JP5261763B2 - Inspection method of welded part by magnetic field measurement - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁場測定による溶接箇所の検査装置、特に太陽電池裏面の溶接箇所等の欠陥を検査する装置、及びその方法に関する。 The present invention relates to an apparatus for inspecting a welded part by magnetic field measurement, and more particularly to an apparatus for inspecting a defect such as a welded part on the back surface of a solar cell and a method thereof.
電気回路等の溶接部の品質を評価する方法として、電流印加により発生する熱を検知するホットエレクトロンがある。しかし、この方法は溶接部の熱容量及び熱伝導の影響を受けやすく、部位によっては評価するのが難しい。また、見えない部分の溶接を評価をすることは難しい。 As a method for evaluating the quality of a welded part such as an electric circuit, there is a hot electron that detects heat generated by current application. However, this method is easily affected by the heat capacity and heat conduction of the weld and is difficult to evaluate depending on the part. Moreover, it is difficult to evaluate the welding of the invisible part.
太陽電池の溶接箇所の評価は、主に製造段階において目視で行う。溶接部は太陽電池の表面と裏面とにある。太陽電池パネルに組立てた後は、表面の溶接箇所は見えるが、裏面の溶接箇所は見えないので、溶接箇所の外観により溶接不良を判定することがきない。そのため、組立て後は、溶接部の検査として、一般に通電状態を検査する。
一般に、太陽電池パネルにおける太陽電池の電極と配線との溶接箇所は、複数箇所(通常は、3箇所以上)設けられ、1箇所が溶接不良になっても、他の溶接箇所から電流が流れ太陽電池の機能に支障がないようになっている。即ち、冗長になっている。
しかし、溶接箇所が冗長になっているため、1箇所の溶接箇所が溶接不良になっても、他の溶接部から電流が流れるので、通電検査をしても、個々の溶接箇所の溶接不良は検出しにくい。
The evaluation of the welded part of the solar cell is performed visually at the manufacturing stage. The welds are on the front and back surfaces of the solar cell. After assembling the solar cell panel, the welded portion on the front surface can be seen, but the welded portion on the back surface cannot be seen. For this reason, after assembly, the current-carrying state is generally inspected as an inspection of the welded portion.
In general, a plurality of (usually, three or more) welding locations between solar cell electrodes and wiring in a solar cell panel are provided, and even if one location is poorly welded, current flows from the other welding locations and the solar The battery function is not affected. That is, it is redundant.
However, because the welding location is redundant, even if one welding location becomes poorly welded, current flows from the other welded parts. Difficult to detect.
しかし、宇宙空間で使用する太陽電池パネルは、高い信頼性が求められる。太陽電池パネルの信頼性を向上させるため、製造後に太陽電池の表面だけでなく裏面の溶接部の溶接不良について、個々の溶接箇所を非破壊で検査することが望まれている。
また、太陽電池に限らず、電気回路の個々の溶接箇所を非破壊で検査することが望まれている。
However, high reliability is required for solar cell panels used in outer space. In order to improve the reliability of the solar cell panel, it is desired that non-destructive inspection is performed on individual welded portions not only on the surface of the solar cell but also on the welded portion on the back surface after manufacturing.
In addition to solar cells, non-destructive inspection of individual welded portions of electric circuits is desired.
特許文献1は、太陽電池表面に斜光照明、落射照明を当て、工業用TVカメラにより撮像し、画像データをメモリに記憶し、斜光照明を当てたときと、落射照明を当てたときの画像を比較し、欠陥の判定をする検査装置を開示する。
特許文献2は、光源から光起電力素子に光を照射し、測定端子棒により起電力を測定する光起電力素子の特性検査装置を開示する。 Patent Document 2 discloses a photovoltaic device characteristic inspection apparatus that irradiates a photovoltaic device with light from a light source and measures the electromotive force with a measurement terminal bar.
これらは、太陽電池表面の欠陥を検査するものであり、太陽電池の溶接箇所の検査をするものではない。 These are for inspecting defects on the surface of the solar cell and not for inspecting the welded portion of the solar cell.
本発明は、溶接部を非破壊で検査する検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。
特に、本発明は、太陽電池パネルの信頼性を向上させるため、製造後に太陽電池の表面と裏面の溶接不良を非破壊で検査する検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。
また、個々の溶接部の溶接不良を検出できる検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。
An object of this invention is to provide the inspection apparatus and inspection method which test | inspect a welding part nondestructively.
In particular, an object of the present invention is to provide an inspection apparatus and an inspection method for non-destructively inspecting a welding defect between the front surface and the back surface of a solar cell after manufacturing in order to improve the reliability of the solar cell panel.
It is another object of the present invention to provide an inspection device and an inspection method that can detect a welding defect in each welded portion.
本発明者は、溶接部の評価方法として、溶接部に電流を流したとき発生する磁場を測定する方法を開発した。
電気回路に電流を流すと、磁場が発生する。溶接部には電流が集中して流れるので、他の部分と比較して磁場が大きく異なる。
溶接不良があると、溶接不良の溶接部の電流は正常な溶接部と異なり、従って磁場も正常な溶接部とは異なる。
溶接部の磁場を測定することにより、裏面等の見えない部分も含めた溶接部の品質評価を行うことができる。
The present inventor has developed a method for measuring a magnetic field generated when a current is passed through a welded portion as a method for evaluating the welded portion.
