JP2012138564A - 太陽電池セル用出力測定装置及び測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バスバーレス構造の太陽電池セルに対しても電気的特性の測定を正確に行う。
【解決手段】太陽電池セル２０の表面に形成された複数のフィンガー電極３１上に、フィンガー電極３１と交差することにより複数のフィンガー電極３１と同時に接触する導体からなる端子板２を備え、端子板２は太陽電池セル２０の電気的特性を測定する測定器６と接続され、端子板２は、矩形状に形成され、一面２ｂをフィンガー電極３１との接触面とされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池セルの電気的特性を測定する出力測定装置及び測定方法に関するものであり、特に太陽電池セルに接触する電極端子構造の改良に関するものである。

従来、太陽電池セルの電気的特性の測定を行う測定装置としては、一般に太陽電池セルのバスバー電極に接触されるプローブピンを複数備えた測定装置が用いられている。この種の測定装置は、太陽電池セルに流れる電流を測定する電流測定用プローブピンと、太陽電池セルに発生する電圧を測定する電圧測定用プローブピンを有する。

太陽電池セルの電気的特性の測定は、例えば、図１８及び図１９に示すように、これら電流測定用プローブピン５０及び電圧測定用プローブピン５１を、測定対象となる太陽電池セル５３のバスバー電極５４上に接触し、太陽電池セル５３の受光面に疑似太陽光を照射しながら、太陽電池セル５３に流れる電流及び太陽電池セル５３に発生する電圧を測定するいわゆる４端子法によって行われる。

特開２００６−１１８９８３号公報

ここで、近年、太陽電池セルの製造工数を削減すると共に、Ａｇペースト等の電極材料の使用量を削減し製造コストの低コスト化を図るために、バスバー電極を設けることなく、導電性接着フィルムを介してフィンガー電極と交差するように直接タブ線を接着させる工法が提案されている。かかるバスバーレス構造の太陽電池セルにおいても、集電効率はバスバー電極を形成した太陽電池セルと同等以上となる。

このようなバスバーレス構造の太陽電池セル５５に対して電気的特性を測定する場合、プローブピン５６を直接フィンガー電極５７に接触させる必要がある。しかし、図２０に示すように、プローブピン５６の立設間隔とフィンガー電極５７が形成される間隔とは一致しないことも多く、この場合、全てのフィンガー電極５７に対して導通をとることができず、計測の対象から外れるフィンガー電極５７が発生し、正確な電気的特性を測定することができなくなる。

そこで、本発明は、バスバーレス構造の太陽電池セルに対しても電気的特性の測定を正確に行うことができる太陽電池セル用出力測定装置及び太陽電池セルの出力測定方法を提供すること目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明に係る太陽電池セル用出力測定装置は、太陽電池セルの表面に形成された複数のフィンガー電極上に、該フィンガー電極と交差することにより複数の上記フィンガー電極と同時に接触する導体からなる端子板を備え、上記端子板は上記太陽電池セルの電気的特性を測定する測定器と接続され、上記端子板は、矩形状に形成され、一面を上記フィンガー電極との接触面とされているものである。

また、本発明に係る太陽電池セルの出力測定方法は、導体からなり、太陽電池セルの電気的特性を測定する測定器に接続されている矩形状の端子板を有する太陽電池用測定装置を用いた太陽電池の測定方法において、上記端子板の一面を、太陽電池セルの表面に形成された複数のフィンガー電極上に、該フィンガー電極と交差するように配置することにより、複数の上記フィンガー電極に同時に接触させる工程と、上記太陽電池セルの表面に光を照射しながら、電気的特性を測定する工程とを有するものである。

本発明によれば、フィンガー電極に端子板の接触面が面接触するため、バスバーレス構造の太陽電池セルの電気的特性の測定において、端子が確実に全てのフィンガー電極と接触するため、高精度に電気的特性の測定を行うことができる。

本発明が適用された太陽電池用測定装置を示す要部斜視図である。 電極端子を示す側面図である。 電極端子の両端子板の接合状態を説明する斜視図である。 太陽電池セル及び太陽電池モジュールを示す分解斜視図である。 太陽電池セルを示す断面図である。 太陽電池セルの裏面を示す底面図である。 導電性接着フィルムを示す断面図である。 太陽電池用測定装置による測定を説明するための図である。 太陽電池用測定装置による測定を説明するための図である。 太陽電池用測定装置１が用いられる他の太陽電池セルを示す断面図である。 熱加圧領域と非熱加圧領域とを示す平面図である。 太陽電池用測定装置１を用いて他の太陽電池セルの電気的特性の測定を行う状態を示す斜視図である。 実施例及び比較例に係る太陽電池セルを示す平面図である。 実施例及び比較例による太陽電池セルの光電変換効率の測定値の分布を示すグラフである。 本発明の他の構成に係る太陽電池用測定装置を示す斜視図である。 本発明の他の構成に係る太陽電池用測定装置を示す側面図である。 実施例に係る補助治具を示す斜視図である。 従来のプローブピンを用いた測定装置を用いて太陽電池セルの電気的特性の測定を行う状態を示す斜視図である。 従来のプローブピンを用いた測定装置による測定を説明するための図である。 従来のプローブピンを用いた測定装置によってバスバーレス構造の太陽電池セルの電気的特性の測定を説明するための図である。

