JP6691705B2

JP6691705B2 - 欠陥セル検出方法およびその装置

Info

Publication number: JP6691705B2
Application number: JP2015186766A
Authority: JP
Inventors: 一隆板子
Original assignee: Ikutoku Gakuen School Corp
Current assignee: Ikutoku Gakuen School Corp
Priority date: 2015-09-24
Filing date: 2015-09-24
Publication date: 2020-05-13
Anticipated expiration: 2035-09-24
Also published as: JP2017063533A

Description

本発明は太陽電池モジュールの検査方法およびその装置に関する。
より特定的には、本発明は、太陽電池モジュール内のセルの欠陥を検出する方法と、その装置に関する。

理論的には寿命が半永久的と言われている太陽電池のパネルも、実際は、故障などに起因する寿命がある。
太陽電池のパネルを構成する太陽電池モジュールの故障としては、複数のセルで構成される太陽電池モジュールの一部の太陽電池（セル）に局所的な焦げが発生することが報告されている。その故障の主因は、ホットスポットによるセルの温度上昇に伴う高温により、太陽電池モジュールの封止材の劣化、ハンダ部の溶融などがあり、場合によっては、太陽電池パネルＰＶの故障に至る。

ホットスポットは、太陽電池モジュールを構成しているセルに影がかかると（影が付くと）、そのモジュールに並列に接続されているバイパスダイオードの働きで健全なセルによって逆バイアスがかかり、過大な電流が流れてそのセル内部に局所的な発熱が発生する現象である。

セルに欠陥がある場合には、暗状態でのセルのＩ−Ｖ（電流−電圧）特性において、通常のダイオード特性のように逆方向リーク電流が微小ではなく、殆どの場合大きな逆方向電流が流れる。すなわち、逆方向耐圧がない状態となる。

このようなセルの欠陥を予め検出して、欠陥セルを排除することができれば、ホットスポットの発生を未然に防止できるか、ホットスポットの発生を軽減することができ、太陽電池のパネルの寿命の短命化を防止することができる。
かかる観点から、太陽電池のパネルにおける太陽電池モジュールのセルの故障を未然に検出することが望まれている。

特許文献１（特開２０００−５９９８６号公報）は、ホットスポットを温度センサを用いた検出する方法を提案している。
しかしながら、この方法は、多数の温度センサを用いるか、または、温度センサを移動させるかなどの方法が必要となり、装置構成が複雑となり、検査時間が長くなり、手間もかかる。

本出願の発明者は、特許文献２（特開２０１４−１６５２７７号公報）および特許文献３（特開２０１５−９９４４７号公報）において、電気的にホットスポットに起因する欠陥セルを検出する方法を提案している。
特許文献３において提案した方法は、太陽電池モジュールを短絡して影をつけた検査対象セルが、光照射セル群の発電電圧で逆バイアスを受けたときの逆方向リーク電流の値によってホットスポットの可能性を判別する方法である。この方法を自己逆バイアス電流（ＳＲＣ：ＳｅｌｆＲｅｖｅｒｓｅＣｕｒｒｅｎｔ）検査法と命名している。

ＳＲＣ検査法の概要を図１（Ａ）、（Ｂ）を参照して述べる。
図１（Ａ）は、結晶欠陥によりホットスポットを発生する可能性のあるセルに影がつけられた場合の等価的な電気回路を示す。
矩形の破線で囲んだ黒で示した１個の欠陥セルＤＣの抵抗値は数Ω程度の低い抵抗値ｒH として表すことができる。複数のセルからなる太陽電池モジュールの欠陥セルＤＣを除いた、太陽電池モジュール内の残りのセルは、光が照射されている正常なセル群ＮＣとして（電流源とダイオード）で表すことができる（なお、図１の図解において、電流源を矢印をついた○で表している）。
電流計Ａは、ホットスポット・インデックスＨＳＩ値の演算に使用する太陽電池のパネルの出力電流を検出する。
図１（Ｂ）は、正常セルＮＣの１個のセルに影をつけたときの等価的な電気回路を表している。

