JP5367630B2 - 太陽電池パネル検査装置、太陽電池パネルの検査方法、および太陽電池パネルの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、太陽電池パネル検査装置、太陽電池パネルの検査方法、および太陽電池パネルの製造方法に関するものである。
従来の太陽電池パネルは、特開２００８−１０９０４１号公報（特許文献１）に示される構造を有している。特許文献１に示される太陽電池パネルの一例に注目し、その端部近傍の拡大断面図を図１８に示す。太陽電池パネル１００は、主表面２ｕを有する透明絶縁基板２と、透明絶縁基板２の主表面２ｕに順次積層された透明電極層３、半導体光電変換層４、および裏面電極層５とを含む。太陽電池パネル１００は、透明絶縁基板２の外周近傍に透明絶縁基板２の主表面２ｕが露出する外周絶縁領域２１を有する。
図１８に示したような構造は各層を成膜した後に、一般的に用いられているレーザやブラスト等によってパターニングすることによって作製される。この構造は、作製した後に樹脂（図示せず）および保護フィルムで全体を封止される。
外周絶縁領域２１においては、図１８に示したように、透明絶縁基板２の主表面２ｕが直接露出しており、主表面２ｕの上には何もない状態となっているべきである。しかし、実際には、図１９に示すように、パターニング時の何らかの材料の残渣２３が外周絶縁領域２１に残っていることがあり得る。
樹脂で全体が封止される場合には、このような残渣２３もともに封止されることになる。このような場合、樹脂や保護フィルムや端子ボックス接続後に、最終の絶縁耐圧性を評価する試験を行い合格品のみを出荷することになり、結局不良品も封止工程までいくことになる。
したがって、このような不良品のリークを避けるためには、外周絶縁領域２１が形成された後に、一度検査装置にて検査を行うことが有効である。完成品の前に外周絶縁領域の主表面における残渣の有無を検査することにより、モジュール部材の材料が無駄にならないようにすることが可能である。
製造中に絶縁耐圧試験で不合格になった太陽電池パネルの基板の解析を行なったが、絶縁不良になるような原因が無い基板があることが分かった。又、再度太陽電池パネル検査装置にて検査したところ絶縁状態は良好であることが分かった。そして、原因を究明した結果、太陽電池パネル検査装置内の絶対水分量（本明細書中では水分量と記載）およびラインの水分量との因果関係に注目し、本発明に至った。
そこで、本発明は、太陽電池パネルの外周絶縁領域における絶縁状態を正確に検査するための太陽電池パネル検査装置、太陽電池パネルの検査方法、および太陽電池パネルの製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に基づく太陽電池パネル検査装置は、透明絶縁基板の主表面に順次積層された透明電極層、光電変換層、および裏面電極層を含み、上記透明絶縁基板の外周近傍に上記透明絶縁基板の上記主表面が露出する外周絶縁領域を有する太陽電池パネルに対して、上記外周絶縁領域の絶縁性能を検査するための太陽電池パネル検査装置であって、検査対象の太陽電池パネルを収容する筐体と、上記裏面電極層に当接させるための第１端子と、上記外周絶縁領域の外周端近傍に当接させるための第２端子と、を有し、上記第１端子と上記第２端子との端子間にそれぞれ電圧を印加するための電圧印加部と、上記電圧印加部によって電圧を印加した上記第１端子と上記第２端子との間に流れる電流を検出する電流検出部と、上記筐体内の絶対水分量を１４．３g／ｍ３以下に減少させる手段と、を備え、上記絶縁性能の検査は、上記太陽電池パネルはシステム電圧１０００Ｖであり、上記太陽電池パネルに６０００Ｖの電圧を印加して電流値が５０μＡ未満であれば合格と判断する。
上記目的を達成するため、本発明に基づく太陽電池パネルの検査方法は、透明絶縁基板の主表面に順次積層された透明電極層、光電変換層、および裏面電極層を含み、上記透明絶縁基板の外周近傍に上記透明絶縁基板の上記主表面が露出する外周絶縁領域を有する太陽電池パネルに対して、上記外周絶縁領域の絶縁性能を検査するため、上記に記載の太陽電池パネル検査装置を用いた太陽電池パネル検査方法であって、検査対象の太陽電池パネル周囲の雰囲気の絶対水分量を１４．３g／ｍ３以下に減少させる工程と、該絶対水分量を減少させる工程の後に、上記裏面電極層と上記外周絶縁領域の外周端近傍との間に流れる電流を検出する工程と、を含む。
