部13判断为产生该第一区域的光及第二区域的光的部位存在内因缺陷，将该结果传递到更换指示装置20，移至S15。在S15中，更换指示装置20经由通信网络30，与更换工作者的终端40取得联系，以使其得知存在内因缺陷的太阳能电池元件的存在，依靠是否要进行更换的探讨，结束处理。
另一方面，在S13中，在判定为第一区域的光的发光强度为第一阈值以下且第二区域的发光强度不是第二阈值以上的情况下(”否”)，移至S16。在S16中，判定部13基于发光检测部12的检测结果，判定第一区域的光的发光强度是否为第一阈值以下且第二区域的发光强度是否不足第二阈值。在S16中，在判定部13判定为第一区域的光的发光强度为第一阈值以下且第二区域的发光强度不足第二阈值的情况下(”是”)，移至S17。在S17中，判定部13判断为产生该第一区域的光及第二区域的光的部位存在外因缺陷，将该结果传递到更换指示装置20，移至S18。在S18中，更换指示装置20经由通信网络30，与更换工作者的终端40取得联系，以使其得知存在外因缺陷的太阳能电池元件的存在，依靠是否要进行更换的探讨，结束处理。
另外，在S16中，判断在第一区域的光的发光强度为第一阈值以下且第二区域的发光强度不是不足第二阈值的情况下(”否”)，直接结束处理。另外，S13～S15及S16～S18的顺序不作特别限定，也可以先实施S16～S18，然后再实施S13～S15。另外，也可以将S13～S15和S16～S18并列处理。特别是，将S13～S15和S16～S18并列处理的流程在比上述S1～S9的流程更迅速地评价的情况下更优选。
接下来，图8表示的是使用评价装置110的实施方式的维护保养系统的流程的一个例子。在该流程中，首先，基于第一区域的光的发光强度，确定太阳能电池中的存在缺陷的部位，接下来，基于所确定的部位的第二区域的光的发光强度，判断该缺陷是内因缺陷还是外因缺陷。
如同图所示，首先，在维护保养系统100中，评价装置110的电流注入部11对维护保养对象太阳能电池模块进行电流注入工序(S101)。接着，评价装置110的发光检测部12分别对通过S101的处理而从太阳能电池模块发出的第一区域的光及第二区域的光进行检测(S102)。
然后，图像生成部16基于发光检测部12检测到的第一区域的光的发光强度及第二区域的光的发光强度，分别生成第一区域的光的第一图像及第二区域的光的第二图像(S103)。
接下来，判定部13基于图像生成部16生成的第一图像及第二图像，判定第一区域的光的发光强度是否为第一阈值以下(S104)。在S104中，在判定部13判定为第一区域的光的发光强度为第一阈值以下的情况下(”是”)，移至S105。在S105中，判定部13判断为产生该第一区域的光的部位存在缺陷，移至S106。在S106中，判定部13对判断为存在缺陷的部位判定第二区域的光的发光强度是否为第二阈值以上。在S106中，在判定部13判定为第二区域的光的发光强度为第二阈值以上的情况下(”是”)，移至S107。在S107中，判定部13判断为该部位存在内因缺陷，将该结果传递到更换指示装置20，移至S108。在S108中，更换指示装置20经由通信网络30，与更换工作者的终端40取得联系，以使其得知存在内因缺陷的太阳能电池元件的存在，依靠是否要进行更换的探讨，结束处理。
另一方面，在S106中，在判定部13判定为第二区域的光的发光强度不足第二阈值的情况下(”否”)，移至S109。在S109中，判定部13判断为该部位存在外因缺陷，将该结果传递到更换指示装置20，移至S110。在S110中，更换指示装置20经由通信网络30，与更换工作者的终端40取得联系，以使其得知存在外因缺陷的太阳能电池元件的存在，依靠是否要进行更换的探讨，结束处理。
另外，在S104中，在判定部13判定为第一区域的光的发光强度大于第一阈值的情况下(”否”)，直接结束处理。
根据这种流程，首先判定太阳能电池是否存在缺陷，然后对缺陷的种类进行评价。因此，在从众多不存在缺陷的太阳能电池之中确定存在缺陷的太阳能电池的情况下，能够更迅速地进行处理，因此优选。