When a current is passed through an electric circuit, a magnetic field is generated. Since the current flows through the welded portion in a concentrated manner, the magnetic field is greatly different compared to other portions.
If there is a weld failure, the current of the welded portion with the poor weld is different from that of the normal welded portion, and therefore the magnetic field is also different from that of the normal welded portion.
By measuring the magnetic field of the welded portion, the quality of the welded portion including the invisible portion such as the back surface can be evaluated.
本発明の1態様は、溶接部の溶接不良を検査する装置であって、
溶接部を含む部品を載置する試料台と、
前記部品に電流を印加するための電源と、
前記部品から発生した磁場を検出するためのプローブと、
前記プローブを移動するための駆動装置と、
前記プローブに接続され、前記プローブで検出した磁気を測定する磁気測定器と、
前記プローブの移動を制御し、前記磁気測定器により測定した磁場のデータを処理する制御演算装置と、
前記制御演算装置により処理したデータを表示する出力装置と、を備える溶接部検査装置である。
これにより、溶接部の欠陥を簡単に判定することができる。
1 aspect of this invention is an apparatus which test | inspects the welding defect of a welding part,
A sample stage on which a part including a weld is placed;
A power source for applying a current to the component;
A probe for detecting a magnetic field generated from the component;
A drive for moving the probe;
A magnetometer connected to the probe and measuring magnetism detected by the probe;
A control arithmetic unit that controls movement of the probe and processes magnetic field data measured by the magnetometer;
And an output device that displays data processed by the control arithmetic device.
Thereby, the defect of a welding part can be determined easily.
前記部品は太陽電池であってもよい。
これにより、太陽電池の溶接部が表面から見える場合だけでなく、見えない場合も、太陽電池の溶接部を簡単に判定することができる。
また、溶接部が複数あり、1箇所の溶接部が溶接不良でも、他の溶接部から電流が流れるように、溶接部が冗長になっていても、太陽電池の個々の溶接部の欠陥を簡単に判定することができる。
The component may be a solar cell.
Thereby, not only when the welding part of a solar cell is visible from the surface but also when it is not visible, the welding part of a solar cell can be determined easily.
In addition, there are multiple welded parts, and even if one welded part is poorly welded, even if the welded part is redundant so that current flows from other welded parts, defects in individual welded parts of the solar cell can be simplified. Can be determined.
前記駆動装置が、前記プローブを縦横方向に一定の距離ごとに移動して、前記部品の各部分の磁場データを測定し、
前記出力装置が、前記部品の各部分の磁場データから、磁場の分布を表示できることが好ましい。
これにより、複数の部品の磁場データを自動的に測定することができ、磁場の分布により、溶接不良の判定を容易に行うことができる。
The driving device moves the probe at a certain distance in the vertical and horizontal directions, measures magnetic field data of each part of the component,
It is preferable that the output device can display a magnetic field distribution from magnetic field data of each part of the component.
Thereby, the magnetic field data of a plurality of parts can be automatically measured, and the welding failure can be easily determined by the magnetic field distribution.
前記制御演算装置は、前記電源にかける電流をオンオフする電源オンオフ部を備え、前記電源がオンのときと、オフのときの差から、電流を印加することによる磁場データを求めることが好ましい。
これにより、外部磁場の影響を除き、部品に電流を流すことによる磁場のみを測定することができる。
また、磁場測定時のみ通電することにより、通電による部品の加熱を防ぐことができる。
Preferably, the control arithmetic device includes a power on / off unit that turns on and off a current applied to the power source, and obtains magnetic field data by applying a current from a difference between when the power is on and when the power is off.
Thereby, only the magnetic field by flowing an electric current through components can be measured except the influence of an external magnetic field.
In addition, by energizing only during magnetic field measurement, it is possible to prevent the components from being heated by energization.
前記制御演算装置が、溶接部の磁場を所定の値と比較することにより、前記部品の溶接不良を判定することができることが好ましい。
これにより、溶接不良の判定を自動的に行うことができる。
It is preferable that the control arithmetic device can determine the welding failure of the component by comparing the magnetic field of the welded portion with a predetermined value.
Thereby, the determination of poor welding can be performed automatically.
本発明の他の態様は、太陽電池の溶接部を検査する方法であって、
前記太陽電池から発生した磁場を測定するためのプローブと磁気測定器を用意し、
太陽電池に電流を印加し、
駆動装置により前記プローブを縦横方向に一定の距離ごとに移動し、前記プローブにより前記太陽電池から発生した磁場を検出し、
前記プローブにより検出した磁場を前記磁気測定器により測定し、
制御演算装置が、前記駆動装置による前記プローブの移動を制御し、前記磁気測定器により測定した磁場データを処理し、
出力装置が、前記制御演算装置により処理した磁場データを表示する段階と、
を備える太陽電池の溶接部検査方法である。
Another aspect of the present invention is a method of inspecting a solar cell weld,
Preparing a probe and a magnetometer for measuring the magnetic field generated from the solar cell,
Apply current to the solar cell,
The probe moves the probe vertically and horizontally at a certain distance, detects the magnetic field generated from the solar cell by the probe,
Measure the magnetic field detected by the probe with the magnetometer,
A control arithmetic unit controls movement of the probe by the driving device, processes magnetic field data measured by the magnetometer,
An output device displaying magnetic field data processed by the control arithmetic device;
It is a welding part inspection method of a solar cell provided with.