以下、本発明が適用された太陽電池セル用出力測定装置及び太陽電池セルの出力測定方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。

この太陽電池セル用出力測定装置１は、図１に示すように、電圧測定用端子板２と、電流測定用端子板３とが一対として組み合わされた電極端子４が二組設けられている。各電極端子４の電圧測定用端子板２は、ケーブル５によって接続されるとともに、電圧計６と接続されている。同様に、各電極端子４の電流測定用端子板３は、ケーブル５によって接続されるとともに、電流計７と接続されている。

［電極端子］
電極端子４は、電圧測定用端子板２と電流測定用端子板３とが絶縁層８を介して一体に形成されている。電圧測定用端子板２は後述する太陽電池セル２０に形成された複数のフィンガー電極３１と交差するように接触することにより太陽電池セル２０の電圧特性を測定するものである。また、電流測定用端子板３は、太陽電池セル２０に形成された複数のフィンガー電極３１と交差するように接触することにより太陽電池セル２０の電流特性を測定するものである。

これら電圧測定用端子板２及び電流測定用端子板３は、いずれも導体からなり、例えばＣｕやＡｌ等の金属を用いて形成することができる。また、電圧測定用端子板２及び電流測定用端子板３は、いずれも同一形状の矩形板状をなし、各主面２ａ，３ａを対向させるとともに絶縁層８を介して一体に形成されている。

具体的に、図２に示すように、各端子板２，３は、主面部２ａの長手方向に亘る一辺を介して隣接する面を太陽電池セル２０との接触面２ｂ，３ｂとし、各接触面２ｂ，３ｂが同一となる高さに形成されている。したがって、電極端子４は、各接触面２ｂ，３ｂを同時に、且つ、確実に太陽電池セル２０の表面に接触させることができる。

各端子板２，３の各部の寸法を例示すると、接触面２ｂ，３ｂの幅が０．５ｍｍ、主面部２ａ，３ａの高さが１０ｍｍ、絶縁層８の厚さが０．２ｍｍとされている。なお、電極端子４は、各接触面２ｂ，３ｂの幅及び絶縁層８の厚さを加えた太陽電池セル２０の表面への接触面積が、従来の一般的なバスバー電極の幅と同一かそれ以下の幅となることが好ましい。これにより、電気的特性の測定時における電極端子４のシャドーロスをバスバー電極を用いる従来の太陽電池セルと同程度に抑えることができる。

また、接触面２ｂ，３ｂは、長手方向の長さが、少なくとも太陽電池セル２０のフィンガー電極３１の形成方向と直交する方向の一辺２０ａの長さと同一の長さを有する。したがって、電極端子４は、各接触面２ｂ，３ｂを太陽電池セル２０に形成された全てのフィンガー電極３１と交差して接触させることができる。なお、各端子板２，３は、接触面２ｂ，３ｂの長手方向の長さを太陽電池セル２０の一辺２０ａの長さ以上の長さに形成してもよい。

さらに、各端子板２，３は、導体表面の少なくとも太陽電池セルとの接触面２ｂ，３ｂにはＡｕやハンダ等の導電性を有する材料による防錆メッキ処理を施してもよく、好ましくは導体表面の全面に亘って防錆メッキ処理を施す。

これら電圧測定用端子板２及び電流測定用端子板３の各主面２ａ，３ａ間に介在する絶縁層８は、両端子板２，３を互いに絶縁するものである。絶縁層８は、例えば、図３（ａ）に示すように、両端子板２，３の各主面２ａ，３ａの一方又は両方に絶縁性を有する接着材１０を塗布した後、両端子板２，３を貼り合わせることにより構成される。また、絶縁層８は、例えば、図３（ｂ）に示すように、絶縁性を有する接着フィルム１１を両主面部２ａ，３ａ間に配置し、この絶縁性接着フィルム１１を硬化させることにより構成してもよい。さらに、絶縁層８は、硬化機能を有しない粘着テープ（図示せず）を適宜用いて形成してもよい。

［接着剤］
このような絶縁性接着剤１０や、絶縁性接着フィルム１１としては、電子部品を基板に実装する際等に使用される公知の絶縁性樹脂接着組成物を使用することができ、例えば、エポキシ系硬化型樹脂組成物やアクリル系硬化型樹脂組成物、あるいはこれらをフィルム状に成形したものが挙げられる。これらは、熱硬化型のものを好ましく使用することができる。

エポキシ系熱硬化型樹脂組成物は、例えば、分子内に２つ以上のエポキシ基を有する化合物もしくは樹脂、エポキシ硬化剤、成膜成分等から構成される。

分子内に２つ以上のエポキシ基を有する化合物もしくは樹脂としては、液状であっても、固体状であってもよく、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂やビスフェノールＦ型エポキシ樹脂などの二官能エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂やクレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂などを例示できる。また、３，４−エポキシシクロヘキセニルメチル−３´，４´−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート等の脂環式エポキシ化合物も使用することができる。

エポキシ硬化剤としては、例えば、アミン系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、酸無水物系硬化剤、スルホニウムカチオン系硬化剤等が挙げられる。硬化剤は潜在性であってもよい。