上記目的を達成するため、本発明に基づく太陽電池パネルの製造方法は、透明絶縁基板に設けられた透明電極層に、光電変換層および裏面電極層を積層する工程と、上記透明絶縁基板の外周近傍に積層された上記透明電極層、上記光電変換層および上記裏面電極層を除去して、外周絶縁領域を形成する工程と、上記透明絶縁基板周囲の雰囲気の絶対水分量を１４．３g／ｍ３以下に減少させる工程と、該絶対水分量を減少させる工程の後に、上
記裏面電極層と上記外周絶縁領域の外周端近傍との間に流れる電流を検出して、上記外周絶縁領域の絶縁性能を検査する工程と、を含み、上記外周絶縁領域の絶縁性能を検査する工程は、上記太陽電池パネル検査方法を用いた太陽電池パネル検査方法である。
記裏面電極層と上記外周絶縁領域の外周端近傍との間に流れる電流を検出して、上記外周絶縁領域の絶縁性能を検査する工程と、を含み、上記外周絶縁領域の絶縁性能を検査する工程は、上記太陽電池パネル検査方法を用いた太陽電池パネル検査方法である。
上記目的を達成するため、本発明に基づく太陽電池パネルは、上述の太陽電池パネルの検査方法または上述の太陽電池パネルの製造方法を用いて製造される。
本発明によれば、端子間に電圧を印加して流れる電流量を正確に検査することができ、太陽電池パネルの外周絶縁領域における絶縁状態を正確に検査することができる。したがって、太陽電池パネルの生産性の向上を図ることが可能となる。
本発明に基づいた各実施の形態における太陽電池パネル検査装置、太陽電池パネルの検査方法、太陽電池パネルの製造方法、および太陽電池パネルについて、以下、図を参照しながら説明する。なお、以下に示す実施の形態および実施例は一例であり、種々の形態および実施例での実施が本発明の範囲内で可能である。
また、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
（実施の形態１）
（太陽電池パネル検査装置５０の構成）
図１に示すように、本実施の形態における太陽電池パネル検査装置５０の構成の一例について説明する。この太陽電池パネル検査装置５０の検査対象である太陽電池パネル１００は、図２に示すように、主表面２ｕを有する透明絶縁基板２と、透明絶縁基板２の主表面２ｕに順次積層された透明電極層３、半導体光電変換層４および裏面電極層５とを含み、透明絶縁基板２の外周近傍に透明絶縁基板２の主表面２ｕが露出する外周絶縁領域２１を有している。太陽電池パネル検査装置５０は、このような太陽電池パネル１００に対して、外周絶縁領域２１の絶縁性能を検査するための検査装置である。
（太陽電池パネル検査装置５０の構成）
図１に示すように、本実施の形態における太陽電池パネル検査装置５０の構成の一例について説明する。この太陽電池パネル検査装置５０の検査対象である太陽電池パネル１００は、図２に示すように、主表面２ｕを有する透明絶縁基板２と、透明絶縁基板２の主表面２ｕに順次積層された透明電極層３、半導体光電変換層４および裏面電極層５とを含み、透明絶縁基板２の外周近傍に透明絶縁基板２の主表面２ｕが露出する外周絶縁領域２１を有している。太陽電池パネル検査装置５０は、このような太陽電池パネル１００に対して、外周絶縁領域２１の絶縁性能を検査するための検査装置である。
再び、図１を参照して、この太陽電池パネル検査装置５０は、筐体５１と、裏面電極層５に当接させるための第１端子３１と、外周絶縁領域２１の外周端近傍に当接させるための第２端子３２と、第１端子３１および第２端子３２を上下方向および左右方向に起こす機構（図示せず）と、第１端子３１および第２端子３２の間にそれぞれ電圧を印加するための電圧印加部３４と、電圧印加部３４によって電圧を印加した第１端子３１および第２端子３２の間に流れる電流を検出する電流検出部３５（たとえば、絶縁耐圧試験機）と、筐体５１内の水分量を管理する手段３６（たとえば、温湿度センサー）と、太陽電池パネル１００を搬送する手段３９（たとえば、コンベヤー）とを備えている。
筐体５１内部においては、検査対象となる太陽電池パネル１００が収納された状態で、水分量を管理する手段３６によりその太陽電池パネル１００周囲の雰囲気の水分量を管理することができ、水分量を減少させる手段３７によりその太陽電池パネル１００周囲の雰囲気の水分量を減少させることができる。
