太陽電池の検査装置
【課題】 太陽電池に順方向の電流を流してＥＬ発光させる検査装置であって、構造が簡単で安価な暗室を備えた太陽電池の検査装置を提供する。
【解決手段】 上面１１１に開口部１１２を備えた暗室１１０と、該暗室１１０の上面に設けられ、被測定物２００となる太陽電池を開口部１１２上に保持する支持手段と前記暗室１１０の内部に設けられ、前記被測定物２００を撮影するカメラと、該カメラを前記暗室内で移動する駆動機構とを有する。
【解決手段】 上面１１１に開口部１１２を備えた暗室１１０と、該暗室１１０の上面に設けられ、被測定物２００となる太陽電池を開口部１１２上に保持する支持手段と前記暗室１１０の内部に設けられ、前記被測定物２００を撮影するカメラと、該カメラを前記暗室内で移動する駆動機構とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽電池セル、太陽電池セルを一列に接続したストリング、ストリングを平行に複数配置した太陽電池パネルなど、太陽電池一般の性能を検査する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽エネルギーの利用方法として、シリコン型の太陽電池が知られている。太陽電池の製造においては、太陽電池が目的の発電能力を有しているかどうかの性能評価が重要である。性能評価には、通常、出力特性の測定がされる。
【０００３】
出力特性は、光照射下において、太陽電池の電流電圧特性を測定する光電変換特性として行われる。光源としては、太陽光が望ましいのであるが、天候により強度が変化することから、ソーラーシミュレーターが使用されている。ソーラーシミュレーターでは、太陽光に代えてキセノンランプやメタルハライドランプ等を使用している。また、これらの光源を長時間点灯していると、温度上昇などにより光量が変化する。そこで、これらのランプのフラッシュ光を用い、横軸を電圧、縦軸を電流として、収集したデータをプロットすることにより太陽電池の出力特性曲線を得ている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ソーラーシミュレーターと異なる方法として、特許文献２では、シリコンの多結晶型の太陽電池素子に対して順方向に電圧を印加することで、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）を生じさせる方法を提案している。また、薄膜型の太陽電池でも同様のことが生じる。太陽電池素子から発光されるＥＬを観察することによって、電流密度分布が分かり、電流密度分布の不均一から太陽電池素子の欠陥を知ることができる。すなわち、発光しない部分が欠陥部分と判断でき、この欠陥部分の面積が予め決められた量より少なければ、所定の発電能力を有するものと判断できることになる。
【０００５】
図１２は、特許文献２に記載された検査装置の構成を模式的に示す図である。検査装置１０は、暗室１１と、この暗室１１の上部に設けられたＣＣＤカメラ１２と、暗室１１の床面に載置された太陽電池セル１３に電流を流す電源１４と、ＣＣＤカメラ１２からの画像信号を処理する画像処理装置１５とから構成されている。
【０００６】
暗室１１には窓１１ａがあり、ここにＣＣＤカメラ１２のファインダー１２ａがあって、ここから肉眼で覗くことで、ＣＣＤカメラ１２の撮影画像を確認することができる。画像処理装置１５としては、パソコンを使用している。
【特許文献１】特開２００７−８８４１９
【特許文献２】ＷＯ／２００６／０５９６１５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１２に示す検査装置１０は、太陽電池セル１３を下に置いて、上からカメラで撮影するのであるが、太陽電池セル１３から発光されるＥＬは、１、０００ｎｍから１、３００ｎｍの波長の微弱な光であり、暗室１１でなければ検知できない。被測定物が１枚の太陽電池セルであれば、１００ｍｍ平方程度なので、暗室１１も小さいものでよい。
【０００８】
しかし、太陽電池パネルになると、２ｍ×１ｍ程度の大きさとなり、暗室１１もこれを収容できる大きさが必要となる。また、被測定物となる太陽電池パネルは、暗室内に入れなければＣＣＤカメラ１２で撮影できないので、暗室に太陽電池パネルの出し入れができる扉を設けなければならない。検査装置をこのような暗室内に搬入する構成とすると、設置した扉が閉じた場合の遮光性も確保しなければならない。また検査装置に搬入された太陽電池の位置決め部材やが搬送ガイド部材も暗室内に設ける必要がある。さらに、太陽電池に電流を通すための通電手段も暗室内に設ける必要がある。という具合に構造的に複雑になり、高価なものとなる。
【０００９】
本発明は、斯かる実情に鑑みてなされたもので、太陽電池に順方向の電流を流してＥＬ発光させる検査装置であって、構造が簡単で安価な太陽電池の検査装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために本発明の太陽電池の検査装置は、上面に開口部を有する暗室と、該暗室の前記上面に設けられ、被測定物となる太陽電池を前記開口部上に保持する支持手段と、前記暗室の内部に設けられ、前記被測定物を撮影するカメラと、を有することを特徴としている。
【００１１】
また前記検査装置は、前記暗室内に設けられた該カメラを前記暗室内で移動する駆動機構を設けた構成とすることもできる。
【００１２】
また、前記開口部と前記開口部上に保持された前記太陽電池との境界の隙間から暗室内に入る光を遮光するための遮光手段を設けた構成としたり、前記上面に、前記太陽電池の搬送を案内する遮光手段を付与したガイド部材を設けた構成とすることができる。
【００１３】
さらに、前記開口部に対して傾斜した反射板を前記暗室内に設け、該反射板に映った被測定物の像を前記カメラが撮影する構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の太陽電池の検査装置によれば、暗室の外側から暗室の上面の開口部の上に被測定物となる太陽電池を支持すると、暗室の中にあるカメラが太陽電池の画像を撮影することができる。撮影時には、太陽電池に電流を流しておくので、太陽電池は、ＥＬ発光をしている。この発光状態をカメラで撮影し、カメラに接続された画像処理装置で分析することによって、太陽電池の欠陥の有無を知ることができる。太陽電池から出射される光が微弱なので、開口部に太陽電池を載置するためのガラス板や合成樹脂製などの透明板を設け、これを通してカメラで撮影すると、太陽電池からの発光光が５〜１０％程度吸収され、減衰されてしまう。しかし、本発明では、太陽電池は開口上にあって、太陽電池は開口部に露出しており、透明板などで発光光を減衰させることなくカメラで捉えることができる。このような特徴は、薄膜型太陽電池を測定する場合、特に有利である。
【００１５】
太陽電池は、暗室の外から暗室の上面に載せることで検査でき、被測定物としての太陽電池を暗室に出し入れするための扉を設ける必要がない。そのため、暗室を小型化でき、その構造を簡単にすることができる。
【００１６】
さらに太陽電池パネルの場合、製造ライン（ラミネート装置などの製造装置など）では、受光面を下にして搬送される。したがって本発明の検査装置を暗室上面に開口部を設ける構成とすることにより、太陽電池パネルを反転することなく本検査装置に載せることができる。これに加え、開口部に対して傾斜した反射板を設け、これに映った像をカメラで撮影することにすれば、さらに暗室を小型にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例を添付の図面を参照して説明する。
【００１８】
＜１＞被測定物（太陽電池モジュール）
まず本発明の検査装置が扱う対象である被測定物２００の例について説明する。図１１は、本発明の検査装置にて測定する太陽電池の構成の説明図で、（ａ）は、太陽電池の内部の太陽電池セルが分かるように記載した平面図で、（ｂ）はその断面図である。
【００１９】
図１１（ａ）の平面図に示す様に、被測定物２００である太陽電池モジュールは角型の太陽電池セル２８がリード線２９により複数個直列に接続されたストリング２５を形成し、さらにそのストリングを複数列リード線２９により接続した構成となっている。
【００２０】