成膜成分としては、例えば、エポキシ化合物やエポキシ樹脂と相溶するフェノキシ樹脂やアクリル樹脂を挙げることができる。

エポキシ系熱硬化型樹脂組成物は、必要に応じて公知の硬化促進剤、シランカップリング剤、金属捕捉剤、ブタジエンゴム等の応力緩和剤、シリカなどの無機フィラー、ポリイソシアネート系架橋剤、着色料、防腐剤、溶剤等を含有することができる。

アクリル系熱硬化型樹脂組成物は、例えば、（メタ）アクリレートモノマー、成膜用樹脂、シリカなどの無機フィラー、シランカップリング剤、ラジカル重合開始剤等から構成される。

（メタ）アクリレートモノマーとしては、単官能（メタ）アクリレートモノマー、多官能（メタ）アクリレートモノマー、あるいはそれらにエポキシ基、ウレタン基、アミノ基、エチレンオキサイド基、プロピレンオキサイド基等を導入した変性単官能または多官能（メタ）アクリレートモノマーを使用することができる。また、本発明の効果を損なわない限り、（メタ）アクリレートモノマーとラジカル共重合可能な他のモノマー、例えば（メタ）アクリル酸、酢酸ビニル、スチレン、塩化ビニル等を併用することができる。

アクリル系熱硬化型樹脂組成物用の成膜用樹脂としては、フェノキシ樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、アルキル化セルロース樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ウレタン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等が挙げられる。

ラジカル重合開始剤としては、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジブチルパーオキサイド等の有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスバレロニトリル等のアゾビス系化合物を挙げることができる。

アクリル系熱硬化型樹脂組成物は、必要に応じ、ブタジエンゴム等の応力緩和剤や、酢酸エチル等の溶剤、着色料、酸化防止剤、老化防止剤等を含有することができる。

これらのエポキシ系熱硬化型樹脂組成物やアクリル系熱硬化型樹脂組成物から絶縁性樹脂接着フィルム（ＮＣＦ）への成形は、公知の手法を使用して行うことができる。

［測定方法］
次いで、太陽電池セル用出力測定装置１を用いて太陽電池セル２０の電気的特性の測定を行う工程について説明する。

［太陽電池セルの構成］
先ず、太陽電池セル用出力測定装置１によって電気的特性の測定が行われる太陽電池セル２０について説明する。太陽電池セル２０は、バスバー電極が形成されず、インターコネクタとなるタブ線２１が直接フィンガー電極３１と交差するように接着されるものであり、太陽電池セル用出力測定装置１はこのようなバスバーレス構造の太陽電池セル２０の測定に好適に用いられる。

図４に示すように、太陽電池セル２０は、インターコネクタとなるタブ線２１によって直列あるいは並列に接続されることにストリングス２２を構成する。このストリングス２２は、複数配列されることによりマトリクス２３を構成し、このマトリクス２３が封止接着剤のシート２４で挟まれ、受光面側に設けられた表面カバー２５及び裏面側に設けられたバックシート２６とともに一括してラミネートされ、最後に、周囲にアルミニウムなどの金属フレーム２７が取り付けられることにより形成されることにより太陽電池モジュール２８が形成される。

封止接着剤としては、例えばエチレンビニルアセテート樹脂（ＥＶＡ）等の透光性封止材が用いられる。また、表面カバー２５としては、例えば、ガラスや透光性プラスチック等の透光性の材料が用いられる。また、バックシート２６としては、ガラスやアルミニウム箔を樹脂フィルムで挟持した積層体等が用いられる。

図５に示すように、太陽電池モジュールの各太陽電池セル２０は、光電変換素子３０を有する。光電変換素子３０は、単結晶型シリコン光電変換素子、多結晶型光電変換素子を用いる結晶シリコン系太陽電池や、アモルファスシリコンからなるセルと微結晶シリコンやアモルファスシリコンゲルマニウムからなるセルとを積層させた光電変換素子を用いた薄膜シリコン系太陽電池など、各種光電変換素子３０を用いることができる。

また、光電変換素子３０は、受光面側に内部で発生した電気を集電するフィンガー電極３１が設けられている。フィンガー電極３１は、太陽電池セル２０の受光面となる表面にＡｇペーストがスクリーン印刷等により塗布された後、焼成されることにより形成される。また、フィンガー電極３１は、受光面の全面に亘って、例えば約５０〜２００μｍ程度の幅を有するラインが、所定間隔、例えば２ｍｍおきに、ほぼ平行に複数形成され、導電性接着フィルム３３によってタブ線２１が全フィンガー電極３１と交差するように接続される。

また、光電変換素子３０は、受光面と反対の裏面側に、アルミニウムや銀からなる裏面電極３２が設けられている。裏面電極３２は、図４及び図６に示すように、アルミニウムや銀からなる電極が例えばスクリーン印刷やスパッタ等により太陽電池セル２０の裏面に形成される。裏面電極３２は、後述する導電性接着フィルム３３を介してタブ線２１が接続されるタブ線接続部３４を有する。

そして、太陽電池セル２０は、タブ線２１によって、表面に形成された各フィンガー電極３１と、隣接する太陽電池セル２０の裏面電極３２とが電気的に接続され、これにより直列に接続されたストリングス２２を構成する。タブ線２１とフィンガー電極３１及び裏面電極３２とは、導電性接着フィルム３３によって接続される。

