JP3618865B2 - 光起電力素子の特性検査装置及び製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光起電力素子の特性検査装置及び製造方法に係る。より詳細には、光起電力素子に照射する光量に依存した電圧特性を測定することにより、光起電力素子のシャントの度合いが確認でき、長期信頼性の確保できる素子を抽出することが可能な、光起電力素子の特性検査装置及び製造方法に関する。
【０００２】
本発明の光起電力素子の特性検査装置は、太陽電池に代表される各種の光起電力素子の光電変換特性を検査するために好適に用いられる。また、本発明の光起電力素子の特性検査装置を用いた工程を導入することにより、初期特性の優れた光起電力素子を、高い歩留まりで生産することが可能な光起電力素子の製造方法を提供する。
【０００３】
【従来の技術】
光起電力素子を応用した太陽電池は、火力発電、水力発電等の既存発電方法の問題を解決する代替エネルギー源として注目されている。とりわけ、アモルファスシリコン太陽電池に代表される薄膜系の太陽電池は、結晶系の太陽電池に比較して低コストで、大面積の太陽電池が製造できるため、各種の研究がなされている。
【０００４】
このアモルファスシリコン太陽電池を実用化するに当たり重要な技術課題としては、光電変換効率を向上させること、生産上の歩留まりを向上させること、及び屋外等で使用する場合には長期信頼性を確保すること等が挙げられ、各種の検討が行われている。
【０００５】
また、このような技術課題を把握する手段として、各種特性の測定技術が検討されている。中でも、生産管理上、太陽電池の検査方法を確立することが必要である。特に、太陽電池特性の良否以外にアモルファスシリコン太陽電池のように巨視的な欠陥と極微な欠陥が混在する太陽電池の場合、シャントの度合いやシャント位置を把握する検査方法を生産工程に導入し、太陽電池の初期及び長期信頼性に関する情報を逐次把握することが、良好な特性の太陽電池を作製する際の鍵である。
【０００６】
従来、太陽電池特性を調べる場合には、最も正確な方法としては一般のソーラーシミュレーター（疑似光源）を光源に用いて特性を測定する方法がある。また、比較的簡便な方法としてはカーブトレーサーを用いて電流電圧特性を画面上に映し、読み取る方法等が行われていた。
【０００７】
また、暗状態で漏れ電流（又はシャント電流：Ｉ_ｓｈＤｋ）を測定し、漏れ抵抗（又はシャント抵抗：ＲｓｈＤｋ）を算出しシャントの度合いを測定した。
【０００８】
さらに、特開平３−２１８０４５号公報では、太陽電池表面に斜光、落差照明を当て、工業用ＴＶカメラによる撮影、撮像画像データをメモリ記憶、判定、欠陥検出する方法が開示されている。また、特開平５−８５９４号公報では、太陽電池の正負電極端子間に特定の電圧範囲内の負電圧を印加し、その時に流れる電流値を基準値と比較することにより、不安定な太陽電池を選出する方法が開示されている。
【０００９】
しかしながら、上述した検査方法では、正確であるが、装置の構成上操作が複雑であり、光源のスペクトル等の厳密な特性管理が必要なことから、生産管理上利用するには簡便な方法とは言い難いのが実状であった。
【００１０】
また、上述した検査方法は、太陽電池に集電電極を形成した後に初めて測定が可能であった。加えて、電気取り出し部を設けて測定したり、電極上に金属のプローブによりコンタクトして測定する必要があった。したがって、集電電極を形成する以前の工程では、特性を把握する手段がなかった。
【００１１】
さらに、上述した検査方法は、外部電源により電圧を印加するため、太陽電池本体の一部又は全体を破壊してしまう恐れがあった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、生産管理上利用する場合に簡便であり、集電電極を形成する以前の工程で特性を把握することができ、かつ、外部電源による電圧の印加を行わない、光起電力素子の特性検査装置を提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明は、上述した光起電力素子の特性検査装置を製造工程に用いることにより、初期特性及び長期信頼性の高い光起電力素子が得られる光起電力素子の製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の光起電力素子の特性検査装置は、少