電圧印加部３４と電流を検出する電流検出部３５は、一体型でも構わない。水分量を管理する手段３６と、筐体５１内の水分量を減少させる手段３７も一体型のものでも構わない。また、水分量を管理する手段３６は、必ずしも装置構成上なくても構わない。たとえば、水分量を減少させる手段３７の動作が確認できることにより、筺体５１内の水分量の減少が確認できる場合等が挙げられる。
また、図１に示す第１端子３１および第２端子３２とは別に、図３に示すように第１端子３１と第２端子３２の間に第３端子３３（複数でも可能）があっても構わない。組合せにより、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３のそれぞれに電圧を印加することができる。ただし、第３端子３３の数を多くしすぎると構造が複雑になってしまう。また、外周絶縁領域の幅に対して第３端子３３と第１端子３１の隙間、および第３端子３３と第２端子３２との間隙をうまく配置するためには、第３端子３３の数をあまり多くしすぎると不都合である。このようなことを考慮すると、現実的には、上記１以上の第３端子３３の数は、２以下であることが好ましい。
水分量を管理する手段３６は１つ以上あれば構わないし、好ましくは筐体５１内の対角線上の位置に２ヶ所あると良い。筐体５１内の水分量を管理する方法としては、湿度・温度をモニタリングすることにより、水分量を正確に把握することが可能となる。たとえば、図４に示したように、同じ湿度５０％であった場合でも、温度が３０℃の場合、水分量は１５．０５ｇ／ｍ３であり、温度が２５℃の場合、水分量は１１．４２ｇ／ｍ３となり水分量の相違が生じる。
また、太陽電池パネル（薄膜太陽電池）の製造ラインでは、温度管理もある幅を有して（約５℃程度）おり、さらに湿度管理をしていないのが一般的な製造環境である。従って、それぞれの温度により湿度を管理することにより、正確な筐体５１内の水分量を把握することができる。その際、温度ごとに湿度の上限を決めて管理を行なうことにより、測定を正確に行なうことが可能である。
より、簡単な管理方法として、温度管理の上限値がわかっているのであれば、温度が高いほど同じ湿度であれば、水分量が高いので、温度の上限値での湿度を管理しておけば、測定を正しく行なうことが可能となる。
筐体５１内の水分量としては、好ましくは１４．３ｇ／ｍ３以下、より好ましくは１２．５ｇ／ｍ３以下である。
筐体５１内の水分量を減少させる手段としては、筐体５１内に乾燥エアーにて置換することにより、筐体５１内の水分量を減少させることが可能である。その際、たとえば、温度２５℃、湿度５０％が上限値だとすれば、温度２８℃、湿度４５％以上になれば、乾燥エアーを導入するなどの制御を行えば、ランニングコスト低減が可能となる。
他の水分量を減少させる手段としては、除湿機にて装置内の水分量を低減すればよい。この際、たとえば、温度２８℃、湿度５０％が上限値だとすれば、温度２８℃、湿度４５％以上になれば、除湿機が運転開始するなどの制御を行なえば、ランニングコスト低減が可能となる。
より、簡単な水分量を減少させる手段として、筐体５１内に乾燥剤をいれ、湿度がある一定値以上になれば、筐体５１内より警告音が発せられ、乾燥剤を交換するシステムを有していれば良い。乾燥剤としては、物理的吸着であるシリカゲル系乾燥剤、化学的吸着である塩化カルシウム系乾燥時剤、酸化マグネシウム系乾燥剤が使用できる。水分量が高い場合は、吸湿に優れた化学的吸着である乾燥剤を使用することが好ましい。
また、装置の筐体５１内の湿度、温度または水分量が規定値以上である場合、装置内にて基板が待機し、規定値未満の温度・湿度または水分量になるまで測定を実行しない方が、装置の前のコンベヤー等で待機するより好ましい。
（実施の形態２）
（太陽電池パネル検査装置５０Ａおよび上流側装置５２の構成）
図５に示すように、本実施の形態に使用する太陽電池パネル検査装置５０Ａ、および太陽電池パネル１００の搬送方向からみて上流側に設置される上流側装置５２の構成の一例について説明する。この太陽電池パネル検査装置５０Ａは、図２に示した、主表面２ｕを有する透明絶縁基板２と、透明絶縁基板２の主表面２ｕに順次積層された透明電極層３、半導体光電変換層４、および裏面電極層５とを含み、透明絶縁基板２の外周近傍に透明絶縁基板２の主表面２ｕが露出する外周絶縁領域２１を有する太陽電池パネル１００に対して、外周絶縁領域２１の絶縁性能を検査するための検査装置である。
