JP2012164819A - 逆バイアス処理装置およびそれを用いた逆バイアス処理方法 - Google Patents

逆バイアス処理装置およびそれを用いた逆バイアス処理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】光電変換セルの直列接続方向の幅が異なる複数機種の薄膜光電変換モジュールの逆バイアス処理を同一製造ラインで行うことができる逆バイアス処理装置を提供すること。
【解決手段】絶縁基板上に第１電極層、光電変換層および第２電極層が順次積層された光電変換セルが複数互いに電気的に直列接続されてなるストリングを有する薄膜光電変換モジュールに対して、前記直列接続の方向である第１方向に隣接する前記光電変換セル間に逆バイアス電圧を印加して、逆バイアス処理を行う逆バイアス処理装置であって、前記第１方向に隣接する光電変換セルの一方に当接できる端子部および他方に当接できる端子部からなる一対の端子部と、前記一対の端子部２０間に逆バイアス電圧を印加する電源部と、前記電源部と前記一対の端子部とを電気的に接続する電気接続部と、前記一対の端子部の前記第１方向の間隔を調整する間隔調整部とを備えることを特徴とする逆バイアス処理装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、薄膜光電変換モジュールの光電変換セルに逆バイアス処理を行う逆バイアス処理装置およびそれを用いた処理方法に関する。
近年、ガスを原料としてプラズマＣＶＤ法により形成される薄膜太陽電池が注目されている。この薄膜太陽電池の例として、シリコン系薄膜からなるシリコン系薄膜太陽電池やＣＩＳあるいはＣＩＧＳ化合物薄膜太陽電池等が挙げられ、開発および生産量の拡大が進められている。
これらの薄膜太陽電池は、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法または真空蒸着法等により、基板上に透明電極、光電変換層および裏面電極を順次積層して形成される。薄膜太陽電池は、２つの電極に挟まれた光電変換層の層厚が薄いため、光電変換層中にピンホールが発生すると容易に電極間に短絡が生じ、これによって発電特性が低下する。
また、薄膜太陽電池は、直列接続されたセルの一部が射影により発電できなくなると、発電できなくなったセルのｐｎ接合に対して逆バイアス方向に、他のセルで発生した電圧が印加される。そのとき、電圧印加されたセル中に短絡部が存在すると、そこに大電流が集中して流れ、大きなジュール熱が発生し局所的に高温となる部位「ホットスポット」が発生する。その結果、短絡部を起点として電極と光電変換層の間で膜の剥離が発生したり、基板が破損する、いわゆる「ホットスポット現象」によって欠陥が発生する。
このような薄膜太陽電池の特性回復およびホットスポット現象による欠陥の抑制を目的として、太陽電池セルの電極間に、ホットスポット現象による欠陥が発生しない範囲の電圧値で逆バイアス電圧を印加することにより、その際に発生したジュール熱により短絡部（ピンホール部分）を飛散させて除去するあるいは酸化して絶縁する逆バイアス処理方法および装置が提案されている。
従来技術１として、絶縁基板上に第１電極層、光電変換層、第２電極層が順次積層されてなる光電変換セルが複数個互いに直列接続されたストリングを備えた薄膜光電変換モジュールにおいて、光電変換セルの第１電極層及び第２電極層に対し、逆方向に耐電圧以下の電圧を印加し、短絡部を除去する短絡部除去方法および短絡部除去装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この場合、一方の光電変換セルの第２電極層は、他方の光電変換セルの第１電極層と接続されているため、他方の光電変換セルに逆方向の耐電圧以下の電圧が印加されることとなる。
従来技術１の短絡部除去方法および装置では、隣接する２つの光電変換セルの第２電極層に、複数の点状、もしくは１または複数の線状、もしくは１または複数の面状の接触部を有する印加部材を接触させる。これにより、印加部材から短絡部までの距離が短くなり、第１および第２電極層における電圧降下が少なくなるため、印加電圧の設定と制御が容易かつ安定したものとなり、短絡部の除去を確実に行うことができるとされている。
また、従来技術２として、絶縁基板の表面上に第１電極層、光電変換層および第２電極層が順次積層されてなる光電変換セルが複数個互いに電気的に直列接続されたストリングを、第１電極層と第２電極層を電気的に絶縁分離する直列接続方向に延びる分割溝によって複数に分割して、複数の分割ストリングを形成する工程と、分割ストリングにおける各光電変換セルに逆バイアス電圧を印加して逆バイアス処理する工程とを備えた薄膜光電変換モジュールの製造方法および製造装置が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
また、従来技術３として、複数のプローブを有する伸縮可能な圧電素子を備えたプローブ装置が開示されている（例えば、特許文献３参照）。このプローブ装置の圧電素子は、前記複数のプローブを絶縁膜を介して挿通させる貫通孔を有する強誘電性ポリマーからなる圧電体と、圧電体における複数のプローブが並ぶ列の方向の両側面に形成された電極とを備え、一対の電極に所定電圧を印加することにより電圧体が前記列方向に伸縮してプローブ間を調整可能に構成されている。
従来技術１および従来技術２に開示された薄膜光電変換モジュールのストリングは、前記のように複数個の光電変換セルが直列接続されてなる。薄膜光電変換モジュールの出力電圧は、互いに直列接続された光電変換セルの数（直列接続数）に比例する。
産業用、家庭用など用途によって要求される出力電圧は異なるため、前記直列接続数を適宜変更することによって、様々な需要に対応する複数機種の薄膜光電変換モジュールを製造することができる。
ここで、薄膜光電変換モジュールの製造ラインにおいては、製造装置の稼働率向上、設備投資抑制、需給変動へ対応する柔軟性などの観点から、一つの製造ラインで異なる複数機種の薄膜光電変換モジュールを製造することが好ましい。
従って、薄膜太陽電池の製造ラインに含まれる各製造装置において、１つの製造装置で直列接続数の異なる複数機種の薄膜光電変換モジュールを自動処理できることが好ましい。
特開平１０−４２０２号公報 ＷＯ２００９／０２００７３号公報 特開平９−２８１１４０号公報
一つの製造ラインで製造できる薄膜光電変換モジュールの基板サイズは、処理装置および搬送装置の仕様によって概ね定まっている。したがって、直列接続数が異なる複数機種の薄膜光電変換モジュールを同じ製造ラインで製造する場合は、概ね同じサイズの基板を用いた光電変換モジュールのストリングの直列接続方向の分割数、すなわち直列接続数を変更することで対応される。それに伴い、直列接続数によって各光電変換セルの直列接続の方向の幅が変動する。具体的には、薄膜光電変換モジュールのストリングの直列接続方向の分割数が増えるほど、各光電変換セルの幅が狭くなる。
したがって、薄膜光電変換モジュールの製造ラインに含まれる逆バイアス処理装置は、光電変換セルの直列接続方向の幅が異なる複数機種の光電変換モジュールを処理することになる。このとき、特許文献２に開示されている従来の逆バイアス処理装置のように、直列接続方向に隣接する２つの光電変換セルに逆バイアス電圧を印加する一対の印加部材の間隔が、一の薄膜光電変換モジュールの隣接する各光電変換セルの概中央部に当接するように、一定間隔に固定されていると、次のような問題が発生する。
すなわち、上記の逆バイアス処理装置の印加部材が、一の薄膜光電変換モジュールの各光電変換セルの幅とは異なる幅を持つ、他の薄膜光電変換モジュールを逆バイアス処理するとき、他の薄膜光電変換モジュールの隣接する各光電変換セルの中央位置から離れた位置に当接することになる。印加部材の当接位置より短絡部が離れるほど、電圧降下によって逆バイアス処理による短絡部の除去効率が低下する。１回の逆バイアス処理にかかる時間は、印加部材の当接部より最も離れた位置に存在する短絡部に律速されるので、印加部材の当接位置が各光電変換セルの中央位置から離れるほど、光電変換モジュールでの逆バイアス処理にかかる時間が長くなる。
さらに、当接部から離れた位置への短絡部に対する逆バイアス処理が不完全となり短絡部が残ることで、逆バイアス処理による特性回復が十分にされなかったり、ホットスポットとなりうる短絡部が残留する恐れがある。
また、従来処理していた一の薄膜光電変換モジュールに対して、他の薄膜光電変換モジュールの光電変換セルの直列接続方向の幅が１／２より小さくなった場合は、一対の印加部材は、隣接する２つの光電変換セルそれぞれに対して当接できなくなり、逆バイアス処理ができなくなる。
従来技術１および従来技術２では、光電変換セルの直列接続方向の幅が異なる複数機種の薄膜光電変換モジュールへの逆バイアス処理にどのように対応するかまでは提案されていない。
一方、従来技術３のプローブ装置を従来技術２の逆バイアス処理装置と組み合わせることで、端子間隔を調整できる逆バイアス処理装置が実現できる。しかしながら、このプローブ装置は圧電素子によってプローブ間隔を調整するため、その調整幅は数百μｍ以下である。これに対し、薄膜太陽電池モジュールに用いられる基板は一辺５００ｍｍ〜１８００ｍｍの大型基板が一般的であり、直列接続数の変更による大型基板上の光電変換セルの直列接続方向の幅の変動は数ｍｍ〜数十ｍｍの単位であるため、従来技術３のプローブ装置では対応することができない。
本発明は、このような問題を鑑みてなされたものであり、稼動したまま自動で、光電変換セルの直列接続方向の幅が異なる複数機種の薄膜光電変換モジュールに対応して処理できる、逆バイアス処理装置およびそれを用いた逆バイアス処理方法を提供することを目的とする。
かくして、本発明によれば、絶縁基板上に第１電極層、光電変換層および第２電極層が順次積層された光電変換セルが複数互いに電気的に直列接続されてなるストリングを有する薄膜光電変換モジュールに対して、前記直列接続の方向である第１方向に隣接する前記光電変換セル間に逆バイアス電圧を印加して、逆バイアス処理を行う逆バイアス処理装置であって、
前記第１方向に隣接する光電変換セルの一方に当接できる端子部および他方に当接できる端子部からなる一対の端子部と、前記一対の端子部間に逆バイアス電圧を印加する電源部と、前記電源部と前記一対の端子部とを電気的に接続する電気接続部と、前記一対の端子部の前記第１方向の間隔を調整する間隔調整部とを備える逆バイアス処理装置が提供される。
また、本発明の別の観点によれば、前記逆バイアス処理装置を用いた前記薄膜光電変換モジュールの逆バイアス処理方法であって、
前記第１方向における前記光電変換セルの幅に応じて、前記一対の端子部の間隔を前記間隔調整部により調整してから、前記一対の端子部を前記光電変換セルに当接させて前記一対の端子部間に逆バイアス電圧を印加する逆バイアス処理方法が提供される。
また、本発明のさらに別の観点によれば、前記逆バイアス処理装置と、該逆バイアス処理装置と電気的に接続された生産制御装置とを備え、
前記生産制御装置は、逆バイアス処理される前の薄膜光電変換モジュールについて、各列のストリングにおける光電変換セルの第１方向の幅を含む機種情報を前記逆バイアス処理装置に送信するよう構成され、
前記逆バイアス処理装置は、前記機種情報に基づいて、前記第１方向の幅に応じて前記一対の端子部の間隔を調整するよう前記間隔調整部の駆動を制御するよう構成されている薄膜光電変換モジュールの製造装置が提供される。
