JP2013026395A - Film inspection device and method of thin film solar cell - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a device capable of accurately performing film inspection on solar cells.SOLUTION: Plural cells connected to each other in series in a row direction are virtually divided in a predetermined length respectively in a column direction to obtain plural virtual divided units. Assuming that the divided units are aligned in a matrix, in a state that three probes are brought into contact with electrodes of the three virtual divided units aligned in the row direction, and two neighboring probes in the three probes are set as a set and two sets are irradiated with a beam of light from a light source, the two sets are subjected to a first measurement to obtain first current voltage characteristics of single power generation element of the virtual divided units. Subsequently, a second measurement is made with the two probes at both ends to obtain second current voltage characteristics of a combined power generation elements of the two virtual divided units connected to each other in the row direction. The first measurement and the second measurement are repeatedly performed to determine the state of the film in a solar cell module on the basis of the first current voltage characteristics and the second current voltage characteristics.

Description

本発明は、薄膜太陽電池の成膜検査装置及び方法に関する。   The present invention relates to a thin film solar cell deposition inspection apparatus and method.

近年の環境意識の高まりとともに、各種の太陽電池が市場に流通している。この中で、化合物系太陽電池やアモルファス太陽電池などの薄膜太陽電池は、使用するシリコンの量が少なくてすみ、比較的安価な太陽電池として、その市場性が注目されている。   With the recent increase in environmental awareness, various types of solar cells are on the market. Among these, thin film solar cells such as compound solar cells and amorphous solar cells require a small amount of silicon and are attracting attention as a relatively inexpensive solar cell.

薄膜太陽電池等の太陽電池モジュールの製造段階において、最終モジュール化するステップの前に、薄膜太陽電池等の構成要素としての各種の膜の成膜状態を適正に評価し、成膜の均一性の程度を判定できれば、最終的に効率良く薄膜太陽電池モジュールを生産でき、これが製造コストの削減にもつながる。特許文献1には、こうした薄膜太陽電池の自動品質管理試験装置が開示されている。ここに開示の測定方法は、太陽電池モジュールを構成する個々のセルの出力を、移動可能なプローブによって測定し、測定値と予め決めた所定値とを比較して、測定対象セルに欠陥があるか否かを判定するというものである。   In the manufacturing stage of a solar cell module such as a thin film solar cell, the film formation state of various films as components of the thin film solar cell and the like is appropriately evaluated before the step of making a final module, and the uniformity of the film formation is confirmed. If the degree can be determined, a thin-film solar cell module can be finally produced efficiently, which leads to a reduction in manufacturing cost. Patent Document 1 discloses an automatic quality control test apparatus for such a thin film solar cell. In the measurement method disclosed herein, the output of each cell constituting the solar cell module is measured by a movable probe, the measured value is compared with a predetermined value, and the measurement target cell is defective. It is determined whether or not.

米国特許第7,554,346号US Pat. No. 7,554,346

しかしながら、特許文献1の測定方法では、光源の位置が固定であり、各セルの放射照度にむらが発生している。このため、この測定方法では、各セルに欠陥があるか否かを精度よく判定することはできない。   However, in the measurement method of Patent Document 1, the position of the light source is fixed, and the irradiance of each cell is uneven. For this reason, this measurement method cannot accurately determine whether or not each cell has a defect.

また、一般に、薄膜太陽電池は、成膜状態により、電気的特性が変化する。したがって、セル同士を接合したときに、各セルの成膜状態が異なると、セルの接合に起因する発電量の損失が生じてしまう。特許文献1では、この損失の測定についてはなんら触れていない。   In general, the electrical characteristics of a thin film solar cell vary depending on the film formation state. Therefore, when the cells are joined to each other and the film formation state of each cell is different, a loss of power generation due to the joining of the cells occurs. In Patent Document 1, no mention is made of this loss measurement.

本発明の課題は、上記のような問題点に鑑み、太陽電池モジュールにおける成膜検査をより的確に実施できる方法及び装置を提供することにある。   The subject of this invention is providing the method and apparatus which can implement the film-forming test | inspection in a solar cell module more accurately in view of the above problems.

本発明の薄膜太陽電池の成膜検査装置は、
列方向にある長さを持つ複数のセルを行方向に順次直列に接続した太陽電池モジュールの成膜検査装置であって、
前記各セルを列方向の所定長さ毎に仮想的に分割された複数の仮想分割ユニットからなるものとみなすことにより、前記太陽電池モジュールを前記複数の仮想分割ユニットがマトリクス状に並んだものとみなして測定を行う測定部であって、前記仮想分割ユニットをスキャンする、少なくとも3つのプローブを有し、前記スキャンにあたり、前記3つのプローブを、行方向に並ぶ3つの前記仮想分割ユニットの電極に当接させて、隣り合う2つの前記プローブを1組とした計2組によって、それぞれ、前記仮想分割ユニットの単体発電素子の性能としての第1の電流電圧特性を取得する第1の測定を行い、且つ、両端の2つの前記プローブによって、互いに行方向に接続された2つの前記仮想分割ユニットの合成発電素子の性能としての第2の電流電圧特性を取得する第2の測定を行う、測定部と、
前記仮想分割ユニットを照射する光源と、
前記測定部と前記光源とを互いの位置関係を固定したまま且つ同期して二次元方向に移動させる移動機構と、
を備え、
さらに、前記測定部は、前記スキャンしながら、前記第1の測定と前記第2の測定を繰り返すものとして構成されており、
さらに、前記第1の測定と前記第2の測定とを行なうたびに得られる前記第1の電流電圧特性と前記第2の電流電圧特性とに基づいて、前記太陽電池モジュールの成膜状態を判定する、判定装置を、備える
ものとして構成される。
The thin film solar cell film formation inspection apparatus of the present invention is
A solar cell module film forming inspection apparatus in which a plurality of cells having a length in a column direction are sequentially connected in series in a row direction,
By considering each cell to be composed of a plurality of virtual division units virtually divided for each predetermined length in the column direction, the solar cell module is arranged in a matrix form of the plurality of virtual division units A measurement unit that performs measurement on the assumption that the measurement unit includes at least three probes that scan the virtual division unit, and in the scan, the three probes are used as electrodes of the three virtual division units arranged in a row direction. The first measurement for obtaining the first current-voltage characteristic as the performance of the single power generation element of the virtual divided unit is performed by a total of two sets of two adjacent probes in contact with each other. And the second as the performance of the combined power generation element of the two virtual divided units connected to each other in the row direction by the two probes at both ends. Performing a second measurement to obtain a current-voltage characteristic, and a measuring section,
A light source for illuminating the virtual dividing unit;
A moving mechanism that moves the measurement unit and the light source in a two-dimensional direction in synchronization with each other in a fixed positional relationship;
With
Furthermore, the measurement unit is configured to repeat the first measurement and the second measurement while scanning.
Further, the film formation state of the solar cell module is determined based on the first current voltage characteristics and the second current voltage characteristics obtained each time the first measurement and the second measurement are performed. Is configured to include a determination device.