なくとも光源と測定部からなる光起電力素子の特性検査装置において、前記測定部が、前記光起電力素子の光照射面側の少なくとも一部と接触する導電性繊維からなるプローブを含むことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の光起電力素子の製造方法は、光源の光を、光起電力素子の光照射面側の少なくとも一部に照射することと、導電性繊維からなるプローブを前記光起電力素子の光照射面側の少なくとも一部と接触することにより、前記光起電力素子の特性検査を行う工程を有することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の特性検査装置は、光起電力素子の製造工程において、その電気特性を簡便に測定できるように、照射する光の光量と起電圧の相互関係を詳細に調べ、光源の安定性等から、生産上、正確で簡便に光起電力素子の合否検査が可能な装置構成を実験的に見いだし、更に実験を進めて完成したものである。
【００１７】
図６に示すように、薄膜系太陽電池（例えば、アモルファスシリコン太陽電池）の光量と起電圧との関係は、良好な太陽電池６０１（例えばシャント抵抗が１５０ｋΩｃｍ^２）の場合とシャントを多く含む太陽電池６０２（例えばシャント抵抗が１ｋΩｃｍ^２）の場合では挙動が異なる。図６の領域（Ａ）、すなわち、起電圧が光量に対してほぼ直線的に変化する部分では、太陽電池６０１と太陽電池６０２の光量（照度）に対する起電力の推移は大きく異なる。一方、図６の領域（Ｂ）では、光量に対する起電力が太陽電池６０１と太陽電池６０２の差は縮まり、良否の判定は難しい。したがって、図６の領域（Ａ）の部分で良否の判定をすれば良いことが分かる。しかも、上述した測定では電圧特性を扱うため、電流特性を扱う場合と比べて光の照射面積に大きく依存しない点も有利である。
【００１８】
本発明の骨子は、少なくとも光源と測定部からなる光起電力素子の特性検査装置において、前記測定部が、前記光起電力素子の光照射面側の少なくとも一部と接触する導電性繊維からなるプローブを含むことを特徴とする光起電力素子の特性検査装置にある。
【００１９】
以下では、各請求項ごとに、その作用について説明する。
【００２０】
（請求項１）
本発明では、測定部が光起電力素子の光照射面側の少なくとも一部と接触するプローブを含む構成であるため、集電電極が形成されている部分以外の部分の特性も測定することができ、より部分的な測定が可能となる。
さらに、導電性の繊維からなるプローブで構成されているため、集電電極を形成する前の製造工程中にある光起電力素子にプローブが接触しても、光起電力素子に与える機械的なダメージを小さくすることができる。その結果、上述した製造工程中の検査が可能となる。
【００２４】
（請求項２）
本発明では、測定部が着脱可能なプローブで構成されているため、測定時の各種微調整や部品の交換が容易にできる。
【００２５】
（請求項３）
本発明では、電圧特性を測定するため、光の照射面積や厳密な照射量に依存されず測定ができる。さらには、測定部の接続部やリード線の抵抗の影響を比較的受けずに測定できる。
【００２６】
（請求項４）
本発明では、光源に蛍光ランプを用いるため、長時間安定した検査が可能になりよりコンパクトな装置構成が可能になる。
【００２７】
（請求項５）
本発明では、測定したデーターを迅速に読み取ることができ、しかも、データーの保管ができ、更に、光起電力素子の不良位置の詳細な割り出しや、不良の度合いが分かる。
【００２８】
（請求項６）
本発明では、測定したデーターをもとに、特性の良好な光起電力素子を選び出すことができる。
【００２９】
（請求項７）
本発明では、特性の良好な光起電力素子のみを次の工程に流すことができ、不良素子を他工程に流す無駄が削除できる。
【００３０】
（請求項８）
本発明では、不良部分にマーキングすることにより、欠陥部の正確な位置確認が視覚的にできるため、欠陥の原因究明や良好部の再利用が可能となる。
【００３１】
（請求項９）
本発明では、測定部が光起電力素子の光照射面側の少なくとも一部と接触するプローブを含む構成であるため、集電電極が形成されている部分以外の部分の特性も測定することができ、より部分的な測定が可能となる。