また、本発明のさらに別の観点によれば、前記薄膜光電変換モジュールの製造装置を用いた薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記生産制御装置が、逆バイアス処理直前の薄膜光電変換モジュールの前記各列のストリングにおける光電変換セルの第１方向の幅を含む機種情報を前記逆バイアス処理装置に送信し、
前記逆バイアス処理装置が、前記機種情報に基づいて、前記第１方向の幅に応じて前記一対の端子部の間隔を調整するよう前記間隔調整部の駆動を制御する薄膜光電変換モジュールの製造方法が提供される。
また、本発明のさらに別の観点によれば、前記逆バイアス処理方法を行う薄膜光電変換モジュールの製造方法が提供される。
また、本発明のさらに別の観点によれば、前記薄膜光電変換モジュールの製造方法によって製造された薄膜光電変換モジュールが提供される。
本発明の逆バイアス処理装置によれば、一対の端子部の間隔を調整する間隔調整部を備えているため、ストリングの直列接続方向の分割数が異なる複数機種の薄膜光電変換モジュールそれぞれに自動で対応して逆バイアス処理を行うことができ、薄膜光電変換モジュールの生産性を向上させることができる。
図１は本発明の実施形態１の逆バイアス処理装置によって逆バイアス処理される薄膜光電変換モジュールを示す概略斜視図である。 図２は図１の薄膜光電変換モジュールを矢印Ｘ方向に切断した概略断面図である。 図３は実施形態１の逆バイアス処理装置および逆バイアス処理工程を示す斜視図である。 図４は実施形態１の逆バイアス処理装置における端子保持部付近を示す部分拡大図である。 図５は実施形態１の逆バイアス処理装置における端子保持部および端子部の構造を説明する部分断面図である。 図６（Ａ）は６直列の薄膜光電変換モジュールＭ１の平面図であり、図６（Ｂ）は１２直列の薄膜光電変換モジュールＭ１１の平面図である。 図７（Ａ）は実施形態２の逆バイアス処理装置における変形例１としての一対の端子保持部の離間状態を示す正面図であり、図７（Ｂ）は一対の端子保持部の接近状態を示す一部断面正面図である。 図８は本発明の実施形態３の逆バイアス処理装置によって逆バイアス処理される薄膜光電変換モジュールを示す概略斜視図である。 図９は図８の薄膜光電変換モジュールを矢印Ｙ方向に切断した概略断面図である。 図１０は実施形態３の逆バイアス処理装置および逆バイアス処理工程を示す斜視図である。 図１１は実施形態３の逆バイアス処理装置における端子保持部に固定された４本の棒状端子が４つのセルに対応することを説明する部分斜視図である。 図１２は実施形態３においてボールネジ機構を採用して複数の電圧印加ユニットを連動させる移動機構の第１例を示す概略構成図である。 図１３は実施形態３においてボールネジ機構を採用して複数の電圧印加ユニットを連動させる移動機構の第２例を示す概略構成図である。 図１４は実施形態３においてベルト車機構を採用して複数の電圧印加ユニットを連動させる移動機構の第３例を示す概略構成図である。 図１５は実施形態３においてベルト車機構を採用して複数の電圧印加ユニットを連動させる移動機構の第４例を示す概略構成図である。 図１６（Ａ）は６列の分割ストリングを有する６直列の薄膜光電変換モジュールの平面図であり、図１６（Ｂ）は６列の分割ストリングを有する１２直列の薄膜光電変換モジュールの平面図である。 図１７は本発明の実施形態４の逆バイアス処理装置を示す平面図である。 図１８は図１７の逆バイアス処理装置の間隔調整部を示す部分斜視図である。 図１９は図１７の逆バイアス処理装置の間隔調整部の一部を示す断面図である。 図２０は実施形態１〜４のいずれか１つの逆バイアス処理装置を備えた本発明の実施形態５としての薄膜光電変換モジュールの製造装置を説明するブロック図である。
本発明の逆バイアス処理装置の実施形態は、絶縁基板上に第１電極層、光電変換層および第２電極層が順次積層された光電変換セルが複数互いに電気的に直列接続されてなるストリングを有する薄膜光電変換モジュールに対して、前記直列接続の方向である第１方向に隣接する前記光電変換セル間に逆バイアス電圧を印加して、逆バイアス処理を行う逆バイアス処理装置であって、前記第１方向に隣接する光電変換セルの一方に当接できる端子部および他方に当接できる端子部からなる一対の端子部と、前記一対の端子部間に逆バイアス電圧を印加する電源部と、前記電源部と前記一対の端子部とを電気的に接続する電気接続部と、前記一対の端子部の前記第１方向の間隔を調整する間隔調整部とを備える。
ここで、逆バイアス処理について説明する。
光電変換セルを逆バイアス処理することによって、その部分に短絡部が存在するか否か、短絡部がどの程度のものであるかを判断することができる。
逆バイアス電圧を印加した場合において、短絡部が存在しないときは電流がほとんど流れないが、短絡部が存在するときは電流が流れて短絡部が除去される。しかし、短絡部の抵抗値が非常に小さい場合には、電流が流れても発熱が十分でなく、その短絡部を除去できない。
逆バイアス電圧を印加したときに流れる電流値の経時変化を測定することにより、以下のように被処理部である光電変換セルに存在する短絡部を分類したり、修復状況を判断することができる。
（I）一定値（例えば５Ｖ）の逆バイアス電圧印加時に流れる電流値が規定値以下であれば短絡部が存在しない。
（II）一定値（例えば５Ｖ）の逆バイアス電圧印加開始時には、規定値より大きな電流が流れたが徐々に電流が減少し最終的には規定値以下となったときは、短絡部が除去されたと判断できる。また、逆バイアス電圧印加開始時に流れる電流値によって、短絡部の抵抗値を算出することができ、短絡の程度を分類することができる。
（III）一定値（例えば５Ｖ）の逆バイアス電圧を所定時間（例えば数秒程度）印加しても電流値が規定値以下にならない場合には、短絡部の抵抗値が小さく除去不可能なものと判断することができる。
本発明の実施形態は、以上のような測定結果をストリングにおける光電変換セル毎に取得することができ、薄膜光電変換モジュールの不良解析が容易となる。
本発明に適用される薄膜光電変換モジュールの実施形態は、絶縁基板上に第１電極層、光電変換層および第２電極層が順次積層されてなる光電変換セルが複数集積された構造のものであれば特に限定されず、光電変換層としてはｐｎ接合型、ｐｉｎ接合型、ヘテロ接合型、ｐｎまたはｐｉｎ接合が複数重ねられたタンデム構造型等が挙げられる。また、本発明の実施形態は、絶縁基板として透明基板を使用したスーパーストレート型の薄膜光電変換モジュールと、不透明基板を使用したサブストレート型の薄膜光電変換モジュールの両方に適用可能である。
また、本発明に適用される薄膜光電変換モジュールの実施形態は、複数個の光電変換セルが互いに電気的に直列接続されてなるストリングを１つ以上有する薄膜光電変換モジュールである。
本発明の逆バイアス処理装置の実施形態は、次のように構成されていてもよい。
（１）前記端子部が、前記光電変換セルに複数個所で当接できるように構成されている。
薄膜光電変換モジュールのストリング数が１つの場合、各光電変換セルは、絶縁基板の外周部付近まで第２方向に延びた長い形に形成される。前記（１）の構成によれば、このような長い形の光電変換セルを逆バイアス処理する場合、隣接する２つの光電変換セルの長手方向の複数個所と接触した一対の端子部と、光電変換セルの間に存在する短絡部との距離が短くなるため、短絡部の除去効率を高くすることができ逆バイアス処理を短時間で行うことができる。なお、光電変換セルに複数個所で当接できる端子部としては、例えば、櫛形の端子部を例示することができる。あるいは、１つの光電変換セルに対して１列に並んだ複数の端子部を接触させるようにしてもよい。
（２）前記ストリングが、少なくとも前記光電変換層および前記第２電極層を部分的に除去して形成された前記第１方向に延びる分割溝により、前記第１方向に直交する第２方向に並んで形成された複数本の分割ストリングからなる場合、
前記端子部が前記各分割ストリングにおける各光電変換セルに対応するように一対以上設けられている。
このようにすれば、第２方向に並ぶ複数のストリングを有する複数機種の薄膜光電変換モジュールに逆バイアス処理を行うことができる。また、各分割ストリングにおける各光電変換セルに対応するように二対以上の端子部が設けられた場合は、１回の逆バイアス処理につき、各端子部を２つ以上の分割ストリングにおける４つ以上の光電変換セルに当接させることができる。
（３）前記（２）の場合、前記第２方向に沿って並んだ複数の端子部を有し、
前記間隔調整部は、前記分割ストリングにおける各光電変換セルの前記第２方向の幅に応じて、前記第２方向に隣接する２つの端子部の間隔を調整可能に構成されている。
このようにすれば、分割ストリングの数が異なる複数機種の薄膜光電変換モジュールに対応することができる。
（４）前記（２）の場合、前記第２方向に沿って並んだ複数の端子部を有し、前記複数の端子部の間隔が、前記分割ストリングにおける各光電変換セルの前記第２方向の幅と同じにすることができる。つまり、この場合、第２方向に隣接する二対以上の端子部が設けられており、第２方向に隣接する端子部間の間隔と光電変換セルの第２方向の幅を同じにすることができる。
このようにすれば、逆バイアス処理毎に、各端子部を各光電変換セルの第２方向の幅の中間位置に当接させることができる。つまり、逆バイアス処理で除去できる光電変換セルに存在する短絡部に対して、各端子部の第２方向での当接位置が概ね均等となり、短絡部の除去効率を低下させることなく逆バイアス処理を行うことができる。
（５）前記間隔調整部は、中間部と、前記中間部の両端に前記第１方向に対向して移動可能に接続された前記端子部を固定できる一対の端子保持部と、前記端子保持部を移動させる駆動部とを備え、
前記駆動部によって、前記一対の端子保持部が第１方向に沿って互いに離間する方向または互いに接近する方向に切り換わって移動できるように構成されている。
この間隔調整部によれば、一対の端子部を所定間隔に維持した状態で第１方向に移動させる移動機構を中間部に連結することができるため、間隔調整部と移動機構とを個別に作製することができる。したがって、間隔調整部の構造および移動機構の構造を個別に簡素化することができる。なお、移動機構としては、ロボットアーム、ボールねじ機構、ベルト車機構等を用いることができる。
（６）前記（５）の場合、前記駆動部は、駆動するモータと、前記モータによって回動するように前記中間部の両側面から第１方向に突出して設けられた駆動シャフトと、前記駆動シャフトの両端を挿通できる螺合孔を有する一対の端子保持部と、前記端子保持部が水平を保って前記第１方向に摺動可能に構成されたガイド部とを備え、
前記駆動シャフトは、前記中間部の前記両側面の一面側へ突出した第１螺合部と、他面側へ突出した第２螺合部とを有し、
前記一対の端子保持部はそれぞれ端子部を固定できる固定部を有すると共に、一方の端子保持部の前記螺合孔は前記第１螺合部と螺合し、他方の端子保持部の前記螺合孔は前記第２螺合部と螺合し、
前記駆動シャフトの回動により前記端子保持部を摺動させる。
この間隔調整部によれば、１つのモータで一対の端子部の第１方向の間隔を調整する機構を簡素化することができ、間隔調整部を低コストにて作製できる。
また、この間隔調整部によれば、一対の端子部の間隔を無段階で調整することができるため、光電変換セルの第１方向の幅が異なる多機種の薄膜光電変換モジュールに逆バイアス処理を行うことができる。
（７）前記間隔調整部は、前記端子部を保持する端子保持部と、前記端子保持部を移動させる駆動部とを備え、
