JPWO2014049972A1 - 太陽電池モジュールの製造方法、太陽電池セルの製造方法及び太陽電池モジュールの製造システム - Google Patents
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Abstract
太陽電池モジュールの製造方法は、複数の太陽電池セル１１を準備し、太陽電池セル１１の特性値を測定し、測定した特性値に基づいて太陽電池セル１１を複数のランクに振り分け、ランク毎に特性値の平均値を算出し、平均値及び目標モジュール特性値に基づいて、ランクの少なくとも１つから複数の太陽電池セル１１を選択してストリング１８を作製する。
Description
本発明は、太陽電池モジュールの製造方法、太陽電池セルの製造方法及び太陽電池モジュールの製造システムに関する。
太陽電池モジュールは、配線材により接続された複数の太陽電池セル、及び太陽電池セルを保護するガラス基板等の保護部材等を備える（例えば、特許文献１参照）。太陽電池セルは、例えば、製造過程において出力に応じてランク分けされ、太陽電池モジュールを構成する複数の太陽電池セルは、太陽電池モジュールの目標出力に応じて各ランクから選択される。この選択は、各ランクの出力幅の中心値を用いて行われる。即ち、各ランクの中心値を用いて算出した太陽電池モジュール出力が目標出力を満たすように複数の太陽電池セルが選択される。
しかし、製造される太陽電池セルの出力分布は変動するため、上記中心値を用いて太陽電池セルを選択すると、モジュール出力がばらついて目標出力を満たさない太陽電池モジュールが多く発生する場合がある。そこで、かかる目標出力を満たさない太陽電池モジュールの発生を抑制すべく、目標出力より少し高い出力となるように太陽電池セルを選択する必要がある。このため、出力分布の中で高出力側に位置する太陽電池セルの使用量が多くなり、出力分布の中で高出力側に位置する太陽電池セルの在庫が減り、出力分布の中で低出力側に位置する太陽電池セルの在庫が増えるという問題が発生する。特定のランクの太陽電池セルの在庫が増えると、そのランクの太陽電池セルを処分しなければならなくなる。
本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、複数の太陽電池セルを準備し、太陽電池セルの特性値を測定し、測定した特性値に基づいて太陽電池セルを複数のランクに振り分け、ランクに分けられた所定数の太陽電池セルの組毎に特性値の平均値を算出し、平均値及び目標モジュール特性値に基づいて、組の少なくとも１つから複数の太陽電池セルを選択して該太陽電池セルのストリングを作製する。
組毎に特性値の標準偏差を算出し、平均値、標準偏差、及び目標モジュール特性値に基づいて、組の少なくとも１つから複数の太陽電池セルを選択して太陽電池セルのストリングを作製することが好適である。
本発明に係る太陽電池モジュールの製造システムは、太陽電池セルの特性値を測定し、測定した特性値に基づいて太陽電池セルを複数のランクに振り分ける手段と、ランク毎に特性値の平均値を算出する手段と、平均値及び目標モジュール特性値に基づいて、ランクの少なくとも１つから複数の太陽電池セルを選択して該太陽電池セルのストリングを作製する手段とを備える。
本発明によれば、目的とする太陽電池モジュールを効率良く製造することができる。
図面を参照しながら、本発明に係る実施形態の一例である太陽電池モジュール１０の製造方法、及び太陽電池モジュールの製造システム５０について以下詳細に説明するが、本発明の適用はこれに限定されない。
実施形態において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された構成要素の寸法比率などは、現物と異なる場合がある。具体的な寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