さらに、導電性の繊維からなるプローブで構成されているため、集電電極を形成する前の製造工程中にある光起電力素子にプローブが接触しても、光起電力素子に与える機械的なダメージを小さくすることができる。その結果、上述した製造工程中の検査が可能となり、長期信頼性の良好な光起電力素子を無駄のない処理工程で効率良く製造できる。
【００３２】
（請求項１０）
本発明では、薄膜系太陽電池に本検査方法を用いることにより、良否判定がより的確に行われる。
（請求項１１）
本発明では、無駄な処理工程を削減し、特性の良好な光起電力素子を高い歩留まりで作製することができる。
【００３３】
以下、図面を参照して本発明の実施態様例を説明する。
【００３４】
（検査装置）
図１は、本発明の一実施例に係る光起電力素子の検査装置の断面図である。図１において、１００は装置本体であり、１０１は光源、１０２は光起電力素子、１０３は測定端子棒、１０４はプローブ、１０５はフィルター、１０６はインバーター、１０７は測定部本体、１０８は表示部、１０９は記憶部、１１０は演算部、１１１は搬送部、１１２はステージ、１１３は排出部、１１４はマーキング部を示している。
【００３５】
装置本体１００は、側面と上面において光源から照射した光が漏れたり、室内光が入り込まぬように囲いを設け、光の照射の条件が変化しないようにする。囲いの内面は、光の反射が極力なくなるような塗装処理等を施すと良い。更に、光源による本体内の温度上昇を抑制するために、ファンの設置や、光源周辺に通風部を設けるとよい。
【００３６】
光源１０１は、種々のランプが使用可能であるが、蛍光ランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ、白熱電球、ハロゲンランプ、ＨＩＤランプ等所望に応じて選べば良い。
【００３７】
各ランプにはスペクトルの差や、温度特性、寿命等各々の特性があるが、光起電力素子の電圧特性を測定する場合、光の光量が重要になってくる。光量の定義としては、まず光強度として、単位時間に単位面積を通過するエネルギー量として放射束（ｒａｄｉａｎｔ ｆｌｕｘ）と呼ばれるものがあり、その単位としてＷ／ｃｍ^２を用いる。また、光の照度として、単位時間当たりに入射する可視光線の量を人の視感度に対して生ずる明るさの感覚で評価し、その量を光束（ｌｕｍｉｎｏｕｓ ｆｌｕｘ）、単位面積あたりの光束を照度といい、単位はＬｕｘで表される。ここで、光強度０．０１〜１ｍＷ／ｃｍ^２はおよそ蛍光ランプ光の２０〜２０００Ｌｕｘに相当する。
【００３８】
スペクトルの観点から、一般のソーラーシミュレーター（疑似光源）に用いられるキセノンランプが有望であるがランプ寿命が極めて短いことや、照射面積に限りがあること、更にキセノンランプは高圧ガスが封入されており、無理な力を加えると破裂する可能性がある。また、紫外線の発生や高圧パルス印加することからも危険であることから使用には細心の注意が必要である。
【００３９】
また、メタルハライドランプも良好なスペクトルを示すが、十分な照射面積を得るためには規模の大きい拡散板等が必要になり、また、特殊な電源が必要となる。
【００４０】
白熱電球には温度上昇の問題があり冷却機構には十分注意が必要である。ハロゲンランプやＨＩＤランプにも拡散板の規模が大きくなることやランプ寿命が比較的短いこと、ランプコストが高額である等の問題がある。
【００４１】
蛍光ランプに関しては、ランプ寿命が長い、ランプ長が長いため特殊な拡散板を必要とせず、多数配列することにより大面積を照射できる。更に、ランプコストが安い等の利点があり好適に用いられる。また、蛍光ランプには白色、昼光色、紫外線を含めて自然光に近似したもの、インバータ制御が可能なもの等様々であり、照射面積、照度等により適宜選択できる。
【００４２】
１０３の測定端子棒には先端にプローブ１０４が接続されており、接続端子棒１０３は棒芯を金属にし周囲を絶縁処理するか、もしくは絶縁体の中空の円柱の中にリード線を通しても良い。プローブ１０４は通常の金属製のスプリングコンタクトのコンタクトプローブでも構わないが、集電電極やタブ以外のアクティブエリア、すなわち透明導電膜に直接プローブコンタクトする場合には図２に示すような先端に導電性繊維からなるプローブを設置すると良い。導電性繊維の材質はカーボンファイバーにニッケルメッキしたもの等が好適に用いられ、設置形状は筆型でもループ型でも構わない。また、導電性繊維は繊維の基体の固さを変えることにより、接触時の機械的衝撃を更に緩和することもできる。接続端子棒及びプローブの配列数はデーターの必要数と配置面積の関係から適宜決めれば良い。好ましくは等間隔に配列する。また、多数配列せず、一つ以上のプローブがＸ−Ｙ方向に自由に移動し測定を行っても良い。