さらに、本発明の薄膜太陽電池の成膜検査方法は、
列方向にある長さを有する複数のセルを行方向に順次直列に接続した太陽電池モジュールの成膜検査方法であって、
前記各セルを列方向の所定長さ毎に仮想的に分割して複数の仮想分割ユニットとなし、前記太陽電池モジュールを前記複数の仮想分割ユニットがマトリクス状に並んだものと想定し、
測定部における3つのプローブを行方向に並ぶ3つの前記仮想分割ユニットの電極に当接させ、且つ、3つの前記プローブのうちの隣り合う2つの前記プローブを1組とした計2組を光源で照射した状態において、前記2組のそれぞれにて、前記仮想分割ユニットの単体発電素子の第1の電流電圧特性を取得する第1の測定を行い、且つ、両端の2つの前記プローブによって、互いに行方向に接続された2つの前記仮想分割ユニットの合成発電素子の第2の電流電圧特性を取得する第2の測定を行い、
前記光源と前記測定部とを互いの位置関係を固定したまま且つ同期して二次元方向に移動させて複数の前記仮想分割ユニットについて前記第1の測定と前記第2の測定を繰り返し、
前記第1の測定と前記第2の測定とを行なうたびに得られる前記第1の電流電圧特性と前記第2の電流電圧特性とに基づいて、前記太陽電池モジュールの成膜状態を判定する、
ものとして構成される。
Furthermore, the film formation inspection method for the thin film solar cell of the present invention is
A method for inspecting film formation of a solar cell module in which a plurality of cells having a length in a column direction are sequentially connected in series in a row direction,
Each cell is virtually divided into predetermined lengths in the column direction to form a plurality of virtual division units, and the solar cell module is assumed to be arranged in a matrix in the plurality of virtual division units,
A total of two sets of the three probes in the measurement unit are brought into contact with the electrodes of the three virtual division units arranged in the row direction, and two adjacent probes among the three probes are used as a light source. In the irradiated state, in each of the two sets, the first measurement for obtaining the first current-voltage characteristic of the single power generation element of the virtual split unit is performed, and the two probes at both ends perform the first measurement. Performing a second measurement to obtain a second current-voltage characteristic of the combined power generation element of the two virtual divided units connected in the direction;
The first measurement and the second measurement are repeated for a plurality of the virtual division units by moving the light source and the measurement unit in a two-dimensional direction in synchronization with each other in a fixed positional relationship,
Determining the film formation state of the solar cell module based on the first current-voltage characteristics and the second current-voltage characteristics obtained each time the first measurement and the second measurement are performed;
Configured as a thing.

本発明によれば、薄膜太陽電池の薄膜の生成状態を、位置毎の発電性能と位置毎の伝達性能の両面の視点から検査することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the production | generation state of the thin film of a thin film solar cell can be test | inspected from the viewpoint of both sides of the power generation performance for every position, and the transmission performance for every position.

本発明の実施形態を説明する図であって、(a)検査対象としてのある薄膜太陽電池モジュールの斜視図、(b)スキャン例を示す説明図である。It is a figure explaining embodiment of this invention, Comprising: (a) The perspective view of a certain thin film solar cell module as a test object, (b) It is explanatory drawing which shows the example of a scan. 本発明の実施形態における1つの測定状態における測定部(プローブ)と光源との位置関係を示す斜視図であり、(a)太陽電池モジュールが薄膜シリコン系太陽電池モジュールである場合、(b)太陽電池モジュールがカルコパイライト系化合物太陽電池モジュールである場合の図である。It is a perspective view which shows the positional relationship of the measurement part (probe) and light source in one measurement state in embodiment of this invention, (a) When a solar cell module is a thin film silicon type solar cell module, (b) Sun It is a figure in case a battery module is a chalcopyrite type compound solar battery module. 本発明のある実施形態における測定時の等価回路図を示す。An equivalent circuit diagram at the time of measurement in an embodiment of the present invention is shown. 本発明の実施形態において、太陽電池モジュールが受光面と電極が反対側にある場合の、測定部と光源とを同期して駆動する装置の例を示す斜視説明図である。In embodiment of this invention, it is perspective explanatory drawing which shows the example of the apparatus which drives a measurement part and a light source synchronously when a solar cell module has a light-receiving surface and an electrode on the opposite side. (a)は前記装置の異なる例を示す斜視図であり、(b)、(c)はそれぞれプローブが下がった状態と上がった状態の側面説明図である。(A) is a perspective view which shows the example from which the said apparatus differs, (b), (c) is side explanatory drawing of the state where the probe fell and the state where it raised, respectively. 本発明の実施形態において、太陽電池モジュールが受光面と電極が同じ側にある場合の、測定部と光源とを同期して駆動する装置の例を示す斜視説明図である。In embodiment of this invention, when a solar cell module has a light-receiving surface and an electrode in the same side, it is a perspective explanatory view which shows the example of the apparatus which drives a measurement part and a light source synchronously. (a)は仮想分割ユニット自体の発電性能を、(b)は仮想分割ユニット間の伝達性能をそれぞれ画像として表した例を示す。(A) shows the power generation performance of the virtual division unit itself, and (b) shows an example of the transmission performance between the virtual division units as an image. 本発明の検査の一例のフローチャートである。It is a flowchart of an example of the test | inspection of this invention.

本発明の実施形態は、後で詳しく説明するが、測定部による測定と光源による照光が同じ位置関係で行われること、同じ光で照射しつつ太陽電池モジュールの同じ面積を評価できること、さらに光源によるいわゆる光のユニフォミティの問題が排除できること等の利点を有するものである。これを達成するため、本発明の実施形態では、測定部のスキャンによって太陽電池モジュールの全面をカバーするようにしている。   Although the embodiment of the present invention will be described in detail later, the measurement by the measurement unit and the illumination by the light source are performed in the same positional relationship, the same area of the solar cell module can be evaluated while irradiating with the same light, and further by the light source This is advantageous in that the problem of so-called optical uniformity can be eliminated. In order to achieve this, in the embodiment of the present invention, the entire surface of the solar cell module is covered by scanning of the measurement unit.

図1(a)は測定対象としての太陽電池モジュール1を示す。   Fig.1 (a) shows the solar cell module 1 as a measuring object.

太陽電池モジュール1としては各種のものがあるが、図1(a)は太陽電池モジュールの両面にそれぞれ受光面と電極がある場合のものを示す。   Although there are various types of solar cell modules 1, FIG. 1 (a) shows a case where there are a light receiving surface and electrodes on both sides of the solar cell module, respectively.

この太陽電池モジュール1は、図中Y方向(列方向)にある長さの複数のセル2〔2(A1),2(A2),・・・,2(Ax)〕を有する。前記複数のセル2は、図中X方向(行方向)に並んでおり、X方向(行方向)に隣り合うもの同士が順次接続(接合)されて、電気的に直列接続された状態にある。後述するように、前記各セル2は、仮想的に複数の仮想分割ユニット3,3,・・・に分割されている。   This solar cell module 1 has a plurality of cells 2 [2 (A1), 2 (A2),..., 2 (Ax)] having a length in the Y direction (column direction) in the drawing. The plurality of cells 2 are arranged in the X direction (row direction) in the figure, and those adjacent in the X direction (row direction) are sequentially connected (joined) and electrically connected in series. . As will be described later, each cell 2 is virtually divided into a plurality of virtual division units 3, 3,.

図2(a)は太陽電池モジュール1の構造の詳細の一例を示す。即ち、図2(a)から分かるように、太陽電池モジュール1を構成するセル2〔2(A0),2(A1),・・・〕のそれぞれは、共通のガラスの基板100上に積層されたITO膜101、Si層102、電極103を備える。さらに、X方向(行方向)に隣り合うセル2,2同士の電極103とITO膜101とは電気的に順次接続(接合)されている。この接続により、場合によっては、電気的特性への影響として、セル間伝達性能の低下(セル間接合損失)が考えられる。このセル間接合損失はまさに本発明の実施形態で測定対象としている。つまり、本発明の実施形態においては、接続された2つのセル(詳しくは、後述するように、接続された2つの仮想分割ユニット)の合成発電素子としての発電性能を測定対象としている。また、当然、本発明の実施形態においては、セル単体(詳しくは、後述するように、1つの仮想分割ユニット)の単体発電素子としての発電性能も測定可能としている。後述するように、セル間接合損失は、単体発電素子としての発電性能と合成発電素子としての発電性能との差分により求められる。   FIG. 2A shows an example of the detailed structure of the solar cell module 1. That is, as can be seen from FIG. 2 (a), each of the cells 2 [2 (A0), 2 (A1),...] Constituting the solar cell module 1 is laminated on a common glass substrate 100. The ITO film 101, the Si layer 102, and the electrode 103 are provided. Further, the electrodes 103 of the cells 2 and 2 adjacent to each other in the X direction (row direction) and the ITO film 101 are electrically connected (joined) sequentially. Due to this connection, in some cases, a decrease in inter-cell transmission performance (inter-cell junction loss) can be considered as an effect on electrical characteristics. This inter-cell junction loss is the object of measurement in the embodiment of the present invention. In other words, in the embodiment of the present invention, the power generation performance as a combined power generation element of two connected cells (more specifically, as described later, two connected virtual division units) is a measurement target. Naturally, in the embodiment of the present invention, the power generation performance as a single power generation element of a single cell (specifically, as will be described later, one virtual divided unit) can be measured. As will be described later, the inter-cell junction loss is obtained from the difference between the power generation performance as a single power generation element and the power generation performance as a combined power generation element.