ＳＲＣ検査法において、まず、太陽電池モジュールを構成する複数のセルの全てに光を照射し、そのときの短絡電流Ｉ0 を電流計Ｉで検出（測定）し、図示しない演算処理機能を有する信号処理手段（または制御器）、たとえば、コンピュータに入力する。
次いで、各セルに順次、影をつけていき、そのときの短絡電流ＩS を電流計Ａで測定し、信号処理手段に入力する。
信号処理手段において、測定した短絡電流ＩS を、基準電圧、たとえば、測定した短絡電流Ｉ0 で正規化したホットスポット・インデックスＨＳＩを求める。
ＨＳＩ＝（ＩS ／Ｉ0 ）×１００（％）。
信号処理手段において、ＨＳＩが所定値以上の場合、ホットスポットを発生する可能性が高いと判定して、たとえば、信号処理手段の表示器に表示する。

図２は太陽電池モジュールの複数のセルのうち、光を照射したセル群のＩ−Ｖ特性と、影をつけたセルを負荷としたときの動作点を示す。
Ｉ−Ｖ特性は照度に比例して電流値が変化する。欠陥セルＤＣはそのときの抵抗値ｒHが数Ω程度と低いため、１／ｒH の傾きを持つ負荷線Ｌ１の傾きは大きい。
他方、正常セルＮＣの抵抗値ｒNは非常に高いため、１／ｒN の傾きを持つ負荷線Ｌ２の傾きは小さい。
大きな（高い）照度Ｅ１では欠陥セルの短絡電流ＩE1H と、正常セルの短絡電流ＩE1N
の値に大きな差が表れ、信号処理手段において、欠陥セルＤＣと正常セルＮＣとの相違の判断が容易かつ確実である。

他方、小さな（低い）照度Ｅ２では、Ｉ−Ｖ特性も電流値が低下し、欠陥セルの短絡電流ＩE2Hと正常セルの短絡電流ＩE2N との差が小さく、電流に基づくホットスポット・インデックスＨＳＩ値が全体として高くなり、たとえば、信号処理手段において、欠陥セルＤＣと正常なセルＮＣとの識別が難しい。
かかる識別の困難さは、セルの検査のために、たとえば、輝度の低いプロジェクタなどの光源を用いてセルに光を照射した場合に起きる可能性がある。また、極度に低い照度のとき、たとえば、夕方、夜間などにセルを検査する場合に問題となる。

特開２０００−５９９８６号公報特開２０１４−１６５２７７号公報特開２０１５−９９４４７号公報

本願発明者は、上述したように、太陽電池モジュールへの照度が低い場合に、短絡電流と正常なセルの逆方向リーク電流の差が非常に小さくなり、判別が難しくなることがあることを見いだした。

そこで、本発明は、上記課題を克服して、照度の大小に依存せず、太陽電池モジュールのセルごとの故障を正確に検出することを目的とする。
また、本発明は、簡単な方法で、または簡単な装置構成で、照度の大小に依存せず、太陽電池モジュールのセルごとの故障を検出することを目的とする。

本発明によれば、複数のセルを有する太陽電池モジュールの各セルを検査する方法であって、太陽電池モジュールと並列に照度調整用の可変抵抗器を接続し、当該可変抵抗器の端子電圧を測定する電圧計と、前記電圧計の測定電圧を読み取る信号処理手段を有する電気回路を用いて太陽電池モジュールの欠陥セルの検出方法であって、
検査対象のセルに影をつける、または、検査対象のセルに光を照射させずに、太陽電池モジュール内の他のセル全てに光を照射し、
前記電圧計の測定電圧に応じた前記太陽電池モジュールのセルに照射する光の照度に応じて、可変抵抗器の抵抗値を設定し、
基準電圧に対する前記電圧計が測定した電圧の電圧降下率を求め、
当該電圧降下率が所定以下の場合、前記影をつけたセルを欠陥セルと判断する、
太陽電池モジュールの欠陥セルの検出方法が提供される。

また本発明によれば、複数のセルを有する太陽電池モジュールの各セルを検査する装置であって、
検査対象のセルには光を照射させず前記太陽電池モジュールに光を照射する可能な照明手段と、太陽電池モジュールと並列に接続された照度調整用の可変抵抗器と、当該可変抵抗器の端子電圧を測定する電圧計と、前記電圧計の測定電圧を読み取る信号処理手段とを有し、
前記信号処理手段は、各セルごと、
前記照明手段を制御して検査対象のセルに影をつける、または、検査対象のセルに光を照射させずに、太陽電池モジュール内の他のセル全てに光を照射し、
前記電圧計の測定電圧に応じた前記太陽電池モジュールのセルに照射する光の照度に応じて、可変抵抗器の抵抗値を設定し、
基準電圧に対する前記電圧計が測定した電圧の電圧降下率を求め、
当該電圧降下率が所定以下の場合、前記影をつけたセルを欠陥セルと判断する、
欠陥セル検出装置が提供される。