実施形態において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された構成要素の寸法比率などは、現物と異なる場合がある。具体的な寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
図１及び図２を参照して、太陽電池モジュール１０の構成について説明する。図１は、太陽電池モジュール１０を受光面側から見た平面図である。図２は、図１のＸ‐Ｘ線で太陽電池モジュール１０を厚み方向に切断した断面図である。
太陽電池モジュール１０は、複数の太陽電池セル１１と、太陽電池セル１１の受光面側に配置される第１保護部材１２と、太陽電池セル１１の裏面側に配置される第２保護部材１３とを備える。複数の太陽電池セル１１は、第１保護部材１２と第２保護部材１３とにより挟持されると共に、充填材１４により封止されている。第１保護部材１２及び第２保護部材１３には、例えば、ガラス基板や樹脂基板、樹脂フィルム等の透光性を有する部材を用いることができる。第２保護部材１３には、透光性を有さない、例えば白色の部材を用いてもよい。充填材１４には、例えば、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等の樹脂を用いることができる。
太陽電池モジュール１０は、複数の太陽電池セル１１を接続する配線材１５を備える。配線材１５は、隣接する太陽電池セル１１同士の間で太陽電池モジュール１０の厚み方向に曲がり、各太陽電池セル１１を直列に接続する。また、太陽電池モジュール１０は、配線材１５同士を接続する渡り配線材１６、第１保護部材１２及び第２保護部材１３の周縁に取り付けられるフレーム１７、図示しない端子ボックス等を備える。配線材１５及び渡り配線材１６により、複数の太陽電池セル１１が直列に接続されたストリング１８が形成されている。
太陽電池セル１１は、太陽光を受光することでキャリアを生成する光電変換部２０と、その受光面上に形成された受光面電極である第１電極３０と、その裏面上に形成された裏面電極である第２電極４０とをそれぞれ備える。太陽電池セル１１では、光電変換部２０で生成されたキャリアが、第１電極３０及び第２電極４０によりそれぞれ収集される。ここで、「受光面」とは太陽電池セル１１の外部から太陽光が主に入射する面を、「裏面」とは受光面と反対側の面をそれぞれ意味する。例えば、太陽電池セル１１に入射する太陽光のうち５０％超過〜１００％が受光面側から入射する。
光電変換部２０は、結晶系シリコン（ｃ‐Ｓｉ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、インジウム燐（ＩｎＰ）等の半導体材料からなる基板２１と、基板２１の受光面上に形成された非晶質半導体層２２と、基板２１の裏面上に形成された非晶質半導体層２３とを有する。基板２１としては、ｎ型単結晶シリコン基板が特に好適である。非晶質半導体層２２は、例えば、ｉ型非晶質シリコン層と、ｐ型非晶質シリコン層とが順に形成された層構造である。非晶質半導体層２３は、例えば、ｉ型非晶質シリコン層と、ｎ型非晶質シリコン層とが順に形成された層構造である。
第１電極３０は、非晶質半導体層２２上に形成された透明導電層３１と、透明導電層３１上に形成された集電極３２とを有する。また、第２電極４０は、第１電極３０と同様に、透明導電層４１と、集電極４２とを有する。但し、集電極の面積は、集電極３２よりも集電極４２を大きくすることが好適である。
透明導電層３１，４１は、例えば、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の金属酸化物に、錫（Ｓｎ）やアンチモン（Ｓｂ）等をドープした透明導電性酸化物から構成される。集電極３２，４２は、例えば、エポキシ樹脂等のバインダ樹脂中に導電性フィラーが分散した構造を有する。導電性フィラーには、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属粒子やカーボン、又はこれらの混合物などを用いることができる。これらのうち、Ａｇ粒子が好適である。或いは、集電極３２，４２は、ＡｇやＣｕめっきにより形成される金属めっき電極であってもよい。