【００４３】
光源１０１から照射される光はフィルター１０５とインバーター１０６により制御、管理される。フィルターは通常の各種フィルターが使用可能であるが、照射面積が大の場合でも使用可能であり、しかも拡散板の役目も果たすことから、白色のアクリル板を必要な照度にあわせて重ねたり、適当な厚みのものを使用すれば良い。
【００４４】
照度条件を常に設定した値に合わせるためにインバータ１０６を使用して微調整を行うことにより、より正確な測定が可能となる。
【００４５】
１０８は測定したデータを表示する部分であり、通常のＣＲＴや液晶パネル等表示精度、面積その他により適宜選択できる。１０９は記憶部、１１０は演算部でありコンピューターに目的に応じて適切なプログラムを導入してデーターの読み込み、信号の読み取り、出力等を行う。プリンターやプロッターを付設しても良い。
【００４６】
１１１は搬送部であり、ベルトコンベア式でもオートハンド搬送式でも適宜選ベば良い。１１２はステージであり、光起電力素子１０２の位置決め、固定を行う機構を具備し、更に、前記プローブと反対の極性の端子と結ぶように取り出し部を具備する。
【００４７】
１１４はマーキング部であり、ペイント方式でもスタンプ方式でもインクジェット方式でも、マークを貼り付ける方式等多種考えられる。
【００４８】
次に検査の流れの一例について概略説明する。エッチング処理や欠陥封止処理後光起電力素子１０２は搬送部１１１によりステージ１１２に搬送され位置決めストッパーにつき当たり、左右からホールドされる。次にプローブ１０４と太陽電池素子表面が接触し測定が開始される。接触の方法としては、ステージ１１２が基準高さからリフトアップされプローブ１０４に接触するか、もしくは接続端子棒とプローブが基準位置より下がるか、もしくは端子接続棒が取りつけられている部分全体が下方に移動して、プローブが太陽電池素子に接触しても良い。プローブと太陽電池基板が接触すると光源から照射された光により太陽電池基板が自ら発電した電圧が測定部本体１０７において測定され、表示部１０８に測定値が詳細に表示される。更に予め決定していた合否判定をもとに、不良となったものの排出もしくは、マーキングが行われ、搬送され次の工程に移される。
【００４９】
（光起電力素子）
図３に光起電力素子の一例としてアモルファスシリコン太陽電池を図に示す。図３（Ａ）は基板と反対側から光入射する非晶質シリコン系太陽電池の断面図の概略図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の太陽電池に集電電極を形成、図３（Ｃ）は図３（Ｂ）の太陽電池を光入射側から見た図である。更に、図示しないが、透明性絶縁基板上に堆積した非晶質シリコン系太陽電池、単結晶系、薄膜多結晶系太陽電池においても本発明の思想を用いた構成は適用可能であることは言うまでもない。
【００５０】
基板３０１は非晶質シリコンのような薄膜の太陽電池の場合の半導体層を機械的に支持する部材であり、また場合によっては電極として用いられる。前記基板は、半導体層を成膜するときの加熱温度に耐える耐熱性が要求されるが導電性のものでも電気絶縁性のものでも良く、導電性の材料としては、具体的にはＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｐｂ，Ｔｉ等の金属又はこれらの合金、例えば真鍮、ステンレス鋼等の薄板及びその複合体やカーボンシート、亜鉛メッキ鋼板等が挙げられ、電気絶縁性材料としては、ポリエステル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、エポキシ等の耐熱性合成樹脂のフィルム又はシート又はこれらとガラスファイバー、カーボンファイバー、ホウ素ファイバー、金属繊維等との複合体、及びこれらの金属の薄板、樹脂シート等の表面に異種材質の金属薄膜及び／又はＳｉＯ_２，Ｓｉ_３Ｎ_４，Ａｌ_２Ｏ_３，ＡｌＮ等の絶縁性薄膜をスパッタ法、蒸着法、鍍金法等により表面コーティング処理を行ったもの、及びガラス、セラミックス等が挙げられる。
【００５１】
