JP2000323738A - 太陽電池モジュールの逆バイアス処理装置 - Google Patents
太陽電池モジュールの逆バイアス処理装置Info
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- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Abstract
ジュールに対して逆バイアス処理を効率的に実施できる
逆バイアス処理装置を提供する。 【解決手段】 基板上にそれぞれ成膜およびスクライブ
加工された第1電極層、半導体層および第2電極層が順
次積層された複数段の太陽電池セルを有する太陽電池モ
ジュール(10)に対し、隣り合う太陽電池セルの電極
間に逆バイアス電圧を印加して短絡部を除去する逆バイ
アス処理装置であって、互いに隣り合う3段以上の太陽
電池セルの電極に接触する複数段のプローブ(15)
と、複数段のプローブ(15)を一体的に昇降させる昇
降手段と、複数段のプローブ(15)から隣り合う任意
の1対の太陽電池セルの電極間に逆バイアス電圧を印加
する1対のプローブを選択する切換スイッチ(17)と
を有する。
Description
ル、特にアモルファス太陽電池モジュールの逆バイアス
処理装置に関する。
陽電池セルに短絡部(ピンホールともいう)が生じる
と、発電特性が低下する。そこで、発電特性を改善する
ために、隣り合う太陽電池セルの電極間に逆バイアス電
圧を印加して、短絡部を除去する工程が行われる。
絡部の除去について図5を参照して説明する。図5にお
いて、ガラス基板1上にSnO2などの透明導電性酸化
物からなる透明電極(第1電極層)2が成膜され、レー
ザースクライビングにより分離されている。この透明電
極2上にたとえばp型a−Si層、i型a−Si層およ
びn型a−Si層の積層構造からなる半導体層3が成膜
され、透明電極2のスクライブ線とずらせてレーザース
クライビングにより分離されている。この半導体層3上
に金属からなる裏面電極(第2電極層)4が成膜され、
半導体層3のスクライブ線とずらせてレーザースクライ
ビングにより分離されている。このように各層のスクラ
イブ線をずらせることにより、ある太陽電池セルの裏面
電極4の端部は半導体スクライブ線を通して隣の太陽電
池セルの透明電極2の端部と導通しており、多数の太陽
電池セルが直列接続されている。この図に示されるよう
に、逆バイアス電圧は隣り合う太陽電池セルの裏面電極
4に1対のプローブ(印加手段)5を接触させて印加さ
れる。
合、逆バイアス電圧を印加すると短絡部に電流が集中し
てジュール熱が発生するため、短絡部Sにおいて裏面電
極を構成する金属が飛散したり、この金属が酸化されて
絶縁膜に変換される。こうして短絡部が絶縁した状態に
なってなくなるため、動作時の発電特性の低下を抑える
ことができる。
ピンホールが全くランダムに発生する。このような複数
のピンホールを有する太陽電池セルに対して1対(2段
分で2個)の点接触のプローブを接触させて逆バイアス
電圧を印加する場合、長手方向に沿ってプローブからの
距離が長くなって電圧降下が無視できなくなる短絡部S
があると種々の問題が生じる。すなわち、プローブから
短絡部までの距離が短かければ、短絡部に十分な電流が
流れるため上記のように短絡部を飛散または酸化させて
除去できる。一方、プローブから短絡部までの距離が長
いと、電圧降下が大きく短絡部に十分な電流が流れない
ため短絡部を飛散または酸化させることができずに短絡
部を除去できなくなる。この問題に対応してプローブか
ら遠く離れた短絡部を確実に除去するために逆バイアス
電圧を大きくすると、プローブの近くにある短絡部に大
電流が流れ多量の発熱によりピンホールが大きくなった
り、耐電圧以上の電圧が印加されて正常な素子部が破壊
されるという問題が生じる。
2号において、1対(2段分)のプローブとして、太陽
電池セルの長手方向に沿って1段当たり複数の点接触の
プローブを設けるか、または1段当たり1つもしくは複
数の線接触もしくは面接触のプローブを設けた逆バイア
ス処理装置を開示している。このような逆バイアス処理
装置では、プローブから短絡部までの距離を電圧降下が
問題にならない範囲に収めることができるので、短絡部
を除去できなくなったり、逆に正常な素子部が破壊され
るという問題を解消できる。
た1対(2段分)のプローブを太陽電池セルの電極に接
触させ、逆バイアス処理を行い、プローブを上昇させ、
隣の太陽電池セルの位置まで移動させるという操作を太
陽電池セルの段数分だけ繰り返す。この場合、太陽電池
セルの長手方向に沿って1段当たり複数の点接触のプロ
ーブまたは1段当たり1つもしくは複数の線接触もしく
は面接触のプローブを設けているため、位置によってプ
ローブ−太陽電池セル間の高低差が生じるのを避けられ
ない。このため、局所的に大きな応力が作用して素子を
機械的に傷つけることがないように、プローブをゆっく
りと下降させる必要がある。したがって、数十段にもお