被測定物２００である太陽電池としては、太陽電池セル２８が１枚のみのものでもよく、太陽電池セル２８を複数枚直線的につないだストリング２５の状態でもよく、ストリング２５を平行に複数列並べ、太陽電池セル２８がマトリックス状に配置された太陽電池パネル３０でもよい。図に示すように、太陽電池パネル３０は、その周縁部に太陽電池セル２８などの受光面とはならない余白部分３０ａを有している。
【００２１】
また被測定物２００の断面構造は、図１１（ｂ）に示す様に、上側に配置された裏面材２２と下側に配置された透明カバーガラス２１の間に、充填材２３、２４を介して複数列のストリング２５をサンドイッチにした構成を有する。
【００２２】
裏面材２２は例えばポリエチレン樹脂などの材料が使用される。充填材２３、２４には例えばＥＶＡ樹脂（ポリエチレンビニルアセテート樹脂）などが使用される。ストリング２５は、上記のように電極２６、２７の間に、太陽電池セル２８をリード線２９を介して接続した構成である。
【００２３】
このような太陽電池モジュールは、上記のように構成部材を積層しラミネート装置などにより、真空の加熱状態下で圧力を加え、ＥＶＡを架橋反応させてラミネート加工して得られる。
【００２４】
また被測定物２００としては、一般に薄膜式と呼ばれる太陽電池を対象とすることができる。
【００２５】
この薄膜式の代表的な構造例では、下側に配置された透明カバーガラスには、予め透明電極、半導体、裏面電極からなる発電素子が蒸着してある。そして、このような薄膜型太陽電池モジュールを、透明カバーガラスを下向きに配置し、ガラス上の太陽電池素子の上に充填材を被せ、更に、充填材の上に裏面材を被せた構造で、同じようにラミネート加工することにより得られる。
【００２６】
このように被測定物２００としての薄膜式の太陽電池モジュールは、結晶系セルが蒸着された発電素子に変わるだけで、基本的な封止構造は前記した結晶系セルの場合と同じである。
【００２７】
＜２＞検査装置の全体構造
図１は本発明の検査装置の構成を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は右側面図である。図２は暗室１１０部分の斜視図で（ａ）は暗室上面１１１の一部が開口部１１２になっている図、（ｂ）は暗室上面全体が開口部１１２になっている図である。図３は、太陽電池の検査装置のカメラとカメラ駆動装置の構成を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図である。これらの図に示す本発明の太陽電池の検査装置１００は、四角の箱形の暗室１１０およびその平らな上面１１１に、開口部１１２が穿設されている。開口部１１２は、図２（ａ）に示すように、被測定物２００の大きさを考慮して暗室１１０の上面の一部に形成している。暗室内には、被測定物２００である太陽電池を検査測定するカメラ１２０と、その移動機構が設けられている。ただし、カメラ１２０の移動機構については用途に応じて設けない場合もある。上面１１１の開口部１１２以外は、暗室１１０に光を入れないような遮光性の素材からなる構成にしている。もっとも、上面１１１に被測定物２００として太陽電池を載せた後、被測定物２００を含む上面１１１の全体を、遮光手段にて覆うことにすれば、図２（ｂ）に示すように、上面１１１全体を開口部１１２にしてもよい。また、上面以外の４つの側面と底面は全て遮光性の部材としている。上面１１１には、被測定物２００の搬送をガイドする一対のガイド部材１１４が設けられている。ガイド部材１１４、１１４間の距離は、被測定物２００のサイズに合わせて変更可能である。
【００２８】
＜３＞被測定物の搬送ガイドおよび位置決め
ガイド部材１１４は、矩形断面の細長いレール状で、本発明の検査装置１００の上面に、被測定物２００の流れ方向に沿って一対設けられている。各ガイド部材１１４の内側側面には、複数個のローラ１１５が配置され被測定物２００は、このローラ１１５上を移動搬送される。ガイド部材１１４と複数個のローラ１１５とで、太陽電池パネル３０を開口部１１２の上に保持する支持手段を構成している。したがって被測定物２００を搬送中および測定中に被測定物２００が開口部１１２から暗室１１０内に落下することはない。またこのガイド部材１１４は、装置の被測定物２００の搬入側および搬出側に配置された移動用レール１１６、送りネジ１１７およびハンドル１１８により被測定物２００の幅寸法に応じて調整が可能な構成となっている。すなわち、送りネジ１１７は、一方が右ネジで他方が左ネジとなっており、ハンドル１１８を回転することで、ガイド部材１１４、１１４は、中心位置が一定の状態で、相互に接近・離反するようになっている。また、搬入側および搬出側の送りネジ１１７は、傘歯車を備えたクロスシャフト１１３により連結され、ハンドル１１８を回転することで、両方の送りネジ１１７を傘歯車によって同時に回転することができる。
【００２９】
一方の搬送ガイド１１４の側面には、アクチュエーター等により出し入れ可能な位置決め金具１１９があり、搬送された被測定物２００は、この位置決め金具１１９を突出させることにより搬送方向の位置決めがされる。位置決め金具１１９は、ガイド部材１１４の側面から出し入れする構成ではなく、ガイド部材１１４の上方から上下させる方法またガイド部材から旋回下降させるなどの構成とすることも可能である。位置決め金具１１９をガイド部材１１４の長さ方向に沿って複数個配置し、被測定物２００のサイズの変更に応じて適当な１つの位置決め金具１１９を使用するようにするとよい。あるいは、位置決め金具１１９自身をガイド部材１１４の長さ方向に沿って移動可能な構成にし、被測定物２００のサイズの変更に応じられるようにしてもよい。
【００３０】
＜４＞撮影用カメラ
被測定物２００から発するＥＬ発光は、１，０００ｎｍから１，３００ｎｍの波長の微弱な光であり、暗室内で発光させ、撮影用カメラ１２０でこの微弱な光を撮影する。このため、撮影用カメラ１２０としては微弱な光に対する感度の良いＣＣＤカメラを用いる必要がある。本実施の形態例では、浜松ホトニクス製の型式Ｃ９２９９−０２（Ｓｉ−ＣＣＤカメラ）を使用している。
【００３１】
＜５＞暗室内部のカメラ移動機構
図３にカメラの移動機構の構成を示す。暗室１１０内には、カメラ１２０と、このカメラ１２０をｙ軸方向に移動するｙ軸ガイド部１３０がある。ｙ軸ガイド部１３０の一端には、モータ１３２があり、これが回転することで、カメラ１２０をｙ軸方向に進退させることができる。
【００３２】
ｙ軸ガイド部１３０の両端は、ｘ軸ガイド部１４０、１４０に支持されている。そして、モータ１４２と両側のタイミングベルト１４４とによって、ｙ軸ガイド部１３０は、ｘ軸ガイド部上を、ｘ軸方向に沿って進退可能となっている。以上の構成において、ｘ軸ガイド部１４０、１４０、ｙ軸ガイド部１３０、モータ１３２、１４２、タイミングベルト１４４とで、カメラ１２０の駆動機構を構成している。ｘ軸ガイド部１４０、１４０及びｙ軸ガイド部１３０は、各種のリニアアクチュエータを使用することができるが、この実施例では、ボールネジを使用している。
【００３３】
駆動機構のモータ１３２、１４２を回転制御することで、カメラ１２０を、ｘ−ｙ平面内の任意の位置に移動し、被測定物２００の隅から隅までの全面を撮影することが可能となっている。
【００３４】
なお、駆動方式は、モータ及びボールネジを使用した上記の実施例に限定されるものではなく、各種のリニアアクチュエータを使用することができる。
【００３５】
＜６＞その他機器
上記の他に、図示を省略するが、図１２の従来例で示した電源１４やパソコンを利用した画像処理装置１５が設けられている。
【００３６】
＜７＞検査装置の使用方法
被測定物２００として太陽電池パネル３０を例にして、本発明の太陽電池の検査装置１００の使用方法を説明する。
【００３７】
ラミネート装置などで製造され搬出された太陽電池パネル３０は、次に、コンベアなどで本発明の太陽電池の検査装置１００の前まで搬送される。搬送されてきた太陽電池パネルは、一対のガイド部材１１４、１１４の間でガイドされガイド部材の内側に設けられたローラ１１５上を移動して暗室１１０の上に達する。その後ガイド部材１１４の側面にアクチュエーター等により出し入れ可能に設けられた位置決め金具１１９を突出させることにより搬送方向の位置決めがされる。
【００３８】
暗室１１０の所定の位置に達した太陽電池パネル３０からなる被測定物２００は、透明カバーガラス２１を下に向けて暗室１１０の開口部１１２の上で停止し、図示しない電源との間で接続がされる。被測定物２００の方が開口部１１２より小さいので、周囲から暗室内に光が入るから、被測定物２００の上から暗室１１０の上面全体を後述する遮光手段で覆う。被測定物２００に電源から順方向の電流を流す。被測定物２００がＥＬ発光するので、カメラ１２０で撮影する。
