ブラシ状プローブ及び電気的処理装置
【課題】表面が平坦でない電極や傷つきやすい電極や可撓性のある電極もしくは電極支持体に対して、表面を傷つけずに電気的に確実に接触させる。
【解決手段】本発明のブラシ状プローブは、導電性を有し電気的処理対象物の電極に臨ませて配設されるプローブ基材と、当該プローブ基材に複数植毛されて前記電極に接触される可撓性を有する導電性線材とを備え、前記各導電性線材を一方向に傾斜させるように、前記プローブ基材を前記相手側電極に対して斜めに移動させながら、前記各導電性線材を相手側電極に接触させることを特徴とする。
【解決手段】本発明のブラシ状プローブは、導電性を有し電気的処理対象物の電極に臨ませて配設されるプローブ基材と、当該プローブ基材に複数植毛されて前記電極に接触される可撓性を有する導電性線材とを備え、前記各導電性線材を一方向に傾斜させるように、前記プローブ基材を前記相手側電極に対して斜めに移動させながら、前記各導電性線材を相手側電極に接触させることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池の短絡部除去等のために太陽電池の電極に電気的に接触されるブラシ状プローブ及び電気的処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池パネルの製造段階において電極層、光電変換層などの成膜時に層内、あるいは層間などにパーティクルが混入したり、ピンホールが生じたりさまざまの構造欠陥から上下の電極が局所的に短絡することがある。また、基板上に光電変換層を積層形成した後、レーザー光線でスクライブ溝を形成して多数の太陽電池セルに分割する際に、このスクライブ溝形成が不完全のため局所的短絡が発生することもある。
【０００３】
このような欠陥は、太陽電池セルの発電能力の低下や太陽電池パネル全体の光電変換効率の低下をもたらすため、これら短絡等の構造欠陥部分を検出して除去することにより、個々の太陽電池セルの発電能力を修復し、太陽電池パネル全体の発電効率を回復する必要がある。そのために太陽電池セルの光電変換層を挟んだ上下の電極間に逆バイアス電圧を印加し、短絡部に電流によりジュール熱を生じさせて短絡部の欠陥を焼損することにより除去する。具体的には、ガラス等の光透過性基板を表面とする太陽電池の裏面電極が露出している、スクライブ溝を挟んで互いに隣接する２つの太陽電池セルの裏面電極にそれぞれ接触するプローブを介して、各太陽電池セル間に逆バイアス電圧を印加することで、短絡部等の欠陥を除去する。一般的に太陽電池セルに設けられた金属銀や金属アルミニウムなどが用いられる裏面電極は塗布や蒸着などにより薄膜として設けられているため、その長手方向に抵抗を持ち、所定の逆バイアス電圧が印加されても太陽電池セル間に存在する短絡部の位置によっては裏面電極の抵抗による電圧損失によって短絡部に充分な逆バイアス電圧が印加されない事がある。そのためいかなる位置に短絡部があろうとも略同レベルの逆バイアス電圧が印加されるように、特許文献５のごとく裏面電極の長手方向に沿って、略等間隔に複数の電圧印加用プローブが配置されることが提案されている。しかしながら、１枚の太陽電池パネルの大きさは、縦横共に１ｍ強の長さを有するものが一般的であり、したがって太陽電池セルの長手方向の長さも同様であり、このセルに接触するために配置されるプローブの最も離間しているプローブ間の距離も太陽電池パネルの大きさに応じ、この例では略１ｍにも及ぶこととなる。
【０００４】
図１において、逆バイアス電圧を印加すべき対象の太陽電池セル１に対し、複数のプローブピンが配置されたプローブユニット２が長手方向に傾斜していた場合の各プローブピン例えば３ａ、３ｂの太陽電池パネル１への接触は、最下に位置するプローブピン３ａが最初に接触してから時間をおいて、最上に位置するプローブピン３ｂが遅れて接触する。この時最下に位置するプローブピン３ａが最初に接触してからも、プローブユニット２には３ａ以外の全てのプローブピン、特に最上に位置するプローブピン３ｂが接触するまで依然として下降を続けており、最初に太陽電池セル表面に接触した、最下に位置するプローブピン３ａなどは太陽電池パネル１に対し非垂直に角度を以って接触しているため、継続するプローブユニット２の下降動作により破損し、あるいはその力で撓むことになる。破損を免れたとしても角度を以って非垂直に接触したプローブピン３ａは、それよりも上方側に位置するプローブピン例えば３ｂが接触するまでプローブユニット２が下降を続けており、その過程で、プローブユニット２が太陽電池パネル１の平面に倣って平行状態になろうとすることで、このプローブピン３ｂの接触点を基点として、プローブピン３ａに偶力を与える。このような偶力の作用による撓みの是正時に、プローブピン３ａの先端は接触している太陽電池セルの裏面電極表面を擦り、損傷を与えることになる。
【０００５】
このような複数のプローブピンを用いず電極に接触させる方法としては、例えば特許文献１の太陽電池の製造装置がある。この太陽電池の製造装置では、複数並んだ帯状の太陽電池セルの長手方向の全域に接することの出来るような電極を介して、隣接する太陽電池セル間に逆バイアス電圧を印加する。前記電極としては、ローラ状の電極が用いられている。このローラ状電極は、駆動装置で帯状の太陽電池セルの長手方向に回転接触しながら電圧印加を行う。
【０００６】
また、特許文献１には、太陽電池セルに導電性のブラシを電極として用いる例も開示されている。この電極は、駆動装置で帯状の太陽電池セルの長手方向に亘って摺動しながら電圧印加を行う。
【０００７】
また、特許文献２には、回転ブラシを用いた装置が記載されている。この回転ブラシは、回転しながらカードに接触して除電する方法が開示されている。
【０００８】
また、特許文献３には、静電潜像の静電コントラストを調整するためのブラシ帯電器が開示されている。この特許文献３ではブラシ帯電器をドラム状感光体の表面に接触または非接触で近接させるなどの方法で、電圧印加を行い静電潜像の静電コントラストを調整するものである。
【０００９】
また、特許文献４には、トナーを定着させるための定着ローラと、この定着ローラに接触する加圧ローラと、前記加圧ローラの表面に付着したトナーをクリーニングするクリーニング部材とを備え、前記クリーニング部材として除電用のブラシを用いたものが記載されている。これらは全ては特許文献５と同様、より改良された形で、対象物への均一の電圧印加を目的として用いられるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−２１４３７号公報
【特許文献２】実開平６−８３３５１号公報
【特許文献３】特開昭５７−１７８２６７号公報
【特許文献４】特開平５−４０４３２号公報
【特許文献５】特開平１０−４２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述したような従来の装置では、次のような問題がある。
【００１２】
特許文献１で開示された方法では、フィルム状太陽電池等の可撓性のある太陽電池では、ローラ状電極が接触すると、太陽電池が撓んだり歪んだりしてしまう。このために接触圧を低減すると、電気的接触が不確実になってしまう。
【００１３】
また、被接触電極の表面が、平坦でない場合は、ローラ状電極が場所によって点接触になったり接触不良を起こしたりする。
【００１４】
また、軟材料による電極表面への損傷がローラ状電極の接触回動によって増大する懸念がある。
【００１５】
また、ブラシを電極として用いる場合、電極表面を摺動しながら電気的に接触するブラシの先端が凹凸を有する電極表面では均一な接触が確保出来ず、不連続の接触による電気ノイズが発生して検査精度の悪化を招いたり、放電劣化を生じたり、軟材料による電極表面へブラシが刺創するなどの問題を生ずる。
【００１６】
また、特許文献２では、回転ブラシを除電のために使用しているが、この回転ブラシを用いて相手側電極に検査信号やバイアス電圧を印加する場合は、前記特許文献１と同様である。即ち、ブラシはその先端が電極の表面を摺動しながら電圧を印加するが、電極の表面の凹凸によって、ブラシ先端が均一に定常的に接触されず、電気ノイズが発生して検査精度の悪化を招いたり放電劣化を生じたり、接触不良を惹起する懸念がある。