よぶ太陽電池モジュールの全段にわたって逆バイアス処
理を施すには長時間を要し、太陽電池モジュールの生産
効率が低下する。また、一体化されたプローブの昇降回
数が多いため、摩耗による装置の故障回数が増加する。
段の太陽電池セルを集積した太陽電池モジュールに対し
て逆バイアス処理を効率的に実施できる逆バイアス処理
装置を提供することにある。
ールの逆バイアス処理装置は、基板上にそれぞれ成膜お
よびスクライブ加工された第1電極層、半導体層および
第2電極層が順次積層された複数段の太陽電池セルを有
する太陽電池モジュールに対し、隣り合う太陽電池セル
の電極間に逆バイアス電圧を印加して短絡部を除去する
太陽電池モジュールの逆バイアス処理装置において、互
いに隣り合う3段以上の太陽電池セルの電極に接触する
複数段のプローブと、複数段のプローブを一体的に昇降
させる昇降手段と、複数段のプローブから隣り合う任意
の1対の太陽電池セルの電極間に逆バイアス電圧を印加
する1対のプローブを選択する切換スイッチとを具備し
たことを特徴とする。
ーブを下降させて太陽電池セルの電極に接触させた後、
スイッチ切換により複数段の太陽電池セルの逆バイアス
処理ができるので、最も時間のかかるプローブの下降操
作の回数を従来よりも大幅に減少させることができ、逆
バイアス処理全体の効率を向上できる。
電圧を印加するための印加手段(電極)を意味し、プロ
ーブの太陽電池セルの電極に対する接触部は点状でも、
線状でも面状でもよい。太陽電池セルの1段分に着目す
れば、その長手方向に沿って1段当たり複数の点接触の
プローブ群を設けるか、または1段当たり1つもしくは
複数の線接触もしくは面接触のプローブ群を設けること
が好ましい。このようなプローブを設ければ、プローブ
から遠く離れた短絡部がなくなるので、電圧降下に起因
する悪影響を避けることができる。
または面接触するプローブを用いる場合、1つまたは複
数のプローブの(合計の)接触長さは太陽電池セルの長
手方向の長さの50%以上とすることが好ましい。
チ切換により2段分のプローブに通電して1段の太陽電
池セルの逆バイアス処理を行うので、一体化されたn段
分のプローブ群を下降させて太陽電池セルの電極に接触
させた状態でスイッチ切換により逆バイアス処理できる
太陽電池セルの段数は(n−1)段となる。本発明にお
いては、プローブの段数は3段以上であればよいが、5
〜10段であることが好ましい。プローブの段数が少な
いと、逆バイアス処理全体の効率がそれほど向上しな
い。プローブの段数が多いと、全てのプローブを太陽電
池セルの電極に均一な応力で接触させることが困難にな
り、局所的に素子が機械的に破壊される危険性が高くな
る。
参照して説明する。図1(a)は本発明の装置の平面
図、図1(b)は本発明の装置の長手方向に沿う側面
図、図1(c)は本発明の装置の幅方向に沿う側面図で
ある。
クとして太陽電池モジュール10が載置される。太陽電
気モジュール10の微細構造は図5と同様であり、ガラ
ス基板1上にそれぞれ成膜およびスクライビングされた
透明電極(第1電極層)2、半導体層3および裏面電極
(第2電極層)4が積層されている。この太陽電池モジ
ュール10はたとえば装置の長手方向(図1(a)に矢
印で表示)に沿う片側に設けられた搬入コンベア(図示
せず)により搬入され、他方の側に設けられた搬出コン
ベア(図示せず)により搬出される。太陽電池モジュー
ル10の大きさは長さ840〜910mm、幅423〜
910mmであり、装置の長手方向に対して太陽電池セ
ルの長手方向(スクライブ線の方向)が直交するように
基台11上に載置される。この太陽電池モジュール10
では、40段の太陽電池セルが集積化されているものと
する。
機構12が立設されている。このステッピング機構12
の上部には昇降機構13が基台11の内側に向かって突
出するように設けられている。昇降機構13にはプロー
ブのホルダー14が昇降可能に取り付けられており、ホ
ルダー14の下面に多数のプローブ15が取り付けられ
ている。
1段の太陽電池セルの長手方向の全長にわたって30m
mの等間隔で約30個設けられており、6段分のプロー
ブ群が一体的に昇降するようになっている。1段分のプ
ローブ群は共通の接続ワイヤ16により接続されてい
る。接続ワイヤ16の一端側は、6段分のプローブから
隣り合う任意の1対の太陽電池セルの電極間に逆バイア
ス電圧を印加する1対のプローブ群を選択する切換スイ
ッチ17に接続されている。この切換スイッチ17の切
換順序をR1〜R5で示す。さらに、これらの切換スイ
ッチ17は逆バイアス電源18に接続されている。
る。図示しない搬入コンベアから太陽電池モジュールが
搬入されて基台11上に載置され、位置合わせマーク
(図示せず)を基準として位置決めがなされる。次に、
ステッピング機構12を動作させて、昇降機構13、ホ
ルダー14およびプローブ15を逆バイアス処理すべき
太陽電池セルの上方に移動させる。次いで、昇降機構1
3を動作させ、局所的に大きな応力が作用して素子を機
械的に傷つけることがないように、ホルダー14および