前記駆動装置が、前記プローブを縦横方向に一定の距離ごとに移動して、前記部品の各部分の磁場を測定し、
前記出力装置が、前記部品の各部分の磁場の磁場データから、磁場の分布を表示することが好ましい。
The driving device moves the probe at a certain distance in the vertical and horizontal directions, measures the magnetic field of each part of the component,
It is preferable that the output device displays a magnetic field distribution from magnetic field data of the magnetic field of each part of the component.
太陽電池上の磁場の分布を調べ、少なくとも1つの磁場データが基準値を超える場合、溶接不良があると判定することができる。
これにより、溶接不良を簡単に判定することができる。
The distribution of the magnetic field on the solar cell is examined, and if at least one magnetic field data exceeds a reference value, it can be determined that there is a welding defect.
Thereby, a welding defect can be determined easily.
前記駆動装置が、前記プローブを各溶接部に移動して、各溶接部の磁場を測定し、前記制御演算装置が、複数の溶接部の磁場データを基準値と比較し、少なくとも1箇所の前記溶接部の磁場データが前記基準値を超える場合、溶接不良があると判定することができる。
溶接部のみを測定し、溶接不良を判定することができるので、測定点が少なくてよい。
The drive device moves the probe to each weld and measures the magnetic field of each weld, and the control arithmetic device compares magnetic field data of a plurality of welds with a reference value, and at least one place of the If the magnetic field data of the weld exceeds the reference value, it can be determined that there is a welding failure.
Since only the welded portion can be measured and a welding failure can be determined, there are fewer measurement points.
前記複数の溶接部の磁場データうち、前記基準値を超える溶接部は良好であり、前記基準値を超えない溶接部は溶接不良であると判定することができる。
溶接部が複数あり、1箇所の溶接部が溶接不良でも、他の溶接部から電流が流れるように、冗長になっている場合、溶接不良の箇所があると、電流は良好な溶接部に集中する。そのため、基準値を超えない溶接部は電流の集中が少なく、溶接不良と判定することができる。
Among the magnetic field data of the plurality of welds, it can be determined that a weld that exceeds the reference value is good, and a weld that does not exceed the reference value is poor weld.
If there are multiple welds and the welding is redundant so that current flows from other welds even if one weld is poorly welded, if there are poor welds, the current concentrates on the good weld To do. Therefore, the welded portion that does not exceed the reference value has less current concentration, and can be determined as a welding failure.
前記制御演算装置が、1枚の太陽電池の複数の溶接部の磁場データを比較し、最大と最少の磁場データの差が基準値以上である場合、溶接不良があると判定することができる。
複数の溶接部の通電状態が異なる場合、溶接不良を容易に検出することができる。
The control arithmetic device compares the magnetic field data of a plurality of welds of one solar cell, and if the difference between the maximum and minimum magnetic field data is greater than or equal to a reference value, it can be determined that there is a welding failure.
When the energization states of the plurality of welds are different, it is possible to easily detect defective welding.
本発明によれば、電気部品の溶接不良を簡単に検査することができる。
太陽電池の表面と、裏面の見えない部分の溶接不良を簡単に検査することができる。
溶接部が複数あり、1箇所の溶接部が溶接不良でも、他の溶接部から電流が流れるように、冗長になっている場合でも、各々の溶接箇所の溶接不良を検出することができ、溶接箇所の信頼性を向上することができる。
According to the present invention, it is possible to easily inspect for defective welding of electrical components.
It is possible to easily inspect the surface of the solar cell and the poor welding of the part where the back surface is not visible.
Even if there is a plurality of welds and one weld is poorly welded or redundant so that current flows from other welds, it is possible to detect a weld failure at each weld location, The reliability of the location can be improved.