本発明によれば、可変抵抗器で照度を調整することにより、照度が極端に低い場合でも、正確に欠陥セルを検出することができる。
また本発明によれば、自動的かつ連続的に複数のセルの欠陥検出処理を行うことができる。

本発明の欠陥セル検出装置は構成が簡単である。

従来のＳＲＣ検査法を説明するための等価電気回路である。従来技術の太陽電池モジュールのセルに光を照射したセル群のＩ−Ｖ特性と、影をつけたセルを負荷としたときの動作点を示す図である。図１に対応する本発明の第１実施の形態の電気回路である。図３の電気回路について低い照度の低い場合のＩ−Ｖ特性における動作を示す特性図である。特許文献３に記載したＳＲＣ検査法による各セルのホットスポット・インデックスＨＳＩ値を示す図である。本願発明の第１実施の形態による各セルのホットスポット・インデックスＨＳＩ値を示す図である。５番セルと２１番セルを例示して、照度を種々変化させ、照度ごとに可変抵抗器の抵抗値Ｒをマッチング（整合）させたときの、代表セルのホットスポット・インデックスＨＳＩ値を示すグラフである。本発明の第２実施の形態の構成図である。第２実施の形態の動作を示すフローチャートである。第３実施の形態の構成図である。第４実施の形態の構成図である。第５実施の形態の構成図である。第６実施の形態の構成図である。第７実施の形態の構成図である。

第１実施の形態
図３および図４を参照して、本発明の第１実施の形態について述べる。
図３（Ａ）は図１（Ａ）に対応する結晶欠陥によりホットスポットを発生する可能性のあるセルに影がつけられた（影を付加した）場合の等価的な電気回路を示す。図３（Ｂ）は図１（Ｂ）に対応する正常セルに影をつけたときの等価的な電気回路を示す。
図３（Ａ）、（Ｂ）において、図１（Ａ）、（Ｂ）の図解と同様、矩形の破線で囲んだ黒で示した１個の欠陥セルＤＣの抵抗値は数Ω程度の低い抵抗値ｒH として表すことができる。複数のセルからなる太陽電池モジュールの欠陥セルＤＣを除いた残りのセルは、光が照射されている正常なセル群ＮＣとして（電流源とダイオード）で表すことができる（なお、図３において、電流源を矢印をついた○で表している）。

電流計Ａは、太陽電池のパネルの出力電流を検出する。
なお、本実施の形態に主題としては、電圧計は必須であるが、電流計Ａは必須ではない。しかしながら、太陽電池のパネルのＩ−Ｖ特性を観察する場合は、電流計Ａも必要となる。

図３（Ａ）、（Ｂ）の電気回路において、図１（Ａ）、（Ｂ）の電気回路に加えて、太陽電池モジュールに並列に可変抵抗器ＶＲが接続され、可変抵抗器ＶＲの両端に電圧計Ｖが接続されていて、太陽電池のパネルの出力電圧を測定可能にしている。
また、図示しないが演算処理機能を有する、たとえば、コンピュータを用いた信号処理手段（または制御器）が、電流計Ａおよび電圧計Ｖの測定値を入力可能に接続されている。

可変抵抗器ＶＲは、照度の低下による出力電圧の低下を調整して、低い照度の状態を改善するために設けている。
すなわち、照度が下がると太陽電池モジュールの出力電圧が低下して感度が低下するので、照度の低下に伴う感度を改善するため、照度に応じて可変抵抗器ＶＲの抵抗値を変化させ、可変抵抗器ＶＲの端子電圧を調整する。
たとえば、照度が低く電圧計Ｖの測定値が低いときは、可変抵抗器ＶＲの抵抗値Ｒを大きくし、他方、照度が十分で電圧計Ｖの測定値が規定値のときは、可変抵抗器ＶＲの抵抗値Ｒを基準値にする、あるいは、可変抵抗器ＶＲの抵抗値を低下させる。