集電極３２，４２は、複数のフィンガー部、及び複数（例えば、２又は３本）のバスバー部からなることが好適である。フィンガー部は、透明導電層３１，４１上の広範囲に形成される細線状の電極であって、バスバー部は、フィンガー電極からキャリアを収集する電極である。なお、集電極４２は、フィンガー部の代わりにＡｇ等の金属層から構成されてもよい。
光電変換部には、上記以外の構造を適用することができる。例えば、ｎ型単結晶シリコン等からなる基板の受光面側に、ｉ型非晶質シリコン層及びｎ型非晶質シリコン層を順に形成し、基板の裏面側に、ｉ型非晶質シリコン層及びｐ型非晶質シリコン層で構成されたｐ型領域と、ｉ型非晶質シリコン層及びｎ型非晶質シリコン層で構成されたｎ型領域とを形成した光電変換部であってもよい。この場合、基板の裏面側のみに電極（ｐ側電極及びｎ側電極）が設けられる。また、ｐ型多結晶シリコン等からなる基板と、基板の受光面上に形成されたｎ型拡散層と、基板の裏面上に形成されたアルミニウム金属層とから構成される光電変換部であってもよい。
図３〜図７を参照しながら、太陽電池モジュール１０の製造方法の一例について説明する。図３は、太陽電池モジュールの製造システム５０、及び太陽電池モジュール１０の製造工程を示す図である。図４は、制御装置６０の構成を示す図である。図５は、太陽電池モジュール１０の製造手順を示すフローチャートである。図６は、太陽電池セル１１の出力分布を示す図である。図７は、太陽電池モジュール１０の出力分布を示す図である。
図３に示すように、太陽電池モジュール１０は、製造システム５０を用いて製造することができる。太陽電池モジュール１０の製造工程では、太陽電池セル１１の特性値を測定し、測定した特性値に基づいて太陽電池セル１１を複数のランクに振り分けるが、ここで説明する工程（以下、「本工程」という）では、特性値として最大出力Ｐｍａｘ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ）を使用する。製造システム５０では、図示しない製造設備で製造された太陽電池セル１１がセレクタ装置５１に搬送され、セレクタ装置５１により太陽電池セル１１のＰｍａｘが測定されて、Ｐｍａｘに基づき太陽電池セル１１が複数のランクに振り分けられる。
製造システム５０は、上記セレクタ装置５１と、複数の太陽電池セル１１を配線材１５で接続してストリング１８を形成するストリング作製装置５２とを備える。また、製造システム５０は、セレクタ装置５１によってランク分けされた太陽電池セル１１を一時的に収容するカセット５３を備える。本工程では、Ｐｍａｘが高い方から順に、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ、Ｇ（図６参照）の７つのランクを設定している。ランクＡ〜ＧにはＰｍａｘの上限値及び下限値が規定されており、ランクＡについてはＰｍａｘの下限値のみが規定されている。ランクＧの下限値を下回る太陽電池セル１１は、例えば、不良品として廃棄される。カセット５３は、かかるランクに対応して少なくとも７つのカセット５３A〜５３Gを有し（図３では、図面の明瞭化の観点から５３E，５３F，５３Gを省略）、カセット５３A〜５３Gのそれぞれは、所定数、例えば１００枚の太陽電池セル１１を保持できる。各ランクには、それぞれ複数のカセットを設けることができる。
製造システム５０は、システムの動作を統合的に制御する制御装置６０を備える。制御装置６０は、セレクタ装置５１を制御するセレクタ制御部６１、ストリング作製装置５２を制御するストリング作製制御部６２、及び太陽電池セル１１のランク分けを実行するための情報やＰｍａｘの測定値、後述の平均値・標準偏差等のデータを記憶する記憶部６３を有する。ランク分けを実行するための情報としては、各ランクの上限値、下限値、太陽電池モジュールの目標出力等が挙げられる。記憶部６３は、これらデータベースの他にも、標準偏差等の演算式や制御プログラム等を記憶することができる。