前記端子保持部がそれぞれ前記第１方向に沿って摺動可能に前記駆動部に係合される。
この間隔調整部は、一対の端子部の間隔を調整する機能と、一対の端子部を所定間隔に維持した状態で第１方向に移動させる機能を備える。そのため、前記（４）間隔調整部の中間部、および一対の端子部を所定間隔に維持した状態で第１方向に移動させる移動機構が不要となる。
また、この間隔調整部の場合も、一対の端子部の間隔を無段階で調整することができるため、光電変換セルの第１方向の幅が異なる多機種の薄膜光電変換モジュールに逆バイアス処理を行うことができる。
（８）前記（６）の場合、前記一対の端子保持部のそれぞれが、複数の前記端子部を前記第２方向に沿って並列させて固定できる複数の前記固定部を有することもできる。 このようにすれば、第２方向に並ぶ複数のストリングを有する複数機種の薄膜光電変換モジュールに逆バイアス処理を行う場合でも、複数の端子保持部およびこれらを移動させる機構部を個別に設ける必要がなくなり、逆バイアス処理装置の構造を簡素化できる。この場合、１つの端子保持部は、第２方向に隣接する光電変換セルに対応する複数の端子部を複数の固定部に取り付けることができ、端子保持部から端子部以外の個所へ漏電し難くするために固定部あるいは端子保持部全体を絶縁性材料にて形成することが好ましい。
（９）前記電気接続部が、屈曲可能な電線からなり、前記間隔調整部の動作を妨げないように構成されている。
このようにすれば、間隔調整部の動作を妨げることなく電気接続部の構成を簡素化できる。
（１０）前記端子部と前記光電変換セルとを相対的に接近離間させる昇降部をさらに備えている。
この場合、昇降部によって、一対の端子部を保持する間隔調整部を昇降させてもよく、あるいは光電変換モジュールを昇降させてもよい。昇降部を小型化できる観点から、昇降部によって間隔調整部を昇降させることが好ましい。
（１１）前記間隔調整部が、前記一対の端子部の間隔を１〜２００ｍｍの範囲で調整可能に構成されていることが好ましい。
このようにすれば、光電変換セルの第１方向の幅が１〜２００ｍｍに変動した多機種の薄膜光電変換モジュールに対応できる逆バイアス処理手段を得ることができる。
以下、図面を参照しながら本発明の各種実施形態を詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１において、後述する図３の逆バイアス処理装置によって逆バイアス処理される薄膜光電変換モジュールＭ１を示す概略斜視図であり、図２は図１の薄膜光電変換モジュールＭ１を矢印Ｘ方向に切断した概略断面図である。
まず、薄膜光電変換モジュールＭ１について説明し、その後で逆バイアス処理装置について説明する。
〈薄膜光電変換モジュール〉
薄膜光電変換モジュールＭ１は、透明絶縁基板１０１上に、透明電極層としての第１電極層１０２、光電変換層１０３、および裏面電極層としての第２電極層１０４がこの順序で積層された帯状の光電変換セルＳ１が複数並列し、かつ複数の光電変換セルＳ１が電気的に直列接続して構成されている。すなわち、複数の光電変換セルＳ１が電気的に直列接続することによりストリング１００が形成されている。
以下、「光電変換セルＳ１」を単に「セルＳ１」と称する。実施形態１の薄膜光電変換モジュールＭ１は１つのストリング１００を有している。
このストリング１００は、次のように構成されている。
透明電極層１０２は光電変換層１０３で埋められた第１分離溝１０７によって分離されており、光電変換層１０３および裏面電極層１０５は第２分離溝１０８によって分離されている。そして、レーザスクライブ法などを用いた加工装置によって光電変換層１０３が除去された部分であるコンタクトライン１０９を通って、一のセルＳ１の第２電極層１０４が隣接する他のセルＳ１の第１電極層１０２に接続されることにより、複数のセルＳ１が電気的に直列に接続されている。なお、図１において、符号１１１は隣接する２つのセルＳ１の間の集積部を表している。
透明絶縁基板１０１としては、以降の膜形成プロセスにおける耐熱性及び透光性を有するガラス基板、ポリイミド等の樹脂基板等が使用可能である。また、第１電極層１０２は透明導電膜からなり、例えば、ＳｎＯ2、ＩＴＯ、ＺｎＯなどが用いることができる。
ｐ型半導体層には、ボロン、アルミニウム等のｐ型不純物原子がドープされており、ｎ型半導体層にはリン等のｎ型不純物原子がドープされている。ｉ型半導体層は、完全にノンドープである半導体層であってもよく、微量のｐ型またはｎ型の不純物を含む半導体層であってもよい。なお、本明細書において、「非晶質層」及び「微結晶層」は、それぞれ、非晶質及び微結晶の半導体層を意味する。
光電変換層を構成する各半導体層の材料は、特に限定されず、例えば、シリコン系半導体、ＣＩＳ（ＣｕＩｎＳｅ2）化合物半導体、ＣＩＧＳ（Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ2）化合物半導体等からなる。以下、本発明の実施形態においては、各半導体層がシリコン系半導体からなる場合を例にとって説明を進める。「シリコン系半導体」とは、非晶質もしくは微結晶シリコン、又は非晶質もしくは微結晶シリコンに炭素やゲルマニウム等の不純物が添加された半導体（シリコンカーバイド、シリコンゲルマニウム等）を意味する。また、「微結晶シリコン」とは、結晶粒径が小さい（数十から千Å程度）結晶シリコンと、非晶質シリコンとの混合相の状態のシリコンを意味する。微結晶シリコンは、例えば、結晶シリコン薄膜をプラズマＣＶＤ法などの非平衡プロセスを用いて低温で作製した場合に形成される。
第２電極層１０４の構成や材料は、特に限定されないが、一例では、第２電極１０４は、透明導電膜と金属膜とが光電変換層上に積層した積層構造を有する。透明導電膜は、ＳｎＯ2、ＩＴＯ、ＺｎＯなどからなる。また、金属膜は、銀、アルミニウム等の電気伝導性および反射特性に優れた金属またはそれらの合金からなることが特に好ましい。
透明導電膜と金属膜は、ＣＶＤ、スパッタ、蒸着等の方法により形成することができる。
本実施形態の薄膜光電変換モジュールＭ１は以下のようにして形成することができる。
透明絶縁基板１０１上に第１電極層１０２が膜厚５００〜１０００ｎｍ程度で事前に積層されているか、熱ＣＶＤ法やスパッタ法等を用いた成膜装置により積層する。次に、レーザスクライブ装置によって、第１電極層１０２の一部を所定間隔（７〜１８ｍｍ程度）で除去して複数の第１分離溝１０７を形成する。
続いて、プラズマＣＶＤ法等により、第１分離溝１０７で分離された第１電極層１０２上に光電変換層１０３を膜厚３００〜３０００ｎｍ程度で積層する。光電変換層１０３は、ｐ型シリコン半導体層、ｉ型シリコン半導体層およびｎ型シリコン半導体層を順次第１電極１０２上に積層して形成される。
その後、レーザスクライブ装置により、光電変換層１０３の一部を所定間隔（７〜１８ｍｍ程度）で除去することによって、複数のコンタクトライン１０９を形成する。
続いて、スパッタ法や蒸着法等を用いた成膜装置により、光電変換層１０３上に透明導電層と金属層をこの順で積層して第２電極層１０４を形成する。これにより、コンタクトライン１０９が第２電極層１０４で埋められる。
次に、レーザスクライブ装置によって、光電変換層１０３および第２電極層１０４の一部を所定間隔（７〜１８ｍｍ程度）で除去することによって、複数の第２分離溝１０８を形成する。
なお、第１分離溝１０７、コンタクトライン１０９および第２分離溝１０８を形成するレーザスクライブ装置は、各溝を形成する際に除去すべき層に吸収される波長に調整したＹＡＧレーザやＹＶＯ4レーザを用いることが好ましい。
以上により、透明絶縁基板１０１上に複数のセルＳ１が互いに直列接続されたストリング１００が形成される（図１参照）。このストリング１００が、後述する逆バイアス処理の対象物となる。本発明の実施形態１である、図１と図２、および後述する図３と図４では、６個のセルＳ１が直列接続された６直列の薄膜光電変換モジュールＭ１が例示されている。
なお、図２に示すように、各ストリングのＸ方向の一端側のセルＳ１は、他のセルＳ１よりもＸ方向の寸法が短かく形成されており、このセルＳ１は光電変換素子としてではなく、後述の逆バイアス処理時の電極として使用される。
〈逆バイアス処理装置〉
図３は実施形態１の逆バイアス処理装置を示す斜視図であり、図４は実施形態１の逆バイアス処理装置における間隔調整部付近を示す部分拡大図であり、図５は実施形態１の逆バイアス処理装置における間隔調整部の構造を説明する部分平断面図である。
この逆バイアス処理装置Ｐ１は、直列接続の方向である第１方向（以下、Ｘ方向という）に隣接する２つの光電変換セルＳ１に、逆バイアス電圧が印加される一対の端子部２０を当接して、前記薄膜光電変換モジュールＭ１に逆バイアス処理を行う逆バイアス処理装置である。
具体的に説明すると、図３に示すように、逆バイアス処理装置Ｐ１は、一対の端子部２０と、この一対の端子部２０の間隔Ｌを調整可能にこれらを保持する間隔調整部Ｅ１とを備えている。
さらに、逆バイアス処理装置Ｐ１は、間隔調整部Ｅ１と共に一対の端子部２０を昇降させる昇降機構部３０と、昇降機構部３０と共に間隔調整部Ｅ１をＸ方向に移動させる移動機構部４０と、一定電圧を出力する出力端子を有する図示しない電源部と、電源部と一対の端子部２０を電気的に接続する図示しない電気接続部とを備えている。
図４に示すように、一方の端子部２０は、セルＳ１に当接する複数の接触部２１ａを有する櫛形部２１と、櫛形部２１の上縁の長手方向中間位置から上方に突出した雄ネジを有する棒状取付部２２とを有する。他方の端子部２０も同様である。
図５に示すように、間隔調整部Ｅ１は、正逆回転可能なモータｍ１を内蔵する中間ブロック部ｅ１１と、モータｍ１によって正逆回転するように中間ブロック部ｅ１１の両側面からＸ方向に突出して設けられた駆動シャフトｅ１２と、中間ブロック部ｅ１１の前記両側面からＸ方向に突出して設けられた駆動シャフトｅ１２と平行なガイドシャフトｅ１３と、駆動シャフトｅ１２およびガイドシャフトｅ１３の両端を挿通させるネジ孔および挿通孔を有する一対のブロック形の端子保持部１０とを備える。なお、この間隔調整部Ｅ１は前記（４）および（５）の構成に対応している。
中間ブロック部ｅ１１のＸ方向に対向する２つの面には駆動シャフトｅ１２とガイドシャフトｅ１３を挿通させる一対の挿通孔が形成されていると共に、上面中央位置には後述する昇降機構部３０のロッド３１の先端を受け入れて連結する筒部ｅ１１１が設けられている。
なお、ガイドシャフトｅ１３の長手方向中間部は中間ブロック部ｅ１１に固定されている。
図５に示すように、一方の端子保持部１０は、ブロック形に形成されており、上面と下面の中心を上下方向に貫通する固定部としての貫通孔１０ａと、Ｘ方向に対向する２つの面の中心に対してＹ方向へ対称かつＸ方向に貫通して形成されたネジ孔１０ｂおよび挿通孔１０ｃとを有している。他方の端子保持部１０も同様である。
端子部２０の取付部２２が端子保持部１０の貫通孔１０ａに下面側から挿入され、貫通孔１０ａの上面側から突出した取付部２２の雄ネジをワッシャに挿通させてナット部材と螺合させることにより、端子部２０が端子保持部１０に固定される。なお、端子部２０の櫛形部２１の上縁を嵌め込んで固定するための凹溝を、端子保持部１０の下面に形成してもよい。
一対の端子保持部１０に取り付けられた一対の端子部２０の取付部２２には、電源部（図示省略）の一対の出力端子と電気接続部（図示省略）によって電気的に接続される。一対の端子部２０はＸ方向に沿って相互に接近または離間する方向に移動できるので、電気接続部としては、一対の端子部２０の動きを妨げないよう屈曲可能な電線が用いられる。なお、電線と端子部２０との電気的な接続方法は特に限定されない。
