JP2015043395A - Solar cell device and utilization of the same - Google Patents

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冬木 隆
Takashi Fuyuki
隆 冬木
あゆみ 谷
Ayumi Tani
あゆみ 谷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar cell device which makes it possible to easily evaluate performance of a solar cell module, and an evaluation device for evaluating the solar cell device.SOLUTION: A solar cell device includes previously built-in inspection means for evaluating performance of a solar cell module, which makes it possible to inject current into the solar cell module by using an external power supply such as an external power system without providing an additional device or the like. Thereby, the performance of the solar cell module can be simply evaluated on the basis of electroluminescence.

Description

本発明は、太陽電池装置及びその利用に関し、より詳細には、太陽電池モジュールの性能を評価するための検査手段を予め組み込んだ太陽電池装置及びその利用に関するものである。   The present invention relates to a solar cell device and its use, and more particularly to a solar cell device in which an inspection means for evaluating the performance of a solar cell module is incorporated in advance and its use.

地球環境を保全するために太陽エネルギーの利用が進み、一般のビルや家庭の屋根や壁にも太陽電池素子を複数接続した太陽電池モジュールの敷設が進みつつある。しかしながら、Si(シリコン)等からなる太陽電池モジュールは、高コストのために思うように普及できていない。   The use of solar energy is progressing in order to preserve the global environment, and the installation of solar cell modules in which a plurality of solar cell elements are connected to the roofs and walls of ordinary buildings and homes is in progress. However, solar cell modules made of Si (silicon) or the like have not been spread as expected because of high cost.

太陽電池モジュールが高コストである原因の一つに、太陽電池モジュールに対して太陽光を照射した際の出力特性の検査工程、すなわち太陽電池モジュールの品質を評価する工程の存在が挙げられる。この太陽電池モジュールの出力特性を評価する工程は、太陽電池モジュールの製造後の検査や太陽電池モジュールの研究開発において行われる重要な測定項目である。   One of the reasons for the high cost of the solar cell module is the presence of an inspection process for output characteristics when the solar cell module is irradiated with sunlight, that is, a process for evaluating the quality of the solar cell module. The process of evaluating the output characteristics of the solar cell module is an important measurement item performed in the inspection after manufacturing the solar cell module and in the research and development of the solar cell module.

これまで、本発明者らは、暗室内に設置したシリコン型の太陽電池モジュールに対して順方向に電流を注入してエレクトロルミネッセンス(EL)を生じさせ、発光状態を解析することで太陽電池モジュールの性能を評価する方法を開発している(例えば、特許文献1参照)。   So far, the present inventors have injected a current in the forward direction into a silicon-type solar cell module installed in a dark room to generate electroluminescence (EL), and analyze the light emission state to thereby obtain the solar cell module. Has developed a method for evaluating the performance (see, for example, Patent Document 1).

国際公開第2006/059615号公報International Publication No. 2006/059615

上述した技術は優れたものではあるが、これだけでは十全とはいえない。特許文献1に記載の技術では、太陽電池モジュールに対して順方向に電流を注入するための電源や検査装置等を別途準備する必要である。例えば、既に屋外に設置済の太陽電池モジュール又は多数の太陽電池モジュールより成るソーラーシステムの性能を評価する場合は、大容量の大規模電源を必要とするため、簡便に評価し難いという問題がある。   Although the technology described above is excellent, it is not enough. In the technique described in Patent Document 1, it is necessary to separately prepare a power source, an inspection device, and the like for injecting a current in the forward direction to the solar cell module. For example, when evaluating the performance of a solar cell module already installed outdoors or a solar system composed of a large number of solar cell modules, there is a problem that it is difficult to evaluate simply because a large-scale power supply with a large capacity is required. .

このため、太陽電池モジュールの性能をより簡便に評価するための新たな技術の開発が強く求められている。   For this reason, development of the new technique for evaluating the performance of a solar cell module more simply is calculated | required strongly.

上記の課題を解決するために、本発明者らは鋭意検討した結果、太陽電池装置において、予め太陽電池モジュールに対して順方向に電流を注入するための検査装置等を備えることにより、簡便に太陽電池モジュールの性能評価を行い得る新規技術の開発に成功した。具体的には、太陽電池装置に予め検査手段を備えておくことにより、外部電力系統等の外部電源を利用して、新たに装置等を準備することなく、太陽電池モジュールに対して電流を注入することができ、エレクトロルミネッセンスに基づき太陽電池モジュールの性能評価を簡便に行い得るという新規知見を見出し、本発明を完成させるに至った。すなわち、本発明は、以下の発明を包含する。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted intensive studies. As a result, the solar cell device can be simply provided with an inspection device or the like for injecting a current in the forward direction to the solar cell module in advance. We have succeeded in developing a new technology that can evaluate the performance of solar cell modules. Specifically, by providing the solar cell device with inspection means in advance, an external power source such as an external power system is used to inject current into the solar cell module without newly preparing the device. The inventors have found new knowledge that the performance evaluation of solar cell modules can be easily performed based on electroluminescence, and have completed the present invention. That is, the present invention includes the following inventions.

(1)太陽電池モジュールと、上記太陽電池モジュールに対して、外部電源から供給される電流を順方向に注入するための検査手段と、を備えることを特徴とする太陽電池装置。   (1) A solar cell device comprising: a solar cell module; and an inspection unit for injecting a current supplied from an external power source in a forward direction to the solar cell module.

(2)上記検査手段は、電流を双方向に調整するパワーコンディショナー装置であることを特徴とする(1)に記載の太陽電池装置。   (2) The solar cell device according to (1), wherein the inspection means is a power conditioner device that adjusts a current bidirectionally.

(3)上記パワーコンディショナー装置は、インバータと、制御部と、を備えており、
上記制御部は、(i)太陽電池モジュールから供給される直流電流を、上記インバータが交流電流に変換して、外部電力系統に出力する動作モードと、(ii)外部電力系統から供給される交流電流を、上記インバータが直流電流に変換して、太陽電池モジュールに注入する検査モードと、を切り替えて、パワーコンディショナー装置に流れる電流を双方向に制御するものであることを特徴とする(2)に記載の太陽電池装置。
(3) The power conditioner device includes an inverter and a control unit,
The control unit includes: (i) an operation mode in which a direct current supplied from the solar cell module is converted into an alternating current by the inverter and output to an external power system; and (ii) an alternating current supplied from the external power system. The current is converted into a direct current by the inverter and switched to an inspection mode in which the current is injected into the solar cell module, and the current flowing through the power conditioner device is controlled bidirectionally (2) The solar cell device according to.

(4)上記パワーコンディショナー装置は、さらにコンバータを備えており、上記制御部は、(i)太陽電池モジュールから供給される直流電流を、上記コンバータにて調整した後、該コンバータから供給される直流電流を、上記インバータが交流電流に変換して、外部電力系統に出力する動作モードと、(ii)外部電力系統から供給される交流電流を、上記インバータが直流電流に変換した後、該インバータから供給される直流電流を、上記コンバータにて調整した後、太陽電池モジュールに注入する検査モードと、を切り替えて、パワーコンディショナー装置に流れる電流を双方向に制御するものであることを特徴とする(3)に記載の太陽電池装置。   (4) The power conditioner device further includes a converter, and the control unit (i) adjusts a direct current supplied from the solar cell module with the converter and then supplies the direct current supplied from the converter. An operation mode in which the inverter converts the alternating current into an alternating current and outputs the alternating current to the external power system; and (ii) the alternating current supplied from the external power system is converted into a direct current from the inverter, The direct current supplied is adjusted by the converter and then switched between the inspection mode injected into the solar cell module and the current flowing through the power conditioner device is controlled bidirectionally ( The solar cell device according to 3).

(5)上記パワーコンディショナー装置は、上記検査モードにおいて、上記インバータを使用して、上記太陽電池モジュールに対して、パルス電流又は正弦波電流を注入するものであることを特徴とする(3)に記載の太陽電池装置。   (5) The power conditioner device injects a pulse current or a sine wave current into the solar cell module using the inverter in the inspection mode. The solar cell device described.

(6)上記検査手段は、上記太陽電池モジュールに対して順方向に電流を注入する第1の電流注入手段と、上記太陽電池モジュールに対して順方向に上記第1の電流注入手段にて注入した電流よりも小さな電流を注入する第2の電流注入手段と、を備えていることを特徴とする(1)〜(5)のいずれか1つに記載の太陽電池装置。   (6) The inspection means injects the current in the forward direction with respect to the solar cell module by the first current injection means in the forward direction with respect to the solar cell module. The solar cell device according to any one of (1) to (5), further comprising: a second current injection unit that injects a current smaller than the applied current.

(7)(6)に記載の太陽電池装置の性能を評価するための評価装置であって、上記太陽電池モジュールの画像として、上記第1の電流注入手段によって電流を注入している状態の第1の画像と、上記第2の電流注入手段によって電流を注入している状態の第2の画像と、を取得する画像取得手段と、上記第1の画像と第2の画像との差分を解析して、上記太陽電池モジュールへの第1の電流注入手段での電流注入に起因する発光状態を表す第3の画像を取得する画像形成手段と、上記第3の画像に基づいて、上記太陽電池モジュールにおける性能を判定する判定手段と、を備えるものであることを特徴とする太陽電池の評価装置。   (7) An evaluation device for evaluating the performance of the solar cell device according to (6), wherein an image of the solar cell module is in a state where current is injected by the first current injection means. Image acquisition means for acquiring the first image and the second image in a state where current is injected by the second current injection means, and analyzing the difference between the first image and the second image Then, based on the third image, image forming means for acquiring a third image representing a light emission state caused by current injection in the first current injection means to the solar cell module, the solar cell An evaluation device for a solar cell, comprising: determination means for determining performance in a module.

(8)上記第1の電流注入手段は、上記画像取得手段が第1の画像を取得する際に、上記太陽電池モジュールに対して光起電力を超える電圧を印加して電流が注入されるものであることを特徴とする(7)に記載の評価装置。   (8) The first current injection unit is configured to inject a current by applying a voltage exceeding the photovoltaic power to the solar cell module when the image acquisition unit acquires the first image. The evaluation device according to (7), characterized in that:

(9)上記第2の電流注入手段は、上記画像取得手段が第2の画像を取得する際に、上記太陽電池モジュールに対して光起電力と同一又はそれ以上の電圧を印加して電流が注入されるものであることを特徴とする(7)又は(8)に記載の評価装置。   (9) The second current injecting unit applies a voltage equal to or higher than the photovoltaic power to the solar cell module when the image acquiring unit acquires the second image. The evaluation device according to (7) or (8), wherein the evaluation device is injected.

(10)上記第2の電流注入手段は、上記画像取得手段が第2の画像を取得する際に、上記太陽電池モジュールに対して電流を注入しないものであることを特徴とする(7)又は(8)に記載の評価装置。   (10) The second current injection means does not inject current into the solar cell module when the image acquisition means acquires the second image (7) or The evaluation apparatus according to (8).

(11)上記画像形成手段が、複数の第1の画像と第2の画像とを平均化処理して、その差分から上記第3の画像を取得するものであることを特徴とする(7)〜(10)のいずれか1つに記載の評価装置。   (11) The image forming means averages a plurality of first images and second images, and acquires the third image from the difference (7). The evaluation apparatus according to any one of to (10).

(12)上記画像形成手段が、上記第1の画像の取得と第2の画像の取得とを交互に複数回行い、各回の第1の画像と第2の画像との差の和を得るものであることを特徴とする(7)〜(11)のいずれか1つに記載の評価装置。   (12) The image forming means alternately acquires the first image and the second image a plurality of times, and obtains the sum of the differences between the first image and the second image at each time. The evaluation apparatus according to any one of (7) to (11), wherein

(13)上記画像形成手段が、同期検波により上記太陽電池モジュールに照射される擾乱光に起因する光起電力による影響を除去して、画像を取得するものであることを特徴とする(7)〜(12)のいずれか1つに記載の評価装置。   (13) The image forming means acquires an image by removing the influence of the photovoltaic force caused by the disturbance light irradiated to the solar cell module by synchronous detection (7) The evaluation apparatus as described in any one of (12).

(14)上記第3の画像に生じる発光のうち、波長800nm〜1300nmの第1の領域の光と、波長1400nm〜1800nmの第2の領域の光とを検出する発光検出手段をさらに含み、上記判定手段において、上記発光検出手段で検出した第1の領域の光の発光強度と第2の領域の光の発光強度とを指標として、内因的欠陥と外因的欠陥とを分別することを特徴とする(7)〜(13)のいずれか1つに記載の評価装置。   (14) It further includes emission detection means for detecting light in the first region having a wavelength of 800 nm to 1300 nm and light in the second region having a wavelength of 1400 nm to 1800 nm among the light emission generated in the third image, In the determination unit, the intrinsic defect and the extrinsic defect are distinguished using the light emission intensity of the first region detected by the light emission detection unit and the light emission intensity of the second region as an index. The evaluation apparatus according to any one of (7) to (13).

(15)上記発光検出手段において、1150nmの光を選択的に通過させるバンドパスフィルタを用いて検出することを特徴とする(14)に記載の評価装置。   (15) The evaluation apparatus according to (14), wherein in the light emission detection means, detection is performed using a band-pass filter that selectively transmits light of 1150 nm.

(16)(7)〜(15)のいずれか1つに記載の評価装置が、構造物に設置されている太陽電池モジュールの性能を評価する評価工程と、交換指示装置が、上記評価工程における検査結果に基づき、太陽電池モジュールの不良部分の交換を、通信ネットワークを介して、太陽電池モジュールの交換事業者に対して指示する工程と、を含むことを特徴とする太陽電池モジュールのメンテナンス方法。   (16) In the evaluation step, the evaluation device according to any one of (7) to (15) evaluates the performance of the solar cell module installed in the structure, and the replacement instruction device is in the evaluation step. And a step of instructing a solar cell module replacement operator to replace the defective portion of the solar cell module via a communication network based on the inspection result.

(17)(7)〜(15)のいずれか1項に記載の評価装置と、上記評価装置の評価結果に基づき、太陽電池モジュールの交換を、通信ネットワークを介して、太陽電池モジュールの交換事業者に対して指示する交換指示装置と、を備えることを特徴とする太陽電池モジュールのメンテナンスシステム。   (17) Based on the evaluation device according to any one of (7) to (15) and the evaluation result of the evaluation device, the replacement of the solar cell module is exchanged via a communication network. A maintenance system for a solar cell module, comprising: a replacement instruction device for instructing a person.

(18)太陽電池モジュールと、上記太陽電池モジュールと接続された導電部材と、を備え、上記導電部材は、上記太陽電池モジュールに対して、外部電源から供給される電流を順方向に注入するためのものであること特徴とする太陽電池装置。   (18) A solar cell module and a conductive member connected to the solar cell module, wherein the conductive member injects a current supplied from an external power source in the forward direction to the solar cell module. A solar cell device characterized in that

(19)(18)に記載の太陽電池装置の性能を評価するための評価装置であって、上記導電部材を介して電流を注入された太陽電池モジュールの画像を取得する画像取得手段と、上記画像に基づき、当該太陽電池モジュールの性能を判定する判定手段と、を備えることを特徴とする太陽電池の評価装置。   (19) An evaluation device for evaluating the performance of the solar cell device according to (18), wherein the image acquisition unit acquires an image of a solar cell module into which current is injected through the conductive member, and A solar cell evaluation device comprising: a determination unit that determines the performance of the solar cell module based on an image.

本発明に係る太陽電池装置又は評価装置によれば、検査手段を備えているため、外部電力系統等の外部電源を利用して、新たに装置等を準備することなく、太陽電池モジュールに対して電流を注入することができ、エレクトロルミネッセンスに基づき、簡便に太陽電池モジュールの性能を評価できるという効果を奏する。   According to the solar cell device or the evaluation device according to the present invention, since the inspection means is provided, an external power source such as an external power system is used, and a solar cell module is newly prepared without preparing a device or the like. An electric current can be injected, and it is possible to easily evaluate the performance of the solar cell module based on electroluminescence.

本発明の実施形態に係る太陽電池装置の構成の一例を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically an example of the structure of the solar cell apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る太陽電池装置の構成の他の一例を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically another example of the structure of the solar cell apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る太陽電池の評価装置の構成の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of a structure of the evaluation apparatus of the solar cell which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る太陽電池の評価装置の一例を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically an example of the evaluation apparatus of the solar cell which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールのメンテナンスシステムの一例を模式的に示した機能ブロック図を示す図である。It is a figure showing the functional block diagram showing typically an example of the maintenance system of the solar cell module concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る太陽電池モジュールのメンテナンスシステムのフローの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the flow of the maintenance system of the solar cell module which concerns on embodiment of this invention.

本発明の実施の一形態について、以下に詳細に説明する。なお、本明細書中に記載された学術文献及び特許文献の全てが、本明細書中において参考として援用される。なお、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「A〜B」は、「A以上(Aを含みかつAより大きい)B以下(Bを含みかつBより小さい)」を意味する。   An embodiment of the present invention will be described in detail below. In addition, all the academic literatures and patent literatures described in this specification are incorporated by reference in this specification. Unless otherwise specified in this specification, “A to B” representing a numerical range means “A or more (including A and greater than A) and B or less (including B and less than B)”.

