JP2005236051A - 光電変換パネルの検査方法及び光電変換パネル検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光電変換パネル自体の絶縁性能や耐電圧性能の検査を、容易かつ迅速に行うことができる、光電変換パネルの検査方法及び光電変換パネル検査装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 光電変換パネル検査装置１を、光電変換素子３の回路の正極端子３ａと負極端子３ｂとを短絡する回路側配線１１と、金属薄膜と電気的に接続される薄膜側配線１２と、光電変換パネル６の光電変換素子３の端面と接続される光電変換素子側配線１３と、防湿シート４の上面と接続される防湿シート側配線１４とを有する構成とする。光電変換パネル検査装置１に、これら回路側配線１１、薄膜側配線１２、光電変換素子側配線１３、及び防湿シート側配線１４が接続される絶縁試験器（検査装置）１６を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光電変換パネルの検査方法及び光電変換パネル検査装置に関するものである。

近年、環境問題や省エネルギーに対する意識の高まりから、太陽光等の自然エネルギーを利用する技術、特に光電変換装置を用いた太陽光発電技術に大きな期待が寄せられている。
光電変換装置は、ガラス基板等の透明支持基板と、光電変換素子と、金属薄膜を樹脂薄膜で挟みこんでなる防湿シートとを、この順番で積層してなる光電変換パネルを有しており、この光電変換パネルの縁に、アルミニウム等の金属材料からなるフレームを装着したものである。
光電変換装置は、半導体材料を利用した光電変換素子に太陽光等の光を入射させることによって、光電変換素子の正極と負極との間に起電力を生じさせるものである。

このような光電変換装置は、主に屋外に設置されるものであるので、雨に打たれるなどしても漏電が生じないよう、ＪＩＳ規格によって、製造工程で光電変換素子と他の部材との間での絶縁性能や耐電圧性能の検査を行うことが定められている。

このような光電変換装置の試験方法及び試験装置としては、例えば後記の特許文献１に記載の太陽電池モジュールの検査方法及び検査装置がある。
特許文献１に記載の太陽電池モジュールの検査装置は、太陽電池モジュールの正極コネクタと負極コネクタとを短絡接続する短絡用ケーブルと、この短絡用ケーブルと太陽電池モジュールの外殻導体部（フレーム）との間の耐電圧試験を行う耐電圧試験器、及び短絡用ケーブルと太陽電池モジュールの外殻導体部との間の絶縁抵抗を測定する絶縁抵抗測定器とを有している。
そして、特許文献１に記載の太陽電池モジュールの検査方法では、上記検査装置を用いて、短絡用ケーブルと太陽電池モジュールの外殻導体部との間の耐電圧試験及び絶縁抵抗試験を行うことで、太陽電池モジュールの耐電圧性能及び絶縁性能を評価している。

特開２００１−３４５４７２号公報（段落［００１９］，及び図１）

特許文献１に記載の検査方法及び検査装置を用いた検査では、外殻導体部が設けられた状態の太陽電池モジュールについて行われている。
しかし、太陽電池モジュールは、長期にわたって雨ざらしになるので、外殻導体部と太陽電池モジュール本体との間に水分が侵入する可能性がある。
すなわち、太陽電池モジュールの信頼性を長期にわたって保証するためには、外殻導体部によって覆われている部分も含めて、太陽電池モジュール本体の表面全体について、絶縁性能や耐電圧性能を検査する必要がある。

このように太陽電池モジュール本体の表面全体について絶縁性能や耐電圧性能の検査を行うためには、太陽電池モジュール本体の表面全体を、例えば導体箔等の導体によって覆って、この導体と短絡用ケーブルとの間の絶縁抵抗試験や耐電圧試験を行う必要があるが、非常な手間と時間がかかるため、この手法を実際の太陽電池モジュールの製造工程で実施することは困難であった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、光電変換パネル自体の絶縁性能や耐電圧性能の検査を、容易かつ迅速に行うことができる、光電変換パネルの検査方法及び光電変換パネル検査装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の光電変換パネルの検査方法、光電変換パネル検査装置は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る光電変換パネルの検査方法は、透明支持基板と、光電変換素子と、金属薄膜を樹脂薄膜で挟みこんでなる防湿シートとを、この順番で積層してなる光電変換パネルの検査方法であって、前記光電変換パネルの絶縁性能または耐電圧性能の検査を、前記光電変換素子の回路と前記防湿シートの前記金属薄膜との間の絶縁性能または耐電圧性能を検査することによって行うことを特徴とする。