(第1の実施形態)
以下、本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の第1の実施形態による太陽電池溶接部検査装置1の概略斜視図である。太陽電池溶接部検査装置1は、太陽電池パネル10を載置する試料台25と、太陽電池パネル10に電流を印加するための電源30と、太陽電池パネル10に発生した磁場を検出するための(磁場測定)プローブ35と、プローブで検出した磁場を測定する磁気測定器(ガウスメータ)70と、プローブ35を移動するための駆動装置40とを備える。また、制御演算装置50と、入力装置61と、出力装置62とを備える。
(First embodiment)
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a schematic perspective view of a solar cell welded
試料台25には、太陽電池パネル10が適合する凹部が形成されている。図1では、太陽電池パネル10は、3×5の15枚の太陽電池11からなるように示すが、太陽電池パネル10は、他の数の太陽電池11から構成されてもよい。なお、本明細書では、太陽電池11とは1枚の太陽電池を言い、太陽電池パネル10とは太陽電池11を電気的に接続し、貼り合わせたものを言う。
The sample table 25 is formed with a recess in which the
図2は磁場を検出するためのプローブ35の斜視図である。
プローブ35は断面が長方形の細長い延長部36(長さL、厚さT)を有し、延長部36の先端部にホール素子37(長さA、幅W)を有する。ホール素子37により磁場を検出することができる。
プローブ35は、ケーブル38により磁気測定器70に接続され、プローブ35で検出した磁場を磁気測定器70で測定することができる。
FIG. 2 is a perspective view of a
The
The
図1に戻ると、プローブ35は、駆動装置40に結合されている。駆動装置40は、第1部材40aと、第2部材40bと、第3部材40cと、第4部材40dとを備える。制御演算装置50からの指示により、第2部材40bは第1部材40a上を図1のy方向に移動することができ、第3部材40cは第2部材40b上をx方向に移動することができ、第4部材40dは第3部材40cに沿ってz方向に移動することができるようになっている。その結果、駆動装置40は、プローブ35を太陽電池パネル10の面と平行なx-y平面内で移動させることができ、またプローブ35をz軸方向に移動させて、プローブ35と太陽電池パネル10との距離を調節することができる。
Returning to FIG. 1, the
駆動装置40は、太陽電池11上にプローブ35を一定の高さ(例えば5mm)で、一定の間隔(例えば5mm)で移動しながら磁場を測定し、XY平面内の磁場の分布(マッピング)を測定することができる。
太陽電池パネル10を構成する各太陽電池11について、このようなマッピングを作成することができる。又は、各太陽電池11について別々ではなく、太陽電池パネル10全体についてマッピングを作成することができる。
制御演算装置50と、入力装置61と、出力装置62については、図5のブロック図を参照して後述する。
The driving
Such a mapping can be created for each
The control
(太陽電池)
次に本発明の太陽電池検査装置1により欠陥を検査する太陽電池パネル10を構成する太陽電池11の電極の接続について説明する。太陽電池11は、GaAs系、Si系等あらゆる種類の太陽電池でよい。
図3(A)は、太陽電池11の上面図であり、(B)は下面図である。
図3(A)を参照すると、太陽電池11の表面には、上側電極21がストライプ状に形成されている。各上側電極21は、集電電極22に接続されている。集電電極22は、表面電極23a,b,cに接続し、表面電極23a,b,cに、それぞれ図3(A)の上側の電極線26a,b,cの一端部が溶接される。表面電極23a,b,cは冗長のため、複数個(本実施形態では3つ)設けられている。
図3(A)では、表面電極23a,b,cは太陽電池11の外形内に配置されているが、表面電極23a,b,cは図3(A)の上方に突出させて、電極線26a,b,cと溶接しやすくしても良い。
(Solar cell)
Next, the connection of the electrodes of the
3A is a top view of the
Referring to FIG. 3A, the
In FIG. 3 (A), the
図3(B)を参照すると、太陽電池11の裏面には、一面にp側電極20が形成されている。また、一端部に裏面電極24a,b,cが複数個(本実施形態では3つ)設けられて、p側電極20は裏面電極24a,b,cに接続する。裏面電極24a,b,cに、それぞれ図3(B)の下側の電極線26a,b,cの他端部が溶接される。裏面電極24a,b,cは冗長のため、複数個(本実施形態では3つ)設けられている。
図3(B)では、裏面電極24a,b,cは太陽電池11の外形内に配置されているが、裏面電極24a,b,cは図3(B)の下方に突出させて、電極線26a,b,cと溶接しやすくしても良い。
Referring to FIG. 3B, a p-
In FIG. 3 (B), the
本実施形態では、表面電極23a,b,cと裏面電極24a,b,cとは、それぞれ3つ設けられて、冗長となっているので、表面電極23a,b,c又は裏面電極24a,b,cと電極線26a,b,cとの1つの溶接箇所が溶接不良で、電流が流れなくても、他の2つの電極線26a,b,c経由で電流が流れる。
In the present embodiment, the
図3(A)(B)では、表面電極23a,b,cと、裏面電極24a,b,cとを、それぞれ電極線26a,b,cで接続している。電極線26a,b,cの代わりに、電極線26aから26cまでを1枚の金属箔とし、1枚の金属箔で表面電極23a,b,cと、裏面電極24a,b,cとを接続するようにしても良い。こうすると、更に冗長になる。
In FIGS. 3A and 3B, the
太陽電池パネル10は、通常複数枚の太陽電池11から構成される。一例では、図4に示すように、太陽電池11を5枚直列に接続し、この5枚の太陽電池11を3列並列に接続して、基板12上に配置されている。即ち、5×3=15枚の太陽電池11で太陽電池パネル10を構成する。図5は図4の線5‐5に沿った断面図である。
図4に示すように、太陽電池パネル10の上端部の太陽電池11の表面電極23a,b,cは、1つの電極バー27aに溶接され、電極バー27aには接続線28の一端部が半田付けされ、接続線28により電源30に接続されている。太陽電池パネル10の下端部の太陽電池11の裏面電極24a,b,cは、1つの電極バー27bに溶接され、電極バー27bは接続線28により電源30に接続されている。
表面電極23a,b,cと電源30の接続、裏面電極24a,b,cと電源30の接続は、図4、5に示した構造に限定されるものではない。表面電極23a,b,c、裏面電極24a,b,cと、電源30を接続すればよい。
The
As shown in FIG. 4, the
The connection between the
図4に示す例では、5枚直列の太陽電池11を3列並列に接続している。中央部の5枚の太陽電池11を上下逆にして、5枚直列の太陽電池11を3列直列に接続し、太陽電池11を15枚直列に接続することもできる。