駆動シャフトｅ１２は、中間ブロック部ｅ１１の前記両側面の一面側へ突出した第１雄ネジ部（第１螺合部）ｅ１２１と、中間ブロック部ｅ１１の前記両側面の他面側へ突出しかつ第１雄ネジ部ｅ１２１の螺旋方向とは逆の螺旋方向に形成された第２雄ネジ部（第２螺合部）ｅ１２２とを有する。本実施形態では、モータｍ１に貫通状に設けられた長いシャフトの両端側に第１雄ネジ部ｅ１２１と第２雄ネジ部ｅ１２２が直接形成されている形態を例示している。また、図示省略するが、モータｍ１と駆動シャフトｅ１２が別個で設けられており、モータｍ１のシャフトの回転力を図示しない中継ギアにて駆動シャフトｅ１２に伝達するようにしてもよく、あるいはモータｍ１を中間ブロック部ｅ１１ではなく端子保持部１０側に取り付けて駆動シャフトｅ１２を回転させるようにしてもよい。なお、第１雄ネジ部ｅ１２１の螺旋ピッチと第２雄ネジ部ｅ１２２の螺旋ピッチは同じであることが好ましい。ネジ部のピッチを同じにすることで、中間ブロック部ｅ１１に対して一対の端子部それぞれが等距離を保って移動でき、中間ブロック部を中心として常に対称に端子部が位置する。それによって、一対の端子部が隣接する光電変換セルに当接する際に、均等に力が掛かるので、当接圧によるセル表面の金属膜への負荷を低減することができる。
駆動シャフトｅ１２の第１雄ネジ部ｅ１２１が一方の端子保持部１０のネジ孔（螺合孔）１０ｂに螺合して挿通し、ガイドシャフトｅ１３の一端が一方の端子保持部１０の挿通孔１０ｃに挿通し、これら駆動シャフトｅ１２とガイドシャフトｅ１３の各一端にフランジが取り付けられている。
また、駆動シャフトｅ１２の第２雄ネジ部ｅ１２２が他方の端子保持部１０のネジ孔（螺合孔）１０ｂに螺合して挿通し、ガイドシャフトｅ１３の他端が他方の端子保持部１０の挿通孔１０ｃに挿通し、これら駆動シャフトｅ１２とガイドシャフトｅ１３の各他端にフランジが取り付けられている。
この構造により、中間ブロック部ｅ１１のＸ方向の両側に一対の端子保持部１０が相互にＸ方向に逆向きに移動可能とされている。
本実施形態では、駆動シャフトｅ１２とガイドシャフトｅ１３は一つずつであるが、それぞれが複数設けられていてもよい。ガイドシャフトｅ１３は必須ではないが、端子保持部１０の水平位置を保つ為に設けられていることが好ましい。また、特に駆動シャフトｅ１２を複数備えるときには、ガイドシャフトｅ１３を省略しても端子保持部１０の水平位置を保つことができる。駆動シャフトｅ１２が複数の場合はそれぞれは個別のモータｍ１で駆動する構成でもよいし、中継ギアを用いて一つのモータｍ１で複数の駆動シャフトｅ１２を駆動することもできる。
昇降機構部３０は、例えば伸縮可能なエアーシリンダからなり、エアーシリンダのロッド部３１がボックス４２の下方開口部側へ上下方向に移動可能なように、エアーシリンダの本体部がボックス４２の内面に固定されている。そして、ロッド部３１の下端に、間隔調整部Ｅ１の中間ブロック部ｅ１１が水平状に固定されている。
このように、昇降機構部３０と共に間隔調整部Ｅ１と一対の端子保持部１０がボックス４２内に収容されて電圧印加ユニットＵ１が構成されている。
なお、後述する移動機構部４０のカバー４１内には、図示しないエアー供給源とエアーシリンダとを接続して各エアーシリンダに圧縮エアーを供給する可撓性エアーチューブが収納されている。
移動機構部４０は、電圧印加ユニットＵ１のボックス４２をＸ方向に移動可能に構成されており、具体的な構成は特に限定されず、例えば、ボールネジ機構（図１２と図１３参照）、ベルト車機構（プーリー機構）（図１４と図１５参照）、チェーン・スプロケット機構等を採用することができる。なお、これらの機構について詳しくは後述する。
〈逆バイアス処理方法〉
この移動機構部４０を備えた逆バイアス処理装置Ｐ１によれば、図３と図４に示すように、まず、一対の端子部２０の間隔Ｌ１が、逆バイアス処理される薄膜光電変換モジュールＭ１のセルＳ１のＸ方向の幅Ｗ１と同じになるように、間隔調整部Ｅ１によって一対の端子保持部１０をＸ方向に移動させてそれらの相互間隔を調整する。
次に、電圧印加ユニットＵ１の一対の端子部２０をストリング１００の逆バイアス処理すべきセルＳ１上に移動させたところで、昇降機構部３０にて間隔調整部Ｅ１および一対の端子保持部１０と共に一対の端子部２０を降下させて２つのセルＳ１の第２電極層に接触させ、逆バイアス処理を行う。このとき、各端子部２０の接触部２１ａを各セルＳ１のＸ方向の幅の中間位置に当接させる。
例えば、図２に示すように、一方端のセルＳ１から順に逆バイアス処理を行う場合、まず、一対の端子部２０を隣接する２つのセルＳ１、Ｓ１の第２電極層１０４ｆ１、１０４ｆ２に接触させる。一方のセルＳ１の第２電極層１０４ｆ１は、光電変換層１０３のｎ型半導体層側の裏面電極である。また、他方のセルＳ１の第２電極層１０４ｆ２は、一方のセルＳ１における光電変換層１０３のｐ型半導体層側の第１電極層１０２ｆ１と接続されている。したがって、一方の第２電極層１０４ｆ１に正電位を付与し、他方の第２電極層１０４ｆ２に０Ｖを付与すれば、一方のセルＳ１の光電変換層１０３に逆方向電圧が印加され、逆バイアス処理が行われる。
例えば、一対の出力端子を有する電源部（図示省略）の一方の出力端子に＋３Ｖの電位、他方の出力端子に０Ｖの電位を出力し、第２電極層１０４ｆ１、１０４ｆ２間に３Ｖの電圧を１秒間印加する。これにより、光電変換層１０３に３Ｖの逆方向電圧（逆バイアス電圧）が１秒間印加される。
この電圧印加により電流がほとんど流れない場合には、そのセルＳ１には短絡部が存在しないと判断して逆バイアス処理を終了し、一対の端子部２０を一つずれた位置の第２電極層１０４ｆ２、１０４ｆ３に接触させて次のセルＳ１の逆バイアス処理を行う。
一方、電圧印加時に所定値以上の電流が流れ、電圧印加期間１秒内に電流が減少しない場合には、一方の出力端子の電位を５Ｖに変更し、さらに１秒間逆バイアス電圧を印加する。それでも電流が減少しない場合には、逆バイアス処理できないと判断して処理を終了し、次のセルＳ１の逆バイアス処理を行う。ここで、一方の出力端子に出力する電位が大きすぎると、セルＳ１のｐｉｎ接合が破壊されるため、セルＳ１に印加される電圧は耐電圧以下とする必要がある。
上記手順により、ストリング１００の全てのセルＳ１を順次逆バイアス処理する。なお、第２電極１０４ｆ６の部分のセルＳ１は光電変換素子として使用はしないので、このセルＳ１の逆バイアス処理は省略される。
そして、ストリング１００の全てのセルＳ１についての逆バイアス処理が終了した後、各セルＳ１の逆バイアス処理時に取得したデータにより、上述のように短絡の程度を分類し、どの部分に短絡部が発生し易いかを容易に解析することができる。この解析結果をフィードバックすることにより、光電変換層の成膜工程などの工程改善に利用することができる。
本発明の実施形態１の逆バイアス処理のように、各端子部２０の接触部２１ａを複数設け、セルＳ１に対し複数の当接点にて逆バイアス電圧を印加する構成によれば、隣接する２つのセルＳ１間に複数存在する短絡部に対して、均等に逆バイアス処理することができ、それによって短絡部を効率良く除去することが可能であるため、逆バイアス処理にかかる時間を短縮でき、ホットスポットとなりうる短絡部の残留を低減することができる。
ところで、薄膜光電変換モジュールの出力電圧は、互いに直列接続されたセルの数（直列接続数）に比例する。市場の需要として要求される薄膜光電変換モジュールの出力電圧の値は様々であり、それに応じて、一つの薄膜光電変換モジュールの製造ラインで様々な出力電圧値の薄膜光電変換モジュールを作り分けられるようにすることが、製造ラインの稼働率の維持および需要変動に対する柔軟性の面より好ましい。
本実施形態ではその一例として、図６（Ａ）に示す前記６直列の薄膜光電変換モジュールＭ１や、それよりも出力電圧を２倍程度増加させた図６（Ｂ）に示す１２直列の薄膜光電変換モジュールＭ１１がそれぞれ異なる機種の薄膜光電変換モジュールとして、一つの製造ラインにて製造される。この場合、基板サイズは製造ラインを構成する処理装置や搬送装置等の仕様から制限される為、異なる機種においても同じサイズの基板を用いることが好ましく、したがって、図６において薄膜光電変換モジュールＭ１と薄膜光電変換モジュールＭ１１の基板サイズは同じである。ここで、１２直列の薄膜光電変換モジュールＭ１１のセルＳ１１のＸ方向の幅Ｗ１１は、６直列の薄膜光電変換モジュールＭ１のセルＳ１のＸ方向の幅Ｗ１の約１／２となっている。なお、図６（Ａ）は６直列の薄膜光電変換モジュールＭ１の平面図であり、図６（Ｂ）は１２直列の薄膜光電変換モジュールＭ１１の平面図である。
このように異なる複数機種の薄膜光電変換モジュールを同一の製造ラインで製造する場合、本発明の実施形態１による逆バイアス処理装置Ｐ１によれば異なる機種に自動で対応して処理することができる。
例えば、６直列の薄膜光電変換モジュールＭ１に対応した逆バイアス処理から、１２直列の薄膜光電変換モジュールＭ１１に対応した逆バイアス処理に切り替える際は、図５の間隔調整部Ｅ１のモータｍ１にて駆動シャフトｅ１２を回転させ、二点差線で示すように、間隔Ｌ１の一対の端子部２０が間隔Ｌ２（Ｌ２はＬ１の１／２）となるまで相互に接近する方向に移動させる。その後、６直列の薄膜光電変換モジュールＭ１を逆バイアス処理する場合は、図５の間隔調整部Ｅ１のモータｍ１にて駆動シャフトｅ１２を回転させ、一対の端子部２０が間隔Ｌ１となるまで相互に離間する方向に移動させればよい。
このように、本実施形態の逆バイアス処理装置Ｐ１は、一対の端子部２０の間隔を、異なる複数の薄膜光電変換モジュールのセルのＸ方向の幅に応じて自動で端子部の間隔を調整することができ、異なる複数の薄膜光電変換モジュールを一つの逆バイアス処理装置で自動で対応することができる。
（実施形態２）
本発明の実施形態２は、実施形態１における間隔調整部Ｅ１の変形例である。図７（Ａ）は実施形態２の逆バイアス処理装置における一対の端子保持部の離間状態を示す正面図であり、図７（Ｂ）は一対の端子保持部の接近状態を示す一部断面正面図である。
実施形態１では、端子保持部１０が直方体形であり、端子部２０が端子保持部１０から下方へ垂直に突出した櫛形の場合を例示したが、実施形態２の場合は端子保持部１１０および端子部１２０の形状が実施形態１とは異なり、その他の構成は実施形態１と同じである。
以下、実施形態２における実施形態１とは異なる点を主に説明する。なお、実施形態２において、実施形態１の要素と同様の要素には同一の符号を付している。また、実施形態１と共通の事項については説明を省略する場合がある。
実施形態２において、間隔調整部Ｅ１の一方（左側）の端子保持部１１０は、垂直上部１１０ａと水平下部１１０ｂを有する正面視Ｌ字ブロック形に形成されており、直方体形の中間ブロック部ｅ１１の左側に嵌ることができる。
前記垂直上部１１０ａは、駆動シャフトｅ１２の第１雄ネジ部ｅ１２１と螺合するネジ孔および図示しないガイドシャフトを挿通させる挿通孔を有している。また、前記水平下部１１０ｂは、Ｘ方向に突出する先端部分にＹ方向に延びる凹部１１０ｂ１を有すると共に、凹部１１０ｂ１のＹ方向中間部にＸ方向の貫通孔１１０ｂ２を有している。
他方（右側）の端子保持部１１０は、一方の端子保持部１１０を左右逆向きにした構造である。但し、他方の端子保持部１１０のネジ孔および挿通孔の位置は、一方の端子保持部１１０のネジ孔および挿通孔と対向する位置である。