この光電変換パネルの検査方法では、光電変換パネルを覆っている防湿シートの金属薄膜を電極材料として利用して、光電変換パネルの絶縁性能または耐電圧性能の検査を行う。
すなわち、この光電変換パネルの検査方法では、絶縁性能または耐電圧性能の検査の際に、少なくとも防湿シート側では、表面を電極材料で覆う必要がないので、検査を容易かつ迅速に行うことができる。

さらに、光電変換パネルにフレームを装着せずに検査を行うので、光電変換パネル自体の絶縁性能または耐電圧性能を検査することができ、検査の信頼性が高い。
また、光電変換パネルにフレームを装着する前の段階、すなわち光電変換装置の製造工程のより早い段階で検査を行って不適合品を発見することができるので、不適合品については以降の製造工程を施さずに済み、生産効率が向上する。

この光電変換パネルの検査方法において、絶縁性能検査または耐電圧性能検査に用いる検査装置を、防湿シートの端面に露出する金属薄膜に電気的に接続してもよい。

この場合には、光電変換パネルに全く加工を施さずに絶縁性能または耐電圧性能を検査することができる。

また、この光電変換パネルの検査方法において、防湿シートの樹脂薄膜のうち、光電変換パネルの表面を構成する側の樹脂薄膜の一部を除去して金属薄膜の一部を露出させ、絶縁性能検査または耐電圧性能検査に用いる検査装置を、金属薄膜の露出部分に電気的に接続してもよい。

この場合には、金属薄膜の一部を露出させて、この部分に検査装置を接続するので、金属薄膜と検査装置との電気的接続を確実に行うことができ、検査を確実に行うことができる。

また、この光電変換パネルの検査方法において、防湿シートに、針状電極を、少なくとも前記金属薄膜に達する深さまで刺し、この針状電極を介して、絶縁性能検査または耐電圧性能検査に用いる検査装置を、金属薄膜に電気的に接続してもよい。

この場合には、針状電極を防湿シートに刺すだけで、検査装置と金属薄膜とを電気的に接続することができるので、検査を容易かつ迅速に行うことができる。
また、針状電極を防湿シートに十分な深さまで刺すことで、針状電極と金属薄膜とを確実に接触させることができるので、検査を確実に行うことができる。

また、本発明に係る光電変換パネル検査装置は、透明支持基板と、光電変換素子と、金属薄膜を樹脂薄膜で挟みこんでなる防湿シートとを、この順番で積層してなる光電変換パネルの品質検査に用いられる光電変換パネル検査装置であって、前記光電変換素子の回路に接続される回路側配線と、前記金属薄膜と接続される薄膜側配線と、前記回路側配線及び前記薄膜側配線を通じて前記光電変換素子の回路と前記金属薄膜との間に電圧を印加して、これらの間の絶縁性能または耐電圧性能を検査する検査装置とを有することを特徴とする。

このように構成される光電変換パネル検査装置は、光電変換パネルを覆っている防湿シートの金属薄膜を電極材料として利用して、光電変換パネルの絶縁性能または耐電圧性能の検査を行う。
すなわち、この光電変換パネル検査装置によれば、絶縁性能または耐電圧性能の検査の際に、少なくとも防湿シート側では、表面を電極材料で覆う必要がないので、検査を容易かつ迅速に行うことができる。

さらに、光電変換パネルにフレームを装着せずに検査を行うので、光電変換パネル自体の絶縁性能または耐電圧性能を検査することができ、検査の信頼性が高い。
また、光電変換パネルにフレームを装着する前の段階、すなわち光電変換装置の製造工程のより早い段階で検査を行って不適合品を発見することができるので、不適合品については以降の製造工程を施さずに済み、生産効率が向上する。