図３では、製造システム５０の全体を統合的に制御する１つの制御装置６０を示しているが、制御装置６０の機能は複数のハードウェアに分散して存在していてもよい。また、制御装置６０の機能により全ての工程が自動的に行われてもよいし、本工程の一部が人為的に行われてもよい。
図４に示すように、制御装置６０のセレクタ制御部６１及びストリング作製制御部６２は、複数の制御ブロックをそれぞれ含む。セレクタ制御部６１は、太陽電池セル１１のＰｍａｘを測定する特性値測定手段６４、測定されたＰｍａｘに基づいて太陽電池セル１１を各ランクに振り分けるランク判定手段６５、ランク毎にＰｍａｘの平均値を算出する平均値算出手段６６、及びランク毎にＰｍａｘの標準偏差を算出する標準偏差算出手段６７を含む。ストリング作製制御部６２は、上記平均値及び上記標準偏差を用いて複数の太陽電池セル１１の最小トータルＰｍａｘを算出するモジュール出力算出手段６８、及び選択した複数の太陽電池セル１１に配線材１５を取り付けてストリング１８を作製するストリング作製手段６９を含む。
なお、制御装置６０は、ランク毎に平均値、標準偏差を算出する構成としたが、製造ロット毎に算出するよう構成してもよいし、各ランクに分けられた所定数の太陽電池セル１１の組ごとに算出する構成としてもよい。上述の組は、カセットに収容できる最大数の太陽電池セル１１からなる単位であってもよいし、より小さな単位、例えばカセットに収容できる最大数より小さい所定数単位としてもよい。
図５に示すように、太陽電池モジュール１０の製造工程では、まず、光電変換部２０を製造する（Ｓ１０）。具体的には、基板２１の受光面上に、ｉ型非晶質シリコン層及びｐ型非晶質シリコン層を含む非晶質半導体層２２を、基板２１の裏面上に、ｉ型非晶質シリコン層及びｎ型非晶質シリコン層を含む非晶質半導体層２３をそれぞれ形成することで光電変換部２０を製造する。非晶質半導体層２２，２３は、例えば、洗浄された基板２１を真空チャンバ内に設置して、ＣＶＤやスパッタリングにより形成される。
ＣＶＤによるｉ型非晶質シリコン層の成膜には、例えば、シラン（ＳｉＨ4）を水素（Ｈ2）で希釈した原料ガスを使用する。ｐ型非晶質シリコン層の場合は、シランにジボラン（Ｂ2Ｈ6）を添加し、水素（Ｈ2）で希釈した原料ガスを使用することができる。ｎ型非晶質シリコン層の場合は、シランにホスフィン（ＰＨ3）を添加し、水素（Ｈ2）で希釈した原料ガスを使用することができる。
続いて、Ｓ１０で製造された光電変換部２０上に、第１電極３０、第２電極４０をそれぞれ形成する（Ｓ１１）。光電変換部２０の非晶質半導体層２２，２３上には、まずＣＶＤ等により透明導電層３１，４１がそれぞれ形成される。そして、透明導電層３１，４１上には、スクリーン印刷や電解めっき等により集電極３２，４２がそれぞれ形成される。この工程により、太陽電池セル１１が製造される。
太陽電池セル１１の製造工程では、一定の製造条件で太陽電池セル１１が製造されるが、例えば真空チャンバ内に残留するガスの量やプラズマの生成状態などの条件の変動によりＰｍａｘにばらつきが発生する。勿論、原材料や製造日が同じである同一ロット品においても、Ｐｍａｘのばらつきは発生する。また、Ｐｍａｘの出力分布のピーク位置も変動する。例えば、図６に示すように、製造ロットａの出力分布ではランクＢの範囲にピークトップが存在しているが、製造ロットｂの出力分布ではランクＣの範囲にピークトップが存在する。
Ｓ１１で製造された複数の太陽電池セル１１は、セレクタ装置５１に搬送されて、ランクＡ〜Ｇに振り分けられ、各ランクに対応するカセット５３A〜５３Gに収容される（Ｓ１２〜Ｓ１５）。Ｓ１２〜Ｓ１５の工程は、セレクタ制御部６１の機能により自動的に実行される。