タブ線２１は、図５に示すように、隣接する太陽電池セル２０ａ、２０ｂ、２０ｃの各間を電気的に接続する長尺状の導電性基材からなり、例えば、５０〜３００μｍ厚で後述する導電性接着フィルム３３と略同幅のリボン状銅箔を使用し、必要に応じて金メッキ、銀メッキ、スズメッキ、ハンダメッキ等が施されている。

［接着フィルム］
導電性接着フィルム３３は、図７に示すように、導電性粒子３６が高密度に含有された熱硬化性のバインダー樹脂層である。

導電性接着フィルム３３に用いられる導電性粒子３６としては、特に制限されず、例えば、ニッケル、金、銀、銅などの金属粒子、樹脂粒子に金めっきなどを施したもの、樹脂粒子に金めっきを施した粒子の最外層に絶縁被覆を施したものなどを挙げることができる。

導電性接着フィルム３３のバインダー樹脂層の組成は、特に制限されないが、より好ましくは、膜形成樹脂と、液状エポキシ樹脂と、潜在性硬化剤と、シランカップリング剤とを含有する。

そして、導電性接着フィルム３３は、表面電極用２本及び裏面電極用２本を所定の長さに形成され、太陽電池セル２０の表裏面の所定位置に仮貼りされる。このとき、導電性接着フィルム３３は、太陽電池セル２の表面にほぼ平行に複数形成されている各フィンガー電極３１とほぼ直交するように仮貼りされる。

同様に、所定の長さにカットされたタブ線２１が導電性接着フィルム３３上に重畳配置される。その後、導電性接着フィルム３３は、タブ線２１の上から加熱ボンダーによって所定の温度、圧力で熱加圧されることにより、バインダー樹脂が硬化すると共に導電性粒子３６がタブ線２１とフィンガー電極３１又は裏面電極３２との間で挟持される。これにより、導電性接着フィルム３３は、タブ線２１を各電極上に接着させると共に、導通接続させることができる。

なお、上記実施の形態では導電性接着フィルム３３を用いる場合について説明したが、本発明は、フィルム形状の導電性接着剤に限らず、ペースト状の導電性接着剤を使用することもできる。

太陽電池セル用出力測定装置１による太陽電池セル２０の電気的特性の測定は、光電変換素子３０にフィンガー電極３１及び裏面電極３２が形成された段階で行う。具体的に、太陽電池セル２０は、載置台に載置され、太陽電池セル用出力測定装置１の電極端子４がセル表面の所定位置に接触する。電極端子４は、図１に示すように、電圧測定用端子板２及び電流測定用端子板３の各接触面２ｂ，３ｂが全てのフィンガー電極３１と直交するように配置される。また、電極端子４は、ケーブル５によって、電圧測定用端子板２が電圧計６と接続され、また、電流測定用端子板３が電流計７と接続されている。

そして、太陽電池セル用出力測定装置１は、図８及び図９に示すような回路構成をとり、疑似太陽光をセル両面に照射することにより、いわゆる４端子法によって太陽電池セル２０の電気的特性の測定を行うことができる。このとき、太陽電池セル用出力測定装置１によれば、矩形板状に形成された電極端子４の接触面を太陽電池セル２０の表面に接触させているため、全てのフィンガー電極３１と電極端子４の接触面２ｂ，３ｂとが接触される。したがって、太陽電池セル用出力測定装置１によれば、バスバーレス構造の太陽電池セル２０の電気的特性の測定において、電極端子４が確実に全てのフィンガー電極３１と接触するため、高精度に電気的特性の測定を行うことができる。

［他の実施の形態１］
また、太陽電池セル用出力測定装置１は、バスバーレス構造の太陽電池セル２０の電気的特性の測定に用いる他に、外側縁部にフィンガー電極３１と交差する集電電極４０を設けた太陽電池セル４１の電気的特性の測定に用いてもよい。なお、以下の説明において、上述した太陽電池セル２０の構成と同一の構成については同一の符号を付してその詳細を省略する。

図１０に示すように、太陽電池セル４１は、タブ線２１及び導電性接着フィルム３３を熱加圧する際等における応力の発生や、太陽電池セル４１とタブ線２１の線膨張係数の相違、加熱と冷却による伸縮等の原因により、太陽電池セル４１に応力がかかることによる、いわゆるセル割れを防止するために、加熱ボンダーによるタブ線２１の太陽電池セル４１への熱加圧領域が太陽電池セル４１の外側縁部４１ａよりセルの中心側へオフセットされている。

したがって、太陽電池セル４１は、外側縁部４１ａ側にはタブ線２１が加熱押圧されないため、外側縁部４１ａ側に設けられたフィンガー電極３１とタブ線２１とは導電接続されていない。しかし、この状態では、外側縁部４１ａ側に設けられたフィンガー電極３１から集電することができず、集電ロスの発生による光電変換効率の低下が起こる。

そこで、太陽電池セル４１は、加熱ボンダーによってタブ線２１が熱加圧されない非熱加圧領域４１ｃと加熱ボンダーによってタブ線２１が熱加圧される熱加圧領域４１ｂの端部とに亘って、外側縁部４１ａ付近に設けられたフィンガー電極３１と直交する集電電極４０が形成されている。集電電極４０は、例えばＡｇペーストがスクリーン印刷等により表面電極の所定位置に塗布、焼成されることにより形成される。