例えば図1(a)に示すように、Y方向(列方向)に沿ってある長さを有する前記各セル2は、Y方向(列方向)に沿って点線で示す所定長さ毎に、仮想的に分割され、複数の仮想分割ユニット3とされる。例えば、セル2(A0)を、複数の仮想分割ユニット3〔3(A0,B1),3(A0,B2),3(A0,B3),・・・,3(A1,By)〕に仮想的に分割している。他のセル2〔2(A1)−2(Ax)〕もこれと同様にY方向(列方向)に沿って所定長さ毎に仮想的に分割される。このような仮想的な分割によって、薄膜シリコン系太陽電池モジュール1においては、図1(a)からわかるように、複数の仮想分割ユニット3〔3(A0,B1)―3(Ax,By)〕・・・がマトリクス状に並ぶこととなる。つまり、仮想分割ユニット3,3,がy行×(x+1)列のマトリクス状に並んでいると考えられる。ここで本発明の実施形態では、先にも簡単に述べたように、前記各仮想分割ユニット3を、それ自体がそれぞれ発電可能な、単体発電素子として機能すると考えている。また、行方向に並ぶ2つの仮想分割ユニット3,3は合成されて合成発電素子として機能すると考えている。よって、本発明の実施形態においては、前記複数の仮想分割ユニット3をそれぞれ単体発電素子と仮想して、後述するように、測定を実施する。また、X方向(行方向)に並ぶ複数(例えば2つ)の仮想分割ユニット3を、合成発電素子として測定を実施する。さらに、X方向に並ぶ例えば2つの仮想分割ユニット3,3の接合損失を測定する。これらの測定に当たっては、測定対象とする仮想分割ユニット3,3を光源によって照射するのは当然である。   For example, as shown in FIG. 1 (a), each cell 2 having a length along the Y direction (column direction) is assumed to be virtual for each predetermined length indicated by a dotted line along the Y direction (column direction). Are divided into a plurality of virtual division units 3. For example, cell 2 (A0) is virtually assigned to a plurality of virtual division units 3 [3 (A0, B1), 3 (A0, B2), 3 (A0, B3),..., 3 (A1, By)]. Is divided. The other cells 2 [2 (A1) -2 (Ax)] are virtually divided into predetermined lengths along the Y direction (column direction) in the same manner as this. By such virtual division, in the thin-film silicon-based solar cell module 1, as can be seen from FIG. 1A, a plurality of virtual division units 3 [3 (A0, B1) -3 (Ax, By)] Are arranged in a matrix. That is, it is considered that the virtual division units 3, 3 are arranged in a matrix of y rows × (x + 1) columns. Here, in the embodiment of the present invention, as described briefly above, each of the virtual division units 3 is considered to function as a single power generation element that can generate power. Further, it is considered that the two virtual division units 3 and 3 arranged in the row direction are combined to function as a combined power generation element. Therefore, in the embodiment of the present invention, the plurality of virtual division units 3 are assumed to be individual power generation elements, and measurement is performed as described later. In addition, measurement is performed using a plurality (for example, two) of virtual division units 3 arranged in the X direction (row direction) as a combined power generation element. Further, the junction loss of, for example, two virtual division units 3 and 3 arranged in the X direction is measured. In these measurements, it is natural to irradiate the virtual division units 3 and 3 to be measured with a light source.

本発明の実施形態においては、上記したところから分かるように、仮想分割ユニット3の単体の単体発電性能だけでなく、X方向(行方向)に並ぶ仮想分割ユニット3,3の合成した合成発電性能、さらにはいわゆるセル間接合損失をも測定の対象としている。これを達成するため、図2(a)から分かるように、測定部5を3つ以上のプローブ5a,5b,5cを備えるものとしている。   In the embodiment of the present invention, as can be seen from the above, not only the single power generation performance of the virtual divided unit 3 but also the combined power generation performance of the virtual divided units 3 and 3 arranged in the X direction (row direction). In addition, so-called inter-cell junction loss is also measured. In order to achieve this, as can be seen from FIG. 2A, the measurement unit 5 is provided with three or more probes 5a, 5b, 5c.

図2(a)は前記測定部5の具体的な構造と実際の測定状態を示している。即ち、測定部5における3つのプローブ5a、5b、5cを、図2(a)に示すように、X方向(行方向)に並ぶ3つの仮想分割ユニット3(A0,B1),3(A1,B1),3(A2,B1)における上部の電極103,103,103に当接させている。このときの等価回路は図3に示される。この等価回路からもわかるように、仮想分割ユニット3(A1,B1),3(A2,B1)が測定対象としての発電素子となる。   FIG. 2A shows a specific structure of the measurement unit 5 and an actual measurement state. That is, as shown in FIG. 2A, the three probes 5a, 5b, and 5c in the measuring unit 5 are arranged in three virtual division units 3 (A0, B1), 3 (A1, B1) and 3 (A2, B1) are in contact with the upper electrodes 103, 103, 103. The equivalent circuit at this time is shown in FIG. As can be seen from this equivalent circuit, the virtual divided units 3 (A1, B1), 3 (A2, B1) are power generation elements as measurement objects.

この時、図2(a)および図3からわかるように、3つのプローブ5a,5b,5cのうちのプローブ5a,5bによって仮想分割ユニット3(A1,B1)の電流−電圧特性(IV特性)に対応する第1の電流電圧特性(単体発電性能)IVaを測定(第1の測定)し、プローブ5b,5cによって仮想分割ユニット3(A2,B1)の電流電圧特性IVbを測定(第1の測定)する。また、プローブ5a,5cによって直列接続された仮想分割ユニット3(A1,B1),3(A2,B1)の電流−電圧特性(IV特性)に対応する第2の電流電圧特性(合成発電性能)IVcを測定(第2の測定)する。   At this time, as can be seen from FIG. 2A and FIG. 3, the current-voltage characteristics (IV characteristics) of the virtual divided unit 3 (A1, B1) by the probes 5a, 5b of the three probes 5a, 5b, 5c. Is measured (first measurement), and the current-voltage characteristic IVb of the virtual divided unit 3 (A2, B1) is measured by the probes 5b and 5c (first measurement). taking measurement. The second current-voltage characteristic (synthetic power generation performance) corresponding to the current-voltage characteristic (IV characteristic) of the virtual divided units 3 (A1, B1) and 3 (A2, B1) connected in series by the probes 5a and 5c. IVc is measured (second measurement).

このようにして測定した第1の電流電圧特性IVa、IVbにより各仮想分割ユニット3の単体としての第1の電流電圧特性(単体発電性能)が得られ、電流電圧特性IVcから隣り合う2つの仮想分割ユニット3,3の接合した第2の電流電圧特性(合成発電性能)が得られる。   The first current-voltage characteristics (single power generation performance) as a single unit of each virtual divided unit 3 are obtained by the first current-voltage characteristics IVa and IVb measured in this way, and two adjacent virtual voltages are obtained from the current-voltage characteristics IVc. A second current-voltage characteristic (synthetic power generation performance) in which the divided units 3 and 3 are joined is obtained.