Ｓ１２では、複数の太陽電池セル１１の特性値としてＰｍａｘを測定する。このとき、測定される特性値として、開放電圧Ｖｏｃ、短絡電流Ｉｓｃ、曲線因子ＦＦなどを含めてもよい。この工程は、セレクタ制御部６１の特性値測定手段６４の機能により自動的に実行される。この工程では、全ての太陽電池セル１１についてＰｍａｘを測定する。Ｐｍａｘは、例えば、ＪＩＳ Ｃ ８９１３に準拠して測定することができる。
続いて、Ｓ１２で測定したＰｍａｘに基づいて太陽電池セル１１を複数のランクＡ〜Ｇに振り分ける（Ｓ１３）。この工程は、ランク判定手段６５の機能により実行される。具体的には、記憶部６３に予め記憶されている各ランクＡ〜Ｇを規定するＰｍａｘの上限値及び下限値と、Ｓ１２で測定した太陽電池セル１１のＰｍａｘとを比較して、当該太陽電池セル１１をランクＡ〜Ｇに分類する。そして、ランクＡ〜Ｇに分類された太陽電池セル１１は、図示しない搬送手段によりカセット５３A〜５３Gに搬送される。このとき、Ｐｍａｘの測定値Ｋも、ランク毎に整理されて記憶部６３に記憶されることが好適であり、太陽電池セル１１のカセット５３A〜５３Gに収容された順番とＰｍａｘの測定値Ｋとを１組のデータとして記憶されることがさらに好適である。
続いて、Ｓ１３でランク分けされた複数の太陽電池セル１１のＰｍａｘについて、ランク毎に平均値ＸA〜ＸGを算出する（Ｓ１４）。この工程は、平均値算出手段６６の機能により実行される。具体的には、ランク毎に整理された測定値Ｋを足し合わせて、測定値Ｋの数（以下、「データ数Ｎ」という）で除することによりランク毎のＰｍａｘの平均値ＸA〜ＸGを算出する。平均値ＸA〜ＸGの算出は、Ｐｍａｘが測定される度に逐次実行されてもよいし、全てのＰｍａｘの測定が終了した後に実行されてもよい。
続いて、Ｓ１３で算出された平均値ＸA〜ＸGを用いて、ランク毎にＰｍａｘの標準偏差σA〜σGを算出する（Ｓ１５）。この工程は、標準偏差算出手段６７の機能により実行される。標準偏差σA〜σGは、ランク毎に整理された測定値Ｋ、ランク毎のデータ数Ｎ、及び平均値ＸA〜ＸGの各々に基づいてランク毎に算出される。標準偏差σA〜σGの算出は、例えば、平均値ＸA〜ＸGが算出されるタイミングに合わせて実行される。
本工程では、製造されるモジュール出力の予測精度向上等の観点から、例えば、Ｓ１３において標準偏差σA〜σGの２倍又は３倍の値、所謂２σ，３σを算出することが好適である。或いは、Ｓ１３において標準偏差σA〜σGを算出し、後述のＳ１６において２σA〜２σG，３σA〜３σGを算出してもよい。
平均値ＸA〜ＸG及び標準偏差σA〜σGは、例えば、互いに関連付けられて記憶部６３に記憶される。そして、記憶された平均値ＸA〜ＸG及び標準偏差σA〜σGは、ストリング１８を作製する際に使用されるデータベースとなる。或いは、セレクタ装置５１での工程が終了した時点等において、平均値ＸA〜ＸG及び標準偏差σA〜σGの情報を対応するカセットに表示してもよい。かかる表示としては、平均値Ｘ及び標準偏差σを示す文字やバーコードをラベルに印刷して、当該ラベルをカセット５３A〜５３Gに貼着する方法が例示できる。カセット５３A〜５３Gのそれぞれに１００枚の太陽電池セル１１が保持される場合、１００枚の太陽電池セル１１の平均値Ｘ及び標準偏差σの情報が表示される。この場合、ストリング作製装置５２において、当該表示が読み取られ、又はオペレータにより入力されて、ストリング１８を構成する太陽電池セル１１の選択が実行される。
各ランクに複数のカセットが設けられる場合、カセット毎に平均値Ｘ及び標準偏差σの情報を表示することが好適である。また、各カセットの所定数単位毎に平均値Ｘ及び標準偏差σの情報を表示してもよい。
各ランクに複数のカセットが設けられる場合、カセット毎に平均値Ｘ及び標準偏差σの情報を表示することが好適である。また、各カセットの所定数単位毎に平均値Ｘ及び標準偏差σの情報を表示してもよい。
Ｓ１３でカセット５３A〜５３Gに収容された複数の太陽電池セル１１は、ストリング作製装置５２に搬送されてモジュール化される（Ｓ１６〜Ｓ１８）。Ｓ１６及びＳ１７の工程は、ストリング作製制御部６２の機能により自動的に実行される。