【００１７】
また、特許文献３及び特許文献４も同様の問題を生ずる。
【００１８】
本発明は、特に可撓性のある電極に対しての確実な電気的接触を行ない、また表面に凹凸形状を有し、あるいは損傷を受けやすい軟材料からなる電極に対しても表面に損傷を与えることなく電気的接触を確実に行うことができるブラシ状プローブ及び電気的処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するために、本発明のブラシ状プローブは、相手側電極に対して電圧印加や電流測定等によって電気的処理を行うために相手側電極に電気的に接触するプローブであって、導電性を有し電気的処理対象物の電極に臨ませて配設されるプローブ基材と、当該プローブ基材に複数植毛されて前記電極に接触される可撓性を有する導電性線材とを備え、前記各導電性線材を一方向に傾斜させるように、前記プローブ基材を前記相手側電極に対して斜めに移動させながら、前記各導電性線材を相手側電極に接触させることを特徴とする。
【００２０】
本発明の電気的処理装置は、前記ブラシ状プローブを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
前記ブラシ状プローブの各導電性線材が、一方向に傾斜した状態で電極に接触するため、表面が平坦でない電極や傷つきやすい軟材料からなる電極に対しても、表面に損傷を与えることなく電気的接触を確実に行うことができる。また、可撓性のある電極に対しても電気的接触を確実に行うことができる。さらにその接触を安定的に維持した状態で検査を行ない、あるいは電圧を印加するので電極に対する導電性ブラシの接触状態が変化することがないので、接触が変動することによる電気ノイズの発生や放電スパークなどを防ぐことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来のプローブを示す側面図である。
【図２】本発明を適用した太陽電池短絡部除去装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明を適用したブラシ状プローブを示す斜視図である。
【図４】本発明を適用したブラシ状プローブを太陽電池セルの電極に接触させる動作を示す説明図である。
【図５】本発明を適用したブラシ状プローブを配列方向に移動させて太陽電池セルの電極に接触させた状態を示す説明図である。
【図６】本発明を適用したブラシ状プローブを長手方向に移動させて太陽電池セルの電極に接触させた状態を示す説明図である。
【図７】本発明の第１変形例に係るブラシ状プローブを示す側面図である。
【図８】本発明の第２変形例に係るブラシ状プローブを示す正面図である。
【図９】本発明の第３変形例に係るブラシ状プローブを示す正面図である。
【図１０】本発明の第４変形例に係るブラシ状プローブを示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を適用したブラシ状プローブを適用した電気的処理装置について、添付図面を参照しながらその態様と効果を説明する。前記電気的処理装置として、ここでは太陽電池短絡部除去装置を例に説明する。
【００２４】
本発明のブラシ状プローブを適用した太陽電池短絡部除去装置を、薄膜太陽電池に適用した一実施形態を、添付図面を参照しながら説明する。
【００２５】
実施形態の太陽電池短絡部除去装置は、薄膜太陽電池が短絡部を有するものか否かを判別すると共に、短絡部を有している場合に、逆バイアス電圧を印加して短絡部を除去するものである。図２は、太陽電池短絡部除去装置の概略構成を示すブロック図である。図２において、太陽電池短絡部除去装置３０は、短絡部除去対象太陽電池搬送機構２０、プローブユニット２１、太陽電池セルの搬送方向先端側から数えて第１番目、第３番目、第５番目など奇数位置のセルと、同様に第２番目、第４番目、第６番目など偶数位置のセルを選択する切り替えスイッチ(以下奇偶切替スイッチ群と呼ぶ)２４、奇数位置用の短絡部除去制御部２５、偶数位置用の短絡部除去制御部２６、及び、情報処理部２７を有する。プローブユニット２１は、複数のブラシ状プローブ２２と、全てのブラシ状プローブ２２を取り付けているプローブユニット基板２３とを有する。
【００２６】
短絡部除去対象太陽電池搬送機構２０は、例えば、搬送モータや搬送コンベア等からなり、情報処理部２７の制御下で、薄膜太陽電池パネル１Ｂを短絡部除去処理位置まで搬送して短絡部除去を行ない、短絡部除去処理の終了後に、薄膜太陽電池パネル１Ｂを次工程へ搬送するものである。
【００２７】
プローブユニット２１は、情報処理部２７の制御下で、太陽電池パネル１Ｂに対し相対的に上下動可能なものである。プローブユニット２１は、短絡部除去対象太陽電池搬送機構２０が薄膜太陽電池パネル１Ｂを短絡部除去処理位置へ搬入しているときなどにおいては、太陽電池パネル１Ｂに対して相対的に上方の待機位置にあり、薄膜太陽電池パネル１Ｂの搬送に支障しない。プローブユニット２１は、短絡部除去処理時に、薄膜太陽電池１Ｂに相対的に下降接近してブラシ状プローブ２２を薄膜太陽電池パネル１Ｂの裏面電極に電気的に接続させるものである。
【００２８】
ブラシ状プローブ２２は、短絡部除去処理時に、全てのブラシ状プローブ２２はいずれか１つの太陽電池セル６の裏面電極と電気的に接続される。ブラシ状プローブ２２の具体的構成は後述する。なお、図２においては、図示の簡略化のために、太陽電池セル６の積層構造の図示を省略しており、また、太陽電池セル６，６間の直列接続構造の図示も省略している。
【００２９】
太陽電池セルのガラス基板側透明電極と一方の側の隣接した太陽電池セルの裏面電極は電気的に接続されているので、奇数位置用の短絡部除去制御部２５はそれぞれ、薄膜太陽電池パネル１Ｂの搬送方向先端側から数えて奇数番目（例えば６−１）の位置の太陽電池セル６の裏面電極とその次の偶数番目（例えば６−２）の位置の太陽電池セル６の裏面電極との間に逆バイアス電圧を印加して該奇数番目の位置(例えば６−１)の太陽電池セル、あるいは該奇数番目(例えば６−１)の太陽電池セルとその次の偶数番目(例えば６−２)の太陽電池セルの間のスクライブ溝の短絡部を除去するものである。すなわち、例えば奇数位置用の１番目の短絡部除去制御部２５−１は、薄膜太陽電池パネル１Ｂの搬送方向先端側から数えて第１番目の位置の太陽電池セル６−１の裏面電極と第２番目の位置の太陽電池セル６−２の裏面電極との間に逆バイアス電圧を印加して短絡部を除去するものである。同様に偶数位置用の短絡部除去制御部２６は、薄膜太陽電池パネル１Ｂの搬送方向先端側から数えて偶数番目（例えば６−２）の位置の太陽電池セル６の裏面電極とその次の奇数番目（例えば６−３）の位置の太陽電池セル６の裏面電極との間に逆バイアス電圧を印加して該偶数番目の位置(例えば６−２)の太陽電池セル、あるいは該偶数番目(例えば６−２)の太陽電池セルとその次の奇数番目(例えば６−３)の太陽電池セルの間のスクライブ溝の短絡部を除去するものである。すなわち、例えば偶数位置用の１番目の短絡部除去制御部２６−１は、薄膜太陽電池パネル１Ｂの搬送方向先端側から数えて第２番目の位置の太陽電池セル６−２の裏面電極と第３番目の位置の太陽電池セル６−３の裏面電極との間に逆バイアス電圧を印加して短絡部を除去するものである。
【００３０】
各短絡部除去制御部２５，２６は、短絡部が存在するか否かを確認した後に、短絡部を除去するものである。短絡部が存在するか否かの確認は、後述するように、所定の逆バイアス電圧を印加した際に流れる電流に基づいて判断する。そのため、各短絡部除去制御部２５，２６は、逆バイアス電圧の印加構成に加え、逆バイアス電圧印加時に流れる電流の検出構成も備えている。
【００３１】
奇偶切替スイッチ群２４は、情報処理部２７の制御下で、ブラシ状プローブ２２を奇数位置用の短絡部除去制御部２５に接続させる状態と、ブラシ状プローブ２２を偶数位置用の短絡部除去制御部２５に接続させる状態とを切り替えるものである。
【００３２】
