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JP2012089789A - 太陽電池アレイの検査装置及びこれを用いた検査方法 - Google Patents

太陽電池アレイの検査装置及びこれを用いた検査方法 Download PDF

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JP2012089789A JP2010237446A JP2010237446A JP2012089789A JP 2012089789 A JP2012089789 A JP 2012089789A JP 2010237446 A JP2010237446 A JP 2010237446A JP 2010237446 A JP2010237446 A JP 2010237446A JP 2012089789 A JP2012089789 A JP 2012089789A
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田頭  健二
Harumi Yasuda
晴美 安田
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Abstract

【課題】設置後の太陽電池パネルの中から不良パネルを容易に検出できる太陽電池アレイの検査装置及びこれを用いた検査方法を提供する。
【解決手段】少なくとも2つ以上の太陽電池パネル1の出力を並列に接続した太陽電池ストリング30を少なくとも1つ以上直列に接続した太陽電池アレイ40の検査装置100であって、太陽電池アレイ40の出力端に接続される電圧測定装置101と、太陽電池パネル1の受光面に特定光を照射する光照射装置と、を備え、光照射装置により太陽電池パネル1毎に太陽電池パネル1に特定光を照射して、電圧測定装置101で電圧変化を測定することを特徴とする。
【選択図】図7

Description

本発明は、太陽電池パネルに関する。
従来、太陽電池パネルを設置した後の太陽電池パネルの不良の有無の検査方法としては、電圧と電流とをストリング毎に測定して、ストリング毎の不良の有無を判定する。その後、不良があった場合には、不良が検出されたストリングを構成している太陽電池パネルの結線を外して、太陽電池パネルを1枚毎に検査していた。
このような太陽電池モジュールの不良の有無の検査方法では、時間と労力とを要することから、特許文献1には、太陽電池素子毎にプローブを挿入して、パルス光または連続光を照射することによってアレー状に組立てた太陽電池パネルの不良の有無の検査を行うことが開示されている。
また、特許文献2には、設置された発電中の太陽電池アレイについて、太陽電池アレイを構成している太陽電池モジュールの表面温度分布を計測することにより、太陽電池アレイの不良の有無の検査を行うことが開示されている。
さらに、特許文献3には、太陽電池モジュールを直列に接続したストリングに信号発生器と波形観測装置とを接続して、信号発生器により発信される信号と、波形観測装置により観測される信号との応答時間差を用いて、太陽電池アレイの不良の有無の検査を行うことが開示されている。
特開昭59−20870号公報 特開2002−329879号公報 特開2009−21341号公報
しかし、特許文献1に開示されている発明は、太陽電池パネルの製造時に不良の有無の検査を行う方法であり、太陽電池パネル設置後に不良の有無の検査を行うことについては想定されていない。仮に、特許文献1に開示されている発明の方法を太陽電池パネル設置後に適用する場合には、一旦、太陽電池パネルの結線を取り外して、太陽電池素子の1枚毎にプローブを挿入して不良の有無の検査を行う必要があるため時間と労力とを要するという問題がある。
また、特許文献2に開示されている発明では、太陽電池モジュールに太陽光が照射しているため温度測定しようとする太陽電池モジュールの表面温度が上昇していたり、周囲物の輻射による影響を受けるため、発電による太陽電池モジュール表面の温度上昇と区別した判別が困難であるという問題があった。
さらに、特許文献3に開示されている発明では、太陽電池モジュールを同数接続した太陽電池アレイであっても太陽電池アレイ毎に個体差があるため、ストリングの信号発生器からの距離と信号の応答時間とを測定して不良なストリングを判定する際には、ストリング長の差によって不良な太陽電池モジュールの位置を誤る恐れがあった。
また、特許文献3に開示されている発明は、太陽電池モジュールを直列に接続する必要があるため、太陽電池モジュールを並列に接続した場合には、不良の有無の検査を行うことができないという問題があった。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、設置後の太陽電池パネルの中から不良パネルを容易に検出できる太陽電池アレイの検査装置及びこれを用いた検査方法を提供する。
上記課題を解決するために、本発明の太陽電池アレイの検査装置によれば、少なくとも2つ以上の太陽電池パネルの出力を並列に接続した太陽電池ストリングを少なくとも1つ以上直列に接続した太陽電池アレイの検査装置であって、前記太陽電池アレイの出力端に接続される電圧測定装置と、前記太陽電池パネルの受光面に特定光を照射する光照射装置と、を備え、該光照射装置により前記太陽電池パネル毎に光を照射して、前記電圧測定装置で電圧変化を測定することを特徴とする。
太陽電池ストリングは、少なくとも2つ以上の太陽電池パネルの出力を並列に接続し、その太陽電池ストリングを少なくとも1つ以上直列に接続した太陽電池アレイを用いる。個々の太陽電池パネルの配線を外すことなく、この太陽電池アレイを構成している第1列目の太陽電池ストリングの入力端と最終列目の太陽電池ストリングの出力端、すなわち、この太陽電池アレイの出力端には、オシロスコープなどの電圧測定装置を接続して、光照射装置により太陽電池パネル毎に太陽電池パネルの受光面に特定光を照射することとした。これにより、全ての太陽電池パネルが正常である場合には、太陽電池パネルに特定光を照射する毎に電圧測定装置によって測定される電圧が上昇する。また、各々の太陽電池パネルおよび太陽電池ストリングを接続する配線が不良(断線等)の場合には、太陽電池パネル毎に特定光を照射しても電圧測定装置によって測定される電圧に変化が生じない。さらに、正常の太陽電池パネルに光を照射した際には電圧が上昇するが、太陽電池パネルが不良(断線等)の場合には電圧に変化が生じないこととなる。そのため、設置状態の太陽電池アレイのまま、配線や太陽電池パネルを架台から取り外すことなく各太陽電池パネルの不良の有無を検査することができる。したがって、従来に比べて、太陽電池パネルの不良の有無を検査するための時間と労力とを低減するとともに、検査作業に伴う感電等の事故の発生を低減することができる。
また、太陽電池パネル毎に特定光を直接照射して太陽電池パネル毎の不良の有無を検査するため、太陽電池ストリング長に個体差がある場合でも不良な太陽電池パネルを特定することができる。