熱加圧領域４１ｂ及び非熱加圧領域４１ｃは、導電性接着フィルム３３及びタブ線２１が配置、接着される、太陽電池セル４１の相対向する外側縁部４１ａ間に亘る領域についていうものであり、図１１に示すように、熱加圧領域４１ｂは、当該領域中、加熱ボンダーによるタブ線２１の太陽電池セル４１への熱加圧が行われる、両外側縁部４１ａよりセル内側へオフセットされている領域をいい、非熱加圧領域４１ｃは、当該領域中、熱加圧領域４１ｂより外側縁部４１ａ側の領域をいう。

集電電極４０は、タブ線２１が熱加圧されない非熱加圧領域４１ｃにおけるフィンガー電極３１からの集電を行うものであり、非熱加圧領域４１ｃと熱加圧領域４１ｂの端部とに亘って形成され、熱加圧領域４１ｂに接着されるタブ線２１と接続される。

これにより、太陽電池セル４１は、熱加圧領域４１ｂにおけるフィンガー電極３１からの集電をタブ線２１によって行い、非熱加圧領域４１ｃにおけるフィンガー電極３１からの集電を集電電極４０によって行う。したがって、太陽電池セル４１は、非熱加圧領域４１ｃにおける集電ロスの発生を防止し、光電変換効率をバスバー電極を熱加圧領域４１ｂ及び非熱加圧領域４１ｃの全領域に亘って形成した太陽電池セルと同等以上とすることができる。また、太陽電池セル４１は、タブ線２１の熱加圧領域４１ｂを外側縁部４１ａより内部へオフセットさせているため、セルの外側縁に応力がかかりセル割れを起こすおそれもない。さらに、太陽電池セル４１は、バスバー電極を熱加圧領域４１ｂ及び非熱加圧領域４１ｃの全領域に亘って形成した太陽電池セルに比して、バスバー電極の材料となる銀ペーストの使用量を削減でき、製造コストの低コスト化を図ることができる。

太陽電池セル用出力測定装置１は、このような太陽電池セル４１に対しても、上記太陽電池セル２０と同様に、光電変換素子３０にフィンガー電極３１、裏面電極３２及び集電電極４０が形成された段階で行う。具体的に、図１２に示すように、太陽電池セル４１は、太陽電池セル用出力測定装置１の電極端子４の電圧測定用端子板２及び電流測定用端子板３の各接触面２ｂ，３ｂが熱加圧領域４１ｂ及び非熱加圧領域４１ｃ上に接触される。

これにより電圧測定用端子板２及び電流測定用端子板３が熱加圧領域４１ｂに設けられたフィンガー電極３１と直交するように接続されると共に、集電電極４０を介して非熱加圧領域４１ｃに設けられたフィンガー電極３１と接続される。したがって、太陽電池セル用出力測定装置１によれば、外側縁部４１ａに非熱加圧領域４１ｃと熱加圧領域４１ｂの端部に亘って非熱加圧領域４１ｃのフィンガー電極３１上に設けられた集電電極４０を備えた太陽電池セル４１の電気的特性の測定においても、電極端子４が確実に全てのフィンガー電極３１と接触するため、高精度に電気的特性の測定を行うことができる。

次いで、太陽電池セル用出力測定装置１を用いて、図１３（ａ）に示す一般的なバスバー電極が形成された太陽電池セル（サンプル１）と、図１３（ｂ）に示すバスバーレス構造の太陽電池セル２０（サンプル２）の光電変換効率を測定した実施例について、従来のプローブピン構造の測定端子を備えた出力測定装置による測定（比較例）と比較して説明する。

実施例及び比較例に係る出力測定装置による光電変換効率の測定は、一般的な太陽電池セル（サンプル１）及びバスバーレス構造の太陽電池セル（サンプル２）の両方について、それぞれ１０回ずつ行い、標準偏差（Σ）を求めた。

サンプル１の測定では、バスバー電極上に電極端子４あるいはプローブピンを接触させて、光電変換効率の測定を行った。バスバーレス構造のサンプル２では、複数のフィンガー電極上に電極端子４あるいはプローブピンを接触させて光電変換効率の測定を行った。各光電変換効率の測定は、ソーラーシミュレーター（日清紡メカトロニクス社製、ＰＶＳ１１１６ｉ）を用いて、照度１０００Ｗ／ｍ^２、温度２５℃、スペクトルＡＭ１．５Ｇの条件にて行った。測定結果を表１及び図１４に示す。

表１及び図１４に示すように、太陽電池セル用出力測定装置１による測定（実施例）によると、サンプル１での標準偏差が０．０７０、サンプル２での標準偏差が０．０７９となり、測定のバラツキは小さい。一方、従来のプローブピンを用いた出力測定装置による測定（比較例）では、サンプル１での標準偏差は０．１００であったが、サンプル２での標準偏差は２．９７６と、測定値のバラツキが大きい。

これは、比較例によると、プローブピンの間隔とサンプル２におけるフィンガー電極の間隔とが一致せず、測定毎にプローブピンが接触するフィンガー電極の数が異なるためである。したがって、比較例では、バスバー電極が形成された従来型の太陽電池セルによれば比較的安定した電気的特性の測定が可能であるが、バスバーレス構造の太陽電池セル２０に対する電気的特性の測定は不可能であることが分かる。