一方（左側）の端子部１２０は、複数の接触部１２１ａを有する櫛形部１２１と、櫛形部１２１の上縁の長手方向中間位置から左方向に突出した雄ネジを有する棒状取付部１２２とを有し、実施形態１における端子部２０の棒状取付部２２を折り曲げたような形状である。一方の端子部１２０は、その棒状取付部１２２を一方の端子保持部１１０の挿通孔１１０ｂ２に挿入して雄ネジをナット部材にて締め付けることにより、端子保持部材１１０に固定される。
他方（右側）の端子部１２０は、一方の端子部１２０と左右逆向きにした構造である。
また、実施形態２では、櫛形部１２１と棒状取付部１２２との角度θを９０°より大きくすることにより、一対の端子保持部１１０に取り付けた一対の端子部１２０の対向する接触部１２１ａ同士の最小間隔Ｌ２を小さくすることができるようにしている。これにより、一対の端子部１２０を相互に接近する方向に移動させて、例えば、最小間隔Ｌ２を１ｍｍ程度とすることが可能である。なお、一対の端子部１２０の最大間隔は、駆動シャフトｅ１２の第１および第２雄ネジ部ｅ１２１、ｅ１２２の長さによって決まり、例えば、２００ｍｍ程度とすることができる。
（実施形態３）
本発明の実施形態３は、１つのストリングに対して、少なくとも光電変換層および第２電極層を部分的に除去し、前記第１方向に延びる分割溝を形成することによって形成された、第２方向に並ぶ２つ以上の分割ストリングを有する薄膜光電変換モジュールに対応する、本発明の逆バイアス処理装置の一実施形態である。図８は本発明の実施形態３の逆バイアス処理装置によって逆バイアス処理される薄膜光電変換モジュールを示す概略斜視図であり、図９は図８の薄膜光電変換モジュールを矢印Ｙ方向に切断した概略断面図である。また、図８の薄膜光電変換モジュールＭ３を矢印Ｘ方向に切断した概略断面図は、図２と同じである。
なお、実施形態３において、実施形態１または実施形態２と共通する事項については説明を省略する場合がある。
まず、薄膜光電変換モジュールＭ３について説明し、その後で逆バイアス処理装置について説明する。
〈薄膜光電変換モジュール〉
図８および図９に示す薄膜光電変換モジュールＭ３は、図１に示した薄膜光電変換モジュールＭ１のストリング１００を、Ｘ方向に延びる分割溝１０５によって同じＹ方向の幅Ｗ２で複数に分割することにより形成できる。つまり、薄膜光電変換モジュールＭ３は、複数のセルＳ３がＸ方向に電気的に直列接続された分割ストリング１０６ａ〜１０６ｆを複数並列して有する。
図８において、点線で囲まれた複数の細長い長方形領域が各分割ストリングを表しており、この場合、Ｘ方向に長い分割ストリングが、Ｙ方向に６列並んでいる。また、各分割ストリングは、６個のセルＳ３が直列接続されてなる。
分割溝１０５は、Ｙ方向の幅が広い第１分割溝１０５ａと幅が狭い第２分割溝１０５ｂからなる。分割溝１０５の形成時には、まず、透明絶縁基板１０１側からレーザ光を照射しながらＸ方向に移動させるレーザスクライブ法によって、図１に示すセルＳ１の光電変換層１０３および第２電極層１０４の一部を所定間隔（７５〜２５０ｍｍ程度）で除去して第１分割溝１０５ａを形成する。照射するレーザ光は、第１電極層（透明電極層）１０２でほとんど吸収されないＹＡＧレーザ第２高調波（波長５３２ｎｍ）を用いることができる。
次に、第１分割溝１０５ａの中央部付近に、透明絶縁基板１０１側からレーザ光を照射しながらＸ方向に移動させて、第１分割溝１０５ａ領域内の第１電極層１０２を除去し、第２分割溝１０５ｂを形成する。照射するレーザ光は、第１電極層１０２で吸収されるＹＡＧレーザ基本波（波長１．０６μｍ）を用いることができる。
ところで、図８では、複数の分割ストリング１０６ａ〜１０６ｆが分割溝１０５によって電気的に絶縁されて並列してなる薄膜光電変換モジュールＭ３を図示しているが、複数の分割ストリング１０６ａ〜１０６ｆを電気的に並列接続してもよい（図示省略）。この場合、透明絶縁基板１側からレーザ光を照射する前に、図１に示すストリング１００のＸ方向の両端側の２つのセルＳ１に対応する透明絶縁基板１０１の外面に、メタルマスクを配置する。そして、メタルマスクを配置した状態で、上述のように透明絶縁基板１側からレーザ光を照射して第１分割溝１０５ａおよび第２分割溝１０５ｂを形成して分割溝１０５を形成する。メタルマスクはレーザ光を透過させないため、メタルマスクにて覆われた部分の第１電極１０２、光電変換層１０３および第２電極１０４は残存する。このメタルマスクとしては、厚さ１〜３ｍｍ程度のアルミニウム、ステンレス等からなる金属シートを用いることができる。
これにより、複数の分割ストリング１０６ａ〜１０６ｆの直列接続方向（Ｘ方向）の両端側の各セルはそれぞれ共通電極によって並列接続される。
〈逆バイアス処理装置〉
図１０は実施形態３の逆バイアス処理装置を示す斜視図であり、図１１は実施形態３の逆バイアス処理装置における一対の端子保持部に固定された４本の棒状端子が４つのセルに対応することを説明する部分斜視図である。
逆バイアス処理装置Ｐ３は、３つの電圧印加ユニットＵ３と、各電圧印加ユニットＵ３をＸ方向に移動させる移動機構部３４０とを備える。各電圧印加ユニットＵ３は、昇降機構部（例えば、エアシリンダ）３３０と、昇降機構部３３０によって昇降する間隔調整部Ｅ３と、間隔調整部Ｅ３の一対の端子保持部３１０に２本ずつ固定された合計４本の棒状端子部３２０とを備え、隣接する２つの分割ストリングに対応する。
実施形態３において、間隔調整部Ｅ３の構造は、基本的に実施形態１における間隔調整部Ｅ１と同様であるが、間隔調整部Ｅ３の中間ブロック部ｅ３１および一対の端子保持部３１０のＹ方向の長さが、分割ストリングのＹ方向の幅Ｗ３よりも長く設定される点で異なる。
図１１において、符号ｅ３２は駆動シャフト、符号ｅ３３はガイドシャフトを示しており、これらは実施形態１と同様の構成である。
端子保持部３１０は、駆動シャフトｅ３２の雄ネジ部と螺合するネジ孔およびガイドシャフトｅ３３を挿通させる挿通孔を有すると共に、２本の棒状端子部３２０を上下方向に挿通させ固定するための２つの貫通孔をネジ孔および挿通孔と交わらない位置に有している。
また、例えば、棒状端子部３２０の上下中間位置に雄ネジが形成されると共に、端子保持部３１０の各貫通孔の上部には雌ネジが形成され、棒状端子部３２０が端子保持部３１０の貫通孔に上方から挿入されて雄ネジが雌ネジと螺合することにより固定される。このとき、端子保持部３１０に固定された２本の棒状端子部３２０の間隔Ｌ３は、分割ストリングのＹ方向の幅Ｗ３とほぼ同じである。これにより、各棒状端子部３２０を、各分割ストリングのセルＳ３のＹ方向の幅の中間位置に当接させることができる。
図１０と図１１に示すように、１つの電圧印加ユニットＵ３が隣接する２列の分割ストリングに対応し、１つの電源部（図示省略）が１つの電圧印加ユニットＵ３に対応している。
一方の端子保持部３１０に固定された２本の棒状端子３２０同士は図示しない配線にて電気的に並列接続されかつ電源部の出力端子と接続され、他方の端子保持部３１０に固定された２本の棒状端子３２０同士は図示しない配線にて電気的に並列接続されかつ電源部の別の出力端子と接続される。
移動機構部３４０は、３つの電圧印加ユニットＵ３のボックス３４２と連結されて、各ボックス３４２を連動してまたは独立してＸ方向に移動可能に構成されており、具体的な構成は特に限定されず、例えば、ボールネジ機構、ベルト車機構（プーリー機構）、チェーン・スプロケット機構等を採用することができる。
ボールネジ機構としては図１２および図１３が例示され、ベルト車機構としては図１４および図１５が例示される。以下、それぞれの移動機構の例示の詳細について説明する。
［移動機構の第１例］
図１２はボールネジ機構を採用して複数の電圧印加ユニットＵ３を連動させる移動機構Ｔ１を示している。
この移動機構Ｔ１は、カバー３４１（図１０参照）と、カバー（基盤）３４１の下面のＸ方向の両側に固定された平行な一対の固定片７０２と、一対の固定片７０２に回転可能に枢着された３本のスクリューシャフト７０３と、各スクリューシャフト７０３に螺着されたナット部７０４と、各スクリューシャフト７０３の後端に取り付けられた第１かさ歯車７０５と、一対の固定片７０２に固定された３本のガイドシャフト７０６と、各スクリューシャフト７０３の後端側に配置されてカバー７０１の下面に回転可能に取り付けられたメインスクリューシャフト７０７と、メインスクリューシャフト７０７を回転させるモータｍと、メインスクリューシャフト７０７に取り付けられて各第１かさ歯車７０５と噛合する複数の第２かさ歯車７０８とを備えている。
３本のスクリューシャフト７０３と３本のガイドシャフト７０６は交互にかつ平行に配置されており、１本のスクリューシャフト７０３と１本のガイドシャフト７０６との１組が１つの電圧印加ユニットＵ３に対応している。
電圧印加ユニットＵ３は、その保持部であるボックス３４２の上壁が、図示しない取付部材を介して移動機構Ｔ１のナット部７０４に固定されかつガイドシャフト７０６にスライド可能に取り付けられている。
このように構成された移動機構Ｔ１に、上述のように各電圧印加ユニットＵ３が取り付けられているため、移動機構Ｔ１のモータｍによってメインスクリューシャフト７０７と共に各第２かさ歯車７０８が回転すると、各第１かさ歯車７０５と共に各スクリューシャフト７０３が回転し、それによって各ナット部と共に各電圧印加ユニットＵ３が同時にＸ方向に移動する。
この移動機構Ｔ１を備えた逆バイアス処理手段によれば、電圧印加ユニットＵ３の４本の棒状端子３２０を分割ストリングの逆バイアス処理すべきセルＳ３上に移動させたところで、昇降駆動部３３０にて４本の棒状端子３２０を降下させ、Ｘ方向に並ぶ一対の棒状端子３２０を２つのセルＳ３の第２電極層に接触させ、実施形態１で説明した逆バイアス処理を行う。処理後、４本の棒状端子３２０を上昇させ、同様に移動、降下、逆バイアス処理、上昇を繰り返して、全てのセルＳ３の逆バイアス処理を行う。
この逆バイアス処理装置によれば、このような逆バイアス処理を複数の分割ストリング１０６ａ〜１０６ｆについて並行して行うことができる。なお、各電圧印加ユニットＵ３に対応する複数の電源部（図示省略）を独立してＯＮ／ＯＦＦ制御することができ、かつ各電圧印加ユニットＵ３を独立して昇降させることができるため、各分割ストリング１０６ａ〜１０６ｆのセルＳ３によって逆バイアス処理の時間に差がある場合は、処理が済んだセルＳ３に対応する電源部から順次ＯＦＦし、電圧印加ユニットＵ３を上昇させてもよい。このようにすれば、電力の省エネルギー化を図り、かつ次のセルＳ３を逆バイアス処理するために待機させておくことができる。
［移動機構の第２例］
図１３はボールネジ機構を採用して複数の電圧印加ユニットＵ３を独立して移動可能な移動機構Ｔ２を示している。なお、図１３において、図１２中の部材と同様の部材には同一の符号を付している。
この移動機構Ｔ２は、上述の移動機構Ｔ１における複数の第２かさ歯車７０８を有するメインスクリューシャフト７０７およびこれを回転させるモータｍが省略される代りに、各スクリューシャフト７０３を個別に回転させる複数のモータｍが備えられる。移動機構Ｔ２におけるその他の構成および各電圧印加ユニットＵ３との取り付け構造は、移動機構Ｔ１と同様である。
この移動機構Ｔ２を備えた逆バイアス処理手段によれば、各電圧印加ユニットＵ３に対応するモータｍをそれぞれ独立して駆動制御することができるため、各電圧印加ユニットＵ３を独立して移動させることができる。