In the example shown in FIG. 4, five
(ブロック図)
図6は、本発明の実施形態による太陽電池検査装置1の概略斜視図であり、制御演算装置50と、入力装置61と、出力装置62とをブロック図で示す。試料台25と、電源30と、プローブ35と、駆動装置40と、磁気測定器70とは、図1を参照して前述した。
制御演算装置50は、駆動装置40を制御する駆動制御部51と、電源30のオンオフを制御する電源オンオフ部53とを含む。
(Block Diagram)
FIG. 6 is a schematic perspective view of the solar
The control
駆動制御部51は、駆動装置40の移動を制御する。駆動装置40は、駆動制御部51の指示により、プローブ35を太陽電池パネル10の面と平行なx-y平面内で移動させることができ、またz軸方向に移動させて、プローブ35と太陽電池パネル10との距離を調節することができる。
プローブ35を太陽電池パネル10の面上を一定の距離ごとに移動して、磁場を測定することができる。または、予め各溶接部の位置を記憶し、各溶接部の位置のみで磁場を測定することができる。
電源オンオフ部53は、電源30をオンオフする。電源オンオフ部53は、プローブ35による磁場測定と同期して、電源30をオフにして磁場測定し、電源30をオンにして磁場測定し、両者の差から電流を流したことによる磁場を測定することができる。
これにより、外部磁場の影響を除き、部品に電流を流すことによる微小な磁場を測定することができる。
また、磁場測定時のみ通電することにより、通電による太陽電池11の加熱を防ぐことができる。
The
The magnetic field can be measured by moving the
The power on / off
As a result, a minute magnetic field caused by passing a current through the component can be measured without the influence of an external magnetic field.
In addition, heating the
制御演算装置50は、磁気測定器70が測定した磁場データを処理するデータ処理部56と、データ比較部57と、欠陥判定部58と、記憶部59を備える。
データ処理部56は、測定した磁場データに必要な処理を行い、x、y方向に一定間隔ごとに測定した磁場データを使用して、磁場データの分布を表示可能に処理することができる。測定した磁場データは記憶部59に記憶する。記憶された磁場データを、出力装置62のディスプレーに表示することができる。表示は、例えば2次元、又は3次元のマッピング画像とすることができる。
または、溶接部に当たる箇所のみの磁場データを測定することもできる。
The control
The
Or the magnetic field data of only the location which hits a welding part can also be measured.
データ比較部57は、2つの太陽電池の磁場データの差をとることにより、太陽電池11の磁場データの差のデータを作成することができる。
データ比較部57は、検査対象の太陽電池11の溶接部の磁場データと、基準となる良品の太陽電池の溶接部の磁場データとの差分をとることができる。
また、同じパネルに並んだ複数の太陽電池11の溶接部に当たる測定点の磁場データの差をとることができる。また、1つの太陽電池11の所定の信頼性試験の前と後の溶接部の磁場データの差をとることができる。
又は、1枚の太陽電池11の表面全体のマッピング結果から、特に異常な磁場データを示す点があるか調べることができる。
The
The
Further, it is possible to take the difference in the magnetic field data at the measurement points corresponding to the welded portions of the plurality of
Alternatively, it is possible to check whether there is a point indicating particularly abnormal magnetic field data from the mapping result of the entire surface of one
制御演算装置50により、欠陥判定部58が、太陽電池11の磁場データに基づいて、溶接不良の判定を行うこともできる。例えば、溶接部に当たる測定点の磁場データが、一定の基準値以上(又は以下)である場合、溶接不良があると判定することができる。欠陥判定部58は、良又は不良の判定結果を出力する。
記憶部59は、測定した磁場データ、磁場データを処理する式、溶接不良を判定する式等の演算式等を記憶する。
By the control
The
入力装置61は、キーボード等の公知の入力装置であり、パネルの大きさと面積、溶接部の位置等のデータを入力するのに使用される。
出力装置62は、ディスプレー等の公知の表示装置であり、太陽電池11の磁場データ、磁場データの分布(マッピング)、欠陥判定結果等を表示することができる。出力装置62は、プリンター等の印刷装置を備えてもよく、この場合は結果をプリントアウトすることができる。
The
The
(フローチャート)
図7は、本発明の実施形態による太陽電池検査装置1を使用した太陽電池パネルの検査方法を示すフローチャートである。太陽電池パネルの検査方法は、ステップS01で、太陽電池パネル10を試料台25に載置する。
ステップS02で、プローブ35の高さを太陽電池パネル10上一定の距離(例えば、5mm)に調節する。
ステップS03で、太陽電池11の上にプローブ35を移動し、太陽電池11上の磁場を測定する位置(例えば、X、Y方向に5mm間隔)を記憶部59に記憶する。複数の太陽電池11を測定する場合は、各太陽電池11について、磁場を測定する位置を記憶する。
太陽電池パネルの種類ごとに磁場を測定する位置を予め記憶部59に記憶しておけば、太陽電池パネルの種類を入力することにより、磁場を測定する位置を自動的に設定することができる。
(flowchart)
FIG. 7 is a flowchart showing a solar cell panel inspection method using the solar
In step S02, the height of the
In step S03, the
If the position for measuring the magnetic field for each type of solar cell panel is stored in the
ステップS04で、太陽電池11の磁場を測定するため、プローブ35をステップS03で求めた太陽電池11の上の位置へ移動する。ステップS05-1で、電源オンオフ装置52により、電源30をオフにして、太陽電池11上を一定の距離づつ移動しながら磁場を測定する。ステップS05-2で、電源オンオフ装置52により、電源30をオンにして、太陽電池に電圧を印加し、太陽電池11上を一定の距離づつ移動しながら磁場を測定する。電源30がオフのときとオンのときの差をとることにより、周囲の磁場の影響をなくすことができる。オフのときとオンのときの測定順は、オンのときを先にして、オフのときを後にしてもよい。