（太陽電池パネル検査装置５０Ａおよび上流側装置５２の構成）
図５に示すように、本実施の形態に使用する太陽電池パネル検査装置５０Ａ、および太陽電池パネル１００の搬送方向からみて上流側に設置される上流側装置５２の構成の一例について説明する。この太陽電池パネル検査装置５０Ａは、図２に示した、主表面２ｕを有する透明絶縁基板２と、透明絶縁基板２の主表面２ｕに順次積層された透明電極層３、半導体光電変換層４、および裏面電極層５とを含み、透明絶縁基板２の外周近傍に透明絶縁基板２の主表面２ｕが露出する外周絶縁領域２１を有する太陽電池パネル１００に対して、外周絶縁領域２１の絶縁性能を検査するための検査装置である。
この太陽電池パネル検査装置５０Ａは、筐体５１Ａと、少なくとも裏面電極層５に当接させるための第１端子３１と、外周絶縁領域２１の外周端近傍に当接させるための第２端子３２と、第１端子３１および第２端子３２を上下方向および左右方向に起こす機構（図示せず）と、第１端子３１および第２端子３２の間にそれぞれ電圧を印加するための電圧印加部３４と、電圧印加部３４によって電圧を印加した第１端子３１および第２端子３２の間に流れる電流を検出する電流検出部３５（たとえば、耐電圧・絶縁抵抗試験機）と、筐体５１Ａ内の水分量を管理する手段３６（たとえば、温湿度センサー）と、太陽電池パネル１００を搬送する手段３９（たとえば、コンベヤー）とを備えている。
筐体５１内部においては、検査対象となる太陽電池パネル１００が収納された状態で、水分量を管理する手段３６によりその太陽電池パネル１００周囲の雰囲気の水分量を管理することができ、水分量を減少させる手段３７によりその太陽電池パネル１００周囲の雰囲気の水分量を減少させることができる。
電圧印加部３４と電流を検出する電流検出部３５は、一体型でも構わない。水分量を管理する手段３６と、筐体５１内の水分量を減少させる手段３７も一体型のものでも構わない。また、水分量を管理する手段３６は、必ずしも装置構成上なくても構わない。たとえば、水分量を減少させる手段３７の動作が確認できることにより、筺体５１内の水分量の減少が確認できる場合等が挙げられる。
また、図５に示す第１端子３１および第２端子３２とは別に、図３に示したような、第１端子３１と第２端子３２の間に第三の端子３３（複数でも可能）があっても構わない。組合せにより、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３のそれぞれに電圧を印加することができる。ただし、第３端子３３の数を多くしすぎると構造が複雑になってしまう。また、外周絶縁領域の幅に対して第３端子３３と第１端子３１の隙間、および第３端子３３と第２端子３２との間隙をうまく配置するためには、第３端子３３の数をあまり多くしすぎると不都合である。このようなことを考慮すると、現実的には、上記１以上の第３端子３３の数は、２以下であることが好ましい。
太陽電池パネル１００Ａの搬送方向からみて上流側直前に設置される上流側装置５２（たとえば、搬送コンベヤー）の筐体５３内には、筐体５３内の水分量を管理する手段３６Ａ（たとえば、温湿度センサー）と、筐体５３内の水分量を減少させる手段３７Ａ（たとえば、乾燥エアー、除湿機、乾燥剤）を備えている。また、筐体５３内には、水分量を管理する手段３６Ａおよび水分量を減少させる手段３７Ａを制御する制御部３８Ａと、太陽電池パネル１００Ａを搬送する手段３９Ａ（たとえば、コンベヤー）が収容されている。
水分量を減少させる手段３７Ａは、太陽電池パネル検査装置５０Ａの水分量を減少させる手段３７と兼用でも構わない。太陽電池パネル検査装置５０Ａと上流側に設置される装置５２とに対して、両方の筐体５１Ａ，５３内の水分量を同時に管理し、水分量を減少させる手段をもつ構成としても構わない。また、より好ましくは、上流側装置５２よりもさらに搬送方向の上流側に位置する、たとえば、太陽電池パネルの外周絶縁領域２１を形成する装置の後流側から太陽電池パネル検査装置５０Ａの間にあるすべての搬送コンベヤーや、その他の装置にも、水分量を管理する機能および水分量を減少させる機能があれば良い。
（実施例１）