可変抵抗器ＶＲの抵抗値Ｒのこのような調整は、人間が手動で行うこともできるし、信号処理手段で可変抵抗器ＶＲを自動的に制御することもできる。
人間が手動で可変抵抗器ＶＲの抵抗値Ｒを調整する場合、たとえば、可変抵抗器ＶＲは回転によって抵抗値が変化する、公知のロータリー式可変抵抗器ＶＲを用い、人間が指で回転させる。
他方、信号処理手段で可変抵抗器ＶＲの抵抗値Ｒを自動的に調整する場合、可変抵抗器ＶＲとして、抵抗値の異なる複数の抵抗器を複数容易し、これら複数の抵抗器をスイッチにより１つ選択可能とし、信号処理手段でスイッチ選択により、可変抵抗器ＶＲの値を変化させることができる。
このようにして、可変抵抗器ＶＲの抵抗値Ｒを適切な値に設定して照度に対応させた検査を可能としている。

図４は、図３の電気回路について照度の低い場合の動作を示すＩ−Ｖ特性図である。
本実施の形態は、太陽電池のパネルについて、複数のセルが直列に接続された太陽電池モジュールの各セルを検査する場合について例示する。
図４において、横軸は太陽電池のパネル（太陽電池モジュール）の出力電圧Ｖを示し、縦軸は太陽電池モジュールの出力電流Ａを示す。
曲線ＤＣ1 、曲線ＤＣ2 は、照度が高い第１照度Ｅ1 と、照度が低い第２照度Ｅ2 における、欠陥セルＤＣがある場合の太陽電池モジュールのＩ−Ｖ特性を示す。
曲線ＮＣ1 、曲線ＮＣ2 は、照度が高い第１照度Ｅ1 と、照度が低い第２照度Ｅ2 における、正常セルの場合の太陽電池モジュールのＩ−Ｖ特性を示す。
破線で示した曲線ＤＣＷＳ1 、ＤＣＷＳ2は、欠陥セルに影を付けない場合、照度が高い第１照度Ｅ1 と、照度が低い第２照度Ｅ2 における、太陽電池モジュールのＩ−Ｖ特性を示す。
直線Ｌ１１、Ｌ１２はそれぞれ、可変抵抗器ＶＲの抵抗値がＲ1 、Ｒ2 のときの、傾き１／Ｒ1 、１／Ｒ2 を持つ負荷直線を示す。
横軸における記号Ｖ0 は、太陽電池モジュールに影がないときに整合（太陽電池の出力が最大）がとれたときの端子電圧を示す。本実施の形態において、ホットスポット・インデックスＨＳＩ値を算出する時、整合電圧Ｖ0を基準電圧として使用する。

照度が高い照度を第１照度Ｅ1 、照度が低い照度を第２照度Ｅ2 とした場合、欠陥セルＤＣと正常セルＮＣのＩ−Ｖ特性は、影が付けられていない正常セルの破線で示した特性と、欠陥セルに影をつけたときの実線で示したＩ−Ｖ特性はほぼ同じになる。
正常セルに影をつけた場合のＩ−Ｖ特性の電流値は、曲線ＮＣ1 、ＮＣ2 で示したように、非常に低く、負の傾きを持つ直線として扱うことができる。

照度調整用の可変抵抗器ＶＲの抵抗値Ｒは上記のとおり任意に選択することができるが、検出電圧の感度を高めるためには、各照度で整合をとることが望ましい。
たとえば、照度が高い第１照度Ｅ1 にしたとき抵抗値Ｒを小さな抵抗値Ｒ1 に設定し、照度が低い第２照度Ｅ2 にしたとき抵抗値Ｒを大きな抵抗値Ｒ2 に設定したとする。
このように、可変抵抗器の抵抗値Ｒを設定すると、正常セルと欠陥セルとの動作点の電圧の差が明確になる。

図４に図解した特性図において、高い照度の第１照度Ｅ1 での欠陥セルの動作電圧はＶE1H であり、正常セルの動作電圧はＶE1N である。同様に、低い照度の第２照度Ｅ2 での欠陥セルの動作電圧はＶE2H であり、正常セルの動作電圧はＶE2N である。
正常なセルは、ダイオード特性に従い、逆方向の抵抗値が非常に高く、電圧降下が大きい。他方、欠陥セルは逆方向の抵抗値が数Ω程度と非常に小さいので電圧降下が殆どない。
このことから、照度が第２照度Ｅ2 と低い場合でも、たとえば、信号処理手段において、正常なセルと欠陥セルとを明確に識別することが可能となる。