情報処理部２７は、まず、奇数位置用の短絡部除去制御部２５による短絡部除去処理を実行させ、その後、偶数位置用の短絡部除去制御部２６による短絡部除去処理を実行させる。各奇数位置用の短絡部除去制御部２５による短絡部除去処理は順次平行して実行される。例えば、奇数位置用の１番目の短絡部除去制御部２５−１が、第１番目の位置の太陽電池セル６−１と、第１番目の位置の太陽電池セル６−１と第２番目の位置の太陽電池セル６−２との間のスクライブ溝とを対象とした短絡部除去処理を実行し、次いで第２番目の短絡部除去制御部２５−２が、第３番目の位置の太陽電池セル６−３と、第３番目の太陽電池セルと第４番目の位置の太陽電池セル６−４との間のスクライブ溝を対象とした短絡部除去処理を実行する如きである。各偶数位置用の短絡部除去制御部２６による短絡部除去処理も、同様な方法で順次平行して実行される。ここでは、奇数位置を先行して該除去処理をすることを述べたが、奇数位置と偶数位置との短絡部除去を交互に実行するようにしても良い。また電源その他に充分な準備が出来、特定のセル間への逆バイアスの印加が他のセルに影響を与えないように電気的に隔離するならば、同時に複数のセルへの短絡部除去処理も実行できる。
【００３３】
情報処理部２７には、薄膜太陽電池１ＢのＩ−Ｖ特性から得られた短絡部除去に必要な電圧が入力されるようになされている。情報処理部２７は、この入力された太陽電池短絡部除去電圧を、各ブラシ状プローブ２２を介して、各太陽電池セル６の裏面電極５に印加して、短絡部を除去する。
【００３４】
前記ブラシ状プローブ２２は、図３に示すように、プローブ基材３１と、導電性線材３２とを備えて構成されている。
【００３５】
プローブ基材３１は、植毛された導電性線材３２を介して、電気的処理対象物である太陽電池セル６の裏面電極５に電気的に接触される部材である。ここではプローブ基材３１は、導電性を有する平板材で構成され、植毛されたすべての導電性線材３２と電気的に導通している。プローブ基材３１は、四角形の平板状に形成されて、太陽電池セル６の裏面電極５に対向して配設されている。プローブ基材３１は、導電性部材で構成されたり、表面に導電性部材をコーティングしたりして導電性を持たせている。
【００３６】
導電性線材３２は、プローブ基材３１にほぼ均一に複数植毛されて前記裏面電極５に電気的に接触される線材である。なお、導電性線材３２は、プローブ基材３１に不均一に植毛される場合でも本発明を適用することができる。
【００３７】
図４，５において導電性線材３２は、弾性及び可撓性を有する線材で構成され、前記裏面電極５に対し矢印で示すように柔軟に撓ませながら接触させる。各導電性線材３２は、すべて一方向に傾斜させられた状態になるよう前記裏面電極５の表面に接触することで、裏面電極５の表面に傷をつけ、あるいは刺創など損傷を与えることを防いでいる。即ち、導電性線材３２を有するプローブ基材３１を単純に傾斜させただけの状態で接触させても、導電性線材３２の一部は裏面電極５の表面に垂直に近い角度で接触する可能性があるため、裏面電極５の表面への損傷等は避けられない。したがって各導電性線材３２が矢印に示すように柔軟に撓ませられながら前記裏面電極５の表面に、一方向に傾斜した状態で接触するようにプローブ基材３１を動作させることで、各導電性線材３２が前記裏面電極５の表面に、損傷を与えることなく弱い圧力で確実に接触するようになる。
【００３８】
さらに、前記裏面電極５の表面に反りや凹凸があっても、導電性線材３２の先端が、その反りや凹凸に沿って撓むことが出来、かつ弾性によって弱い力で確実に押し付けて、前記裏面電極５の表面を傷つけずに、かつ確実に電気的接触を実現出来る。そして、すべての導電性線材３２が一方向に傾斜した状態で撓むことで、全体として面接触に近い状態で接触するようになる。即ち、各導電性線材３２の先端が、反りや凹凸のある面に追従して凹部にも凸部にも同様に接触して、全体として面接触に近い状態で接触する。
【００３９】
導電性線材３２としては、例えば、公知の可撓性の導電性繊維材料が使用可能である。この可撓性の導電性繊維材料の例としては、レーヨン繊維内にカーボン、グラファイト等を一様に分散させたもの等がある。この材料は、ある程度の弾性も有するため、柔軟に撓んで反りや凹凸に沿って曲がり、前記裏面電極５の表面全面に、弱い圧力で確実に接触出来る。
【００４０】
次に、ブラシ状プローブ２２の、軟材料からなる裏面電極５への接触動作について図４〜７により説明する。図５に示すように、ブラシ状プローブ２２は、そのプローブ基材３１を、複数の太陽電池セル６，６の配列方向（図４の左右方向）にやや傾斜させて、この配列方向に斜めに移動させながら、すべての導電性線材３２を、一方向に傾斜した状態で裏面電極５に接触させる。これにより導電性線材３２は各裏面電極に対しほとんど圧力を与えることなく柔軟に接触され電極５の表面への損傷を避け得る。なお、導電性線材３２は数が多いので、一部の導電性線材３２が一方向に傾斜しない場合もあり得るが、各導電性線材３２の高さを揃えて、各導電性線材３２の先端が裏面電極５に接触する高さを合わせることで、一方向に傾斜しない導電性線材３２をほぼ又は完全に無くすることができる。
【００４１】
また、裏面電極が比較的硬質の材料からなる場合、プローブ基材３１を、水平に保った状態で接触させることも出来る。この場合、プローブ基材３１を、太陽電池セル６に対し相対的に水平に保った状態で、配列方向に斜め下方に移動させながら接触させる。これによりプローブ基材３１が保持する導電性線材３２を、接触動作により一方向に傾斜、撓ませつつ裏面電極５に接触させる。
【００４２】
さらに、装置構成上プローブ基材３１を、その長手方向（前記配列方向と直行する方向）に移動させながら接触させることも出来る。この場合は、図６に示すように、プローブ基材３１を、長手方向にやや傾斜させて、この長手方向に斜め下方に移動させながら、すべての導電性線材３２を、一方向に傾斜させて、その状態で裏面電極５に接触させる。
【００４３】
また前述の接触動作と同様に、プローブ基材３１を、水平に保った状態で接触させることも可能である。この場合は、プローブ基材３１を、水平に保った状態で、長手方向に斜めに移動させながら、すべての導電性線材３２を一方向に傾斜させて、その状態で裏面電極５に接触させる。
【００４４】
プローブ基材３１の移動が停止した時点では、プローブ基材３１は裏面電極５と平行になるように配設されて静止した状態になる。この静止した状態で、各導電性線材３２は、一方向に傾斜した状態で導電性線材３２の先端が撓まされ裏面電極５の表面に沿って接触される。
【００４５】
前記プローブ基材３１を、前記配列方向又は長手方向に傾斜させて、移動させる装置としては、公知の装置、方法を用いることができる。例えば、前記配列方向又は長手方向に配設されたレールに装着されたスライダーに前記プローブ基材３１を取り付けて、プローブ基材３１を配列方向又は長手方向に移動させる。また、前記レールを前記配列方向又は長手方向と直行する方向でかつ水平方向に延びる回転軸を中心に回動可能に支持する回動機構を備え、この回動機構で、前記レールを介してプローブ基材３１の傾斜及び移動を調整する。
【００４６】
このように、各導電性線材３２が、前記裏面電極５の表面に、柔軟に撓みながら斜めに接触するため、裏面電極５に反りや凹凸等があるような平面性に劣る前記裏面電極５に対応することができる。即ち、各導電性線材３２が、柔軟に撓みながら前記裏面電極５の表面に斜めに接触して静止することで、各導電性線材３２の先端が裏面電極５の表面の反りや凹凸等にそれぞれ追従して変形するため、裏面電極５の表面が平坦でなくても、確実に電気的接触をさせることができる。この接触を安定的に維持した状態で検査を行ない、あるいは電圧を印加するので電極に対する導電性ブラシの接触状態が変化することがなく接触が変動することによる電気ノイズの発生や放電スパークなどを防ぐことが出来る。
【００４７】
これにより、前記裏面電極５の表面に反りや凹凸等があっても、接触不良がなく、各導電性線材３２の先端が、裏面電極５の表面の反りや凹凸等に沿って面接触に近い状態で接触して、確実に電気的接触をさせることができる。
【００４８】
さらに、各導電性線材３２は、柔軟に撓みながら前記裏面電極５に接触し、かつ静止した状態で斜めに接触することで、各導電性線材３２が前記裏面電極５の表面に、弱い圧力で確実に接触することができるため、フィルム状太陽電池基板等のように、可撓性の基板の電池に対しても、確実に電気的接触をさせることができる。
【００４９】