つまり、本発明の実施形態では、3つの電流電圧特性(IV特性)を測定するようにしたので、個別のセル(仮想分割ユニット)のIV特性を測定でき、さらに行方向に隣り合うセル同士(仮想分割ユニット同士)の伝達特性を測定することができる。   That is, in the embodiment of the present invention, since the three current-voltage characteristics (IV characteristics) are measured, the IV characteristics of individual cells (virtual division units) can be measured, and further cells adjacent in the row direction ( It is possible to measure the transfer characteristics of the virtual divided units).

測定した電流電圧特性IVa、IVbから、各仮想分割ユニット3の例えば、短絡電流Isc、解放電圧Voc、最大出力Pmax、変換効率FF、直列抵抗Rs等を得ることができる。また、電流電圧特性IVa、IVb、IVcから隣り合う2つの仮想分割ユニット3,3のセル間接合損失を電流電圧特性(IVa+IVb)−IVcから求めることができる。   From the measured current-voltage characteristics IVa and IVb, for example, the short circuit current Isc, the release voltage Voc, the maximum output Pmax, the conversion efficiency FF, the series resistance Rs, and the like of each virtual divided unit 3 can be obtained. Further, the junction loss between the cells of the two virtual divided units 3 and 3 adjacent to each other from the current-voltage characteristics IVa, IVb, IVc can be obtained from the current-voltage characteristics (IVa + IVb) -IVc.

より詳しくは、仮想分割ユニット3(A1,B1)の最大出力PmaxAと、仮想分割ユニット3(A2,B1)の最大出力PmaxBと、これら2つの最大出力PmaxCについて着目する。今、PmaxA≒PmaxBであれば、この2点間の最大出力PmaxCは、PmaxA+PmaxBとほぼ同じになり、いわゆる2つのセルのバランスが良く、セル間の伝達性能は良いと言える。一方、例えば、PmaxA>PmaxBである場合、PmaxCはPmaxA+PmaxBとはならない。これは、出力が低いPmaxBがボトルネックとなり、PmaxAの最大出力動作電流ipmがPmaxBと同等値まで抑えられているからである。PmaxAとPmaxBが等しくならないのは、成膜状態の不均一に起因するものと考えられる。PmaxAとPmaxBが等しくならない場合は、上述したように、PmaxAとPmaxBのうち出力が低い方の電流しか各セルに流れなくなり、これがすなわち、セルの接合に起因する発電量の損失になる。よって、本発明の実施形態によれば、太陽電池の発電効率に大きく影響するセル間伝達性能を任意の位置で測定可能となり、太陽電池モジュール全体での成膜状態を良好に判定することができる。   More specifically, attention is focused on the maximum output PmaxA of the virtual division unit 3 (A1, B1), the maximum output PmaxB of the virtual division unit 3 (A2, B1), and these two maximum outputs PmaxC. Now, if PmaxA≈PmaxB, the maximum output PmaxC between the two points is almost the same as PmaxA + PmaxB, so that the balance between the two cells is good and the transmission performance between the cells is good. On the other hand, for example, when PmaxA> PmaxB, PmaxC does not become PmaxA + PmaxB. This is because PmaxB having a low output becomes a bottleneck, and the maximum output operating current ipm of PmaxA is suppressed to a value equivalent to PmaxB. The reason why PmaxA and PmaxB are not equal is considered to be due to non-uniform film formation. When PmaxA and PmaxB are not equal, as described above, only the current having the lower output of PmaxA and PmaxB flows through each cell, which is a loss of the amount of power generated due to the junction of the cells. Therefore, according to the embodiment of the present invention, the cell-to-cell transmission performance that greatly affects the power generation efficiency of the solar cell can be measured at an arbitrary position, and the film formation state in the entire solar cell module can be determined satisfactorily. .

このような電流電圧特性IVa、IVb、IVcの測定時には、先にも簡単に述べたが、図2(a)からわかるように、光源7で、2つの仮想分割ユニット3(A1,B1),3(A2,B1)を下方から均等に照射する。図2(a)では、太陽電池モジュール1として受光面と電極が別の面にあるものを用いているので、前記光源7と前記測定部5で太陽電池モジュール1を挟むようにしている。なお、追って詳述するが、太陽電池モジュール1として、受光面と電極が同一の面にあるカルコパイライト系化合物(CIGS)によるカルコパイライト系化合物太陽電池モジュールを用いた場合には、プローブ(測定部5A)と光源を同じ側に位置させなければならないのは当然である。   At the time of measuring such current-voltage characteristics IVa, IVb, IVc, as briefly described above, as can be seen from FIG. 2A, the light source 7 uses two virtual divided units 3 (A1, B1), 3 (A2, B1) is evenly irradiated from below. In FIG. 2A, since the solar cell module 1 having a light receiving surface and an electrode on different surfaces is used, the solar cell module 1 is sandwiched between the light source 7 and the measurement unit 5. In addition, although it explains in full detail later, when the chalcopyrite compound solar cell module by the chalcopyrite compound (CIGS) in which a light-receiving surface and an electrode are on the same surface is used as the solar cell module 1, a probe (measurement unit) Naturally, the light source must be located on the same side as 5A).

前記のような電流電圧特性の測定を、プローブ5a,5b,5cで太陽電池モジュール1をスキャンさせて、その全面における仮想分割ユニット3について行う。この際、本発明の実施形態では、図2(a)から分かるように、測定部5と光源7を、太陽電池モジュール1に対して測定部5と光源7の相対的な位置関係を固定させた状態で且つ同期して移動して、測定位置が変わっても、測定対象としての2つの仮想分割ユニット3,3を同じ照度で照射するようにしている。このように、測定対象としての2つの仮想分割ユニット3、3を同じ照度で照射しながら、太陽電池モジュール1の全面をいわゆるスキャンする。このスキャンの仕方としては各種のものを採用することができる。第1態様のスキャンについて図1(b)を参照しながら説明すれば、先頭行B1において、3つのプローブ5a,5b,5cを座標位置T(A1−A3,B1)から矢印ARxfに沿って行方向に移動させ座標位置T(Ax-2−Ax,By)までスキャンする。この後、3つのプローブ5a,5b,5cを座標位置T(A1−A3,B2)として上記と同様のスキャンを行う。これを繰り返し、3つのプローブ5a,5b,5cが最終の座標位置(Ax-2−Ax,By)までスキャンする。   The measurement of the current-voltage characteristics as described above is performed on the virtual division unit 3 on the entire surface by scanning the solar cell module 1 with the probes 5a, 5b, and 5c. At this time, in the embodiment of the present invention, as can be seen from FIG. 2A, the measurement unit 5 and the light source 7 are fixed with respect to the solar cell module 1 so that the relative positional relationship between the measurement unit 5 and the light source 7 is fixed. In this state, even if the measurement position changes, the two virtual division units 3 and 3 as the measurement target are irradiated with the same illuminance even if the measurement position changes. In this way, the entire surface of the solar cell module 1 is so-called scanned while irradiating the two virtual division units 3 and 3 as the measurement object with the same illuminance. Various scanning methods can be used. Referring to FIG. 1B, the scan of the first mode will be described. In the first row B1, three probes 5a, 5b, and 5c are moved from the coordinate position T (A1-A3, B1) along the arrow ARxf. Move in the direction and scan to the coordinate position T (Ax-2-Ax, By). Thereafter, the same scanning as described above is performed with the three probes 5a, 5b, and 5c as the coordinate position T (A1-A3, B2). This is repeated, and the three probes 5a, 5b, and 5c scan to the final coordinate position (Ax-2-Ax, By).

このスキャンは、いわゆる一筆書きのような第2態様のスキャンも行うこともできる。即ち、座標位置T(A1−A3,B1)から座標位置T(Ax-2−Ax,By)に達したら、座標位置(Ax-2−Ax,B2)に移動し、矢印ARxrに沿って逆向きに移動し座標位置(A1−A3,B2)までスキャンする。以後このスキャン動作を繰り返す。このようなスキャンの際は光源7を測定部5Aと追随して移動させるのは当然である。   This scan can also be performed in a second mode such as so-called one-stroke writing. That is, when the coordinate position T (A1-A3, B1) reaches the coordinate position T (Ax-2-Ax, By), it moves to the coordinate position (Ax-2-Ax, B2) and reverses along the arrow ARxr. Move in the direction and scan to the coordinate position (A1-A3, B2). Thereafter, this scanning operation is repeated. In such a scan, it is natural that the light source 7 is moved following the measuring unit 5A.