一方、実施例によれば、サンプル１及びサンプル２の測定値の標準偏差も０に近く、太陽電池セルの電極構造によらず、安定した電気的特性の測定が可能であることが分かる。

［他の実施の形態２］
次いで、本発明に係る太陽電池セル用出力測定装置及び太陽電池セルの出力測定方法のさらに他の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る太陽電池セル用出力測定装置では、上述した電圧測定用端子板２及び電流測定用端子板３とが一対として組み合わされた電極端子４に加え、図１５及び図１６に示すように、太陽電池セル２０の裏面側に設けられた電極端子４とともに太陽電池セル２０を挟持する補助治具６０が設けられている。

補助治具６０は、太陽電池セル２０を裏面側から押圧することにより、矩形板状の電圧測定用端子板２及び電流測定用端子板３と太陽電池セル２０の表面に形成されているフィンガー電極３１との接触を確保し、電気的特性の計測を正確に行わせるものである。すなわち、上述した電極端子４は、電圧測定用端子板２及び電流測定用端子板３がいずれも矩形板状に設けられ、フィンガー電極３１との接触面２ｂ，３ｂは平坦に形成されている。一方、太陽電池セル２０に形成されるフィンガー電極３１は、高さにバラツキがあり、電圧測定用端子板２及び電流測定用端子板３の各接触面２ｂ，３ｂがフィンガー電極３１の全てに接触できずに、正確な測定ができないおそれもある。そこで、本実施の形態では、太陽電池セル２０を裏面側から押圧する補助治具６０を配し、この補助治具６０と電圧測定用端子板２及び電流測定用端子板３とによって太陽電池セル２０を挟持し、これにより電圧測定用端子板２及び電流測定用端子板３の各接触面２ｂ，３ｂを全フィンガー電極３１に接触させる。

補助治具６０は、図１５に示すように、太陽電池セル２の裏面に形成された裏面電極３２を押圧する複数のプローブピン６１と、プローブピン６１を保持するホルダ６２とを備える。

各プローブピン６１は、ホルダ６２に保持されるピン本体６１ａと、ピン本体６１ａの先端に設けられて太陽電池セル２０の裏面に当接される当接部６１ｂとを有する。ピン本体６１ａは円柱状に形成され、当接部６１ｂは、ピン本体６１ａよりも大径の円柱状に形成されている。プローブピン６１は、ピン本体６１ａがホルダ６２に保持されることにより、当接部６１ｂがホルダ６２の上面６２ａから突出されている。

プローブピン６１を保持するホルダ６２は、例えばガラスエポキシやアクリル、ポリカーボネート等の樹脂材料を用いて矩形板状に形成されている。ホルダ６２の上下面６２ａ，６２ｂは、太陽電池セル２０の一辺の長さに相当する長さを有する長辺と、プローブピン６１が少なくとも１列に等間隔で配列される幅を有する短辺とからなる。そして、ホルダ６２は、上下面方向に亘って、複数のプローブピン６１が埋め込まれている。

また、補助治具６０は、図示しない移動機構によって昇降自在に支持され、太陽電池セル２０の裏面と近接離間可能とされている。そして、補助治具６０は、太陽電池セル２０の電気的特性を測定する場合、電極端子４とともに太陽電池セル２０の表面及び裏面を挟持する。これにより、フィンガー電極３１に凹凸が形成されていた場合等にも、電極端子４の電圧測定用端子板２及び電流測定用端子板３を全てのフィンガー電極３１に接触させることができる。

この補助治具６０は、電極端子４の太陽電池セル２０を挟んだ相対向する位置に設けることが好ましい。これにより補助治具６０の荷重を使って効率よく電極端子４をフィンガー電極３１に接触させることができる。また、これにより、太陽電池セル２０に電極端子４と補助治具６０とからせん断方向に荷重が加えられることもなく、太陽電池セル２０の反りや破損等を防止することができる。

補助治具６０は、治具全体にかける荷重が、少なくとも３５０ｇ以上とし、１２００ｇ以上が好ましい。補助治具６０にかける全荷重が３５０ｇに満たないと、電極端子４と全フィンガー電極３１との接触を図るのに充分ではなく、測定毎のバラツキが生じうるためである。また、補助治具６０にかける全荷重の上限は、太陽電池セル２０や補助治具６０の耐久性に応じて適宜決定できる。

なお、補助治具６０は、プローブピン６１を用いて太陽電池セル２０の裏面から荷重を加えたが、プローブピン６１ではなく、矩形板状の治具で太陽電池セル２０の裏面から荷重を加えてもよい。

また、補助治具６０は、図１５に示すように、プローブピン６１を電流値や電圧値の測定用の端子として用いてもよい。この場合、プローブピン６１は、当接部６１ｂが太陽電池セル２０の裏面電極３２に当接され、また、複数のピン本体６１ａがホルダ６２の下面６２ｂ側に突出されるとともに銅線等によって互いに連結され、電圧計６や電流計７を介して電圧測定用端子板２や電流測定用端子板３と接続される。

次いで、電極端子４に加え、補助治具６０を用いて太陽電池セル２０の電気的特性を測定した実施例について説明する。この実施例では、補助治具６０の形状（プローブピン／矩形板状）、補助治具６０で荷重をかける太陽電池セル２０の範囲（全長／部分）、及び補助治具６０全体にかける荷重を変えて、太陽電池セル２０の電気的特性を測定した。各測定条件下で、５回測定を行い、その平均最大出力値（Ｐｍａｘ）と、標準偏差（Ｐｍａｘσ）を算出した。