【００３９】
本検査装置１００により被測定物２００の全体を撮影し、その画像により検査する場合は、移動機構を設けることなく、カメラ１２０を暗室１１０の底部に固定して撮影することができる。この場合の被測定物２００としては、太陽電池セル２８、太陽電池セル２８を複数個リード線２９で接続したストリング２５、さらにストリング２５を複数列リード線２９で接続したマトリックス状の太陽電池パネル３０のいずれでもよい。
【００４０】
本検査装置１００により太陽電池パネル３０にマトリックス状に配置された太陽電池セル２８を１枚ずつ撮影してその画像により検査する場合は、暗室１１０内でカメラ１２０を移動できるように移動機構を設けて撮影する。
【００４１】
駆動機構のモータ１３２、１４２の回転制御によって、カメラ１２０は、太陽電池パネル３０にマトリックス状に配置されている太陽電池セル２８を１枚ずつ撮影し、図示しないパソコンなどからなる画像処理装置に画像データを送る。画像処理装置は、各太陽電池セル２８の画像から発光しない部分を取り出して分析し、太陽電池セル２８ごとの合否を判断し、全ての太陽電池セル２８についての合否の結果から、太陽電池パネル３０全体としての合否を判断する。
【００４２】
なお、カメラ１２０による撮影も、カメラを移動し太陽電池セル１枚ごとでもよいし、数枚ずつでもよく、カメラの移動をせずに固定し太陽電池パネル３０全体としてもよい。
【００４３】
＜８＞遮光手段
遮光手段であるが、上記では、暗室の上面１１１の上部全てを覆うと説明していた。しかし太陽電池パネル３０の場合、裏側の樹脂製の裏面材２２は、不透明であり、遮光性が十分である。また、暗室１１０の上面１１１も、開口部１１２以外は遮光性の部材で構成されている。したがって、被測定物２００が開口部１１２上に密着した状態で保持され、かつ、開口部１１２より大きくて、開口部１１２の全体が被測定物２００で覆われる場合には、遮光手段は不要である。
【００４４】
しかし、被測定物２００の方が開口部１１２より小さい場合や、開口部１１２の上に密着しておらずに離れて支持されている場合等には、隙間から光が暗室１１０内に入るので、遮光手段で覆う必要がある。その具体的な遮光手段について以下説明する。
【００４５】
＜８−１＞遮光手段の実施の形態１
本実施の形態では、図４に示すとおり暗室の上面１１１の上部全てを遮光カバー３０２により覆う構成となっている。本検査装置１００の幅方向のいずれか一端に遮光手段３００のベース３０１を設けている。遮光カバー３０２は、２本のアーム３０３に支持されていて、このアーム３０３を２本のエアーシリンダー３０４で旋回中心軸Ｃを中心に旋回して上下させる構成となっている。
【００４６】
なお、図のＷは、遮光カバー３０２を旋回上下させる場合のカウンターウェイトである。この遮光カバー３０２は、被測定物２００を検査測定中は下降している。また本検査装置１００に被測定物２００が搬入される場合は開いて（上昇して）いる。
【００４７】
遮光カバー３０２は、鋼等の薄板製で、下方が開放された箱型をしている。またこの遮光カバー３０２の下方にはゴム製の密閉シート３０５を取りつけ、遮光を確保できるようにしている。
【００４８】
ガイド部材１１４の長さが遮光カバー３０２より長い場合は、遮光カバー３０２が、ガイド部材１１４を跨ぐことになり、ガイド部材１１４との密閉を確保する必要が生じる。その場合、密封シート３０５は、遮光性を有する布を短冊状にしたものを掃除用具のモップの先端の様に束ねた構成とするとよい。またさらにこの密封シート３０５は、遮光性を有する繊維をブラシ状に植毛した構成としてもよい。
【００４９】
なお、遮光カバー３０２の上下は、本実施の形態のように旋回させて上下させる方式だけでなく、図示しないが本検査装置１００の４隅に遮光カバー３０２が上下するためのガイドを兼用した支柱を設け、遮光カバー３０２をアクチュエータにより上下させる構成とすることもできる。
【００５０】
＜８−２＞遮光手段の実施の形態２
図５は、遮光手段の実施の形態２の構成を示す図で、（ａ）は遮光手段の斜視図、（ｂ）は遮光手段の取り付け構造を示す断面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。この遮光手段４００は、開口部１１２と被測定物２００との間に額縁状にできる隙間を遮光する部材で、金属製、合成樹脂製などの剛性のある板材４０１に遮光性を有するスポンジ４０２などを貼り付けている。スポンジ４０２は、開口部１１２と接する側の面に設ける。遮光手段４００は、被測定物２００を、その周縁で支持するもので、支持手段ともなっている。遮光手段４００の外側寸法は、開口部１１２より大きく、開口側の寸法は被測定物２００より小さく、被測定物２００の余白部分３０ａの内側より大きい範囲内である。
【００５１】
本実施の形態では、図５（ｂ）のように本検査装置１００の上面１１１の裏側に一対のＬ型のレール金具４０３、４０３を設け、この一対のレール金具４０３、４０３の間に、図５（ａ）に示すような額縁状の形状をした遮光手段４００を挿入する。Ｌ型のレール金具４０３の一端にはストッパー４０４が設けられ、遮光手段４００の位置決めがされる。スポンジ４０２が開口部１１２の周縁部と密着する。被測定物２００は、開口部１１２内で、かつ、遮光手段４００のスポンジ４０２の上に載る。本検査装置１００の暗室１１０の側面を開閉式としておき、被測定物２００の寸法に応じて遮光手段４００を交換する。
【００５２】
＜８−３＞遮光手段の実施の形態３
本実施の形態は、遮光手段の実施の形態２の別例であり、被測定物２００の寸法が小ロットで変わる場合に対応したものである。遮光手段５００は、２対の合計４枚の遮光板をアクチュエータにより被測定物２００の寸法に応じて自動的に移動させる構成としている。
【００５３】
構成を図６に沿って説明する。本実施の形態では、図５（ａ）の額縁状の形状をした遮光板を図６（ａ）に示すように２対の遮光板５０１、５０１と、遮光板５０２、５０２の合計４枚に分けている。これらの遮光板を図５に示す実施の形態２と同じように本検査装置の上面１１１の裏側に配置する。遮光板５０１は、遮光性のある矩形板である。一方遮光板５０２には、遮光板５０１がはまり込みスライド可能な溝Ｍが設けられている。
【００５４】
遮光板５０１と５０２を図６（ｂ）のように配置し被測定物２００の寸法に応じてアクチュエータにより各対の遮光板５０１、５０２を接近離反させ、開口サイズを変更する。被測定物２００は、遮光板５０１、５０２の上に載置される。したがって、この実施の形態でも遮光板５０１、５０２が支持手段を兼ねている。
【００５５】
図６の遮光板５０１、５０２の開口寸法を変更する駆動機構として図７を示す。図７（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。これらの図に示すように一対の遮光板５０１と遮光板５０１を２本のネジ５０３、５０３で連結する。ネジ５０３は、一方側が右ネジで他方側が左ネジとなっている。両方のネジ５０３、５０３をタイミングベルト５０５、５０５により１個のモータ５０４で回転駆動する。ネジ５０３を支持する８個のブラケット５０７と、モータ５０４を適当な場所に固定する。モータ５０４を回転駆動させことで相互を接近離反することができる。なお、遮光板５０１の位置は図示しないエンコーダーにより確認する。図示は省略するが、遮光板５０２、５０２の方も同じ構成とすることで、遮光板の開口寸法を被測定物２００のサイズに合わせることができる。
【００５６】
＜８−４＞遮光手段の実施の形態４
本実施の形態は、開口部１１２と被測定物２００との間に額縁状にできる隙間を遮光する手段である。本実施の形態の場合は、図８のとおり本検査装置１００に搬入される太陽電池の搬送を案内するガイド部材１１４に以下に説明する遮光手段６００を設けている。
【００５７】