接着，图9表示的是使用评价装置110的实施方式的维护保养系统的流程的另一个例子。在该流程中，通过将第一区域的光的发光强度及第二区域的光的发光强度分别与第一阈值及第二阈值同时进行比较，来判断太阳能电池中的缺陷是内因缺陷还是因缺陷。
如同图所示，首先，在维护保养系统100中，评价装置110的电流注入部11对维护保养对象太阳能电池模块进行电流注入工序(S111)。接着，评价装置110的发光检测部12分别对通过S111的处理而从太阳能电池模块发出的第一区域的光及第二区域的光进行检测(S112)。
然后，图像生成部16基于发光检测部12检测到的第一区域的光的发光强度及第二区域的光的发光强度，分别生成第一区域的光的第一图像及第二区域的光的第二图像(S113)。
接下来，判定部13基于图像生成部16生成的第一图像及第二图像，判定第一区域的光的发光强度是否为第一阈值以下且第二区域的光的发光强度是否为第二阈值以上(S114)。在S114中，在判定部13判定为第一区域的光的发光强度为第一阈值以下且第二区域的光的发光强度为第二阈值以上的情况下(”是”)，移至S115。在S115中，判定部13判断为产生该第一区域的光及第二区域的光的部位存在内因缺陷，将该结果传递到更换指示装置20，移至S116。在S116中，更换指示装置20经由通信网络30，与更换工作者的终端40取得联系，以使其得知存在内因缺陷的太阳能电池元件的存在，依靠是否要进行更换的探讨，结束处理。
另一方面，在S114中，在判定为第一区域的光的发光强度为第一阈值以下且第二区域的发光强度不是第二阈值以上的情况下(”否”)，移至S117。在S117中，判定部13基于图像生成部16生成的第一图像及第二图像，判定第一区域的光的发光强度是否为第一阈值以下且第二区域的发光强度是否不足第二阈值。在S117中，在判定部13判定为第一区域的光的发光强度为第一阈值以下且第二区域的发光强度不足第二阈值的情况下(”是”)，移至S118。在S118中，判定部13判断为产生该第一区域的光及第二区域的光的部位存在外因缺陷，将该结果传递到更换指示装置20，移至S119。在S119中，更换指示装置20经由通信网络30，与更换工作者的终端40取得联系，以使其得知存在外因缺陷的太阳能电池元件的存在，依靠是否要进行更换的探讨，结束处理。
另外，在S117中，判断在第一区域的光的发光强度为第一阈值以下且第二区域的发光强度不是不足第二阈值的情况下(”否”)，直接结束处理。另外，S114～S116及S117～S119的顺序不作特别限定，也可以先实施S117～S119，然后再实施S114～S116。另外，也可以将S114～S116和S117～S119并列处理。特别是，将S114～S116和S117～S119并列处理的流程在比上述S101～S110的流程更迅速地评价的情况下更优选。
目前，为了进行太阳能电池的评价，需要使用大型的装置，难以对设置于住宅等建筑物的太阳能电池的性能进行评价，难以定期地进行维护保养。但是，根据本发明的太阳能电池的维护保养方法或维护保养系统，不需要使用大型的装置，利用简便的评价装置，就能够容易地进行太阳能电池的质量评价，因此即使是设置于建筑物的太阳能电池(即，成品太阳能电池)，也能够定期地进行维护保养。因此，能够将太阳能电池模块的质量维持在一定水平。
另外，根据本发明的太阳能电池的维护保养方法或维护保养系统，能够以发光特性为指标，一目了然地判断构成太阳能电池模块的许多太阳能电池元件中哪个太阳能电池元件的性能和/或可靠性下降了。因此，不需要更换太阳能电池模块整体，可仅更换性能下降了的太阳能电池元件，极其有效。因此，本发明不仅在太阳能电池模块的制造时用于进行制品检查，而且也可用于太阳能电池模块的有助于普及的维护保养方法。这样，本发明不只是一个产业上的有用性，从地球环境方面来看也非常有用。
另外，通过使用本发明的太阳能电池的维护保养方法或维护保养系统，例如，通过在无外光的状态(例如，夜晚及暗室)下，用CCD照相机拍摄来自太阳能电池元件的光，将该摄影后的图像的深浅与预定的基准数据进行比较(计算机的信息处理等的比较处理)，也可进行维护保养。在这种情况下，例如，当第一区域的光的发光强度下降且第二区域的光的发光强度增强或下降的部位以一定以上的比例存在时，可判定为此时就是太阳能电池元件的更换时期。