ステップS06で、測定した各測定点の磁場データを処理し、記憶部59に記憶する。
In step S04, in order to measure the magnetic field of the
In step S06, the magnetic field data of each measured measurement point is processed and stored in the
太陽電池11の溶接部の位置が分っている場合は、太陽電池11全体の上の磁場の分布を測定するのではなく、溶接部に対応する位置のみの磁場を測定するようにしてもよい。こうすると、測定点が少なくなり測定時間を短縮することができる。
When the position of the welded portion of the
ステップS07で、試料台25に載置した全ての太陽電池11の測定が終了したかどうか求める。全ての太陽電池11の測定が終了していない場合は、次の太陽電池の測定のためステップS04に戻り、次の太陽電池11の上にプローブ35を移動して、太陽電池11の磁場の測定を続ける。
なお、本実施形態では1枚の太陽電池11ごとに磁場の測定を行ったが、1枚ごとに測定するのではなく、太陽電池パネル10を構成する太陽電池11全ての上の磁場分布をまとめて測定するようにしても良い。
In step S07, it is determined whether or not the measurement of all the
In the present embodiment, the magnetic field is measured for each
更に、太陽電池の信頼性試験を実施する場合は、所定の信頼性試験を実施した後、再度図7のフローチャートのステップS04〜S07に従って、太陽電池パネルの検査を実施し、信頼性試験前後の測定データを比較する。ここに信頼性試験には、振動試験、音響試験、熱衝撃試験、熱真空試験等がある。これらの信頼性試験の前後に、太陽電池11の磁場を測定して、信頼性試験の前後で磁場データに違いが有る場合は、その信頼性試験により、太陽電池11の溶接部に欠陥が生じたことがわかる。
Furthermore, when implementing the reliability test of a solar cell, after implementing a predetermined reliability test, according to steps S04-S07 of the flowchart of FIG. 7, the solar cell panel is inspected again, and before and after the reliability test. Compare measured data. The reliability test includes a vibration test, an acoustic test, a thermal shock test, a thermal vacuum test, and the like. Before and after these reliability tests, the magnetic field of the
太陽電池パネルの検査を終了し、次に、測定したデータの処理を行う。ステップS08で、磁場データの比較を行うことができる。
制御演算装置50により欠陥の判定まで行う場合は、磁場データを欠陥判定部58に出力する。ステップS09で、磁場データに基づいて溶接不良の判定を行う。判定結果を出力装置62に表示することができる。
The inspection of the solar cell panel is finished, and then the measured data is processed. In step S08, the magnetic field data can be compared.
When the control
ステップS08とS09で、例えば、次のような比較、判定を行うことができる。
(1) 1枚の太陽電池内で、磁場の分布を調べ、特に異常な磁気データを示す点があるか調べ、基準値以上(又は以下)の磁気データがある場合、溶接不良があると判定する。
(2) 溶接部の磁場データが一定の基準値以上(又は以下)の場合、溶接不良があると判定する。
(3) 太陽電池の複数の溶接部の磁場データを比較し、その差が所定値以上の場合、溶接不良があると判定する。
In steps S08 and S09, for example, the following comparison and determination can be performed.
(1) Check the distribution of the magnetic field in one solar cell, check if there is a point that shows abnormal magnetic data in particular, and if there is magnetic data above (or below) the reference value, determine that there is a welding defect To do.
(2) If the magnetic field data of the weld is above a certain reference value (or below), it is determined that there is a welding defect.
(3) The magnetic field data of a plurality of welds of the solar cell are compared, and if the difference is greater than or equal to a predetermined value, it is determined that there is a welding failure.
(4) 試験対象の太陽電池の溶接部の磁場データを基準の太陽電池の溶接部の磁場データと比較し、その差が所定値以上の場合、溶接不良があると判定する。
(5) 試験対象の太陽電池の溶接部の磁場データを同じパネル内の他の太陽電池の溶接部の磁場データと比較し、その差が所定値以上の場合、溶接不良があると判定する。
(6) 試験対象の太陽電池について、信頼性試験の前後の溶接部の磁場データを比較し、その差が所定値以上の場合、溶接不良があると判定する。
(4) The magnetic field data of the welded part of the solar cell to be tested is compared with the magnetic field data of the welded part of the reference solar cell. If the difference is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that there is a welding defect.
(5) The magnetic field data of the welded part of the solar cell to be tested is compared with the magnetic field data of the welded part of the other solar cell in the same panel.