さらに、第1列の太陽電池ストリングの入力端と、最終列の太陽電池ストリングの出力端、すなわち、太陽電池アレイの出力端に電圧測定装置を接続して、太陽電池パネル毎に太陽電池パネルの受光面に特定光を照射することとしたので、直列・並列接続を含んだ太陽電池アレイであっても不良な太陽電池パネルを特定することができる。そのため、従来に比べてより多くの太陽電池パネルを検査することができる。したがって、太陽電池パネルの不良の有無を検査するための時間を短縮ことができる。
本発明の太陽電池アレイの検査装置によれば、前記特定光を照射しない間の環境日照条件として、前記太陽電池パネルの開放電圧が該太陽電池パネルの公称開放電圧の90%以下となるような日射強度であることを特徴とする。
環境光が照射されて太陽電池パネルが発電している状態でも、特定光を照射する検査実施が可能であり、さらに特定光が照射されていない環境日照条件での太陽電池パネル電圧が、公称開放電圧の90%以下となるような日射強度の環境下で検査を実施することとした。これにより、朝夕や曇天の環境下で、太陽電池パネルの周囲の環境光と光照射装置から照射される特定光との強度差を大きく維持しながら、実用的な太陽電池パネルの不良の有無を検査することができる。
本発明の太陽電池アレイの検査装置によれば、前記特定光は、パルス光であって、該パルス光は、そのパルス幅が1msecから10msecであることを特徴とする。
太陽電池パネルに照射する特定光の照射時間が長くなると、太陽電池パネルの温度が上昇して出力が低下する。そのため、電圧上昇量が減少して環境光との強度差が小さくなるので、特定光の照射強度の増加が必要になり、簡易で安定した測定が困難になる。
そこで、照射する特定光には、パルス幅が1msecから10msecのパルス光を用いることとした。そのため、太陽電池パネルを発電させるのに十分な照射強度を維持しつつ、太陽電池パネルの温度上昇を抑制することができる。したがって、輻射熱などによる影響を抑制しつつ太陽電池パネルの不良の有無を検査することができる。
本発明の太陽電池アレイの検査装置によれば、前記電圧測定装置は、前記特定光が照射された前記太陽電池パネルの電圧を測定する電圧測定手段と、該電圧測定手段に測定された前記電圧が所定の閾値以上になった際にトリガー信号を出力するトリガー出力手段と、該トリガー手段から出力された前記トリガー信号によって作動する可視および/または可聴を出力する出力手段と、を備えることを特徴とする。
電圧測定装置には、太陽電池パネルの電圧を測定する電圧測定手段と、計測した電圧が所定の閾値以上になった際にトリガー信号を出力するトリガー出力手段と、トリガー出力手段から出力されたトリガー信号によって作動する可視および/または可聴を出力する出力手段とを設けることとした。そのため、広い設置面に数多く設置された太陽電池アレイに対して、光照射装置から特定光が照射された太陽電池パネルの電圧が所定の閾値以上になった際に、可視および/または可聴の出力手段を作動させることができ、電圧測定手段を常時監視する必要がなくなる。したがって、検査時は特定光を照射する人員を除いて削減することができる。
本発明の太陽電池アレイの検査装置によれば、前記光照射装置は、前記太陽電池アレイの前記太陽電池パネルの個々に対して、照射パターンの設定制御が可能な照射制御手段を有し、前記電圧測定装置は、前記特定光が照射された前記太陽電池パネルの電圧を測定する電圧測定手段と、該電圧測定手段に測定された前記電圧が所定の閾値以上になった際に該電圧を2値化して2値化出力する2値化復合手段と、該2値化復合手段から出力された前記2値化出力によって記録する記録手段と、を備えることを特徴とする。
光照射装置は、特定光の照射パターンの設定が可能な照射制御手段により、照射する特定光に特有のパターンを保有できるようにした。また、電圧測定装置は、特定光の照射パターンに合わせて太陽電池パネルの電圧変化を測定する電圧測定手段と、測定された電圧が所定の閾値以上になった際に2値化して出力する2値化復合手段と、2値化復合手段から出力された結果に基づいて記録する記録手段とを用いることとした。そのため、電圧測定手段が測定した電圧変化パターン値と、特定光の照射パターンとの結びつけ、すなわち検査対象の太陽光パネルとの結びつけが容易となる。これにより、多数の太陽電池パネルを検査する際に、不良な太陽電池パネルの特定と記録が容易になる。したがって、不良な太陽電池パネルと正常な太陽電池パネルとの取り間違えを防止して、検査作業時間を短縮することができる。
本発明の太陽電池アレイの検査装置によれば、前記光照射装置は、前記太陽電池パネルの受光面の少なくとも一部を覆うことが可能なカバーを備えることを特徴とする。
光照射装置には、太陽電池パネルの受光面の一部を覆うことが可能なカバーを設けることとした。そのため、光照射装置が特定光を照射する際に、カバーにより環境日射による環境光を遮り太陽電池パネルの出力電圧は低くなるので、環境光との強度差が大きくなるので好ましい。このカバーは、太陽電池パネルの受光面の好ましくは5%以上、更に好ましくは10%以上であれば、環境光による太陽電池パネルの出力電圧の低下は十分に効果がある。さらに、隣接する太陽電池パネルに光が照射されることを防止することができる。したがって、照射する太陽電池パネル以外の誤作動を防止することができる。
本発明の太陽電池アレイの検査方法によれば、少なくとも2つ以上の太陽電池パネルの出力を並列に接続した太陽電池ストリングを少なくとも1つ以上直列に接続して、前記太陽電池アレイの出力端に電圧測定装置を接続して、前記太陽電池パネル毎に光照射装置から前記太陽電池パネルの受光面に特定光を照射して、該太陽電池パネルの不良の有無を検査することを特徴とする。
太陽電池ストリングは、少なくとも2つ以上の太陽電池パネルの出力を並列に接続し、その太陽電池ストリングを少なくとも1つ以上直列に接続した太陽電池アレイを用いる。この太陽電池アレイを構成している第1列目の太陽電池ストリングの入力端と最終列目の太陽電池ストリングの出力端、すなわち、太陽電池アレイの出力端には、電圧測定装置を接続して、光照射装置により太陽電池パネル毎に太陽電池パネルの受光面に特定光を照射することとした。これにより、全ての太陽電池パネルが正常である場合には、太陽電池パネルに特定光を照射する毎に各々電圧が上昇する。また、各々の太陽電池パネルもしくは太陽電池ストリングを接続する配線が不良(断線等)の場合には、太陽電池パネル毎に特定光を照射しても電圧測定装置によって測定される電圧に変化が生じない。さらに、正常の太陽電池パネルに特定光を照射した際には電圧が上昇するが、太陽電池パネルが不良(断線等)の場合には電圧に変化が生じないこととなる。そのため、太陽電池パネルを設置状態の太陽電池アレイのまま、配線や太陽電池パネルを架台から取り外すことなく太陽電池パネルの不良の有無を検査することができる。したがって、従来に比べて、太陽電池パネルの不良の有無を検査するための時間と労力とを低減するとともに、検査作業に伴う感電等の事故の発生を低減することができる。
また、太陽電池パネル毎に特定光を照射して太陽電池パネルの不良の有無を検査するため、環境光がある日照条件の下でも検査が可能であり、さらに太陽電池ストリング長に個体差がある場合でも、不良な太陽電池パネルを特定することができる。