下部電極（裏面反射層）７０２は、半導体層で発生した電力を取り出すための一方の電極であり、半導体層に対してはオーミックコンタクトとなるような仕事関数を持つことが要求される。材料としては、Ａｌ，Ａｇ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗ，Ｆｅ，Ｖ，Ｃｒ，Ｃｕ，ステンレス、真ちゅう、ニクロム、ＳｎＯ_２，Ｉｎ_２Ｏ_３，ＺｎＯ，ＩＴＯ等のいわゆる金属単体又は合金、及び透明導電性酸化物（ＴＣＯ）等が用いられる。前記下部電極３０２の表面は平滑であることが好ましいが、光の乱反射を起こさせる場合にはテクスチャー化しても良もよく裏面反射層とも呼ばれる。また、基板が導電性であるときは前記下部電極は特に設ける必要はない。
【００５２】
下部電極の作製法はメッキ、蒸着、スパッタ等の方法を用いる。上部電極の作製方法としては、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム加熱蒸着法、スパッタリング法、スプレー法等を用いることができ所望に応じて適宜選択される。
【００５３】
本発明に用いられる太陽電池の半導体層３０３としては、非晶質シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコン等が挙げられる。非晶質シリコン太陽電池に於いてｉ層を構成する半導体材料としては、ａ−Ｓｉ：Ｈ，ａ−Ｓｉ：Ｆ，ａ−Ｓｉ：Ｈ：Ｆ，ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ，ａ−ＳｉＧｅ：Ｆ，ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ：Ｆ，ａ−ＳｉＣ：Ｈ，ａ−ＳｉＣ：Ｆ，ａ−ＳｉＣ：Ｈ：Ｆ等のいわゆるＩＶ族及びＩＶ族合金系非晶質半導体が挙げられる。ｐ層又はｎ層を構成する半導体材料としては、前述したｉ層を構成する半導体材料に価電子制御剤をドーピングすることによって得られる。また原料としては、ｐ型半導体を得るための価電子制御剤としては周期律表第ＩＩＩの元素を含む化合物が用いられる。第ＩＩＩの元素としてはＢ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎが挙げられる。ｎ型半導体を得るための価電子制御剤としては周期律表第Ｖの元素を含む化合物が用いられる。第Ｖ族の元素としては、Ｐ，Ｎ，Ａｓ，Ｓｂが挙げられる。
【００５４】
非晶質シリコン半導体層の成膜法としては、蒸着法、スパッタ法、ＲＦプラズマＣＶＤ法、マイクロ波プラズマＣＶＤ法、ＥＣＲ法、熱ＣＶＤ法、ＬＰＣＶＤ法等の公知の方法を所望に応じて用いる。工業的に採用されている方法としては、原料ガスをＲＦプラズマで分解し、基板上に堆積させるＲＦプラズマＣＶＤ法が好んで用いられる。さらに、ＲＦプラズマＣＶＤに於いては、原料ガスの分解効率が約１０％と低いことや、堆積速度が１Å／ｓｅｃから１０Å／ｓｅｃ程度と遅いことが問題であるが、この点を改良できる成膜法としてマイクロ波プラズマＣＶＤ法が注目されている。以上の成膜を行うための反応装置としては、バッチ式の装置や連続成膜装置等の公知の装置が所望に応じて使用できる。本発明の太陽電池に於いては、分光感度や電圧の向上を目的として半導体接合を２以上積層するいわゆるタンデムセルやトリプルセルにも用いることが出来る。
【００５５】
上部電極（透明導電膜）３０４は、半導体層で発生した起電力を取り出すための電極であり、前記下部電極と対をなすものである。前記上部電極は非晶質シリコンのようにシート抵抗が高い半導体の場合に必要であり、結晶系の太陽電池ではシート抵抗が低いため特に必要としない。また、上部電極は、光入射側に位置するため、透明であることが必要で、透明導電膜とも呼ばれる。前記上部電極は、太陽や白色蛍光灯等からの光を半導体層内に効率良く吸収させるために光の透過率が８５％以上であることが望ましく、さらに、電気的には光で発生した電流を半導体層に対し横方向に流れるようにするためシート抵抗値は１００Ω／□以下であることが望ましい。このような特性を備えた材料としてＳｎＯ_２，Ｉｎ_２Ｏ_３，ＺｎＯ，ＣｄＯ，ＣｄＳｎＯ_４，ＩＴＯ（Ｉｎ_２Ｏ_３＋ＳｎＯ_２）等の金属酸化物が挙げられる。
【００５６】
上記太陽電池の発電のアクティブエリアを決定するために公知のエッチング技術、例えば化学エッチングや印刷エッチング、電気化学エッチング等所望の方法で上記透明導電膜３０４をエッチング除去し、３０５のエッチングラインを形成する。
【００５７】