逆方向耐圧の評価は、たとえば、高い照度の第１照度Ｅ1 および低い照度の第２照度Ｅ2 において測定した、これらの影をつけた（付加した）ときの太陽電池モジュールの出力電圧ＶE1H 、ＶE1N 、およびＶE2H 、ＶE2N と、基準電圧Ｖ0 との差を、たとえば、信号処理手段において、演算し、被検査対象セルの電圧降下分を求めて正規化することにより、行うことができる。
この方法によれば、照度の大小に係わらず、欠陥セルを検出可能である。

たとえば、信号処理手段で演算する上記電圧降下分の正規化は、たとえば、次のようになる。Ｖ0 は太陽電池モジュールに影がないときに整合（太陽電池出力が最大）がとれたときの可変抵抗器ＶＲの端子電圧を示す。

（ＶE1H −Ｖ0 ）／Ｖ0 ×１００（％）
（ＶE1N −Ｖ0 ）／Ｖ0 ×１００（％）
（ＶE2H −Ｖ0 ）／Ｖ0 ×１００（％）
（ＶE2N −Ｖ0 ）／Ｖ0 ×１００（％）

この正規化した電圧降下を、本実施の形態におけるホットスポット・インデックスＨＳＩ値と呼ぶ。
特許文献３に記載の発明では電流に基づくＨＳＩ値を求めたが、本実施の形態のホットスポット・インデックスＨＳＩ値は可変抵抗器ＶＲによって調整された電圧に基づく。

信号処理手段において正規化した値が０（ゼロ）に近いほど、逆方向の耐圧に欠け、欠陥セルと判断することができる。
本願発明の第１実施の形態のこの方法によれば、照度の大きさの影響を受けないという利点がある。

対比考察
図５および図６を参照して、２８００ルクス（ｌｘ）の低照度における、特許文献３（特開２０１５−９９４４７号公報）によるホットスポット・インデックスＨＳＩ値と、本願発明の第１実施の形態のＨＳＩ値について対比考察する。
図５に特許文献３に記載したＳＲＣ検査法による各セルのＨＳＩ値を示す。
図６に本願発明の第１実施の形態による各セルのＨＳＩ値を示す。
図５のグラフでは、殆どのセルについてＨＳＩ値が高く、欠陥セルを識別することが難しい。
図６のグラフでは、２１番セルと２３番セルのＨＳＩ値の電圧降下が低くなっており、信号処理手段において、欠陥セルであることを明確に識別することができる。

さらに、図７に例示したように、５番セルと２１番セルを例示して、照度を種々変化させ、照度ごとに可変抵抗器ＶＲの抵抗値Ｒをマッチング（整合）させたときのＨＳＩ値、すなわち、電圧降下の程度（Ｖ0 −ＶX ）／Ｖ0 ×１００（％）を比較すると、電圧降下はほぼ一定であり、安定していることが分かる。
なお、ＶX は太陽電池モジュールの端子電圧である。

５番セルは、照度の大小に係わらず、大きな電圧降下率で一定している。
他方、欠陥セルである２１番も、電圧降下率は小さいが、照度の大小に係わらず、一定している。

このように、本実施の形態において、
（１）検査対象のセルに影をつけて（光を入射させないで）他のセルに光を当て、
（２）たとえば、信号処理手段において可変抵抗器ＶＲの端子電圧を測定して可変抵抗器ＶＲで照度に対する調整を行う抵抗値Ｒを設定（調整）し、
（３）たとえば、信号処理手段において、基準電圧、たとえば、太陽電池モジュールを短絡したときの可変抵抗器ＶＲの端子電圧Ｖ0 に対する電圧降下を正規化してホットスポット・インデックスＨＳＩ値、（Ｖ0 −ＶX ）／Ｖ0 ×１００（％）を算出し、
（４）電圧降下率を示すＨＳＩ値に基づいて欠陥セルの有無を識別することができる。

本実施の形態によれば、照度が極端に低い場合でも、たとえば、夕方や夜間でも、あるいは、照度の低い照明手段を用いても、正確に欠陥セルを検出することができる。
また本実施の形態によれば、自動的かつ連続的に複数のセルの欠陥処理を行うことができる。
本発明の実施の形態の欠陥セル検出装置は構成が簡単である。