一対のガイド部材１１４の各々の外側に遮光シート６０１を取りつける。遮光シート６０１は、遮光性のあるゴム状のシートで、ガイド部材１１４の下方に垂れ下がり、垂れ下がった部分が検査装置１００の上面１１１と開口部１１２の境界部分上を覆う。この遮光シート６０１により額縁状にできる隙間のうち被測定物２００の搬送方向の隙間を遮光することができる。一方被測定物２００の搬送方向と直角な方向の隙間は、検査装置１００の搬入側の隙間と搬出側の隙間がある。これらを覆うために一対のガイド部材１１４の間の搬入側と搬出側に矩形状の遮光板６０２を設け遮光する。遮光板６０２は、暗室上面１１１上で支持されており、開口部１１２の搬入側と搬出側にも張り出すように配置される。さらに遮光板６０２には、暗室１１０の開口部１１２と被測定物２００の距離があるので遮光性ブロック状の部材６０３が接続されている。この一対のブロック状の部材６０３の被測定物２００との接触部には、フレキシブル性を有しかつ遮光性を有するスポンジ状の部材６０４がとりつけられ、ブロック状の部材６０３と圧接して遮光できるようにしている。これにより被測定物２００の搬送方向と直角な方向の隙間は、検査装置１００の搬入側の隙間と搬出側の隙間が遮光される。以上の構成において、遮光シート６０１、遮光板６０２、ブロック状の部材６０３及びスポンジ状の部材６０４で遮光手段６００を構成している。
【００５８】
＜８−５＞遮光手段の実施の形態５
図９は、遮光手段の第５の実施の形態を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。この図に示す遮光手段７００は、ガイド部材１１４全体から暗室１１０の上部の全体を遮光材で覆うものである。この遮光手段７００の被測定物２００の搬入側Ａと搬出側Ｂに、開閉式の扉を設け、被測定物の搬入・搬出を行う。
【００５９】
＜９＞反射板を使用した実施の形態
図１０は、暗室を小型にできるようにした本発明の実施の形態を示す図である。暗室内部には、開口部１１２に対して傾斜するように設けられたアルミニウム製等の反射板２４０がある。この反射板２４０の反射面は鏡面状に仕上げられており、開口部１１２に対して傾斜していることによって、暗室の側面に取り付けられたカメラ１２０が開口部１１２に支持された被測定物２００の像を写すことができる。実施例では、傾斜角はほぼ４５゜としているが、この角度に限定されるものではない。
【００６０】
カメラ１２０は、垂直なｚ−ｘ平面内で移動可能であり、移動することによって、太陽電池パネル３０にマトリックス状に配置されている太陽電池セル２８を１枚ずつ撮影することができるようになっている。カメラ１２０をｚ−ｘ平面内で移動するカメラ移動機構２３０は、ｚ軸ガイド部２３１と、一対のｘ軸ガイド部２３２、２３２とから構成されている。カメラ１２０はｚ軸ガイド部２３１に取り付けられ、ｚ軸方向に昇降可能で、このｚ軸ガイド部２３１がｘ軸ガイド部２３２によってｘ軸方向に進退自在になっている。
【００６１】
ｚ軸ガイド部２３１およびｘ軸ガイド部２３２としては、各種のリニアアクチュエータや、モータとボールネジ機構等を使用することができる。また、カメラ１２０による撮影もカメラを移動して太陽電池セル２８を１枚毎に撮影してもよいし、数枚ずつでもよく、カメラを移動せずに固定して太陽電池パネル３０全体としてもよい。
【００６２】
実施例では、カメラ移動機構２３０は、開口部１１２に対して直角の面内でカメラ１２０を移動しているが、直角に限定されるものではない。このように傾斜した反射板２４０を設けることによって、暗室の高さを低くすることができ、暗室を小型にすることができる。
【００６３】
本発明においては、遮光手段は本実施の形態の１から５をそれぞれ単独で使用してもよいし、遮光特性を向上させるために本実施の形態の１から５を複数個組み合わせて使用することも可能である。
【００６４】
本発明の太陽電池の検査装置１００では、太陽電池を暗室の外側に載置すればよいので、暗室には被測定物２００を出し入れするためのドアは不要となる。また、太陽電池に電流を流す電源や配線も暗室１１０の外でよく、暗室内には一切不要である。そのため、暗室の構造を簡単にすることができる。
【００６５】
また、本発明の太陽電池の検査装置１００は、太陽電池パネル３０などの製造工程中に配置して使用するが、このとき、暗室１１０の上面１１１に太陽電池の受光面を下側にして載置している。太陽電池パネル３０のラミネート加工など、通常の加工工程では、太陽電池の受光面を下にして搬送しているので、検査装置１００に載置するとき、反転する必要がないので製造工程を簡略化できる。また、暗室内に反射板を設ける構成とすることにより暗室の高さ寸法を低くすることができる。これにより前後の工程の製造設備とパスラインを統一することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の太陽電池の検査装置を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は右側面図である。
【図２】暗室部分の斜視図で（ａ）は暗室上面の一部が開口部になっている図、（ｂ）は暗室上面全体が開口部になっている図である。
【図３】太陽電池の検査装置のカメラとカメラ駆動装置の構成を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図である。
【図４】本発明の検査装置の遮光手段の実施の形態１の斜視図である。
【図５】本発明の検査装置の遮光手段の実施の形態２の構成図で、（ａ）は遮光手段の斜視図、（ｂ）は遮光手段の取り付け構造を示す断面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】本発明の検査装置の遮光手段の実施の形態３の構成図で、（ａ）は分解状態を示す斜視図、（ｂ）は組立状態を示す平面図である。
【図７】図６の遮光手段の駆動機構を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【図８】本発明の検査装置の太陽電池の搬送を案内するガイド部材に遮光手段を設けた実施の形態４の構成図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。
【図９】本発明の検査装置の太陽電池の搬送を案内するガイド部材に遮光手段を設けた実施の形態５の構成図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。
【図１０】暗室を小型にできるようにした本発明の実施の形態を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＧ−Ｇ断面図、（ｃ）は右側面図である。
【図１１】本発明の検査装置にて測定する太陽電池の構成の説明図で（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図１２】従来の太陽電池の検査装置の構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１００ 太陽電池の検査装置
１１０ 暗室
１１１ 上面
１１２ 開口部
１１４ ガイド部材（支持部材）
１１５ ローラ（支持部材）
１１６ 移動用レール
１１７ 送りネジ
１１８ ハンドル
１１９ 位置決め金具
１２０ カメラ
１３０ ｙ軸ガイド部
１３２、１４２ モータ
１４０ ｘ軸ガイド部
１４４ タイミングベルト
２００ 被測定物
２３０ カメラ移動機構
２４０ 反射板
３００ 遮光手段
３０１ ベース
３０２ 遮光カバー
３０３ アーム
３０４ エアーシリンダー
３０５ 密封シート
４００ 遮光板
５００ 遮光手段
５０１、５０２ 遮光板
６００ 遮光手段
７００ 遮光手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽電池セル、太陽電池セルを一列に接続したストリング、ストリングを平行に複数配置した太陽電池パネルなど、太陽電池一般の性能を検査する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽エネルギーの利用方法として、シリコン型の太陽電池が知られている。太陽電池の製造においては、太陽電池が目的の発電能力を有しているかどうかの性能評価が重要である。性能評価には、通常、出力特性の測定がされる。
【０００３】
出力特性は、光照射下において、太陽電池の電流電圧特性を測定する光電変換特性として行われる。光源としては、太陽光が望ましいのであるが、天候により強度が変化することから、ソーラーシミュレーターが使用されている。ソーラーシミュレーターでは、太陽光に代えてキセノンランプやメタルハライドランプ等を使用している。また、これらの光源を長時間点灯していると、温度上昇などにより光量が変化する。そこで、これらのランプのフラッシュ光を用い、横軸を電圧、縦軸を電流として、収集したデータをプロットすることにより太陽電池の出力特性曲線を得ている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ソーラーシミュレーターと異なる方法として、特許文献２では、シリコンの多結晶型の太陽電池素子に対して順方向に電圧を印加することで、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）を生じさせる方法を提案している。また、薄膜型の太陽電池でも同様のことが生じる。太陽電池素子から発光されるＥＬを観察することによって、電流密度分布が分かり、電流密度分布の不均一から太陽電池素子の欠陥を知ることができる。すなわち、発光しない部分が欠陥部分と判断でき、この欠陥部分の面積が予め決められた量より少なければ、所定の発電能力を有するものと判断できることになる。