また、各導電性線材３２は、その毛倒れ方向を一方向に揃えることで、隣の太陽電池セルの裏面電極５への接触を防止することができる。
【００５０】
また、裏面電極５が、軟材料で構成される電極であっても、各導電性線材３２が前記軟材料で構成される電極５の表面に、弱い圧力で確実に接触するので、表面を損傷することなく電気的接触を確実に行うことができる。
【００５１】
[第一の変形例]
前記実施形態では、各導電性線材３２を裏面電極５の表面に接触させるときに、プローブ基材３１を斜めに移動させる等により、導電性線材３２を、すべて一方向に傾斜した状態で静止して相手側の裏面電極５に接触させるように構成したが、図７に示すように、導電性線材３３をプローブ基材３４の下面全面、一部、もしくは一列に、一方向に傾斜した状態で植毛するようにしてもよい。このとき、傾斜させた方向の端部（図７中の右端部）付近の導電性線材３３のブラシ長を他より短くすることで、プローブ基材３４の端部を超えないようにする。このことで導電性線材３３が隣接する太陽電池セルの裏面電極５などに接触するのを防止出来る。
【００５２】
このような傾斜して植毛された導電性線材３３を有するプローブ基材３４を用いる方法では、例えば図６に示したようにプローブ基材３４を必ずしも斜めに移動させる必要はなく、裏面電極５の表面に垂直方向から近接させて導電性線材３３を接触させることが出来る。この場合も前記実施形態と同様の作用、効果が得られる。
【００５３】
[第二の変形例]
また、前記実施形態では、プローブ基材３１を平板状の部材で構成したが、図８に示すように、円筒状の柱体の、少なくとも表面が導電性のローラでプローブ基材３６を構成してもよい。導電性線材３７は、前記円筒状のプローブ基材３６の外側面全面に植毛される。
【００５４】
これにより、前記実施形態と同様にして、該導電性ローラからなるプローブ基材３６を傾斜させて移動させる等により、裏面電極５の表面に導電性線材３７を接触させる。なお、導電性線材３７を裏面電極５の表面に接触させる際には、プローブ基材３６は裏面電極５の表面の損傷を避けるために回転させる事は避けるべきである。そのための固定部材などの設置は有効である。また導電性線材３７は、上述した変形例のように、すべて一方向に傾斜した状態で植毛するようにする。
【００５５】
この構成により、使用頻度に応じて導電性線材３７が劣化したり毛倒れを生じたりした場合は、導電性ローラからなるプローブ基材３６を適宜回転させて、新しいブラシ植毛面を裏面電極５の接触に用いることで、裏面電極５に接触する導電性線材３７を接触不良や特性劣化のない良好な状態に保つことができ、常に安定した特性を保つことができる。この結果、前記実施形態同様の作用、効果を避けるために得られる。
【００５６】
また、前記導電性ローラからなるプローブ基材３６は、円筒状に限らず、多角形筒状の柱体にしてもよい。即ち、図９に示すように、プローブ基材３８を六角形筒状の柱体に形成してもよい。また、五角形以下や七角形以上の多角形筒状にしてもよい。使用頻度、導電性線材３９の劣化の程度、電極の大きさ等の諸条件に応じて、適宜選択する。導電性線材３９は、上述した変形例１のように、すべて一方向に傾斜した状態で植毛し、さらに同様に端部のブラシ長をプローブ基材の端面を超えないようにすることで他の電極などとの接触を防ぐことが出来る。
【００５７】
[第三の変形例]
また、前記実施形態等では、導電性線材３２，３３，３７として直線状の線材を用いたが、中途で折り曲げられたＬ字型またはカーブしたJ字型にした線材を用いてもよい。即ち、ブラシ状プローブを、図１０に示すように、プローブ基材４０と、導電性線材４１とから構成して、導電性線材４１を、略直線部４２と、傾斜線部４３とで略Ｌ字型に構成する。略直線部４２は略垂直にプローブ基材４０に植毛され、プローブ基材４０への植毛面の反対側に傾斜線部４３を有する。そしてこの傾斜線部４３が弾性的に撓んで裏面電極５の表面に接触する。傾斜線部４３は、その長さに応じて裏面電極５の表面の湾曲や凹凸に沿って接触する。裏面電極５の表面の局面等形状が既知であれば、それに合わせて傾斜線部４３のブラシ長等を調整することでより確実な表面追随性と接触が確保される。図１０ではL字型の変形例を示したが、J字型のブラシ形状の変形例も同様の効果を得ることが出来る。
【００５８】
[第四の変形例]
また、よりしなやかな接触のために、導電性線材３２，３３，３７の弾性や形状を線材の特定部分によって変えることも出来る。たとえば、プローブ基材４０側と裏面電極５の接触する先端側のブラシ径を変化させ、あるいは材料を変更、複合化するなどによりブラシの各部で異なる弾性調整を行うなどである。このことにより可撓性のある電極面に対して電気的接触を確実に行うことができるとともに、表面が平坦でない電極面や軟材料からなる電極面に対しても、表面を損傷することなく電気的接触を確実に行うことができる。
【００５９】
[他の変形例]
本発明のブラシ状プローブ及び電気的処理装置は、電池短絡部除去装置に適用する以外に、可撓性、表面が非平面、軟表面、などの電極に対してもその表面に損傷を与えることなく電気的接触を確実に行う電気的処理装置全てに用いることができる。
【００６０】
また、前記実施形態では、電気的処理装置として、逆バイアス電圧を相手側の電極に印加して短絡部を除去する太陽電池短絡部除去装置を例に説明したが、本発明は、電圧を印加する装置に限らず、電流を測定する装置等の種々の装置に適用することができる。即ち、相手側電極に対して、損傷を与えず確実に電気的接触を行って、電圧印加や電流測定等によって電気的処理をする電気的処理装置すべてに本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
２０：短絡部除去対象電池搬送機構、２１：プローブユニット、２２：ブラシ状プローブ、２３：プローブユニット基板、２４：奇偶切替スイッチ群、２５：短絡部除去制御部、２６：短絡部除去制御部、２７：情報処理部、３０：電池短絡部除去装置、３１：プローブ基材、３２：導電性線材、３３：導電性線材、３４：プローブ基材、３６：プローブ基材、３７：導電性線材、３８：プローブ基材、３９：導電性線材、４０：プローブ基材、４１：導電性線材、４２：支柱部、４３：傾斜線部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池の短絡部除去等のために太陽電池の電極に電気的に接触されるブラシ状プローブ及び電気的処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池パネルの製造段階において電極層、光電変換層などの成膜時に層内、あるいは層間などにパーティクルが混入したり、ピンホールが生じたりさまざまの構造欠陥から上下の電極が局所的に短絡することがある。また、基板上に光電変換層を積層形成した後、レーザー光線でスクライブ溝を形成して多数の太陽電池セルに分割する際に、このスクライブ溝形成が不完全のため局所的短絡が発生することもある。
【０００３】
このような欠陥は、太陽電池セルの発電能力の低下や太陽電池パネル全体の光電変換効率の低下をもたらすため、これら短絡等の構造欠陥部分を検出して除去することにより、個々の太陽電池セルの発電能力を修復し、太陽電池パネル全体の発電効率を回復する必要がある。そのために太陽電池セルの光電変換層を挟んだ上下の電極間に逆バイアス電圧を印加し、短絡部に電流によりジュール熱を生じさせて短絡部の欠陥を焼損することにより除去する。具体的には、ガラス等の光透過性基板を表面とする太陽電池の裏面電極が露出している、スクライブ溝を挟んで互いに隣接する２つの太陽電池セルの裏面電極にそれぞれ接触するプローブを介して、各太陽電池セル間に逆バイアス電圧を印加することで、短絡部等の欠陥を除去する。一般的に太陽電池セルに設けられた金属銀や金属アルミニウムなどが用いられる裏面電極は塗布や蒸着などにより薄膜として設けられているため、その長手方向に抵抗を持ち、所定の逆バイアス電圧が印加されても太陽電池セル間に存在する短絡部の位置によっては裏面電極の抵抗による電圧損失によって短絡部に充分な逆バイアス電圧が印加されない事がある。そのためいかなる位置に短絡部があろうとも略同レベルの逆バイアス電圧が印加されるように、特許文献５のごとく裏面電極の長手方向に沿って、略等間隔に複数の電圧印加用プローブが配置されることが提案されている。しかしながら、１枚の太陽電池パネルの大きさは、縦横共に１ｍ強の長さを有するものが一般的であり、したがって太陽電池セルの長手方向の長さも同様であり、このセルに接触するために配置されるプローブの最も離間しているプローブ間の距離も太陽電池パネルの大きさに応じ、この例では略１ｍにも及ぶこととなる。