補助治具６０で太陽電池セル２０の全長に亘って荷重をかける場合とは、太陽電池セル２０の側縁から２ｍｍ内側に入った領域間に荷重をかける場合をいい、部分的に荷重をかける場合とは、太陽電池セル２０の側縁から８ｍｍ内側に入った領域間に荷重をかける場合をいう。また、光電変換効率の測定は、ＪＩＳ Ｃ８９１３（結晶系太陽電池セル出力測定方法）に準拠し、ソーラーシミュレーター（日清紡メカトロニクス社製、ＰＶＳ１１１６ｉ−Ｍ）を用いて、照度１０００Ｗ／ｍ^２、温度２５℃、スペクトルＡＭ１．５Ｇの条件にて行った。

実施例１では、補助治具６０はプローブピン６１を有するものを使用し、バスバーレスタイプの太陽電池セル２０の裏面の全長に亘って、全荷重３５０ｇの荷重をかけて電流電圧特性を測定し、最大出力値を求めた。

実施例２では、補助治具６０にかける全荷重を１２５０ｇとした以外は実施例１と同様の条件とした。

実施例３では、補助治具６０にかける全荷重を２１００ｇとした以外は実施例１と同様の条件とした。

実施例４では、図１７に示すように、上面にプローブピン６１とスポンジ片６３とが交互に設けられた補助治具６０を使用した。スポンジ片６３の寸法は、例えば１０ｍｍ（長さ）、５ｍｍ（幅）、５ｍｍ（高さ）であり、補助治具６０の上面に２本のプローブピン６１と交互に設けられている。その他は実施例１と同様の条件とした。

実施例５では、矩形板状（フラット板）の補助治具６０を用い、太陽電池セル２０の裏面に面接触させて荷重をかけた。その他は、実施例２と同様の条件とした。

実施例６では、太陽電池セル２０に対し部分的に荷重をかけた。その他は実施例２と同様の条件とした。

実施例７では、複数のフィンガー電極３１と、これらフィンガー電極３１と直交するバスバー電極が形成された太陽電池セルを用い、バスバー電極上に電極端子４を当接させて電気的特性を測定した。その他は実施例２と同様の条件とした。実施例７の平均最大出力値（Ｐｍａｘ）及び標準偏差（Ｐｍａｘσ）は、バスバーレスタイプの太陽電池セル２０を測定する実施例１〜６における良否判定の基準値となる。

各実施例１〜７の測定結果から平均最大出力値（Ｐｍａｘ）と、標準偏差（Ｐｍａｘσ）を算出した。評価の指標は、平均最大出力値（Ｐｍａｘ）が３．６Ｗ以上、かつ標準偏差（Ｐｍａｘσ）が０．０２未満の場合を実用に最適なレベル（○）とし、平均最大出力値（Ｐｍａｘ）が３．６Ｗ未満且つ標準偏差（Ｐｍａｘσ）が０．０２以上の場合を実用に耐えられないレベル（×）とし、平均最大出力値（Ｐｍａｘ）が３．６Ｗ未満又は標準偏差（Ｐｍａｘσ）が０．０２以上の場合を実用上問題ないレベル（△）とした。結果を表２に示す

表２に示すように、実施例１〜７に係る補助治具を用いた測定方法は、いずれも実用に最適、あるいは実用に耐えられるレベルであった。

実施例２と実施例１とを対比すると、実施例１では全荷重が３５０ｇと少なかったため、電極端子４とフィンガー電極３１との接触がやや不十分となった。これより、補助治具にかける荷重は、１２００ｇ以上が好ましいことがわかる。

実施例２と実施例４とを対比すると、セルの出力値やバラツキはいずれも差がなく良好であった。なお、実施例４によれば、上面にプローブピン６１とスポンジ片６３とが交互に設けられた補助治具６０を用いているため、プローブピン６１の本数を削減でき、ピン交換によるメンテナンスの簡略化、コストの削減を図ることができる。

実施例２と実施例５とを対比すると、実施例５では矩形板状の補助治具を用いたことから、補助治具にかけた荷重を充分に太陽電池セルに伝えきれなかった。これより、補助治具はプローブピンを設けた構成とすることが好ましいことがわかる。

実施例２と実施例６とを対比すると、実施例６では太陽電池セルに部分的に荷重をかけたため、電極端子４と太陽電池セルの側縁付近のフィンガー電極との接触が不十分となった。これより、補助治具は太陽電池セルの全長に亘って荷重をかけることが好ましいことがわかる。

１ 太陽電池セル用出力測定装置、２ 電圧測定用端子板、３ 電流測定用端子板、４ 電極端子、５ ケーブル、６ 電圧計、７ 電流計、８ 絶縁層、２０ 太陽電池セル、２１ タブ線、２２ ストリングス、２３ マトリクス、２４ シート、２５ 表面カバー、２６ バックシート、２７ 金属フレーム、２８ 太陽電池モジュール、３０ 光電変換素子、３１ フィンガー電極、３２ 裏面電極、３３ 導電性接着フィルム、３４ タブ線接続部、３６ 導電性粒子、４０ 集電電極、４１ 太陽電池セル、４１ａ 外側縁部、４１ｂ 熱加圧領域、４１ｃ 非熱加圧領域、６０ 補助治具、６１ プローブピン、６２ ホルダ

