薄膜太陽電池の成膜検査装置及び方法
【課題】多接合太陽電池における成膜検査方法を提供。
【解決手段】太陽電池を仮想分割ユニットがマトリクス状に並んだものと想定し、３つのプローブ５ａ，５ｂ，５ｃを行方向の３つの前記ユニットの電極１０３に当接させ、前記ユニットの単独セル特性を測定し、且つ、両端の２つのプローブによって、互いに行方向に接続された２つの前記ユニットの連結セル特性を測定し、光源７として、少なくともｎ個の利用波長の光を照射する光源ユニットを備え、且つ、ｎ個の光源ユニットの任意のものの発光強度を調節可能にされているものを用い、測定部５により、スキャンしながら行う単独セル測定と連結セル測定を、光源中の複数の光源ユニットの任意のものの発光強度が調節された複数の状態で発光層分離型測定として複数回行い、さらに、判定装置によって、複数の発光層分離型測定によって得られる単独セル特性と連結セル特性とに基づいて、成膜状態を判定する。
【解決手段】太陽電池を仮想分割ユニットがマトリクス状に並んだものと想定し、３つのプローブ５ａ，５ｂ，５ｃを行方向の３つの前記ユニットの電極１０３に当接させ、前記ユニットの単独セル特性を測定し、且つ、両端の２つのプローブによって、互いに行方向に接続された２つの前記ユニットの連結セル特性を測定し、光源７として、少なくともｎ個の利用波長の光を照射する光源ユニットを備え、且つ、ｎ個の光源ユニットの任意のものの発光強度を調節可能にされているものを用い、測定部５により、スキャンしながら行う単独セル測定と連結セル測定を、光源中の複数の光源ユニットの任意のものの発光強度が調節された複数の状態で発光層分離型測定として複数回行い、さらに、判定装置によって、複数の発光層分離型測定によって得られる単独セル特性と連結セル特性とに基づいて、成膜状態を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜太陽電池の成膜検査装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の環境意識の高まりとともに、各種の太陽電池が市場に流通している。この中で、化合物系太陽電池やアモルファス太陽電池などの薄膜太陽電池は、使用するシリコンの量が少なくてすみ、比較的安価な太陽電池として、その市場性が注目されている。
【０００３】
薄膜太陽電池等の太陽電池モジュールの製造段階において、最終モジュール化するステップの前に、薄膜太陽電池等の構成要素としての各種の膜の成膜状態を適正に評価し、成膜の均一性の程度を判定できれば、最終的に効率良く薄膜太陽電池モジュールを生産でき、これが製造コストの削減にもつながる。特許文献１には、こうした薄膜太陽電池の自動品質管理試験装置が開示されている。ここに開示の測定方法は、太陽電池モジュールを構成する個々のセルの出力を、移動可能なプローブによって測定し、測定値と予め決めた所定値とを比較して、測定対象セルに欠陥があるか否かを判定するというものである。
【０００４】
また、特許文献２、３に示されるように薄膜太陽電池の中に複数の発電層（セル）を積み重ねた状態に接合した多接合太陽電池がある。このような多接合太陽電池の出力を測定するため、複数の発電層に対応するそれぞれ異なる複数の発光波長の光源で照射を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７，５５４，３４６号
【特許文献２】特開２０１０−２３８９０６号
【特許文献３】特開２０１１−００９３５８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の測定方法では、光源の位置が固定であり、各セルの放射照度にむらが発生している。このため、この測定方法では、各セルに欠陥があるか否かを精度よく判定することはできない。
【０００７】
また、一般に、薄膜太陽電池は、成膜状態により、電気的特性が変化する。したがって、セル同士を接合したときに、各セルの成膜状態が異なると、セルの接合に起因する発電量の損失が生じてしまう。特許文献１では、この損失の測定についてはなんら触れていない。
【０００８】
さらに、特許文献２，３においては、複数の波長の光源を用いるようにしたことから、多接合太陽電池の特性を有る程度は把握可能である。しかしながら、これらに記載の技術によっても多接合太陽電池の特性を必ずしも十分に把握できない。それは、多接合太陽電池の特性を十分に把握するには、従来測定されている以上の各種の伝達性能や多接合に関する各種の性能の測定が必要だからである。つまり、各発光層の個別のデータも必要と考えられる。
【０００９】
本発明の課題は、上記のような問題点に鑑み、多接合太陽電池としての太陽電池モジュールにおける成膜検査をより的確に実施できる方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の薄膜太陽電池の成膜検査装置は、
列方向にある長さを持つ複数の多接合セルを行方向に順次直列に接続した太陽電池の成膜検査装置であって、前記多接合セルは発光層としてのｎ個のセル単位を電極を挟んで接合したものとして構成されており、前記ｎ個の前記セル単位はそれぞれ利用波長の異なるものとして構成されており、
前記各多接合セルを列方向の所定長さ毎に仮想的に分割された複数の仮想分割ユニットからなるものとみなすことにより、前記太陽電池を前記複数の仮想分割ユニットがマトリクス状に並んだものとみなして測定を行う測定部であって、前記仮想分割ユニットをスキャンする、少なくとも３つのプローブを有し、前記スキャンにあたり、前記３つのプローブを、行方向に並ぶ３つの前記仮想分割ユニットの電極に当接させて、隣り合う２つの前記プローブを１組とした計２組によって、それぞれ、前記仮想分割ユニットの単体発電素子の性能としての第１の電流電圧特性を取得する単独セル測定を行い、且つ、両端の２つの前記プローブによって、互いに行方向に接続された２つの前記仮想分割ユニットの合成発電素子の性能としての第２の電流電圧特性を取得する連結セル測定を行う、測定部と、
前記仮想分割ユニットを照射する光源であって、少なくとも前記ｎ個の前記利用波長を照射する前記ｎ個の光源ユニットを備え、前記ｎ個の前記光源ユニットの任意のものの発光強度を調節可能に構成されている、光源と、
前記測定部と前記光源とを互いの位置関係を固定したまま且つ同期して二次元方向に移動させる移動機構と、
を備え、
前記測定部は、前記スキャンしながら行う前記単独セル測定と前記連結セル測定は、前記光源中の複数の前記光源ユニットの任意のものの発光強度が調節された複数の状態で発光層分離型測定として複数回行われるものとして構成され、
さらに、前記単独セル測定と前記連結セル測定のそれぞれにおいて行われる、複数の前記発光層分離型測定によって得られる前記第１の電流電圧特性と前記第２の電流電圧特性とに基づいて、前記太陽電池の成膜状態を判定する、判定装置を、備える
ことを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明の薄膜太陽電池の成膜検査方法は、
列方向にある長さを持つ複数の多接合セルを行方向に順次直列に接続した太陽電池の成膜検査方法であって、
前記多接合セルは発光層としてのｎ個のセル単位を電極を挟んで接合したものとして構成されており、前記ｎ個の前記セル単位はそれぞれ利用波長の異なるものとして構成されており、
前記各多接合セルを列方向の所定長さ毎に仮想的に分割された複数の仮想分割ユニットからなるものとみなすことにより、前記太陽電池を前記複数の仮想分割ユニットがマトリクス状に並んだものと想定し、
測定部における３つのプローブを行方向に並ぶ３つの前記仮想分割ユニットの電極に当接させ、且つ、３つの前記プローブのうちの隣り合う２つの前記プローブを１組とした計２組を光源で照射した状態において、前記２組のそれぞれによって、前記仮想分割ユニットの単体発電素子の性能としての第１の電流電圧特性を取得する単独セル測定を行い、且つ、両端の２つの前記プローブによって、互いに行方向に接続された２つの前記仮想分割ユニットの合成発電素子の性能としての第２の電流電圧特性を取得する連結セル測定を行い、