<1.太陽電池装置>
本発明の太陽電池装置は、太陽電池モジュールと、上記太陽電池モジュールに対して、外部電源から供給される電流を順方向に注入するための検査部(検査手段)と、を備えていればよく、その他の具体的な構成、大きさ、形状等の条件は特に限定されない。
<1. Solar cell device>
The solar cell device of the present invention only needs to include a solar cell module and an inspection unit (inspection means) for injecting a current supplied from an external power source in the forward direction to the solar cell module. Other specific configurations, sizes, shapes, and other conditions are not particularly limited.

本明細書中「太陽電池モジュール」とは、光導電効果及び/又は光起電力効果によって、光を受けて電流を発生させる最小構成単位である太陽電池素子が連結されて構成されるものをいう。例えば、10cm×10cm角〜15cm×15cm角の太陽電池素子を10枚〜50枚程度連結した、0.5m×0.5m角〜1m×1m角程度のものを挙げることができる。なお、本明細書では「太陽電池モジュール」の中には、モジュールの集合体である「太陽電池パネル」、さらには、その「太陽電池パネル」の集合体である「メガソーラーシステム」の他、太陽電池素子を含むものとする。具体的な太陽電池モジュールの例としては、多結晶のシリコン半導体製の太陽電池モジュール、高効率単結晶シリコン、非晶質シリコン、化合物薄膜太陽電池等が挙げられる。   In the present specification, the “solar cell module” refers to a device in which solar cell elements, which are the minimum structural units that receive light and generate current by the photoconductive effect and / or the photovoltaic effect, are connected to each other. . For example, a solar cell element having a size of about 0.5 m × 0.5 m to 1 m × 1 m, in which about 10 to 50 solar cell elements having a size of 10 cm × 10 cm to 15 cm × 15 cm are connected. In this specification, the “solar cell module” includes “solar cell panel” that is an assembly of modules, and “mega solar system” that is an assembly of the “solar cell panel”, A solar cell element is included. Specific examples of the solar cell module include a solar cell module made of a polycrystalline silicon semiconductor, high-efficiency single crystal silicon, amorphous silicon, and a compound thin film solar cell.

また、上記太陽電池モジュールは、順方向に電流を注入されることにより発光する(エレクトロルミネッセンス)。「順方向に電流を注入」するとは、いわゆる太陽電池モジュールに対して順方向に電流を注入するためにバイアスをかけることである。太陽電池モジュールのpn接合のp型領域側に正(+)、n型領域側に負(−)の極性の外部電圧を印加することによって、順方向に電流を注入することになる。これにより、太陽電池モジュールからエレクトロルミネッセンスによる光が放射される。上記太陽電池モジュールの発光強度により当該太陽電池モジュールの性能を判定することができる。   The solar cell module emits light when an electric current is injected in the forward direction (electroluminescence). “Injecting current in the forward direction” means applying a bias to the so-called solar cell module in order to inject current in the forward direction. By applying an external voltage having a positive (+) polarity to the p-type region side and a negative (-) polarity to the n-type region side of the pn junction of the solar cell module, a current is injected in the forward direction. Thereby, the light by electroluminescence is radiated | emitted from a solar cell module. The performance of the solar cell module can be determined from the emission intensity of the solar cell module.

本明細書中「検査部(検査手段)」とは、太陽電池モジュールに対して、外部電源から供給される電流を順方向に注入するための手段であればよく、その構成は特に限定されるものではない。例えば、後述するパワーコンディショナー装置、太陽電池モジュールから引き出された導電部材等を挙げることができる。   In the present specification, the “inspection unit (inspection means)” may be any means for injecting a current supplied from an external power source to the solar cell module in the forward direction, and its configuration is particularly limited. It is not a thing. For example, the power conditioner apparatus mentioned later, the electrically-conductive member pulled out from the solar cell module, etc. can be mentioned.

「外部電源」は、上記検査手段に対して、太陽電池モジュールへ注入するための電流を供給するものであればよく、種々の電源等を好適に利用することができる。例えば、外部電力系統、太陽電池モジュールに対して直流電流を注入するための直流電源、パルス電流を注入する電源を用いてもよいし、インバータを使用した正弦波を適宜用いてもよい。なお、外部電力系統とは、送電及び/又は配電を行う電力網を意図する。   The “external power source” may be any device as long as it supplies a current to be injected into the solar cell module to the inspection means, and various power sources can be suitably used. For example, a DC power source for injecting a DC current into an external power system or a solar cell module, a power source for injecting a pulse current, or a sine wave using an inverter may be used as appropriate. The external power system is intended to be a power network that performs power transmission and / or distribution.

本明細書中の「電流」としては、直流電流であってもよいし、パルス電流であってもよく、上述した以外の電流、例えば、インバータを使用した三角波や、正弦波をわずかに変形させた変形正弦波等、種々の電流を利用できる。なお、後述する太陽電池の評価装置において、同期検波により第3の画像を取得する場合、太陽電池モジュールに照射される光(いわゆる背景光や擾乱光)に起因する光起電力による発光を好適に除去するため、パルス電流を注入する電源、又はインバータを使用した正弦波を用いることが好ましい。   The “current” in this specification may be a direct current or a pulse current, and a current other than those described above, for example, a triangular wave using an inverter or a sine wave may be slightly modified. Various currents such as modified sine waves can be used. In addition, in the solar cell evaluation device described later, when acquiring the third image by synchronous detection, it is preferable to emit light by photovoltaic power caused by light (so-called background light or disturbance light) irradiated on the solar cell module. In order to eliminate this, it is preferable to use a power source for injecting a pulse current or a sine wave using an inverter.

上述のように、太陽電池装置が予め検査手段を備える構成であれば、別途、検査装置等を準備する必要がなく、外部電力系統等の外部電源を利用して、太陽電池モジュールに対して電流を注入することができ、エレクトロルミネッセンスに基づき、簡便に太陽電池モジュールの性能を評価できる。   As described above, if the solar cell device is configured to have inspection means in advance, it is not necessary to prepare an inspection device or the like separately, and an external power source such as an external power system is used to supply current to the solar cell module. And the performance of the solar cell module can be easily evaluated based on electroluminescence.

上記検査部は、電流を双方向に調整するパワーコンディショナー装置であることが好ましい。上記パワーコンディショナー装置は、インバータ、制御部を備えるものであることが好ましいが、これに限定されず、インバータの他に、コンバータ等他の回路、その他各種スイッチング素子、ダイオード、MPPT回路等の電子部品を有していてもよい。   The inspection unit is preferably a power conditioner device that adjusts the current bidirectionally. The power conditioner device is preferably provided with an inverter and a control unit, but is not limited thereto. In addition to the inverter, other circuits such as a converter, other various switching elements, electronic components such as a diode and an MPPT circuit You may have.

上記パワーコンディショナー装置は、電流を双方向に調整するものであることが好ましい。太陽電池装置における「電流を双方向に調整する」とは、電流の流れを双方向に調整・制御することを意図しており、例えば、太陽電池モジュールから供給される電流を外部電力系統へと出力する方向と、外部電力系統から供給される電流を太陽電池モジュールに対して注入する方向の、二つの方向のいずれの方向にも、任意で電流を流すように制御することを意味する。   The power conditioner device preferably adjusts the current bidirectionally. “To adjust the current bidirectionally” in the solar cell device is intended to adjust and control the current flow in both directions. For example, the current supplied from the solar cell module is transferred to the external power system. This means that the current is controlled to flow arbitrarily in either of the two directions, ie, the output direction and the direction in which the current supplied from the external power system is injected into the solar cell module.

上記パワーコンディショナー装置は、インバータと、制御部と、を備えるものであることが好ましく、上記制御部は、(i)太陽電池モジュールから供給される直流電流を、上記インバータが交流電流に変換して、外部電力系統に出力する動作モードと、(ii)外部電力系統から供給される交流電流を、上記インバータが直流電流に変換して、太陽電池モジュールに注入する検査モードと、を切り替えて、パワーコンディショナー装置に流れる電流を双方向に制御するものであることが好ましい。   The power conditioner device preferably includes an inverter and a control unit. The control unit (i) converts the direct current supplied from the solar cell module into an alternating current by the inverter. The power mode is switched between the operation mode output to the external power system, and (ii) the inspection mode in which the inverter converts the alternating current supplied from the external power system into a direct current and injects it into the solar cell module. It is preferable that the current flowing through the conditioner device is controlled in both directions.

また、上記パワーコンディショナー装置は、上述したインバータ、制御部に加えて、さらにコンバータを備える構成であってもよい。この場合、上記制御部は、(i)太陽電池モジュールから供給される直流電流を、上記コンバータにて調整した後、該コンバータから供給された直流電流を、上記インバータが交流電流に変換して、外部電力系統に出力する動作モードと、(ii)外部電力系統から供給される交流電流を、上記インバータが直流電流に変換した後、該インバータから供給される直流電流を、上記コンバータにて調整した後、太陽電池モジュールに注入する検査モードと、を切り替えて、パワーコンディショナー装置に流れる電流を双方向に制御するものであることが好ましい。   The power conditioner device may further include a converter in addition to the inverter and the control unit described above. In this case, the control unit (i) after adjusting the direct current supplied from the solar cell module by the converter, the inverter converts the direct current supplied from the converter into an alternating current, The operation mode to be output to the external power system, and (ii) after the inverter converts the alternating current supplied from the external power system into the direct current, the direct current supplied from the inverter is adjusted by the converter It is preferable that the current flowing in the power conditioner device is controlled bidirectionally by switching between the inspection mode injected into the solar cell module.

上記インバータは、直流と交流とを変換する機器(変換器)であればよく、種々の変換器等を好適に利用することができ、特に限定されるものではない。   The said inverter should just be an apparatus (converter) which converts direct current | flow and alternating current, A various converter etc. can be utilized suitably and it does not specifically limit.

上記コンバータは、ある電圧の直流電流を異なる電圧の直流電流に変換する機器(DC/DCコンバータ)であればよく、種々の変換器等を好適に利用することができ、特に限定されるものではない。   The converter need only be a device (DC / DC converter) that converts a direct current of a certain voltage into a direct current of a different voltage, and various converters and the like can be suitably used. Absent.

上記制御部は、パワーコンディショナー装置の動作を制御するものであればよく、その具体的な構成、大きさ、形状等の条件は、特に限定されない。例えば、インバータ及び/又はコンバータの動作を制御するものを挙げることができる。特に、上記制御部は、上述した動作モードと検査モードとを切り替えて、パワーコンディショナー装置に流れる電流を双方向に制御するものであることが好ましい。   The said control part should just control operation | movement of a power conditioner apparatus, and conditions, such as the concrete structure, a magnitude | size, a shape, are not specifically limited. For example, an inverter and / or a converter that controls the operation of the converter can be used. In particular, it is preferable that the control unit controls the current flowing in the power conditioner device bidirectionally by switching between the operation mode and the inspection mode.

上記制御部が、上記動作モードと上記検査モードとを切り替えて、上記パワーコンディショナー装置内に導通する電流を双方向に制御することによって、上記太陽電池装置は、外部電力系統等の外部電源を利用して、新たに検査装置等を準備することなく、簡便に太陽電池モジュールに対して電流を注入し、その性能を評価することができる。   The solar cell device uses an external power source such as an external power system by the control unit switching between the operation mode and the inspection mode and bidirectionally controlling a current conducted in the power conditioner device. Thus, it is possible to simply inject current into the solar cell module and evaluate its performance without newly preparing an inspection device or the like.

上記太陽電池装置は、上記パワーコンディショナー装置が、上記検査モードにおいて、上記インバータを使用して、上記太陽電池モジュールに対して、パルス電流又は正弦波電流を注入するものであってもよい。   In the solar cell device, the power conditioner device may inject a pulse current or a sine wave current into the solar cell module using the inverter in the inspection mode.

また、パワーコンディショナー装置には、上述したインバータ、コンバータ、及び制御部以外にも、ダイオードや保護回路等の各種電子部品が搭載されていてもよい。パワーコンディショナー装置が、太陽電池モジュールへの電流注入を妨げる機能を有する電子回路を備える場合も想定される。例えば、パワーコンディショナー装置内の電流の導通方向を一方向、すなわち上記動作モードの方向にのみ電流が流れるように整流する回路やシステムを有して、上記検査モードの発現を阻害する場合もある。かかる場合、パワーコンディショナー装置において、上述した検査モードの発現を阻害するための電子回路やシステムを迂回して、上記検査モードの機能を発現させるための種々の電子回路を採用したり回路設計したりすることが好ましい。   In addition to the above-described inverter, converter, and control unit, various electronic components such as a diode and a protection circuit may be mounted on the power conditioner device. It is also assumed that the power conditioner device includes an electronic circuit having a function of preventing current injection into the solar cell module. For example, there may be a circuit or system that rectifies the conduction direction of the current in the power conditioner device so that the current flows only in one direction, that is, the direction of the operation mode, thereby inhibiting the appearance of the inspection mode. In such a case, in the power conditioner device, various electronic circuits for causing the functions of the above-described inspection mode to be employed are bypassed or circuit designed to bypass the above-described electronic circuit or system for inhibiting the above-described inspection mode. It is preferable to do.

以下に、図面を用いて、上記太陽電池装置について説明する。   Hereinafter, the solar cell device will be described with reference to the drawings.

図1に、本発明の太陽電池装置100の一実施形態を示す。太陽電池装置100は、太陽電池モジュール1、パワーコンディショナー装置2を備えるものであり、外部電力系統3と電気的に接続されている。パワーコンディショナー装置2は、インバータ4及び制御部5を備える。太陽電池モジュール1と外部電力系統3とは、パワーコンディショナー装置2内部のインバータ4を介して接続されている。制御部5は、パワーコンディショナー装置2、特に、インバータ4の動作を制御する。なお、図1では、太陽電池モジュール1の数を3つ記載しているが、これは一例に過ぎず、所望の数の太陽電池モジュールを設置可能である。   In FIG. 1, one Embodiment of the solar cell apparatus 100 of this invention is shown. The solar cell device 100 includes a solar cell module 1 and a power conditioner device 2, and is electrically connected to the external power system 3. The power conditioner device 2 includes an inverter 4 and a control unit 5. The solar cell module 1 and the external power system 3 are connected via an inverter 4 inside the power conditioner device 2. The controller 5 controls the operation of the power conditioner device 2, particularly the inverter 4. In FIG. 1, the number of solar cell modules 1 is three, but this is only an example, and a desired number of solar cell modules can be installed.

太陽電池モジュール1に太陽光が照射されると発電する。このとき太陽電池モジュール1から供給される電流は、インバータ4を介して外部電力系統3の方向に流れるモードを動作モードという。一方、外部電力系統3から供給される電流が、インバータ4を介して太陽電池モジュール1に注入されるモードを検査モードという。   When the solar cell module 1 is irradiated with sunlight, it generates electricity. At this time, a mode in which the current supplied from the solar cell module 1 flows in the direction of the external power system 3 via the inverter 4 is referred to as an operation mode. On the other hand, a mode in which a current supplied from the external power system 3 is injected into the solar cell module 1 via the inverter 4 is referred to as an inspection mode.

図1に基づいて太陽電池装置100の動作の一例を説明する。まず、動作モードについて説明する。太陽電池装置100が太陽光発電を行う場合、制御部5によりインバータ4に対して動作モードとして機能するように指示される。つまり、インバータ4は太陽電池モジュール1から供給される電流を、外部電力系統3に向けて流すモードに設定される。太陽電池モジュール1により太陽光発電された直流電流は、インバータ4に供給される。インバータ4が、太陽電池モジュール1から供給された直流電流を交流電流に変換し、当該交流電流を外部電力系統3に出力する。   An example of the operation of the solar cell device 100 will be described based on FIG. First, the operation mode will be described. When the solar cell device 100 performs solar power generation, the control unit 5 instructs the inverter 4 to function as an operation mode. That is, the inverter 4 is set to a mode in which the current supplied from the solar cell module 1 flows toward the external power system 3. The direct current generated by photovoltaic power generation by the solar cell module 1 is supplied to the inverter 4. The inverter 4 converts the direct current supplied from the solar cell module 1 into an alternating current, and outputs the alternating current to the external power system 3.

次に、検査モードについて説明する。制御部5よりインバータ4に対して、検査モードとして機能するように指示される。つまり、インバータ4が外部電力系統3から供給される電流を、太陽電池モジュール1の方向に注入するモードに設定される。外部電力系統3から交流電流がインバータ4に対して供給される。インバータ4が外部電力系統3から供給された交流電流を直流電流に変換し、当該直流電流を太陽電池モジュール1に注入する。太陽電池モジュール1は順方向に電流が注入されることにより発光する(エレクトロルミネッセンス)。かかる太陽電池モジュール1の発光状態(発光強度や暗部)について、例えば、特許文献1に記載の技術や、後述する評価装置を用いて解析し、太陽電池モジュールの性能を評価する。   Next, the inspection mode will be described. The control unit 5 instructs the inverter 4 to function as an inspection mode. That is, the inverter 4 is set to a mode in which the current supplied from the external power system 3 is injected in the direction of the solar cell module 1. An alternating current is supplied from the external power system 3 to the inverter 4. The inverter 4 converts the alternating current supplied from the external power system 3 into a direct current, and injects the direct current into the solar cell module 1. The solar cell module 1 emits light when an electric current is injected in the forward direction (electroluminescence). The light emission state (light emission intensity or dark part) of the solar cell module 1 is analyzed using, for example, the technique described in Patent Document 1 or an evaluation device described later, and the performance of the solar cell module is evaluated.