さらに、第1列の太陽電池ストリングの入力端と、最終列の太陽電池ストリングの出力端、すなわち、太陽電池アレイの出力端に電圧測定装置を接続して、太陽電池パネル毎に太陽電池パネルの受光面に特定光を照射することとしたので、直列・並列接続を含んだ太陽電池アレイであっても不良な太陽電池パネルを特定することができる。そのため、従来に比べてより多くの太陽電池パネルを検査することができる。したがって、太陽電池パネルの不良の有無を検査するための時間を短縮することができる。
本発明の第1実施形態に係る太陽電池セルの構成を説明する模式図である。 第1実施形態に係る太陽電池モジュールの製造工程を説明する模式図の一部である。 第1実施形態に係る太陽電池モジュールの製造工程を説明する模式図の一部である。 第1実施形態に係る太陽電池モジュールの製造工程を説明する模式図の一部である。 第1実施形態に係る太陽電池モジュールの製造工程を説明する模式図の一部である。 第1実施形態に係る太陽電池モジュールの製造工程を説明する模式図の一部である。 第1実施形態に係る太陽電池モジュールの検査装置の概略を説明する概略構成図である。 キセノンアークランプ光と太陽光との関係を示すグラフである。 キセノンアークランプ光照射時と非照射時の電圧の変化を示すグラフである。 光の照射強度別の太陽電池パネルの電圧と電流との特性を示すグラフである。 図7に示した検査装置を構成している配線ケーブルが断線している場合を説明する概略構成図である。 図7に示した検査装置を構成している一部の太陽電池パネルが不良の場合を説明する概略構成図である。 図12に示した各太陽電池パネルの電圧上昇の有無と異常の有無とを示す図表である。 第1実施形態の係る太陽電池パネルの検査装置の変形例1を示す概略構成図である。 第1実施形態の係る太陽電池パネルの検査装置の変形例2を示す概略構成図である。 第2実施形態に係る太陽電池パネルの検査装置の概略を説明する概略構成図である。 第2実施形態に係る電圧測定装置の動作状況を示し、(A)は、光照射時間の電圧の変化であり、(B)は、トリガー装置の作動状況であり、(C)は、音響表示装置の作動状態である。 第3実施形態に係る太陽電池パネルの検査装置の概略を説明する概略構成図である。 第3実施形態に係る光照射装置と電圧測定装置との動作状況であり、(A)は、光照射装置の稼働状況であり、(B)は、光照射時間の電圧の変化であり、(C)は、2値符号後結果である。 第4実施形態に係る太陽電池アレイの検査装置の光照射装置に設けられる光漏れカバーの概略図である。
〔第1実施形態〕
以下、本発明の第1実施形態に係る太陽電池アレイの検査装置及びこれを用いた検査方法ついて図1から図13を参照して説明する。
図1は、本実施形態の太陽電池アレイを構成している太陽電池セルの構成を説明する模式図である。図2から図6には、図1に示す太陽電池セルをモジュール化する製造工程を表す概略図を示す。
本実施形態で説明する太陽電池パネル(モジュール)は、光電変換層4を形成したタンデム型シリコン系の太陽電池モジュールであり、図示しない接着充填シート(EVA)とバックシート(PET/AL/PET構造)で密閉処理を施し、太陽電池パネルの周囲に図示しないガスケットを介して、アルミフレーム枠が取付けられたものである。
図1に示すように、光電変換装置5は、基板6、透明電極層7、光電変換層4としての第1セル層91(非晶質シリコン系)及び第2セル層92(結晶質シリコン系)、中間コンタクト層93、及び裏面電極層8を備えている。なお、ここで、シリコン系とは、シリコン(Si)やシリコンカーバイト(SiC)やシリコンゲルマニウム(SiGe)を含む総称である。また、結晶質シリコン系とは、非晶質シリコン系以外のシリコン系を意味するものであり、微結晶シリコンや多結晶シリコンも含まれる。
(1)図2(a):
基板6としてソーダフロートガラス基板(例えば1.4m×1.1m×板厚:3.0mm〜4.5mm)を使用する。基板6端面は、熱応力や衝撃などによる破損防止にコーナー面取りやR面取り加工されていることが望ましい。
(2)図2(b):
透明電極層7として酸化錫膜(SnO)を主成分とする透明電極膜を膜厚約500nm〜800nm、熱CVD装置(図示せず)にて約500℃で製膜処理する。この際、透明電極膜の表面は、適当な凹凸のあるテクスチャー膜(図示せず)を形成しても良い。アルカリバリア膜は、酸化シリコン膜(SiO)を約50nm〜150nm、熱CDV装置にて約500℃で製膜(図示せず)を形成しても良い。
(3)図2(c):
その後、基板6をX−Yテーブル(図示せず)に設置して、YAGレーザーの第1高調波(1064nm)を、図の矢印に示すように、透明電極膜の膜面側から照射する。加工速度に適切となるようにレーザーパワーを調整して、透明電極膜を発電セルの直列接続方向に対して垂直な方向へ、基板6とレーザー光を相対移動して、溝10を形成するように幅約6mmから15mmの所定幅の短冊状にレーザーエッチングする。
(4)図2(d):
第1セル層91として、非晶質シリコン薄膜からなるp層、i層及びn層を、プラズマCVD装置(図示せず)により製膜する。SiHガス及びHガスを主原料にして、減圧雰囲気:30Pa以上1000Pa以下、基板温度:約200℃にて、透明電極層7上に太陽光の入射する側から非晶質シリコンp層、非晶質シリコンi層、非晶質シリコンn層の順で製膜する。非晶質シリコンp層は、非晶質のBドープシリコンを主とし、膜厚10nm以上30nm以下である。非晶質シリコンi層は、膜厚200nm以上350nm以下である。非晶質シリコンn層は、非晶質シリコンに微結晶シリコンを含有するPドープシリコンを主とし、膜厚30nm以上50nm以下である。非晶質シリコンp層と非晶質シリコンi層の間には、界面特性の向上のためにバッファー層を設けても良い。
次に、第1セル層91の上に、プラズマCVD装置により、減圧雰囲気:3000Pa以下、基板温度:約200℃、プラズマ発生周波数:40MHz以上100MHz以下にて、第2セル層92としての結晶質シリコンp層、結晶質シリコンi層、及び、結晶質シリコンn層を順次製膜する。結晶質シリコンp層は、Bドープした微結晶シリコンを主とし、膜厚10nm以上50nm以下である。結晶質シリコンi層は、微結晶シリコンを主とし、膜厚は1.2μm以上3.0μm以下である。結晶質シリコンn層は、Pドープした微結晶シリコンを主とし、膜厚20nm以上50nm以下である。結晶質シリコンn層は、アモルファスn層であっても良い。
微結晶シリコンを主とするi層膜をプラズマCVD法で形成するにあたり、プラズマ放電電極と基板6の表面との距離dは、3mm以上10mm以下にすることが好ましい。3mmより小さい場合、大型基板に対応する製膜室内の各構成機器精度から距離dを一定に保つことが難しくなるとともに、近過ぎて放電が不安定になる恐れがある。10mmより大きい場合、十分な製膜速度(1nm/s以上)を得難くなるとともに、プラズマの均一性が低下しイオン衝撃により膜質が低下する。
第1セル層91と第2セル層92との間に、接触性を改善するとともに電流整合性を取るために半反射膜となる中間コンタクト層93を設ける。中間コンタクト層93として、膜厚:20nm以上100nm以下のZnO(GaまたはALドープZnO)膜を、ターゲット:GaドープZnO焼結体を用いてスパッタリング装置(図示せず)により製膜する。また、中間コンタクト層93を設けない場合もある。
(5)図2(e)