【０００５】
図１２は、特許文献２に記載された検査装置の構成を模式的に示す図である。検査装置１０は、暗室１１と、この暗室１１の上部に設けられたＣＣＤカメラ１２と、暗室１１の床面に載置された太陽電池セル１３に電流を流す電源１４と、ＣＣＤカメラ１２からの画像信号を処理する画像処理装置１５とから構成されている。
【０００６】
暗室１１には窓１１ａがあり、ここにＣＣＤカメラ１２のファインダー１２ａがあって、ここから肉眼で覗くことで、ＣＣＤカメラ１２の撮影画像を確認することができる。画像処理装置１５としては、パソコンを使用している。
【特許文献１】特開２００７−８８４１９
【特許文献２】ＷＯ／２００６／０５９６１５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１２に示す検査装置１０は、太陽電池セル１３を下に置いて、上からカメラで撮影するのであるが、太陽電池セル１３から発光されるＥＬは、１、０００ｎｍから１、３００ｎｍの波長の微弱な光であり、暗室１１でなければ検知できない。被測定物が１枚の太陽電池セルであれば、１００ｍｍ平方程度なので、暗室１１も小さいものでよい。
【０００８】
しかし、太陽電池パネルになると、２ｍ×１ｍ程度の大きさとなり、暗室１１もこれを収容できる大きさが必要となる。また、被測定物となる太陽電池パネルは、暗室内に入れなければＣＣＤカメラ１２で撮影できないので、暗室に太陽電池パネルの出し入れができる扉を設けなければならない。検査装置をこのような暗室内に搬入する構成とすると、設置した扉が閉じた場合の遮光性も確保しなければならない。また検査装置に搬入された太陽電池の位置決め部材やが搬送ガイド部材も暗室内に設ける必要がある。さらに、太陽電池に電流を通すための通電手段も暗室内に設ける必要がある。という具合に構造的に複雑になり、高価なものとなる。
【０００９】
本発明は、斯かる実情に鑑みてなされたもので、太陽電池に順方向の電流を流してＥＬ発光させる検査装置であって、構造が簡単で安価な太陽電池の検査装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために本発明の太陽電池の検査装置は、上面に開口部を有する暗室と、該暗室の前記上面に設けられ、被測定物となる太陽電池を前記開口部上に保持する支持手段と、前記暗室の内部に設けられ、前記被測定物を撮影するカメラと、を有することを特徴としている。
【００１１】
また前記検査装置は、前記暗室内に設けられた該カメラを前記暗室内で移動する駆動機構を設けた構成とすることもできる。
【００１２】
また、前記開口部と前記開口部上に保持された前記太陽電池との境界の隙間から暗室内に入る光を遮光するための遮光手段を設けた構成としたり、前記上面に、前記太陽電池の搬送を案内する遮光手段を付与したガイド部材を設けた構成とすることができる。
【００１３】
さらに、前記開口部に対して傾斜した反射板を前記暗室内に設け、該反射板に映った被測定物の像を前記カメラが撮影する構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の太陽電池の検査装置によれば、暗室の外側から暗室の上面の開口部の上に被測定物となる太陽電池を支持すると、暗室の中にあるカメラが太陽電池の画像を撮影することができる。撮影時には、太陽電池に電流を流しておくので、太陽電池は、ＥＬ発光をしている。この発光状態をカメラで撮影し、カメラに接続された画像処理装置で分析することによって、太陽電池の欠陥の有無を知ることができる。太陽電池から出射される光が微弱なので、開口部に太陽電池を載置するためのガラス板や合成樹脂製などの透明板を設け、これを通してカメラで撮影すると、太陽電池からの発光光が５〜１０％程度吸収され、減衰されてしまう。しかし、本発明では、太陽電池は開口上にあって、太陽電池は開口部に露出しており、透明板などで発光光を減衰させることなくカメラで捉えることができる。このような特徴は、薄膜型太陽電池を測定する場合、特に有利である。
【００１５】
太陽電池は、暗室の外から暗室の上面に載せることで検査でき、被測定物としての太陽電池を暗室に出し入れするための扉を設ける必要がない。そのため、暗室を小型化でき、その構造を簡単にすることができる。
【００１６】
さらに太陽電池パネルの場合、製造ライン（ラミネート装置などの製造装置など）では、受光面を下にして搬送される。したがって本発明の検査装置を暗室上面に開口部を設ける構成とすることにより、太陽電池パネルを反転することなく本検査装置に載せることができる。これに加え、開口部に対して傾斜した反射板を設け、これに映った像をカメラで撮影することにすれば、さらに暗室を小型にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例を添付の図面を参照して説明する。
【００１８】
＜１＞被測定物（太陽電池モジュール）
まず本発明の検査装置が扱う対象である被測定物２００の例について説明する。図１１は、本発明の検査装置にて測定する太陽電池の構成の説明図で、（ａ）は、太陽電池の内部の太陽電池セルが分かるように記載した平面図で、（ｂ）はその断面図である。
【００１９】
図１１（ａ）の平面図に示す様に、被測定物２００である太陽電池モジュールは角型の太陽電池セル２８がリード線２９により複数個直列に接続されたストリング２５を形成し、さらにそのストリングを複数列リード線２９により接続した構成となっている。
【００２０】
被測定物２００である太陽電池としては、太陽電池セル２８が１枚のみのものでもよく、太陽電池セル２８を複数枚直線的につないだストリング２５の状態でもよく、ストリング２５を平行に複数列並べ、太陽電池セル２８がマトリックス状に配置された太陽電池パネル３０でもよい。図に示すように、太陽電池パネル３０は、その周縁部に太陽電池セル２８などの受光面とはならない余白部分３０ａを有している。
【００２１】
また被測定物２００の断面構造は、図１１（ｂ）に示す様に、上側に配置された裏面材２２と下側に配置された透明カバーガラス２１の間に、充填材２３、２４を介して複数列のストリング２５をサンドイッチにした構成を有する。
【００２２】
裏面材２２は例えばポリエチレン樹脂などの材料が使用される。充填材２３、２４には例えばＥＶＡ樹脂（ポリエチレンビニルアセテート樹脂）などが使用される。ストリング２５は、上記のように電極２６、２７の間に、太陽電池セル２８をリード線２９を介して接続した構成である。
【００２３】
このような太陽電池モジュールは、上記のように構成部材を積層しラミネート装置などにより、真空の加熱状態下で圧力を加え、ＥＶＡを架橋反応させてラミネート加工して得られる。
【００２４】
また被測定物２００としては、一般に薄膜式と呼ばれる太陽電池を対象とすることができる。
【００２５】
この薄膜式の代表的な構造例では、下側に配置された透明カバーガラスには、予め透明電極、半導体、裏面電極からなる発電素子が蒸着してある。そして、このような薄膜型太陽電池モジュールを、透明カバーガラスを下向きに配置し、ガラス上の太陽電池素子の上に充填材を被せ、更に、充填材の上に裏面材を被せた構造で、同じようにラミネート加工することにより得られる。
【００２６】
このように被測定物２００としての薄膜式の太陽電池モジュールは、結晶系セルが蒸着された発電素子に変わるだけで、基本的な封止構造は前記した結晶系セルの場合と同じである。
【００２７】
＜２＞検査装置の全体構造