また、図2に、本発明の他の実施形態に係る太陽電池装置101を示す。太陽電池装置101は、太陽電池モジュール1、パワーコンディショナー装置2を備えており、外部電力系統3と電気的に接続されている。太陽電池装置100との相違点は、パワーコンディショナー装置2が、インバータ4、制御部5に加えて、さらにコンバータ6を備える点である。このため、かかる相違点を重点して説明し、太陽電池装置100と重複する部分の説明は省略する。   FIG. 2 shows a solar cell device 101 according to another embodiment of the present invention. The solar cell device 101 includes a solar cell module 1 and a power conditioner device 2, and is electrically connected to the external power system 3. The difference from the solar cell device 100 is that the power conditioner device 2 further includes a converter 6 in addition to the inverter 4 and the control unit 5. For this reason, it demonstrates focusing on this difference and the description of the part which overlaps with the solar cell apparatus 100 is abbreviate | omitted.

太陽電池モジュール1は、コンバータ6と接続されており、外部電力系統3、制御部5及びコンバータ6は、インバータ4を介して接続されている。まず、動作モードにおける太陽電池装置101について説明する。パワーコンディショナー装置2(特に、インバータ4)は、制御部5により、動作モードに設定される。太陽光発電により太陽電池モジュール1から供給される直流電流は、コンバータ6により電圧が調整された後、インバータ4に出力される。インバータ4では、コンバータ6から供給された直流電流を交流電流に変換し、外部電力系統3へ出力する。   The solar cell module 1 is connected to a converter 6, and the external power system 3, the control unit 5, and the converter 6 are connected via an inverter 4. First, the solar cell device 101 in the operation mode will be described. The power conditioner device 2 (in particular, the inverter 4) is set to the operation mode by the control unit 5. The direct current supplied from the solar cell module 1 by solar power generation is output to the inverter 4 after the voltage is adjusted by the converter 6. In the inverter 4, the direct current supplied from the converter 6 is converted into an alternating current and output to the external power system 3.

次に、検査モードについて説明する。制御部5により、パワーコンディショナー装置2(特に、インバータ4)が検査モードに設定される。外部電力系統3から供給された交流電流がインバータ4にて直流電流に変換され、コンバータ6へ出力される。コンバータ6では、インバータ4から供給された直流電流の電圧を調整し、太陽電池モジュール1に対して、順方向に注入する。その後、太陽電池モジュール1の発光状態を、特許文献1に記載の技術や、後述する評価装置を用いて解析し、太陽電池モジュールの性能を評価する。   Next, the inspection mode will be described. The control unit 5 sets the power conditioner device 2 (particularly, the inverter 4) to the inspection mode. The alternating current supplied from the external power system 3 is converted into a direct current by the inverter 4 and output to the converter 6. In the converter 6, the voltage of the direct current supplied from the inverter 4 is adjusted and injected into the solar cell module 1 in the forward direction. Then, the light emission state of the solar cell module 1 is analyzed using the technique described in Patent Document 1 and an evaluation device described later, and the performance of the solar cell module is evaluated.

<2.太陽電池の評価装置>
従来、太陽電池モジュールに対して電流を注入せずに太陽電池モジュールの性能を評価する方法が開発されている。例えば、太陽電池モジュールに対して太陽光の下で、インバータ等の装置により動作条件を変調させ、太陽電池モジュールの発光状態を検出することにより、太陽電池モジュールの性能を評価する技術が報告されている。しかし、本技術により得られる発光状態は、太陽光の照射量に依存して変化するという欠点を持つ(L. Stoicescu, M. Reuter, and J. H. Werner, Daylight Luminescence for Photovoltaic System Testing, in Proc. 22nd International Photovoltaic Science and Engineering Conference (Hangzhou, China, 2012))。
<2. Solar cell evaluation system>
Conventionally, a method for evaluating the performance of a solar cell module without injecting current into the solar cell module has been developed. For example, a technique for evaluating the performance of a solar cell module by modulating the operating conditions with a device such as an inverter and detecting the light emission state of the solar cell module under sunlight with respect to the solar cell module has been reported. Yes. However, the light emission state obtained by this technology has the disadvantage that it changes depending on the amount of sunlight (L. Stoicescu, M. Reuter, and JH Werner, Daylight Luminescence for Photovoltaic System Testing, in Proc. 22nd International Photovoltaic Science and Engineering Conference (Hangzhou, China, 2012)).

上記技術は、太陽光が太陽電池モジュールに与える負荷を変調させることによって、太陽電池モジュールの性能を評価する技術である。すなわち、太陽光の照射されている状態で太陽電池モジュールの性能を評価する技術である。それゆえ、上記の技術では、太陽光が照射されていない状態で太陽電池モジュールの性能を評価することが困難であり、また太陽光は天候により強度が変動することから定量的な評価を行うことが困難である。   The above technique is a technique for evaluating the performance of a solar cell module by modulating the load that sunlight gives to the solar cell module. That is, it is a technique for evaluating the performance of a solar cell module in the state where sunlight is irradiated. Therefore, with the above technology, it is difficult to evaluate the performance of the solar cell module in the state where sunlight is not irradiated, and the intensity of sunlight varies quantitatively due to weather. Is difficult.

そこで本願発明者らは、上記問題を解決するために、太陽光の有無に関係なく、太陽電池モジュールの性能を定量的に評価できる太陽電池の評価装置を開発した。   Therefore, the present inventors have developed a solar cell evaluation apparatus that can quantitatively evaluate the performance of the solar cell module regardless of the presence or absence of sunlight in order to solve the above-described problems.

以下、本発明に係る太陽電池の評価装置(以下、単に「本評価装置」と称する場合もある。)、本評価装置を利用したメンテナンス方法及びメンテナンスシステム等について詳細に説明する。   Hereinafter, a solar cell evaluation apparatus according to the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “the present evaluation apparatus”), a maintenance method and a maintenance system using the evaluation apparatus, and the like will be described in detail.

本発明の太陽電池の評価装置は、太陽電池装置の性能を評価するものであればよく、その他の具体的な構成は特に限定されない。例えば、本発明者らがこれまで開発した各種の評価技術を好適に利用できる(特許文献1、国際公開公報WO2007/129585、国際公開公報WO2011/016441、特開2011−35272など)。   The solar cell evaluation device of the present invention may be any device that evaluates the performance of the solar cell device, and other specific configurations are not particularly limited. For example, various evaluation techniques developed so far by the present inventors can be suitably used (Patent Document 1, International Publication No. WO2007 / 129585, International Publication Nos. WO2011 / 016441, JP2011-35272, etc.).

太陽電池装置のなかでも、上述した太陽電池装置を対象とすることが好ましい。すなわち、本評価装置は、検査手段が、太陽電池モジュールに対して順方向に電流を注入する第1の電流注入部(第1の電流注入手段)と、上記太陽電池モジュールに対して順方向に上記第1の電流注入部にて注入した電流よりも小さな電流を注入する第2の電流注入部(第2の電流注入手段)と、を備えている太陽電池装置の性能を評価するための評価装置であることが好ましい。   Among the solar cell devices, it is preferable to target the above-described solar cell device. That is, in this evaluation apparatus, the inspection means in the forward direction with respect to the solar cell module, the first current injection portion (first current injection means) for injecting current in the forward direction with respect to the solar cell module. Evaluation for evaluating the performance of a solar cell device comprising: a second current injection unit (second current injection unit) that injects a current smaller than the current injected by the first current injection unit. An apparatus is preferred.

本評価装置は、上記太陽電池モジュールの画像として、上記第1の電流注入部によって電流を注入している状態の第1の画像と、上記第2の電流注入部によって電流を注入している状態の第2の画像と、を取得する画像取得部(画像取得手段)と、上記第1の画像と第2の画像との差分を解析して、上記太陽電池モジュールへの第1の電流注入部での電流注入に起因する発光状態を表す第3の画像を取得する画像形成部(画像形成手段)と、上記第3の画像に基づいて、上記太陽電池モジュールにおける性能を判定する判定部(判定手段)と、を備えるものであればよく、その他の具体的な構成、大きさ、形状等の条件は特に限定されるものではない。   In this evaluation apparatus, as an image of the solar cell module, a first image in which a current is injected by the first current injection unit and a state in which a current is injected by the second current injection unit An image acquisition unit (image acquisition means) for acquiring the second image, and a first current injection unit for the solar cell module by analyzing a difference between the first image and the second image. An image forming unit (image forming unit) that acquires a third image representing a light emission state caused by current injection in the unit, and a determination unit (determination) that determines performance in the solar cell module based on the third image Other specific conditions such as configuration, size, and shape are not particularly limited.

上記構成によれば、本評価装置は、太陽光の有無に関係なく、太陽電池モジュールの性能を定量的に評価できる。このため、例えば、既に屋外に設置済の太陽電池モジュール又は多数の太陽電池モジュールより成るソーラーシステムについて、簡便にメンテナンスすることができる。   According to the said structure, this evaluation apparatus can evaluate the performance of a solar cell module quantitatively irrespective of the presence or absence of sunlight. For this reason, for example, a solar system composed of a solar cell module already installed outdoors or a large number of solar cell modules can be easily maintained.

本明細書中「太陽電池装置の性能を評価する」(以下、「太陽電池モジュールの性能を評価する」とも称する。)とは、太陽電池装置に備えられた太陽電池モジュールにおける光導電効果及び/又は光起電力効果についての性能を評価することを意味する。   In this specification, “evaluating the performance of the solar cell device” (hereinafter also referred to as “evaluating the performance of the solar cell module”) means the photoconductive effect in the solar cell module provided in the solar cell device and / or Or it means evaluating the performance for photovoltaic effect.

また、本評価装置は、上記第3の画像に生じる発光のうち、波長800nm〜1300nmの第1の領域の光と、波長1400nm〜1800nmの第2の領域の光とを検出する発光検出部(発光検出手段)をさらに含み、上記判定部において、上記発光検出部で検出した第1の領域の光の発光強度と第2の領域の光の発光強度とを指標として、内因的欠陥と外因的欠陥とを分別し得る。   In addition, the evaluation apparatus detects a light emission in a first region having a wavelength of 800 nm to 1300 nm and a light of a second region having a wavelength of 1400 nm to 1800 nm among the light emission generated in the third image ( A light emission detecting means), and the determination unit uses the light emission intensity of the first region and the light emission intensity of the second region detected by the light emission detection unit as indicators, Can be distinguished from defects.

本明細書中「内因的欠陥」とは、内部要因に起因する欠陥を意味する。「内因的欠陥」は、結晶欠陥、結晶転位、及び結晶粒界等の太陽電池モジュールの物性に起因する欠陥であり、太陽電池モジュールの機能に影響を及ぼすが、太陽電池モジュールを構成する材料の信頼性にはあまり影響を及ぼさない。   In the present specification, the “endogenous defect” means a defect caused by an internal factor. “Intrinsic defects” are defects caused by the physical properties of the solar cell module such as crystal defects, crystal dislocations, and crystal grain boundaries, and affect the function of the solar cell module. Does not significantly affect reliability.

本明細書中「外因的欠陥」とは、外部要因に起因する欠陥を意味する。「外因的欠陥」は、基板のクラック(マイクロクラック等)、電極の破断、電極の接触不良等の太陽電池モジュールの機械的な欠陥であり、太陽電池モジュールの信頼性及び太陽電池モジュールを生産する際の生産歩留まりに悪影響を及ぼすので、信頼性の高い太陽電池モジュールを効率よく大量生産するための決定的な要因となる。   In the present specification, “exogenous defect” means a defect caused by an external factor. “Exogenous defects” are mechanical defects of the solar cell module, such as substrate cracks (micro cracks, etc.), electrode breakage, electrode contact failure, etc., which produce solar cell module reliability and solar cell modules This adversely affects the production yield at the time, and becomes a decisive factor for efficiently mass-producing highly reliable solar cell modules.

太陽電池モジュールの性能の低下は、一般的に、内部要因に起因する欠陥(内因的欠陥)と外部要因に起因する欠陥(外因的欠陥)とによるものである。上記太陽電池モジュールの評価方法では、これらの欠陥を、太陽電池モジュールの性能が低下していると判定するものである。   The decrease in the performance of the solar cell module is generally due to defects caused by internal factors (internal defects) and defects caused by external factors (external defects). In the solar cell module evaluation method described above, these defects are determined to indicate that the performance of the solar cell module is degraded.

以下、上記各部材(各手段)について詳細に説明する。なお、これらの部材以外の具体的な部材、材料、条件、使用する機器・装置等は特に限定されるものでなく、種々の方法等を好適に利用することが可能である。   Hereafter, each said member (each means) is demonstrated in detail. In addition, specific members other than these members, materials, conditions, devices and apparatuses to be used are not particularly limited, and various methods and the like can be suitably used.

<2−1.電流注入部>
本電流注入部は、検査手段に設けられるものであるため、太陽電池装置の一部であるが、本評価装置と協働して機能するものであることが好ましいため、説明の便宜上、本評価装置の欄にて説明する。
<2-1. Current injection part>
Since this current injection part is provided in the inspection means, it is a part of the solar cell device, but preferably functions in cooperation with this evaluation device. This will be described in the apparatus column.

上記第1の電流注入部とは、上記太陽電池モジュールに対して順方向に電流を注入するものであればよく、その具体的な構成等は特に限定されるものではない。注入する電流は、直流電流であってもよいし、パルス電流であってもよい。   The first current injection unit may be any unit that injects a current in the forward direction with respect to the solar cell module, and its specific configuration is not particularly limited. The current to be injected may be a direct current or a pulse current.

上記第1の電流注入部が注入する電流の大きさは特に限定されないが、注入する電流の電流密度が、少なくとも上記第2の電流注入部が注入する電流より大きい電流密度、例えば、5〜120mA/cmであることが好ましく、5〜80mA/cmであることがより好ましく、5〜40mA/cmであることがさらに好ましい。評価対象の太陽電池モジュールが単結晶シリコンである場合、実際に太陽電池素子の光電変換により発生する電流の電流密度(例えば、40mA/cm)の1/4倍から4倍程度の電流密度で電流を注入することが好ましい。かかる範囲であれば、後述する評価装置において、太陽電池モジュールの性能評価に関係するエレクトロルミネッセンス画像を取得できる。 The magnitude of the current injected by the first current injection unit is not particularly limited, but the current density of the injected current is at least higher than the current injected by the second current injection unit, for example, 5 to 120 mA. / Cm 2 is preferable, 5 to 80 mA / cm 2 is more preferable, and 5 to 40 mA / cm 2 is still more preferable. When the solar cell module to be evaluated is single crystal silicon, the current density is about 1/4 to 4 times the current density (for example, 40 mA / cm 2 ) of the current actually generated by photoelectric conversion of the solar cell element. It is preferable to inject current. If it is this range, in the evaluation apparatus mentioned later, the electroluminescence image relevant to the performance evaluation of a solar cell module can be acquired.

上記第1の電流注入部及び第2の電流注入部は、上述した検査手段として、パワーコンディショナー装置に設けられていることが好ましい。かかる場合、パワーコンディショナー装置において、第1の電流注入部及び第2の電流注入部は、インバータと太陽電池モジュールとの間、又はコンバータ及びインバータと太陽電池モジュールとの間に設けられることが好ましい。また、パワーコンディショナー装置において、上記制御部が上記第1の電流注入部及び第2の電流注入部の動作を制御することが好ましい。   The first current injection unit and the second current injection unit are preferably provided in the power conditioner device as the above-described inspection means. In such a case, in the power conditioner device, the first current injection unit and the second current injection unit are preferably provided between the inverter and the solar cell module or between the converter and the inverter and the solar cell module. In the power conditioner device, it is preferable that the control unit controls operations of the first current injection unit and the second current injection unit.

また、光照射下における太陽電池モジュールでは、光電変換により光起電力が発生する。このため、第1の電流注入部は、光照射下において太陽電池モジュールに発生する光起電力を超える電圧を印加することに相当する電流を注入する装置であることが好ましい。   Moreover, in the solar cell module under light irradiation, photovoltaic power is generated by photoelectric conversion. For this reason, it is preferable that a 1st electric current injection | pouring part is an apparatus which inject | pours the electric current equivalent to applying the voltage exceeding the photovoltaic power generated in a solar cell module under light irradiation.

上記第2の電流注入部とは、上記太陽電池モジュールに対して順方向に上記第1の電流注入部にて注入した電流よりも小さな電流を注入するものであればよく。その具体的な構成等は特に限定されるものではない。注入する電流は、直流電流であってもよいし、パルス電流であってもよい。   The second current injection unit may be any unit that injects a current smaller than the current injected by the first current injection unit in the forward direction with respect to the solar cell module. The specific configuration and the like are not particularly limited. The current to be injected may be a direct current or a pulse current.