基板6をX−Yテーブルに設置して、レーザーダイオード励起YAGレーザーの第2高調波(532nm)を、図の矢印に示すように、光電変換層4の膜面側から照射する。パルス発振:10kHzから20kHzとして、加工速度に適切となるようにレーザーパワーを調整して、透明電極層7のレーザーエッチングラインの約100μmから150μmの横側を、溝11を形成するようにレーザーエッチングする。またこのレーザーは基板6側から照射しても良く、この場合は、光電変換層4の非晶質シリコン系の第1セル層91で吸収されたエネルギーにより発生する高い蒸気圧を利用して光電変換層4をエッチングできるので、更に安定したレーザーエッチング加工を行うことが可能となる。レーザーエッチングラインの位置は、前工程でのエッチングラインと交差しないように位置決め交差を考慮して選定する。
(6)図3(a)
裏面電極層8としてAg膜/Ti膜を、スパッタリング装置により、減圧雰囲気、製膜温度:150℃から200℃にて製膜する。本実施形態では、Ag膜:150nm以上500nm以下、これを保護するものとして防食効果の高いTi膜:10nm以上20nm以下を、この順に積層する。あるいは、裏面電極層8を25nmから100nmの膜厚を有するAg膜と、15nmから500nmの膜厚を有するAl膜との積層構造としても良い。また、600nm以上の長波長側反射光が必要なものにおいては、約100nm以上450nm以下の膜厚を有するCu膜と、約5nm以上150nm以下の膜厚を有するTi膜との積層構造としても良い。結晶質シリコンn層と裏面電極層8との接触抵抗低減と光反射向上を目的に、光電変換層4と裏面電極層8との間に、スパッタリング装置により、膜厚:50nm以上100nm以下のZnO(GaまたはALドープZnO)膜を製膜して設けても良い。
(7)図3(b)
基板6をX−Yテーブルに設置して、レーザーダイオード励起YAGレーザーの第2高調波(532nm)を、図の矢印に示すように、基板6側から照射する。レーザー光が光電変換層4で吸収され、このとき発生する高いガス蒸気圧を利用して裏面電極層8が爆裂して除去される。パルス発振:1kHz以上50kHz以下として加工速度に適切となるようにレーザーパワーを調整して、透明電極層7のレーザーエッチングラインの250μmから400μmの横側を、溝12を形成するようにレーザーエッチングする。
(8)図3(c)と図4(a)
発電領域を区分して、基板6端周辺の膜端部においてレーザーエッチングによる直列接続部分が短絡し易い影響を除去する。基板6をX−Yテーブルに設置して、レーザーダイオード励起YAGレーザーの第2高調波(532nm)を、基板6側から照射する。レーザー光が透明電極層7と光電変換層4で吸収され、このとき発生する高いガス蒸気圧を利用して裏面電極層8が爆裂して、裏面電極層8/光電変換層4/透明電極層7が除去される。パルス発振:1kHz以上50kHz以下として加工速度に適切となるようにレーザーパワーを調整して、基板6の端部から5nmから20mmの位置を、図3(c)に示すように、X方向絶縁溝16を形成するようにレーザーエッチングする。なお、図3(c)では、光電変換層4が直列に接続された方向に切断したX方向断面図となっているため、本来であれば絶縁溝16位置には、裏面電極層8/光電変換層4/透明電極層7の膜研磨除去をした周囲膜除去領域14相当領域がある状態(図4(a)参照)が表れるべきであるが、基板6の端部への加工の説明の便宜上、この位置にY方向断面を表して形成された絶縁溝をX方向絶縁溝16として説明する。このとき、Y方向絶縁溝は、後工程で基板6の周囲膜除去領域14の膜面研磨除去処理を行うので設ける必要がない。
絶縁溝16は、基板6の端より5nmから15mmの位置にてエッチングを終了させることにより太陽電池パネル端部からの太陽電池モジュール2内部へ外部から水分浸入の抑制に、有効な効果を呈するので好ましい。
尚、以上までの工程におけるレーザー光は、YAGレーザーとしているが、YVO4レーザーやファイバーレーザーなどが同様に使用できるものがある。
(9)図4((a):太陽電池膜面側から見た図、(b):受光面の基板側から見た図)
後工程のEVA等を介したバックシート24(図5参照)との健全な接着・シール面を確保するために、基板6周辺(周囲膜除去領域14)の積層膜は、段差があるとともに剥離し易いため、この膜を除去して周囲膜除去領域14を形成する。基板6の端から5〜20mmで基板6の全周囲にわたり膜を除去するにあたり、X方向は、前述の図3(c)の工程で設けた絶縁溝16よりも基板6端側において、Y方向は、基板6端側部付近の溝10よりも基板6端側において、裏面電極層8/光電変換層4/透明電極層7を、砥石研磨やブラスト研磨などを用いて除去を行う。研磨屑や砥粒は、基板6を洗浄処理して除去する。
(10)図4(a)および図4(b)
直列に並んだ一方端の太陽電池発電セル15の裏面電極層8と、他方端部の太陽電池発電セル15に接続した集電用セルの裏面電極層8とから銅箔を用いて集電して太陽電池パネル裏側の端子箱23(図5(a)参照)の部分から電力が取出せるように処理する。集電用銅箔は、各部との短絡を防止するために銅箔幅より広い絶縁シートを配置する。
集電用銅箔などが所定位置に配置された後に、太陽電池モジュール2の全体を覆い、基板6からはみ出さないようにEVA(エチレン酢酸ビニル共重合体)等による接着充填材シート(図示せず)を配置する。
接着充填材シートの上に、防水効果の高いバックシート24を設置する。バックシート24は、本実施形態では防水防湿効果が高いようにPETシート/AL箔/PETシートの3層構造よりなる。
バックシート24の端子箱23の取付け部分には、開口貫通窓を設けて集電用銅箔を取出す。この開口貫通窓部分では、バックシート24と裏面電極層8との間に絶縁体を複数層設置して外部からの水分などの浸入を抑制する。
バックシート24までを所定位置に配置したものを、ラミネータ装置(図示せず)により減圧雰囲気で内部の脱気を行い約150〜160℃でプレスしながら、接着充填材シート(EVA)を架橋させて密着し、密封処理をする。
なお、接着充填材シートは、EVAに限定されるものではなく、PVB(ポリビニルブチラール)など類似の機能を保有する接着充填剤を利用することが可能である。この場合は、圧着する手順、温度や時間など条件を適正化して処理を行う。
(11)図5(a)
太陽電池モジュール2(図4参照)の裏側に端子箱23を接着剤で取付ける。
(12)図5(b)
銅箔と端子箱23の出力ケーブルとをハンダ等で接続し、端子箱23の内部を封止剤(ポッティング剤)で充填して密閉する。これで太陽電池パネル1(図5(c)参照)が完成する。
(13)図5(c)
図5(b)までの工程で形成された太陽電池パネル1について発電検査ならびに、所定の性能試験を行う。発電検査は、AM1.5、全天日射基準太陽光(1000W/m)のソーラシミュレータを用いて行う。なお、発電検査は、太陽電池モジュール2が完全に完成した後に行っても良いし、アルミフレーム枠3L、3S(図6参照)を取り付ける前に行っても良く、特に限定するものではない。
(14)図5(d)
発電検査(図5(c))に前後して、外観検査をはじめ所定の性能検査を行う。
(15)図6