以下、図９から図１７を参照して、本発明の光電変換装置の製造方法の一例として、実施の形態１における太陽電池パネル検査装置５０を用いた太陽電池パネルの検査方法を製造工程に含む太陽電池パネルの製造方法、およびその太陽電池パネルを用いた薄膜太陽電池の製造方法について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
以下、図９から図１７を参照して、本発明の光電変換装置の製造方法の一例として、実施の形態１における太陽電池パネル検査装置５０を用いた太陽電池パネルの検査方法を製造工程に含む太陽電池パネルの製造方法、およびその太陽電池パネルを用いた薄膜太陽電池の製造方法について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
まず、図９の模式的断面図に示すように、透明絶縁基板２上に透明導電膜３である酸化錫を熱ＣＶＤ法により形成する。透明導電膜３の形成方法としては、たとえば従来からスパッタリング法、蒸着法、またはイオンプレーティング法などを用いることができる。
ここで、透明絶縁基板２としては、ガラス基板（サイズ１０００ｍｍ×１４００ｍｍ、厚み４ｍｍ）を用いた。その他、たとえば、ポリイミド樹脂などの透明樹脂を含む樹脂基板、またはこれらの基板の複数を積層した基板などの光を透過させることができる透光性基板を用いることができる。
また、透明導電膜３としては、その他、たとえば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜、若しくはＺｎＯ（酸化亜鉛）膜の単層、またはこれらを複数重ね合わせた複数層などの光を透過させることができるとともに導電性である膜を用いることができる。透明導電膜３が複数層から構成される場合には、すべての層が同一の材料から形成されていてもよく、少なくとも１層が他と異なる材料から形成されていてもよい。
なお、ここでは、透明絶縁基板２に透明導電膜３を形成する工程から説明したが、予め透明導電膜３が形成された透明絶縁基板２を用いても良く、その場合には、製造方法に透明電極膜３の形成工程が含まれないことになる。
次に、図１０の模式的断面図に示すように、透明導電膜３を分離する直線状の第１の分離溝１１をＹＡＧレーザ光の基本波を用いて形成した。なお、レーザスクライブ法による第１の分離溝１１の形成に用いられるレーザ光としては、その他、たとえば、ＹＶＯ４レーザ光の基本波やファイバーレーザなどを用いることができる。
次に、図１１の模式的断面図に示すように、純水を用いて超音波洗浄を行なった後、第１の分離溝１１が形成された透明導電膜２上に光電変換層４をプラズマＣＶＤ法を用いて形成した。
光電変換層４としては、半導体光電変換層を用いることができ、透明絶縁基板２側から、アモルファスシリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層、およびｎ層をこの順に積層したトップセル（第１光電変換層）と、トップセル上に、微結晶シリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層、およびｎ層をこの順に積層したボトムセル（第２光電変換層）とを成膜した。
また、光電変換層４としては、その他、たとえば、透明絶縁基板２側から、アモルファスシリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層、およびｎ層をこの順に積層したトップセル（第１光電変換層）と、トップセル上に、アモルファスシリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層およびｎ層をこの順に積層したミドルセル（第２光電変換層）と、ミドルセル上に、微結晶シリコン薄膜からなるｐ層、ｉ層およびｎ層をこの順に積層したボトムセル（第３光電変換層）と、をたとえばプラズマＣＶＤ法により積層してもよい。なお、光電変換層の数をこれ以上とすることもできる。
第１光電変換層から第３光電変換層の各光電変換層は、全て同種のシリコン系半導体からなってもよく、互いに異なる種類のシリコン系半導体からなってもよい。第１光電変換層から第３光電変換層の各光電変換層は、それぞれ、ｐ型半導体層、ｉ型半導体層、およびｎ型半導体層を含んでおり、各半導体層は、シリコン系半導体からなってもよい。