第２実施の形態
図８を参照して第２実施の形態を述べる。
図８は第１実施の形態の太陽電池モジュールの欠陥セルの検出方法のための電気回路を実用的にした欠陥セル検出装置を示す。
この図８の図解は、太陽電池のパネルＰＶとして、図３（Ａ）または図３（Ｂ）の状態の太陽電池のパネルを構成する太陽電池モジュールを有するとしている。
欠陥セル検出装置は、検査対象の太陽電池のパネルＰＶを照明する照明手段１０と、太陽電池のパネルを構成する太陽電池モジュールの出力電流を検出する電流計１２、可変抵抗器ＶＲ、太陽電池モジュールの出力電圧を可変抵抗器ＶＲで調整した電圧を検出する電圧計１４、および、信号処理手段１６を有する。
信号処理手段１６は、コンピュータおよび表示装置を有する。
本発明の課題を解決する手段としては、電流計１２は必須ではないが、太陽電池のパネルのＩ−Ｖ特性を監視する場合などに使用することができる。

太陽電池パネルＰＶ内の１つの太陽電池モジュールを、図３（Ａ）、（Ｂ）に図解したように、矩形の破線で囲んだ黒で示した１個の欠陥セルＦの抵抗値は数Ω程度の低い抵抗値ｒH として表すことができる。複数のセルからなる太陽電池モジュールの欠陥セルＤＣを除いた残りのセルは、光が照射されている正常なセル群ＮＣとして（電流源とダイオード）で示している（なお、図８では、電流源を矢印がついた○で示している）。

図９を参照して欠陥セル検出装置の動作を述べる。
ステップ１、影付き照明
照明手段１０から所定の照度の光を太陽電池のパネルＰＶに照射する。
本実施の形態では、太陽電池モジュールごとにその内部の欠陥セルを検出するので、照明手段１０による照射は、太陽電池モジュールごとでもよい。
検査対象のセルに影をつけ、太陽電池モジュールの残りのセル全体に光を照射する。
検査対象のセルのみに影をつける方法としては、そのセルのみに黒紙を張りつけ、太陽電池モジュール全体に光を当てる、あるいは、検査対象のセルにのみ照射しない光を照射するなど、種々の方法が適用できる。その詳細は後述する。

ステップ２、照度調整
信号処理手段１６で電圧計１４の電圧を測定し、測定した電圧に応じて、可変抵抗器ＶＲの抵抗値を調整する。
その調整方法の１例を述べる。
まず、たとえば、可変抵抗器ＶＲとして、抵抗値の異なる複数の抵抗器を複数容易し、信号処理手段１６によりこれら複数の抵抗器をスイッチにより選択可能としておく。
そして、信号処理手段１６でスイッチを選択することにより、たとえば、電圧計１４の測定電圧が所定値以上になるまで、すなわち、予め求めたホットスポット・インデックスＨＳＩ値を有効に求めることできる所定の照度に相当する電圧に到達するまで、可変抵抗器ＶＲの値を順次変化させて、可変抵抗器ＶＲの抵抗値Ｒを適切な値に設定する。

ステップ３、電圧降下演算
信号処理手段１６において、電圧を用いたホットスポット・インデックスＨＳＩ値、（Ｖ0 −ＶX ）／Ｖ0 ×１００（％）を演算する。

ステップ４、判定・出力
信号処理手段１６は、ＨＳＩ値が所定値以上の場合、検査対象のセルが欠陥の可能性があると識別し、たとえば、表示器にその情報を出力する。

ステップ５、反復処理
欠陥セルではない場合、次の検査対象のセルのみに影をつけ、太陽電池モジュールの残りのセル全体に照射し、上述した処理を太陽電池モジュールの全てセルについて反復する。
なお、複数のセルを有する１つの太陽電池モジュール内のセルを検査する間、照度が殆ど変化しない場合、第２セル以降、ステップ２の照度調整のための可変抵抗器ＶＲの調整を省略してもよい。これにより、処理時間を短縮することができる。

１つの太陽電池モジュールについて検査が終了したら、次の太陽電池モジュールについて上記同様の処理を行い、太陽電池のパネルＰＶの全ての太陽電池モジュール内のセルについて検査を行う。

太陽電池パネルＰＶ内の構成は、用途などにより、種々の形態が考えられる。したがって、太陽電池のパネルＰＶの構成に応じて欠陥セルの検査を行うことができる。
上述した実施の形態は、太陽電池モジュールごと、セルの欠陥検出方法を述べたが、太陽電池パネルＰＶが直列に接続された状態（ストリング）でも被検査モジュールの各セルに影を順次つけて（被検査モジュール以外のモジュールは遮光する）、ストリング毎に検査してもよい。