この光電変換パネル検査装置において、薄膜側配線は、防湿シートに対して少なくとも金属薄膜に達する深さまで刺される針状電極を有していてもよい。

この構成を採用した光電変換パネル検査装置では、針状電極を防湿シートに刺すだけで、検査装置と金属薄膜とを電気的に接続することができるので、検査を容易かつ迅速に行うことができる。
また、針状電極を防湿シートに十分な深さまで刺すことで、針状電極と金属薄膜とを確実に接触させることができるので、検査を確実に行うことができる。

本発明に係る光電変換パネルの検査方法及び光電変換パネル検査装置では、絶縁性能または耐電圧性能の検査の際に、少なくとも防湿シート側では、表面を電極材料で覆う必要がないので、検査を容易かつ迅速に行うことができる。
さらに、光電変換パネルにフレームを装着せずに検査を行うので、光電変換パネル自体の絶縁性能または耐電圧性能を検査することができ、検査の信頼性が高い。
また、光電変換パネルにフレームを装着する前の段階、すなわち光電変換装置の製造工程のより早い段階で検査を行って不適合品を発見することができるので、不適合品については以降の製造工程を施さずに済み、生産効率が向上する。

以下に、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
［第一実施形態］
以下、本発明の第一実施形態について、図１から図３を用いて説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る光電変換パネル検査装置１は、透明支持基板２と、光電変換素子３と、防湿シート４とを、この順番で積層してなる光電変換パネル６の品質検査に用いられるものである。

ここで、光電変換パネル６を構成する透明支持基板２としては、例えばガラス基板等の絶縁体からなる基板が用いられる。
光電変換素子３を構成する半導体材料としては、例えば結晶性シリコン、アモルファスシリコン、微結晶シリコン等のシリコン系半導体や、その他の任意の半導体材料が用いられる。
防湿シート４は、光電変換素子３の表面を覆って光電変換素子３への湿気の侵入を防止するものであって、図２に示すように、アルミニウム等の金属薄膜Ｍを、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の樹脂薄膜Ｒで挟みこんだ構成とされている。

光電変換パネル検査装置１は、光電変換素子３の回路の正極端子３ａと負極端子３ｂとを短絡する回路側配線１１と、金属薄膜Ｍと電気的に接続される薄膜側配線１２と、光電変換パネル６の光電変換素子３の端面と接続される光電変換素子側配線１３と、防湿シート４の上面と接続される防湿シート側配線１４とを有している。
また、光電変換パネル検査装置１には、これら回路側配線１１、薄膜側配線１２、光電変換素子側配線１３、及び防湿シート側配線１４が接続される絶縁試験器（検査装置）１６が設けられている。

光電変換素子側配線１３は、図１に示すように、光電変換パネル６の表面のうち、少なくとも光電変換素子３の端面（光電変換パネル６の側面に露出する面）を密着状態にして覆う電極部材１７を有している。本実施の形態では、電極部材１７を、光電変換パネル６の側面全体を密着状態にして覆う構成とされている。

以下、このように構成される光電変換パネル検査装置１による光電変換パネル６の絶縁性能検査について説明する。
ここで、この検査は、全数検査であってもよく、また、抜き取り検査であってもよい。
まず、光電変換パネル検査装置１を、検査対象の光電変換パネル６に接続する。
具体的には、光電変換素子３の回路の正極端子３ａと負極端子３ｂとに回路側配線１１を電気的に接続し、金属薄膜Ｍに薄膜側配線１２を電気的に接続する。
ここで、薄膜側配線１２は、図２に示すように、防湿シート４の端面に露出する金属薄膜Ｍに電気的に接続される。

また、光電変換素子３の端面に光電変換素子側配線１３を電気的に接続し、防湿シート４の上面に防湿シート側配線１４を電気的に接続する。
ここで、光電変換素子側配線１３は、図１に示すように、電極部材１７によって光電変換パネル６の側面全体を密着状態にして覆うことで、光電変換素子３の端面に電気的に接続される。

そして、薄膜側配線１２、光電変換素子側配線１３、防湿シート側配線１４を電気的に接続するとともにこれらを接地させた状態で、絶縁試験器１６によって回路側配線１１から光電変換素子３の回路に、例えば５００〜１０００Ｖ程度の高圧の直流電圧を所定時間（例えば２０秒間）印加して、光電変換素子３の回路が、薄膜側配線１２、光電変換素子側配線１３、防湿シート側配線１４に対して導通しているかどうかを判定する。具体的には、これらの間の絶縁抵抗値が１００ＭΩを下回った場合にはこれらの間に導通が生じているものと判定する。
そして、これらの間に導通がなければ、絶縁が良好に行われているとして、この光電変換パネル６を後段の製造工程に移行させ、導通があった場合には絶縁不良であるとしてこの光電変換パネル６を生産ラインから外す。