「第1の電流注入部にて注入した電流よりも小さな電流を注入する」とは、第1の電流注入部が注入する電流に対して小さい電流を注入すればよく、具体的な電流の大きさは特に限定されない。例えば、光照射下において太陽電池モジュールに発生する光起電力と同一又はそれ以上の電圧を印加して電流が注入されることに相当する電流を注入してもよいし、又は電流を注入しなくてもよい。   “Injecting a current smaller than the current injected by the first current injection unit” means that a current smaller than the current injected by the first current injection unit may be injected. The thickness is not particularly limited. For example, a current corresponding to that current is injected by applying a voltage equal to or higher than the photovoltaic power generated in the solar cell module under light irradiation, or no current is injected. May be.

上記第2の電流注入部が太陽電池モジュールに注入する電流は、上記第1の電流注入部が注入する電流よりも小さいことから、第1の電流注入部が注入した電流による太陽電池モジュールの発光状態と第2の電流注入部が注入した電流による太陽電池モジュールの発光状態との間に差を生じさせることができる。つまり、第2の電流注入部が注入した電流による太陽電池モジュールの発光強度は、第1の電流注入部が注入した電流による太陽電池モジュールの発光強度よりも弱いものとなる。   Since the current injected into the solar cell module by the second current injection unit is smaller than the current injected by the first current injection unit, light emission of the solar cell module by the current injected by the first current injection unit A difference can be produced between the state and the light emission state of the solar cell module due to the current injected by the second current injection unit. That is, the light emission intensity of the solar cell module due to the current injected by the second current injection unit is weaker than the light emission intensity of the solar cell module due to the current injected by the first current injection unit.

例えば、光照射下において、太陽電池モジュールに発生する光起電力と同一又はそれ以上の電圧を印加して電流が注入される場合、電流注入のために人為的にかける電圧と太陽電池モジュールから発生する光起電力とがそれぞれ相殺するため、太陽電池モジュール自体には実質的に電流が流れない状態となり、太陽電池モジュールは発光しない。同様に、太陽電池モジュールに電流を注入しない場合も、太陽電池モジュールは発光しない。同様に、太陽電池モジュールに電流を注入しない場合も、太陽電池モジュールは電流注入に起因する発光をしない。   For example, when current is injected by applying a voltage equal to or higher than the photovoltaic power generated in the solar cell module under light irradiation, the voltage applied artificially for current injection is generated from the solar cell module. Therefore, the solar cell module itself does not flow, and the solar cell module does not emit light. Similarly, when no current is injected into the solar cell module, the solar cell module does not emit light. Similarly, when no current is injected into the solar cell module, the solar cell module does not emit light due to the current injection.

上記第2の電流注入部が注入する電流の大きさは、特に限定されないが、少なくとも上記第1の電流注入部が注入した電流より小さい電流密度、例えば、5〜120mA/cmより小さいことが好ましく、5〜80mA/cmより小さいことがより好ましく、5〜40mA/cmより小さいことがさらに好ましい。その際、第1の電流注入部が注入した電流と第2の電流注入部が注入した電流との電流密度の差が大きい方が、後述<2−5>欄において、太陽電池モジュールのエレクトロルミネッセンスの発光強度の強弱が検出しやすい。 The magnitude of the current injected by the second current injection portion is not particularly limited, but is at least smaller than the current density injected by the first current injection portion, for example, less than 5 to 120 mA / cm 2. preferably, it is more preferably less than 5~80mA / cm 2, more preferably less than 5 to 40 mA / cm 2. At that time, the larger the current density difference between the current injected by the first current injection portion and the current injected by the second current injection portion is, in the later-described <2-5> column, the electroluminescence of the solar cell module. It is easy to detect the intensity of the emission intensity.

上記第1の電流注入部と上記第2の電流注入部は同一の部材であっても、異なる部材であってもよい。   The first current injection part and the second current injection part may be the same member or different members.

なお、本明細書において、上記第1の電流注入部及び上記第2の電流注入部が太陽電池モジュールに対して電流を注入する工程を「電流注入工程」と称する。   In the present specification, a process in which the first current injection unit and the second current injection unit inject current into the solar cell module is referred to as a “current injection process”.

<2−2.画像取得部>
上記画像取得部とは、上記太陽電池モジュールの画像として、上記第1の電流注入部によって電流を注入している状態の第1の画像と、上記第2の電流注入部によって電流を注入している状態の第2の画像とを取得するものであればよく、その具体的な構成等は特に限定されるものではない。
<2-2. Image acquisition unit>
The image acquisition unit is an image of the solar cell module in which a current is injected by the first current injection unit and a current is injected by the second current injection unit. As long as the second image can be acquired, the specific configuration and the like are not particularly limited.

「第1の画像」とは、第1の電流注入部が電流を注入することにより発光する太陽電池モジュールの画像であり、太陽電池モジュールの光の発光特性の分布を示す画像と換言できる。「発光特性」とは、発光強度、分光特性(各スペクトラムの発光強度)を含むものである。   The “first image” is an image of the solar cell module that emits light when the first current injection unit injects current, and can be rephrased as an image showing the distribution of light emission characteristics of the solar cell module. “Luminescence characteristics” includes emission intensity and spectral characteristics (emission intensity of each spectrum).

上記第2の電流注入部が太陽電池モジュールに対して注入する電流は、上述したように、上記第1の電流注入部が注入する電流に比べて小さいものであることから、「第2の画像」は、上記第1の画像に比べて、発光強度が弱い画像である。また、例えば、光照射下において太陽電池モジュールに発生している光起電力と同一又はそれ以上の電圧を印加して電流が注入される場合、又は太陽電池モジュールに電流を注入しない場合は、発光のない太陽電池モジュールの画像である。   As described above, the current injected by the second current injection unit into the solar cell module is smaller than the current injected by the first current injection unit. "Is an image whose emission intensity is weaker than that of the first image. Also, for example, when current is injected by applying a voltage equal to or higher than the photovoltaic power generated in the solar cell module under light irradiation, or when current is not injected into the solar cell module, light emission It is an image of a solar cell module without.

上記画像取得部は、太陽電池モジュールからの光を検出できる種々の画像取得手段(装置)を用いることができ、その具体的な構成等は、特に限定されるものでない。   The said image acquisition part can use the various image acquisition means (apparatus) which can detect the light from a solar cell module, The specific structure etc. are not specifically limited.

画像取得装置としては、CCDカメラ及びイメージインテンシファイアー等の光検出器を用いることができる。画像取得装置としては、例えばInGaAsカメラ(Xenics社製、品番XEVA−1.7シリーズ)、CCDカメラ(浜松ホトニクス株式会社製、品番C8250−20)及びSi CCDカメラ(浜松ホトニクス株式会社製、品番C9299−02)等が挙げられる。イメージインテンシファイアーとしては、例えば、360nm〜1100nmの波長領域の光を検出することができる浜松ホトニクス株式会社製のイメージインテンシファイアー(品番V8071U−76)が挙げられる。このようなCCDカメラ及びイメージインテンシファイアー等の光検出器を用いて光を検出した場合、太陽電池モジュールにおける発光状態を画像として観察することができる。つまり、太陽電池モジュールにおける発光の面内分布を二次元的に一括測定できる。太陽電池モジュールを簡便かつ迅速に評価することができる。   As the image acquisition device, a photodetector such as a CCD camera and an image intensifier can be used. As an image acquisition apparatus, for example, an InGaAs camera (manufactured by Xenics, product number XEVA-1.7 series), a CCD camera (manufactured by Hamamatsu Photonics, product number C8250-20), and an Si CCD camera (manufactured by Hamamatsu Photonics, product number C9299). -02) and the like. Examples of the image intensifier include an image intensifier (part number V8071U-76) manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd., which can detect light in a wavelength region of 360 nm to 1100 nm. When light is detected using such a CCD camera and a photodetector such as an image intensifier, the light emission state in the solar cell module can be observed as an image. That is, the in-plane distribution of light emission in the solar cell module can be collectively measured two-dimensionally. The solar cell module can be easily and quickly evaluated.

なお、本明細書において、上記画像取得部が太陽電池モジュールの画像を取得する工程を「画像取得工程」と称する。   In the present specification, a process in which the image acquisition unit acquires an image of the solar cell module is referred to as an “image acquisition process”.

<2−3.画像形成部>
上記画像形成部は、上記画像取得部にて得られた、第1の画像と第2の画像との差分を解析して、上記太陽電池モジュールへの第1の電流注入部での電流注入に起因する発光状態を表す第3の画像を取得するものであればよく、その具体的な構成等は特に限定されるものではない。すなわち、第1の画像と第2の画像との差分を解析することにより、太陽電池モジュールのエレクトロルミネッセンス以外の光、すなわち光照射下における背景光や擾乱光等を除外し、実質的に第1の電流注入部が注入した電流に起因する太陽電池モジュールのエレクトロルミネッセンスのみを解析する画像を取得するものであればよい。
<2-3. Image forming unit>
The image forming unit analyzes the difference between the first image and the second image obtained by the image acquisition unit, and performs current injection at the first current injection unit to the solar cell module. What is necessary is just to acquire the 3rd image showing the light emission state which originates, and the specific structure etc. are not specifically limited. That is, by analyzing the difference between the first image and the second image, light other than the electroluminescence of the solar cell module, that is, background light, disturbance light, etc. under light irradiation is excluded, and the first substantially What is necessary is just to acquire the image which analyzes only the electroluminescence of the solar cell module resulting from the electric current which the current injection part injected.

「第1の画像と第2の画像との差分を解析する」とは、例えば、第1の画像により得られる太陽電池モジュールの発光強度から第2の画像より得られる太陽電池モジュールの発光強度を差し引くことを含む。この場合、「第3の画像」とは、第1の画像により得られる太陽電池モジュールの発光強度から第2の画像より得られる太陽電池モジュールの発光強度を差し引いて得られた発光強度を二次元的に表したものである。   “Analyzing the difference between the first image and the second image” means, for example, the light emission intensity of the solar cell module obtained from the second image from the light emission intensity of the solar cell module obtained from the first image. Including subtracting. In this case, the “third image” refers to the emission intensity obtained by subtracting the emission intensity of the solar cell module obtained from the second image from the emission intensity of the solar cell module obtained from the first image. It is a representation.

背景光や擾乱光等の存在により、第1の画像と第2の画像との差分を取得し難い場合に、又は、より精度の高い結果を得るために、上記画像形成部が、得られた複数の第1の画像と第2の画像とを平均化処理して、その差分から第3の画像を取得してもよい。「平均化処理」するとは、複数の第1の画像及び第2の画像の発光強度の平均値をとることを意味する。上記画像形成部はまた、上記第1の画像の取得と上記第2の画像の取得とを交互に複数回行い、各回の第1の画像と第2の画像との差の和を得てもよい。これにより、SN比(信号雑音比)が高い高品質の第3の画像を取得することができる。   In the case where it is difficult to obtain the difference between the first image and the second image due to the presence of background light, disturbance light, or the like, or in order to obtain a more accurate result, the image forming unit was obtained. A plurality of first images and second images may be averaged, and a third image may be acquired from the difference. “Averaging processing” means taking the average value of the light emission intensities of a plurality of first images and second images. The image forming unit may alternately acquire the first image and acquire the second image a plurality of times, and obtain a sum of differences between the first image and the second image each time. Good. Thereby, a high quality 3rd image with a high SN ratio (signal noise ratio) is acquirable.

また、上記画像形成部は、同期検波により上記太陽電池モジュールに照射される光(いわゆる背景光や擾乱光)に起因する光起電力による発光を除去して、第3の画像を取得するものであってもよい。同期検波により、上記太陽電池モジュールに照射される光に起因する光起電力による発光を除去することによっても、高品質の第3の画像を取得することができる。   In addition, the image forming unit acquires a third image by removing light emission caused by the photovoltaic force caused by light (so-called background light or disturbance light) irradiated on the solar cell module by synchronous detection. There may be. A high-quality third image can also be acquired by removing light emission due to the photovoltaic force caused by the light applied to the solar cell module by synchronous detection.

なお、上記平均化処理、差の和を得る処理、又は同期検波処理については、本願出願当時において種々の技術が知られており、これらを好適に利用することができる。   Various techniques are known for the averaging process, the process of obtaining the sum of differences, or the synchronous detection process at the time of filing of the present application, and these can be suitably used.

また、本明細書において、上記画像形成部が上記第3の画像を形成する工程を「画像形成工程」と称する。   In the present specification, a process in which the image forming unit forms the third image is referred to as an “image forming process”.

<2−4.発光検出部>
上記発光検出部は、上記第3の画像に生じる発光のうち、波長800nm〜1300nmの第1の領域の光と、波長1400nm〜1800nmの第2の領域の光とを検出できる従来公知の光検出手段(装置)であればよく、その具体的な方法等は特に限定されるものではなく、従来公知の技術を好適に用いることができる。
<2-4. Luminescence detector>
The light emission detection unit is a conventionally known light detection capable of detecting light in a first region having a wavelength of 800 nm to 1300 nm and light in a second region having a wavelength of 1400 nm to 1800 nm among light emission generated in the third image. Any means (apparatus) may be used, and a specific method thereof is not particularly limited, and a conventionally known technique can be suitably used.

光検出装置としては、上記<2−2>欄に記載の画像取得装置と同様のCCDカメラ及びイメージインテンシファイアー等の光検出器を用いることができる。具体的な光検出装置は、上述の<2−2>と同様のため、ここでは省略する。   As the photodetection device, a photo detector such as a CCD camera and an image intensifier similar to the image acquisition device described in the section <2-2> can be used. A specific photodetection device is the same as that in <2-2> described above, and is omitted here.

上記発光検出部は、第1の領域の光と第2の領域の光とを、1つの光検出装置を用いて検出できる部材であることが好ましい。これによれば、光検出装置の交換やそれに伴う位置調節が不要になるので、上記第1の領域の光と上記第2の領域の光の検出をより簡便に行うことができる。この場合には、上記光検出装置として、例えばInGaAsカメラ、CCDカメラを使用することが可能である。なお、上記発光検出部は、第1の領域の光と第2の領域の光とを、別々の光検出装置であってもよい。この場合、上記光検出装置として、例えば、Si CCDカメラとInGaAsカメラ、CCDカメラとを併用することができるし、イメージインテンシファイアー(浜松ホトニクス株式会社製、品番V8071U−76)とInGaAsカメラ、CCDカメラとを併用することもできる。さらにこれらの3種の光検出器を組み合わせることもできる。   The light emission detection unit is preferably a member that can detect light in the first region and light in the second region using a single light detection device. According to this, since the replacement of the light detection device and the accompanying position adjustment are not required, it is possible to more easily detect the light in the first region and the light in the second region. In this case, for example, an InGaAs camera or a CCD camera can be used as the light detection device. The light emission detection unit may be a separate light detection device for the light in the first region and the light in the second region. In this case, for example, a Si CCD camera, an InGaAs camera, and a CCD camera can be used in combination as the photodetection device, an image intensifier (manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd., product number V8071U-76), an InGaAs camera, and a CCD. It can also be used with a camera. Furthermore, these three types of photodetectors can be combined.

上述したように上記光検出装置がInGaAsカメラ、CCDカメラ等の1つの光検出装置であり、800nm〜1800nmの波長領域、すなわち、第1の領域の光と第2の領域の光とを同時に検出する場合は、これらの光をそれぞれ選択的に通過させるバンドパスフィルタを使用することが好ましい。これにより、第1の領域の光と第2の領域の光とを別々に効率的に検出し、観測することができる。つまり、上記第1の領域の光及び上記第2の領域の光の検出において、第1の領域の光及び第2の領域の光を同時に検出可能な光検出装置と、第1の領域の光又は第2の領域の光のどちらかをそれぞれ選択的に通過させるバンドパスフィルタとを用いて検出することが好ましいといえる。   As described above, the photodetection device is one photodetection device such as an InGaAs camera or a CCD camera, and simultaneously detects a wavelength region of 800 nm to 1800 nm, that is, light in the first region and light in the second region. In this case, it is preferable to use a band-pass filter that selectively passes these lights. Thereby, the light of the first region and the light of the second region can be efficiently detected and observed separately. That is, in the detection of the light of the first region and the light of the second region, the light detection device capable of simultaneously detecting the light of the first region and the light of the second region, and the light of the first region Alternatively, it can be said that detection is preferably performed using a band-pass filter that selectively passes either light in the second region.