【０００４】
図１において、逆バイアス電圧を印加すべき対象の太陽電池セル１に対し、複数のプローブピンが配置されたプローブユニット２が長手方向に傾斜していた場合の各プローブピン例えば３ａ、３ｂの太陽電池パネル１への接触は、最下に位置するプローブピン３ａが最初に接触してから時間をおいて、最上に位置するプローブピン３ｂが遅れて接触する。この時最下に位置するプローブピン３ａが最初に接触してからも、プローブユニット２には３ａ以外の全てのプローブピン、特に最上に位置するプローブピン３ｂが接触するまで依然として下降を続けており、最初に太陽電池セル表面に接触した、最下に位置するプローブピン３ａなどは太陽電池パネル１に対し非垂直に角度を以って接触しているため、継続するプローブユニット２の下降動作により破損し、あるいはその力で撓むことになる。破損を免れたとしても角度を以って非垂直に接触したプローブピン３ａは、それよりも上方側に位置するプローブピン例えば３ｂが接触するまでプローブユニット２が下降を続けており、その過程で、プローブユニット２が太陽電池パネル１の平面に倣って平行状態になろうとすることで、このプローブピン３ｂの接触点を基点として、プローブピン３ａに偶力を与える。このような偶力の作用による撓みの是正時に、プローブピン３ａの先端は接触している太陽電池セルの裏面電極表面を擦り、損傷を与えることになる。
【０００５】
このような複数のプローブピンを用いず電極に接触させる方法としては、例えば特許文献１の太陽電池の製造装置がある。この太陽電池の製造装置では、複数並んだ帯状の太陽電池セルの長手方向の全域に接することの出来るような電極を介して、隣接する太陽電池セル間に逆バイアス電圧を印加する。前記電極としては、ローラ状の電極が用いられている。このローラ状電極は、駆動装置で帯状の太陽電池セルの長手方向に回転接触しながら電圧印加を行う。
【０００６】
また、特許文献１には、太陽電池セルに導電性のブラシを電極として用いる例も開示されている。この電極は、駆動装置で帯状の太陽電池セルの長手方向に亘って摺動しながら電圧印加を行う。
【０００７】
また、特許文献２には、回転ブラシを用いた装置が記載されている。この回転ブラシは、回転しながらカードに接触して除電する方法が開示されている。
【０００８】
また、特許文献３には、静電潜像の静電コントラストを調整するためのブラシ帯電器が開示されている。この特許文献３ではブラシ帯電器をドラム状感光体の表面に接触または非接触で近接させるなどの方法で、電圧印加を行い静電潜像の静電コントラストを調整するものである。
【０００９】
また、特許文献４には、トナーを定着させるための定着ローラと、この定着ローラに接触する加圧ローラと、前記加圧ローラの表面に付着したトナーをクリーニングするクリーニング部材とを備え、前記クリーニング部材として除電用のブラシを用いたものが記載されている。これらは全ては特許文献５と同様、より改良された形で、対象物への均一の電圧印加を目的として用いられるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−２１４３７号公報
【特許文献２】実開平６−８３３５１号公報
【特許文献３】特開昭５７−１７８２６７号公報
【特許文献４】特開平５−４０４３２号公報
【特許文献５】特開平１０−４２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述したような従来の装置では、次のような問題がある。
【００１２】
特許文献１で開示された方法では、フィルム状太陽電池等の可撓性のある太陽電池では、ローラ状電極が接触すると、太陽電池が撓んだり歪んだりしてしまう。このために接触圧を低減すると、電気的接触が不確実になってしまう。
【００１３】
また、被接触電極の表面が、平坦でない場合は、ローラ状電極が場所によって点接触になったり接触不良を起こしたりする。
【００１４】
また、軟材料による電極表面への損傷がローラ状電極の接触回動によって増大する懸念がある。
【００１５】
また、ブラシを電極として用いる場合、電極表面を摺動しながら電気的に接触するブラシの先端が凹凸を有する電極表面では均一な接触が確保出来ず、不連続の接触による電気ノイズが発生して検査精度の悪化を招いたり、放電劣化を生じたり、軟材料による電極表面へブラシが刺創するなどの問題を生ずる。
【００１６】
また、特許文献２では、回転ブラシを除電のために使用しているが、この回転ブラシを用いて相手側電極に検査信号やバイアス電圧を印加する場合は、前記特許文献１と同様である。即ち、ブラシはその先端が電極の表面を摺動しながら電圧を印加するが、電極の表面の凹凸によって、ブラシ先端が均一に定常的に接触されず、電気ノイズが発生して検査精度の悪化を招いたり放電劣化を生じたり、接触不良を惹起する懸念がある。
【００１７】
また、特許文献３及び特許文献４も同様の問題を生ずる。
【００１８】
本発明は、特に可撓性のある電極に対しての確実な電気的接触を行ない、また表面に凹凸形状を有し、あるいは損傷を受けやすい軟材料からなる電極に対しても表面に損傷を与えることなく電気的接触を確実に行うことができるブラシ状プローブ及び電気的処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するために、本発明のブラシ状プローブは、相手側電極に対して電圧印加や電流測定等によって電気的処理を行うために相手側電極に電気的に接触するプローブであって、導電性を有し電気的処理対象物の電極に臨ませて配設されるプローブ基材と、当該プローブ基材に複数植毛されて前記電極に接触される可撓性を有する導電性線材とを備え、前記各導電性線材を一方向に傾斜させるように、前記プローブ基材を前記相手側電極に対して斜めに移動させながら、前記各導電性線材を相手側電極に接触させることを特徴とする。
【００２０】
本発明の電気的処理装置は、前記ブラシ状プローブを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
前記ブラシ状プローブの各導電性線材が、一方向に傾斜した状態で電極に接触するため、表面が平坦でない電極や傷つきやすい軟材料からなる電極に対しても、表面に損傷を与えることなく電気的接触を確実に行うことができる。また、可撓性のある電極に対しても電気的接触を確実に行うことができる。さらにその接触を安定的に維持した状態で検査を行ない、あるいは電圧を印加するので電極に対する導電性ブラシの接触状態が変化することがないので、接触が変動することによる電気ノイズの発生や放電スパークなどを防ぐことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来のプローブを示す側面図である。
【図２】本発明を適用した太陽電池短絡部除去装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明を適用したブラシ状プローブを示す斜視図である。
【図４】本発明を適用したブラシ状プローブを太陽電池セルの電極に接触させる動作を示す説明図である。
【図５】本発明を適用したブラシ状プローブを配列方向に移動させて太陽電池セルの電極に接触させた状態を示す説明図である。
【図６】本発明を適用したブラシ状プローブを長手方向に移動させて太陽電池セルの電極に接触させた状態を示す説明図である。
【図７】本発明の第１変形例に係るブラシ状プローブを示す側面図である。
【図８】本発明の第２変形例に係るブラシ状プローブを示す正面図である。
【図９】本発明の第３変形例に係るブラシ状プローブを示す正面図である。
【図１０】本発明の第４変形例に係るブラシ状プローブを示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を適用したブラシ状プローブを適用した電気的処理装置について、添付図面を参照しながらその態様と効果を説明する。前記電気的処理装置として、ここでは太陽電池短絡部除去装置を例に説明する。