(6) Compare the magnetic field data of the welded part before and after the reliability test for the solar cell to be tested.
(実施例)
太陽電池の溶接箇所の磁場データを測定した。表面電極23a,b,cは全て溶接されているが、3つの裏面電極24a,b,cのうち、一部は溶接されているが、他は溶接されていない太陽電池を用意し、磁場データを比較した。太陽電池10aは、1つの表面電極のみ溶接されている。太陽電池10bは、2つの表面電極のみ溶接されている。太陽電池10cは、3つの表面電極全てが溶接されている。
(Example)
The magnetic field data of the welded part of the solar cell was measured. The
図8Aは、本発明の実施形態による太陽電池10aの上面図である。図8Aにおいて、n-側電極21、集電電極22は示していない。太陽電池10aは、表面電極23a,b,cは全て溶接されている(○で示す)。裏面電極24a,b,cのうち、裏面電極24cのみが溶接されていて(○で示す)、裏面電極24a,bは溶接されていない(×で示す)。
太陽電池10aをX-Y平面にある試料台25に配置し、太陽電池10aに電圧を印加して1Aの電流を流した。プローブ35を太陽電池10aの表面上5mmになるようにして、太陽電池10a上の磁場をX、Y方向に5mm間隔で測定した。
FIG. 8A is a top view of a
The
図8Bは、太陽電池10a上の測定点ごとの磁場データを3次元で表した図である。磁場の単位は、マイクロテスラー(μT)である。X、Y平面内における測定点ごとに磁場の強さをZ軸方向の位置で示し、あわせてハッチングの間隔を変えて表している。
図8Cは、図8BのX、Y平面内の磁場の強さをハッチングの間隔を変えて表し、2次元で表した図である。符号23a、23b、23cで示す部分は、表面の溶接箇所であり、それぞれ同程度の磁場であり、電流が同程度に集中していることがわかる。
符号24cで示す部分は裏面の溶接箇所である。24cの部分は、他の部分と比較して磁場が約30μT低い。裏面の溶接箇所は24c一箇所だけなので、他の部分と比較して磁場が特に低く、電流が集中していることがわかる。
FIG. 8B is a diagram representing the magnetic field data for each measurement point on the
FIG. 8C is a two-dimensional representation of the strength of the magnetic field in the X and Y planes of FIG. 8B with different hatching intervals. The portions indicated by
A portion indicated by
図9Aは、本発明の実施形態による太陽電池10bを表す。太陽電池10bは、表面電極23a,b,cは全て溶接されている。裏面電極24a,b,cのうち、裏面電極24aと24cが溶接されていて、裏面電極24bは溶接されていない。
図9Bは、太陽電池10b上の測定点ごとの磁場データを3次元で表した図であり、図10Cは、2次元で表した図である。符号23a、23b、23cで示す部分は、表面の溶接箇所であり、それぞれ同程度の磁場であり、電流が同程度に集中していることがわかる。
符号24aと24cで示す部分は裏面の溶接箇所であり、裏面の溶接箇所は他の部分と比較して磁場が低くなっていることがわかる。溶接されていない裏面電極24bの部分は、磁場は周囲と同程度である。
FIG. 9A represents a
FIG. 9B is a diagram representing the magnetic field data for each measurement point on the
It can be seen that the portions indicated by
図10Aは、本発明の実施形態による太陽電池10cを表す。太陽電池10cは、表面電極23a,b,cは全て溶接されている。裏面電極24a,b,cも全て溶接されている。
図10Bは、太陽電池10c上の測定点ごとの磁場データを3次元で表した図であり、図10Cは、2次元で表した図である。符号23a、23b、23cで示す部分は、表面の溶接箇所であり、それぞれ同程度の磁場であり、電流が同程度に集中していることがわかる。
符号24a、24b、24cで示す部分は裏面の溶接箇所であり、裏面の3箇所の溶接箇所は他の部分と比較して、同程度に磁場が低くなっていることがわかる。
FIG. 10A represents a
FIG. 10B is a diagram representing the magnetic field data for each measurement point on the
It can be seen that the portions indicated by
図8では、裏面の溶接箇所は24cの一箇所だけなので、溶接箇所に電流が特に集中している。
図9では、裏面の溶接箇所は24a、24cの2箇所あるので、図8と比較して溶接箇所の電流の集中は少ない。
図10は、裏面の溶接箇所は24a、24b、24cの3箇所あるので、3箇所にほぼ同じ電流が流れ、図9と比較して溶接箇所の電流の集中は少ない。
In FIG. 8, since the welding location on the back surface is only one location of 24c, the current is particularly concentrated at the welding location.
In FIG. 9, since there are two
In FIG. 10, since there are three
このように、磁場を測定することにより、電流が集中する部分を検出することができる。溶接されている箇所は、電流が集中し磁場が周囲と大きく異なる。溶接されていない箇所は、電流が集中しないので磁場が低くならない。
溶接不良の箇所があると、電流は溶接不良でない溶接箇所に集中し、溶接箇所の電流が特に周囲と大きく異なる。
In this way, by measuring the magnetic field, it is possible to detect a portion where current is concentrated. At the welded location, the current concentrates and the magnetic field is significantly different from the surroundings. In areas that are not welded, the current does not concentrate, so the magnetic field does not decrease.