另外，在上述的说明中，对使用太阳能电池的评价装置的一部分例子的维护保养方法及维护保养系统进行了说明，当然，为了慎重起见，附带说明的是，在该维护保养方法及维护保养系统中，可优选使用本说明书说明的各式各样的太阳能电池的评价装置。
最后，上述评价装置及更换指示装置等维护保养系统的各功能块(以下简称为“评价装置等”)既可以由软件逻辑构成，也可以如下所述用CPU通过软件来实现。
即，上述评价装置等具备执行实现各功能的控制程序的命令CPU(central processing unit)、存储上述程序的ROM(read only memory)、展开上述程序的RAM(random access memory)、存储上述程序及各种数据的存储器等存储装置(记录介质)等。而且，本发明的目的即使通过如下方式也能够实现，即，将可由计算机读取地记录有实现上述的功能的软件即评价装置等的控制程序的程序码(执行形式程序、中间码程序、源程序)的记录介质提供给上述评价装置等，其计算机(或CPU及MPU)读出执行记录于记录介质的程序码。
作为上述记录介质，可使用例如磁带及盒式磁带等带系、包含软(注册商标)磁盘/硬磁盘等磁盘及CD-ROM/MO/MD/DVD/CD-R等光盘的盘系、IC卡(包含存储卡)/光卡等卡系或掩模ROM/EPROM/EEPROM/闪存ROM等半导体存储器系等。
另外，也可以将评价装置等构成为可与通信网络连接，且经由通信网络提供上述程序码。作为该通信网络，不作特别限定，可利用例如互联网、内部网、外联网、LAN、ISDN、VAN、CATV通信网、虚拟专用网(virtualprivate network)、电话线路网、移动体通信网、卫星通信网等。另外，作为构成通信网络的传输介质，不作特别限定，例如，无论是IEEE1394、USB、电力线输送、电缆TV线路、电话线、ADSL线路等有线，还是IrDA及遥控器那样的红外线、Bluetooth(注册商标)、802.11无线、HDR、便携电话网、卫星线路、地上波数字网等无线，都可利用。另外，本发明即使以电子传输来体现上述程序码且混入载波的计算机数据信号的形态也可实现。
在上述的说明中，对太阳能电池元件注入直流电流时的太阳能电池的评价方法及评价装置以及其利用进行了说明。下面，对太阳能电池元件注入脉冲电流时的太阳能电池的评价方法及评价装置以及其利用进行说明。通过利用脉冲电流，能够用已知的方法来降低发光检测工序检测的干扰光引起的噪音。在此，已知的方法是通过如图10(a)所示同步地检测干扰光和检测光(即，第一区域的光或第二区域的光)，且如图10(b)所示将各自的强度加在一起来消除干扰光的噪音的方法。
在注入脉冲电流时的太阳能电池的评价方法中，在电流注入工序中，利用现有公知的脉冲电源，对太阳能电池元件注入脉冲电流。通过对太阳能电池元件注入脉冲电流，来观察瞬态发光。在发光检测工序中，对该瞬态发光的第一区域的光和第二区域的光进行检测。
在图像生成工序中，基于该瞬态发光的第一区域的光的发光强度，计算出太阳能电池元件内的电荷的陷阱密度(第一陷阱密度)。计算这种陷阱密度的方法对从业者来说是公知的。同样，基于该瞬态发光的第二区域的光的发光强度，计算出太阳能电池元件内的电荷的陷阱密度(第二陷阱密度)。然后，生成基于第一陷阱密度的第一图像及基于第二陷阱密度的第二图像。这样，在使用脉冲电流的情况下，图像生成工序中生成的“基于发光强度的图像”的意思是表示太阳能电池元件的电荷的陷阱密度的图像。
因此，在判定工序中，以第一图像的第一陷阱密度和第二图像的第二陷阱密度为指标，来区别内因缺陷及外因缺陷。具体而言，在判定工序中，例如，也可以(v)在第一陷阱密度为第三阈值以下的情况下，判断为存在缺陷；(vi)关于上述(v)工序中判断为存在缺陷的部位，在第二陷阱密度为第四阈值以上的情况下，该部位判断为存在内因缺陷，在第二陷阱密度为第四阈值以上之外的情况下，该部位判断为存在外因缺陷。