光電変換層に含まれる各半導体層は、全て同種のシリコン系半導体からなってもよく、互いに異なる種類のシリコン系半導体からなってもよい。たとえば、ｐ型半導体層とｉ型半導体層を非晶質シリコンで形成し、ｎ型半導体層を微結晶シリコンで形成してもよい。また、たとえば、ｐ型半導体層とｎ型半導体層をシリコンカーバイドまたはシリコンゲルマニウムで形成し、ｉ型半導体層をシリコンで形成してもよい。
また、ｐ型、ｉ型およびｎ型の各半導体層は、１層構造であっても複数層構造であってもよい。複数層構造である場合は、各層は、互いに異なる種類のシリコン系半導体からなってもよい。なお、本明細書において、「非晶質シリコン」は「水素化非晶質シリコン」を含む概念であり、「微結晶シリコン」は「水素化微結晶シリコン」を含む概念である。
次に、図１２の模式的断面図に示すように、太陽電池基板２０の光電変換層４を分離する直線状の第２の分離溝１２をＹＡＧレーザ光の第２高調波を用いて形成した。ＹＶＯ４レーザ光の第２高調波などを用いても構わない。
次に、図１３の模式的断面図に示すように、第２の分離溝１２が形成された光電変換層４を覆うように裏面電極層５をスパッタリング法により、酸化亜鉛（ＺｎＯ）/Ａｇを膜厚５０ｎｍ／１５０ｎｍで形成した。裏面電極層５の形成方法としては、その他、たとえば従来から公知の、蒸着法またはイオンプレーティング法などを用いることができる。
ここで、裏面電極層５としては、その他、たとえばＡｇ（銀）層、Ａｌ（アルミニウム）層、またはこれらの層の積層体などの導電性を有する層を用いることができる。また、裏面電極層４は、光電変換層４側の表面に、たとえば、ＳｎＯ２膜、ＩＴＯ膜、ＺｎＯ膜、若しくはこれらの膜に微量の不純物を添加した膜の単層、またはこれらを複数重ね合わせた複数層などの光を透過させることができるとともに、導電性である透明導電膜を有していることが薄膜太陽電池の変換効率を向上させる観点から好ましい。透明導電膜が複数層から構成される場合には、すべての層が同一の材料から形成されていてもよく、少なくとも１層が他と異なる材料から形成されていてもよい。
その後、図１４の模式的断面図に示すように、光電変換層４および裏面電極層５を分離する直線状の第３の分離溝１３をＹＡＧレーザ光の第２高調波を用いて形成した。ＹＶＯ４レーザ光の第２高調波などを用いても構わない。
この際、第３分離溝１３の形成においては、透明電極層３へのダメージを抑え、かつ第３分離溝１３の形成後の裏面電極層５のバリの発生を抑制することが可能な形成条件を選択することが好ましい。
次に、図１５の模式的断面図に示すように、外周絶縁領域２１をＹＡＧレーザ光の基本波を用いて形成した。その他、ＹＶＯ４レーザ光の基本波などを用いても構わない。その後、逆バイアス処理装置により、逆電圧を印加することにより、太陽電池セル内のリークを修復した。
次に、太陽電池パネル１００の外周絶縁領域２１の絶縁耐圧性を評価するために、実施の形態１に対応する太陽電池パネル検査装置５０を用いて検査を行った。図６に示すように、太陽電池パネル検査装置５０の第１端子３１として円柱状のものを６本設けた。第２端子３２は、検査対象となる太陽電池パネル１００の外周に密接してこの外周を矩形状に取囲むように配置されている。第１端子３１は、太陽電池パネル２０の裏面電極層５の存在する領域の内側において、互いに対向する平行な２辺に沿う位置にそれぞれ配置されている。
図７に示すように、外周絶縁領域２１の幅は１２ｍｍである。第１端子３１と第２端子３２との間には、６０００Ｖの電圧を印加した。ここで、絶縁耐電圧特性とは、薄膜太陽電池の外周縁に取り付けられたフレームと薄膜太陽電池との間に所定の高電圧を印加しても、フレームと薄膜太陽電池との間で放電しない特性を意味する。
たとえば、日本工業規格（ＪＩＳ）のＣ８９９１で定められた絶縁耐電圧試験によって所定の絶縁耐電圧性が得られているか調べることができる。システム電圧が１０００Ｖの薄膜太陽電池モジュールの場合、国際規格では雷サージ耐圧６ＫＶに対する絶縁耐電圧性が必要とされている。システム電圧１０００Ｖの薄膜太陽電池である場合は６０００Ｖの電圧を印加し、電流値が５０μA未満であれば合格と判断する。
図８は、筐体５０Ａ内の水分量と、上述の条件化下において、太陽電池パネル１００の絶縁耐電圧試験を行なった際の電流量との関係を示したグラフである。水分量は電流の流れる量の傾きが変化する１４．３ｇ／ｍ３以下にすることが好ましく、より好ましくは電流量が増加する変化点である１２．５ｇ／ｍ３以下で管理する。