前記光源として、少なくとも前記ｎ個の前記利用波長の光を照射する前記ｎ個の光源ユニットを備え、且つ、前記ｎ個の前記光源ユニットの任意のものの発光強度を調節可能に構成されているものを用い、
移動機構により、前記測定部と前記光源とを互いの位置関係を固定したまま且つ同期して二次元方向に移動させ、
前記測定部により、前記スキャンしながら行う前記単独セル測定と前記連結セル測定を、前記光源中の前記複数の光源ユニットの任意のものの発光強度が調節された複数の状態で発光層分離型測定として複数回行い、
さらに、判定装置によって、前記単独セル測定と前記連結セル測定のそれぞれにおいて行われる、複数の前記発光層分離型測定によって得られる前記第１の電流電圧特性と前記第２の電流電圧特性とに基づいて、前記太陽電池モジュールの成膜状態を判定する、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、多接合太陽電池としての薄膜太陽電池の薄膜の生成状態を、多接合した複数の発電層をひとまとまりの１つの発電層として且つ多接合した複数の発電層のそれぞれを個別の発電層として、位置毎の発電性能と位置毎の伝達性能の両面の視点から検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態を説明する図であって、（ａ）検査対象としてのある多接合薄膜太陽電池モジュールの斜視図、（ｂ）スキャン例を示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態における１つの測定状態における測定部（プローブ）と光源との位置関係を示す斜視図であり、（ａ１）太陽電池モジュールが薄膜シリコン系太陽電池モジュールである場合、（ａ２）その一部の拡大図、（ｂ）太陽電池モジュールがカルコパイライト系化合物太陽電池モジュールである場合の図である。
【図３Ａ】本発明の実施形態で用いる光源のスペクトル分布とそれらの光源を用いた場合に得たデータを可視化した図を示し、（ａ）光源の標準状態のスペクトル図、（ｂ１）−（ｂ４）実際の測定に使用する光源のスペクトル強度を示す図、（ｃ１）−（ｃ４）得られたデータを可視化した分布図である。
【図３】本発明のある実施形態〔図２（ａ１）〕における測定時の等価回路図を示す。
【図４】本発明の実施形態において、太陽電池モジュールが受光面と電極が反対側にある場合の、測定部と光源とを同期して駆動する装置の例を示す斜視説明図である。
【図５】（ａ）は前記装置の異なる例を示す斜視図であり、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれプローブが下がった状態と上がった状態の側面説明図である。
【図６】本発明の実施形態において、太陽電池モジュールが受光面と電極が同じ側にある場合の、測定部と光源とを同期して駆動する装置の例を示す斜視説明図である。
【図７】（ａ）は仮想分割ユニット自体の発電性能を、（ｂ）は仮想分割ユニット間の伝達性能をそれぞれ画像として表した例を示す。
【図８】本発明の検査の一例のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
まず、本発明の実施形態における用語を以下のように定義する。
【００１５】
本発明の実施形態において、後述する仮想分割ユニットの１つを単独で、あるいは２つの隣り合う仮想分割ユニットを一体として測定するが、前者を単独セル測定、後者を連結セル測定ということとする。また、各仮想分割ユニットは例えば３つの発光層（セル単位）を含むが、３つの発光層を１つの発光層と合成的に考えて行う測定を発光層合成型測定（第１の測定）といい、３つの発光層を３つ別々の発光層と考えて行う測定を発光層分離型測定（第２の測定）ということとする。加えて、前記第１の測定及び前記第２の測定のそれぞれにおいて、前記単独セル測定と前記連結セル測定が行われることとなる。
【００１６】
本発明の実施形態を説明する前に、本発明の基本的な考え方について説明する。
【００１７】
本発明では、測定対象とする太陽電池モジュールとして多接合太陽電池を用いている。太陽電池モジュールとして、例えば、発光層としての３つのセル（セル単位）を縦方向に多接合した多接合太陽電池を想定する。これらの３つの発光層の利用波長（対応スペクトル）λＡ、λＢ、λＣは全て異なっている。この多接合太陽電池においては、前記３つの発光層としてのセル（セル単位）はそれぞれが個別の電池であり且つ直列接続された１つの電池と見ることができる。個別の電池と見て行う測定が前述の第２の測定（発光層分離型測定）であり、１つの電池とみて行う測定が前述の第１の測定（発光層合成型測定）である。
【００１８】
より詳しくは、３つのセル（セル単位）を多接合したとはいえ、３つのセル（セル単位）が接合されて１つのセル（多接合セル）を作っていると考えて、非多接合太陽電池と同様にこの多接合太陽電池を把握し、各種の特性のデータを測定することも必要である。加えて、本来３つのセル（セル単位）の多接合太陽電池であることから、それらの３つのセル（セル単位）のそれぞれについて各種の特性のデータを測定したり、あるいは、３つのセル（セル単位）のうちのいずれのセル（セル単位）が前記多接合セルの出力特性等に大きな影響を与えているかを測定したりすることも必要である。
【００１９】
このような思想に基づいて、本発明では、多接合太陽電池を、大きく分けて２種類の方向から測定するようにしている。つまり、前記多接合セルを１つのセルとして測定する第１の測定（発光層合成型測定）を行うほか、多接合セルを構成する複数のセル（セル単位）（例えば、３つのセル単位）のそれぞれが多接合セルに対してどのような影響を与えているかを知得するための第２の測定（発光層合成型測定）を行うようにしている。
【００２０】
また、本発明の実施形態は、前記第１の測定（発光層合成型測定）及び第２の測定（発光層分離型測定）に共通して、後述するように、測定部による測定と光源による照光が同じ位置関係で行われること、同じ光で照射しつつ太陽電池モジュールの同じ面積を評価できること、さらに光源によるいわゆる光のユニフォミティの問題が排除できること等の利点を有するものである。これを達成するため、本発明の実施形態では、測定部のスキャンによって太陽電池モジュールの全面をカバーするようにしている。
【００２１】
さらに、本発明の実施形態においては、多接合太陽電池を測定対象としていることから、光源として複数のセル（セル単位）に対応した数の複数の波長の光源を用いるようにしている。このことも本発明の特徴である。そして、前記第１測定（合併測定）と前記第２の測定（発光層分離型測定）のそれぞれにおいて、前記複数の光源の強度（光量）を全て一定以上としての測定（発光層合成型測定）と、各光源の強度を調節して行う測定（発光層分離型測定）を行う。
【００２２】
より詳しくは、実際に第２の測定（発光層分離型測定）を行うには次のようにする。即ち、多接合太陽電池、例えば３つの発光層を備える場合にあって、そのうちの１つの発電層を測定しようする。この時に、測定対象とする１つの発光層のみを発電させようとしても、残りの２つの発光層がボトルネックとなり、測定対象の発光層を的確に測定できない。つまり、残りの２つの発光層がボトルネックとなり、測定対象の１つの発光層において、光量に対する出力のリニアリティが失われる。そこで、３つの発光層を飽和した出力状態としておき、その後測定対象とする１つの発光層に対する利用波長の光のみの光量を下げ、その前後の差分から性能の評価を行う。
【００２３】
（Ａ）第１の測定（発光層合成型測定）について
図１（ａ）は測定対象としての多接合太陽電池としての多接合太陽電池モジュール１を示す。この第１の測定（発光層合成型測定）においては、光源７から、前記３つの波長λＡ、λＢ、λＣの光をそれぞれ同じ強度で照射する〔図３Ａ（ａ）参照〕。つまり、光源７は３つの光源Ａ、Ｂ、Ｃを備え、各光源Ａ、Ｂ、Ｃからそれぞれ波長λＡ、λＢ、λＣの光を同じ強度で照射させる。なお、これらの波長λＡ、λＢ、λＣのピークは、セル単位１０２Ａ、１０２Ｂ、１０３Ｃの受光感度のピークに合わせて選ばれるのは当然である。
【００２４】
多接合太陽電池モジュール１としては各種のものがあるが、図１（ａ）は太陽電池モジュールの片面に受光面が、もう一方の面に電極がある場合のものを示す。
【００２５】