另外，在判定工序中，也可以(vii)第一陷阱密度为第三阈值以下且第二陷阱密度为第四阈值以上的部位判断为存在内因缺陷；(viii)第一陷阱密度为第三阈值以下且第二陷阱密度不足第四阈值的部位判断为存在外因缺陷。(vii)工序及(viii)工序的顺序不作特别限定，也可以先实施(vii)工序，然后再实施(viii)工序，反过来也可以。另外，也可以并列实施(vii)工序及(viii)工序。
上述(v)工序～(viii)工序的“第三阈值”及“第四阈值”既可以各不相同，也可以相同。例如，可举出(v)工序的“第三阈值”和(vii)及(viii)工序的“第三阈值”相同，且(vi)工序的“第四阈值”和(vii)及(viii)工序的“第四阈值”相同的情况。
另外，“阈值”也可以通过例如事先用现有公知的方法确定太阳能电池元件中的存在内因缺陷和/或外因缺陷的部位，且将这些部位的上述的第一及第二陷阱密度数值化来设定。例如，“第三阈值”既可以是基于通过在上述的电流注入工序中对太阳能电池元件注入脉冲电流而从太阳能电池元件的正常部位产生的第一区域的瞬态发光的发光强度的第一陷阱密度的值，也可以是该第一陷阱密度的90％、80％、70％、60％、50％、40％、30％、20％或10％的值。
同样，“第四阈值”既可以是基于通过在上述的电流注入工序中对太阳能电池元件注入脉冲电流而从太阳能电池元件的存在内因缺陷的部位产生的第二区域的瞬态发光的发光强度的第二陷阱密度的值，也可以是比该第二陷阱密度低若干的值，例如，90％、80％、70％、60％、50％程度的值。
另外，关于上述说明以外的说明，可适当引用上述的<1>栏的说明。
太阳能电池模块的制造方法将这种太阳能电池的评价方法作为一道工序来包含。另外，太阳能电池的评价装置是进行这种太阳能电池的评价方法的装置，关于其他说明，可引用上述的<2>栏的说明。同样，太阳能电池的维护保养方法是利用太阳能电池的评价装置的方法，太阳能电池的维护保养系统是进行太阳能电池的维护保养方法的系统，关于其他说明，可引用上述的<3>栏的说明。
如上所述，通过对经由特定的电子能级的电致发光的发光进行光谱分析，能够进行太阳能电池元件存在的内因缺陷和外因缺陷的区别。该光谱分析由于能够得知电致发光的发光引起的物理性能测试机构的二维面内分布，因此除应用于内因缺陷和外因缺陷的区别以外，还能够应用于掌握特定杂质的偏析状况等。另外，该光谱分析也能够对称为串联式的设有多层太阳能电池元件的复合构造的太阳能电池模块的各元件的功能进行分析。
另外，本发明也包含以下的方式。
本发明的太阳能电池的评价装置优选进一步具备生成基于由发光检测装置检测到的第一区域的光的发光强度的第一图像及基于第二区域的光的发光强度的第二图像的图像生成装置，判定装置优选以图像生成装置生成的第一图像的第一区域的发光强度和第二图像的第二区域的发光强度为指标，来区别内因缺陷和外因缺陷。
在本发明的太阳能电池的评价装置中，电流注入装置注入的电流优选为直流电流。
在本发明的太阳能电池的评价装置中，电流注入装置优选注入相当于通过向太阳能电池元件进行光照射而产生的光电流密度的电流量。
在本发明的太阳能电池的评价装置中，当为检测第一区域的光而设电流注入装置对太阳能电池元件注入的电流量为j1，且设发光检测装置检测第一区域的光的时间为t1，然后为检测第二区域的光而设电流注入装置对太阳能电池元件注入的电流量为j2，且设发光检测装置检测第二区域的光的时间为t2时，优选满足j1＜j2和/或t1＜t2的关系。
在本发明的太阳能电池的评价装置中，发光检测装置优选利用可同时检测第一区域的光及第二区域的光的光检测装置和分别使第一区域的光或第二区域的光中的某一种光选择性地穿过的带通滤波器来检测。
在本发明的太阳能电池的评价装置中，光检测装置优选具备CCD照相机或影像增强器。
在本发明的太阳能电池的评价装置中，判定装置优选(i)在第一区域的发光强度为第一阈值以下的情况下，判断为存在缺陷；(ii)关于判断为存在缺陷的部位，在第二区域的发光强度为第二阈值以上的情况下，该部位判断为存在内因缺陷，在第二区域的发光强度为第二阈值以上之外的情况下，该部位判断为存在外因缺陷。