各バンドパスフィルタは、太陽電池モジュールから生じる光が光検出装置に到達するまでにバンドパスフィルタを通過するように、太陽電池モジュールと光検出装置との間に配置されていればよく、例えば光検出装置のレンズ部分に装備されていてもよい。第1の領域の光を選択的に通過させるバンドパスフィルタとしては、例えばBROAD BANDPASS FILTER(SPECTROGON社製、品番BBP-0910-1170C)が挙げられ、第2の領域の光を選択的に通過させるバンドパスフィルタとしては、例えばBROAD BANDPASS FILTER(SPECTROGON社製、品番BBP-1350−1600C)が挙げられる。   Each bandpass filter may be disposed between the solar cell module and the photodetection device so that light generated from the solar cell module passes through the bandpass filter before reaching the photodetection device. You may equip with the lens part of a detection apparatus. An example of a bandpass filter that selectively transmits light in the first region is BROAD BANDPASS FILTER (manufactured by SPECTROGON, part number BBP-0910-1170C), and selectively transmits light in the second region. Examples of the bandpass filter include BROAD BANDPASS FILTER (product number BBP-1350-1600C, manufactured by SPECTROGON).

このように、第3の画像から生じる光の波長領域及び発光強度が欠陥の種類により異なることから、波長の通過域が異なる異種バンドパスフィルタを用いて各波長の光の検出し、その発光強度に基づいて比較解析することによって、欠陥について簡便かつ迅速に評価することができる。   Thus, since the wavelength region and emission intensity of the light generated from the third image differ depending on the type of defect, the light of each wavelength is detected using a different bandpass filter having a different wavelength pass band, and the emission intensity. By performing a comparative analysis based on the above, it is possible to easily and quickly evaluate the defect.

なお、第3の画像から生じる発光のうち、第1の領域の光は、波長800nm〜1300nm、好ましくは波長900nm〜1250nm、より好ましくは波長1100nm〜1200nmの光である。また、第3の画像から生じる発光のうち、第2の領域の光は、波長1400nm〜1800nm、好ましくは波長1500nm〜1700nm、より好ましくは波長1550nm〜1650nmの光である。上記第1の領域の光のピークは波長1150nmであり、上記第2の領域の光のピークは波長1600nmである。   Note that among the light emission generated from the third image, light in the first region is light having a wavelength of 800 nm to 1300 nm, preferably 900 nm to 1250 nm, and more preferably 1100 nm to 1200 nm. In addition, among the light emission generated from the third image, light in the second region is light having a wavelength of 1400 nm to 1800 nm, preferably 1500 nm to 1700 nm, and more preferably 1550 nm to 1650 nm. The light peak in the first region has a wavelength of 1150 nm, and the light peak in the second region has a wavelength of 1600 nm.

上記第1の領域の光のピークが1150nmであることから、1150nmのバンドパスフィルタを用いることが好ましい。   Since the peak of light in the first region is 1150 nm, it is preferable to use a 1150 nm bandpass filter.

<2−5.判定部>
上記判定部は、上記画像形成部にて得られた第3の画像に基づいて、上記太陽電池モジュールにおける性能を判定するものであり、その具体的な構成等は特に限定されるものではない。また、上記判定部は、上記発光検出部にて得られる第3の画像の発光に基づいて、上記太陽電池モジュールにおける欠陥を内因的欠陥によるもの、又は外因的欠陥によるものであるかを判定するものであることが好ましい。
<2-5. Judgment part>
The determination unit determines the performance of the solar cell module based on the third image obtained by the image forming unit, and the specific configuration thereof is not particularly limited. The determination unit determines whether the defect in the solar cell module is due to an intrinsic defect or an extrinsic defect based on light emission of the third image obtained by the light emission detection unit. It is preferable.

「第3の画像に基づいて」判定するとは、上記第3の画像により得られる、太陽電池モジュールのエレクトロルミネッセンスの発光強度の強弱を指標として、太陽電池モジュールの性能の良否を判定することを意味する。第3の画像における発光強度が所定の値より大きい場合には、太陽電池モジュールにおける性能を良好と判定し、発光強度が所定の値より小さい場合には、太陽電池モジュールにおける性能を不良と判定する。   “Determining based on the third image” means determining whether the performance of the solar cell module is good or not, using the intensity of electroluminescence emission of the solar cell module obtained from the third image as an index. To do. When the emission intensity in the third image is greater than a predetermined value, the performance of the solar cell module is determined to be good, and when the emission intensity is less than the predetermined value, the performance of the solar cell module is determined to be poor. .

ここで「所定の値」とは、適宜設定可能であり、特に限定されるものではない。例えば、この値より低下した場合、十分な光電変換性能が得られないとするような、いわゆる閾値であってもよいし、また、製造工場で生産した良品の太陽電池モジュール又は不良品の太陽電池モジュールの発光特性の平均値を予め測定しておき、この値を所定の値としてもよい。すなわち、上記判定部は、得られた発光強度と予め設定しておいた基準値とを比較するものであり、判定する具体的な方法としては種々の技術を好適に用いることができる。   Here, the “predetermined value” can be appropriately set and is not particularly limited. For example, when it falls below this value, it may be a so-called threshold value that a sufficient photoelectric conversion performance cannot be obtained, or a non-defective solar cell module or a defective solar cell produced in a manufacturing factory. An average value of the light emission characteristics of the module may be measured in advance, and this value may be a predetermined value. That is, the determination unit compares the obtained light emission intensity with a preset reference value, and various techniques can be suitably used as specific determination methods.

また、上記判定部は、上記発光検出部が検出した第1の領域の光の発光強度と第2の領域の光の発光強度とを指標として、内因的欠陥と外因的欠陥とを分別し得ることが好ましい。   Further, the determination unit can distinguish between intrinsic defects and extrinsic defects using the light emission intensity of the first region and the light emission intensity of the second region detected by the light emission detection unit as an index. It is preferable.

この場合、上記判定部は、例えば第1の領域の光の発光強度と第2の領域の光の発光強度とをそれぞれ第1の閾値及び第2の閾値と比較し、その結果を対比する等の処理を行う。対比の方法は、特に限定されない。   In this case, for example, the determination unit compares the light emission intensity of the first region and the light emission intensity of the second region with the first threshold value and the second threshold value, and compares the results. Perform the process. The comparison method is not particularly limited.

第1の閾値及び第2の閾値と比較する方法としては、例えば、光検出装置により検出した、第3の画像における発光強度をデジタル化することにより数値化し、その結果を対比する方法が挙げられる。   As a method for comparing with the first threshold value and the second threshold value, for example, there is a method of digitizing the emission intensity in the third image detected by the light detection device, and comparing the result. .

上記判定部は、例えば(i)第1の領域の発光強度が第1の閾値以下の場合に欠陥が存在すると判断し、(ii)上記(i)の判定において欠陥が存在すると判断した部位について、第2の領域の発光強度が第2の閾値以上の場合には当該部位が内因的欠陥であると判断し、それ以外の部位を外因的欠陥と判断してもよい。これによれば、まず、第1の領域の発光強度に基づき欠陥が存在する部位を検出した後、第2の領域の発光強度に基づき検出された欠陥が内因的欠陥であるか、又は外因的欠陥であるかを分別することができる。   For example, the determination unit determines that a defect exists when (i) the emission intensity of the first region is equal to or lower than the first threshold, and (ii) a portion determined to have a defect in the determination of (i) When the emission intensity of the second region is equal to or higher than the second threshold value, the part may be determined to be an intrinsic defect, and the other part may be determined to be an extrinsic defect. According to this, first, after detecting a site where a defect exists based on the light emission intensity of the first region, the defect detected based on the light emission intensity of the second region is an intrinsic defect, or is extrinsic. Whether it is a defect can be sorted out.

また、上記判定部は、(iii)第1の領域の発光強度が第1の閾値以下であり、かつ第2の領域の発光強度が第2の閾値以上である部位が、内因的欠陥であると判断し、(iv)第1の領域の発光強度が第1の閾値以下であり、かつ第2の領域の発光強度が第2の閾値未満である部位が、外因的欠陥であると判断してもよい。(iii)の判定及び(iv)の判定の順番は特に限定されず、まず(iii)の判定を実施した後に、(iv)の判定を実施してもよいし、その反対であってもよい。また、(iii)の判定及び(iv)の判定を並列に実施してもよい。特に(iii)の判定及び(iv)の判定を並列に実施することによって、上記(i)の判定及び(ii)の判定を実施する場合と比べてより迅速に太陽電池モジュールの欠陥について評価を行うことができる。   In the determination unit, (iii) a portion where the emission intensity of the first region is equal to or lower than the first threshold and the emission intensity of the second region is equal to or higher than the second threshold is an intrinsic defect. (Iv) A portion where the emission intensity of the first region is less than or equal to the first threshold and the emission intensity of the second region is less than the second threshold is determined to be an extrinsic defect. May be. The order of the determination of (iii) and the determination of (iv) is not particularly limited, and the determination of (iv) may be performed after the determination of (iii) is performed first, or vice versa. . Further, the determination of (iii) and the determination of (iv) may be performed in parallel. In particular, by performing the determination of (iii) and the determination of (iv) in parallel, the defect of the solar cell module can be evaluated more quickly than when the determination of (i) and the determination of (ii) are performed. It can be carried out.

なお、上記(i)の判定〜(iv)の判定における「第1の閾値」及び「第2の閾値」は、それぞれ異なっていてもよいし、同一であってもよい。例えば、(i)の判定の「第1の閾値」と(iii)及び(iv)の判定における第1の領域の発光強度の比較用の「第1の閾値」とが同じであり、(ii)の判定の「第2の閾値」と(iii)及び(iv)の判定における第2の領域の発光強度の比較用の「第2の閾値」とが同じである場合を挙げることができる。   The “first threshold value” and the “second threshold value” in the determinations (i) to (iv) may be different from each other or the same. For example, the “first threshold” in the determination of (i) is the same as the “first threshold” for comparing the emission intensity of the first region in the determinations of (iii) and (iv), and (ii) The “second threshold value” in the determination of () and the “second threshold value” for comparing the emission intensity of the second region in the determinations of (iii) and (iv) can be cited.

また、「第1の閾値」及び「第2の閾値」は、欠陥を判定するための値であるともいえ、適宜設定可能であり、所望の太陽電池素子の性能や、歩留まり等を考慮して使用者が任意に設定することができる。第1の閾値を低く設定した場合、歩留まりを向上させることができ、第1の閾値を高く設定した場合、品質のより優れた太陽電池素子を得ることができる。第2の閾値を高く設定した場合、歩留まりを向上させることができ、第2の閾値を低く設定した場合、品質のより優れた太陽電池素子を得ることができる。例えば、予め種々の方法を用いて太陽電池素子中の内因的欠陥及び/又は外因的欠陥が存在している部位を特定し、これらの部位からの第1の領域の光の発光強度又は第2の領域の光の発光強度を数値化することによって、閾値を設定してもよい。いわゆるコントロールとしての値である。このような閾値は、評価対象の太陽電池に基づいて設定してもよいし、又は他の別の太陽電池に基づいて予め設定しておいてもよい。   In addition, the “first threshold value” and the “second threshold value” are values for determining defects, and can be set as appropriate, considering the performance of the desired solar cell element, the yield, and the like. The user can set it arbitrarily. When the first threshold value is set low, the yield can be improved, and when the first threshold value is set high, a solar cell element with better quality can be obtained. When the second threshold value is set high, the yield can be improved, and when the second threshold value is set low, a solar cell element with better quality can be obtained. For example, the site | part in which the intrinsic defect and / or the extrinsic defect in a solar cell element exist previously using various methods, The light emission intensity | strength or 2nd of the 1st area | region from these parts The threshold value may be set by quantifying the light emission intensity of the region. This is a value as a so-called control. Such a threshold value may be set based on the solar cell to be evaluated, or may be set in advance based on another solar cell.

例えば、「第1の閾値」は、太陽電池モジュールに対して電流注入部が電流を注入することによって太陽電池モジュールの正常な部位から生じた第1の領域の光の発光強度の値であってもよいし、この太陽電池モジュールの正常な部位から生じた第1の領域の光の発光強度の90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、又は10%の値であってもよい。第1の閾値を太陽電池モジュールの正常な部位から生じた発光強度に近く設定すれば、軽度の欠陥も検出できる。一方、第1の閾値を太陽電池モジュールの正常な部位から生じた発光強度に比べて低く設定するほど、より重度の欠陥を検出できる。なお、「正常な部位」とは、内因的欠陥も外因的欠陥も存在しない太陽電池の部位が意図される。なお、閾値は予め測定して定めておくことが好ましい。   For example, the “first threshold value” is the value of the light emission intensity of the first region generated from the normal part of the solar cell module when the current injection unit injects current into the solar cell module. 90%, 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20% of the light emission intensity of the first region generated from the normal part of the solar cell module, or It may be a value of 10%. If the first threshold value is set close to the emission intensity generated from the normal part of the solar cell module, a minor defect can be detected. On the other hand, a more severe defect can be detected as the first threshold value is set lower than the emission intensity generated from the normal part of the solar cell module. The “normal part” is intended to be a part of the solar cell in which neither an intrinsic defect nor an extrinsic defect exists. Note that the threshold value is preferably measured and determined in advance.

同様に、「第2の閾値」は、太陽電池モジュールに対して電流注入部が電流を注入することによって太陽電池モジュールの内因的欠陥が存在する部位から生じた第2の領域の光の発光強度であってもよいし、この内因的欠陥が存在する部位から生じた第2の領域の光の発光強度より若干低い値、例えば90%、80%、70%、60%、50%程度の値であってもよい。   Similarly, the “second threshold value” is the light emission intensity of the second region generated from the site where the intrinsic defect of the solar cell module is present when the current injection unit injects current into the solar cell module. Or a value slightly lower than the light emission intensity of the second region generated from the site where the intrinsic defect exists, for example, a value of about 90%, 80%, 70%, 60%, 50%. It may be.

なお、本明細書において、上記判定部が上記画像形成部にて得られた第3の画像に基づいて、上記太陽電池モジュールにおける性能を判定する工程を「判定工程」と称する。   In the present specification, the step in which the determination unit determines the performance of the solar cell module based on the third image obtained by the image forming unit is referred to as a “determination step”.

<2−6.実動作条件下での評価>
上述した評価装置を用いる、太陽電池モジュールの評価方法は、全ての種類の太陽電池モジュールに応用することができる。すなわち、上記評価方法は、結晶性又は非結晶性の太陽電池素子、化合物半導体太陽電池素子、色素増感太陽電池素子、又は有機太陽電池素子等から構成される、任意の太陽電池モジュールに対して適用することができる。例えば、上記評価方法によって評価される対象の太陽電池モジュールを構成する太陽電池素子としては、種々の半導体材料を主要構成成分とする太陽電池素子であればよく、特に限定されるものではないが、好適にはシリコン半導体を主要構成部材として備えるものが好ましい。また、上記太陽電池素子に用いられるシリコン半導体は、単結晶、多結晶、又はアモルファスのシリコン半導体であることが好ましい。本明細書において「主要構成部材として備える」とは、シリコン半導体を主要な構成部材として備えていれば、その他にどのような部材、部品が設けられていてもよいという意である。
<2-6. Evaluation under actual operating conditions>
The solar cell module evaluation method using the evaluation apparatus described above can be applied to all types of solar cell modules. That is, the evaluation method described above is for an arbitrary solar cell module composed of a crystalline or amorphous solar cell element, a compound semiconductor solar cell element, a dye-sensitized solar cell element, an organic solar cell element, or the like. Can be applied. For example, the solar cell element constituting the solar cell module to be evaluated by the evaluation method is not particularly limited as long as it is a solar cell element having various semiconductor materials as main components. It is preferable to include a silicon semiconductor as a main constituent member. Moreover, it is preferable that the silicon semiconductor used for the said solar cell element is a single crystal, a polycrystal, or an amorphous silicon semiconductor. In this specification, “providing as a main constituent member” means that any other member or component may be provided as long as a silicon semiconductor is provided as a main constituent member.

なかでも特に、多結晶のシリコン半導体を主要構成部材として備える太陽電池素子であることが好ましい。多結晶のシリコン半導体を主要構成部材として用いて太陽電池素子を作製した場合、均一な面内分布を得ることが困難であるため、上記評価方法を用いた品質評価及び性能チェックが非常に重要なものとなる。   Especially, it is preferable that it is a solar cell element provided with a polycrystalline silicon semiconductor as a main structural member. When a solar cell element is produced using a polycrystalline silicon semiconductor as a main constituent member, it is difficult to obtain a uniform in-plane distribution, so quality evaluation and performance check using the above evaluation method are very important. It will be a thing.

また、単結晶及び/又は多結晶のシリコン半導体を主要構成部材とする太陽電池モジュールに対して順方向に電流を注入させると、1000nm〜1300nmの波長領域の光を強く発する。従って、上記評価方法では、特に1000nm〜1300nmの波長領域の発光強度を検出することにより、太陽電池モジュールの性能を一層正確に評価することができる。   In addition, when current is injected in a forward direction into a solar cell module having a single crystal and / or polycrystalline silicon semiconductor as a main component, light in a wavelength region of 1000 nm to 1300 nm is strongly emitted. Therefore, in the above evaluation method, the performance of the solar cell module can be more accurately evaluated by detecting the emission intensity particularly in the wavelength region of 1000 nm to 1300 nm.