Ｓ１６では、平均値ＸA〜ＸG、標準偏差σA〜σG、及び目標モジュール出力Ｐｚに基づいて、ランクＡ〜Ｇに対応するカセット５３A〜５３Gの少なくとも１つから複数の太陽電池セル１１を選択する。この工程は、ストリング作製制御部６２のモジュール出力算出手段６８の機能により実行される。具体的には、平均値ＸA〜ＸG及び標準偏差σA〜σGから算出される複数の太陽電池セル１１のトータルＰｍａｘ、即ち予測される太陽電池モジュール１０の出力が、目標モジュール出力Ｐｚ以上となるように太陽電池セル１１を選択する。なお、目標モジュール出力Ｐｚを得るための太陽電池セル１１の選択には、多くの組み合わせが存在し、組み合わせは特に限定されない。但し、かかる太陽電池セル１１の選択には、カセット５３A〜５３Gにおける太陽電池セル１１のランク毎の在庫数を選択条件の１つとすることが好適である。
なお、目標モジュール出力Ｐｚは、選択された複数の太陽電池セル１１のトータルＰｍａｘであってもよいし、選択された複数の太陽電池セル１１について、後述のラミネート工程の後の太陽電池モジュール１０の状態のＰｍａｘであってもよい。太陽電池モジュール１０の状態のＰｍａｘを目標モジュール出力Ｐｚとする場合には、選択された複数の太陽電池セル１１のトータルＰｍａｘと、太陽電池モジュール１０の状態のＰｍａｘとの間の相関係数に応じて、太陽電池セル１１を選択すればよい。例えば、太陽電池モジュール１０の状態のＰｍａｘが選択された複数の太陽電池セル１１のトータルＰｍａｘより大きい場合、相関係数を考慮して、太陽電池モジュール１０の状態のＰｍａｘより小さい出力値となるように複数の太陽電池セル１１を選択する。反対に、太陽電池モジュール１０の状態のＰｍａｘが選択された複数の太陽電池セル１１のトータルＰｍａｘより小さい場合、相関係数を考慮して、太陽電池モジュール１０の状態のＰｍａｘより大きい出力値となるように複数の太陽電池セル１１を選択する。
太陽電池セル１１の在庫数の在庫数を考慮して、カセット５３A，５３B，５３Cから太陽電池セル１１を取得する場合を例示すると、トータルＰｍａｘは、式１により算出される。Ｕ，Ｖ，Ｗは、カセット５３A，５３B，５３Cから取得する太陽電池セル１１の個数である。なお、ここでは３種類のカセットから太陽電池セル１１を取得する場合を例示するが、カセットの数は任意に設定することができる。
本工程では、カセット５３A〜５３Gに収容された複数の太陽電池セル１１から、モジュール出力が大きく異なる複数グレードの太陽電池モジュール１０を製造することができる。例えば、図７に示すように、目標モジュール出力Ｐｚ１，Ｐｚ２である２種類の太陽電池モジュールＧ１，Ｇ２を製造することができる。図７は、モジュール出力（Ｐｍａｘ）の度数分布を示す図であって、本工程で製造される太陽電池モジュールＧ１，Ｇ２を実線で、ランクＡ〜Ｇの中心値を用いて太陽電池セルを選択することにより製造される太陽電池モジュールｇ１，ｇ２（比較例）を二点鎖線でそれぞれ示している。
太陽電池モジュールＧ１，Ｇ２の場合は、平均値ＸA〜ＸG及び標準偏差σA〜σGを用いて太陽電池セルを選択するため、モジュール出力を精度良く予測することができる。このため、太陽電池モジュールｇ１，ｇ２の場合に比べて度数分布のピークがシャープであり、各太陽電池モジュール間における出力のばらつきが小さくなる。そして、太陽電池モジュールＧ１，Ｇ２のピークは、太陽電池モジュールｇ１，ｇ２のピークよりも目標モジュール出力Ｐｚ１，Ｐｚ２側に大きくシフトしている。つまり、本工程では、比較例の場合に比べてモジュール出力の予測精度が高いので、モジュール出力に大きな余裕を持たせなくても目標出力を満たさない太陽電池モジュールの発生を十分に防止できる。このため、太陽電池モジュールＧ１については、比較例において在庫が増え易い出力分布の中で低出力側に位置する太陽電池セルを多く使用して製造できる。そして、太陽電池モジュールＧ２については、比較例において在庫が減り易い出力分布の中で高出力に位置する太陽電池セルを用いて製造することができる。さらに、本工程によれば、出力分布の中で高出力側に位置する太陽電池セルのみを用いて、太陽電池モジュールＧ２より高出力の太陽電池モジュールＧ３を製造することも可能である。