その後、集電電極３０６を金属や導電性ペーストをスパッタ、蒸着、印刷等の方法により透明導電膜上に形成する。
【００５８】
更に、図示しないが、端子の取り出し、配線等を行い公知の方法でエンカプシュレーションをする。
【００５９】
【実施例】
以下、実施例に基づき本発明に係る「光起電力素子の特性検査装置及び製造方法」を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
【００６０】
（実施例１）
本例では、図１に示した検査装置を用いてアモルファスシリコン太陽電池の電極形成前に電圧特性を測定し、図３に示した太陽電池モジュールを作製した。
【００６１】
以下では、作製手順にしたがって説明する。
【００６２】
（１）導電性材料であるＳＵＳ４３０基板からなる基体３０１の表面を脱脂等の洗浄を行った。ここで、ＳＵＳ４３０基板３０１としては、厚みが１５０μｍのものを用いた。
【００６３】
（２）基体３０１の表面上に、順次、裏面反射層３０２、アモルファスシリコン層３０３、透明導電膜３０４を、スパッタ、蒸着、ＣＶＤ等の成膜方法にて形成した。ここで、裏面反射層３０２は、ＡｌＳｉ層とＺｎＯ層を積層したものであり、その厚さは１．５μｍとした。アモルファスシリコン層３０３は、ボトム層、ミドル層、トップ層からなるトリプルセル構成であり、その厚さは１μｍとした。また、ボトム層、ミドル層、トップ層は、各々ｎ型半導体層、ｉ型半導体層、ｐ型半導体層を順次積層したｎｉｐ接合とした。透明導電膜３０４としては、厚さが７５ｎｍのＩＴＯを設けた。
【００６４】
（３）透明導電膜３０４を成膜後、図４に示すように３０ｃｍ角に基体を裁断し、アクティブエリアを得るために基体の端部及び内部を２９．５ｃｍ角のライン状の囲み４０２を形成した光起電力素子を作製した。ライン幅は１ｍｍとした。エッチングには印刷法又は電解法を用いた。
【００６５】
（４）エッチングされた光起電力素子は、不図示の洗浄機及び乾燥機を用いて、洗浄及び乾燥をした。
【００６６】
（５）乾燥機から排出された光起電力素子を、ファンによる冷却部で十分冷却した後、図１に示した搬送部１１１に投入した。投入時の光起電力素子の基板温度は２５℃とした。また、投入数は１００枚とした。
【００６７】
（６）フィルター１０５を介した光源１０１の光を、投入した光起電力素子に照射した。測定端子棒１０３の先端に設置されたプローブ１０４を基体表面に接触させて、光起電力素子の電圧特性を測定した。電圧値は、２８ポイント（２８個のプローブに対応）について測定した。そして、測定値を記憶し出力した。
【００６８】
ここで、光源１０１には、管長５８０ｍｍの白色光−蛍光ランプを８本使用し、等間隔に配置した。フィルター１０５には、３ｍｍの白色アクリル板を使用し、照度は４００Ｌｕｘに調整した。測定端子棒１０３は７列×４列からなり、蛍光灯の管と管の間から伸びる形で、等間隔に配置した。プローブとしては、カーボン繊維にニッケルをコーティングしたものを用いた。
【００６９】
（７）工程（６）の検査を終えた光起電力素子の上に、不図示のスクリーン印刷機と熱乾燥炉を用いることで、集電電極３０７を形成した。更に、端子取り出しを行った。
【００７０】
（８）工程（７）で得られた試料の暗状態における電圧・電流特性を測定し、原点付近の傾きからシャント抵抗を調べた。
【００７１】
図７は、工程（６）において本発明の特性検査装置を用い測定した電圧特性と、工程（８）において調べたシャント抵抗との関係を示すグラフである。
【００７２】
図７から、電圧とシャント抵抗の関係はほぼ直線的であり、電圧が平均１．２Ｖ以上の試料ではシャント抵抗が１００ｋΩｃｍ^２以上で、良好な特性を示すことが分かった。ここで、電圧が平均１．２Ｖ以上の試料は、全投入試料に対して８０．２％であった。
【００７３】
したがって、本例の結果から、本発明に係る光起電力素子の特性検査装置は、集電電極測定前の途中工程において、光起電力素子の特性の良否を判定することができ、更には、工程途中で歩留まり予測ができることが分かった。
【００７４】
（比較例１）
本例では、光源１０１としてメタルハライドランプを用い、かつ、フィルター１０５を使用しなかった点が実施例１と異なる。その結果、光起電力素子１０２には１００ｍＷ／ｃｍ^２の光が照射された。他の点は実施例１と同様とした。
【００７５】