When there is a poorly welded portion, the current is concentrated at a welded portion that is not defectively welded, and the current at the welded portion is particularly different from the surroundings.
本発明によれば、電気回路基板の溶接部の評価を簡単に行うことができる。
特に、溶接部を目視可能かどうかにかかわらず、太陽電池の溶接不良の検査を簡単に行うことができる。そのため、太陽電池の信頼性を向上することができる。
その他磁場の分布により評価可能な検査に適用することができる。
According to the present invention, it is possible to easily evaluate the welded portion of the electric circuit board.
In particular, regardless of whether or not the welded portion can be visually checked, it is possible to easily inspect the solar cell for poor welding. Therefore, the reliability of the solar cell can be improved.
It can be applied to other tests that can be evaluated by the distribution of the magnetic field.
1 太陽電池溶接部検査装置
10 太陽電池パネル
10a,b,c 太陽電池
11 太陽電池
12 基板
20 p-側電極
21 n-側電極
22 集電電極
23a,b,c 表面電極
24a,b,c 裏面電極
25 試料台
26a,b,c 電極線
27a,b 電極バー
28 接続線
30 電源
35 プローブ
36 延長部
37 ホール素子
38 ケーブル
40 駆動装置
50 制御演算装置
51 駆動制御部
53 電源オンオフ部
56 データ処理部
57 データ比較部
58 欠陥判定部
59 記憶部
61 入力装置
62 出力装置
1 Solar cell weld inspection system
10 Solar panel
10a, b, c solar cell
11 Solar cell
12 Board
20 p-side electrode
21 n-side electrode
22 Current collecting electrode
23a, b, c Surface electrode
24a, b, c Back electrode
25 Sample stage
26a, b, c electrode wire
27a, b electrode bar
28 Connection line
30 Power supply
35 probes
36 Extension
37 Hall element
38 cable
40 Drive unit
50 Control arithmetic unit
51 Drive controller
53 Power ON / OFF section
56 Data processing section
57 Data comparison part
58 Defect judgment section
59 Memory
61 Input device
62 Output device
Claims (5)
前記太陽電池から発生した磁場を測定するためのプローブと磁気測定器を用意し、
前記太陽電池に電流を印加し、
駆動装置により前記プローブを縦横方向に一定の距離ごとに移動し、前記プローブにより前記太陽電池から発生した磁場を検出し、
前記プローブにより検出した磁場を前記磁気測定器により測定し、
制御演算装置が、前記駆動装置による前記プローブの移動を制御し、前記磁気測定器により測定した磁場データを処理し、
出力装置が、前記制御演算装置により処理した前記太陽電池の各部分の磁場の磁場データから、磁場の分布を表示し、
各々の溶接部の溶接不良を検出することができ、
電流が集中し前記基準値を超えた溶接部は良好であり、前記基準値を超えない溶接部は溶接不良であると判定する溶接部検査方法。 A method for inspecting a solar cell weld having a plurality of welds,
Preparing a probe and a magnetometer for measuring the magnetic field generated from the solar cell,
Applying current to the solar cell;
The probe moves the probe vertically and horizontally at a certain distance, detects the magnetic field generated from the solar cell by the probe,
Measure the magnetic field detected by the probe with the magnetometer,
A control arithmetic unit controls movement of the probe by the driving device, processes magnetic field data measured by the magnetometer,
The output device displays the distribution of the magnetic field from the magnetic field data of the magnetic field of each part of the solar cell processed by the control arithmetic device,
We can detect the welding failure of each weld,
A welded part inspection method in which current is concentrated and a welded part that exceeds the reference value is good, and a welded part that does not exceed the reference value is determined to be poorly welded.
前記太陽電池から発生した磁場を測定するためのプローブと磁気測定器を用意し、
前記太陽電池に電流を印加し、
駆動装置により前記プローブを各溶接部に移動し、前記プローブにより前記太陽電池から発生した磁場を検出し、
前記プローブにより検出した磁場を前記磁気測定器により測定し、
制御演算装置が、前記駆動装置による前記プローブの移動を制御し、前記磁気測定器により測定した磁場データを処理し、
出力装置が、前記制御演算装置により処理した前記太陽電池の各溶接部の磁場データから磁場の分布を表示し、
各々の溶接部の溶接不良を検出することができ、
電流が集中し前記基準値を超えた溶接部は良好であり、前記基準値を超えない溶接部は溶接不良であると判定する段階と、
を備えることを特徴とする溶接部検査方法。 A method for inspecting a solar cell weld having a plurality of welds,
Preparing a probe and a magnetometer for measuring the magnetic field generated from the solar cell,
Applying current to the solar cell;
The probe is moved to each weld by a driving device, the magnetic field generated from the solar cell is detected by the probe,
Measure the magnetic field detected by the probe with the magnetometer,
A control arithmetic unit controls movement of the probe by the driving device, processes magnetic field data measured by the magnetometer,
The output device displays the distribution of the magnetic field from the magnetic field data of each weld of the solar cell processed by the control arithmetic device,
We can detect the welding failure of each weld,
A stage where it is determined that a weld where the current is concentrated and the reference value is exceeded is good, and a weld that does not exceed the reference value is poor weld;
A method for inspecting a welded portion.
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