太陽電池モジュール2の周囲において、太陽電池モジュール2へ強度を付加するとともに、取付け座となるアルミフレーム枠3L、3Sを取り付ける。太陽電池モジュール2とアルミフレーム枠3L、3Sとの間にはゴム製のガスケット等を介して、弾力性を保持しながら確実に保持することが好ましい。これで太陽電池パネル1が完成する。
上記の実施形態では、太陽電池としてタンデム型シリコン系太陽電池について説明したが、本発明は、この例に限定されるものではない。例えば、アモルファスシリコン太陽電池、微結晶シリコンをはじめとする結晶質シリコン太陽電池、シリコンゲルマニウム太陽電池、および、結晶系太陽電池、また、上記の各太陽電池から適宜選択して多接合したトリプル型太陽電池などの他の種類の太陽電池にも同様に適用可能である。
更に本発明は、金属基板などのような非透光性基板上に製造された、基板とは反対の側から光が入射するタイプの太陽電池にも同様に適用可能である。
次に、上記のように形成された太陽電池パネル1を複数接続して屋外に設置した太陽電池アレイの検査装置について、図7を用いて説明する。
検査装置100は、少なくとも2つ以上(例えば、4つ)の太陽電池パネル1の出力を並列に接続している太陽電池ストリング30を少なくとも1つ以上(例えば、2列)直列に接続している太陽電池アレイ40と、第1列目の太陽電池ストリング30の入力端と、第2列目(最終列)の太陽電池ストリング30の出力端、すなわち、太陽電池アレイ40の出力端に接続されているオシロスコープ(電圧測定装置)101と、太陽電池パネル1の受光面に特定光を照射する光照射装置(図示せず)とを備えている。
太陽電池アレイ40には、太陽電池パネル1の並列接続が多い接続状態となっているため、直流開閉器107において太陽電池アレイ40の出力電圧を計測しても、1つの太陽電池パネル1の故障の発生を発見し難いので、検査装置100を用いることが効果的である。
また、太陽電池パネル1には逆流防止ダイオードが設置されていて、太陽電池パネル1を並列接続において、隣接太陽電池パネル1からの発電電流の逆流による太陽電池パネ1ルの破損を抑制している。
太陽電池アレイ40は、例えば、2直列―4並列、すなわち、4つの太陽電池パネル1を並列に接続している2列の太陽電池ストリング30が配線ケーブル(配線)105を介して直列に接続されて架台(図示せず)に設置されている。
オシロスコープ101は、太陽電池アレイ40の入力端と出力端とに配線ケーブル105を介して接続されており、太陽電池アレイ40が構成している回路内に生じる電圧変化を測定するものである。
太陽電池アレイ40の入力端と出力端とに接続されている配線ケーブル105の端部は、パワーコンディショナ106に接続されており、各太陽電池パネル1が発電した直流電流を交流電流へと変換することができるようになっている。
太陽電池アレイ40とパワーコンディショナ106との間を接続している配線ケーブル105には、パワーコンディショナ106の手前から分岐配線ケーブル108を介してオシロスコープ101が接続されている。分岐配線ケーブル108と配線ケーブル105との合流点と、パワーコンディショナ106との間の配線ケーブル105には、直流開閉器107が設けられており、検査装置100の作動状態に応じてパワーコンディショナ106と太陽電池アレイ40との間を回路の開閉が可能とされている。パワーコンディショナ106は太陽電池アレイ40の出力が最適動作点となるように電圧電流制御を行い、負荷系統(図示せず)へ交流電力を出力する。
一般には、直流開閉器107と配線ケーブル105とパワーコンディショナ106との配線ケーブルを繋ぐように、接続箱(図示せず)として構成されている。
すなわち、オシロスコープ(電圧測定装置)101は、各太陽電池パネル1が配線ケーブル105で結線されて太陽電池アレイ40として出力を示す入力端と出力端と接続が可能で、直流開閉器107よりパワーコンディショナ106と切離せる位置に接続されている。このような箇所としては、例えば上記の接続箱内に分岐配線ケーブル108の専用端子を設けることができる。このように専用端子を設けておくと、オシロスコープ(電圧測定装置)101を必要時に簡易に接続が可能となる。
上記のように2直列―4並列に各太陽電池パネル1が構成されている太陽電池アレイ40の検査方法について図7から図13に基づいて説明する。
図7に示すように、試験装置100に設けられている直流開閉器107を開状態にして、パワーコンディショナ106から負荷系統への開路を開放(遮断)しておく。その後、太陽電池パネル1の各々に光照射装置から特定光を順番に照射する。
光照射装置から照射される特定光としては、短いパルス光を照射するキセノンアークランプ光(一般的な写真撮影用ストロボ光源でも可能)を用いる。特定光としてのキセノンアークランプ光は、太陽電池パネル1の受光面全体に向けて照射される。ここで、キセノンアークランプ光と太陽光との関係を図8を用いて説明する。図8の縦軸は、照射強度を示し、横軸は、波長を示している。
図8に示すようにキセノンアークランプ光は、アモルファスシリコン太陽電池の発電領域(アモルファス発電領域)の波長域において太陽光とよく一致した光源となっている。また、アモルファス発電領域と微結晶シリコン太陽電池発電領域(微結晶発電領域)とが重なる波長域においても同様に、キセノンアークランプ光は太陽光とよく一致した光源であることがわかる。そのため、試験装置100には、アモルファス発電領域および微結晶発電領域の両領域においても太陽光によく一致した光源であるキセノンアークランプ光を用いることとした。
このキセノンアークランプ光を太陽電池パネル1に照射した場合と非照射の場合の電圧の変化を図9に示す。図9は、縦軸に設定開放電圧における太陽電池パネル1の開放電圧比を示し、横軸に経過時間を示している。
ここで、縦軸が示す設定開放電圧に対する太陽電池パネル1の開放電圧比とは、1枚の太陽電池パネル1(または太陽電池モジュール2)の設定開放電圧に対して、検査にあたり特定光照射装置から照射されたキセノンアークランプ光により1枚の太陽電池パネル1が発電する電圧の比のことである。また、太陽電池パネル1の設定開放電圧は、外部負荷回路抵抗を無限大とした電圧であるが、ここではオシロスコープ(電圧測定装置)101を接続して計測する電圧は設定開放電圧よりも少し低い電圧を示すことになり、単に開放電圧として示している。
光照射装置から短いパルスのキセノンアークランプ光を照射することによって、太陽電池パネル1には、環境光よりも強度の高い光を照射することができる。そのため、太陽電池パネル1が正常(異常が検出されない)な場合には、キセノンアークランプ光の照射により太陽電池パネル1が生じる電圧値は、太陽電池パネル1の公称開放電圧値(設定開放電圧値)の近傍まで上昇する。したがって、この場合、太陽電池パネル1の開放電圧比は、図9の特定光照射時に示すように約1を示す。
太陽電池パネル1にキセノンアークランプ光により照射がされずに環境光のみの場合には、設定開放電圧に対する太陽電池パネル1の開放電圧比は、約0.2を示す。
検査は、日照があり太陽電池パネル1が発電可能な環境のもとで実施可能である。しかし、検査を実施する環境光の日射条件としては、太陽電池パネル1の周囲の環境光とキセノンアークランプ光により照射する特定光との強度差が大きくなることが好ましい。そのため、日射強度が低い朝、または、夕方や、雲天がより好適である。