続いて、Ｓ１６で選択した複数の太陽電池セル１１に配線材１５を接続してストリング１８を作製する（Ｓ１７）。この工程は、ストリング作製手段６９の機能により自動的に実行される。配線材１５は、例えば、フィルム状やペースト状の熱硬化性樹脂からなる接着剤を用いて集電極３２，４２に取り付けられ、複数の太陽電池セル１１を直列に接続する。
続いて、Ｓ１７で作製されたストリング１８を含む太陽電池モジュール１０の各構成部材を積層して熱圧着する（Ｓ１８）。この工程は、ラミネート工程と呼ばれ、図示しないラミネータを用いて行われる。この場合、充填材１４は、フィルムの形態で供給される。ラミネート工程では、第１保護部材１２上に充填材１４を構成する第１の樹脂フィルムを積層し、第１の樹脂フィルム上にストリング１８を積層する。さらに、ストリング１８上に充填材１４を構成する第２の樹脂フィルムを積層し、その上に第２保護部材１３を積層する。そして、各樹脂フィルムが溶融する温度で加熱しながら、第２保護部材１３側から圧力を加えてラミネートする。こうして、ストリング１８が充填材１４で封止された構造が得られる。最後に、フレーム１７や端子ボックス等を取り付けて、太陽電池モジュール１０が製造される。
なお、本工程では、Ｐｍａｘを特性値として太陽電池セル１１を各ランクに振り分けたが、Ｐｍａｘ以外の特性値を用いて当該振り分けを実行してもよい。Ｐｍａｘ以外の特性値の具体例としては、太陽電池セル１１の曲線因子ＦＦやシート抵抗Ｒ、短絡電流Ｉｓｃ、開放電圧Ｖｏｃ等が挙げられる。また、本工程ではＰｍａｘのみを特性値として太陽電池セル１１を各ランクに振り分けたが、複数の特性値を用いてもよい。例えば、所定の短絡電流Ｉｓｃに満たない太陽電池セル１１は不良品とし、それ以外の太陽電池セル１１についてＰｍａｘを特性値として各ランクに振り分けてもよい。
また、本工程では、各ランクにおける特性値の平均値Ｘ及び標準偏差σを用いて太陽電池モジュール１０を構成する複数の太陽電池セル１１を選択したが、平均値Ｘのみを用いて太陽電池セル１１を選択してもよい。
また、本工程では、各ランクにおける特性値の平均値Ｘ及び標準偏差σを用いて太陽電池モジュール１０を構成する複数の太陽電池セル１１を選択したが、平均値Ｘのみを用いて太陽電池セル１１を選択してもよい。
以上のように、上記製造方法によれば、目的とする太陽電池モジュール１０を効率良く製造することができる。上記製造方法によれば、ランク分けされた太陽電池セル１１の選択において、ランク毎に算出された太陽電池セル出力の平均値及び標準偏差を用いることにより、製造されるモジュール出力を精度良く予測することが可能となる。このため、目的とするモジュール出力を得ることが容易になり、複数の太陽電池モジュール１０間における出力のばらつきを小さくすることができる。また、太陽電池セルの使用効率が向上して、さらなる高出力モジュールの製造も可能となる。
１０ 太陽電池モジュール、１１ 太陽電池セル、１２ 第１保護部材、１３ 第２保護部材、１４ 充填材、１５ 配線材、１６ 渡り配線材、１７ フレーム、１８ ストリング、２０ 光電変換部、２１ 基板、２２，２３ 非晶質半導体層、３０ 第１電極、３１，４１ 透明導電層、３２，４２ 集電極、４０ 第２電極、５０ 製造システム、５１ セレクタ装置、５２ ストリング作製装置、５３ カセット、６０ 制御装置、６１ セレクタ制御部、６２ ストリング作製制御部、６３ 記憶部、６４ 特性値測定手段、６５ ランク判定手段、６６ 平均値算出手段、６７ 標準偏差算出手段、６８ モジュール出力算出手段、６９ ストリング作製手段。
Claims (11)
- 複数の太陽電池セルを準備し、
前記太陽電池セルの特性値を測定し、
測定した前記特性値に基づいて前記太陽電池セルを複数のランクに振り分け、