ここで、この光電変換パネル検査装置１では、光電変換パネル６が絶縁不良であった場合には、その絶縁不良箇所を特定することができる。
具体的には、図３に示すように、薄膜側配線１２を、光電変換素子側配線１３及び防湿シート側配線１４と接続して接地させる代わりに、回路側配線１１に接続する。
この状態で、絶縁試験器１６によって、金属薄膜Ｍが光電変換素子側配線１３及び防湿シート側配線１４に対して導通しているかどうかを判定することで、絶縁不良箇所を特定する。
例えば、導通が認められた場合には、絶縁不良は、光電変換素子３の回路と光電変換素子３の端面との間で生じており、導通が認められない場合には、絶縁不良は、光電変換素子３の回路と金属薄膜Ｍとの間で生じている。

以下、この光電変換パネル検査装置１による光電変換パネル６の耐電圧性能検査について説明する。
ここで、この検査は、全数検査であってもよく、また、抜き取り検査であってもよい。
まず、上記の絶縁性能検査と同様の回路構成とする。
この状態で、絶縁試験器１６によって回路側配線１１から光電変換素子３の回路に絶縁性能検査時よりも高圧の直流電圧（例えば２２００Ｖ程度）を所定時間（例えば１分間）印加して、光電変換素子３の回路が、薄膜側配線１２、光電変換素子側配線１３、防湿シート側配線１４に対して導通しているかどうかを判定する。具体的には、これらの間での漏れ電流値が０．０５ｍＡを上回った場合には、これらの間に絶縁破壊が生じたものと判定する。
そして、これらの間に導通がなければ、絶縁が良好に行われているとして、この光電変換パネル６を後段の製造工程に移行させ、導通があった場合には絶縁不良であるとしてこの光電変換パネル６を生産ラインから外す。
ここで、この検査によって絶縁破壊が認められた場合には、絶縁性能検査において絶縁不良箇所を特定する場合と同じ手法を用いて、絶縁破壊が生じた箇所を特定することができる。

以上述べたように、この光電変換パネル検査装置１を用いた光電変換パネルの検査方法では、光電変換パネル６を覆っている防湿シート４の金属薄膜Ｍを電極材料として利用して、光電変換パネル６の絶縁性能または耐電圧性能の検査を行うので、少なくとも防湿シート４側では、表面を電極材料で覆う必要がないので、検査を容易かつ迅速に行うことができる。

さらに、光電変換パネル６にフレームを装着せずに検査を行うので、光電変換パネル６自体の絶縁性能または耐電圧性能を検査することができ、検査の信頼性が高い。
また、光電変換パネル６にフレームを装着する前の段階、すなわち光電変換装置の製造工程のより早い段階で検査を行って不適合品を発見することができるので、不適合品については以降の製造工程を施さずに済み、生産効率が向上する。

また、この光電変換パネルの検査方法では、絶縁試験器１６は、防湿シート４の端面に露出する金属薄膜Ｍに電気的に接続される薄膜側配線１２を介して金属薄膜Ｍに電気的に接続しているので、光電変換パネル６に全く加工を施さずに絶縁性能または耐電圧性能を検査することができる。

ここで、本実施の形態では、薄膜側配線１２を、防湿シート４の端面に露出する金属薄膜Ｍに電気的に接続しているが、これに限られることなく、図４に示すように、防湿シート４の樹脂薄膜Ｒのうち、光電変換パネル６の表面を構成する側の樹脂薄膜Ｒの一部を除去して金属薄膜Ｍの一部を露出させて、この露出部分Ｐに薄膜側配線１２を電気的に接続することによって、絶縁試験器１６と金属薄膜Ｍとを電気的に接続してもよい。
この場合には、金属薄膜Ｍと絶縁試験器１６との電気的接続を確実に行うことができ、検査を確実に行うことができる。