図１は本発明の検査装置の構成を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は右側面図である。図２は暗室１１０部分の斜視図で（ａ）は暗室上面１１１の一部が開口部１１２になっている図、（ｂ）は暗室上面全体が開口部１１２になっている図である。図３は、太陽電池の検査装置のカメラとカメラ駆動装置の構成を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図である。これらの図に示す本発明の太陽電池の検査装置１００は、四角の箱形の暗室１１０およびその平らな上面１１１に、開口部１１２が穿設されている。開口部１１２は、図２（ａ）に示すように、被測定物２００の大きさを考慮して暗室１１０の上面の一部に形成している。暗室内には、被測定物２００である太陽電池を検査測定するカメラ１２０と、その移動機構が設けられている。ただし、カメラ１２０の移動機構については用途に応じて設けない場合もある。上面１１１の開口部１１２以外は、暗室１１０に光を入れないような遮光性の素材からなる構成にしている。もっとも、上面１１１に被測定物２００として太陽電池を載せた後、被測定物２００を含む上面１１１の全体を、遮光手段にて覆うことにすれば、図２（ｂ）に示すように、上面１１１全体を開口部１１２にしてもよい。また、上面以外の４つの側面と底面は全て遮光性の部材としている。上面１１１には、被測定物２００の搬送をガイドする一対のガイド部材１１４が設けられている。ガイド部材１１４、１１４間の距離は、被測定物２００のサイズに合わせて変更可能である。
【００２８】
＜３＞被測定物の搬送ガイドおよび位置決め
ガイド部材１１４は、矩形断面の細長いレール状で、本発明の検査装置１００の上面に、被測定物２００の流れ方向に沿って一対設けられている。各ガイド部材１１４の内側側面には、複数個のローラ１１５が配置され被測定物２００は、このローラ１１５上を移動搬送される。ガイド部材１１４と複数個のローラ１１５とで、太陽電池パネル３０を開口部１１２の上に保持する支持手段を構成している。したがって被測定物２００を搬送中および測定中に被測定物２００が開口部１１２から暗室１１０内に落下することはない。またこのガイド部材１１４は、装置の被測定物２００の搬入側および搬出側に配置された移動用レール１１６、送りネジ１１７およびハンドル１１８により被測定物２００の幅寸法に応じて調整が可能な構成となっている。すなわち、送りネジ１１７は、一方が右ネジで他方が左ネジとなっており、ハンドル１１８を回転することで、ガイド部材１１４、１１４は、中心位置が一定の状態で、相互に接近・離反するようになっている。また、搬入側および搬出側の送りネジ１１７は、傘歯車を備えたクロスシャフト１１３により連結され、ハンドル１１８を回転することで、両方の送りネジ１１７を傘歯車によって同時に回転することができる。
【００２９】
一方の搬送ガイド１１４の側面には、アクチュエーター等により出し入れ可能な位置決め金具１１９があり、搬送された被測定物２００は、この位置決め金具１１９を突出させることにより搬送方向の位置決めがされる。位置決め金具１１９は、ガイド部材１１４の側面から出し入れする構成ではなく、ガイド部材１１４の上方から上下させる方法またガイド部材から旋回下降させるなどの構成とすることも可能である。位置決め金具１１９をガイド部材１１４の長さ方向に沿って複数個配置し、被測定物２００のサイズの変更に応じて適当な１つの位置決め金具１１９を使用するようにするとよい。あるいは、位置決め金具１１９自身をガイド部材１１４の長さ方向に沿って移動可能な構成にし、被測定物２００のサイズの変更に応じられるようにしてもよい。
【００３０】
＜４＞撮影用カメラ
被測定物２００から発するＥＬ発光は、１，０００ｎｍから１，３００ｎｍの波長の微弱な光であり、暗室内で発光させ、撮影用カメラ１２０でこの微弱な光を撮影する。このため、撮影用カメラ１２０としては微弱な光に対する感度の良いＣＣＤカメラを用いる必要がある。本実施の形態例では、浜松ホトニクス製の型式Ｃ９２９９−０２（Ｓｉ−ＣＣＤカメラ）を使用している。
【００３１】
＜５＞暗室内部のカメラ移動機構
図３にカメラの移動機構の構成を示す。暗室１１０内には、カメラ１２０と、このカメラ１２０をｙ軸方向に移動するｙ軸ガイド部１３０がある。ｙ軸ガイド部１３０の一端には、モータ１３２があり、これが回転することで、カメラ１２０をｙ軸方向に進退させることができる。
【００３２】
ｙ軸ガイド部１３０の両端は、ｘ軸ガイド部１４０、１４０に支持されている。そして、モータ１４２と両側のタイミングベルト１４４とによって、ｙ軸ガイド部１３０は、ｘ軸ガイド部上を、ｘ軸方向に沿って進退可能となっている。以上の構成において、ｘ軸ガイド部１４０、１４０、ｙ軸ガイド部１３０、モータ１３２、１４２、タイミングベルト１４４とで、カメラ１２０の駆動機構を構成している。ｘ軸ガイド部１４０、１４０及びｙ軸ガイド部１３０は、各種のリニアアクチュエータを使用することができるが、この実施例では、ボールネジを使用している。
【００３３】
駆動機構のモータ１３２、１４２を回転制御することで、カメラ１２０を、ｘ−ｙ平面内の任意の位置に移動し、被測定物２００の隅から隅までの全面を撮影することが可能となっている。
【００３４】
なお、駆動方式は、モータ及びボールネジを使用した上記の実施例に限定されるものではなく、各種のリニアアクチュエータを使用することができる。
【００３５】
＜６＞その他機器
上記の他に、図示を省略するが、図１２の従来例で示した電源１４やパソコンを利用した画像処理装置１５が設けられている。
【００３６】
＜７＞検査装置の使用方法
被測定物２００として太陽電池パネル３０を例にして、本発明の太陽電池の検査装置１００の使用方法を説明する。
【００３７】
ラミネート装置などで製造され搬出された太陽電池パネル３０は、次に、コンベアなどで本発明の太陽電池の検査装置１００の前まで搬送される。搬送されてきた太陽電池パネルは、一対のガイド部材１１４、１１４の間でガイドされガイド部材の内側に設けられたローラ１１５上を移動して暗室１１０の上に達する。その後ガイド部材１１４の側面にアクチュエーター等により出し入れ可能に設けられた位置決め金具１１９を突出させることにより搬送方向の位置決めがされる。
【００３８】
暗室１１０の所定の位置に達した太陽電池パネル３０からなる被測定物２００は、透明カバーガラス２１を下に向けて暗室１１０の開口部１１２の上で停止し、図示しない電源との間で接続がされる。被測定物２００の方が開口部１１２より小さいので、周囲から暗室内に光が入るから、被測定物２００の上から暗室１１０の上面全体を後述する遮光手段で覆う。被測定物２００に電源から順方向の電流を流す。被測定物２００がＥＬ発光するので、カメラ１２０で撮影する。
【００３９】
本検査装置１００により被測定物２００の全体を撮影し、その画像により検査する場合は、移動機構を設けることなく、カメラ１２０を暗室１１０の底部に固定して撮影することができる。この場合の被測定物２００としては、太陽電池セル２８、太陽電池セル２８を複数個リード線２９で接続したストリング２５、さらにストリング２５を複数列リード線２９で接続したマトリックス状の太陽電池パネル３０のいずれでもよい。
【００４０】
本検査装置１００により太陽電池パネル３０にマトリックス状に配置された太陽電池セル２８を１枚ずつ撮影してその画像により検査する場合は、暗室１１０内でカメラ１２０を移動できるように移動機構を設けて撮影する。
【００４１】
駆動機構のモータ１３２、１４２の回転制御によって、カメラ１２０は、太陽電池パネル３０にマトリックス状に配置されている太陽電池セル２８を１枚ずつ撮影し、図示しないパソコンなどからなる画像処理装置に画像データを送る。画像処理装置は、各太陽電池セル２８の画像から発光しない部分を取り出して分析し、太陽電池セル２８ごとの合否を判断し、全ての太陽電池セル２８についての合否の結果から、太陽電池パネル３０全体としての合否を判断する。
【００４２】
なお、カメラ１２０による撮影も、カメラを移動し太陽電池セル１枚ごとでもよいし、数枚ずつでもよく、カメラの移動をせずに固定し太陽電池パネル３０全体としてもよい。
【００４３】
＜８＞遮光手段
遮光手段であるが、上記では、暗室の上面１１１の上部全てを覆うと説明していた。しかし太陽電池パネル３０の場合、裏側の樹脂製の裏面材２２は、不透明であり、遮光性が十分である。また、暗室１１０の上面１１１も、開口部１１２以外は遮光性の部材で構成されている。したがって、被測定物２００が開口部１１２上に密着した状態で保持され、かつ、開口部１１２より大きくて、開口部１１２の全体が被測定物２００で覆われる場合には、遮光手段は不要である。
【００４４】
しかし、被測定物２００の方が開口部１１２より小さい場合や、開口部１１２の上に密着しておらずに離れて支持されている場合等には、隙間から光が暗室１１０内に入るので、遮光手段で覆う必要がある。その具体的な遮光手段について以下説明する。