［移動機構の第３例］
図１４はベルト車機構を採用して複数の電圧印加ユニットＵ３を連動させる移動機構Ｔ３を示している。
この移動機構Ｔ３は、前記カバー３４１（図１０参照）と、カバー３４１の下面の所定位置に上下方向の軸心Ｐ廻りに回転可能に取り付けられた複数の第１〜第３プーリー８０１ａ、８０１ｂ、８０１ｃと、複数の第１〜第３プーリー８０１ａ、８０１ｂ、８０１ｃに掛け巻かれた無端状ワイヤベルト８０２と、１つの第３プーリー８０１ｃを回転させるモータｍと、ワイヤベルト８０２の所定個所と複数の電圧印加ユニットＵ１のボックス３４２（図１０参照）とを連結する複数の連結部材８０３と、３つの電圧印加ユニットＵ３をＸ方向にスライド可能に吊り持ちする図示しないガイドシャフトとを備えている。
第１プーリー８０１ａは、カバー３４１のＸ方向の逆バイアス処理開始側の端部であって、各電圧印加ユニットＵ３に対応する位置に３個並列している。第２プーリー８０１ｂは、カバー３４１のＸ方向の逆バイアス処理終了側であって、各電圧印加ユニットＵ３に対応する位置の間に２個並列している。第３プーリー８０１ｃは、カバー３４１のＸ方向の第２プーリー８０１ｂよりも逆バイアス処理終了側の端部であって、両側の第１プーリー８０１ａと対向する位置に２個配置されている。そして、一方の第３プーリー801cがその回転軸を介してモータｍにて回転する。
このように配置された複数の第１〜第３プーリー８０１ａ、８０１ｂ、８０１ｃにワイヤベルト８０２が図１４のように掛け巻かれることにより、各電圧印加ユニットＵ３に対応する位置にワイヤベルト８０２の直線部８０２ａ、８０２ｂが対となって平行に形成される。一対の直線部８０２ａ、８０２ｂは、第３プーリー８０１ｃが一方向に回転することにより相互に逆方向に移動する。
各対の直線部８０２ａ、８０２ｂのうち、同方向に移動する各直線部（図１４では直線部８０２ａ）に前記連結部材８０３がＸ方向の同じ位置に固定されている。
図示しない複数のガイドシャフトは、図１２で説明したカバー３４１の下面に固定された一対の平行な固定片７０２に両端が取り付けられ、１つの電圧印加ユニットＵ３に対して２本平行にかつＸ方向に延びて配置されている。そして、各電圧印加ユニットＵ３のボックス３４２の上壁が図示しない取付部材を介して各対のガイドシャフトにスライド可能に吊り下げられている。なお、この取付部材と前記連結部材８０３とは一体化された部材であってもよい。
この移動機構Ｔ３によれば、モータｍにて第３プーリー８０１ｃが一方向または逆方向に回転することにより、ワイヤベルト８０２の各直線部８０２ａが一斉に同方向に移動するため、各電圧印加ユニットＵ３をＸ方向に同時に移動させることができる。したがって、この移動機構Ｔ３を備えた逆バイアス処理手段によれば、移動機構Ｔ１を備えた逆バイアス処理手段と同様に、複数の分割ストリング１０６ａ〜１０６ｆについて並行して逆バイアス処理を行うことができる。また、処理が済んだセルＳ３に対応する電源部から順次ＯＦＦし、かつ電圧印加ユニットＵ３を上昇させ、電力の省エネルギー化を図り、かつ次のセルＳ３を逆バイアス処理するために待機させておくことができる。
なお、この移動機構Ｔ３における各プーリーをスプロケットに代え、無端状ワイヤベルト８０２を無端状チェーンに代えてもよい。
［移動機構の第４例］
図１５はベルト車機構を採用して複数の電圧印加ユニットＵ３を独立して移動可能な移動機構Ｔ４を示している。なお、図１５において、図１４中の部材と同様の部材には同一の符号を付している。
この移動機構Ｔ４は、上述の移動機構Ｔ３と同様の３個の第１プーリー８０１ａと、カバー３４１のＸ方向の逆バイアス処理終了側であって、各第１プーリー８０１ａと対向する位置に配置された３個の第２プーリー８０１ｄと、各対の第１プーリー８０１ａと第２プーリー８０１ｄに掛け巻かれた無端状ワイヤベルト８０４と、各第２プーリー８０１ｄを個別に回転させる複数のモータｍとを備える。
そして、各ワイヤベルト８０４における一対の直線部８０４ａ、８０４ｂのうちの一方（図１５では直線部８０４ａ）に、移動機構Ｔ１と同様の連結部材８０３が固定されている。なお、移動機構Ｔ４におけるその他の構成および各電圧印加ユニットＵ１との取り付け構造は、移動機構Ｔ３と同様である。
この移動機構Ｔ４を備えた逆バイアス処理装置によれば、移動機構Ｔ２と同様に、各電圧印加ユニットＵ３に対応するモータｍをそれぞれ独立して駆動制御することができるため、個別に各電圧印加ユニットＵ３を移動させることができる。
〈逆バイアス処理方法〉
次に、図１０と図１１を参照しながら実施形態３の逆バイアス処理装置Ｐ３を用いた逆バイアス処理について説明する。なお、以下では１つの電圧印加ユニットＵ３による逆バイアス処理について説明するが、他の電圧印加ユニットＵ３も同様である。
まず、例えば、間隔調整部Ｅ３の一対の端子保持部３１０をＸ方向に移動させて、Ｘ方向に隣接する一対の棒状端子３２０の間隔を、セルＳ３のＸ方向の幅Ｗ２と同程度となるように調整する。
次に、電圧印加ユニットＵ３の各棒状端子３２０を、隣接する２列の分割ストリングの逆バイアス処理すべきセルＳ３上に移動させたところで、昇降機構部３３０にて端子固定部３１０と共に４本の棒状端子３２０を降下させて４つのセルＳ３の第２電極層に接触させ、実施形態１と同様に逆バイアス処理を行う。このとき、各棒状端子３２０は、４つのセルＳ３のＸ方向の幅の中間位置でかつＹ方向の幅中間位置に当接する。
このような手順により、分割ストリングの全てのセルＳ３（最後のセルＳ３を除く）を順次逆バイアス処理する。
この場合も、実施形態１と同様に、分割ストリングの隣接するセル間に存在する短絡部に対して、各棒状端子が略均等の位置に当接して逆バイアス電圧を印加できることにより、短絡部を効率良く除去することが可能であるため、逆バイアス処理にかかる時間が短縮されるとともに、「ホットスポット現象」の発生率を低減することができる。また、各セルＳ３の逆バイアス処理時に取得したデータにより、上述のように短絡の程度を分類し、どの部分に短絡部が発生し易いかを容易に解析することができる。この解析結果をフィードバックすることにより、光電変換層の成膜工程などの工程改善に利用することができる。
ここまでは、６列の分割ストリング１０６ａ〜１０６ｆを有する６直列の薄膜光電変換モジュールＭ３の逆バイアス処理について説明したが、この逆バイアス処理装置Ｐ３は６列の分割ストリング１１０６ａ〜１１０６ｆを有する１２直列の薄膜光電変換モジュールＭ３の逆バイアス処理にも対応できる。
図１６（Ａ）は６列の分割ストリング１０６ａ〜１０６ｆを有する６直列の薄膜光電変換モジュールＭ３の平面図であり、図１６（Ｂ）は６列の分割ストリング１１０６ａ〜１１０６ｆを有する１２直列の薄膜光電変換モジュールＭ３３の平面図である。なお、これらの薄膜光電変換モジュールＭ３、Ｍ３３のサイズは同じである。
１２直列の薄膜光電変換モジュールＭ３３のセルＳ３３のＸ方向の幅Ｗ２２は、６直列の薄膜光電変換モジュールＭ３のセルＳ３のＸ方向の幅Ｗ２の約１／２となっている。
例えば、６直列の薄膜光電変換モジュールＭ３の逆バイアス処理から、１２直列の薄膜光電変換モジュールＭ３３の逆バイアス処理に切り替える際は、間隔調整部Ｅ３によってＸ方向に隣接する一対の棒状端子部３２０の間隔をＷ２２と同程度に調整する。これにより、各棒状端子３２０は、４つのセルＳ３３のＸ方向の幅の中間位置にかつＹ方向の幅中間位置に当接する。
実施形態３では、１つの電圧印加ユニットＵ３によって、ＸＹ方向に隣接する２列の分割ストリングのセルを逆バイアス処理するように構成された場合を例示したが、１つの電圧印加ユニットによって、Ｙ方向に隣接する３列以上の分割ストリングのセルを逆バイアス処理するように構成されてもよい。この場合、例えば、１つの端子保持部にてＹ方向に並ぶ３つ以上の端子部を保持するようにしてもよい。
また、Ｘ方向に複数の電圧印加ユニットＵ３を並べて備えることで、一度に複数の分割ストリングのセル間を逆バイアス処理することも出来る。複数の電圧印加ユニットのＸ方向の端子数よりも、処理する薄膜太陽電池モジュールの分割ストリングのセルのＸ方向の列数が少ない場合は、セルの列数に対応した電圧印加ユニットのみ昇降させることで対応可能である。
あるいは、１つの電圧印加ユニットによって、Ｙ方向に１列の分割ストリングのセルを逆バイアス処理するように構成してもよい。この場合、１つの端子保持部にて１つの棒状端子を保持する。このようにすれば、各電圧印加ユニットに対応する複数の電源部を独立してＯＮ／ＯＦＦ制御することができ、または各電圧印加ユニットを独立して昇降させることができるため、各分割ストリングのセルによって逆バイアス処理の時間に差がある場合は、処理が済んだセルに対応する電源部から順次ＯＦＦし、または電圧印加ユニットを上昇させてもよい。このようにすれば、電力の省エネルギー化を図り、かつ次のセルを逆バイアス処理するために待機させておくことができる。
また、実施形態１および３では、逆バイアス処理装置が移動機構部を備えた場合を例示したが、移動機構部を省略してもよい。この場合、薄膜光電変換モジュールを逆バイアス処理装置に対してＸ方向に移動させるようにすればよい。
また、実施形態１および３では、逆バイアス処理装置が昇降機構部を備えた場合を例示したが、昇降機構部を省略してもよい。この場合、薄膜光電変換モジュールを逆バイアス処理装置に対して昇降させるようにすればよい。
また、実施形態１および３では、一対の端子保持部の両方をＸ方向に移動させる間隔調整部を例示したが、一方の端子保持部を間隔調整部の中間ブロック部に対して常時固定し、他方の端子保持部のみをＸ方向に移動させるようにしてもよい。この場合、一方の端子保持部側の駆動シャフトおよびガイドシャフトを省略すると共に、一方の端子保持部を中間ブロック部と一体化させることができ、間隔調整部をさらに簡素化することができる。
また、実施形態２における一対の端子保持部１１０および一対の端子部１２０（図７参照）のように、実施形態３における一対の端子保持部３１０およびＸ方向に隣接する一対の棒状端子部３２０を形成してもよい。また、実施形態４の場合は、Ｘ方向に隣接する一対の棒状端子部４２０の接触部先端を相互に接近する方向に少し折り曲げてもよい。これにより、実施形態３および４の場合も、一対の端子部の最小間隔を１ｍ程度まで縮めることが可能となる。
（実施形態４）
図１７は本発明の実施形態４の逆バイアス処理装置を示す平面図であり、図１８は図１７の逆バイアス処理装置の間隔調整部を示す部分斜視図であり、図１９は図１７の逆バイアス処理装置の間隔調整部の一部を示す断面図である。
実施形態４の逆バイアス処理装置Ｐ４は、実施形態３と同様に、複数の分割ストリングを有する薄膜光電変換モジュールＭ３に逆バイアス処理を行う装置であるが、間隔調整部Ｅ４が昇降機構部に設けられており、中間ブロック部を必要としない点で実施形態３とは異なる。また、実施形態４の間隔調整部Ｅ４は、実施形態１および実施形態２にも適用可能である。
逆バイアス処理装置Ｐ４は、Ｘ方向に隣接する２つのセルＳ３およびＹ方向に隣接する２つのセルＳ３に対応する合計４本の棒状端子部４２０と、４本の棒状端子部４２０を保持する一対の端子保持部４１０を有する間隔調整部Ｅ４と、間隔調整部Ｅ４をＹ方向へ移動させる移動機構部４４０とを備える。なお、この間隔調整部Ｅ４は前記（６）の構成に対応している。
端子保持部４１０は、実施形態３における端子保持部３１０（図１１参照）と同様に、長方ブロック形に形成されており、２本の棒状端子部４２０を挿通し固定するための２つの上雌ネジ付き貫通孔を有している。