実施例１と同様にして電圧値を２８ポイントについて測定し、電極形成後、暗状態における電圧−電流特性を測定し、原点付近の傾きからシャント抵抗を調べた。図８は、本例で得られた電圧特性とシャント抵抗との関係を示すグラフである。図８から分かるように、比較的高い電圧値が測定されたものでもシャント抵抗がかなり低い値のものもあり、ばらつきが大きかった。
【００７６】
したがって、実施例１及び比較例１の結果から、本発明の検査方法を用いることによって、集電電極形成前の途中工程においても光起電力素子の特性の良否判定を正確にできることが分かった。
【００７７】
（実施例２）
本例では、実施例１と同様に電圧値を２８ポイントについて測定した結果、電圧値の平均が１．２Ｖ以上あった試料を用いて太陽電池モジュールを作製し、その初期特性及び長期信頼性を調べた。
【００７８】
以下では、評価の方法及びその結果について説明する。
【００７９】
（１）実施例１と同様に電圧値を２８ポイントについて測定し、電圧値の平均が１．２Ｖ以上を基準にし、１．２Ｖ以下の試料を排出部１１３により工程から排除した。基準を合格した試料に対し、電極形成後、暗状態における電圧−電流特性を測定し、原点付近の傾きからシャント抵抗を調べたところ、平均で１３３．２ｋΩｃｍ^２であり、良好な値であった。
【００８０】
（２）これらの試料にエンカプシュレーションを行い、太陽電池モジュールを作製した。エンカプシュレーションの方法は以下の通りである。まず、太陽電池３００の上下にクレーンガラス及びＥＶＡを積層し、次にその上下にフッ素フィルムＥＴＦＥを積層した後、真空ラミネーターに投入して１５０℃で６０分間保持しラミネーションを行った。
【００８１】
（３）得られた試料に対して、以下の方法で太陽電池特性を調べた。ＡＭ１．５グローバルの太陽光スペクトルで１００ｍＷ／ｃｍ^２の光量の疑似太陽光（以下シミュレーターと呼ぶ）を用いて太陽電池特性を測定し、変換効率を求めた。その結果、変換効率は８．７％±０．２％であり、ばらつきも少なく良好な値であった。
【００８２】
（４）これらの試料について以下に述べる信頼性試験を行った。本例で実施した信頼性試験は、日本工業規格Ｃ８９１７の結晶系太陽電池モジュールの環境試験方式、及び耐久試験方法に定められた温湿度サイクル試験Ａ−２に基づいて行った。具体的には、試料を温湿度が制御できる恒温恒湿度に投入し、温度を−４０℃から＋８５℃（相対湿度８５％）に変化させるサイクル試験を２０回繰り返した。その後、初期特性評価と同様にシミュレータを用いて変換効率を調べた。その結果、信頼性試験後の変換効率は、初期変換効率に対して平均で２％の低下におさまっており、有意な劣化は生じていなかった。
【００８３】
したがって、本例の結果から、本発明の光起電力素子の検査方法を用いて太陽電池を製造することにより、初期特性のみならず長期信頼性の良好な太陽電池を工程の途中から選んで製造できることが分かった。
【００８４】
（実施例３）
本例では、実施例１で付与したエッチングライン５０２（４０２）に加えて、図５に示すとおり光起電力素子本体５００の中心に幅２ｍｍのエッチングライン５０３を設け、アクティブエリア５０１を左右に分割した点が実施例１と異なる。他の点は、実施例１と同様とした。
【００８５】
実施例１と同様にして電圧値を２８ポイントについて測定し、電圧値の平均の算出を左右別々に行った。実施例１と同様に電圧値の平均が１．２Ｖ以上を基準にし、１．２Ｖ以下の部分が左右両方である場合は排出部１１３により工程から排除し、左右どちらか一方である場合はマーキング部１１３により速乾性のインキでスタンプ式でマーキングした。
【００８６】
その後、次工程に投入し、マーキングのない側のみに電極を形成した。電極形成後、マーキングのないサブセルの暗状態における電圧−電流特性を測定した。すなわち、原点付近の傾きからシャント抵抗を調べたところ、平均で１４３．２ｋΩｃｍ^２であり、良好な値であった。しかも、全投入の２００サブセルに対し歩留まりは８５．３％であった。
【００８７】
したがって、本例の結果から、本発明の光起電力素子の検査方法を用いて太陽電池を製造することにより、サブセル分割する際に、処理工程を削減できる。また、良好な部分を生かしながら、良好な歩留まりで太陽電池の製造ができることが分かった。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、工程途中でも検査可能な、生産管理上簡便で正確な、光起電力素子の検査が可能となる特性検査装置が得られる。