在本发明的太阳能电池的评价装置中，判定装置优选是(iii)第一区域的发光强度为第一阈值以下且第二区域的发光强度为第二阈值以上的部位判断为存在内因缺陷；(iv)第一区域的发光强度为第一阈值以下且第二区域的发光强度不足第二阈值的部位判断为存在外因缺陷的装置。
在本发明的太阳能电池的评价装置中，太阳能电池元件优选以硅半导体为主要部件而构成。
本发明的太阳能电池的评价方法优选进一步包含图像生成工序，所述图像生成工序，生成基于发光检测工序中检测到的第一区域的光的发光强度的第一图像及基于第二区域的光的发光强度的第二图像；判定工序优选是以图像生成工序中生成的第一图像的第一区域的发光强度和第二图像的第二区域的发光强度为指标来区别内因缺陷和外因缺陷的工序。
在本发明的太阳能电池的评价方法中，电流注入工序中注入的电流优选为直流电流。
在本发明的太阳能电池的评价方法中，在电流注入工序中，优选注入相当于通过向太阳能电池元件进行光照射而产生的光电流密度的电流量。
在本发明的太阳能电池的评价方法中，当将为检测第一区域的光而在电流注入工序对太阳能电池元件注入的电流量设为j1，且将在发光检测工序中检测该第一区域的光的时间设为t1，然后将为检测第二区域的光而在电流注入工序中对太阳能电池元件注入的电流量设为j2，且将在发光检测工序检测第二区域的光的时间设为t2时，优选满足j1＜j2和/或t1＜t2的关系。
在本发明的太阳能电池的评价方法中，在发光检测工序中，优选利用可同时检测第一区域的光及第二区域的光的光检测装置和分别使第一区域的光或第二区域的光中的某一种光选择性地穿过的带通滤波器来检测。
在本发明的太阳能电池的评价方法中，光检测装置优选具备CCD照相机或影像增强器。
在本发明的太阳能电池的评价方法中，在判定工序中，优选(i)在第一区域的发光强度为第一阈值以下的情况下，判断为存在缺陷；(ii)关于上述(i)工序中判断为存在缺陷的部位，在第二区域的发光强度为第二阈值以上的情况下，该部位判断为存在内因缺陷，在第二区域的发光强度为第二阈值以上之外的情况下，该部位判断为存在外因缺陷。
在本发明的太阳能电池的评价方法中，在判定工序中，优选(iii)第一区域的发光强度为第一阈值以下且第二区域的发光强度为第二阈值以上的部位判断为存在内因缺陷；(iv)第一区域的发光强度为第一阈值以下且第二区域的发光强度不足第二阈值的部位判断为存在外因缺陷。
在本发明的太阳能电池的评价方法中，太阳能电池元件优选以硅半导体为主要部件而构成。
本发明的太阳能电池的维护保养方法的特征为，包含本发明的太阳能电池的评价装置对设置于建筑物的太阳能电池的缺陷执行评价的工序；更换指示装置基于该评价装置的评价结果，对太阳能电池元件的更换工作者发出指示，以使其进行存在上述内因缺陷和/或上述外因缺陷的太阳能电池元件的更换的工序。
本发明的太阳能电池的维护保养系统的特征为，具备本发明的太阳能电池的评价装置和更换指示装置，所述更换指示装置，基于该评价装置的评价结果，对太阳能电池元件的更换工作者发出指示，以使其进行设置于建筑物的太阳能电池中存在上述内因缺陷和/或上述外因缺陷的太阳能电池元件的更换。
本发明的太阳能电池模块的制造方法的特征为，将本发明的太阳能电池的评价方法作为一道工序来包含。
下面，例示实施例进一步对本发明的实施方式进行详细说明。当然，本发明不局限于以下的实施例，细部可采用各种各样的方式是不言而喻的。另外，本发明不局限于上述的实施方式，在权项所示的范围内可进行种种变更，将分别公开的技术装置适当组合而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。
实施例
对具备多个多晶硅半导体制的太阳能电池元件的太阳能电池模块沿正方向注入电流时产生的光进行了分析。在本实施例中，为了拍摄该光，使用InGaAs CCD照相机(Xenics公司研制，型号XEVA-1.7系列)。