また、上記第1の電流注入部及び第2の電流注入部が注入する電流密度は、上記太陽電池モジュールの作動電流とほぼ同じ電流密度であることが好ましい。ここで「太陽電池モジュールの作動電流」とは、評価対象の太陽電池素子に太陽光を照射した際に、実際に光電変換により発生する電流の意である。例えば、シリコン半導体製の太陽電池素子の場合、5〜40mA/cmであるが、この値に限定されるものではなく、各種太陽電池素子及び各種太陽電池モジュールの材料及び組成に応じて、適宜変更可能であることはいうまでもない。なお、上記数値範囲外であっても本発明の作用効果を奏することができる合理的な数値範囲は本発明の技術的範囲に含まれる。 The current density injected by the first current injection unit and the second current injection unit is preferably substantially the same as the operating current of the solar cell module. Here, the “operating current of the solar cell module” means a current actually generated by photoelectric conversion when the solar cell element to be evaluated is irradiated with sunlight. For example, in the case of a solar cell element made of silicon semiconductor, it is 5 to 40 mA / cm 2 , but is not limited to this value, and is appropriately determined depending on the materials and compositions of various solar cell elements and various solar cell modules. Needless to say, it can be changed. In addition, the rational numerical range which can show the effect of this invention even if it is out of the said numerical range is included in the technical scope of this invention.

多結晶のシリコン半導体を主要構成部材として備える太陽電池素子の第3の画像に対して、ロングパスフィルタ(1Rパス900nm以上通過)を用いることが好ましい。第3の画像における波長900nm以上の発光を観察した場合に、第3の画像中に白色〜黒色の部位が存在していることが確認できる。これより、第3の画像において、白色の部位(発光している部位)は内因的欠陥も外因的欠陥もない正常な部位であり、黒色の部位(発光していない部位)は、内因的欠陥又は外因的欠陥が存在している部位であることを分別することができる。すなわち、太陽光の有無に関係なく、内因的欠陥又は外因的欠陥が存在することを判定することができる。   It is preferable to use a long-pass filter (1R pass 900 nm or more pass) for the third image of the solar cell element including a polycrystalline silicon semiconductor as a main constituent member. When light emission having a wavelength of 900 nm or more in the third image is observed, it can be confirmed that a white to black portion is present in the third image. Thus, in the third image, the white part (light emitting part) is a normal part having neither intrinsic defect nor extrinsic defect, and the black part (part not emitting light) is the intrinsic defect. Alternatively, it can be identified that the site has an extrinsic defect. That is, it can be determined that an intrinsic defect or an extrinsic defect exists regardless of the presence or absence of sunlight.

このように、実動作条件下での評価を行うことによって太陽電池モジュールの光電変換性能及び/又は信頼性を、より一層正確に評価することができる。ただし、本発明の評価装置を用いる、太陽電池モジュールの評価方法を行う条件は、このような実動作条件に限定されず、カメラの性能、露光時間及び欠陥の量の関係に従って異なり、当業者は最適な条件を適宜設定することができる。   Thus, the photoelectric conversion performance and / or reliability of the solar cell module can be more accurately evaluated by performing evaluation under actual operating conditions. However, the conditions for performing the solar cell module evaluation method using the evaluation apparatus of the present invention are not limited to such actual operating conditions, and vary according to the relationship between the performance of the camera, the exposure time, and the amount of defects. Optimal conditions can be set as appropriate.

以上のように、本発明の評価装置を用いる、太陽電池モジュールの評価方法によれば、従来の太陽電池モジュールの評価方法に比べて、太陽光の有無に関係なく、太陽電池モジュールの性能を定量的に評価できる。また、上記評価方法によれば、評価対象となる太陽電池モジュールの大きさは、特に限定されず、種々の大きさのものを用いることができる。例えば、太陽電池モジュールの集合体である「太陽電池パネル」、さらには、その「太陽電池パネル」の集合体である「メガソーラーシステム」などに用いることができる。   As described above, according to the solar cell module evaluation method using the evaluation apparatus of the present invention, the performance of the solar cell module is quantified regardless of the presence or absence of sunlight as compared with the conventional solar cell module evaluation method. Can be evaluated. Moreover, according to the said evaluation method, the magnitude | size of the solar cell module used as evaluation object is not specifically limited, The thing of various magnitude | sizes can be used. For example, it can be used for a “solar cell panel” that is an assembly of solar cell modules, and a “mega solar system” that is an assembly of the “solar cell panels”.

<2−7.太陽電池の評価装置の一実施形態>
図3に基づいて、本発明の太陽電池の評価装置200の一実施形態について説明する。同図に示すように、本実施形態に係る太陽電池の評価装置200は、画像取得部17、くし型プローブ9、銅板10、直流電源11及びイメージプロセッサー(Image Processor)12を備える。また、評価装置200は、太陽電池素子18を評価対象とする。太陽電池素子が複数個連結した太陽電池モジュール又はその集合体を評価対象としてもよい。
<2-7. One Embodiment of Evaluation Device for Solar Cell>
Based on FIG. 3, one Embodiment of the evaluation apparatus 200 of the solar cell of this invention is described. As shown in the figure, the solar cell evaluation apparatus 200 according to this embodiment includes an image acquisition unit 17, a comb probe 9, a copper plate 10, a DC power source 11, and an image processor 12. Moreover, the evaluation apparatus 200 sets the solar cell element 18 as an evaluation target. A solar cell module in which a plurality of solar cell elements are connected or an assembly thereof may be an evaluation target.

画像取得部17は、CCDカメラを備える画像取得装置として機能するものである。画像取得部17は、InGaAs CCDカメラ7及びレンズ8を備える。   The image acquisition unit 17 functions as an image acquisition device including a CCD camera. The image acquisition unit 17 includes an InGaAs CCD camera 7 and a lens 8.

レンズ8としては、通常のレンズやズームレンズ(Zoom Lens)を用いることができる。   As the lens 8, a normal lens or a zoom lens can be used.

また、画像取得部17としてInGaAs CCDカメラ7を用いて、サイズの違う太陽電池素子18を評価する場合、下記表1に記載したような性能を有していてもよい。   Further, when the InGaAs CCD camera 7 is used as the image acquisition unit 17 and the solar cell elements 18 having different sizes are evaluated, the performance described in Table 1 below may be provided.

Figure 2015043395
Figure 2015043395

具体的には、素子撮影モードでは、図3に示すようにCCDカメラを太陽電池素子の平行方向に設置して撮影を行うが、モジュール撮影モードの場合は、CCDカメラを太陽電池モジュールの上部に設置して撮影及び測定する。   Specifically, in the element photographing mode, as shown in FIG. 3, the CCD camera is installed in the parallel direction of the solar cell element to shoot, but in the module photographing mode, the CCD camera is placed on the solar cell module. Install and shoot and measure.

なお、素子撮影モードの場合の評価対象となる太陽電池素子18のサイズ(セルサイズ)は、例えば、大きさ:約10mm×10mm,20mm×20mm,100mm×100mm,150mm×150mm,160mm×160mm,200mm×200mm、厚さ:0.3mm以下のものを用いることができる。   The size (cell size) of the solar cell element 18 to be evaluated in the element photographing mode is, for example, a size: about 10 mm × 10 mm, 20 mm × 20 mm, 100 mm × 100 mm, 150 mm × 150 mm, 160 mm × 160 mm, The thing of 200 mm x 200 mm and thickness: 0.3 mm or less can be used.

また、本実施形態では、画像取得部17のレンズ8と太陽電池素子18との間の距離は、150mm以上400mm以内に設定され、画像取得部17は太陽電池素子18に対して上記範囲内の距離で移動可能に設置されることが好ましい。   In the present embodiment, the distance between the lens 8 of the image acquisition unit 17 and the solar cell element 18 is set to 150 mm or more and 400 mm or less, and the image acquisition unit 17 is within the above range with respect to the solar cell element 18. It is preferable to be installed so as to be movable at a distance.

くし型プローブ9は、太陽電池素子18に電流を注入するための表面コンタクトである。くし型プローブ9は、図示するようにくし型形状のプローブ1対から構成されており、太陽電池素子18を構成する太陽電池素子の電極1つにつき、くし1本が対応する。プローブの形状がくし型構造である場合、太陽電池素子18に均一に電流を注入することができるため、好ましい。   The comb probe 9 is a surface contact for injecting a current into the solar cell element 18. The comb probe 9 is composed of a pair of comb-shaped probes as shown in the figure, and one comb corresponds to one electrode of the solar cell element constituting the solar cell element 18. It is preferable that the probe has a comb structure since a current can be uniformly injected into the solar cell element 18.

特に、100mm×100mmセル,150mm×150mmセル,200mm×200mmセルに対して用いるくし型プローブ9は、各パスバー電極の長さ及び両電極間の幅が異なるものとしてもよい。例えば、アトシステム製のくし状プローブ1対を用いることができる。この場合、2本のくし状プローブの幅間隔は調整可能なように構成されることが好ましい。また、くし状プローブにおける“くし”同士の間隔は、特に限定されないが、例えば、9mmであればよい。また、プローブのくし1本の太さは1mmのものを使用できる。なお、くし型プローブ9は電極1本あたり1つ用いることが好ましい。   In particular, the comb probe 9 used for the 100 mm × 100 mm cell, 150 mm × 150 mm cell, and 200 mm × 200 mm cell may have different lengths of the pass bar electrodes and widths between the electrodes. For example, a pair of comb-shaped probes manufactured by Atosystem can be used. In this case, it is preferable that the width interval between the two comb-shaped probes is configured to be adjustable. Moreover, although the space | interval of the "comb" in a comb-shaped probe is not specifically limited, For example, what is necessary is just 9 mm. Moreover, the thickness of one comb of the probe can be 1 mm. One comb probe 9 is preferably used for each electrode.

なお、太陽電池素子18が10mm×10mm,20mm×20mmである場合、くし型プローブ9を用いることなく、ポジショーナーからのプローブ(1ヶ)を用いてもよい。   When the solar cell element 18 is 10 mm × 10 mm or 20 mm × 20 mm, a probe (one piece) from a positive shower may be used without using the comb probe 9.

また、銅板10は裏面コンタクトとして機能する。例えば、金メッキ銅板を用いることができる。この場合、太陽電池素子18を全面吸引することが好ましい。例えば、素子サイズが変化するので同中心状の正方形のみぞを掘り吸引することにより、安定性が向上する。上記みぞのサイズとしては、例えば、8mm×8mm,18mm×18mm,98mm×98mm,148mm×148mm,195mm×195mmのものを挙げることができる。また、温度センサー及び/又は冷却装置を設けることが好ましい。太陽電池素子の温度を一定に保つことができ、測定・評価精度が向上するためである。   Moreover, the copper plate 10 functions as a back contact. For example, a gold plated copper plate can be used. In this case, the entire surface of the solar cell element 18 is preferably sucked. For example, since the element size changes, the stability is improved by digging and sucking a concentric square groove. Examples of the size of the groove include 8 mm × 8 mm, 18 mm × 18 mm, 98 mm × 98 mm, 148 mm × 148 mm, and 195 mm × 195 mm. Moreover, it is preferable to provide a temperature sensor and / or a cooling device. This is because the temperature of the solar cell element can be kept constant and the measurement / evaluation accuracy is improved.

直流電源11としては、通常のDC power supply(太陽電池素子に電流密度1×10−3〜5A/cmで注入が可能なもの)のものを用いることができる。なお、電圧は、太陽電池素子を評価する場合は5V程度でよいが、太陽電池素子の集合体である太陽電池モジュール又は太陽電池パネルを評価する場合は、100V程度であることが好ましい。特に、電圧は、1つの太陽電池素子あたり1〜2V程度であることがより好ましい。 As the DC power supply 11, a normal DC power supply (which can be injected into a solar cell element at a current density of 1 × 10 −3 to 5 A / cm 2 ) can be used. The voltage may be about 5 V when evaluating solar cell elements, but is preferably about 100 V when evaluating solar cell modules or solar cell panels that are aggregates of solar cell elements. In particular, the voltage is more preferably about 1 to 2 V per solar cell element.

また、くし型プローブ9、銅板10、及び直流電源11は、電流注入部16として機能する。なお、くし型プローブ9は直流電源11のマイナス側と固定接続されており、銅板10は直流電源11のプラス側と固定接続される。また、本実施形態において、電流注入部16は、第1の電流注入部及び第2の電流注入部として機能する。   Further, the comb probe 9, the copper plate 10, and the DC power supply 11 function as a current injection unit 16. The comb probe 9 is fixedly connected to the negative side of the DC power supply 11, and the copper plate 10 is fixedly connected to the positive side of the DC power supply 11. In the present embodiment, the current injection unit 16 functions as a first current injection unit and a second current injection unit.

太陽電池モジュール又はその集合体の太陽光発電システムを測定する場合、直流電源11のプラス及びマイナスに電極を直接接続してもよい。   When measuring a photovoltaic power generation system of a solar cell module or an assembly thereof, electrodes may be directly connected to the plus and minus of the DC power supply 11.

本実施形態において、イメージプロセッサー12は、画像形成部13、判定部14及び指示部15として機能する。画像形成部13は、画像取得部17にて得られた第1の画像及び第2の画像との差分から、第1の画像を得るために注入した電流に起因する太陽電池素子18の発光状態を表す第3の画像を取得する装置として機能するものである。また、判定部14は、太陽電池素子18の性能を評価する判定装置として機能するものである。指示部15は、第1の画像を得た後に第2の画像を取得するように指示を与えるように機能する、又は第3の画像を取得するように指示を与えるように機能するものであり、いわゆる評価装置全体の動作を制御するものである。イメージプロセッサー12に用いるソフトウェアは、本発明の目的を達せられるものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、以下のような構成のソフトウェアを用いることが好ましい。
・画像の8bit(2=256階調)又は16bit(216=65536階調)保存可能なもの。
・太陽電子素子から生じた光を検出/撮影後、画面上で範囲選択して、輝度プロファイルデータを取得・保存できるもの。
・分光可能なもの。
・高感度画像を取得できるもの(image intensifierカメラ)、例えば、逆方向電流注入時のエミッション測定ができるもの。
In the present embodiment, the image processor 12 functions as the image forming unit 13, the determination unit 14, and the instruction unit 15. From the difference between the first image and the second image obtained by the image acquisition unit 17, the image forming unit 13 emits light from the solar cell element 18 caused by the current injected to obtain the first image. It functions as a device for acquiring a third image representing the above. The determination unit 14 functions as a determination device that evaluates the performance of the solar cell element 18. The instruction unit 15 functions to give an instruction to acquire the second image after obtaining the first image, or functions to give an instruction to acquire the third image. The operation of the so-called evaluation apparatus as a whole is controlled. The software used for the image processor 12 is not particularly limited as long as the object of the present invention can be achieved. For example, software having the following configuration is preferably used.
An image that can store 8 bits (2 8 = 256 gradations) or 16 bits (2 16 = 65536 gradations).
・ Those that can detect / photograph light generated from solar electronic elements, select the area on the screen, and acquire / save brightness profile data.
・ Spectrostable.
・ Those that can acquire high-sensitivity images (image intensifier cameras), for example, those that can measure emissions during reverse current injection.

また、以下の構成があれば、より好ましい。
・データを表計算ソフトで読み込み、画像とすると、撮影像の90度回転した状態になっている点を改善したもの。
・ビニングモードの簡易な切り替えが可能なもの。
・発光強度のヒストグラムの自動作成プログラム。
・発光強度の弱い部分(暗い部分)の長さや幅の自動測定。1センチ以上のものの自動検出。
・選択範囲の発光強度の平均値算出。グリッド部分の値を差し引いた平均値も測定できることが好ましい。
Further, the following configuration is more preferable.
・ Improved that when the data is read with spreadsheet software and converted into an image, the photographed image is rotated 90 degrees.
・ Simple switching of binning mode is possible.
・ Automatic creation program for histogram of light emission intensity.
・ Automatic measurement of length and width of low intensity (dark areas). Automatic detection of one centimeter or more.
・ Calculate the average value of the light emission intensity in the selected range. It is preferable that an average value obtained by subtracting the value of the grid portion can also be measured.

本実施形態の場合、画像取得部17は、太陽電池素子18の平行方向に設けられる。   In the case of this embodiment, the image acquisition unit 17 is provided in the parallel direction of the solar cell element 18.

次に図4に基づいて本太陽電池の評価装置200の評価動作の一実施形態について説明する。評価装置200は、画像形成部13、判定部14、指示部15及び画像取得部17を備える。評価対象の太陽電池装置100は、太陽電池モジュール1、パワーコンディショナー装置2を備えており、外部電力系統3と接続されている。パワーコンディショナー装置2は、インバータ4、制御部5、電流注入部16を備えており、評価装置200と接続されている。電流注入部16は、制御部5により動作制御される。   Next, an embodiment of the evaluation operation of the solar cell evaluation apparatus 200 will be described with reference to FIG. The evaluation apparatus 200 includes an image forming unit 13, a determination unit 14, an instruction unit 15, and an image acquisition unit 17. The solar cell device 100 to be evaluated includes a solar cell module 1 and a power conditioner device 2, and is connected to the external power system 3. The power conditioner device 2 includes an inverter 4, a control unit 5, and a current injection unit 16, and is connected to the evaluation device 200. The operation of the current injection unit 16 is controlled by the control unit 5.