【００２４】
本発明のブラシ状プローブを適用した太陽電池短絡部除去装置を、薄膜太陽電池に適用した一実施形態を、添付図面を参照しながら説明する。
【００２５】
実施形態の太陽電池短絡部除去装置は、薄膜太陽電池が短絡部を有するものか否かを判別すると共に、短絡部を有している場合に、逆バイアス電圧を印加して短絡部を除去するものである。図２は、太陽電池短絡部除去装置の概略構成を示すブロック図である。図２において、太陽電池短絡部除去装置３０は、短絡部除去対象太陽電池搬送機構２０、プローブユニット２１、太陽電池セルの搬送方向先端側から数えて第１番目、第３番目、第５番目など奇数位置のセルと、同様に第２番目、第４番目、第６番目など偶数位置のセルを選択する切り替えスイッチ(以下奇偶切替スイッチ群と呼ぶ)２４、奇数位置用の短絡部除去制御部２５、偶数位置用の短絡部除去制御部２６、及び、情報処理部２７を有する。プローブユニット２１は、複数のブラシ状プローブ２２と、全てのブラシ状プローブ２２を取り付けているプローブユニット基板２３とを有する。
【００２６】
短絡部除去対象太陽電池搬送機構２０は、例えば、搬送モータや搬送コンベア等からなり、情報処理部２７の制御下で、薄膜太陽電池パネル１Ｂを短絡部除去処理位置まで搬送して短絡部除去を行ない、短絡部除去処理の終了後に、薄膜太陽電池パネル１Ｂを次工程へ搬送するものである。
【００２７】
プローブユニット２１は、情報処理部２７の制御下で、太陽電池パネル１Ｂに対し相対的に上下動可能なものである。プローブユニット２１は、短絡部除去対象太陽電池搬送機構２０が薄膜太陽電池パネル１Ｂを短絡部除去処理位置へ搬入しているときなどにおいては、太陽電池パネル１Ｂに対して相対的に上方の待機位置にあり、薄膜太陽電池パネル１Ｂの搬送に支障しない。プローブユニット２１は、短絡部除去処理時に、薄膜太陽電池１Ｂに相対的に下降接近してブラシ状プローブ２２を薄膜太陽電池パネル１Ｂの裏面電極に電気的に接続させるものである。
【００２８】
ブラシ状プローブ２２は、短絡部除去処理時に、全てのブラシ状プローブ２２はいずれか１つの太陽電池セル６の裏面電極と電気的に接続される。ブラシ状プローブ２２の具体的構成は後述する。なお、図２においては、図示の簡略化のために、太陽電池セル６の積層構造の図示を省略しており、また、太陽電池セル６，６間の直列接続構造の図示も省略している。
【００２９】
太陽電池セルのガラス基板側透明電極と一方の側の隣接した太陽電池セルの裏面電極は電気的に接続されているので、奇数位置用の短絡部除去制御部２５はそれぞれ、薄膜太陽電池パネル１Ｂの搬送方向先端側から数えて奇数番目（例えば６−１）の位置の太陽電池セル６の裏面電極とその次の偶数番目（例えば６−２）の位置の太陽電池セル６の裏面電極との間に逆バイアス電圧を印加して該奇数番目の位置(例えば６−１)の太陽電池セル、あるいは該奇数番目(例えば６−１)の太陽電池セルとその次の偶数番目(例えば６−２)の太陽電池セルの間のスクライブ溝の短絡部を除去するものである。すなわち、例えば奇数位置用の１番目の短絡部除去制御部２５−１は、薄膜太陽電池パネル１Ｂの搬送方向先端側から数えて第１番目の位置の太陽電池セル６−１の裏面電極と第２番目の位置の太陽電池セル６−２の裏面電極との間に逆バイアス電圧を印加して短絡部を除去するものである。同様に偶数位置用の短絡部除去制御部２６は、薄膜太陽電池パネル１Ｂの搬送方向先端側から数えて偶数番目（例えば６−２）の位置の太陽電池セル６の裏面電極とその次の奇数番目（例えば６−３）の位置の太陽電池セル６の裏面電極との間に逆バイアス電圧を印加して該偶数番目の位置(例えば６−２)の太陽電池セル、あるいは該偶数番目(例えば６−２)の太陽電池セルとその次の奇数番目(例えば６−３)の太陽電池セルの間のスクライブ溝の短絡部を除去するものである。すなわち、例えば偶数位置用の１番目の短絡部除去制御部２６−１は、薄膜太陽電池パネル１Ｂの搬送方向先端側から数えて第２番目の位置の太陽電池セル６−２の裏面電極と第３番目の位置の太陽電池セル６−３の裏面電極との間に逆バイアス電圧を印加して短絡部を除去するものである。
【００３０】
各短絡部除去制御部２５，２６は、短絡部が存在するか否かを確認した後に、短絡部を除去するものである。短絡部が存在するか否かの確認は、後述するように、所定の逆バイアス電圧を印加した際に流れる電流に基づいて判断する。そのため、各短絡部除去制御部２５，２６は、逆バイアス電圧の印加構成に加え、逆バイアス電圧印加時に流れる電流の検出構成も備えている。
【００３１】
奇偶切替スイッチ群２４は、情報処理部２７の制御下で、ブラシ状プローブ２２を奇数位置用の短絡部除去制御部２５に接続させる状態と、ブラシ状プローブ２２を偶数位置用の短絡部除去制御部２５に接続させる状態とを切り替えるものである。
【００３２】
情報処理部２７は、まず、奇数位置用の短絡部除去制御部２５による短絡部除去処理を実行させ、その後、偶数位置用の短絡部除去制御部２６による短絡部除去処理を実行させる。各奇数位置用の短絡部除去制御部２５による短絡部除去処理は順次平行して実行される。例えば、奇数位置用の１番目の短絡部除去制御部２５−１が、第１番目の位置の太陽電池セル６−１と、第１番目の位置の太陽電池セル６−１と第２番目の位置の太陽電池セル６−２との間のスクライブ溝とを対象とした短絡部除去処理を実行し、次いで第２番目の短絡部除去制御部２５−２が、第３番目の位置の太陽電池セル６−３と、第３番目の太陽電池セルと第４番目の位置の太陽電池セル６−４との間のスクライブ溝を対象とした短絡部除去処理を実行する如きである。各偶数位置用の短絡部除去制御部２６による短絡部除去処理も、同様な方法で順次平行して実行される。ここでは、奇数位置を先行して該除去処理をすることを述べたが、奇数位置と偶数位置との短絡部除去を交互に実行するようにしても良い。また電源その他に充分な準備が出来、特定のセル間への逆バイアスの印加が他のセルに影響を与えないように電気的に隔離するならば、同時に複数のセルへの短絡部除去処理も実行できる。
【００３３】
情報処理部２７には、薄膜太陽電池１ＢのＩ−Ｖ特性から得られた短絡部除去に必要な電圧が入力されるようになされている。情報処理部２７は、この入力された太陽電池短絡部除去電圧を、各ブラシ状プローブ２２を介して、各太陽電池セル６の裏面電極５に印加して、短絡部を除去する。
【００３４】
前記ブラシ状プローブ２２は、図３に示すように、プローブ基材３１と、導電性線材３２とを備えて構成されている。
【００３５】
プローブ基材３１は、植毛された導電性線材３２を介して、電気的処理対象物である太陽電池セル６の裏面電極５に電気的に接触される部材である。ここではプローブ基材３１は、導電性を有する平板材で構成され、植毛されたすべての導電性線材３２と電気的に導通している。プローブ基材３１は、四角形の平板状に形成されて、太陽電池セル６の裏面電極５に対向して配設されている。プローブ基材３１は、導電性部材で構成されたり、表面に導電性部材をコーティングしたりして導電性を持たせている。
【００３６】
導電性線材３２は、プローブ基材３１にほぼ均一に複数植毛されて前記裏面電極５に電気的に接触される線材である。なお、導電性線材３２は、プローブ基材３１に不均一に植毛される場合でも本発明を適用することができる。
【００３７】
図４，５において導電性線材３２は、弾性及び可撓性を有する線材で構成され、前記裏面電極５に対し矢印で示すように柔軟に撓ませながら接触させる。各導電性線材３２は、すべて一方向に傾斜させられた状態になるよう前記裏面電極５の表面に接触することで、裏面電極５の表面に傷をつけ、あるいは刺創など損傷を与えることを防いでいる。即ち、導電性線材３２を有するプローブ基材３１を単純に傾斜させただけの状態で接触させても、導電性線材３２の一部は裏面電極５の表面に垂直に近い角度で接触する可能性があるため、裏面電極５の表面への損傷等は避けられない。したがって各導電性線材３２が矢印に示すように柔軟に撓ませられながら前記裏面電極５の表面に、一方向に傾斜した状態で接触するようにプローブ基材３１を動作させることで、各導電性線材３２が前記裏面電極５の表面に、損傷を与えることなく弱い圧力で確実に接触するようになる。