【００８９】
また、無駄な処理工程を削減し、特性の良好な光起電力素子を高い歩留まりで作製することがができる。
【００９０】
さらに、本発明により、初期特性及び長期信頼性の高い光起電力素子を、無駄のない処理工程で効率良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光起電力素子の特性検査装置の一例を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明に係る測定端子棒及びプローブの部分を示す模式的な断面図である。
【図３】本発明に係る光起電力素子の一例である太陽電池を示す模式的な断面図及び平面図である。
【図４】アクティブエリアを分割しない場合の太陽電池モジュールを示す模式的な平面図である。
【図５】アクティブエリアを２つの領域に分割した場合の太陽電池モジュールを示す模式的な平面図である。
【図６】本発明及び従来例に係る光量と起電圧の関係を示したグラフである。
【図７】実施例１に係る起電圧とシャント抵抗の関係を示したグラフである。
【図８】比較例１に係る起電圧とシャント抵抗の関係を示したグラフである。
【符号の説明】
１００ 検査装置本体、
１０１ 光源、
１０２ 光起電力素子、
１０３、２０１ 測定端子棒、
１０４、２０２ プローブ、
１０５ フィルター（拡散板）、
１０６ インバーター、
１０７ 測定部本体、
１０８ 表示部、
１０９ 記憶部、
１１０ 演算部、
１１１ 搬送部、
１１２ ステージ、
１１３ 排出部、
１１４ マーキング部、
３００、４００、５００ 光起電力素子本体、
３０１ 基板、
３０２ 下部電極（裏面反射層）、
３０３ 半導体層、
３０４ 上部電極（透明導電膜）、
３０５、４０２、５０２、５０３ エッチングライン、
３０６、４０３、５０５ 集電電極、
４０１、５０１ アクティブエリア、
４０４ 取り出し部（＋）、
４０５ 取り出し部（−）、
５０４ マーキング。

Claims (11)

1. 少なくとも光源と測定部からなる光起電力素子の特性検査装置において、前記測定部が、前記光起電力素子の光照射面側の少なくとも一部と接触する導電性繊維からなるプローブを含むことを特徴とする光起電力素子の特性検査装置。
2. 前記プローブが、脱着可能であることを特徴とする請求項１に記載の光起電力素子の特性検査装置。
3. 前記測定部は、前記光起電力素子の電圧特性を測定することを特徴とする請求項１または２項に記載の光起電力素子の特性検査装置。
4. 前記光源が、蛍光ランプであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光起電力素子の特性検査装置。
5. 前記電圧特性の測定値の表示部又は／及び記憶部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光起電力素子の特性検査装置。
6. 前記電圧特性の測定値を演算処理し、前記光起電力素子の合否を判定する部分を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光起電力素子の特性検査装置。
7. 前記合否を判定する部分により不良と判定された前記光起電力素子を排出する機構を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光起電力素子の特性検査装置。
8. 前記記憶部に記憶された信号を読み出すことで、前記光起電力素子の不良位置を特定し、前記不良位置にマーキングをする部分を有すること特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光起電力素子の特性検査装置。
9. 光源の光を、光起電力素子の光照射面側の少なくとも一部に照射することと、導電性繊維からなるプローブを前記光起電力素子の光照射面側の少なくとも一部と接触することにより、前記光起電力素子の特性検査を行う工程を有することを特徴とする光起電力素子の製造方法。
10. 前記光起電力素子が、薄膜系太陽電池であることを特徴とする請求項９に記載の光起電力素子の製造方法。
11. 前記プローブを光起電力素子の集電電極以外の部分に接触させることを特徴とする請求項９又は１０に記載の光起電力素子の製造方法。

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