画像形成部13及び画像取得部17は、指示部15を介して接続されており、画像形成部13は判定部14と接続されている。電流注入部16、画像取得部17、画像形成部13及び判定部14は、それぞれ上記画像取得工程、上記電流注入工程、上記画像形成工程及び上記判定工程を実行するものである。   The image forming unit 13 and the image acquisition unit 17 are connected via the instruction unit 15, and the image forming unit 13 is connected to the determination unit 14. The current injection unit 16, the image acquisition unit 17, the image formation unit 13, and the determination unit 14 execute the image acquisition step, the current injection step, the image formation step, and the determination step, respectively.

まず、電流注入部16が、太陽電池モジュール1に対して電流を注入する。太陽電池モジュール1は電流注入により発光する(エレクトロルミネッセンス)。次いで、画像取得部17は、太陽電池モジュール1の発光状態を表す第1の画像を取得する。取得した第1の画像情報は、指示部15に送られ、保存される。   First, the current injection unit 16 injects current into the solar cell module 1. The solar cell module 1 emits light by current injection (electroluminescence). Next, the image acquisition unit 17 acquires a first image representing the light emission state of the solar cell module 1. The acquired first image information is sent to the instruction unit 15 and stored.

次に、電流注入部16は、太陽電池モジュール1に対して、第1の画像を取得したときよりも小さな電流を注入する。なお、原則として制御部5が電流注入部16を制御するが、他の形態として、指示部15が、第1の画像を取得したときよりも小さな電流を注入するよう、パワーコンディショナー装置2(特に制御部5)を介して電流注入部16に伝達してもよい。また、指示部15が第1の画像を取得したときよりも小さな電流を注入するよう、制御部5を介すことなく、電流注入部16に直接的に伝達してもよい。次いで、画像取得部17は、当該電流が注入されている太陽電池モジュール1の発光状態を表す第2の画像を取得する。取得した第2の画像情報は、指示部15に送られ、保存される。   Next, the current injection unit 16 injects a smaller current into the solar cell module 1 than when the first image is acquired. In principle, the control unit 5 controls the current injection unit 16, but as another form, the power conditioner device 2 (particularly, the instruction unit 15 injects a smaller current than when the first image is acquired). You may transmit to the electric current injection part 16 via the control part 5). Moreover, you may transmit directly to the electric current injection | pouring part 16 not via the control part 5 so that the instruction | indication part 15 inject | pours a smaller electric current than when the 1st image was acquired. Next, the image acquisition unit 17 acquires a second image representing the light emission state of the solar cell module 1 into which the current is injected. The acquired second image information is sent to the instruction unit 15 and stored.

指示部15に保存された第1の画像情報及び第2の画像情報は、画像形成部13に伝達される。画像形成部13は、上記第1の画像情報と上記第2の画像情報との差分を解析し、第1の画像を取得したときに注入した電流に起因する太陽電池モジュール1の発光状態を表す第3の画像を形成する。上記第3の画像情報は、判定部14に送られる。判定部14は、上記第3の画像に基づいて、太陽電池モジュール1の発光強度と予め設定しておいた所定の値とを比較し、太陽電池モジュールに存在する欠陥等の性能を判定する。   The first image information and the second image information stored in the instruction unit 15 are transmitted to the image forming unit 13. The image forming unit 13 analyzes the difference between the first image information and the second image information, and represents the light emission state of the solar cell module 1 caused by the current injected when the first image is acquired. A third image is formed. The third image information is sent to the determination unit 14. The determination unit 14 compares the light emission intensity of the solar cell module 1 with a predetermined value set in advance based on the third image, and determines the performance of defects or the like existing in the solar cell module.

なお、上記第1の画像情報及び第2の画像情報は、指示部15から画像形成部13に順次別々に送られても、同時に送られてもよい。なお、上記第1の画像情報及び第2の画像情報は、指示部15を介することなく、画像取得部17から画像形成部13に直接的に送られる構成であってもよい。   The first image information and the second image information may be sent sequentially from the instruction unit 15 to the image forming unit 13 or may be sent simultaneously. The first image information and the second image information may be sent directly from the image acquisition unit 17 to the image forming unit 13 without using the instruction unit 15.

以上のように、本発明の太陽電池の評価装置によれば、太陽電池モジュールの評価を簡便かつ確実に行うことができる。この場合、従来のように、太陽光の有無に関係なく、太陽電池モジュールの性能を定量的に評価できる。   As described above, according to the solar cell evaluation apparatus of the present invention, the solar cell module can be easily and reliably evaluated. In this case, as in the prior art, the performance of the solar cell module can be quantitatively evaluated regardless of the presence or absence of sunlight.

<3.太陽電池モジュールの評価方法等の利用>
上述したように、本評価装置は、太陽光の有無に関係なく太陽電池モジュールの評価を行うことができる。このため、本評価装置によれば、製品状態(製造工場で完成した状態、又は構造物に設置された状態)で観察及び評価を行うことが可能であり、例えば、構造物に設置されている太陽電池モジュールの評価を定期的に行う、メンテナンス方法又はメンテナンスシステムといったビジネスモデルを構築することができる。
<3. Use of solar cell module evaluation methods, etc.>
As described above, this evaluation apparatus can evaluate solar cell modules regardless of the presence or absence of sunlight. For this reason, according to this evaluation apparatus, it is possible to observe and evaluate in the product state (the state completed in the manufacturing factory, or the state installed in the structure), for example, installed in the structure A business model such as a maintenance method or a maintenance system that periodically evaluates solar cell modules can be constructed.

すなわち、本発明には、本評価装置が、構造物に設置されている太陽電池モジュールの性能を評価する評価工程と、交換指示装置が、上記評価工程における検査結果に基づき、太陽電池モジュールの不良部分の交換を、通信ネットワークを介して、太陽電池モジュールの交換事業者に対して指示する工程と、を含む太陽電池モジュールのメンテナンス方法が含まれる。   That is, according to the present invention, the evaluation device evaluates the performance of the solar cell module installed in the structure, and the replacement instruction device is a defective solar cell module based on the inspection result in the evaluation step. And a step of instructing the replacement operator of the solar cell module to replace the part via a communication network.

また、本発明には、上記メンテナンス方法を実行するためのメンテナンスシステムも含まれる。上記メンテナンスシステムは、本発明の太陽電池の評価装置と、上記評価装置の評価結果に基づき、太陽電池モジュールの交換を、通信ネットワークを介して、太陽電池モジュールの交換事業者に対して指示する交換指示装置と、を備えるものであればよい。   The present invention also includes a maintenance system for executing the maintenance method. The maintenance system is a solar cell evaluation apparatus according to the present invention and an exchange for instructing a solar cell module replacement operator to replace the solar cell module via a communication network based on the evaluation result of the evaluation apparatus. And a pointing device.

本明細書において、文言「構造物に設置されている太陽電池モジュール」とは、家屋及びマンション等の居住施設、ショッピングモール及びオフィスビル等の商業施設等の構造物に、既に設置されている太陽電池モジュールを意図しており、例えば、太陽電池モジュールの製造工場において、製造中又は製造直後の太陽電池モジュールであって、構造物に設置されていないものは除く意である。   In the present specification, the term “solar cell module installed in a structure” means a solar module already installed in a structure such as a residential facility such as a house and a condominium, a commercial facility such as a shopping mall or an office building. A battery module is intended. For example, in a solar cell module manufacturing factory, a solar cell module that is being manufactured or has just been manufactured and that is not installed in a structure is excluded.

図5に、本実施形態に係るメンテナンスシステム300の一例を模式的に示した機能ブロック図を示す。同図に示すように、メンテナンスシステム300は、評価装置200、交換指示装置20を備える。評価装置200は、画像形成部13、判定部14、指示部15及び画像取得部17を備える。評価対象の太陽電池装置100は、太陽電池モジュール1、パワーコンディショナー装置2を備えており、外部電力系統3と接続されている。パワーコンディショナー装置2は、インバータ4、制御部5、電流注入部16を備えており、評価装置200と接続されている。なお、図4にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。   FIG. 5 is a functional block diagram schematically showing an example of the maintenance system 300 according to the present embodiment. As shown in the figure, the maintenance system 300 includes an evaluation device 200 and a replacement instruction device 20. The evaluation apparatus 200 includes an image forming unit 13, a determination unit 14, an instruction unit 15, and an image acquisition unit 17. The solar cell device 100 to be evaluated includes a solar cell module 1 and a power conditioner device 2, and is connected to the external power system 3. The power conditioner device 2 includes an inverter 4, a control unit 5, and a current injection unit 16, and is connected to the evaluation device 200. In addition, about the member which has the same function as the member demonstrated in FIG. 4, the same code | symbol is attached and the description is abbreviate | omitted.

交換指示装置20は、評価装置200に備えられている判定部14と接続される。また、交換指示装置20は、通信ネットワーク30を介して交換事業者の端末40と接続される。なお、通信ネットワーク30及び/又は交換事業者の端末40は、メンテナンスシステム300に含まれていてもよいし、外部の任意のネットワークや任意の端末を利用してもよい。   The exchange instruction device 20 is connected to the determination unit 14 provided in the evaluation device 200. Further, the exchange instruction device 20 is connected to the exchange operator's terminal 40 via the communication network 30. Note that the communication network 30 and / or the exchange operator's terminal 40 may be included in the maintenance system 300, or an external arbitrary network or an arbitrary terminal may be used.

交換指示装置20は、太陽電池モジュールの発光強度が所定の値より低下しており、性能が低下していると判断された太陽電池モジュールの交換を、通信ネットワークを介して太陽電池モジュールの交換事業者に対して指示するものである。例えば、交換指示装置20としては、特に限定されないが、インターネット等の通信回線に接続可能なコンピュータ等の演算装置を用いることができる。   The replacement instruction device 20 replaces a solar cell module whose light emission intensity is lower than a predetermined value and is judged to have deteriorated performance, and replaces the solar cell module via a communication network. It is an instruction to the person. For example, the exchange instruction device 20 is not particularly limited, and an arithmetic device such as a computer that can be connected to a communication line such as the Internet can be used.

なお、本実施形態では判定部14と交換指示装置20とを別々の装置として記載しているが、1台のコンピュータを判定部14及び交換指示装置20として用いることができることは言うまでもない。   In the present embodiment, the determination unit 14 and the replacement instruction device 20 are described as separate devices, but it goes without saying that one computer can be used as the determination unit 14 and the replacement instruction device 20.

また、通信ネットワーク30は、特に限定されないが、例えば、有線を用いた専用回線であってもよいし、インターネット等の回線を用いてもよい。また、通信ネットワーク30として、携帯電話回線や無線を用いたネットワークを利用することもできる。   Further, the communication network 30 is not particularly limited, but may be a dedicated line using a wire or a line such as the Internet. Further, as the communication network 30, a network using a mobile phone line or radio can be used.

交換事業者の端末40は、交換指示装置20からの交換指示を認識できる端末であればよい。交換事業者の端末40は、特に限定されないが、好ましくは、表示部(例えば、CRTやLCD等のディスプレイ)又は出力部(例えば、プリンタ)を備えることが好適である。   The terminal 40 of the exchange operator may be any terminal that can recognize the exchange instruction from the exchange instruction apparatus 20. The terminal 40 of the exchange operator is not particularly limited, but preferably includes a display unit (for example, a display such as a CRT or LCD) or an output unit (for example, a printer).

次いで、図6に、評価装置200を用いた実施形態に係るメンテナンスシステム300のフローの一例を示す。まず評価装置200により、第1の画像及び第2の画像が取得され、次いで、上記第1の画像と上記第2の画像との差分を解析して、第1の画像を得るために注入した電流に起因する太陽電池モジュール1の発光状態を表す第3の画像が形成される。そして、評価装置200において、上記第3の画像の発光強度が予め設定しておいた値よりも低いか否かが判定される。上記判定により、上記第3の画像の発光強度が予め設定しておいた値よりも低い場合、太陽電池モジュールの性能が低下していると判断される。太陽電池モジュールの性能が低下していると判定された場合、上記太陽電池モジュールの交換を行うか否かの検討を行うように、交換事業者に依頼する。   Next, FIG. 6 shows an example of a flow of the maintenance system 300 according to the embodiment using the evaluation apparatus 200. First, a first image and a second image are acquired by the evaluation apparatus 200, and then injected to obtain a first image by analyzing a difference between the first image and the second image. A third image representing the light emission state of the solar cell module 1 due to the current is formed. Then, in the evaluation apparatus 200, it is determined whether or not the emission intensity of the third image is lower than a preset value. If the light emission intensity of the third image is lower than a preset value based on the determination, it is determined that the performance of the solar cell module is degraded. When it is determined that the performance of the solar cell module is deteriorated, the exchange operator is requested to examine whether or not to replace the solar cell module.

より具体的には、まず、メンテナンスシステム300において、太陽電池装置100の電流注入部16が、メンテナンス対象の太陽電池モジュールに対して電流注入工程を行う(ステップ1、以下ステップを“S”と記載する)。次に、評価装置200における画像取得部17が、S1の処理を行った太陽電池モジュールの画像(第1の画像)を取得する(S2)。   More specifically, first, in the maintenance system 300, the current injection unit 16 of the solar cell device 100 performs a current injection process on the solar cell module to be maintained (step 1, hereinafter, step is described as “S”). To do). Next, the image acquisition unit 17 in the evaluation apparatus 200 acquires an image (first image) of the solar cell module that has performed the process of S1 (S2).

次に、電流注入部16が、上記太陽電池モジュールに対して電流注入工程を行う(S3)。次に、画像取得部17が、S3の処理を行った太陽電池モジュールの画像(第2の画像)を取得する(S4)。原則として制御部5が電流注入部16を制御するが、他の形態として、指示部15が、S2にて取得した画像が第2の画像であるかを判断し、取得した画像が第1の画像である場合、もう一度S1及びS2を繰り返し、第2の画像を取得するようにパワーコンディショナー装置2(特に制御部5)を介して電流注入部16に指示してもよい。また、指示部15が、S2にて取得した画像が第2の画像であるかを判断し、取得した画像が第1の画像である場合、もう一度S1及びS2を繰り返し、第2の画像を取得するように、制御部5を介すことなく、電流注入部16に直接的に指示してもよい。   Next, the current injection unit 16 performs a current injection process on the solar cell module (S3). Next, the image acquisition part 17 acquires the image (2nd image) of the solar cell module which performed the process of S3 (S4). In principle, the control unit 5 controls the current injection unit 16, but as another form, the instruction unit 15 determines whether the image acquired in S2 is the second image, and the acquired image is the first image. In the case of an image, S1 and S2 may be repeated once more, and the current injection unit 16 may be instructed via the power conditioner device 2 (particularly the control unit 5) to acquire the second image. In addition, the instruction unit 15 determines whether the image acquired in S2 is the second image. If the acquired image is the first image, S1 and S2 are repeated once to acquire the second image. As such, the current injection unit 16 may be instructed directly without using the control unit 5.

取得した上記第1の画像の情報及び上記第2の画像の情報が、画像形成部13に送られる(S5)。画像形成部13は、取得した第1の画像及び第2の画像の差異を解析し、第1の画像を得るために注入した電流に起因する太陽電池モジュール1の発光状態を表す第3の画像を形成する(S6)。   The acquired information on the first image and information on the second image are sent to the image forming unit 13 (S5). The image forming unit 13 analyzes the difference between the acquired first image and the second image, and a third image representing the light emission state of the solar cell module 1 due to the current injected to obtain the first image. Is formed (S6).

次いで、判定部14が、上記第3の画像に基づいて、第3の画像の発光強度が予め設定した値以下であるか否かを判定する(S7)。S7において、判定部14が第3の画像の発光強度が予め設定した値以下であると判定した場合(“Y”)、処理はS8に移行する。S8では、判定部14が、発光強度が低い太陽電池モジュールを性能が低下しているものと判断し、この結果を交換指示装置20に伝達する。処理は、S9に移行し、S9では、交換指示装置20が、通信ネットワーク30を介して、交換事業者の端末40に対して、性能が低下している太陽電池モジュールの存在を連絡し、交換するか否かの検討を交換事業者に依頼し、処理を終了する。   Next, the determination unit 14 determines whether the emission intensity of the third image is equal to or less than a preset value based on the third image (S7). In S7, when the determination unit 14 determines that the emission intensity of the third image is equal to or less than a preset value (“Y”), the process proceeds to S8. In S <b> 8, the determination unit 14 determines that the performance of the solar cell module with low emission intensity is degraded, and transmits this result to the replacement instruction device 20. The process proceeds to S9. In S9, the exchange instructing device 20 notifies the exchange operator's terminal 40 of the presence of the solar cell module whose performance is deteriorated via the communication network 30, and the exchange is performed. Ask the exchange operator to consider whether or not to do so, and end the process.

一方、S7において、判定部14が第3の画像の発光強度が予め設定した値より大きいと判定した場合(“N”)、処理はそのまま終了する。   On the other hand, if the determination unit 14 determines in step S7 that the emission intensity of the third image is greater than a preset value (“N”), the process ends as it is.