【００３８】
さらに、前記裏面電極５の表面に反りや凹凸があっても、導電性線材３２の先端が、その反りや凹凸に沿って撓むことが出来、かつ弾性によって弱い力で確実に押し付けて、前記裏面電極５の表面を傷つけずに、かつ確実に電気的接触を実現出来る。そして、すべての導電性線材３２が一方向に傾斜した状態で撓むことで、全体として面接触に近い状態で接触するようになる。即ち、各導電性線材３２の先端が、反りや凹凸のある面に追従して凹部にも凸部にも同様に接触して、全体として面接触に近い状態で接触する。
【００３９】
導電性線材３２としては、例えば、公知の可撓性の導電性繊維材料が使用可能である。この可撓性の導電性繊維材料の例としては、レーヨン繊維内にカーボン、グラファイト等を一様に分散させたもの等がある。この材料は、ある程度の弾性も有するため、柔軟に撓んで反りや凹凸に沿って曲がり、前記裏面電極５の表面全面に、弱い圧力で確実に接触出来る。
【００４０】
次に、ブラシ状プローブ２２の、軟材料からなる裏面電極５への接触動作について図４〜７により説明する。図５に示すように、ブラシ状プローブ２２は、そのプローブ基材３１を、複数の太陽電池セル６，６の配列方向（図４の左右方向）にやや傾斜させて、この配列方向に斜めに移動させながら、すべての導電性線材３２を、一方向に傾斜した状態で裏面電極５に接触させる。これにより導電性線材３２は各裏面電極に対しほとんど圧力を与えることなく柔軟に接触され電極５の表面への損傷を避け得る。なお、導電性線材３２は数が多いので、一部の導電性線材３２が一方向に傾斜しない場合もあり得るが、各導電性線材３２の高さを揃えて、各導電性線材３２の先端が裏面電極５に接触する高さを合わせることで、一方向に傾斜しない導電性線材３２をほぼ又は完全に無くすることができる。
【００４１】
また、裏面電極が比較的硬質の材料からなる場合、プローブ基材３１を、水平に保った状態で接触させることも出来る。この場合、プローブ基材３１を、太陽電池セル６に対し相対的に水平に保った状態で、配列方向に斜め下方に移動させながら接触させる。これによりプローブ基材３１が保持する導電性線材３２を、接触動作により一方向に傾斜、撓ませつつ裏面電極５に接触させる。
【００４２】
さらに、装置構成上プローブ基材３１を、その長手方向（前記配列方向と直行する方向）に移動させながら接触させることも出来る。この場合は、図６に示すように、プローブ基材３１を、長手方向にやや傾斜させて、この長手方向に斜め下方に移動させながら、すべての導電性線材３２を、一方向に傾斜させて、その状態で裏面電極５に接触させる。
【００４３】
また前述の接触動作と同様に、プローブ基材３１を、水平に保った状態で接触させることも可能である。この場合は、プローブ基材３１を、水平に保った状態で、長手方向に斜めに移動させながら、すべての導電性線材３２を一方向に傾斜させて、その状態で裏面電極５に接触させる。
【００４４】
プローブ基材３１の移動が停止した時点では、プローブ基材３１は裏面電極５と平行になるように配設されて静止した状態になる。この静止した状態で、各導電性線材３２は、一方向に傾斜した状態で導電性線材３２の先端が撓まされ裏面電極５の表面に沿って接触される。
【００４５】
前記プローブ基材３１を、前記配列方向又は長手方向に傾斜させて、移動させる装置としては、公知の装置、方法を用いることができる。例えば、前記配列方向又は長手方向に配設されたレールに装着されたスライダーに前記プローブ基材３１を取り付けて、プローブ基材３１を配列方向又は長手方向に移動させる。また、前記レールを前記配列方向又は長手方向と直行する方向でかつ水平方向に延びる回転軸を中心に回動可能に支持する回動機構を備え、この回動機構で、前記レールを介してプローブ基材３１の傾斜及び移動を調整する。
【００４６】
このように、各導電性線材３２が、前記裏面電極５の表面に、柔軟に撓みながら斜めに接触するため、裏面電極５に反りや凹凸等があるような平面性に劣る前記裏面電極５に対応することができる。即ち、各導電性線材３２が、柔軟に撓みながら前記裏面電極５の表面に斜めに接触して静止することで、各導電性線材３２の先端が裏面電極５の表面の反りや凹凸等にそれぞれ追従して変形するため、裏面電極５の表面が平坦でなくても、確実に電気的接触をさせることができる。この接触を安定的に維持した状態で検査を行ない、あるいは電圧を印加するので電極に対する導電性ブラシの接触状態が変化することがなく接触が変動することによる電気ノイズの発生や放電スパークなどを防ぐことが出来る。
【００４７】
これにより、前記裏面電極５の表面に反りや凹凸等があっても、接触不良がなく、各導電性線材３２の先端が、裏面電極５の表面の反りや凹凸等に沿って面接触に近い状態で接触して、確実に電気的接触をさせることができる。
【００４８】
さらに、各導電性線材３２は、柔軟に撓みながら前記裏面電極５に接触し、かつ静止した状態で斜めに接触することで、各導電性線材３２が前記裏面電極５の表面に、弱い圧力で確実に接触することができるため、フィルム状太陽電池基板等のように、可撓性の基板の電池に対しても、確実に電気的接触をさせることができる。
【００４９】
また、各導電性線材３２は、その毛倒れ方向を一方向に揃えることで、隣の太陽電池セルの裏面電極５への接触を防止することができる。
【００５０】
また、裏面電極５が、軟材料で構成される電極であっても、各導電性線材３２が前記軟材料で構成される電極５の表面に、弱い圧力で確実に接触するので、表面を損傷することなく電気的接触を確実に行うことができる。
【００５１】
[第一の変形例]
前記実施形態では、各導電性線材３２を裏面電極５の表面に接触させるときに、プローブ基材３１を斜めに移動させる等により、導電性線材３２を、すべて一方向に傾斜した状態で静止して相手側の裏面電極５に接触させるように構成したが、図７に示すように、導電性線材３３をプローブ基材３４の下面全面、一部、もしくは一列に、一方向に傾斜した状態で植毛するようにしてもよい。このとき、傾斜させた方向の端部（図７中の右端部）付近の導電性線材３３のブラシ長を他より短くすることで、プローブ基材３４の端部を超えないようにする。このことで導電性線材３３が隣接する太陽電池セルの裏面電極５などに接触するのを防止出来る。
【００５２】
このような傾斜して植毛された導電性線材３３を有するプローブ基材３４を用いる方法では、例えば図６に示したようにプローブ基材３４を必ずしも斜めに移動させる必要はなく、裏面電極５の表面に垂直方向から近接させて導電性線材３３を接触させることが出来る。この場合も前記実施形態と同様の作用、効果が得られる。
【００５３】
[第二の変形例]
また、前記実施形態では、プローブ基材３１を平板状の部材で構成したが、図８に示すように、円筒状の柱体の、少なくとも表面が導電性のローラでプローブ基材３６を構成してもよい。導電性線材３７は、前記円筒状のプローブ基材３６の外側面全面に植毛される。
【００５４】
これにより、前記実施形態と同様にして、該導電性ローラからなるプローブ基材３６を傾斜させて移動させる等により、裏面電極５の表面に導電性線材３７を接触させる。なお、導電性線材３７を裏面電極５の表面に接触させる際には、プローブ基材３６は裏面電極５の表面の損傷を避けるために回転させる事は避けるべきである。そのための固定部材などの設置は有効である。また導電性線材３７は、上述した変形例のように、すべて一方向に傾斜した状態で植毛するようにする。
【００５５】
この構成により、使用頻度に応じて導電性線材３７が劣化したり毛倒れを生じたりした場合は、導電性ローラからなるプローブ基材３６を適宜回転させて、新しいブラシ植毛面を裏面電極５の接触に用いることで、裏面電極５に接触する導電性線材３７を接触不良や特性劣化のない良好な状態に保つことができ、常に安定した特性を保つことができる。この結果、前記実施形態同様の作用、効果を避けるために得られる。
【００５６】
また、前記導電性ローラからなるプローブ基材３６は、円筒状に限らず、多角形筒状の柱体にしてもよい。即ち、図９に示すように、プローブ基材３８を六角形筒状の柱体に形成してもよい。また、五角形以下や七角形以上の多角形筒状にしてもよい。使用頻度、導電性線材３９の劣化の程度、電極の大きさ等の諸条件に応じて、適宜選択する。導電性線材３９は、上述した変形例１のように、すべて一方向に傾斜した状態で植毛し、さらに同様に端部のブラシ長をプローブ基材の端面を超えないようにすることで他の電極などとの接触を防ぐことが出来る。