この多接合太陽電池モジュール１は、図１（ａ）中Ｙ方向（列方向）にある長さの複数のセル（多接合セル）２〔２（Ａ０），２（Ａ１），・・・，２（Ａｘ）〕を有する。前記複数のセル（多接合セル）２は、図中Ｘ方向（行方向）に並んでおり、Ｘ方向（行方向）に隣り合うもの同士が順次接続（接合）されて、電気的に直列接続された状態にある。後述するように、前記各セル（多接合セル）２は、Ｙ方向（列方向）に所定の長さ毎に仮想的に分割されて、複数の仮想分割ユニット３，３，・・・とされている。
【００２６】
図２（ａ１）は多接合太陽電池モジュール１の構造の詳細の一例を示す。即ち、図２（ａ１）から分かるように、多接合太陽電池モジュール１を構成するＹ方向に長いセル（多接合セル）２〔２（Ａ０），２（Ａ１），・・・〕のそれぞれは、共通のガラスの基板１００上に積層されたＩＴＯ膜１０１、セル層１０２、電極１０３を備える。このセル層１０２は、図２（ａ２）から分かるように、前記セル単位としてのトップセル１０２Ａ、中間セル１０２Ｂ、ボトムセル１０２Ｃの３つのセル単位を有し、これらのセル単位の間に第１透明電極１０２ａと第２透明電極１０２ｂを有する。トップセル１０２Ａ、中間セル１０２Ｂ、ボトムセル１０２Ｃはそれぞれいわゆる利用波長の異なるものである。つまり、トップセル１０２Ａは波長λＡ、中間セル１０２Ｂは波長λＢ、ボトムセル１０２Ｃは波長λＣをそれぞれ利用波長としている〔図３Ａ（ａ）参照〕。
【００２７】
図２（ａ２）に、前記多接合セル２を構成する前記３つのセル単位（トップセル１０２Ａ、中間セル１０２Ｂ、ボトムセル１０２Ｃ）と前記２つの透明電極（第１透明電極１０２ａ、第２透明電極１０２ｂ）の積層関係が示される。これらの構成要素（トップセル１０２Ａ、中間セル１０２Ｂ、ボトムセル１０２Ｃ、第１透明電極１０２ａ、第２透明電極１０２ｂ）はＹ方向（列方向）に走る帯状のものとして構成されている。多接合セル２におけるその他の構造については追って詳しく述べる。
【００２８】
さらに、図１（ａ）において、Ｘ方向（行方向）に隣り合うセル（多接合セル）２，２同士の電極１０３とＩＴＯ膜１０１とは電気的に順次接続（接合）されている。この接続により、場合によっては、電気的特性への影響として、セル間伝達性能の低下（セル間接合損失）が考えられる。このセル間接合損失はまさに本発明の実施形態で測定対象としている。つまり、本発明の実施形態においては、接続された２つのセル（多接合セル２）（詳しくは、後述するように、接続された２つの仮想分割ユニット）の合成発電素子としての発電性能を測定対象としている。また、当然、本発明の実施形態においては、多接合セル２（詳しくは、後述するように、１つの仮想分割ユニット）の単体発電素子としての発電性能も測定可能としている。後述するように、セル（多接合セル）２間の接合損失は、単体発電素子としての発電性能と合成発電素子としての発電性能との差分により求められる。
【００２９】
例えば図１（ａ１）に示すように、Ｙ方向（列方向）に沿ってある長さを有する前記各セル（多接合セル）２は、Ｙ方向（列方向）に沿って点線で示す所定長さ毎に、仮想的に分割され、複数の仮想分割ユニット３とされる。例えば、セル２（Ａ０）を、複数の仮想分割ユニット３〔３（Ａ０，Ｂ１），３（Ａ０，Ｂ２），３（Ａ０，Ｂ３），・・・，３（Ａ０，Ｂｙ）〕に仮想的に分割している。他のセル（多接合セル）２〔２（Ａ１）−２（Ａｘ）〕もこれと同様にＹ方向（列方向）に沿って所定長さ毎に仮想的に分割される。このような仮想的な分割によって、薄膜シリコン系太陽電池モジュール１においては、図１（ａ１）からわかるように、複数の仮想分割ユニット３〔３（Ａ０，Ｂ１）―３（Ａｘ，Ｂｙ）〕・・・がマトリクス状に並ぶこととなる。つまり、仮想分割ユニット３，３，・・・がｙ行×（ｘ＋１）列のマトリクス状に並んでいると考えられる。ここで本発明の実施形態では、先にも簡単に述べたように、前記各仮想分割ユニット３を、それ自体がそれぞれ発電可能な、単体発電素子（多接合単体発電素子）として機能すると考えている。また、行方向に並ぶ２つの仮想分割ユニット３，３は合成されて合成発電素子（多接合合成発電素子）として機能すると考えている。よって、本発明の実施形態においては、前記複数の仮想分割ユニット３をそれぞれ単体発電素子と仮想して、後述するように、測定を実施する。また、Ｘ方向（行方向）に並ぶ複数（例えば２つ）の仮想分割ユニット３を、合成発電素子として測定を実施する。さらに、Ｘ方向に並ぶ例えば２つの仮想分割ユニット３，３の接合損失を測定する。これらの測定に当たっては、測定対象とする２つの仮想分割ユニット３，３を光源によって照射するのは当然である。
【００３０】
本発明の実施形態においては、上記したところから分かるように、仮想分割ユニット３の単体の単体発電性能だけでなく、Ｘ方向（行方向）に並ぶ仮想分割ユニット３，３の合成した合成発電性能、さらにはいわゆるセル間接合損失をも測定の対象としている。これを達成するため、図２（ａ１）から分かるように、測定部５を３つのプローブ５ａ，５ｂ，５ｃを備えるものとしている。
【００３１】
図２（ａ１）は前記測定部５の具体的な構造と実際の測定状態を示している。即ち、測定部５における３つのプローブ５ａ、５ｂ、５ｃを、図２（ａ１）に示すように、Ｘ方向（行方向）に並ぶ３つの仮想分割ユニット３（Ａ０，Ｂ１），３（Ａ１，Ｂ１），３（Ａ２，Ｂ１）における上部の電極１０３，１０３，１０３に当接させている。このときの等価回路は図３に示される。この等価回路からもわかるように、仮想分割ユニット３（Ａ１，Ｂ１），３（Ａ２，Ｂ１）が測定対象としての発電素子となる。
【００３２】
この時、図２（ａ１）および図３からわかるように、３つのプローブ５ａ，５ｂ，５ｃのうちのプローブ５ａ，５ｂによって仮想分割ユニット３（Ａ１，Ｂ１）の電流−電圧特性（ＩＶ特性）に対応する第１の電流電圧特性（単体発電性能）ＩＶａを測定（単独セル測定）し、プローブ５ｂ，５ｃによって仮想分割ユニット３（Ａ２，Ｂ１）の電流電圧特性ＩＶｂを測定（単独セル測定）する。また、プローブ５ａ，５ｃによって直列接続された仮想分割ユニット３（Ａ１，Ｂ１），３（Ａ２，Ｂ１）の電流−電圧特性（ＩＶ特性）に対応する第２の電流電圧特性（合成発電性能）ＩＶｃを測定（連結セル測定）する。
【００３３】
このようにして測定した第１の電流電圧特性ＩＶａ、ＩＶｂにより各仮想分割ユニット３の単体としての第１の電流電圧特性（単体発電性能）が得られ、電流電圧特性ＩＶｃから隣り合う２つの仮想分割ユニット３，３の接合した第２の電流電圧特性（合成発電性能）が得られる。
【００３４】
つまり、本発明の実施形態では、３つの電流電圧特性（ＩＶ特性）を測定するようにしたので、個別のセル（仮想分割ユニット）のＩＶ特性を測定でき、さらに行方向に隣り合うセル同士（仮想分割ユニット同士）の伝達特性を測定することができる。
【００３５】
測定した電流電圧特性ＩＶａ、ＩＶｂから、各仮想分割ユニット３の例えば、短絡電流Ｉｓｃ、解放電圧Ｖｏｃ、最大出力Ｐｍａｘ、変換効率ＦＦ、直列抵抗Ｒｓ等を得ることができる。また、電流電圧特性ＩＶａ、ＩＶｂ、ＩＶｃから隣り合う２つの仮想分割ユニット３，３のセル間接合損失を電流電圧特性（ＩＶａ＋ＩＶｂ）−ＩＶｃから求めることができる。
【００３６】
より詳しくは、仮想分割ユニット３（Ａ１，Ｂ１）の最大出力ＰｍａｘＡと、仮想分割ユニット３（Ａ２，Ｂ１）の最大出力ＰｍａｘＢと、これら２つの最大出力ＰｍａｘＣについて着目する。今、ＰｍａｘＡ≒ＰｍａｘＢであれば、この２点間の最大出力ＰｍａｘＣは、ＰｍａｘＡ＋ＰｍａｘＢとほぼ同じになり、いわゆる２つのセルのバランスが良く、セル間の伝達性能は良いと言える。一方、例えば、ＰｍａｘＡ＞ＰｍａｘＢである場合、ＰｍａｘＣはＰｍａｘＡ＋ＰｍａｘＢとはならない。これは、出力が低いＰｍａｘＢがボトルネックとなり、ＰｍａｘＡの最大出力動作電流ｉｐｍがＰｍａｘＢと同等値まで抑えられているからである。ＰｍａｘＡとＰｍａｘＢが等しくならないのは、成膜状態の不均一に起因するものと考えられる。ＰｍａｘＡとＰｍａｘＢが等しくならない場合は、上述したように、ＰｍａｘＡとＰｍａｘＢのうち出力が低い方の電流しか各セルに流れなくなり、これがすなわち、セルの接合に起因する発電量の損失になる。よって、本発明の実施形態によれば、太陽電池の発電効率に大きく影響するセル間伝達性能を任意の位置で測定可能となり、太陽電池モジュール全体での成膜状態を良好に判定することができる。