このように、本発明の実施形態においては、前記スキャンにあたり、測定部5のみを移動させるのではなく、測定部5と光源7とを、相対的な位置を保ったまま、同時に移動させる。つまり、測定部5と光源7とを、太陽電池モジュール1を挟んだ状態で、相対的位置を固定させたまま同期して移動させる。これにより、スキャンにより測定部5の測定位置が変わっても、光源7は測定対象としての2つの仮想分割ユニット3,3を、継続的に同じ照度で照射することになる。これにより、スキャンにより測定位置が変わっても、測定部5による2つの仮想分割ユニット3,3の測定を、照射むらのない状態で、適正に行うことができる。   As described above, in the embodiment of the present invention, not only the measurement unit 5 is moved in the scan, but the measurement unit 5 and the light source 7 are simultaneously moved while maintaining a relative position. That is, the measuring unit 5 and the light source 7 are moved synchronously with the relative position being fixed in a state where the solar cell module 1 is sandwiched. Thereby, even if the measurement position of the measurement unit 5 is changed by scanning, the light source 7 continuously irradiates the two virtual division units 3 and 3 as the measurement target with the same illuminance. Thereby, even if a measurement position changes by a scan, the measurement of the two virtual division units 3 and 3 by the measurement part 5 can be performed appropriately in a state without irradiation unevenness.

なお、図1(a)に示されるように、本発明の実施形態では、測定部5のプローブ5a,5b,5cを3つとし、これらをXY方向に動かして測定するようにしている。このため、例えば太陽電池モジュール1のB1行の仮想分割ユニット3(A2,B1)についてみると、この仮想分割ユニット3(A2,B1)自体は2回単独発電性能が測定されることとなる。よって、2回の測定値を用いてより適切な値として単独発電性能を得ることができる。例えば、2回の測定値の平均値を採る、ある値を上回った/下回った測定値を捨てて残りの測定値を用いる等の任意の対応を採ることが出来る。   As shown in FIG. 1A, in the embodiment of the present invention, three probes 5a, 5b, and 5c of the measurement unit 5 are provided, and these are moved in the XY directions for measurement. For this reason, for example, regarding the virtual division unit 3 (A2, B1) in the B1 row of the solar cell module 1, the single power generation performance of the virtual division unit 3 (A2, B1) itself is measured twice. Therefore, the single power generation performance can be obtained as a more appropriate value using the two measured values. For example, it is possible to take an arbitrary measure such as taking an average value of two measurement values, discarding a measurement value above / below a certain value, and using the remaining measurement value.

以上に、測定部5のプローブが3つの場合を説明した。所定の条件、例えば、光源7による測定対象としての複数の仮想分割ユニットを均等に照射でき、且つ、測定部を所望数のプローブを持つものとして構成できれば、プローブ数を4以上とすることができる。このようにすれば測定時間を短縮することができる。   The case where there are three probes of the measurement unit 5 has been described above. If a predetermined condition, for example, a plurality of virtual division units as measurement targets by the light source 7 can be evenly irradiated and the measurement unit can be configured to have a desired number of probes, the number of probes can be increased to four or more. . In this way, the measurement time can be shortened.

測定部5と光源7とを相対的な位置を保ったまま同期して移動させるために各種の構成を採用することができる。それらの例を図4、図5を参照しながら説明する。これらの例は、先にも述べたように、太陽電池モジュール1として、図2(a)のような受光面と電極がそれぞれ別の面にある太陽電池モジュールを用いた場合の例である。これらの図4、図5においては、測定対象としての太陽電池モジュール1は測定部と光源との間に挟まれるが、ここではその太陽電池モジュールの図示を省略している。また、測定部5と光源7はブロックとして簡略化して表している。   Various configurations can be employed to move the measurement unit 5 and the light source 7 in a synchronized manner while maintaining the relative positions. Examples thereof will be described with reference to FIGS. As described above, these examples are examples in which a solar cell module having a light receiving surface and an electrode on different surfaces as shown in FIG. 2A is used as the solar cell module 1. 4 and 5, the solar cell module 1 as a measurement target is sandwiched between the measurement unit and the light source, but the illustration of the solar cell module is omitted here. The measurement unit 5 and the light source 7 are simplified as blocks.

先ず、図4の装置について説明する。この装置おける上移動機構11はZ方向(上下方向)に移動可能に構成されている。この上移動機構11は、X方向(行方向)に対向する一対の上支持部11a,11aと、これらを連結する上連結部11bを備える。上連結部11bは図4から分かるように、上支持部15aに対してY方向(列方向)に移動可能に取り付けられている。この上連結部11bに対して前記測定部5がX方向に移動可能に取り付けられている。これにより、測定部5は、X,Y,Z軸に沿って移動可能とされている。なお、プローブ5a,5b,5cは図示していないが、上移動機構11の上下によりプローブ5a,5b,5cが太陽電池モジュールに接離する。プローブ5a,5b,5cの太陽電池モジュールへの当接時の衝撃を和らげるため、降下速度と接触圧力を適宜のものに設定しておくのが望ましい。   First, the apparatus shown in FIG. 4 will be described. The upward movement mechanism 11 in this apparatus is configured to be movable in the Z direction (up and down direction). The upper movement mechanism 11 includes a pair of upper support portions 11a and 11a that face each other in the X direction (row direction), and an upper connection portion 11b that connects these. As can be seen from FIG. 4, the upper connecting portion 11b is attached to the upper support portion 15a so as to be movable in the Y direction (row direction). The measuring part 5 is attached to the upper connecting part 11b so as to be movable in the X direction. Thereby, the measurement part 5 is movable along the X, Y, and Z axes. Although the probes 5a, 5b, and 5c are not shown, the probes 5a, 5b, and 5c are brought into and out of contact with the solar cell module by moving the upper moving mechanism 11 up and down. In order to reduce the impact when the probes 5a, 5b, 5c are brought into contact with the solar cell module, it is desirable to set the descending speed and the contact pressure appropriately.

下移動機構13はこれとほぼ同様に構成されている。即ち、下移動機構13もZ方向(上下方向)に移動可能に構成することができる。この下移動機構13は、X方向に対向する一対の下支持部13a,13aと、これらを連結する下連結部13bを備える。下連結部13bは図4から分かるように、下支持部13aに対してY方向に移動可能に取り付けられている。この下連結部13bに対して前記光源7がX方向に移動可能に取り付けられている。これにより、光源7は、少なくともX,Y軸に沿って移動可能とされている。   The lower moving mechanism 13 is configured in substantially the same manner. That is, the lower moving mechanism 13 can also be configured to be movable in the Z direction (vertical direction). The lower movement mechanism 13 includes a pair of lower support portions 13a and 13a that face each other in the X direction, and a lower connection portion 13b that connects them. As can be seen from FIG. 4, the lower connecting portion 13b is attached to the lower support portion 13a so as to be movable in the Y direction. The light source 7 is attached to the lower connecting portion 13b so as to be movable in the X direction. Thereby, the light source 7 is movable at least along the X and Y axes.

このように、測定部5と光源7とは、X−Y平面においては、位置関係を固定したままで且つ同期して動くように構成されている。つまり、測定部5と光源7とは、X−Y平面において、相対的な位置を保ったまま移動する。これにより、測定対象とする、例えば2つの仮想分割ユニット3,3は、スキャンにより測定位置が変わっても、常に同じように照射される。   As described above, the measurement unit 5 and the light source 7 are configured to move synchronously while maintaining the positional relationship in the XY plane. That is, the measurement unit 5 and the light source 7 move while maintaining a relative position in the XY plane. Thereby, for example, the two virtual division units 3 and 3 to be measured are always irradiated in the same manner even if the measurement position is changed by scanning.