【００５７】
[第三の変形例]
また、前記実施形態等では、導電性線材３２，３３，３７として直線状の線材を用いたが、中途で折り曲げられたＬ字型またはカーブしたJ字型にした線材を用いてもよい。即ち、ブラシ状プローブを、図１０に示すように、プローブ基材４０と、導電性線材４１とから構成して、導電性線材４１を、略直線部４２と、傾斜線部４３とで略Ｌ字型に構成する。略直線部４２は略垂直にプローブ基材４０に植毛され、プローブ基材４０への植毛面の反対側に傾斜線部４３を有する。そしてこの傾斜線部４３が弾性的に撓んで裏面電極５の表面に接触する。傾斜線部４３は、その長さに応じて裏面電極５の表面の湾曲や凹凸に沿って接触する。裏面電極５の表面の局面等形状が既知であれば、それに合わせて傾斜線部４３のブラシ長等を調整することでより確実な表面追随性と接触が確保される。図１０ではL字型の変形例を示したが、J字型のブラシ形状の変形例も同様の効果を得ることが出来る。
【００５８】
[第四の変形例]
また、よりしなやかな接触のために、導電性線材３２，３３，３７の弾性や形状を線材の特定部分によって変えることも出来る。たとえば、プローブ基材４０側と裏面電極５の接触する先端側のブラシ径を変化させ、あるいは材料を変更、複合化するなどによりブラシの各部で異なる弾性調整を行うなどである。このことにより可撓性のある電極面に対して電気的接触を確実に行うことができるとともに、表面が平坦でない電極面や軟材料からなる電極面に対しても、表面を損傷することなく電気的接触を確実に行うことができる。
【００５９】
[他の変形例]
本発明のブラシ状プローブ及び電気的処理装置は、電池短絡部除去装置に適用する以外に、可撓性、表面が非平面、軟表面、などの電極に対してもその表面に損傷を与えることなく電気的接触を確実に行う電気的処理装置全てに用いることができる。
【００６０】
また、前記実施形態では、電気的処理装置として、逆バイアス電圧を相手側の電極に印加して短絡部を除去する太陽電池短絡部除去装置を例に説明したが、本発明は、電圧を印加する装置に限らず、電流を測定する装置等の種々の装置に適用することができる。即ち、相手側電極に対して、損傷を与えず確実に電気的接触を行って、電圧印加や電流測定等によって電気的処理をする電気的処理装置すべてに本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
２０：短絡部除去対象電池搬送機構、２１：プローブユニット、２２：ブラシ状プローブ、２３：プローブユニット基板、２４：奇偶切替スイッチ群、２５：短絡部除去制御部、２６：短絡部除去制御部、２７：情報処理部、３０：電池短絡部除去装置、３１：プローブ基材、３２：導電性線材、３３：導電性線材、３４：プローブ基材、３６：プローブ基材、３７：導電性線材、３８：プローブ基材、３９：導電性線材、４０：プローブ基材、４１：導電性線材、４２：支柱部、４３：傾斜線部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相手側電極に対して電圧印加や電流測定等によって電気的処理を行うために相手側電極に電気的に接触するプローブであって、
導電性を有し電気的処理対象物の電極に臨ませて配設されるプローブ基材と、
当該プローブ基材に複数植毛されて前記電極に接触される可撓性を有する導電性線材とを備え、
前記各導電性線材を一方向に傾斜させるように、前記プローブ基材を前記相手側電極に対して斜めに移動させながら、前記各導電性線材を相手側電極に接触させることを特徴とするブラシ状プローブ。
【請求項２】
請求項１に記載のブラシ状プローブにおいて、
前記プローブ基材を、前記相手側電極に対して斜めに移動させて静止させることで、前記各導電性線材を一方向に傾斜させた状態で相手側電極に接触させることを特徴とするブラシ状プローブ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のブラシ状プローブにおいて、
前記プローブ基材が、前記電気的処理対象物の電極を覆う導電性平板材で構成され、
前記導電性線材が、前記プローブ基材の下側面全面に植毛されたことを特徴とするブラシ状プローブ。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のブラシ状プローブにおいて、
前記プローブ基材が、前記電気的処理対象物の電極を覆う断面円形状又は断面多角形状の導電性ローラで構成され、
前記導電性線材が、前記プローブ基材の外側面全面に植毛されたことを特徴とするブラシ状プローブ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のブラシ状プローブにおいて、
前記導電性線材が前記プローブ基材に、一方向に傾斜した状態で植毛されたことを特徴とするブラシ状プローブ。
【請求項６】
相手側電極にプローブを電気的に接触させて電圧印加や電流測定等の電気的処理を行う電気的処理装置であって、
前記プローブとして請求項１乃至５のいずれか１項に記載のブラシ状プローブを用いたことを特徴とする電気的処理装置。
【請求項１】
相手側電極に対して電圧印加や電流測定等によって電気的処理を行うために相手側電極に電気的に接触するプローブであって、
導電性を有し電気的処理対象物の電極に臨ませて配設されるプローブ基材と、
当該プローブ基材に複数植毛されて前記電極に接触される可撓性を有する導電性線材とを備え、
前記各導電性線材を一方向に傾斜させるように、前記プローブ基材を前記相手側電極に対して斜めに移動させながら、前記各導電性線材を相手側電極に接触させることを特徴とするブラシ状プローブ。
【請求項２】
請求項１に記載のブラシ状プローブにおいて、
前記プローブ基材を、前記相手側電極に対して斜めに移動させて静止させることで、前記各導電性線材を一方向に傾斜させた状態で相手側電極に接触させることを特徴とするブラシ状プローブ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のブラシ状プローブにおいて、
前記プローブ基材が、前記電気的処理対象物の電極を覆う導電性平板材で構成され、
前記導電性線材が、前記プローブ基材の下側面全面に植毛されたことを特徴とするブラシ状プローブ。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のブラシ状プローブにおいて、
前記プローブ基材が、前記電気的処理対象物の電極を覆う断面円形状又は断面多角形状の導電性ローラで構成され、
前記導電性線材が、前記プローブ基材の外側面全面に植毛されたことを特徴とするブラシ状プローブ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のブラシ状プローブにおいて、
前記導電性線材が前記プローブ基材に、一方向に傾斜した状態で植毛されたことを特徴とするブラシ状プローブ。
【請求項６】
相手側電極にプローブを電気的に接触させて電圧印加や電流測定等の電気的処理を行う電気的処理装置であって、
前記プローブとして請求項１乃至５のいずれか１項に記載のブラシ状プローブを用いたことを特徴とする電気的処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１９６７８９（Ｐ２０１１−１９６７８９Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６３００７（Ｐ２０１０−６３００７）
【出願日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【出願人】（０００１５３０１８）株式会社日本マイクロニクス (349)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【出願人】（０００１５３０１８）株式会社日本マイクロニクス (349)
【Ｆターム（参考）】
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