プローブ15をゆっくりと下降させて太陽電池セルの上
部に接触させる。
を接続して右端の2段分のプローブ群に通電して、最も
右端の太陽電池セルについて逆バイアス処理を施す。次
に、スイッチR2を接続して右端から2段目および3段
目の2段分のプローブ群に通電して、右端から2段目の
太陽電池セルについて逆バイアス処理を施す。このよう
なスイッチの切換を順次行い、右端から5段目の太陽電
池セルまで逆バイアス処理を施す。このように、1対
(2段分)のプローブ群を用いて1段の太陽電池セルに
ついて逆バイアス処理を行うので、上記のように6段分
のプローブ群を切換スイッチ17で切り換えて使用する
ことにより5段分の太陽電池セルの逆バイアス処理を実
施できる。このとき、1段の太陽電池セルあたり多数
(この例では約30個)のプローブが設けられているの
で、プローブから短絡部までの距離は電圧降下が問題に
ならない範囲内(最大でプローブ間の間隔30mmの半
分の15mm)にあり、短絡部を除去できなくなった
り、逆に正常な素子部が破壊されるという問題が生じる
ことはない。
ー14およびプローブ15を上昇させ、ステッピング機
構12を動作させて昇降機構13、ホルダー14および
プローブ15を次回に逆バイアス処理すべき太陽電池セ
ルの上方に移動させた後に上記の操作を繰り返す。すな
わち、本発明の逆バイアス処理装置を用いて40段分の
太陽電池セルについて逆バイアス処理するには、プロー
ブのステップ移動、プローブの下降、スイッチ切換によ
る逆バイアス処理およびプローブの上昇を一連の工程と
する操作を8回繰り返せばよい。これは、従来の逆バイ
アス処理装置を用いた場合には、40段の太陽電池セル
を逆バイアス処理するには上記のような操作を40回繰
り返す必要があったのと比較すると、生産効率を約5倍
に向上できることを意味する。また、本発明の逆バイア
ス処理装置では、一体化されたプローブ群の昇降回数が
従来より少ないため、摩耗による装置の故障回数も減少
する。
特に限定されない。例えば、図3に示すように太陽電池
セル10の裏面電極4と線接触する線状のプローブ21
を用いてもよい。また、図4に示すように太陽電池セル
10の裏面電極4と面接触するブロック状のプローブ2
2を用いてもよい。
処理装置を用いれば、複数段のプローブ群をスイッチ切
換により作動させて多数段の太陽電池セルを集積した太
陽電池モジュールに対して逆バイアス処理を効率的に実
施でき、しかも摩耗による装置の故障回数も減少する。
を示す平面図および側面図。
配置を示す図。
置を示す斜視図。
置を示す斜視図。
Claims (1)
- 【請求項1】 基板上にそれぞれ成膜およびスクライブ
加工された第1電極層、半導体層および第2電極層が順
次積層された複数段の太陽電池セルを有する太陽電池モ
ジュールに対し、隣り合う太陽電池セルの電極間に逆バ
イアス電圧を印加して短絡部を除去する太陽電池モジュ
ールの逆バイアス処理装置において、互いに隣り合う3
段以上の太陽電池セルの電極に接触する複数段のプロー
ブと、複数段のプローブを一体的に昇降させる昇降手段
と、複数段のプローブから隣り合う任意の1対の太陽電
池セルの電極間に逆バイアス電圧を印加する1対のプロ
ーブを選択する切換スイッチとを具備したことを特徴と
する太陽電池モジュールの逆バイアス処理装置。
Priority Applications (10)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11134069A JP2000323738A (ja) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | 太陽電池モジュールの逆バイアス処理装置 |
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DE60028452T DE60028452T2 (de) | 1999-05-14 | 2000-03-21 | Eine umgekehrte Vorspannung liefernder Generator für ein Solarzellenmodul |
EP06005885A EP1670067B1 (en) | 1999-05-14 | 2000-03-21 | Reverse biasing method and apparatus for solar battery module |
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ES06005885T ES2303705T3 (es) | 1999-05-14 | 2000-03-21 | Procedimiento de polarizacion inversa y aparato para un modulo de celulas solares. |
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