間隔調整部Ｅ４は、相互に螺旋方向が逆向きの雄ネジ部を有する一対の駆動シャフトｅ４１、ｅ４２と、一対の駆動シャフトｅ４１、ｅ４２の両端を回転可能かつ平行に保持する一対の保持ブロックｅ４３、ｅ４４と、一対の駆動シャフトｅ４１、ｅ４２を独立して正逆回転させる一対のモータｍ４１、ｍ４２と、一対の駆動シャフトｅ４１、ｅ４２の雄ネジ部と螺合し挿通させる一対のネジ孔を有する一対の可動連結部ｅ４５と、前記一対の端子保持部４１０と、各端子保持部４１０と各可動連結部ｅ４５とを連結する昇降機構部（例えば、エアーシリンダ）ｅ４６とを備える。
一対の駆動シャフトｅ４１、ｅ４２は、螺旋方向が逆向きであること以外は同じである（それらの螺旋ピッチは同じである）。各モータｍ４１、ｍ４２は、各保持ブロックｅ４３、ｅ４４に固定されている。また、可動連結部ｅ４５は端子保持部４１０と同様のブロック形に形成されており、その長手方向中間に昇降機構部ｅ４６が固定されている。また、昇降機構部ｅ４６のロッドは可動連結部ｅ４５を垂直方向に貫通して端子保持部４１０の長手方向中間と連結している。
移動機構部４４０は、例えば、間隔調整部Ｅ４のＹ方向両側に平行に配置される一対の梁４４１と、一対の梁４４１のＸ方向両端に取り付けられたガイドシャフト４４２および雄ネジ部を有する駆動シャフト４４３と、間隔調整部Ｅ４のＸ方向両側に平行に配置される一対の支持脚４４４と、一対の支持脚４４４のＹ方向両端と一対の梁４４１のＸ方向両端を連結する４本の支柱４４５と、駆動シャフト４４３を回転させるモータｍ４３とを備える。駆動シャフト４４３の両端には雄ネジ部が形成されておらず、この両端は梁４４１の挿通孔に軸受を介して回転可能に支持されている。また、モータｍ４３は一方の梁４４１に固定されている。
図１９に示すように、間隔調整部Ｅ４の一方（左側）の保持ブロックｅ４３は、Ｘ方向に貫通しかつ一対の駆動シャフトｅ４１、ｅ４２の雄ネジ部が形成されていない一端を軸受（図示省略）を介して支持する一対の挿通孔ｅ４３ａ、ｅ４３ｂを下部に有すると共に、Ｙ方向に貫通しかつ駆動シャフト４４３と螺合するネジ孔ｅ４３ｃを上部に有する。間隔調整部Ｅ４の他方（右側）の保持ブロックｅ４４は一方の保持ブロックｅ４３と同様の構造を有する。
この逆バイアス処理装置Ｐ４によれば、間隔調整部Ｅ４の一対の駆動シャフトｅ４１、ｅ４２を同じ方向に同じ速度で回転させることにより一対の可動連結部ｅ４５および一対の端子保持部４１０が同じ速度で同じ方向（右または左）に移動する。つまり、Ｘ方向に隣接する一対の端子保持部４１０が一定間隔を維持した状態で同じ方向に移動する。
また、間隔調整部Ｅ４の一対の駆動シャフトｅ４１、ｅ４２を逆方向に同じ速度で回転させることにより一対の可動連結部ｅ４５および一対の端子保持部４１０が接近または離間する方向に移動する。つまり、Ｘ方向に隣接する一対の端子保持部４１０の間隔を短くまたは長く調整することができる。
また、移動機構部４４０の駆動シャフト４４３を正逆回転させることにより、一方（右側）の保持ブロックｅ４４はＹ方向へ往復移動するため、間隔調整部Ｅ４全体がＹ方向に往復移動することができる。
実施形態４の場合、実施形態３と同様に、４本の棒状端子部４２０によって２列の分割ストリングの各セルＳ３に逆バイアス処理を順次行うことができる。このとき、Ｘ方向に隣接する一対の端子保持部４１０はそれらの間隔を一定に維持しながら一方向に移動する。そして、この２列の分割ストリングの各セルＳ３に逆バイアス処理が終了すれば、間隔調整部Ｅ４をＹ方向へ移動させて次の２列の分割ストリングの各セルＳ３に逆バイアス処理を順次行い、これを繰り返す。
そして、図１６（Ｂ）に示す１２直列の薄膜光電変換モジュールへの処理に切り替える際は、前記のようにＸ方向に隣接する一対の端子保持部４１０の間隔を半分に調整し、その後は前記と同様に逆バイアス処理を行う。
実施形態４では、１つの間隔調整部Ｅ４を移動機構部４４０によってＹ方向に移動させて全ての分割ストリングの逆バイアス処理に対応するよう構成された逆バイアス処理装置を例示したが、２列の分割ストリングに対応する間隔調整部Ｅ４を複数設けてもよい。その場合、移動機後部４４０のＹ方向の移動回数が低減できる為、逆バイアス処理の処理時間を短縮できる。
また、移動機構４４０を省略し、箱膜光電変換モジュールを逆バイアス処理装置に対してＹ方向に移動させるようにしてもよい。
また、実施形態４では１つの間隔調整期後部Ｅ４に２つの可動連結部ｅ４５を備えた構成を示しているが、可動連結部ｅ４５を３つ以上備えていてもよい。その場合、一度に多数の分割ストリングのセル間を逆バイアス処理することが出来、逆バイアス処理時間を短縮できる。
なお、実施形態１〜４において間隔調整部による端子部の移動についてはシャフト（モータ）の回動を螺合部によって水平方向の移動に変換する機構を例示したが、端子部を水平方向に移動できる機構であれば上述の実施形態に限定されず、例えば、水平方向に設けられたレール上をローラー走行させる機構や、磁石とコイルを用いたリニアサーボアクチュエータ、ベルトによる水平駆動などを用いることが出来る。
（実施形態５）
図２０は実施形態１〜４のいずれか１つの逆バイアス処理装置を備えた本発明の実施形態５としての薄膜光電変換モジュールの製造装置を説明するブロック図である。
この薄膜光電変換モジュールの製造装置は、実施形態１〜４のいずれか１つの逆バイアス処理装置Ｐと、逆バイアス処理装置Ｐと電気的に接続された生産制御装置Ａとを備えている。
生産制御装置Ａは、逆バイアス処理直前の薄膜光電変換モジュールについて、各列のストリングにおけるセルのＸ方向（直列接続方向）の幅を含む機種情報を逆バイアス処理装置Ｐに送信するよう構成されている。
また、逆バイアス処理装置Ｐは、前記機種情報に基づいて、Ｘ方向の幅に応じて一対の端子部の間隔を調整するよう前記間隔調整部の駆動を制御するよう構成されている。つまり、逆バイアス処理装置Ｐは、生産制御装置Ａからの機種情報を受信する通信部と、機種情報に対応したＸ方向に隣接する一対の端子部の位置情報を記憶した記憶部と、記憶部からの位置情報を参照しながら通信部からの機種情報に基づいて間隔調整部の駆動を制御する駆動制御部とを有している。
実施形態５の場合、逆バイアス処理装置Ｐおよび生産制御装置Ａは、その他の処理装置と共に同一の製造ラインに組み込まれており、これら全体が薄膜光電変換モジュールの製造装置を構成している。図２０において、符号１は搬入装置、２は洗浄装置、３はレーザトリミング装置、５は絶縁検査装置を示し、これらの装置の間の搬送装置は矢印で示している。
なお、各処理装置は図２０に示した配置に限定されず、また、複数の成膜装置や搬出装置等が点線の位置等に配置されてもよい。
生産制御装置Ａは、基板を搬送する各搬送装置の状態、各処理装置による基板の処理状況などの製造装置全体の状況を監視し、各装置からの情報を受信し、その情報に基づいて各装置を制御する。これにより、薄膜光電変換モジュールを円滑に自動製造することができる。
詳しく説明すると、本実施形態の場合、逆バイアス処理装置Ｐの直前の処理工程は、レーザトリミング装置３によって基板周縁部の絶縁領域を形成するトリミング工程となっている。
生産制御装置Ａは、各装置と送受信する通信部と、通信部と送受信する記憶部とを備えている。
記憶部は、薄膜光電変換モジュールの各機種のプロセスフロー、各装置の製造条件、各装置から送信された処理履歴、検査工程にて測定された特性データなどの様々な生産データが保管される。
例えば、逆バイアス処理装置Ｐによって図６（Ａ）に示す６直列の薄膜光電変換モジュールＭ１が逆バイアス処理されているとする。
生産制御装置Ａは、通信部を通じて、逆バイアス処理装置Ｐによる逆バイアス処理およびレーザトリミング装置３によるトリミング処理が行われていることを管理している。
このとき、逆バイアス処理装置Ｐにおいて、一対の端子部２０（図３参照）は、図６（Ａ）に示す薄膜光電変換モジュールＭ１のセルＳ１の直列接続方向（Ｘ方向）の幅Ｗ１に対応した間隔に位置している。また、一対の端子部２０の位置情報は、逆バイアス処理装置Ｐの記憶部に記憶されている。
次に、薄膜光電変換モジュールＭ１の逆バイアス処理が完了し、逆バイアス処理装置Ｐの通信部から生産制御装置Ａの通信部へ処理完了基板についての搬出信号が送信される。搬出信号を受けた生産制御装置Ａは、逆バイアス処理装置Ｐから処理完了した薄膜光電変換モジュールＭ１を次工程の絶縁検査装置５へ送るよう、これらの間の搬送装置を制御する。
逆バイアス処理装置Ｐからの薄膜光電変換モジュールＭ１の搬出後、搬送完了信号が逆バイアス処理装置Ｐから生産制御装置Ａに送信され、生産制御装置Ａはレーザトリミング装置３で処理中または処理完了した薄膜光電変換モジュールの機種情報を逆バイアス処理装置Ｐに送信する。
前記機種情報が、図６（Ａ）のモジュールＭ１の情報である場合、逆バイアス処理装置Ｐの記憶部に記憶された一対の端子部２０の位置情報と照らし合わせて、一対の端子部２０の間隔の調整は必要ないと駆動制御部が判定し、その機種情報を通信部から生産制御装置Ａに通信し、逆バイアス処理装置Ｐは端子間隔の調整をスキップして稼働を継続する。
また、前記機種情報が、図６（Ｂ）のモジュールＭ１１の情報である場合には、逆バイアス処理装置Ｐの記憶部に記憶された位置情報と照らし合わせることで、逆バイアス処理装置Ｐの一対の端子部２０の間隔を調整する必要があると駆動制御部が判定する。
次の逆バイアス処理が開始される前に、逆バイアス処理装置Ｐにおいては、駆動制御部から間隔調整部Ｅ１へ指示情報が送信さる。つまり、駆動制御部は、機種情報に基づく前記指示情報である一対の端子部２０の間隔調整を間隔調整部Ｅ１のモータｍ１に送信する。そにより、モータｍ１が回転して一対の端子部２０の間隔をセルＳ１１の幅Ｗ１１と同じになるよう自動調整する。自動調整が完了次第、次のモジュールに対する逆バイアス処理が開始される。
実施形態５によれば、薄膜太陽電池モジュールに対応していない端子部間隔で誤って逆バイアス処理が実施されてしまうトラブルを未然に防止することができると共に、逆バイアス処理装置の非稼働時間を低減できる。
（他の実施形態）
上述では、端子部の間隔をＸ方向に沿って調整できる実施形態について説明したが、同様の構成にて、さらにＹ方向に沿って端子部の間隔を調整することもできる。
例えば、図１７〜図１９に示す逆バイアス処理装置において、Ｘ方向に隣接する一対の端子保持部４１０のそれぞれに３個以上の上雌ネジ付き貫通孔をＹ方向に所定間隔で形成する。このようにすれば、各端子保持部４１０において、一方の棒状端子部４２０を一端側の貫通孔に固定し、もう一方の棒状端子４２０を残り２個以上の貫通孔に差し替えることにより、Ｙ方向の端子部間隔を調整することができる。つまり、ストリング数が異なる機種の薄膜光電変換モジュールに対しても、簡単な作業で対応することができる。なお、Ｙ方向の貫通孔の間隔は、ストリング数の最も多い機種のストリング間隔と同じに設定することができる。
１０、１１０、３１０、４１０ 端子保持部
２０、１２０、３２０、４２０ 端子部
１０１ 絶縁基板（透明絶縁基板）
１０２ 第１電極層（透明電極層）
１０３ 光電変換層
１０４ 第２電極層（裏面電極層）
１００ ストリング
１０５ 分割溝
１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄ、１０６ｅ、１０６ｆ 分割ストリング
３０、３３０、ｅ４６ 昇降機構部（昇降部）
Ａ 生産制御装置
Ｅ１、Ｅ３、Ｅ４ 間隔調整部
ｅ１１、ｅ３１ 中間ブロック部（中間部）