次に、図5(a)の装置について説明する。この装置も図4の装置と同様に、測定部5と光源7が相対的位置を固定したままで同期してX方向(行方向)及びY方向(列方向)に移動可能とされている。即ち、この装置は、移動機構15を備える。この移動機構15により、測定部5と光源7は、互いの相対的な位置を保ったまま少なくともX方向(行方向)及びY方向(列方向)に沿って同期して移動可能とされている。この移動機構15は、Y方向に走る基本支持部15Aと、ほぼX方向に走る移動支持部15Bとを備える。移動支持部15Bは基本支持部15Aに対してY方向に移動可能に取り付けられている。移動支持部15Bは、上取付部15aと下取付部15bとそれらを一体化する連結部15cとを備える。上取付部15aに測定部5が取り付けられ、下取付部15bに光源7が取り付けられている。図5(b)、(c)からわかるように、測定部5におけるプローブ5a,5b,5cは、測定、移動を行うため、各種の駆動機構によって、太陽電池モジュール1に対してプローブ5a,5b,5cが当接、離反可能に構成されている。この駆動機構としては例えばアクチュエータとばねとを備える駆動機構を採用することができる。   Next, the apparatus shown in FIG. Similarly to the apparatus of FIG. 4, this apparatus is also capable of moving in the X direction (row direction) and the Y direction (column direction) in synchronization with the measurement unit 5 and the light source 7 being fixed in relative positions. That is, this apparatus includes a moving mechanism 15. By this moving mechanism 15, the measuring unit 5 and the light source 7 can be moved synchronously along at least the X direction (row direction) and the Y direction (column direction) while maintaining their relative positions. . The movement mechanism 15 includes a basic support portion 15A that runs in the Y direction and a movement support portion 15B that runs in the X direction. The moving support portion 15B is attached to the basic support portion 15A so as to be movable in the Y direction. The movement support portion 15B includes an upper attachment portion 15a, a lower attachment portion 15b, and a connecting portion 15c that integrates them. The measurement part 5 is attached to the upper attachment part 15a, and the light source 7 is attached to the lower attachment part 15b. As can be seen from FIGS. 5B and 5C, the probes 5a, 5b, and 5c in the measurement unit 5 perform measurement and movement, and therefore, the probes 5a and 5b are connected to the solar cell module 1 by various drive mechanisms. , 5c can be contacted and separated. As this drive mechanism, for example, a drive mechanism including an actuator and a spring can be employed.

先にも述べたように、このようなスキャンを行い各測定位置毎に第1の電流電圧特性IVa、IVb、IVcを得る。これらの測定値から、演算装置により各仮想分割ユニットの各種の単一発電性能を求める。また、演算装置により、第2の電流電圧特性(IVa+IVb)−IVcから合成発電性能(セル間接合効率)を求める。これらのデータに基づき、太陽電池の特性の測定が可能である。つまり、前記各仮想分割ユニットの電流電圧特性(単一発電性能)から短絡電流Isc等の各種特性を求めることができ、且つ、2つの仮想分割ユニット3,3の電流電圧特性(合成発電性能)から伝達性能を求めることができる。   As described above, such a scan is performed to obtain the first current-voltage characteristics IVa, IVb, IVc for each measurement position. From these measured values, various single power generation performances of the virtual divided units are obtained by the arithmetic device. Further, the combined power generation performance (cell junction efficiency) is obtained from the second current-voltage characteristic (IVa + IVb) −IVc by an arithmetic device. Based on these data, the characteristics of the solar cell can be measured. That is, various characteristics such as the short-circuit current Isc can be obtained from the current-voltage characteristics (single power generation performance) of each virtual divided unit, and the current-voltage characteristics (synthetic power generation performance) of the two virtual divided units 3 and 3. From this, transmission performance can be obtained.

このようにして求めた単一発電性能、合成発電性能を演算処理装置で配列化する。画像処理装置により配列化に基づいて演算を行い、いわゆるセル(仮想分割ユニット)自体の発電性能と、セル間(仮想分割ユニット間)の伝達性能をそれぞれ画像として表示する。   The single power generation performance and the combined power generation performance obtained in this way are arranged by an arithmetic processing unit. The image processing apparatus performs an operation based on the arrangement, and displays the power generation performance of the so-called cell (virtual division unit) itself and the transmission performance between cells (between virtual division units) as images.

図7は画像表示の例を示し、(a)はセル(仮想分割ユニット)自体の発電性能を示し、(b)はセル間(仮想分割ユニット間)の伝達性能を示す。図7(a)、(b)において、各小ウィンドウの表示の仕方が異なるのは、各仮想分割ユニット自体の単一発電特性が異なること、及び、仮想分割ユニット間の合成電流電圧特性が異なることをイメージ的に表すものである。従って、小ウィンドウの数が、つまり、行の数が、図7(a)におけるよりも(b)の小ウィンドウの数が1つだけ少ないのは当然である。   FIG. 7 shows an example of image display. (A) shows the power generation performance of the cell (virtual division unit) itself, and (b) shows the transmission performance between cells (between virtual division units). 7A and 7B, the display method of each small window is different because the single power generation characteristic of each virtual divided unit itself is different and the combined current-voltage characteristic between the virtual divided units is different. This is an image. Therefore, it is natural that the number of small windows, that is, the number of rows, is smaller by one in the number of small windows in (b) than in FIG.

以上の説明は、太陽電池モジュール1として受光面と電極が反対の面にある場合について行った。これに対し、太陽電池モジュール1としてカルコパイライト系化合物太陽電池モジュールのように、受光面と電極が同じ面側にある場合について説明する。この場合も以上の説明と基本的な考え方は同様である。しかしながら、カルコパイライト系化合物太陽電池モジュールは、電極が受光面側に存在することに起因して、薄膜シリコン系太陽電池モジュール1の場合と以下の点において異なる。   The above description has been given for the case where the light receiving surface and the electrode are on opposite surfaces as the solar cell module 1. On the other hand, the case where the light receiving surface and the electrode are on the same surface side as the solar cell module 1 as in the chalcopyrite compound solar cell module will be described. In this case as well, the above explanation and the basic idea are the same. However, the chalcopyrite-based compound solar cell module differs from the thin-film silicon-based solar cell module 1 in the following points due to the presence of the electrode on the light receiving surface side.

即ち、図2(b)から分かるように、カルコパイライト系化合物太陽電池モジュールの場合は、図2(a)の場合と異なり、測定部と光源を同じ側に設ける必要がある。このため、具体的な測定の装置の構造が異なってくる。   That is, as can be seen from FIG. 2B, in the case of the chalcopyrite compound solar cell module, unlike the case of FIG. 2A, it is necessary to provide the measurement unit and the light source on the same side. For this reason, the structure of a specific measurement apparatus is different.

図2(b)は、カルコパイライト系化合物太陽電池モジュールの場合の測定状態の一例を示す断面説明図である。この図2(b)において、カルコパイライト系化合物太陽電池モジュールにおける1つのセル2(A1)について着目する。このセル2(A1)は、共通の基板100上に形成された下部電極110、光吸収層(CIGS)111,バッファ層112,透明電極113,上部電極114を備える。透明電極114がX方向に隣り合うセル2(A2)の下部電極110に接続されている。   FIG.2 (b) is sectional explanatory drawing which shows an example of the measurement state in the case of a chalcopyrite type compound solar cell module. In FIG. 2B, attention is focused on one cell 2 (A1) in the chalcopyrite compound solar cell module. The cell 2 (A1) includes a lower electrode 110, a light absorption layer (CIGS) 111, a buffer layer 112, a transparent electrode 113, and an upper electrode 114 formed on a common substrate 100. The transparent electrode 114 is connected to the lower electrode 110 of the cell 2 (A2) adjacent in the X direction.