前記ランクに分けられた所定数の前記太陽電池セルの組毎に前記特性値の平均値を算出し、
前記平均値及び目標モジュール特性値に基づいて、前記組の少なくとも１つから複数の前記太陽電池セルを選択して該太陽電池セルのストリングを作製する、太陽電池モジュールの製造方法。 - 請求項１に記載の製造方法であって、
さらに、前記組毎に前記特性値の標準偏差を算出し、
前記平均値、前記標準偏差、及び前記目標モジュール特性値に基づいて、前記組の少なくとも１つから複数の前記太陽電池セルを選択して該太陽電池セルのストリングを作製する、太陽電池モジュールの製造方法。 - 請求項１又は２に記載の製造方法であって、
前記特性値は出力であり、前記目標モジュール特性値は目標モジュール出力である、太陽電池モジュールの製造方法。 - 請求項２に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記特性値は出力であり、前記目標モジュール特性値は目標モジュール出力であって、
前記平均値及び前記標準偏差から算出される複数の前記太陽電池セルのトータル出力が、前記目標モジュール出力以上となるように前記組の少なくとも１つから複数の前記太陽電池セルを選択する、太陽電池モジュールの製造方法。 - 請求項１又は２に記載の製造方法であって、
前記特性値は出力であり、前記目標モジュール特性値は太陽電池モジュールの状態の目標モジュール出力であり、
選択された複数の前記太陽電池セルの出力の合計と、前記太陽電池モジュールの状態の出力と、の間の相関係数に応じて、前記ランクの少なくとも１つから複数の前記太陽電池セルを選択する、太陽電池モジュールの製造方法。 - 複数の太陽電池セルを準備し、
前記太陽電池セルの特性値を測定し、
測定した前記特性値に基づいて前記太陽電池セルを複数のランクに振り分け、
前記ランクに分けられた所定数の前記太陽電池セルを組とし、組ごとの前記特性値の平均値を算出し、
組とされた前記所定数の前記太陽電池セルに前記平均値の情報を表示する、太陽電池セルの製造方法。 - 請求項６に記載の製造方法であって、
さらに、組とされた前記所定数の前記太陽電池セルの前記特性値の標準偏差を算出し、
組とされた前記所定数の前記太陽電池セルに前記平均値および前記標準偏差の情報を表示する、太陽電池セルの製造方法。 - 平均値の情報が表示された所定数の太陽電池セルを組とし、前記平均値が異なる複数の組から選択された複数の前記太陽電池セルを用いて製造される太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記平均値及び目標モジュール特性値に基づいて、複数の前記太陽電池セルを選択して該太陽電池セルのストリングを作製する、太陽電池モジュールの製造方法。 - 請求項８に記載の製造方法であって、
さらに、組とされた前記所定数の前記太陽電池セルに前記特性値の標準偏差が表示されており、
前記平均値、前記標準偏差及び前記目標モジュール特性値に基づいて、複数の前記太陽電池セルを選択して該太陽電池セルのストリングを作製する、太陽電池モジュールの製造方法。 - 太陽電池セルの特性値を測定し、測定した前記特性値に基づいて前記太陽電池セルを複数のランクに振り分ける手段と、
前記ランク毎に前記特性値の平均値を算出する手段と、
前記平均値及び目標モジュール特性値に基づいて、前記ランクの少なくとも１つから複数の前記太陽電池セルを選択して該太陽電池セルのストリングを作製する手段と、
を備える太陽電池モジュールの製造システム。 - 請求項１０に記載の製造システムであって、
前記ランク毎に前記特性値の標準偏差を算出する手段をさらに備え、
前記ストリングを作製する手段は、前記平均値、前記標準偏差、及び前記目標モジュール特性値に基づいて、前記ランクの少なくとも１つから複数の前記太陽電池セルを選択する太陽電池モジュールの製造システム。
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