ｅ１２、ｅ３２、ｅ４１、ｅ４２ 駆動シャフト（駆動部の一部）
ｅ１３、ｅ３３ ガイドシャフト（駆動部の一部）
Ｍ１、Ｍ１１、Ｍ３、Ｍ３３ 薄膜光電変換モジュール
Ｐ１、Ｐ３、Ｐ４ 逆バイアス処理装置
Ｓ１、Ｓ３、Ｓ３３ セル（光電変換セル）
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４ 移動機構
Ｕ１、Ｕ３ 電圧印加ユニット
かくして、本発明によれば、絶縁基板上に第１電極層、光電変換層および第２電極層が順次積層された光電変換セルが複数互いに電気的に直列接続されてなるストリングを有する薄膜光電変換モジュールに対して、前記直列接続の方向である第１方向に隣接する前記光電変換セル間に逆バイアス電圧を印加して、逆バイアス処理を行う逆バイアス処理装置であって、
前記第１方向に隣接する光電変換セルの一方に当接できる端子部および他方に当接できる端子部からなる一対の端子部と、前記一対の端子部間に逆バイアス電圧を印加する電源部と、前記電源部と前記一対の端子部とを電気的に接続する電気接続部と、前記一対の端子部の前記第１方向の間隔を調整する間隔調整部とを備え、
前記間隔調整部が、異なる複数の前記薄膜光電変換モジュールそれぞれの前記光電変換セルの幅に応じて前記一対の端子部の間隔を調整することによって、前記光電変換セルの幅が異なる複数種類の前記薄膜光電変換モジュールに対して逆バイアス処理を行うように構成されている逆バイアス処理装置が提供される。
また、本発明の別の観点によれば、絶縁基板上に第１電極層、光電変換層および第２電極層が順次積層された光電変換セルが複数互いに電気的に直列接続されてなるストリングを有し、前記光電変換セルの幅が異なる複数種類の前記薄膜光電変換モジュールに対して、前記直列接続の方向である第１方向に隣接する前記光電変換セルに一対の端子部を当接させて逆バイアス電圧を印加する逆バイアス処理方法であって、
前記第１方向における前記光電変換セルの幅に応じて、前記一対の端子の間隔を変更したのち、前記一対の端子部を前記光電変換セルに当接させる逆バイアス処理方法が提供される。
また、本発明のさらに別の観点によれば、逆バイアス処理装置と電気的に接続された生産制御装置とを備えた薄膜光電変換モジュールの製造装置であって、
前記逆バイアス処理装置は、絶縁基板上に第１電極層、光電変換層および第２電極層が順次積層された光電変換セルが複数互いに電気的に直列接続されてなるストリングを有する薄膜光電変換モジュールに対して、前記直列接続の方向である第１方向に隣接する前記光電変換セル間に逆バイアス電圧を印加して、逆バイアス処理を行う装置であって、前記第１方向に隣接する光電変換セルの一方に当接できる端子部および他方に当接できる端子部からなる一対の端子部と、前記一対の端子部間に逆バイアス電圧を印加する電源部と、前記電源部と前記一対の端子部とを電気的に接続する電気接続部と、前記一対の端子部の前記第１方向の間隔を調整する間隔調整部とを備え、
前記間隔調整部が、異なる複数の前記薄膜光電変換モジュールそれぞれの前記光電変換セルの幅に応じて前記一対の端子部の間隔を調整することによって、前記光電変換セルの幅が異なる複数種類の前記薄膜光電変換モジュールに対して逆バイアス処理を行うように構成されており、
前記生産制御装置は、逆バイアス処理される前の薄膜光電変換モジュールについて、各列のストリングにおける光電変換セルの第１方向の幅を含む機種情報を前記逆バイアス処理装置に送信するよう構成され、
前記逆バイアス処理装置は、前記機種情報に基づいて、前記第１方向の幅に応じて前記一対の端子部の間隔を調整するよう前記間隔調整部の駆動を制御するよう構成されている薄膜光電変換モジュールの製造装置が提供される。
また、本発明のさらに別の観点によれば、絶縁基板上に第１電極層、光電変換層および第２電極層が順次積層された光電変換セルが複数互いに電気的に直列接続されてなるストリングを有し、前記光電変換セルの幅が異なる複数種類の前記薄膜光電変換モジュールに対して、前記直列接続の方向である第１方向に隣接する前記光電変換セルに一対の端子部を当接させて逆バイアス電圧を印加するとともに、前記第１方向における前記光電変換セルの幅に応じて、前記一対の端子の間隔を変更したのち、前記一対の端子部を前記光電変換セルに当接させることを特徴とする逆バイアス処理方法を含み、
前記逆バイアス処理を行う前の薄膜光電変換モジュールの前記各列のストリングにおける光電変換セルの第１方向の幅を含む機種情報に基づいて、前記第１方向の幅に応じて前記一対の端子部の間隔を変更する薄膜光電変換モジュールの製造方法が提供される。
また、本発明のさらに別の観点によれば、前記逆バイアス処理方法を行う薄膜光電変換モジュールの製造方法が提供される。

Claims (19)

  1. 絶縁基板上に第１電極層、光電変換層および第２電極層が順次積層された光電変換セルが複数互いに電気的に直列接続されてなるストリングを有する薄膜光電変換モジュールに対して、前記直列接続の方向である第１方向に隣接する前記光電変換セル間に逆バイアス電圧を印加して、逆バイアス処理を行う逆バイアス処理装置であって、
    前記第１方向に隣接する光電変換セルの一方に当接できる端子部および他方に当接できる端子部からなる一対の端子部と、前記一対の端子部間に逆バイアス電圧を印加する電源部と、前記電源部と前記一対の端子部とを電気的に接続する電気接続部と、前記一対の端子部の前記第１方向の間隔を調整する間隔調整部とを備えることを特徴とする逆バイアス処理装置。
  2. 前記端子部が、前記光電変換セルに複数個所で当接できるように構成されている請求項１に記載の逆バイアス処理装置。
  3. 前記ストリングが、少なくとも前記光電変換層および前記第２電極層を部分的に除去して形成された前記第１方向に延びる分割溝により、前記第１方向に直交する第２方向に並んで形成された複数本の分割ストリングからなり、
    前記端子部が前記各分割ストリングにおける各光電変換セルに対応するように一対以上設けられている請求項１に記載の逆バイアス処理装置。
  4. 前記第２方向に沿って並んだ複数の端子部を有し、
    前記間隔調整部は、前記分割ストリングにおける各光電変換セルの前記第２方向の幅に応じて、前記第２方向に隣接する２つの端子部の間隔を調整可能に構成された請求項３に記載の逆バイアス処理装置。
  5. 前記第２方向に沿って並んだ複数の端子部を有し、前記複数の端子部の間隔が、前記分割ストリングにおける各光電変換セルの前記第２方向の幅と同じである請求項３に記載の逆バイアス処理装置。
  6. 前記間隔調整部は、中間部と、前記中間部の両端に前記第１方向に対向して移動可能に接続された前記端子部を固定できる一対の端子保持部と、前記端子保持部を移動させる駆動部とを備え、
    前記駆動部によって、前記一対の端子保持部が第１方向に沿って互いに離間する方向または互いに接近する方向に切り換わって移動できるように構成されている請求項１〜５のいずれか１つに記載の逆バイアス処理装置。
  7. 前記駆動部は、駆動するモータと、前記モータによって回動するように前記中間部の両側面から第１方向に突出して設けられた駆動シャフトと、前記駆動シャフトの両端を挿通できる螺合孔を有する一対の端子保持部と、前記端子保持部が水平を保って前記第１方向に摺動可能に構成されたガイド部とを備え、
    前記駆動シャフトは、前記中間部の前記両側面の一面側へ突出した第１螺合部と、他面側へ突出した第２螺合部とを有し、
    前記一対の端子保持部はそれぞれ端子部を固定できる固定部を有すると共に、一方の端子保持部の前記螺合孔は前記第１螺合部と螺合し、他方の端子保持部の前記螺合孔は前記第２螺合部と螺合し、
    前記駆動シャフトの回動により前記端子保持部を摺動させる請求項６に記載の逆バイアス処理装置。
  8. 前記間隔調整部は、前記端子部を保持する端子保持部と、前記端子保持部を移動させる駆動部とを備え、
    前記端子保持部がそれぞれ前記第１方向に沿って摺動可能に前記駆動部に係合されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の逆バイアス処理装置。
  9. 前記一対の端子保持部のそれぞれが、複数の前記端子部を前記第２方向に沿って並列させて固定できる複数の前記固定部を有する請求項７に記載の逆バイアス処理装置。
  10. 前記電気接続部が、屈曲可能な電線からなり、前記間隔調整部の動作を妨げないように構成されている請求項１〜９のいずれか１つに記載の逆バイアス処理装置。
  11. 前記端子部と前記光電変換セルとを相対的に接近離間させる昇降部をさらに備えた請求項１〜１０のいずれか１つに記載の逆バイアス処理装置。
  12. 前記間隔調整部が、前記一対の端子部の間隔を１〜２００ｍｍの範囲で調整可能に構成されている請求項１〜１１のいずれか１つに記載の逆バイアス処理装置。
  13. 請求項１〜１２のいずれか１つに記載の逆バイアス処理装置と、該逆バイアス処理装置と電気的に接続された生産制御装置とを備え、
    前記生産制御装置は、逆バイアス処理される前の薄膜光電変換モジュールについて、各列のストリングにおける光電変換セルの第１方向の幅を含む機種情報を前記逆バイアス処理装置に送信するよう構成され、
    前記逆バイアス処理装置は、前記機種情報に基づいて、前記第１方向の幅に応じて前記一対の端子部の間隔を調整するよう前記間隔調整部の駆動を制御するよう構成されている薄膜光電変換モジュールの製造装置。
  14. 請求項１に記載の逆バイアス処理装置を用いた前記薄膜光電変換モジュールの逆バイアス処理方法であって、
    前記第１方向における前記光電変換セルの幅に応じて、前記一対の端子部の間隔を前記間隔調整部により調整してから、前記一対の端子部を前記光電変換セルに当接させて前記一対の端子部間に逆バイアス電圧を印加する逆バイアス処理方法。
  15. 前記光電変換セルの前記第１方向に並ぶ２つの光電変換セルにおける各セルの第１方向の幅の中間位置に前記一対の端子部が当接するように、前記間隔調整部を駆動して前記一対の端子部の位置を調整する請求項１４に記載の逆バイアス処理方法。
  16. 前記薄膜光電変換モジュールのストリングにおける光電変換セルの直列接続数が３以上である場合に、前記一対の端子部を第１方向に並ぶ２つの光電変換セルに当接させて逆バイアス処理を行った後、一対の端子部を前記２つの光電変換セルから離間させ、光電変換セルの第１方向の幅分だけ一対の端子部を第１方向へ移動させ、次の２つの光電変換セルに一対の端子部を当接させて逆バイアス処理を繰り返し行う請求項１４または１５に記載の逆バイアス処理方法。
  17. 請求項１３に記載の薄膜光電変換モジュールの製造装置を用いた薄膜太陽電池モジュールの製造方法であって、
    前記生産制御装置が、逆バイアス処理直前の薄膜光電変換モジュールの前記各列のストリングにおける光電変換セルの第１方向の幅を含む機種情報を前記逆バイアス処理装置に送信し、
    前記逆バイアス処理装置が、前記機種情報に基づいて、前記第１方向の幅に応じて前記一対の端子部の間隔を調整するよう前記間隔調整部の駆動を制御する薄膜光電変換モジュールの製造方法。
  18. 請求項１４に記載の逆バイアス処理方法を行う薄膜光電変換モジュールの製造方法。
  19. 請求項１７または１８に記載の薄膜光電変換モジュールの製造方法によって製造された薄膜光電変換モジュール。
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