図10には、ソーラシミュレータによる太陽電池パネル1の照射強度別の電圧と電流との関係を表すグラフが示されている。図10において、縦軸は電流を示し、横軸は電圧を示す。
環境光の日射強度が低い条件を選定することで、オシロスコープ101が検出する電圧は、太陽電池パネル1の設定開放電圧(公称開放電圧)の約90%以下になるようにして、検査を実施する。
ここで、光照射装置が照射するキセノンアークランプ光の照射時間は、電圧変化を確認できればよく、好適には、パルス幅が1msecから10msecが好ましい。これにより、特定光の光照射時間が長くなった場合に太陽電池パネル1の温度が上昇して出力が低下する。そのため、特定光照射時の電圧上昇量が減少して環境光との強度差が小さくなるので、特定光の照射強度の増加が必要になり、さらに太陽電池パネル1の温度が上昇することにより、電圧値の上昇の検出が困難になることを防止することができる。
検査は、上述した検査装置100の光照射装置から各太陽電池パネル1に順番にキセノンアークランプ光を照射した際に、オシロスコープ101により検出される電圧が上昇した場合には、キセノンアークランプ光が照射された太陽電池パネル1は、正常(問題がない)と判断される。
次に、図11に示すように、複数の太陽電池パネル1を接続している配線ケーブル105の一部に断線等の不良がある場合の検査方法について説明する。ここでは、例えば、2つの太陽電池ストリング30間を接続している配線ケーブル105に断線がある場合について説明する。
まず、環境光のもとオシロスコープ101の電圧がゼロもしくはゼロに近い場合は、配線ケーブル105の不良としての確認を進める。光照射装置から各太陽電池パネル1に順番にキセノンアークランプ光を照射する。配線ケーブル105が断線している場合には、いずれの太陽電池パネル1に照射した際であっても、オシロスコープ101が電圧の変化を示さない。これにより、配線ケーブル105の不良を検出することができる。
なお、配線ケーブル105が不良の場合には、各太陽電池パネル1の異常の有無については不明である。そのため、配線ケーブル105を修復後、再度、各太陽電池パネル1の検査方法を実施する必要がある。
次に、太陽電池パネル1自体に断線等の不良がある場合の検査方法について、図12を用いて説明する。また、図13には、図12に示した各太陽電池パネルの電圧上昇の有無および異常検査結果を示す表を示している。
ここでは、例えば、太陽電池パネル1bが断線しているものとして説明する。
光照射装置から各太陽電池パネル1に順番にキセノンアークランプ光を照射する。図12に示すように、(1):太陽電池パネル1a、(3):太陽電池パネル1c、(4):太陽電池パネル1d、(5):太陽電池パネル1e、(6)太陽電池パネル1f、(7)太陽電池パネル1g、(8)太陽電池パネル1hにキセノンアークランプ光を照射した際には、オシロスコープ101が電圧の変化を示すが、(2):太陽電池パネル1bにキセノンアークランプ光を照射した際には、オシロスコープ101が電圧の変化を示さない。これによって、図13に示すように、太陽電池パネル1bが不良であることを検出することができる。
以上述べたように、本実施形態に係る太陽電池アレイ40の検査装置100およびこの検査方法によれば、以下の効果を奏する。
太陽電池ストリング30は、4つ(少なくとも2つ以上)の太陽電池パネル1の出力を並列に接続し、その太陽電池ストリング30を1つ(少なくとも1つ以上)直列に接続した太陽電池アレイ40を対象に本検査方法を用いる。この太陽電池アレイ40を構成している第1列目の太陽電池ストリング30の入力端と第2列目(最終列目)の太陽電池ストリング30の出力端、すなわち、太陽電池アレイ40の出力端には、オシロスコープ(電圧測定装置)101を接続して、光照射装置(図示せず)により太陽電池パネル1毎に特定光としてキセノンアークランプ光(光)を太陽電池パネル1の受光面に照射することとした。これにより、全ての太陽電池パネル1が正常である場合には、太陽電池パネル1毎にオシロスコープ(電圧測定装置)101において測定される電圧が各々上昇する。また、各々の太陽電池パネル1を接続しているケーブル配線(配線)105が不良(断線)の場合には、太陽電池パネル1毎にキセノンアークランプ光を照射してもオシロスコープ101によって測定される電圧に変化が生じない。さらに、正常の太陽電池パネル1にキセノンアークランプ光を照射した際には電圧が上昇するが、太陽電池パネル1が不良(断線)の場合にはオシロスコープ101によって測定される電圧に変化が生じないこととなる。そのため、設置状態の太陽電池アレイ40のまま、ケーブル配線105や太陽電池パネル1を架台(図示せず)から取り外すことなく太陽電池パネル1の不良の有無を検査することができる。したがって、従来に比べて、太陽電池パネル1の不良の有無を検査するための時間と労力とを低減することができる。
また、太陽電池パネル1毎にキセノンアークランプ光を照射して太陽電池パネル1の不良の有無を検査するため、太陽電池ストリング30長に個体差がある場合でも、不良な太陽電池パネル1を特定することができる。
さらに、第1列の太陽電池ストリング30の入力端と、第2列目の太陽電池ストリング30の出力端とにオシロスコープ101を接続して、太陽電池パネル1毎にキセノンアークランプ光を照射することとしたので、直列・並列接続を含んだ太陽電池アレイ40であっても不良な太陽電池パネル1を特定することができる。そのため、従来に比べてより多くの太陽電池パネル1を検査することができる。したがって、太陽電池パネル1の不良の有無を検査するための時間を短縮し、かつ、検査作業に伴う感電等の事故の発生を低減することができる。
環境光の日射強度が低い条件を選定することで、オシロスコープ101が検出する電圧は、太陽電池パネル1が発電する電圧が設定開放電圧(公称開放電圧)の90%以下となるようにして、環境光よりも強度の高い照射強度のキセノンアークランプ光を用いて検査を実施することとした。これにより、太陽電池パネル1の周囲の環境光と光照射装置から照射されるキセノンアークランプ光の特定光との強度差を大きく維持しながら、太陽電池パネル1の不良の有無を検査することができる。
特定光には、パルス幅が1msecから10msecのパルス光のキセノンアークランプ光を用いることとした。そのため、太陽電池パネル1を発電させるのに十分な照射強度を維持しつつ、太陽電池パネル1の温度上昇を抑制することができる。したがって、輻射熱などによる影響を抑制しつつ太陽電池パネル1の不良を検出することができる。
本実施形態は、検査装置の変形例として、図14に示すように太陽電池パネル1にバイパスダイオードが設けられていても良い。図14には、第1実施形態の検査装置の変形例1が示されている。
例えば、太陽電池パネル1hに並列になるように太陽電池パネル1hの入力端および出力端にバイパスダイオード109を接続する。このように、バイパスダイオード109を設けることによって、環境光が照射されない夜間であっても、バイパスダイオード109を介して電流が流れるために検査を実施することができる。
なお、本実施形態の検査装置は、図15に示す変形例2のように逆流防止ダイオードとの間に太陽電池モジュールと並列になるようバイパスダイオード109を接続しても同様に環境光が照射されない夜間であっても検査を実施することが可能となる。