【００３７】
このような電流電圧特性ＩＶａ、ＩＶｂ、ＩＶｃの測定時には、先にも簡単に述べたが、図２（ａ１）からわかるように、光源７で、２つの仮想分割ユニット３（Ａ１，Ｂ１），３（Ａ２，Ｂ１）を下方から均等に照射する。ここで、この光源７が、図３Ａ（ａ）に示す３つの波長λＡ、λＢ、λＣを均等に含む光源であるのは先に説明した通りである。図２（ａ）では、太陽電池モジュール１として受光面と電極が別の面にあるものを用いているので、前記光源７と前記測定部５で太陽電池モジュール１を挟むようにしている。なお、追って詳述するが、太陽電池モジュール１として、受光面と電極が同一の面にあるカルコパイライト系化合物（ＣＩＳ，ＣＩＧＳ）太陽電池モジュールを用いた場合には、プローブ（測定部５Ａ）と光源を同じ側に位置させなければならないのは当然である。
【００３８】
前記のような電流電圧特性の測定を、プローブ５ａ，５ｂ，５ｃで太陽電池モジュール１をスキャンさせて、その全面における仮想分割ユニット３について行う。この際、本発明の実施形態では、図２（ａ１）から分かるように、測定部５と光源７を、太陽電池モジュール１に対して測定部５と光源７の相対的な位置関係を固定させた状態で且つ同期して移動して、測定位置が変わっても、測定対象としての２つの仮想分割ユニット３，３を同じ照度で照射するようにしている。このように、測定対象としての２つの仮想分割ユニット３、３を同じ照度で照射しながら、太陽電池モジュール１の全面をいわゆるスキャンする。このスキャンの仕方としては各種のものを採用することができる。第1態様のスキャンについて図１（ｂ）を参照しながら説明すれば、先頭行Ｂ１において、３つのプローブ５ａ，５ｂ，５ｃを座標位置Ｔ（Ａ０−Ａ２，Ｂ１）から矢印ＡＲｘｆに沿って行方向に移動させ座標位置Ｔ（Ａｘ-2−Ａｘ，Ｂ１）までスキャンする。この後、３つのプローブ５ａ，５ｂ，５ｃを座標位置Ｔ（Ａ０−Ａ２，Ｂ２）として上記と同様のスキャンを行う。これを繰り返し、３つのプローブ５ａ，５ｂ，５ｃが最終の座標位置（Ａｘ-2−Ａｘ，Ｂｙ）までスキャンする。
【００３９】
このスキャンは、いわゆる一筆書きのような第２態様のスキャンも行うこともできる。即ち、座標位置Ｔ（Ａ０−Ａ２，Ｂ１）から座標位置Ｔ（Ａｘ-2−Ａｘ，Ｂ１）に達したら、座標位置（Ａｘ-2−Ａｘ，Ｂ２）に移動し、矢印ＡＲxrに沿って逆向きに移動し座標位置（Ａ０−Ａ２，Ｂ２）までスキャンする。以後このスキャン動作を繰り返す。このようなスキャンの際は光源７を測定部５Ａと追随して移動させるのは当然である。
【００４０】
このように、本発明の実施形態においては、前記スキャンにあたり、測定部５のみを移動させるのではなく、測定部５と光源７とを、相対的な位置を保ったまま、同時に移動させる。つまり、測定部５と光源７とを、太陽電池モジュール１を挟んだ状態で、相対的位置を固定させたまま同期して移動させる。これにより、スキャンにより測定部５の測定位置が変わっても、光源７は測定対象としての２つの仮想分割ユニット３，３を、継続的に同じ照度で照射することになる。これにより、スキャンにより測定位置が変わっても、測定部５による２つの仮想分割ユニット３，３の測定を、照射むらのない状態で、適正に行うことができる。
【００４１】
なお、図１（ａ）に示されるように、本発明の実施形態では、測定部５のプローブ５ａ，５ｂ，５ｃを３つとし、これらをＸＹ方向に動かして測定するようにしている。このため、例えば太陽電池モジュール１のＢ１行の仮想分割ユニット３（Ａ２，Ｂ１）についてみると、この仮想分割ユニット３（Ａ２，Ｂ１）自体は２回単独発電性能が測定されることとなる。よって、２回の測定値を用いてより適切な値として単独発電性能を得ることができる。例えば、２回の測定値の平均値を採る、ある値を上回った／下回った測定値を捨てて残りの測定値を用いる等の任意の対応を採ることが出来る。
【００４２】
測定部５と光源７とを相対的な位置を保ったまま同期して移動させるために各種の構成を採用することができる。それらの例を図４、図５を参照しながら説明する。これらの例は、先にも述べたように、太陽電池モジュール１として、図２（ａ１）のような受光面と電極がそれぞれ別の面にある太陽電池モジュールを用いた場合の例である。これらの図４、図５においては、測定対象としての太陽電池モジュール１は測定部と光源との間に挟まれるが、ここではその太陽電池モジュールの図示を省略している。また、測定部５と光源７はブロックとして簡略化して表している。
【００４３】
先ず、図４の装置について説明する。この装置における上移動機構１１はＺ方向（上下方向）に移動可能に構成されている。この上移動機構１１は、Ｘ方向（行方向）に対向する一対の上支持部１１ａ，１１ａと、これらを連結する上連結部１１ｂを備える。上連結部１１ｂは図４から分かるように、上支持部１１ａに対してＹ方向（列方向）に移動可能に取り付けられている。この上連結部１１ｂに対して前記測定部５がＸ方向に移動可能に取り付けられている。これにより、測定部５は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸に沿って移動可能とされている。なお、プローブ５ａ，５ｂ，５ｃは図示していないが、上移動機構１１の上下によりプローブ５ａ，５ｂ，５ｃが太陽電池モジュールに接離する。プローブ５ａ，５ｂ，５ｃの太陽電池モジュールへの当接時の衝撃を和らげるため、降下速度と接触圧力を適宜のものに設定しておくのが望ましい。
【００４４】
下移動機構１３はこれとほぼ同様に構成されている。即ち、下移動機構１３もＺ方向（上下方向）に移動可能に構成することができる。この下移動機構１３は、Ｘ方向に対向する一対の下支持部１３ａ，１３ａと、これらを連結する下連結部１３ｂを備える。下連結部１３ｂは図４から分かるように、下支持部１３ａに対してＹ方向に移動可能に取り付けられている。この下連結部１３ｂに対して前記光源７がＸ方向に移動可能に取り付けられている。これにより、光源７は、少なくともＸ，Ｙ軸に沿って移動可能とされている。
【００４５】
このように、測定部５と光源７とは、Ｘ−Ｙ平面においては、位置関係を固定したままで且つ同期して動くように構成されている。つまり、測定部５と光源７とは、Ｘ−Ｙ平面において、相対的な位置を保ったまま移動する。これにより、測定対象とする、例えば２つの仮想分割ユニット３，３は、スキャンにより測定位置が変わっても、常に同じように照射される。
【００４６】
次に、図５（ａ）の装置について説明する。この装置も図４の装置と同様に、測定部５と光源７が相対的位置を固定したままで同期してＸ方向（行方向）及びＹ方向（列方向）に移動可能とされている。即ち、この装置は、移動機構１５を備える。この移動機構１５により、測定部５と光源７は、互いの相対的な位置を保ったまま少なくともＸ方向（行方向）及びＹ方向（列方向）に沿って同期して移動可能とされている。この移動機構１５は、Ｙ方向に走る基本支持部１５Ａと、ほぼＸ方向に走る移動支持部１５Ｂとを備える。移動支持部１５Ｂは基本支持部１５Ａに対してＹ方向に移動可能に取り付けられている。移動支持部１５Ｂは、上取付部１５ａと下取付部１５ｂとそれらを一体化する連結部１５ｃとを備える。上取付部１５ａに測定部５が取り付けられ、下取付部１５ｂに光源７が取り付けられている。図５（ｂ）、（ｃ）からわかるように、測定部５におけるプローブ５ａ，５ｂ，５ｃは、測定、移動を行うため、各種の駆動機構によって、太陽電池モジュール１に対してプローブ５ａ，５ｂ，５ｃが当接、離反可能に構成されている。この駆動機構としては例えばアクチュエータとばねとを備える駆動機構を採用することができる。
【００４７】
先にも述べたように、このようなスキャンを行い各測定位置毎に第１の電流電圧特性ＩＶａ、ＩＶｂ、ＩＶｃを得る。これらの測定値から、演算装置により各仮想分割ユニットの各種の単一発電性能を求める。また、演算装置により、第２の電流電圧特性（ＩＶａ＋ＩＶｂ）−ＩＶｃから合成発電性能（セル間接合効率）を求める。これらのデータに基づき、太陽電池の特性の測定が可能である。つまり、前記各仮想分割ユニットの電流電圧特性（単一発電性能）から短絡電流Ｉｓｃ等の各種特性を求めることができ、且つ、２つの仮想分割ユニット３，３の電流電圧特性（合成発電性能）から伝達性能を求めることができる。