図2(b)においては、測定部5Aと光源7Aは同じ側に位置する。測定部5Aのプローブ5a,5b,5cがそれぞれセル2(A1)、2(A2)、2(A3)の上部電極114に当接される。光源7は少なくともセル2(A1)、2(A2)における2つの仮想分割ユニットの光吸収層111を均等に照射する。且つ、先の実施形態の時と同様に、測定部5Aと光源7Aが太陽電池モジュール1についてのスキャンにより移動した場合にあっても、これらは同じ位置を保ったまま同期して移動することから、均等に新たな2つのセル2の仮想分割ユニットを照射する。   In FIG. 2B, the measurement unit 5A and the light source 7A are located on the same side. The probes 5a, 5b, and 5c of the measurement unit 5A are in contact with the upper electrodes 114 of the cells 2 (A1), 2 (A2), and 2 (A3), respectively. The light source 7 uniformly irradiates at least the light absorption layers 111 of the two virtual divided units in the cells 2 (A1) and 2 (A2). And similarly to the case of the previous embodiment, even when the measurement unit 5A and the light source 7A are moved by scanning the solar cell module 1, they move synchronously while maintaining the same position. Irradiate the virtual divided unit of two new cells 2 equally.

図6は、図2(b)の測定部5Aと光源7Aを駆動する装置の一例を示す。この装置は、先に述べた図4、図5の装置と、先にも述べたように、測定部5Aと光源7Aが同じ側にある点において相違する。実際には、この装置は例えば天地を反転した状態で使用される。反転したこの装置の下方に、カルコパイライト系化合物太陽電池モジュールが、上方に受光面及び端子面を位置させた状態で、設置される。   FIG. 6 shows an example of an apparatus for driving the measurement unit 5A and the light source 7A shown in FIG. This apparatus is different from the apparatus of FIGS. 4 and 5 described above in that the measurement unit 5A and the light source 7A are on the same side as described above. In practice, this device is used, for example, with the top and bottom inverted. A chalcopyrite compound solar cell module is installed below the inverted device with the light receiving surface and the terminal surface positioned above.

この装置は、図6に示すように、移動機構21がY方向に走る一対の支持部21a、21aを備える。これらの支持部21a、21a間に連結部21bがY方向に移動可能に設けられている。この連結部21bには、測定部5Aと光源7Aが、X方向に沿って移動可能に取り付けられている。この測定部5Aはいわゆる枠状に構成されている。この測定部5Aは、図2の測定部5と同様に3つのプローブ5a、5b、5cを備えるものであるが、図示は省略している。この枠状の測定部5Aの内側の隙間に光源7Aが設けられている。これにより、カルコパイライト系化合物太陽電池モジュールの各仮想分割ユニットの受光面に向けて光を照射し、これにより発電された電気信号が測定部5Aによって単一発電性能、合成発電性能として測定される。   As shown in FIG. 6, this apparatus includes a pair of support portions 21a and 21a in which the moving mechanism 21 runs in the Y direction. A connecting portion 21b is provided between the support portions 21a and 21a so as to be movable in the Y direction. The measuring part 5A and the light source 7A are attached to the connecting part 21b so as to be movable along the X direction. The measurement unit 5A is configured in a so-called frame shape. The measurement unit 5A includes three probes 5a, 5b, and 5c as in the measurement unit 5 of FIG. 2, but is not illustrated. A light source 7A is provided in a gap inside the frame-shaped measuring unit 5A. Thereby, light is irradiated toward the light receiving surface of each virtual divided unit of the chalcopyrite compound solar cell module, and the electric signal generated thereby is measured as single power generation performance and combined power generation performance by the measurement unit 5A. .

次に、本発明の実施形態の測定手順の一例を図8を参照しながら説明する。   Next, an example of a measurement procedure according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

この手順におけるスキャンは、先に図1(b)を参照しながら説明した第1のスキャン態様の手順を採用している。   The scan in this procedure employs the procedure of the first scan mode described above with reference to FIG.

先ず、測定部5をスタート位置〔3(A1,B1),3(A2,B1),3(A3,B1)〕に移動させる(S1)。   First, the measurement unit 5 is moved to the start position [3 (A1, B1), 3 (A2, B1), 3 (A3, B1)] (S1).

先ず、そのスタート位置で、単体電流電圧特性IVa、IVb、IVcを測定する(S2)。   First, at the start position, single current voltage characteristics IVa, IVb, IVc are measured (S2).

このスタート位置での測定結果を演算処理装置で配列化して配列データを得る(S3)。   The measurement results at the start position are arranged by an arithmetic processing unit to obtain arrangement data (S3).

さらに、これらの測定結果から演算処理装置で合成電流電圧特性(IVa+IVb)−IVcを求め配列化して配列データを得る(S4)。   Further, the combined current-voltage characteristics (IVa + IVb) -IVc are obtained from these measurement results by the arithmetic processing unit and arranged to obtain array data (S4).

以上の処理を全ての列(縦列)B2−Byまで繰り返す(S5,S6,S1−S4)。   The above processing is repeated for all columns (columns) B2-By (S5, S6, S1-S4).

次いで、測定部5を、行(横列)B1において、座標を図1(a)中右へ1つずらし、座標〔3(A1,B1),3(A2,B1),3(A3,B1)〕へ移動し、上記の処理を繰り返す(S7−S9、S2−S6)。   Next, the measuring unit 5 is shifted by one to the right in FIG. 1A in the row (row) B1, and the coordinates [3 (A1, B1), 3 (A2, B1), 3 (A3, B1) ] And repeat the above process (S7-S9, S2-S6).

つまり、ステップS2−S9はいわゆるデータ取りのステップと言える。   That is, steps S2-S9 can be said to be so-called data collection steps.

このようにして、太陽電池モジュールの全ての仮想分割ユニット3,3,・・・についての測定が終わったら、上記配列データから図7(a)、(b)に示すように画像表示を行う(S10)。   In this way, when the measurement for all the virtual divided units 3, 3,... Of the solar cell module is completed, an image is displayed from the array data as shown in FIGS. S10).

次いで、配列データと不良値を比較する(S11)。   Next, the array data and the defective value are compared (S11).

比較の結果を予め決めた基準値に基づいて判断して、製品としての合否(OK,NG)を決め(S12)、OK表示とNG表示を行い(S13,S14)、測定を終了する。   The result of the comparison is judged based on a predetermined reference value, a pass / fail (OK, NG) as a product is determined (S12), OK display and NG display are performed (S13, S14), and the measurement is terminated.

2 セル
3 仮想分割ユニット
5 測定部
5a−5c プローブ
7 光源
13 移動機構
2 cell 3 virtual division unit 5 measuring section 5a-5c probe 7 light source 13 moving mechanism

Claims (10)