〔第2実施形態〕
本実施形態は、第1実施形態と基本的に同様であるが、第1実施形態とは、電圧測定装置として、オシロスコープとトリガー装置と音響表示装置とが設けられる点で異なっている。よって、本実施形態においては、この異なっている部分を説明し、その他の重複する構成要素、検査方法については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。
図16には、本実施形態の計測装置の概略構成図が示されている。また、図17には、電圧測定装置の動作状況を示し、(A)には、光照射時間の電圧の変化と、(B)には、トリガー装置の作動状況と、(C)には、音響表示装置の作動状態とが示されている。
電圧測定装置111は、キセノンアークランプ光(特定光)が照射された各太陽電池パネル1の電圧を測定するオシロスコープ(電圧測定手段)101と、オシロスコープ101により測定された電圧が所定の閾値以上になった際にトリガー信号を出力するトリガー装置(トリガー出力手段)112と、トリガー装置112から出力されたトリガー信号によって作動する音響表示装置(可視および/または可聴を出力する出力手段)113とを備えている。
オシロスコープ101は、太陽電池アレイ40とパワーコンディショナ106との間を接続している配線ケーブル105から分岐配線ケーブル108を介して接続されている。
トリガー装置112は、配線ケーブル105とオシロスコープ101との間を接続している分岐配線ケーブル108から分岐して接続されている。トリガー装置112は、オシロスコープ101が計測した電圧値が所定の閾値を超えた際にトリガー信号を出力する。ここでは環境光の影響を抑制するために、設定電圧に対する太陽電池パネル1の開放電圧比(開放電圧比と略称する)が所定の閾値を超えるかどうかを判断する。
音響表示装置113は、トリガー装置112から出力されたトリガー信号によって音を出力するものである。音響表示装置113によって音を出力することによって、オシロスコープ101を常時監視していなくても、光照射装置で太陽電池パネル1にキセノンアークランプ光を照射する作業を実施しながら、オシロスコープ101で計測した電圧変動を確認することができる。
本実施形態の検査装置110を用いた検査方法は、光照射装置(図示せず)からキセノンアークランプ光を太陽電池パネル1に順番に照射する。キセノンアークランプ光を太陽電池パネル1に照射した際に、太陽電池アレイ40または検査装置110が正常である場合には、オシロスコープ101によって検知される電圧による開放電圧比は、図17(A)に示すように閾値を超える。このように検知された電圧が閾値を超えることによって、トリガー装置112が図17(B)に示すように動作(ON状態)する。トリガー装置112が動作することによって、音響表示装置113が動作(ON状態)して、所定の時間(例えば数秒間)に渡り音を出力する。
なお、トリガー装置112の動作(ON状態)時間は、音響表示装置113が誤差なく感知・判断できる短い時間で十分であり、たとえば10m秒〜100m秒から適宜選定される。
一方、太陽電池アレイ40または検査装置110に異常を有する場合には、電圧による開放電圧比が閾値を超えないため、トリガー装置112および音響表示装置113が動作しない(OFF状態)。そのため、光照射装置(図示せず)からキセノンアークランプ光を太陽電池パネル1に照射しても、音が発生しないために太陽電池アレイ40または検査装置110に異常があることを検知することが可能となる。
以上述べたように、本実施形態に係る太陽電池アレイ40の検査装置110およびこの検査方法によれば、以下の効果を奏する。
電圧測定装置111には、太陽電池パネル1の電圧変化を測定するオシロスコープ(電圧測定手段)101と、トリガー信号を出力するトリガー装置(トリガー出力手段)112と、トリガー装置112から出力されたトリガー信号によって作動する音響表示装置(可視および/または可聴を出力する出力手段)113とを設けることとした。そのため、光照射装置からキセノンアークランプ光(特定光)が照射された太陽電池パネル1の電圧による開放電圧比が閾値以上になった際に、音響表示装置113を作動させることができ、オシロスコープ101を常時監視する必要がなくなる。したがって、検査時の人員を削減することができる。
なお、本実施形態では、可視および/または可聴を出力する出力手段を音響表示装置113として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば光出力装置などであっても良い。
〔第3実施形態〕
本実施形態は、第1実施形態と基本的に同様であるが、第1実施形態とは、光照射装置が照射コントローラを有しており、電圧測定装置がオシロスコープと2値化複合装置と記録装置とを備えている点で異なっている。よって、本実施形態においては、この異なっている部分を説明し、その他の重複する構成要素、検査方法については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。
図18には、本実施形態の計測装置の概略構成図が示されている。なお、図18では、簡易のため、太陽電池アレイを構成している一部の太陽電池パネルと、光照射装置と、電圧測定装置のみを示している。また、図19には、光照射装置と電圧測定装置との動作状況を示し、(A)には、光照射装置の稼働状況と、(B)には、光照射時間の電圧の変化と、(C)には、2値符号後結果とを示している。
光照射装置121は、キセノンアークランプ光(特定光)の照射パターンの設定が可能な照射コントローラ(照射制御手段)122を有している。照射パターンは、例えば照射回数と照射周期などを組み合わせて特定のパターンを設定できる。
電圧測定装置120は、キセノンアークランプ光が照射された太陽電池パネル1の電圧変化を測定するオシロスコープ(電圧測定手段)101と、オシロスコープ101が測定した電圧による開放電圧比が閾値以上になった際にその電圧を2値化して2値化出力する2値化複合装置(2値化復合手段)123と、2値化複合装置123から出力された2値化出力によって作動する記録装置(記録手段)124と、を備えている。
本実施形態の検査装置130を用いた検査方法は、光照射装置121からキセノンアークランプ光を太陽電池パネル1に順番に照射する。各太陽電池パネル1に照射されるキセノンアークランプ光は、符号入力125をすることで符号化126されて、照射コントローラ122によって照射パターンが制御される。
照射コントローラ122は、例えば、図19(A)に示すように、1台目の太陽電池パネル1(または太陽電池モジュール2)にキセノンアークランプ光を1パルス照射し、2台目の太陽電池パネル1(または太陽電池モジュール2)に2パルス照射し、3台目の太陽電池パネル1(または太陽電池モジュール2)に3パルス照射するようにキセノンアークランプ光の照射パターンを制御する。これにより、オシロスコープ101によって検出される各電圧変化は、図19(B)に示すように、1台目の太陽電池パネル1では、閾値を1回超えることとなり、2台目の太陽電池パネル1では、閾値を2回超えることとなり、3台目の太陽電池パネル1では、閾値を3回超えて検出されることとなる。