【００４８】
このようにして求めた単一発電性能、合成発電性能を演算処理装置で配列化する。画像処理装置により配列化に基づいて演算を行い、いわゆるセル（仮想分割ユニット）自体の発電性能と、セル間（仮想分割ユニット間）の伝達性能をそれぞれ画像として表示する。
【００４９】
図７は画像表示の例を示し、（ａ）はセル（仮想分割ユニット）自体の発電性能を示し、（ｂ）はセル間（仮想分割ユニット間）の伝達性能を示す。図７（ａ）、（ｂ）において、各小ウィンドウの表示の仕方が異なるのは、各仮想分割ユニット自体の単一発電特性が異なること、及び、仮想分割ユニット間の合成電流電圧特性が異なることをイメージ的に表すものである。従って、小ウィンドウの数が、つまり、行の数が、図７（ａ）におけるよりも（ｂ）の小ウィンドウの数が１つだけ少ないのは当然である。
【００５０】
以上の説明は、太陽電池モジュール１として受光面と電極が反対の面にある場合について行った。これに対し、太陽電池モジュール１としてカルコパイライト系化合物太陽電池モジュールのように、受光面と電極が同じ面側にある場合について説明する。この場合も以上の説明と基本的な考え方は同様である。しかしながら、カルコパイライト系化合物太陽電池モジュールは、電極が受光面側に存在することに起因して、薄膜シリコン系太陽電池モジュール１の場合と以下の点において異なる。
【００５１】
即ち、図２（ｂ）から分かるように、カルコパイライト系化合物太陽電池モジュールの場合は、図２（ａ１）の場合と異なり、測定部と光源を同じ側に設ける必要がある。このため、具体的な測定の装置の構造が異なってくる。
【００５２】
図２（ｂ）は、カルコパイライト系化合物太陽電池モジュールの場合の測定状態の一例を示す断面説明図である。この図２（ｂ）において、カルコパイライト系化合物太陽電池モジュールにおける１つのセル２（Ａ１）について着目する。このセル２（Ａ１）は、共通の基板１００上に形成された下部電極１１０、光吸収層（ＣＩＧＳ）１１１，バッファ層１１２，透明電極１１３，上部電極１１４を備える。透明電極１１４がＸ方向に隣り合うセル２（Ａ２）の下部電極１１０に接続されている。
【００５３】
図２（ｂ）においては、測定部５Ａと光源７Ａは同じ側に位置する。測定部５Ａのプローブ５ａ，５ｂ，５ｃがそれぞれセル２（Ａ１）、２（Ａ２）、２（Ａ３）の上部電極１１４に当接される。光源７は少なくともセル２（Ａ１）、２（Ａ２）における２つの仮想分割ユニットの光吸収層１１１を均等に照射する。且つ、先の実施形態の時と同様に、測定部５Ａと光源７Ａが太陽電池モジュール１についてのスキャンにより移動した場合にあっても、これらは同じ位置を保ったまま同期して移動することから、均等に新たな２つのセル２の仮想分割ユニットを照射する。
【００５４】
図６は、図２（ｂ）の測定部５Ａと光源７Ａを駆動する装置の一例を示す。この装置は、先に述べた図４、図５の装置と、先にも述べたように、測定部５Ａと光源７Ａが同じ側にある点において相違する。実際には、この装置は例えば天地を反転した状態で使用される。反転したこの装置の下方に、カルコパイライト系化合物太陽電池モジュールが、上方に受光面及び端子面を位置させた状態で、設置される。
【００５５】
この装置は、図６に示すように、移動機構２１がＹ方向に走る一対の支持部２１ａ、２１ａを備える。これらの支持部２１ａ、２１ａ間に連結部２１ｂがＹ方向に移動可能に設けられている。この連結部２１ｂには、測定部５Ａと光源７Ａが、Ｘ方向に沿って移動可能に取り付けられている。この測定部５Ａはいわゆる枠状に構成されている。この測定部５Ａは、図２の測定部５と同様に３つのプローブ５ａ、５ｂ、５ｃを備えるものであるが、図示は省略している。この枠状の測定部５Ａの内側の隙間に光源７Ａが設けられている。これにより、カルコパイライト系化合物太陽電池モジュールの各仮想分割ユニットの受光面に向けて光を照射し、これにより発電された電気信号が測定部５Ａによって単一発電性能、合成発電性能として測定される。
【００５６】
次に、本発明の実施形態の測定手順の一例を図８を参照しながら説明する。
【００５７】
この手順におけるスキャンは、先に図１（ｂ）を参照しながら説明した第１のスキャン態様の手順を採用している。
【００５８】
先ず、測定部５をスタート位置〔３（Ａ１，Ｂ１），３（Ａ２，Ｂ１），３（Ａ３，Ｂ１）〕に移動させる（Ｓ１）。
【００５９】
先ず、そのスタート位置で、単体電流電圧特性ＩＶａ、ＩＶｂ、ＩＶｃを測定する（Ｓ２）。
【００６０】
このスタート位置での測定結果を演算処理装置で配列化して配列データを得る（Ｓ３）。
【００６１】
さらに、これらの測定結果から演算処理装置で合成電流電圧特性（ＩＶａ＋ＩＶｂ）−ＩＶｃを求め配列化して配列データを得る（Ｓ４）。
【００６２】
以上の処理を全ての列（縦列）Ｂ２−Ｂｙまで繰り返す（Ｓ５，Ｓ６，Ｓ１−Ｓ４）。
【００６３】
次いで、測定部５を、行（横列）Ｂ１において、座標を図１（ａ）中右へ１つずらし、座標〔３（Ａ１，Ｂ１），３（Ａ２，Ｂ１），３（Ａ３，Ｂ１）〕へ移動し、上記の処理を繰り返す（Ｓ７−Ｓ９、Ｓ２−Ｓ６）。
【００６４】
つまり、ステップＳ２−Ｓ９はいわゆるデータ取りのステップと言える。
【００６５】
このようにして、太陽電池モジュールの全ての仮想分割ユニット３，３，・・・についての測定が終わったら、上記配列データから図７（ａ）、（ｂ）に示すように画像表示を行う（Ｓ１０）。
【００６６】
次いで、配列データと不良値を比較する（Ｓ１１）。
【００６７】
比較の結果を予め決めた基準値に基づいて判断して、製品としての合否（ＯＫ，ＮＧ）を決め（Ｓ１２）、ＯＫ表示とＮＧ表示を行い（Ｓ１３，Ｓ１４）、測定を終了する。
【００６８】
（Ｂ）第２の測定（発光層分離型測定）について
上記の（Ａ）第１の測定（発光層合成型測定）においては、セル（多接合セル）２は複数の発光層（セル単位１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ）が多接合されたものであるが、そのセル（多接合セル）２を１つのセル（多接合セル）とみなして、各種の測定を行った。これに対し、この第２の測定（発光層分離型測定）においては、セル（多接合セル）２を複数のセル（セル単位１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ）が接合されているがそれぞれが個別の発光層として機能しているものとみて、複数のセル（セル単位１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ）中のいずれのセル（セル単位１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ）がセル（多接合セル）２の特性に対して影響を与えているかを知得すべく個別の測定を行う。
【００６９】
つまり、前記第１の測定（発光層合成型測定）では、図３Ａ（ａ）からわかるように、光源７から全ての波長λＡ、λＢ、λＣの光を同じ強度で照射して、前記（Ａ）に記載の測定を行った。これに対し、この第２の測定（発光層分離型測定）では波長λＡ、λＢ、λＣのうちの１つの強度を下げて照射し、その都度前記（Ａ）に記載の測定と同様に測定を行う。つまり、図３Ａ（ｂ４）は前記（Ａ）で用いた光源Ａ、Ｂ、Ｃからの光の強度を示す。図３Ａ（ｂ１）、（ｂ２）、（ｂ３）はそれぞれ光源Ａ、Ｂ、Ｃのうちの１つからの照射光を下げた状態を示している。このような３種類の光源を用いて前記（Ａ）と同様の測定を行う。これにより、図３Ａ（ｂ４）の光源に加えて、都合４種類の光源での前記（Ａ）と同様の測定が行われることとなる。このようにして得られた各種のデータを用いることにより、３つのセル単位１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃのうちのどれが、多接合セル２の出力に影響を与えているか、つまり成膜の状態等を把握可能である。
【００７０】