筐体５０Ａ内が常に１２．５ｇ／ｍ３になるように温度２４℃の場合は湿度５７．５％以下、温度２５℃の場合は湿度５４．５％以下、温度２６℃の場合は湿度５1．５％以下、温度２７℃の場合は湿度４８．５％以下、温度２８℃の場合は湿度４６％以下になるように、水分量を管理する手段３６Ａおよび水分量を減少させる手段３７Ａを用いて制御部３８Ａにより管理し、太陽電池パネルが通常搬送している間、検査結果には異常なことになることは無かった。又、太陽電池パネル１００を１００枚抜き取り、１回目の測定結果と再測定の測定結果には差は見られなかった。次に、ソーラシミュレーター装置により、太陽電池パネル１００の特性を測定した。
ここでは、筐体５０Ａ内部に検査対象となる太陽電池パネル１００（透明絶縁基板２）が収納された状態で、水分量を管理する手段３６Ａによりその太陽電池パネル１００（透明絶縁基板２）周囲の雰囲気の水分量を管理し、水分量を減少させる手段３７Ａによりその太陽電池パネル１００（透明絶縁基板２）周囲の雰囲気の水分量を減少させることになる。
次に、図１６の模式的断面図に示すように、裏面電極層５の表面上にそれぞれ、銀ペーストなどの導電性ペースト６を介して電流取り出し用電極７を形成した。その後、図１７の模式的断面図に示すように、電極７の形成後の裏面電極層５の表面上に、上記の積層体の裏面側に透明なＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）からなる透明接着材８を設置し、その後、ＰＥＴ（ポリエステル）／アルミニウム／ＰＥＴの積層フィルムからなる裏面封止材９設置した後に、真空ラミネート装置によって、裏面封止材９と透明絶縁基板２とを接着した。
その後、太陽電池パネル１００の裏面封止材９に端子ボックス（図示省略）を接着し、端子ボックス内をシリコーン樹脂で充填し、アルミニウムフレーム（図示省略）を取り付けることによって、太陽電池パネル１００を用いた薄膜太陽電池１００Ａを完成させた。
上記のようにして作製した薄膜太陽電池１００Ａについては、上記の太陽電池パネル１００の外周絶縁領域２１に対応する箇所にアルミニウムフレームを取り付けた後に、アルミニウムフレームと薄膜太陽電池１００Ａの電極７との間に６０００Ｖを印加し、絶縁耐電圧の最終試験を行った。その結果、全てのセルが合格となった。
（実施例２）
実施の形態２における太陽電池パネル検査装置５０Ａを用いた太陽電池パネルの検査方法を製造工程に含む太陽電池パネルの製造方法、およびその太陽電池パネルを用いた薄膜太陽電池の製造方法について説明する。説明は実施例１と異なる点のみ説明する。太陽電池パネル検査装置５０Ａの太陽電池パネル１００の搬送方向からみて上流側にコンベヤーを有する上流側装置５２を設け、この上流側装置５２の筐体５３の内部にも、水分量を管理する手段３６Ａおよび水分量を減少させる手段３７Ａを設けた。
実施の形態２における太陽電池パネル検査装置５０Ａを用いた太陽電池パネルの検査方法を製造工程に含む太陽電池パネルの製造方法、およびその太陽電池パネルを用いた薄膜太陽電池の製造方法について説明する。説明は実施例１と異なる点のみ説明する。太陽電池パネル検査装置５０Ａの太陽電池パネル１００の搬送方向からみて上流側にコンベヤーを有する上流側装置５２を設け、この上流側装置５２の筐体５３の内部にも、水分量を管理する手段３６Ａおよび水分量を減少させる手段３７Ａを設けた。
上流側装置５２に水分量を減少させる手段３７Ａを設けない場合では、太陽電池パネル検査装置５０Ａの後の工程にてトラブルが起き、太陽電池パネル１００の搬送が滞留し、搬送ラインが停止した際に、検査が正確にできないことがあり、その原因として以下のことが考えられる。
太陽電池パネル検査装置５０Ａよりも前の工程において、水分量が高い場合には、太陽電池パネル１００の外周絶縁領域２１上に水分が吸着した場合、太陽電池パネル検査装置５０Ａの測定値に影響を与えた。おそらく、外周絶縁領域２１上に吸着した水分が、除去されるまでに時間がかかるために、太陽電池パネル検査装置５０Ａ内だけでの水分量の管理では不十分であるためだと考えられる。
一方、上流側装置５２の筐体５３の内部にも、水分量を管理する手段３６Ａおよび水分量を減少させる手段３７Ａを設けることで、太陽電池パネル検査装置５０Ａの上流側に位置する上流側装置５２の水分量を管理することにより、トラブル発生時でも測定を正確に行なうことができた。