このように閾値を超えた電圧信号は、図19(C)に示すように、各々2値化複合装置123により2値化される。2値化複合装置123から出力された2値復号結果によって記録装置124が各太陽電池パネル1と結果とを対応させるように記録する。
以上述べたように、本実施形態に係る太陽電池アレイの検査装置130およびこの検査方法によれば、以下の効果を奏する。
光照射装置121は、キセノンアークランプ光(特定光)の照射パターンの設定が可能な照射コントローラ(照射制御手段)122と、電圧測定装置120には、太陽電池パネル1の電圧変化を測定するオシロスコープ(電圧測定手段)101と、オシロスコープ101によって測定された電圧による開放電圧比が閾値以上になった際に2値化して出力する2値化複合装置(2値化復合手段)123と、2値化複合装置123から出力された結果に基づいて作動する記録装置(記録手段)124とを用いることとした。そのため、オシロスコープ101が測定した電圧値変化と、キセノンアークランプ光の照射パターンとの結びつけ、すなわち検査対象の太陽電池パネル1との結びつけが容易となる。これにより、多数の太陽電池パネル1を検査する際に、不良な太陽電池パネル1の特定と記録が容易になる。したがって、不良な太陽電池パネル1と正常な太陽電池パネル1との取り間違えを防止して、検査作業時間を短縮することができる。
〔第4実施形態〕
本実施形態は、第1実施形態と基本的に同様であるが、第1実施形態とは、光照射装置に光漏れカバーを設ける点で異なっている。よって、本実施形態においては、この異なっている部分を説明し、その他の重複する構成要素、検査方法については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。
図20には、光照射装置に設けられる光漏れカバー(カバー)140の概略図が示されている。
光漏れカバー140は、太陽電池パネル1の一部を覆うことが可能な大きさとされている。光漏れカバー140の中心からは、キセノンアークランプ光(特定光)が太陽電池パネル1の受光面全体に照射可能となっている。
以上述べたように、本実施形態に係る太陽電池アレイの検査装置およびこの検査方法によれば、以下の効果を奏する。
光照射装置に太陽電池パネル1の少なくとも一部を覆うことが可能な光漏れカバー(カバー)140を設けることとした。そのため、光照射装置がキセノンアークランプ光(特定光)を照射する際に、カバー140により環境日射による環境光を遮り太陽電池パネル1の出力電圧は低くなるので、環境光との強度差が大きくなるので好ましい。このカバー140は、太陽電池パネル1の受光面の好ましくは5%以上、更に好ましくは10%以上であれば、環境光による太陽電池パネル1の出力電圧の低下に効果がある。
さらに、カバー140により隣接する太陽電池パネル1にキセノンアークランプ光が照射されることを防止することができる。したがって、キセノンアークランプ光を照射する太陽電池パネル1以外の誤作動を防止することができる。
1 太陽電池パネル
30 太陽電池ストリング
40 太陽電池アレイ
100 検査装置
101 オシロスコープ(電圧測定装置)

Claims (7)

  1. 少なくとも2つ以上の太陽電池パネルの出力を並列に接続した太陽電池ストリングを少なくとも1つ以上直列に接続した太陽電池アレイの検査装置であって、
    前記太陽電池アレイの出力端に接続される電圧測定装置と、
    前記太陽電池パネルの受光面に特定光を照射する光照射装置と、を備え、
    該光照射装置により前記太陽電池パネル毎に前記特定光を照射して、前記電圧測定装置で電圧変化を測定することを特徴とする太陽電池アレイの検査装置。
  2. 前記特定光を照射しない間の環境日照条件として、前記太陽電池パネルの開放電圧が該太陽電池パネルの公称開放電圧の90%以下となるような日射強度であることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池アレイの検査装置。
  3. 前記特定光は、パルス光であって、
    該パルス光は、そのパルス幅が1msecから10msecであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の太陽電池アレイの検査装置。
  4. 前記電圧測定装置は、前記特定光が照射された前記太陽電池パネルの電圧を測定する電圧測定手段と、該電圧測定手段に測定された前記電圧が所定の閾値以上になった際にトリガー信号を出力するトリガー出力手段と、該トリガー手段から出力された前記トリガー信号によって作動する可視および/または可聴を出力する出力手段と、を備えることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の太陽電池アレイの検査装置。
  5. 前記光照射装置は、前記太陽電池アレイの前記太陽電池パネルの個々に対して、照射パターンの設定制御が可能な照射制御手段を有し、
    前記電圧測定装置は、前記特定光が照射された前記太陽電池パネルの電圧を測定する電圧測定手段と、該電圧測定手段に測定された前記電圧が所定の閾値以上になった際に該電圧を2値化して2値化出力する2値化復合手段と、該2値化復合手段から出力された前記2値化出力によって記録する記録手段と、を備えることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の太陽電池アレイの検査装置。
  6. 前記光照射装置は、前記太陽電池パネルの受光面の少なくとも一部を覆うことが可能なカバーを備えることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の太陽電池アレイの検査装置。
  7. 少なくとも2つ以上の太陽電池パネルの出力を並列に接続した太陽電池ストリングを少なくとも1つ以上直列に接続して、
    前記太陽電池アレイの出力端に電圧測定装置を接続して、
    前記太陽電池パネル毎に光照射装置から前記太陽電池パネルの受光面に特定光を照射して、該太陽電池パネルの不良の有無を検査することを特徴とする太陽電池アレイの検査方法。
JP2010237446A 2010-10-22 2010-10-22 太陽電池アレイの検査装置及びこれを用いた検査方法 Withdrawn JP2012089789A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014186022A (ja) * 2013-02-22 2014-10-02 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池パネルの診断方法
KR101456122B1 (ko) 2014-08-08 2014-11-05 주식회사 미지에너텍 태양전지 모듈의 고장 진단 장치 및 방법
US20230006607A1 (en) * 2020-01-31 2023-01-05 Heliatek Gmbh Method for inspecting a photovoltaic element, and photovoltaic element which is inspected using such a method

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