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、図５を用いて説明する。
本実施形態にかかる光電変換パネル検査装置２１は、第一実施形態で示した光電変換パネル検査装置１において、薄膜側配線１２を、防湿シート４の端面に露出する金属薄膜Ｍに電気的に接続する代わりに、薄膜側配線１２を、針状電極２２を有する構成としたものである。

この光電変換パネル検査装置２１では、薄膜側配線１２は、針状電極２２を、防湿シート４に対して少なくとも金属薄膜Ｍに達する深さまで刺すことで、金属薄膜Ｍに電気的に接続される。
すなわち、この光電変換パネル検査装置２１では、針状電極２２を防湿シート４に刺すだけで、絶縁試験器１６と金属薄膜Ｍとを電気的に接続することができるので、検査を容易かつ迅速に行うことができる。

また、針状電極２２を防湿シート４に十分な深さまで刺すことで、針状電極２２と金属薄膜Ｍとを確実に接触させることができるので、検査を確実に行うことができる。
ここで、針状電極２２としては、ごく細い径、例えば直径０．０５ｍｍ程度のものを用いられる。これにより、防湿シート４に形成される針穴も十分小さくなるので、防湿シート４の防湿性を損なうことがない。

本発明の第一実施形態にかかる光電変換パネル検査装置の構成を示す図である。 本発明の第一実施形態にかかる光電変換パネル検査装置の構成を示す図である。 本発明の第一実施形態にかかる光電変換パネル検査装置の構成を示す図である。 本発明の第一実施形態にかかる光電変換パネル検査装置の構成を示す図である。 本発明の第二実施形態にかかる光電変換パネル検査装置の構成を示す図である。

符号の説明

１ 光電変換パネル検査装置
２ 透明支持基板
３ 光電変換素子
４ 防湿シート
６ 光電変換パネル
１１ 回路側配線
１２ 薄膜側配線
１６ 絶縁試験器（検査装置）
２２ 針状電極
Ｍ 金属薄膜
Ｒ 樹脂薄膜

Claims (6)

1. 透明支持基板と、光電変換素子と、金属薄膜を樹脂薄膜で挟みこんでなる防湿シートとを、この順番で積層してなる光電変換パネルの検査方法であって、
   前記光電変換パネルの絶縁性能または耐電圧性能の検査を、前記光電変換素子の回路と前記防湿シートの前記金属薄膜との間の絶縁性能または耐電圧性能を検査することによって行うことを特徴とする光電変換パネルの検査方法。
2. 前記絶縁性能検査または前記耐電圧性能検査に用いる検査装置を、前記防湿シートの端面に露出する前記金属薄膜に電気的に接続することを特徴とする請求項１記載の光電変換パネルの検査方法。
3. 前記防湿シートの前記樹脂薄膜のうち、前記光電変換パネルの表面を構成する側の前記樹脂薄膜の一部を除去して前記金属薄膜の一部を露出させ、
   前記絶縁性能検査または前記耐電圧性能検査に用いる検査装置を、前記金属薄膜の前記露出部分に電気的に接続することを特徴とする請求項１記載の光電変換パネルの検査方法。
4. 前記防湿シートに、針状電極を、少なくとも前記金属薄膜に達する深さまで刺し、
   該針状電極を介して、前記絶縁性能検査または前記耐電圧性能検査に用いる検査装置を、前記金属薄膜に電気的に接続することを特徴とする請求項１記載の光電変換パネルの検査方法。
5. 透明支持基板と、光電変換素子と、金属薄膜を樹脂薄膜で挟みこんでなる防湿シートとを、この順番で積層してなる光電変換パネルの品質検査に用いられる光電変換パネル検査装置であって、
   前記光電変換素子の回路に接続される回路側配線と、
   前記金属薄膜に接続される薄膜側配線と、
   前記回路側配線及び前記薄膜側配線を通じて前記光電変換素子の回路と前記金属薄膜との間に電圧を印加して、これらの間の絶縁性能または耐電圧性能を検査する検査装置とを有することを特徴とする光電変換パネル検査装置。
6. 前記薄膜側配線が、前記防湿シートに対して少なくとも金属薄膜に達する深さまで刺される針状電極を有することを特徴とする請求項５記載の光電変換パネル検査装置。

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