各実施例１〜７の測定結果から平均最大出力値（Ｐｍａｘ）と、標準偏差（Ｐｍａｘσ）を算出した。評価の指標は、平均最大出力値（Ｐｍａｘ）が３．６Ｗ以上、かつ標準偏差（Ｐｍａｘσ）が０．０２未満の場合を実用に最適なレベル（○）とし、平均最大出力値（Ｐｍａｘ）が３．６Ｗ未満又は標準偏差（Ｐｍａｘσ）が０．０２以上の場合を実用上問題ないレベル（△）とした。結果を表２に示す。

Claims (15)

1. 太陽電池セルの表面に形成された複数のフィンガー電極上に接触する導体からなる端子板を備え、
   上記端子板は、上記フィンガー電極と交差することにより複数の上記フィンガー電極と同時に接触し、
   上記端子板は上記太陽電池セルの電気的特性を測定する測定器と接続され、
   上記端子板は、矩形状に形成され、一面を上記フィンガー電極との接触面とされている太陽電池セル用出力測定装置。
2. 一対の上記端子板と、該一対の上記端子板間に設けられ、該端子板間の絶縁を図る絶縁層とを有する電極端子を備え、
   上記一対の端子板は、それぞれ主面部を対向させるとともに該主面部間に上記絶縁層を介在させ、上記主面部と長手方向に亘る一辺を介して隣接する上記一面を上記フィンガー電極との接触面とされている請求項１記載の太陽電池セル用出力測定装置。
3. 上記端子板は、少なくとも上記フィンガー電極と直交する上記太陽電池セルの一辺の長さを備える請求項１又は請求項２記載の太陽電池セル用出力測定装置。
4. 一対の上記電極端子が設けられ、
   上記電極端子は、それぞれ、一方の上記端子板が電流計と接続され、他方の上記端子板が電圧計と接続され、
   ４端子法によって電気的特性の測定を行う請求項２又は請求項３の何れか１項に記載の太陽電池セル用出力測定装置。
5. 上記端子板は、導電性を有する防錆材によってコーティングされている請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の太陽電池セル用出力測定装置。
6. 上記太陽電池セルの裏面側に、上記端子板とともに上記太陽電池セルを挟持する補助治具が設けられている請求項１〜５の何れか１項に記載の太陽電池セル用出力測定装置。
7. 上記補助治具は、上記太陽電池セルを介して上記端子板と対向する位置に設けられる請求項６記載の太陽電池セル用出力測定装置。
8. 上記補助治具は、上記太陽電池セルの相対向する２辺の幅全域を押圧する複数のプローブピンが設けられ、治具全体の荷重重量が１２００ｇ以上である請求項６又は請求項７に記載の太陽電池セル用出力測定装置。
9. 導体からなり、太陽電池セルの電気的特性を測定する測定器に接続されている矩形状の端子板を有する太陽電池用測定装置を用いた太陽電池の測定方法において、
   上記端子板の一面を、太陽電池セルの表面に形成された複数のフィンガー電極上に、該フィンガー電極と交差するように配置することにより、複数の上記フィンガー電極に同時に接触させる工程と、
   上記太陽電池セルの表面に光を照射しながら、電気的特性を測定する工程とを有する太陽電池セルの出力測定方法。
10. 一対の上記端子板と、該一対の上記端子板間に設けられ、該端子板間の絶縁を図る絶縁層とを有する電極端子を備え、
    上記一対の端子板は、それぞれ主面部を対向させるとともに該主面部間に上記絶縁層を介在させ、上記主面部と長手方向に亘る一辺を介して隣接する上記一面を上記フィンガー電極との接触面とされている請求項９記載の太陽電池セルの出力測定方法。
11. 上記太陽電池セルは、隣接する他の太陽電池セルとの接続を図るタブ線の接着領域が外側縁部より内側の領域に設けられると共に、該領域より外側縁部側に延長した領域に形成され、該外側縁部側に形成された複数の上記フィンガー電極と交差する集電電極が設けられ、
    上記端子板は、上記タブ線の接着領域及び上記集電電極上に接触される請求項９又は請求項１０に記載の太陽電池セルの出力測定方法。
12. 一対の上記電極端子が設けられ、
    上記電極端子は、それぞれ、一方の上記端子板は電流計と接続され、他方の上記端子板は電圧計と接続され、
    ４端子法によって電気的特性の測定を行う請求項１０又は請求項１１に記載の太陽電池セルの出力測定方法。
13. 上記太陽電池セルの裏面側に設けられている補助治具と上記端子板とで、上記太陽電池セルを挟持する請求項９〜１２の何れか１項に記載の太陽電池セルの出力測定方法。
14. 上記補助治具は、上記太陽電池セルを介して上記端子板と対向する位置に設けられる請求項１３記載の太陽電池セルの出力測定方法。
15. 上記補助治具は、上記太陽電池セルの相対向する２辺の幅全域を押圧する複数のプローブピンが設けられ、治具全体の荷重重量が１２００ｇ以上である請求項１３又は請求項１４に記載の太陽電池セルの出力測定方法。

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