【００４５】
＜８−１＞遮光手段の実施の形態１
本実施の形態では、図４に示すとおり暗室の上面１１１の上部全てを遮光カバー３０２により覆う構成となっている。本検査装置１００の幅方向のいずれか一端に遮光手段３００のベース３０１を設けている。遮光カバー３０２は、２本のアーム３０３に支持されていて、このアーム３０３を２本のエアーシリンダー３０４で旋回中心軸Ｃを中心に旋回して上下させる構成となっている。
【００４６】
なお、図のＷは、遮光カバー３０２を旋回上下させる場合のカウンターウェイトである。この遮光カバー３０２は、被測定物２００を検査測定中は下降している。また本検査装置１００に被測定物２００が搬入される場合は開いて（上昇して）いる。
【００４７】
遮光カバー３０２は、鋼等の薄板製で、下方が開放された箱型をしている。またこの遮光カバー３０２の下方にはゴム製の密閉シート３０５を取りつけ、遮光を確保できるようにしている。
【００４８】
ガイド部材１１４の長さが遮光カバー３０２より長い場合は、遮光カバー３０２が、ガイド部材１１４を跨ぐことになり、ガイド部材１１４との密閉を確保する必要が生じる。その場合、密封シート３０５は、遮光性を有する布を短冊状にしたものを掃除用具のモップの先端の様に束ねた構成とするとよい。またさらにこの密封シート３０５は、遮光性を有する繊維をブラシ状に植毛した構成としてもよい。
【００４９】
なお、遮光カバー３０２の上下は、本実施の形態のように旋回させて上下させる方式だけでなく、図示しないが本検査装置１００の４隅に遮光カバー３０２が上下するためのガイドを兼用した支柱を設け、遮光カバー３０２をアクチュエータにより上下させる構成とすることもできる。
【００５０】
＜８−２＞遮光手段の実施の形態２
図５は、遮光手段の実施の形態２の構成を示す図で、（ａ）は遮光手段の斜視図、（ｂ）は遮光手段の取り付け構造を示す断面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。この遮光手段４００は、開口部１１２と被測定物２００との間に額縁状にできる隙間を遮光する部材で、金属製、合成樹脂製などの剛性のある板材４０１に遮光性を有するスポンジ４０２などを貼り付けている。スポンジ４０２は、開口部１１２と接する側の面に設ける。遮光手段４００は、被測定物２００を、その周縁で支持するもので、支持手段ともなっている。遮光手段４００の外側寸法は、開口部１１２より大きく、開口側の寸法は被測定物２００より小さく、被測定物２００の余白部分３０ａの内側より大きい範囲内である。
【００５１】
本実施の形態では、図５（ｂ）のように本検査装置１００の上面１１１の裏側に一対のＬ型のレール金具４０３、４０３を設け、この一対のレール金具４０３、４０３の間に、図５（ａ）に示すような額縁状の形状をした遮光手段４００を挿入する。Ｌ型のレール金具４０３の一端にはストッパー４０４が設けられ、遮光手段４００の位置決めがされる。スポンジ４０２が開口部１１２の周縁部と密着する。被測定物２００は、開口部１１２内で、かつ、遮光手段４００のスポンジ４０２の上に載る。本検査装置１００の暗室１１０の側面を開閉式としておき、被測定物２００の寸法に応じて遮光手段４００を交換する。
【００５２】
＜８−３＞遮光手段の実施の形態３
本実施の形態は、遮光手段の実施の形態２の別例であり、被測定物２００の寸法が小ロットで変わる場合に対応したものである。遮光手段５００は、２対の合計４枚の遮光板をアクチュエータにより被測定物２００の寸法に応じて自動的に移動させる構成としている。
【００５３】
構成を図６に沿って説明する。本実施の形態では、図５（ａ）の額縁状の形状をした遮光板を図６（ａ）に示すように２対の遮光板５０１、５０１と、遮光板５０２、５０２の合計４枚に分けている。これらの遮光板を図５に示す実施の形態２と同じように本検査装置の上面１１１の裏側に配置する。遮光板５０１は、遮光性のある矩形板である。一方遮光板５０２には、遮光板５０１がはまり込みスライド可能な溝Ｍが設けられている。
【００５４】
遮光板５０１と５０２を図６（ｂ）のように配置し被測定物２００の寸法に応じてアクチュエータにより各対の遮光板５０１、５０２を接近離反させ、開口サイズを変更する。被測定物２００は、遮光板５０１、５０２の上に載置される。したがって、この実施の形態でも遮光板５０１、５０２が支持手段を兼ねている。
【００５５】
図６の遮光板５０１、５０２の開口寸法を変更する駆動機構として図７を示す。図７（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。これらの図に示すように一対の遮光板５０１と遮光板５０１を２本のネジ５０３、５０３で連結する。ネジ５０３は、一方側が右ネジで他方側が左ネジとなっている。両方のネジ５０３、５０３をタイミングベルト５０５、５０５により１個のモータ５０４で回転駆動する。ネジ５０３を支持する８個のブラケット５０７と、モータ５０４を適当な場所に固定する。モータ５０４を回転駆動させことで相互を接近離反することができる。なお、遮光板５０１の位置は図示しないエンコーダーにより確認する。図示は省略するが、遮光板５０２、５０２の方も同じ構成とすることで、遮光板の開口寸法を被測定物２００のサイズに合わせることができる。
【００５６】
＜８−４＞遮光手段の実施の形態４
本実施の形態は、開口部１１２と被測定物２００との間に額縁状にできる隙間を遮光する手段である。本実施の形態の場合は、図８のとおり本検査装置１００に搬入される太陽電池の搬送を案内するガイド部材１１４に以下に説明する遮光手段６００を設けている。
【００５７】
一対のガイド部材１１４の各々の外側に遮光シート６０１を取りつける。遮光シート６０１は、遮光性のあるゴム状のシートで、ガイド部材１１４の下方に垂れ下がり、垂れ下がった部分が検査装置１００の上面１１１と開口部１１２の境界部分上を覆う。この遮光シート６０１により額縁状にできる隙間のうち被測定物２００の搬送方向の隙間を遮光することができる。一方被測定物２００の搬送方向と直角な方向の隙間は、検査装置１００の搬入側の隙間と搬出側の隙間がある。これらを覆うために一対のガイド部材１１４の間の搬入側と搬出側に矩形状の遮光板６０２を設け遮光する。遮光板６０２は、暗室上面１１１上で支持されており、開口部１１２の搬入側と搬出側にも張り出すように配置される。さらに遮光板６０２には、暗室１１０の開口部１１２と被測定物２００の距離があるので遮光性ブロック状の部材６０３が接続されている。この一対のブロック状の部材６０３の被測定物２００との接触部には、フレキシブル性を有しかつ遮光性を有するスポンジ状の部材６０４がとりつけられ、ブロック状の部材６０３と圧接して遮光できるようにしている。これにより被測定物２００の搬送方向と直角な方向の隙間は、検査装置１００の搬入側の隙間と搬出側の隙間が遮光される。以上の構成において、遮光シート６０１、遮光板６０２、ブロック状の部材６０３及びスポンジ状の部材６０４で遮光手段６００を構成している。
【００５８】
＜８−５＞遮光手段の実施の形態５
図９は、遮光手段の第５の実施の形態を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。この図に示す遮光手段７００は、ガイド部材１１４全体から暗室１１０の上部の全体を遮光材で覆うものである。この遮光手段７００の被測定物２００の搬入側Ａと搬出側Ｂに、開閉式の扉を設け、被測定物の搬入・搬出を行う。
【００５９】
＜９＞反射板を使用した実施の形態
図１０は、暗室を小型にできるようにした本発明の実施の形態を示す図である。暗室内部には、開口部１１２に対して傾斜するように設けられたアルミニウム製等の反射板２４０がある。この反射板２４０の反射面は鏡面状に仕上げられており、開口部１１２に対して傾斜していることによって、暗室の側面に取り付けられたカメラ１２０が開口部１１２に支持された被測定物２００の像を写すことができる。実施例では、傾斜角はほぼ４５゜としているが、この角度に限定されるものではない。
【００６０】
カメラ１２０は、垂直なｚ−ｘ平面内で移動可能であり、移動することによって、太陽電池パネル３０にマトリックス状に配置されている太陽電池セル２８を１枚ずつ撮影することができるようになっている。カメラ１２０をｚ−ｘ平面内で移動するカメラ移動機構２３０は、ｚ軸ガイド部２３１と、一対のｘ軸ガイド部２３２、２３２とから構成されている。カメラ１２０はｚ軸ガイド部２３１に取り付けられ、ｚ軸方向に昇降可能で、このｚ軸ガイド部２３１がｘ軸ガイド部２３２によってｘ軸方向に進退自在になっている。