第３実施の形態
図１０を参照して図８に図解した欠陥セル検出装置の具体的１形態の第３実施の形態を述べる。
図１０は、図８における照明手段１０として、各セルごと照射・非照射（点灯・消灯）可能な複数のＬＥＤ、または、有機ＥＬを複数、２次元マトリクス状に配列したダイオード型照明装置１０Ａを用い、信号処理手段１６として、コンピュータを用いて構成した電子制御装置１６Ａを用いた欠陥セル検出装置１Ａを示す。
電圧計１４などは、図解を省略しているが、図８と同様である。

電子制御装置１６Ａにおいて、図９に例示した処理を行う。
ステップ１、影付き照明
電子制御装置１６Ａは、ダイオード型照明装置１０Ａを制御して、検査対象のセルに対応する位置のＬＥＤを消灯させ、他の残りのセルには対応する位置のＬＥＤを点灯させて照射する。これにて、検査対象のセルに影が付いた状態となる。

ステップ２、照度調整
電子制御装置１６Ａは電圧計１４の測定電圧を入力し、照度が低い場合など必要に応じて、測定した電圧に応じて可変抵抗器ＶＲの抵抗値を調整して、照度の調整を行う。

ステップ３、電圧降下演算
電子制御装置１６Ａは、ＨＳＩ値、すなわち、（Ｖ0 −ＶX ）／Ｖ0 ×１００（％）を演算する。

ステップ４、判定・出力
電子制御装置１６Ａは、ＨＳＩ値が所定値以下の場合、検査対象のセルが欠陥の可能性があること識別し、たとえば、表示器にその情報を出力する。

ステップ５、反復処理
欠陥セルではない場合、電子制御装置１６Ａはダイオード型照明手段１０Ａを制御して次の検査対象のセルのみに影をつけ、太陽電池モジュールの残りのセル全体に照射し、上記処理を行う。
この処理を太陽電池モジュールの全てのセルについて反復する。

本実施の形態によれば、照度が極端に低い場合でも、たとえば、夕方とか夜間でも、あるいは、照度の低い照明手段を用いても、正確に欠陥セルを検出することができる。
また本実施の形態によれば、自動的かつ連続的に複数のセルの欠陥処理を行うことができる。
本実施の形態の装置構成は簡単である。

第４実施の形態
図１１を参照して図８に図解した欠陥セル検出装置の１形態としての第４実施の形態について述べる。
図１１は、図８における照明手段１０として、バックライト付液晶（ＬＣＤ）装置１０Ｂを用い、電子制御装置１６Ａで電子的に検査対象のセルに対して遮光して影をつける場合を示す。
電子制御装置１６Ａの動作は図１０を参照して述べた第３実施の形態と同様である。

第５実施の形態
図１２を参照して図８に図解した欠陥セル検出装置の１形態としての第５実施の形態について述べる。
図１２は、図８における照明手段１０として、太陽光とバックライト付液晶（ＬＣＤ）装置１０Ｃを用い、電子制御装置１６Ａでバックライト付液晶（ＬＣＤ）装置１０Ｃを制御して電子的に検査対象のセルに対して遮光して影をつけ、残りのセルには太陽光を照射させる場合の実施の形態を示す。
電子制御装置１６Ａの動作は図１０を参照して述べた第３実施の形態と同様である。

第６、７実施の形態
図１３、図１４を参照して図８に図解した欠陥セル検出装置の１形態として第６、７実施の形態を述べる。
図１３、図１４は、図８における照明手段１０としてプロジェクタ１０Ｄを用いている。
電子制御装置１６Ａで、極度に照明が低い場合、たとえば、夜間、プロジェクタ１０Ｄを制御して、各太陽電池モジュールに光を投影させ、セルごとに影をつけ、図１０を参照して述べた、第３実施の形態の処理を行う。

特に、本実施の形態は、照明が極めて低い間でも、自動的に順次、欠陥セルの有無の検査を正確に行うことができる。
本実施の形態によれば、自動的に順次、欠陥セルの有無の検査を行うことができる。
本実施の形態の装置構成は簡単である。

照明手段１０として、第３〜１４実施の形態として例示したように、種々の照明手段を用いることができる。
また、可変抵抗器ＶＲも抵抗値を選択可能な種々の形態のものを用いることができる。
さらに、信号処理手段１６も、電子制御装置１６Ａなど、演算処理機能を有する種々の形態のものを用いることがきる。