首先，对通过向太阳能电池模块注入40mA/cm2的电流而产生的光的发光强度(luminescence intensity)和分光特性进行分析。将其结果表示在图11(a)中。另外，分光特性利用分光器(日本分光(株)研制，M50)并按照操作指南进行了测定。图11(a)的虚线表示通过使用Si CCD照相机而检测的光的波长区域(波长200nm～1200nm)，点划线表示通过使用InGaAs CCD照相机而检测的光的波长区域(波长800nm～1800nm)。
如同图所示，在对太阳能电池模块注入了电流的情况下，从构成太阳能电池元件的硅半导体看到了在波长800nm～1300nm内具有强发光强度的光。
接着，使用装备有使图11(a)中黑色箭头所示的波长区域的光选择性地透过的带通滤波器(波长1100nm的带通滤波器：BROAD BANDPASSFILTER(SPECTROGON公司研制，型号BBP-0910-1170C))的InGaAsCCD照相机，对在向太阳能电池模块注入了电流时发出的光的发光强度和分光特性进行了分析。其结果是，通过使InGaAs CCD照相机装备波长1100nm的带通滤波器，能够检测到波长845nm～1205nm内具有强发光强度的光。
另外，如同图所示，也报道了如下技术，即，在对太阳能电池模块注入了电流的情况下，从构成太阳能电池元件的硅半导体看到波长1400nm～1800nm内具有强发光强度的光。通过使InGaAs CCD照相机装备使灰色箭头所示的波长区域的光选择性地透过的带通滤波器(波长1500nm的带通滤波器：例如BROAD BANDPASS FILTER(SPECTROGON公司研制，型号BBP-1350-1600C等)，能够检测波长1320nm～1640nm内具有强发光强度的光。
另外，图11(b)及(c)分别是表示波长1100nm的带通滤波器及波长1500nm的带通滤波器的特性的图。
接着，如图12(a)及(b)所示，以通过晶格状地配置4cm×3cm的大小的太阳能电池元而成的太阳能电池模块(ISC(短路电流)＝700mA)为试件。向该太阳能电池模块注入电流，使用装备有波长1100nm的带通滤波器或波长1500nm的带通滤波器的InGaAs CCD照相机，对来自太阳能电池模块的发光进行摄影。
首先，向太阳能电池模块注入400mA的电流，且注入20毫秒，使来自太阳能电池模块的发光穿过波长1100nm的带通滤波器，利用InGaAsCCD照相机，按累积时间计拍摄了3秒钟。将其结果表示在图12(a)中。接下来，向太阳能电池模块注入1000mA的电流，且注入80毫秒，使来自太阳能电池模块的发光穿过波长1500nm的带通滤波器，利用InGaAsCCD照相机，按累积时间计拍摄了20秒钟。将其结果表示在图12(b)中。另外，在图12(a)及(b)中，所拍摄的太阳能电池模块的范围一致。
如图12(a)、(b)所示，可知在向太阳能电池模块注入电流且观察到从太阳能电池元件产生的波长1100nm的发光或波长1500nm的发光的情况下，在太阳能电池元件中存在白色～黑色的部位。另外，在同图中，颜色越白，发光越强，相反，颜色越黑，发光越弱。太阳能电池元件彼此邻接的部位不发光，变成黑色。
接着，将图12(a)及(b)放大对该发光和太阳能电池的缺陷之间的关系进行详细分析。图12(c)、(e)、(g)分别是图12(a)所示的A、B、C的放大图，图12(d)、(f)、(h)分别是图12(b)所示的A′、B′、C′的放大图。
其结果可知，波长1100nm的发光是太阳能电池的能带间过渡引起的光，另一方面，波长1500nm左右的光是从太阳能电池元件的内因缺陷产生的发光。另外可知，在存在外因缺陷的部位，所有波长区域的发光都降低。
因而可知，在图12(c)、(e)、(g)中，白色箭头所示的白色部位(发光的部位)是既无内因缺陷也无外因缺陷的正常部位，黑色箭头及白色三角所示的黑色部位(不发光的部位)是存在内因缺陷或外因缺陷的部位。