また、前記各種の光源〔図３Ａ（ｂ１）、（ｂ２）、（ｂ３）〕での測定結果を可視化、例えば分布図のように可視化することにより、視覚的に太陽電池モジュール１の状態を容易に把握可能とすることもできる。例えば、先に説明した図７（ａ）、（ｂ）のような分布図とすることもできる。可視化はこれに限らず公知の種々の態様で行うことができる。
【００７１】
その態様の１例を以下に説明する。
【００７２】
３つの光源〔図３Ａ（ｂ１）、（ｂ２）、（ｂ３）〕のそれぞれを用いた場合においても、図１（ａ）に示すような、３つの電流電圧特性ＩＶａ、ＩＶｂ、ＩＶｃを得ることができるが、ここでは説明を簡単にするため、電流電圧特性ＩＶａ、ＩＶｂを得て、それらのデータを処理することにより、３つのセル単位１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃの個別的な影響を知得する場合について説明する。
【００７３】
光源〔図３Ａ（ｂ４）〕を用いて、電流電圧特性ＩＶ４を得る。つまり、図７（ａ）に相当する分布図〔図３Ａ（ｃ４）〕を得る。この電流電圧特性ＩＶ４を平均化して平均電流電圧特性ＩＶ４’を得る。
【００７４】
これとは別に、光源〔図３Ａ（ｂ１）、（ｂ２）、（ｂ３）〕を用いて図７（ａ）に相当する電流電圧特性ＩＶ１，ＩＶ２、ＩＶ３を得る。
【００７５】
この後、ＩＶ４’−ＩＶ１、ＩＶ４’−ＩＶ２、ＩＶ４’−ＩＶ３なる演算を行ってデータを得る。この演算結果としてのデータを可視化して分布図〔図３Ａ（ｃ１）、（ｃ２）、（ｃ３）〕を得る。
【００７６】
これらの分布図〔図３Ａ（ｃ１）、（ｃ２）、（ｃ３）〕から３つのセル単位１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃの影響を知得することができる。
【００７７】
電流電圧特性ＩＶ１，ＩＶ２、ＩＶ３の処理の仕方や可視化は上記以外の方式を採用できるのは当然である。また、電流電圧特性ＩＶｃを用いて各種の処理、可視化を行うことができるのも当然である。
【００７８】
例えば、上記のようにして得た各種のデータを次のようにして解析することもできる。
【００７９】
太陽電池においては、光量と短絡電流Ｉｓｃが比例の関係にあるのは広く知られている。一方、解放電圧Ｖｏｃは、一定の光量以上にあっては、飽和傾向を示す。
【００８０】
そこで、下記の式から解析を行うこともできる。
【００８１】
Ｐｍａｘ＝Ｉｐｍ×Ｖｐｍ
Ｖｐｍ＝Ｖｏｃ−（Ｒｓｈ×Ｉｐｍ）
Ｉｐｍ＝減光前のＩｓｃ×減光率
ここで、Ｐｍａｘ：最大出力、Ｉｐｍ：最大電流、Ｖｐｍ：最大電圧、Ｒｓｈ：並列抵抗である。
【００８２】
つまり、例えば、上記の式から算出した値から測定値を導いて直接的な値に代えて、評価することもできる。また、例えば、光量の変化を２つ、あるいは３つとして、その際に得られるデータから、評価することもできる。
【００８３】
以上の実施形態では、光源７として、波長λＡ、λＢ、λＣの光源のうち、任意の１つの波長の光源の光を低減するようにしたが、その低減させる率を種々変えて測定を行うこともできる。
【００８４】
また、以上の実施形態では、光源７として、波長λＡ、λＢ、λＣの光源のうち、任意の１つの波長の光源の光量を低減するようにしたが、任意の２つの波長の光の強度を低減するようにすることもできる。例えば、ｎ個の波長の光を用いる光源を使用している場合は、ｎ個のうち（ｎ―１）個以下の光の波長の光の強度を低減させることもできる。
【００８５】
以上には、仮想分割ユニットの単体としての測定（単独セル測定）について述べたが、隣り合う２つの仮想分割ユニットを１つのユニットとしての測定（連結セル単測定）も、上記と同様の思想で行うことができる。
【００８６】
また、以上には、接合した発光層が３つの場合について説明したが、発光層が４つ以上の場合にも上記と同様の技術的な思想で、各発光層毎の影響を測定することができる。
【符号の説明】
【００８７】
２ セル
３ 仮想分割ユニット
５ 測定部
５ａ−５ｃ プローブ
７ 光源
１３ 移動機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜太陽電池の成膜検査装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の環境意識の高まりとともに、各種の太陽電池が市場に流通している。この中で、化合物系太陽電池やアモルファス太陽電池などの薄膜太陽電池は、使用するシリコンの量が少なくてすみ、比較的安価な太陽電池として、その市場性が注目されている。
【０００３】
薄膜太陽電池等の太陽電池モジュールの製造段階において、最終モジュール化するステップの前に、薄膜太陽電池等の構成要素としての各種の膜の成膜状態を適正に評価し、成膜の均一性の程度を判定できれば、最終的に効率良く薄膜太陽電池モジュールを生産でき、これが製造コストの削減にもつながる。特許文献１には、こうした薄膜太陽電池の自動品質管理試験装置が開示されている。ここに開示の測定方法は、太陽電池モジュールを構成する個々のセルの出力を、移動可能なプローブによって測定し、測定値と予め決めた所定値とを比較して、測定対象セルに欠陥があるか否かを判定するというものである。
【０００４】
また、特許文献２、３に示されるように薄膜太陽電池の中に複数の発電層（セル）を積み重ねた状態に接合した多接合太陽電池がある。このような多接合太陽電池の出力を測定するため、複数の発電層に対応するそれぞれ異なる複数の発光波長の光源で照射を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７，５５４，３４６号
【特許文献２】特開２０１０−２３８９０６号
【特許文献３】特開２０１１−００９３５８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の測定方法では、光源の位置が固定であり、各セルの放射照度にむらが発生している。このため、この測定方法では、各セルに欠陥があるか否かを精度よく判定することはできない。
【０００７】
また、一般に、薄膜太陽電池は、成膜状態により、電気的特性が変化する。したがって、セル同士を接合したときに、各セルの成膜状態が異なると、セルの接合に起因する発電量の損失が生じてしまう。特許文献１では、この損失の測定についてはなんら触れていない。
【０００８】
さらに、特許文献２，３においては、複数の波長の光源を用いるようにしたことから、多接合太陽電池の特性を有る程度は把握可能である。しかしながら、これらに記載の技術によっても多接合太陽電池の特性を必ずしも十分に把握できない。それは、多接合太陽電池の特性を十分に把握するには、従来測定されている以上の各種の伝達性能や多接合に関する各種の性能の測定が必要だからである。つまり、各発光層の個別のデータも必要と考えられる。
【０００９】
本発明の課題は、上記のような問題点に鑑み、多接合太陽電池としての太陽電池モジュールにおける成膜検査をより的確に実施できる方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の薄膜太陽電池の成膜検査装置は、
列方向にある長さを持つ複数の多接合セルを行方向に順次直列に接続した太陽電池の成膜検査装置であって、前記多接合セルは発光層としてのｎ個のセル単位を電極を挟んで接合したものとして構成されており、前記ｎ個の前記セル単位はそれぞれ利用波長の異なるものとして構成されており、
前記各多接合セルを列方向の所定長さ毎に仮想的に分割された複数の仮想分割ユニットからなるものとみなすことにより、前記太陽電池を前記複数の仮想分割ユニットがマトリクス状に並んだものとみなして測定を行う測定部であって、前記仮想分割ユニットをスキャンする、少なくとも３つのプローブを有し、前記スキャンにあたり、前記３つのプローブを、行方向に並ぶ３つの前記仮想分割ユニットの電極に当接させて、隣り合う２つの前記プローブを１組とした計２組によって、それぞれ、前記仮想分割ユニットの単体発電素子の性能としての第１の電流電圧特性を取得する単独セル測定を行い、且つ、両端の２つの前記プローブによって、互いに行方向に接続された２つの前記仮想分割ユニットの合成発電素子の性能としての第２の電流電圧特性を取得する連結セル測定を行う、測定部と、