なお、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態および実施例は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
２ 透明絶縁基板、２ｕ 主表面、３ 透明電極層、４ 半導体光電変換層、５ 裏面電極層、６ 導電性ペースト、７ 電流取り出し用電極、８ 透明接着材、９ 裏面封止材、２１ 外周絶縁領域、３１ 第１端子、３２ 第２端子、３３ 第３端子、３４ 電圧印加部、３５ 電流検出部、３６，３６Ａ 水分量を管理する手段、３７，３７Ａ 水分量を減少させる手段、３８，３８Ａ 制御部、３９，３９Ａ 搬送する手段、５０ 太陽電池パネル検査装置、５０Ａ 太陽電池パネル検査装置、５１ 筐体、５２ 上流側装置、１００ 太陽電池パネル、１００Ａ 薄膜太陽電池。
Claims (9)
- 透明絶縁基板の主表面に順次積層された透明電極層、光電変換層、および裏面電極層を含み、前記透明絶縁基板の外周近傍に前記透明絶縁基板の前記主表面が露出する外周絶縁領域を有する太陽電池パネルに対して、前記外周絶縁領域の絶縁性能を検査するための太陽電池パネル検査装置であって、
検査対象の太陽電池パネルを収容する筐体と、
前記裏面電極層に当接させるための第１端子と、
前記外周絶縁領域の外周端近傍に当接させるための第２端子と、を有し、
前記第１端子と前記第２端子との端子間にそれぞれ電圧を印加するための電圧印加部と、
前記電圧印加部によって電圧を印加した前記第１端子と前記第２端子との間に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記筐体内の絶対水分量を１４．３g／ｍ３以下に減少させる手段と、
を備え、
前記絶縁性能の検査は、前記太陽電池パネルに６０００Ｖの電圧を印加して電流値が５０μＡ未満であれば合格と判断する、太陽電池パネル検査装置。 - 前記絶対水分量を減少させる手段として、乾燥エアーを使用する、請求項１に記載の太陽電池パネル検査装置。
- 前記絶対水分量を減少させる手段として、除湿機を使用する、請求項１に記載の太陽電池パネル検査装置。
- 前記絶対水分量を減少させる手段として、乾燥剤を使用する、請求項１に記載の太陽電池パネル検査装置。
- 前記筐体内の絶対水分量を管理する手段をさらに備える、請求項１から４のいずれかに記載の太陽電池パネル検査装置。
- 前記絶対水分量を管理する手段として、前記筐体内の温度と湿度とを管理する、請求項５に記載の太陽電池パネル検査装置。
- 前記絶対水分量を管理する手段として、前記筐体内の最高温度時の湿度を管理する、請求項５または６に記載の太陽電池パネル検査装置。
- 透明絶縁基板の主表面に順次積層された透明電極層、光電変換層、および裏面電極層を含み、前記透明絶縁基板の外周近傍に前記透明絶縁基板の前記主表面が露出する外周絶縁領域を有する太陽電池パネルに対して、前記外周絶縁領域の絶縁性能を検査するため、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の太陽電池パネル検査装置を用いた太陽電池パネル検査方法であって、
検査対象の太陽電池パネル周囲の雰囲気の絶対水分量を１４．３g／ｍ３以下に減少させる工程と、
該絶対水分量を減少させる工程の後に、前記裏面電極層と前記外周絶縁領域の外周端近傍との間に流れる電流を検出する工程と、を含む太陽電池パネルの検査方法。 - 透明絶縁基板に設けられた透明電極層に、光電変換層および裏面電極層を積層する工程と、
前記透明絶縁基板の外周近傍に積層された前記透明電極層、前記光電変換層および前記裏面電極層を除去して、外周絶縁領域を形成する工程と、
前記透明絶縁基板周囲の雰囲気の絶対水分量を１４．３g／ｍ３以下に減少させる工程と、
該絶対水分量を減少させる工程の後に、前記裏面電極層と前記外周絶縁領域の外周端近傍との間に流れる電流を検出して、前記外周絶縁領域の絶縁性能を検査する工程と、を含み、
前記外周絶縁領域の絶縁性能を検査する工程は、請求項８に記載の太陽電池パネル検査方法を用いた太陽電池パネル検査方法である、
太陽電池パネルの製造方法。
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