接着，通过分别将图12(c)及(d)、(e)及(f)、(g)及(h)对比，能够将在图12(c)、(e)、(g)中不发光且在图12(d)、(g)、(h)中发光的部位特定为存在内因缺陷的部位(在图12(c)～(h)中，白色三角所示的部位)。另外，能够将在图12(c)、(e)、(g)中不发光且在图12(d)、(g)、(h)中也不发光的部位(在图12(c)～(h)中，黑色箭头所示的部位)确定为存在外因缺陷的部位。
产业上的可利用性
本发明的对太阳能电池的缺陷进行评价的太阳能电池的评价方法等不仅可用于在制造太阳能电池模块时进行的对缺陷的评价、质量检查及元件材料评价，而且还可用于例如设置完成的太阳能电池模块的定期维护保养，不限于简单的检查设备等，还存在广泛的产业上的可利用性。

Claims (20)

1.一种太阳能电池的测试装置，其对太阳能电池的缺陷进行测试，其中，包括：
电流注入装置，对构成所述太阳能电池的太阳能电池元件沿正方向注入电流；
发光检测装置，对通过从所述电流注入装置注入的电流而从太阳能电池元件产生的发光中的波长800nm～1300nm的第一区域的光和波长1400nm～1800nm的第二区域的光进行检测；
判定装置，以所述发光检测装置检测到的光中的所述第一区域的发光强度和所述第二区域的发光强度为指标，来区别内因缺陷和外因缺陷，
其中，所述判定装置为进行以下判断的装置，
(i)在第一区域的发光强度为第一阈值以下的情况下，判断为存在缺陷；
(ii)关于判断为存在缺陷的部位，在第二区域的发光强度为第二阈值以上的情况下，所述部位判断为存在内因缺陷，在第二区域的发光强度为第二阈值以上之外的情况下，所述部位判断为存在外因缺陷。
2.一种太阳能电池的测试装置，其对太阳能电池的缺陷进行测试，其中，包括：
电流注入装置，对构成所述太阳能电池的太阳能电池元件沿正方向注入电流；
发光检测装置，对通过从所述电流注入装置注入的电流而从太阳能电池元件产生的发光中的波长800nm～1300nm的第一区域的光和波长1400nm～1800nm的第二区域的光进行检测；
判定装置，以所述发光检测装置检测到的光中的所述第一区域的发光强度和所述第二区域的发光强度为指标，来区别内因缺陷和外因缺陷，
其中，所述判定装置为进行以下判断的装置，
(iii)第一区域的发光强度为第一阈值以下且第二区域的发光强度为第二阈值以上的部位判断为存在内因缺陷；
(iv)第一区域的发光强度为第一阈值以下且第二区域的发光强度不足第二阈值的部位判断为存在外因缺陷。
3.如权利要求1或2所述的太阳能电池的测试装置，其中，进一步包括图像生成装置，所述图像生成装置生成基于所述发光检测装置检测到的第一区域的光的发光强度的第一图像及基于第二区域的光的发光强度的第二图像，
所述判定装置以根据所述图像生成装置生成的所述第一图像的所述第一区域的发光强度和所述第二图像的所述第二区域的发光强度为指标，来区别内因缺陷和外因缺陷。
4.如权利要求1或2所述的太阳能电池的测试装置，其中，所述电流注入装置注入的电流为直流电流。
5.如权利要求1或2所述的太阳能电池的测试装置，其中，所述电流注入装置注入相当于通过向所述太阳能电池元件进行光照射而产生的光电流密度的电流量。
6.如权利要求1或2所述的太阳能电池的测试装置，其中，将为检测所述第一区域的光而在电流注入工序中对所述太阳能电池元件注入的电流量设为j1，且将在发光检测工序中检测所述第一区域的光的时间设为t1；
将为检测所述第二区域的光而在所述电流注入工序中对所述太阳能电池元件注入的电流量设为j2，且将在所述发光检测工序中检测所述第二区域的光的时间设为t2时，满足j1＜j2和/或t1＜t2的关系。
7.如权利要求1或2所述的太阳能电池的测试装置，其中，所述发光检测装置利用可同时检测第一区域的光及第二区域的光的光检测装置和分别使第一区域的光或第二区域的光中的某一种光选择性地穿过的带通滤波器来进行检测。
8.如权利要求7所述的太阳能电池的测试装置，其中，所述光检测装置包括CCD照相机或影像增强器。
9.如权利要求1或2所述的太阳能电池的测试装置，其中，所述太阳能电池元件由硅半导体作为主要部件而构成。
10.一种太阳能电池的测试方法，其对太阳能电池的缺陷进行测试，其中，包含如下工序：