前記仮想分割ユニットを照射する光源であって、少なくとも前記ｎ個の前記利用波長を照射する前記ｎ個の光源ユニットを備え、前記ｎ個の前記光源ユニットの任意のものの発光強度を調節可能に構成されている、光源と、
前記測定部と前記光源とを互いの位置関係を固定したまま且つ同期して二次元方向に移動させる移動機構と、
を備え、
前記測定部は、前記スキャンしながら行う前記単独セル測定と前記連結セル測定は、前記光源中の複数の前記光源ユニットの任意のものの発光強度が調節された複数の状態で発光層分離型測定として複数回行われるものとして構成され、
さらに、前記単独セル測定と前記連結セル測定のそれぞれにおいて行われる、複数の前記発光層分離型測定によって得られる前記第１の電流電圧特性と前記第２の電流電圧特性とに基づいて、前記太陽電池の成膜状態を判定する、判定装置を、備える
ことを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明の薄膜太陽電池の成膜検査方法は、
列方向にある長さを持つ複数の多接合セルを行方向に順次直列に接続した太陽電池の成膜検査方法であって、
前記多接合セルは発光層としてのｎ個のセル単位を電極を挟んで接合したものとして構成されており、前記ｎ個の前記セル単位はそれぞれ利用波長の異なるものとして構成されており、
前記各多接合セルを列方向の所定長さ毎に仮想的に分割された複数の仮想分割ユニットからなるものとみなすことにより、前記太陽電池を前記複数の仮想分割ユニットがマトリクス状に並んだものと想定し、
測定部における３つのプローブを行方向に並ぶ３つの前記仮想分割ユニットの電極に当接させ、且つ、３つの前記プローブのうちの隣り合う２つの前記プローブを１組とした計２組を光源で照射した状態において、前記２組のそれぞれによって、前記仮想分割ユニットの単体発電素子の性能としての第１の電流電圧特性を取得する単独セル測定を行い、且つ、両端の２つの前記プローブによって、互いに行方向に接続された２つの前記仮想分割ユニットの合成発電素子の性能としての第２の電流電圧特性を取得する連結セル測定を行い、
前記光源として、少なくとも前記ｎ個の前記利用波長の光を照射する前記ｎ個の光源ユニットを備え、且つ、前記ｎ個の前記光源ユニットの任意のものの発光強度を調節可能に構成されているものを用い、
移動機構により、前記測定部と前記光源とを互いの位置関係を固定したまま且つ同期して二次元方向に移動させ、
前記測定部により、前記スキャンしながら行う前記単独セル測定と前記連結セル測定を、前記光源中の前記複数の光源ユニットの任意のものの発光強度が調節された複数の状態で発光層分離型測定として複数回行い、
さらに、判定装置によって、前記単独セル測定と前記連結セル測定のそれぞれにおいて行われる、複数の前記発光層分離型測定によって得られる前記第１の電流電圧特性と前記第２の電流電圧特性とに基づいて、前記太陽電池モジュールの成膜状態を判定する、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、多接合太陽電池としての薄膜太陽電池の薄膜の生成状態を、多接合した複数の発電層をひとまとまりの１つの発電層として且つ多接合した複数の発電層のそれぞれを個別の発電層として、位置毎の発電性能と位置毎の伝達性能の両面の視点から検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態を説明する図であって、（ａ）検査対象としてのある多接合薄膜太陽電池モジュールの斜視図、（ｂ）スキャン例を示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態における１つの測定状態における測定部（プローブ）と光源との位置関係を示す斜視図であり、（ａ１）太陽電池モジュールが薄膜シリコン系太陽電池モジュールである場合、（ａ２）その一部の拡大図、（ｂ）太陽電池モジュールがカルコパイライト系化合物太陽電池モジュールである場合の図である。
【図３Ａ】本発明の実施形態で用いる光源のスペクトル分布とそれらの光源を用いた場合に得たデータを可視化した図を示し、（ａ）光源の標準状態のスペクトル図、（ｂ１）−（ｂ４）実際の測定に使用する光源のスペクトル強度を示す図、（ｃ１）−（ｃ４）得られたデータを可視化した分布図である。
【図３】本発明のある実施形態〔図２（ａ１）〕における測定時の等価回路図を示す。
【図４】本発明の実施形態において、太陽電池モジュールが受光面と電極が反対側にある場合の、測定部と光源とを同期して駆動する装置の例を示す斜視説明図である。
【図５】（ａ）は前記装置の異なる例を示す斜視図であり、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれプローブが下がった状態と上がった状態の側面説明図である。
【図６】本発明の実施形態において、太陽電池モジュールが受光面と電極が同じ側にある場合の、測定部と光源とを同期して駆動する装置の例を示す斜視説明図である。
【図７】（ａ）は仮想分割ユニット自体の発電性能を、（ｂ）は仮想分割ユニット間の伝達性能をそれぞれ画像として表した例を示す。
【図８】本発明の検査の一例のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
まず、本発明の実施形態における用語を以下のように定義する。
【００１５】
本発明の実施形態において、後述する仮想分割ユニットの１つを単独で、あるいは２つの隣り合う仮想分割ユニットを一体として測定するが、前者を単独セル測定、後者を連結セル測定ということとする。また、各仮想分割ユニットは例えば３つの発光層（セル単位）を含むが、３つの発光層を１つの発光層と合成的に考えて行う測定を発光層合成型測定（第１の測定）といい、３つの発光層を３つ別々の発光層と考えて行う測定を発光層分離型測定（第２の測定）ということとする。加えて、前記第１の測定及び前記第２の測定のそれぞれにおいて、前記単独セル測定と前記連結セル測定が行われることとなる。
【００１６】
本発明の実施形態を説明する前に、本発明の基本的な考え方について説明する。
【００１７】
本発明では、測定対象とする太陽電池モジュールとして多接合太陽電池を用いている。太陽電池モジュールとして、例えば、発光層としての３つのセル（セル単位）を縦方向に多接合した多接合太陽電池を想定する。これらの３つの発光層の利用波長（対応スペクトル）λＡ、λＢ、λＣは全て異なっている。この多接合太陽電池においては、前記３つの発光層としてのセル（セル単位）はそれぞれが個別の電池であり且つ直列接続された１つの電池と見ることができる。個別の電池と見て行う測定が前述の第２の測定（発光層分離型測定）であり、１つの電池とみて行う測定が前述の第１の測定（発光層合成型測定）である。
【００１８】
より詳しくは、３つのセル（セル単位）を多接合したとはいえ、３つのセル（セル単位）が接合されて１つのセル（多接合セル）を作っていると考えて、非多接合太陽電池と同様にこの多接合太陽電池を把握し、各種の特性のデータを測定することも必要である。加えて、本来３つのセル（セル単位）の多接合太陽電池であることから、それらの３つのセル（セル単位）のそれぞれについて各種の特性のデータを測定したり、あるいは、３つのセル（セル単位）のうちのいずれのセル（セル単位）が前記多接合セルの出力特性等に大きな影響を与えているかを測定したりすることも必要である。
【００１９】
このような思想に基づいて、本発明では、多接合太陽電池を、大きく分けて２種類の方向から測定するようにしている。つまり、前記多接合セルを１つのセルとして測定する第１の測定（発光層合成型測定）を行うほか、多接合セルを構成する複数のセル（セル単位）（例えば、３つのセル単位）のそれぞれが多接合セルに対してどのような影響を与えているかを知得するための第２の測定（発光層合成型測定）を行うようにしている。
【００２０】
また、本発明の実施形態は、前記第１の測定（発光層合成型測定）及び第２の測定（発光層分離型測定）に共通して、後述するように、測定部による測定と光源による照光が同じ位置関係で行われること、同じ光で照射しつつ太陽電池モジュールの同じ面積を評価できること、さらに光源によるいわゆる光のユニフォミティの問題が排除できること等の利点を有するものである。これを達成するため、本発明の実施形態では、測定部のスキャンによって太陽電池モジュールの全面をカバーするようにしている。