列方向にある長さを持つ複数のセルを行方向に順次直列に接続した太陽電池の成膜検査装置であって、
前記各セルを列方向の所定長さ毎に仮想的に分割された複数の仮想分割ユニットからなるものとみなすことにより、前記太陽電池モジュールを前記複数の仮想分割ユニットがマトリクス状に並んだものとみなして測定を行う測定部であって、前記仮想分割ユニットをスキャンする、少なくとも3つのプローブを有し、前記スキャンにあたり、前記3つのプローブを、行方向に並ぶ3つの前記仮想分割ユニットの電極に当接させて、隣り合う2つの前記プローブを1組とした計2組によって、それぞれ、前記仮想分割ユニットの単体発電素子の性能としての第1の電流電圧特性を取得する第1の測定を行い、且つ、両端の2つの前記プローブによって、互いに行方向に接続された2つの前記仮想分割ユニットの合成発電素子の性能としての第2の電流電圧特性を取得する第2の測定を行う、測定部と、
前記仮想分割ユニットを照射する光源と、
前記測定部と前記光源とを互いの位置関係を固定したまま且つ同期して二次元方向に移動させる移動機構と、
を備え、
さらに、前記測定部は、前記スキャンしながら、前記第1の測定と前記第2の測定を繰り返すものとして構成されており、
さらに、前記第1の測定と前記第2の測定とを行なうたびに得られる前記第1の電流電圧特性と前記第2の電流電圧特性とに基づいて、前記太陽電池モジュールの成膜状態を判定する、判定装置を、備える
ことを特徴とする太陽電池の成膜検査装置。
A solar cell film formation inspection apparatus in which a plurality of cells having a length in a column direction are sequentially connected in series in a row direction,
By considering each cell to be composed of a plurality of virtual division units virtually divided for each predetermined length in the column direction, the solar cell module is arranged in a matrix form of the plurality of virtual division units A measurement unit that performs measurement on the assumption that the measurement unit includes at least three probes that scan the virtual division unit, and in the scan, the three probes are used as electrodes of the three virtual division units arranged in a row direction. The first measurement for obtaining the first current-voltage characteristic as the performance of the single power generation element of the virtual divided unit is performed by a total of two sets of two adjacent probes in contact with each other. And the second as the performance of the combined power generation element of the two virtual divided units connected to each other in the row direction by the two probes at both ends. Performing a second measurement to obtain a current-voltage characteristic, and a measuring section,
A light source for illuminating the virtual dividing unit;
A moving mechanism that moves the measurement unit and the light source in a two-dimensional direction in synchronization with each other in a fixed positional relationship;
With
Furthermore, the measurement unit is configured to repeat the first measurement and the second measurement while scanning.
Further, the film formation state of the solar cell module is determined based on the first current voltage characteristics and the second current voltage characteristics obtained each time the first measurement and the second measurement are performed. A solar cell film formation inspection apparatus, comprising: a determination device.
前記2組のそれぞれで得た前記第1の電流電圧特性と、前記合成発電素子についての前記第2の電流電圧特性とから、前記セルを行方向に接続したことによる行方向に隣り合う2つの仮想分割ユニットのセル間接合損失を演算する演算処理装置をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池の成膜検査装置。   Based on the first current-voltage characteristics obtained in each of the two sets and the second current-voltage characteristics of the combined power generation element, two adjacent cells in the row direction by connecting the cells in the row direction The solar cell film-formation inspection apparatus according to claim 1, further comprising an arithmetic processing unit that calculates an inter-cell junction loss of the virtual division unit. 前記第1の測定と前記第2の測定を行うたびに得られる前記第1の電流電圧特性及び第2の電流電圧特性をそれぞれ配列化する演算処理装置と、
配列にしたがって画像処理を行って、前記仮想分割ユニット毎の発電性能と、接続された前記仮想分割ユニット間の伝達性能を、それぞれ画像として表示する、画像処理装置と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の太陽電池の成膜検査装置。
An arithmetic processing unit that arranges the first current-voltage characteristic and the second current-voltage characteristic obtained each time the first measurement and the second measurement are performed;
An image processing device that performs image processing according to an array, and displays power generation performance for each of the virtual division units and transmission performance between the connected virtual division units as images,
The film formation inspection apparatus for a solar cell according to claim 1, further comprising:
前記光源と前記測定部とを太陽電池モジュールの対向する面側に配置したことを特徴とする請求項1乃至3の1つに記載の太陽電池の成膜検査装置。   4. The solar cell film formation inspection apparatus according to claim 1, wherein the light source and the measurement unit are arranged on opposite surfaces of the solar cell module. 5. 前記光源と前記測定部とを太陽電池モジュールの同一の面側に配置したことを特徴とする請求項1乃至3の1つに記載の太陽電池の成膜検査装置。   4. The solar cell film formation inspection apparatus according to claim 1, wherein the light source and the measurement unit are arranged on the same surface side of the solar cell module. 5. 列方向にある長さを有する複数のセルを行方向に順次直列に接続した太陽電池の成膜検査方法であって、
前記各セルを列方向の所定長さ毎に仮想的に分割して複数の仮想分割ユニットとなし、前記太陽電池モジュールを前記複数の仮想分割ユニットがマトリクス状に並んだものと想定し、
測定部における3つのプローブを行方向に並ぶ3つの前記仮想分割ユニットの電極に当接させ、且つ、3つの前記プローブのうちの隣り合う2つの前記プローブを1組とした計2組を光源で照射した状態において、前記2組のそれぞれにて、前記仮想分割ユニットの単体発電素子の第1の電流電圧特性を取得する第1の測定を行い、且つ、両端の2つの前記プローブによって、互いに行方向に接続された2つの前記仮想分割ユニットの合成発電素子の第2の電流電圧特性を取得する第2の測定を行い、
前記光源と前記測定部とを互いの位置関係を固定したまま且つ同期して二次元方向に移動させて複数の前記仮想分割ユニットについて前記第1の測定と前記第2の測定を繰り返し、
前記第1の測定と前記第2の測定とを行なうたびに得られる前記第1の電流電圧特性と前記第2の電流電圧特性とに基づいて、前記太陽電池モジュールの成膜状態を判定する、ことを特徴とする太陽電池の成膜検査方法。
A method of inspecting film formation of a solar cell in which a plurality of cells having a length in a column direction are sequentially connected in series in a row direction,
Each cell is virtually divided into predetermined lengths in the column direction to form a plurality of virtual division units, and the solar cell module is assumed to be arranged in a matrix in the plurality of virtual division units,
A total of two sets of the three probes in the measurement unit are brought into contact with the electrodes of the three virtual division units arranged in the row direction, and two adjacent probes among the three probes are used as a light source. In the irradiated state, in each of the two sets, the first measurement for obtaining the first current-voltage characteristic of the single power generation element of the virtual split unit is performed, and the two probes at both ends perform the first measurement. Performing a second measurement to obtain a second current-voltage characteristic of the combined power generation element of the two virtual divided units connected in the direction;
The first measurement and the second measurement are repeated for a plurality of the virtual division units by moving the light source and the measurement unit in a two-dimensional direction in synchronization with each other in a fixed positional relationship,
Determining the film formation state of the solar cell module based on the first current-voltage characteristics and the second current-voltage characteristics obtained each time the first measurement and the second measurement are performed; A method for inspecting the film formation of a solar cell.
前記2組のそれぞれについての前記第1の電流電圧特性と、前記合成発電素子についての前記第2の電流電圧特性とから、前記セルを行方向に接続したことによる行方向に隣り合う2つの仮想分割ユニットのセル間接合損失を演算する、ことを特徴とする請求項6に記載の太陽電池の成膜検査方法。   From the first current-voltage characteristic for each of the two sets and the second current-voltage characteristic for the combined power generation element, two virtual lines adjacent in the row direction by connecting the cells in the row direction The method for inspecting the film formation of a solar cell according to claim 6, wherein an inter-cell junction loss of the divided unit is calculated. 前記第1の測定と前記第2の測定とを行なうたびに得られる前記第1の電流電圧特性及び第2の電流電圧特性をそれぞれ配列化する演算を行い、配列にしたがって画像処理を行って、前記仮想分割ユニット毎の発電性能と、接続された前記仮想分割ユニット間の伝達性能を、それぞれ画像として表示する、ことを特徴とする請求項6記載の太陽電池の成膜検査方法。   Performing an operation for arranging the first current voltage characteristic and the second current voltage characteristic obtained each time the first measurement and the second measurement are performed, and performing image processing according to the arrangement; 7. The method for inspecting film formation of a solar cell according to claim 6, wherein the power generation performance for each virtual division unit and the transmission performance between the connected virtual division units are each displayed as an image. 前記光源と前記測定部とは、前記太陽電池モジュールの対向する面側に配置されることを特徴とする請求項6乃至8の1つに記載の太陽電池の成膜検査方法。   The solar cell film formation inspection method according to claim 6, wherein the light source and the measurement unit are arranged on opposite sides of the solar cell module. 前記光源と前記測定部とは、前記太陽電池モジュールの同一の面側に配置されることを特徴とする請求項6乃至8の1つに記載の太陽電池の成膜検査方法。   The solar cell film formation inspection method according to claim 6, wherein the light source and the measurement unit are arranged on the same surface side of the solar cell module.
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