【００６１】
ｚ軸ガイド部２３１およびｘ軸ガイド部２３２としては、各種のリニアアクチュエータや、モータとボールネジ機構等を使用することができる。また、カメラ１２０による撮影もカメラを移動して太陽電池セル２８を１枚毎に撮影してもよいし、数枚ずつでもよく、カメラを移動せずに固定して太陽電池パネル３０全体としてもよい。
【００６２】
実施例では、カメラ移動機構２３０は、開口部１１２に対して直角の面内でカメラ１２０を移動しているが、直角に限定されるものではない。このように傾斜した反射板２４０を設けることによって、暗室の高さを低くすることができ、暗室を小型にすることができる。
【００６３】
本発明においては、遮光手段は本実施の形態の１から５をそれぞれ単独で使用してもよいし、遮光特性を向上させるために本実施の形態の１から５を複数個組み合わせて使用することも可能である。
【００６４】
本発明の太陽電池の検査装置１００では、太陽電池を暗室の外側に載置すればよいので、暗室には被測定物２００を出し入れするためのドアは不要となる。また、太陽電池に電流を流す電源や配線も暗室１１０の外でよく、暗室内には一切不要である。そのため、暗室の構造を簡単にすることができる。
【００６５】
また、本発明の太陽電池の検査装置１００は、太陽電池パネル３０などの製造工程中に配置して使用するが、このとき、暗室１１０の上面１１１に太陽電池の受光面を下側にして載置している。太陽電池パネル３０のラミネート加工など、通常の加工工程では、太陽電池の受光面を下にして搬送しているので、検査装置１００に載置するとき、反転する必要がないので製造工程を簡略化できる。また、暗室内に反射板を設ける構成とすることにより暗室の高さ寸法を低くすることができる。これにより前後の工程の製造設備とパスラインを統一することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の太陽電池の検査装置を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は右側面図である。
【図２】暗室部分の斜視図で（ａ）は暗室上面の一部が開口部になっている図、（ｂ）は暗室上面全体が開口部になっている図である。
【図３】太陽電池の検査装置のカメラとカメラ駆動装置の構成を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図である。
【図４】本発明の検査装置の遮光手段の実施の形態１の斜視図である。
【図５】本発明の検査装置の遮光手段の実施の形態２の構成図で、（ａ）は遮光手段の斜視図、（ｂ）は遮光手段の取り付け構造を示す断面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】本発明の検査装置の遮光手段の実施の形態３の構成図で、（ａ）は分解状態を示す斜視図、（ｂ）は組立状態を示す平面図である。
【図７】図６の遮光手段の駆動機構を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【図８】本発明の検査装置の太陽電池の搬送を案内するガイド部材に遮光手段を設けた実施の形態４の構成図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。
【図９】本発明の検査装置の太陽電池の搬送を案内するガイド部材に遮光手段を設けた実施の形態５の構成図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。
【図１０】暗室を小型にできるようにした本発明の実施の形態を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＧ−Ｇ断面図、（ｃ）は右側面図である。
【図１１】本発明の検査装置にて測定する太陽電池の構成の説明図で（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図１２】従来の太陽電池の検査装置の構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１００ 太陽電池の検査装置
１１０ 暗室
１１１ 上面
１１２ 開口部
１１４ ガイド部材（支持部材）
１１５ ローラ（支持部材）
１１６ 移動用レール
１１７ 送りネジ
１１８ ハンドル
１１９ 位置決め金具
１２０ カメラ
１３０ ｙ軸ガイド部
１３２、１４２ モータ
１４０ ｘ軸ガイド部
１４４ タイミングベルト
２００ 被測定物
２３０ カメラ移動機構
２４０ 反射板
３００ 遮光手段
３０１ ベース
３０２ 遮光カバー
３０３ アーム
３０４ エアーシリンダー
３０５ 密封シート
４００ 遮光板
５００ 遮光手段
５０１、５０２ 遮光板
６００ 遮光手段
７００ 遮光手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に開口部を有する暗室と、該暗室の前記上面に設けられ、被測定物となる太陽電池を前記開口部上に保持する支持手段と、前記暗室の内部に設けられ、前記被測定物を撮影するカメラと、を有することを特徴とする太陽電池の検査装置。
【請求項２】
前記暗室内に、前記カメラを前記暗室内で移動する駆動機構を設けたことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の検査装置。
【請求項３】
前記開口部と前記開口部上に保持された前記太陽電池との境界の隙間から暗室内に入る光を遮光するための遮光手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池の検査装置。
【請求項４】
前記上面に、前記太陽電池の搬送を案内する遮光手段を付与したガイド部材を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の太陽電池の検査装置。
【請求項５】
前記開口部に対して傾斜した反射板を前記暗室内に設け、該反射板に映った被測定物の像を前記カメラが撮影することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の太陽電池の検査装置。
【請求項１】
上面に開口部を有する暗室と、該暗室の前記上面に設けられ、被測定物となる太陽電池を前記開口部上に保持する支持手段と、前記暗室の内部に設けられ、前記被測定物を撮影するカメラと、を有することを特徴とする太陽電池の検査装置。
【請求項２】
前記暗室内に、前記カメラを前記暗室内で移動する駆動機構を設けたことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の検査装置。
【請求項３】
前記開口部と前記開口部上に保持された前記太陽電池との境界の隙間から暗室内に入る光を遮光するための遮光手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池の検査装置。
【請求項４】
前記上面に、前記太陽電池の搬送を案内する遮光手段を付与したガイド部材を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の太陽電池の検査装置。
【請求項５】
前記開口部に対して傾斜した反射板を前記暗室内に設け、該反射板に映った被測定物の像を前記カメラが撮影することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の太陽電池の検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−２１１９３（Ｐ２０１０−２１１９３Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７８００４（Ｐ２００８−１７８００４）
【出願日】平成２０年７月８日（２００８．７．８）
【出願人】（０００００４３７４）日清紡ホールディングス株式会社 (370)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月８日（２００８．７．８）
【出願人】（０００００４３７４）日清紡ホールディングス株式会社 (370)
【Ｆターム（参考）】
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