従来、太陽電池モジュールの評価を行うためには、大型の装置を用いこと及び暗室で行うこと必要があり、家屋等の構造物に設置された太陽電池モジュールの性能を評価し、定期的にメンテナンスを行うことが困難であった。しかし、本発明の太陽電池モジュールのメンテナンス方法又はメンテナンスシステムによれば、太陽光の有無に関係なく、太陽電池モジュールの性能を評価できる。このため、構造物に設置済みの太陽電池モジュール(すなわち、作製済みの太陽電池モジュール)であっても定期的にメンテナンスを行うことが可能である。よって、太陽電池モジュールの品質を一定のレベルに維持することができる。   Conventionally, in order to evaluate a solar cell module, it is necessary to use a large device and in a dark room, evaluate the performance of the solar cell module installed in a structure such as a house, and perform regular maintenance. It was difficult to do. However, according to the maintenance method or maintenance system of the solar cell module of the present invention, the performance of the solar cell module can be evaluated regardless of the presence or absence of sunlight. For this reason, even if it is the solar cell module already installed in the structure (namely, produced solar cell module), it is possible to perform maintenance periodically. Therefore, the quality of the solar cell module can be maintained at a certain level.

なお、上記の説明では、太陽電池の評価装置の一部の例を用いたメンテナンス方法及びメンテナンスシステムについて説明したが、当然、このメンテナンス方法及びメンテナンスシステムには、本明細書において説明した様々な太陽電池の評価装置を好適に用いることができることを念のため付言しておく。   In the above description, the maintenance method and the maintenance system using some examples of the solar cell evaluation apparatus have been described. Naturally, the maintenance method and the maintenance system include various types of solar cells described in this specification. It should be noted that a battery evaluation apparatus can be suitably used.

<3.太陽電池装置の他の実施形態>
本発明の太陽電池装置の他の形態としては、太陽電池モジュールと、上記太陽電池モジュールと接続された導電部材と、を備え、上記導電部材は、上記太陽電池モジュールに対して、外部電源から供給される電流を順方向に注入するためのものであることが好ましい。
<3. Other Embodiment of Solar Cell Device>
As another form of the solar cell device of the present invention, a solar cell module and a conductive member connected to the solar cell module are provided, and the conductive member is supplied from an external power source to the solar cell module. It is preferable for the current to be injected in the forward direction.

上記導電部材とは、上記太陽電池モジュールに対して、外部電源から供給される電流を順方向に注入するためのものであり、かつ外部電源と接続できるものであればよく、その他の具体的な構成、大きさ、形状等の条件は特に限定されない。例えば、太陽電池モジュールから導電線により引き出された導電部材であって、外部電源及び/又はパーソナルコンピュータ(PC)等の演算装置と接続可能なものを挙げることができる。   The conductive member is a member for injecting a current supplied from an external power source to the solar cell module in the forward direction and can be connected to the external power source. Conditions such as configuration, size, and shape are not particularly limited. For example, a conductive member drawn from a solar cell module by a conductive wire, which can be connected to an external power supply and / or a computing device such as a personal computer (PC) can be exemplified.

太陽電池装置が、かかる導電部材を備える構成であれば、太陽電池モジュールと外部電源とを容易に接続することができ、簡便に太陽電池モジュールに対して電流を注入しエレクトロルミネッセンスを観察できる。   If a solar cell apparatus is a structure provided with this electrically-conductive member, a solar cell module and an external power supply can be connected easily, an electric current can be easily inject | poured with respect to a solar cell module, and electroluminescence can be observed.

最後に、上述した検査部、パワーコンディショナー装置、評価装置、及び交換指示装置等のメンテナンスシステムの各ブロック(以下単に「検査部等」と称する)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェアによって実現してもよい。   Finally, each block of the maintenance system such as the above-described inspection unit, power conditioner device, evaluation device, and replacement instruction device (hereinafter simply referred to as “inspection unit etc.”) is formed on an integrated circuit (IC chip) or the like. It may be realized by a logic circuit (hardware), or may be realized by software using a CPU (Central Processing Unit).

後者の場合、検査部等は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するCPU、上記プログラム及び各種データがコンピュータ(又はCPU)で読み取り可能に記録されたROM(Read Only Memory)又は記憶装置(これらを「記録媒体」と称する)、上記プログラムを展開するRAM(Random Access Memory)などを備える。そして、コンピュータ(又はCPU)が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。   In the latter case, the inspection unit or the like includes a CPU that executes instructions of a program that is software that implements each function, a ROM (Read Only Memory) in which the program and various data are recorded so as to be readable by a computer (or CPU), or A storage device (these are referred to as “recording media”), a RAM (Random Access Memory) for expanding the program, and the like are provided. And the objective of this invention is achieved when a computer (or CPU) reads the said program from the said recording medium and runs it. As the recording medium, a “non-temporary tangible medium” such as a tape, a disk, a card, a semiconductor memory, a programmable logic circuit, or the like can be used. The program may be supplied to the computer via an arbitrary transmission medium (such as a communication network or a broadcast wave) that can transmit the program. The present invention can also be realized in the form of a data signal embedded in a carrier wave in which the program is embodied by electronic transmission.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段(装置)を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the technical means (apparatus) disclosed in different embodiments can be appropriately combined. Such embodiments are also included in the technical scope of the present invention.

本発明によれば、太陽電池モジュールの性能についての評価、品質検査、及び素子材料評価を簡便に行うことができる。さらに、設置済みの太陽電池モジュール、又はメガソーラーシステムの定期的なメンテナンスにも利用可能である。このため、単なる検査機器等にとどまらず、広範な産業に利用可能である。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the evaluation about the performance of a solar cell module, a quality inspection, and element material evaluation can be performed simply. Furthermore, it can be used for regular maintenance of installed solar cell modules or mega solar systems. For this reason, it can be used for a wide range of industries as well as mere inspection devices.

1 太陽電池モジュール
2 パワーコンディショナー装置
3 外部電力系統
4 インバータ
5 制御部
6 コンバータ
13 画像形成部(画像形成手段)
14 判定部(判定装置、判定手段)
15 指示部
16 電流注入部(電流注入手段)
17 画像取得部(画像取得手段)
20 交換指示装置
30 通信ネットワーク
40 交換事業者の端末
100、101 太陽電池装置
200 評価装置
300 メンテナンスシステム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar cell module 2 Power conditioner apparatus 3 External power system 4 Inverter 5 Control part 6 Converter 13 Image formation part (image formation means)
14 determination unit (determination device, determination means)
15 Indication part 16 Current injection part (current injection means)
17 Image acquisition unit (image acquisition means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Exchange instruction | indication apparatus 30 Communication network 40 Terminal of exchange operator 100,101 Solar cell apparatus 200 Evaluation apparatus 300 Maintenance system

Claims (19)

太陽電池モジュールと、
上記太陽電池モジュールに対して、外部電源から供給される電流を順方向に注入するための検査手段と、を備えることを特徴とする太陽電池装置。
A solar cell module;
An inspection means for injecting a current supplied from an external power source in a forward direction to the solar cell module.
上記検査手段は、電流を双方向に調整するパワーコンディショナー装置であることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池装置。   The solar cell device according to claim 1, wherein the inspection means is a power conditioner device that adjusts a current bidirectionally. 上記パワーコンディショナー装置は、インバータと、制御部と、を備えており、
上記制御部は、
(i)太陽電池モジュールから供給される直流電流を、上記インバータが交流電流に変換して、外部電力系統に出力する動作モードと、
(ii)外部電力系統から供給される交流電流を、上記インバータが直流電流に変換して、太陽電池モジュールに注入する検査モードと、
を切り替えて、パワーコンディショナー装置に流れる電流を双方向に制御するものであることを特徴とする請求項2に記載の太陽電池装置。
The power conditioner device includes an inverter and a control unit,
The control unit
(I) an operation mode in which the inverter converts the direct current supplied from the solar cell module into an alternating current and outputs the alternating current to an external power system;
(Ii) an inspection mode in which alternating current supplied from an external power system is converted into direct current by the inverter and injected into the solar cell module;
The solar cell device according to claim 2, wherein the current flowing through the power conditioner device is controlled in both directions by switching between the two.
上記パワーコンディショナー装置は、さらにコンバータを備えており、
上記制御部は、
(i)太陽電池モジュールから供給される直流電流を、上記コンバータにて調整した後、該コンバータから供給される直流電流を、上記インバータが交流電流に変換して、外部電力系統に出力する動作モードと、
(ii)外部電力系統から供給される交流電流を、上記インバータが直流電流に変換した後、該インバータから供給される直流電流を、上記コンバータにて調整した後、太陽電池モジュールに注入する検査モードと、
を切り替えて、パワーコンディショナー装置に流れる電流を双方向に制御するものであることを特徴とする請求項3に記載の太陽電池装置。
The power conditioner device further includes a converter,
The control unit
(I) An operation mode in which a direct current supplied from a solar cell module is adjusted by the converter, and then the inverter converts the direct current supplied from the converter into an alternating current and outputs the alternating current to the external power system. When,
(Ii) An inspection mode in which an alternating current supplied from an external power system is converted into a direct current by the inverter, and then a direct current supplied from the inverter is adjusted by the converter and then injected into the solar cell module. When,
The solar cell device according to claim 3, wherein the current flowing through the power conditioner device is controlled in both directions by switching between the two.
上記パワーコンディショナー装置は、上記検査モードにおいて、上記インバータを使用して、上記太陽電池モジュールに対して、パルス電流又は正弦波電流を注入するものであることを特徴とする請求項3に記載の太陽電池装置。   The said power conditioner apparatus inject | pours a pulse current or a sine wave electric current with respect to the said solar cell module using the said inverter in the said test | inspection mode, The solar of Claim 3 characterized by the above-mentioned. Battery device. 上記検査手段は、
上記太陽電池モジュールに対して順方向に電流を注入する第1の電流注入手段と、
上記太陽電池モジュールに対して順方向に上記第1の電流注入手段にて注入した電流よりも小さな電流を注入する第2の電流注入手段と、を備えていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の太陽電池装置。
The inspection means is
First current injection means for injecting current in the forward direction with respect to the solar cell module;
2. A second current injection means for injecting a current smaller than a current injected by the first current injection means in the forward direction with respect to the solar cell module. The solar cell device according to any one of 5.
請求項6に記載の太陽電池装置の性能を評価するための評価装置であって、
上記太陽電池モジュールの画像として、上記第1の電流注入手段によって電流を注入している状態の第1の画像と、上記第2の電流注入手段によって電流を注入している状態の第2の画像と、を取得する画像取得手段と、
上記第1の画像と第2の画像との差分を解析して、上記太陽電池モジュールへの第1の電流注入手段での電流注入に起因する発光状態を表す第3の画像を取得する画像形成手段と、
上記第3の画像に基づいて、上記太陽電池モジュールにおける性能を判定する判定手段と、を備えるものであることを特徴とする太陽電池の評価装置。
An evaluation device for evaluating the performance of the solar cell device according to claim 6,
As an image of the solar cell module, a first image in a state where current is injected by the first current injection means, and a second image in a state where current is injected by the second current injection means. And an image acquisition means for acquiring
Image formation for analyzing a difference between the first image and the second image to obtain a third image representing a light emission state caused by current injection by the first current injection means to the solar cell module Means,
An evaluation device for a solar cell, comprising: determination means for determining performance of the solar cell module based on the third image.
上記第1の電流注入手段は、上記画像取得手段が第1の画像を取得する際に、上記太陽電池モジュールに対して光起電力を超える電圧を印加して電流が注入されるものであることを特徴とする請求項7に記載の評価装置。   The first current injection means applies current exceeding the photovoltaic power to the solar cell module when the image acquisition means acquires the first image, and current is injected. The evaluation apparatus according to claim 7. 上記第2の電流注入手段は、上記画像取得手段が第2の画像を取得する際に、上記太陽電池モジュールに対して光起電力と同一又はそれ以上の電圧を印加して電流が注入されるものであることを特徴とする請求項7又は8に記載の評価装置。   The second current injection unit applies a voltage equal to or higher than the photovoltaic power to the solar cell module when the image acquisition unit acquires the second image, and current is injected. The evaluation apparatus according to claim 7 or 8, wherein the evaluation apparatus is a thing. 上記第2の電流注入手段は、上記画像取得手段が第2の画像を取得する際に、上記太陽電池モジュールに対して電流を注入しないものであることを特徴とする請求項7又は8に記載の評価装置。   The said 2nd electric current injection means does not inject an electric current with respect to the said solar cell module, when the said image acquisition means acquires a 2nd image, The Claim 7 or 8 characterized by the above-mentioned. Evaluation device. 上記画像形成手段が、複数の第1の画像と第2の画像とを平均化処理して、その差分から上記第3の画像を取得するものであることを特徴とする請求項7〜10のいずれか1項に記載の評価装置。   11. The image forming unit according to claim 7, wherein the first image and the second image are averaged, and the third image is acquired from the difference between the first image and the second image. The evaluation apparatus according to any one of the above. 上記画像形成手段が、上記第1の画像の取得と第2の画像の取得とを交互に複数回行い、各回の第1の画像と第2の画像との差の和を得るものであることを特徴とする請求項7〜11のいずれか1項に記載の評価装置。   The image forming means alternately performs acquisition of the first image and acquisition of the second image a plurality of times, and obtains a sum of differences between the first image and the second image at each time. The evaluation apparatus according to any one of claims 7 to 11, wherein: 上記画像形成手段が、同期検波により上記太陽電池モジュールに照射される擾乱光に起因する光起電力による影響を除去して、画像を取得するものであることを特徴とする請求項7〜12のいずれか1項に記載の評価装置。   13. The image forming unit according to claim 7, wherein the image forming unit acquires an image by removing the influence of the photovoltaic power caused by the disturbance light irradiated to the solar cell module by synchronous detection. The evaluation apparatus according to any one of the above. 上記第3の画像に生じる発光のうち、波長800nm〜1300nmの第1の領域の光と、波長1400nm〜1800nmの第2の領域の光とを検出する発光検出手段をさらに含み、
上記判定手段において、上記発光検出手段で検出した第1の領域の光の発光強度と第2の領域の光の発光強度とを指標として、内因的欠陥と外因的欠陥とを分別することを特徴とする請求項7〜13のいずれか1項に記載の評価装置。
A light emission detecting means for detecting light in a first region having a wavelength of 800 nm to 1300 nm and light in a second region having a wavelength of 1400 nm to 1800 nm among the light emission generated in the third image;
In the determination unit, the intrinsic defect and the extrinsic defect are discriminated using the light emission intensity of the first region and the light emission intensity of the second region detected by the light emission detection unit as an index. The evaluation apparatus according to any one of claims 7 to 13.
上記発光検出手段において、1150nmの光を選択的に通過させるバンドパスフィルタを用いて検出することを特徴とする請求項14に記載の評価装置。   The evaluation apparatus according to claim 14, wherein the light emission detection unit detects the light using a band-pass filter that selectively transmits 1150 nm light. 請求項7〜15のいずれか1項に記載の評価装置が、構造物に設置されている太陽電池モジュールの性能を評価する評価工程と、
交換指示装置が、上記評価工程における検査結果に基づき、太陽電池モジュールの不良部分の交換を、通信ネットワークを介して、太陽電池モジュールの交換事業者に対して指示する工程と、を含むことを特徴とする太陽電池モジュールのメンテナンス方法。
An evaluation process in which the evaluation device according to any one of claims 7 to 15 evaluates the performance of a solar cell module installed in a structure,
A replacement instruction device including a step of instructing a replacement operator of the solar cell module to replace a defective portion of the solar cell module via a communication network based on the inspection result in the evaluation step. The maintenance method of the solar cell module.
請求項7〜15のいずれか1項に記載の評価装置と、
上記評価装置の評価結果に基づき、太陽電池モジュールの交換を、通信ネットワークを介して、太陽電池モジュールの交換事業者に対して指示する交換指示装置と、を備えることを特徴とする太陽電池モジュールのメンテナンスシステム。
The evaluation apparatus according to any one of claims 7 to 15,
A solar cell module comprising: a replacement instruction device for instructing a solar cell module replacement operator to replace the solar cell module via a communication network based on the evaluation result of the evaluation device. Maintenance system.
太陽電池モジュールと、
上記太陽電池モジュールと接続された導電部材と、を備え、
上記導電部材は、上記太陽電池モジュールに対して、外部電源から供給される電流を順方向に注入するためのものであること特徴とする太陽電池装置。
A solar cell module;
A conductive member connected to the solar cell module,
The solar cell device, wherein the conductive member is for injecting a current supplied from an external power source in a forward direction to the solar cell module.
請求項18に記載の太陽電池装置の性能を評価するための評価装置であって、
上記導電部材を介して電流を注入された太陽電池モジュールの画像を取得する画像取得手段と、
上記画像に基づき、当該太陽電池モジュールの性能を判定する判定手段と、を備えることを特徴とする太陽電池の評価装置。
An evaluation device for evaluating the performance of the solar cell device according to claim 18,
Image acquisition means for acquiring an image of a solar cell module into which current is injected through the conductive member;
And a determination means for determining the performance of the solar cell module based on the image.
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