本発明の実施に際しては、上述した例示的な実施の形態に制限されず、本発明の技術思想の範囲において、種々の変形態様をとることができる。

１…欠陥セル検出装置、１０…照明手段、１２…電流計、１４…電圧計、１６…信号処理手段、ＶＲ…可変抵抗器

Claims

直列に接続された複数のセルを有する太陽電池モジュールの各セルを検査する方法であって、
前記複数のセルと並列に照度調整用の可変抵抗器を接続し、当該可変抵抗器の端子電圧を測定する電圧計と、前記電圧計の測定電圧を読み取る信号処理手段を有する電気回路を用いる欠陥セルの検出方法であって、
検査対象のセルに影をつけて前記複数のセル内の他のセル全てに光を照射し、または、検査対象のセルに光を照射させずに前記複数のセル内の他のセル全てに光を照射し、
前記複数のセルに照射する光の照度に応じて、可変抵抗器の抵抗値を設定し、
前記複数のセル全てに光を照射させた場合に前記電圧計が測定する基準電圧に対する、前記検査対象のセル以外の前記他のセルに光を照射させた場合に前記電圧計が測定する電圧における電圧降下率を求め、
前記検査対象のセルのダイオード特性による逆方向の抵抗値の大きさに応じて前記電圧降下率を変化させ、当該電圧降下率が所定以下の場合、前記検査対象のセルを欠陥セルと判断する、
太陽電池モジュールの欠陥セルの検出方法。
前記基準電圧は、前記太陽電池モジュールに影がついてないとき、太陽電池の出力が最大となる整合状態における電圧である、
請求項１に記載の太陽電池モジュールの欠陥セルの検出方法。
前記光の照射として、照度が極端に低い環境において、前記検査対象のセルを除いた前記太陽電池モジュール内の他のセルに照明を当てて、前記セルの検査を行う、
請求項１または２のいずれかに記載の太陽電池モジュールの欠陥セルの検出方法。
前記各セルに対する検査を、太陽電池モジュール内の各セルに順次、行う、
請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池モジュールの欠陥セルの検出方法。
直列に接続された複数のセルを有する太陽電池モジュールの各セルを検査する装置であって、
前記複数のセルに光を照射可能な照明手段と、
前記複数のセルと並列に接続された照度調整用の可変抵抗器と、
当該可変抵抗器の端子電圧を測定する電圧計と、
前記電圧計の測定電圧を読み取る信号処理手段と
を有し、
前記信号処理手段は、各セルごと、
前記照明手段を制御して、検査対象のセルに影がつけられた状態で前記複数のセル内の他のセル全てに光を照射し、または、検査対象のセルに光を照射させずに前記複数のセル内の他のセル全てに光を照射し、
前記複数のセルに照射する光の照度に応じて、可変抵抗器の抵抗値を設定し、
前記複数のセル全てに光を照射させた場合に前記電圧計が測定する基準電圧に対する、前記検査対象のセル以外の前記他のセルに光を照射させた場合に前記電圧計が測定する電圧における電圧降下率を求め、
前記検査対象のセルのダイオード特性による逆方向の抵抗値の大きさに応じて前記電圧降下率を変化させ、当該電圧降下率が所定以下の場合、前記検査対象のセルを欠陥セルと判断する、
欠陥セル検出装置。
前記基準電圧は、前記太陽電池モジュールに影がついてないとき、太陽電池の出力が最大となる整合状態における電圧である、
請求項５に記載の欠陥セル検出装置。
前記照明手段は、各セルに対応した位置に配設された複数のＬＥＤまたは有機ＥＬを有し、前記信号処理手段によって各セルに対応して点灯・消灯可能なダイオード型照明手段を含む、
請求項５または６に記載の欠陥セル検出装置。
前記照明手段は、各セルに対応した位置に光を照射・非照射可能な液晶装置を含む、
請求項５または６に記載の欠陥セル検出装置。
前記照明手段は、各セルに対応した位置に光を照射・非照射可能なプロジェクタ装置を含む、
請求項５または６に記載の欠陥セル検出装置。
前記照明手段による前記光の照射として、照度が極端に低い環境において、前記検査対象のセルを除いた前記太陽電池モジュール内の他のセルに照明を当てて、前記セルの検査を行う、
請求項５または６に記載の欠陥セル検出装置。