电流注入工序，对构成所述太阳能电池的太阳能电池元件沿正方向注入电流；
发光检测工序，对通过所述电流注入工序而从太阳能电池元件产生的发光中的波长800nm～1300nm的第一区域的光和波长1400nm～1800nm的第二区域的光进行检测；
判定工序，以在所述发光检测工序中检测到的第一区域的光的发光强度和第二区域的光的发光强度为指标，来区别内因缺陷和外因缺陷，
其中，在所述判定工序中，
(i)在第一区域的发光强度为第一阈值以下的情况下，判断为存在缺陷；
(ii)关于所述(i)工序中判断为存在缺陷的部位，在第二区域的发光强度为第二阈值以上的情况下，所述部位判断为存在内因缺陷，在第二区域的发光强度为第二阈值以上之外的情况下，所述部位判断为存在外因缺陷。
11.一种太阳能电池的测试方法，其对太阳能电池的缺陷进行测试，其中，包含如下工序：
电流注入工序，对构成所述太阳能电池的太阳能电池元件沿正方向注入电流；
发光检测工序，对通过所述电流注入工序而从太阳能电池元件产生的发光中的波长800nm～1300nm的第一区域的光和波长1400nm～1800nm的第二区域的光进行检测；
判定工序，以在所述发光检测工序中检测到的第一区域的光的发光强度和第二区域的光的发光强度为指标，来区别内因缺陷和外因缺陷，
其中，在所述判定工序中，
(iii)第一区域的发光强度为第一阈值以下且第二区域的发光强度为第二阈值以上的部位判断为存在内因缺陷；
(iv)第一区域的发光强度为第一阈值以下且第二区域的发光强度不足第二阈值的部位判断为存在外因缺陷。
12.如权利要求10或11所述的太阳能电池的测试方法，其中，进一步包括图像生成工序，所述图像生成工序生成基于在所述发光检测工序中检测到的第一区域的光的发光强度的第一图像以及基于第二区域的光的发光强度的第二图像；
所述判定工序以在所述图像生成工序中生成的所述第一图像的所述第一区域的发光强度和所述第二图像的所述第二区域的发光强度为指标，来区别内因缺陷和外因缺陷。
13.如权利要求10或11所述的太阳能电池的测试方法，其中，所述电流注入工序中注入的电流为直流电流。
14.如权利要求10或11所述的太阳能电池的测试方法，其中，在所述电流注入工序中，注入相当于通过向所述太阳能电池元件进行光照射而产生的光电流密度的电流量。
15.如权利要求10或11所述的太阳能电池的测试方法，其中，将为检测所述第一区域的光而在所述电流注入工序中对所述太阳能电池元件注入的电流量设为j1，且将在所述发光检测工序中检测所述第一区域的光的时间设为t1，
将为检测所述第二区域的光而在所述电流注入工序中对所述太阳能电池元件注入的电流量设为j2，且将在所述发光检测工序中检测所述第二区域的光的时间设为t2时，满足j1＜j2和/或t1＜t2的关系。
16.如权利要求10或11所述的太阳能电池的测试方法，其中，在所述发光检测工序中，利用可同时检测第一区域的光及第二区域的光的光检测装置和分别使第一区域的光或第二区域的光中的某一种光选择性地穿过的带通滤波器来进行检测。
17.如权利要求10或11所述的太阳能电池的测试方法，其特征在于，所述太阳能电池元件由硅半导体作为主要部件而构成。
18.一种太阳能电池的维护保养方法，其中，包含如下工序：
权利要求10或11所述的太阳能电池的测试方法对设置于建筑物的太阳能电池的缺陷执行测试的工序；
更换指示装置基于所述测试方法的测试结果对太阳能电池元件的更换工作者发出指示，以使该工作者对存在所述内因缺陷和/或所述外因缺陷的太阳能电池元件进行更换的工序。
19.一种太阳能电池的维护保养系统，其中，包括：
权利要求1或2所述的太阳能电池的测试装置；
更换指示装置，其基于所述测试装置的测试结果，对太阳能电池元件的更换工作者发出指示，以使该工作者对设置于建筑物的太阳能电池中存在所述内因缺陷和/或所述外因缺陷的太阳能电池元件进行更换。
20.一种太阳能电池模块的制造方法，其中，将权利要求10或11所述的太阳能电池的测试方法作为一道工序来包含。
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