【００２１】
さらに、本発明の実施形態においては、多接合太陽電池を測定対象としていることから、光源として複数のセル（セル単位）に対応した数の複数の波長の光源を用いるようにしている。このことも本発明の特徴である。そして、前記第１測定（合併測定）と前記第２の測定（発光層分離型測定）のそれぞれにおいて、前記複数の光源の強度（光量）を全て一定以上としての測定（発光層合成型測定）と、各光源の強度を調節して行う測定（発光層分離型測定）を行う。
【００２２】
より詳しくは、実際に第２の測定（発光層分離型測定）を行うには次のようにする。即ち、多接合太陽電池、例えば３つの発光層を備える場合にあって、そのうちの１つの発電層を測定しようする。この時に、測定対象とする１つの発光層のみを発電させようとしても、残りの２つの発光層がボトルネックとなり、測定対象の発光層を的確に測定できない。つまり、残りの２つの発光層がボトルネックとなり、測定対象の１つの発光層において、光量に対する出力のリニアリティが失われる。そこで、３つの発光層を飽和した出力状態としておき、その後測定対象とする１つの発光層に対する利用波長の光のみの光量を下げ、その前後の差分から性能の評価を行う。
【００２３】
（Ａ）第１の測定（発光層合成型測定）について
図１（ａ）は測定対象としての多接合太陽電池としての多接合太陽電池モジュール１を示す。この第１の測定（発光層合成型測定）においては、光源７から、前記３つの波長λＡ、λＢ、λＣの光をそれぞれ同じ強度で照射する〔図３Ａ（ａ）参照〕。つまり、光源７は３つの光源Ａ、Ｂ、Ｃを備え、各光源Ａ、Ｂ、Ｃからそれぞれ波長λＡ、λＢ、λＣの光を同じ強度で照射させる。なお、これらの波長λＡ、λＢ、λＣのピークは、セル単位１０２Ａ、１０２Ｂ、１０３Ｃの受光感度のピークに合わせて選ばれるのは当然である。
【００２４】
多接合太陽電池モジュール１としては各種のものがあるが、図１（ａ）は太陽電池モジュールの片面に受光面が、もう一方の面に電極がある場合のものを示す。
【００２５】
この多接合太陽電池モジュール１は、図１（ａ）中Ｙ方向（列方向）にある長さの複数のセル（多接合セル）２〔２（Ａ０），２（Ａ１），・・・，２（Ａｘ）〕を有する。前記複数のセル（多接合セル）２は、図中Ｘ方向（行方向）に並んでおり、Ｘ方向（行方向）に隣り合うもの同士が順次接続（接合）されて、電気的に直列接続された状態にある。後述するように、前記各セル（多接合セル）２は、Ｙ方向（列方向）に所定の長さ毎に仮想的に分割されて、複数の仮想分割ユニット３，３，・・・とされている。
【００２６】
図２（ａ１）は多接合太陽電池モジュール１の構造の詳細の一例を示す。即ち、図２（ａ１）から分かるように、多接合太陽電池モジュール１を構成するＹ方向に長いセル（多接合セル）２〔２（Ａ０），２（Ａ１），・・・〕のそれぞれは、共通のガラスの基板１００上に積層されたＩＴＯ膜１０１、セル層１０２、電極１０３を備える。このセル層１０２は、図２（ａ２）から分かるように、前記セル単位としてのトップセル１０２Ａ、中間セル１０２Ｂ、ボトムセル１０２Ｃの３つのセル単位を有し、これらのセル単位の間に第１透明電極１０２ａと第２透明電極１０２ｂを有する。トップセル１０２Ａ、中間セル１０２Ｂ、ボトムセル１０２Ｃはそれぞれいわゆる利用波長の異なるものである。つまり、トップセル１０２Ａは波長λＡ、中間セル１０２Ｂは波長λＢ、ボトムセル１０２Ｃは波長λＣをそれぞれ利用波長としている〔図３Ａ（ａ）参照〕。
【００２７】
図２（ａ２）に、前記多接合セル２を構成する前記３つのセル単位（トップセル１０２Ａ、中間セル１０２Ｂ、ボトムセル１０２Ｃ）と前記２つの透明電極（第１透明電極１０２ａ、第２透明電極１０２ｂ）の積層関係が示される。これらの構成要素（トップセル１０２Ａ、中間セル１０２Ｂ、ボトムセル１０２Ｃ、第１透明電極１０２ａ、第２透明電極１０２ｂ）はＹ方向（列方向）に走る帯状のものとして構成されている。多接合セル２におけるその他の構造については追って詳しく述べる。
【００２８】
さらに、図１（ａ）において、Ｘ方向（行方向）に隣り合うセル（多接合セル）２，２同士の電極１０３とＩＴＯ膜１０１とは電気的に順次接続（接合）されている。この接続により、場合によっては、電気的特性への影響として、セル間伝達性能の低下（セル間接合損失）が考えられる。このセル間接合損失はまさに本発明の実施形態で測定対象としている。つまり、本発明の実施形態においては、接続された２つのセル（多接合セル２）（詳しくは、後述するように、接続された２つの仮想分割ユニット）の合成発電素子としての発電性能を測定対象としている。また、当然、本発明の実施形態においては、多接合セル２（詳しくは、後述するように、１つの仮想分割ユニット）の単体発電素子としての発電性能も測定可能としている。後述するように、セル（多接合セル）２間の接合損失は、単体発電素子としての発電性能と合成発電素子としての発電性能との差分により求められる。
【００２９】
例えば図１（ａ１）に示すように、Ｙ方向（列方向）に沿ってある長さを有する前記各セル（多接合セル）２は、Ｙ方向（列方向）に沿って点線で示す所定長さ毎に、仮想的に分割され、複数の仮想分割ユニット３とされる。例えば、セル２（Ａ０）を、複数の仮想分割ユニット３〔３（Ａ０，Ｂ１），３（Ａ０，Ｂ２），３（Ａ０，Ｂ３），・・・，３（Ａ０，Ｂｙ）〕に仮想的に分割している。他のセル（多接合セル）２〔２（Ａ１）−２（Ａｘ）〕もこれと同様にＹ方向（列方向）に沿って所定長さ毎に仮想的に分割される。このような仮想的な分割によって、薄膜シリコン系太陽電池モジュール１においては、図１（ａ１）からわかるように、複数の仮想分割ユニット３〔３（Ａ０，Ｂ１）―３（Ａｘ，Ｂｙ）〕・・・がマトリクス状に並ぶこととなる。つまり、仮想分割ユニット３，３，・・・がｙ行×（ｘ＋１）列のマトリクス状に並んでいると考えられる。ここで本発明の実施形態では、先にも簡単に述べたように、前記各仮想分割ユニット３を、それ自体がそれぞれ発電可能な、単体発電素子（多接合単体発電素子）として機能すると考えている。また、行方向に並ぶ２つの仮想分割ユニット３，３は合成されて合成発電素子（多接合合成発電素子）として機能すると考えている。よって、本発明の実施形態においては、前記複数の仮想分割ユニット３をそれぞれ単体発電素子と仮想して、後述するように、測定を実施する。また、Ｘ方向（行方向）に並ぶ複数（例えば２つ）の仮想分割ユニット３を、合成発電素子として測定を実施する。さらに、Ｘ方向に並ぶ例えば２つの仮想分割ユニット３，３の接合損失を測定する。これらの測定に当たっては、測定対象とする２つの仮想分割ユニット３，３を光源によって照射するのは当然である。
【００３０】
本発明の実施形態においては、上記したところから分かるように、仮想分割ユニット３の単体の単体発電性能だけでなく、Ｘ方向（行方向）に並ぶ仮想分割ユニット３，３の合成した合成発電性能、さらにはいわゆるセル間接合損失をも測定の対象としている。これを達成するため、図２（ａ１）から分かるように、測定部５を３つのプローブ５ａ，５ｂ，５ｃを備えるものとしている。
【００３１】
図２（ａ１）は前記測定部５の具体的な構造と実際の測定状態を示している。即ち、測定部５における３つのプローブ５ａ、５ｂ、５ｃを、図２（ａ１）に示すように、Ｘ方向（行方向）に並ぶ３つの仮想分割ユニット３（Ａ０，Ｂ１），３（Ａ１，Ｂ１），３（Ａ２，Ｂ１）における上部の電極１０３，１０３，１０３に当接させている。このときの等価回路は図３に示される。この等価回路からもわかるように、仮想分割ユニット３（Ａ１，Ｂ１），３（Ａ２，Ｂ１）が測定対象としての発電素子となる。
【００３２】
この時、図２（ａ１）および図３からわかるように、３つのプローブ５ａ，５ｂ，５ｃのうちのプローブ５ａ，５ｂによって仮想分割ユニット３（Ａ１，Ｂ１）の電流−電圧特性（ＩＶ特性）に対応する第１の電流電圧特性（単体発電性能）ＩＶａを測定（単独セル測定）し、プローブ５ｂ，５ｃによって仮想分割ユニット３（Ａ２，Ｂ１）の電流電圧特性ＩＶｂを測定（単独セル測定）する。また、プローブ５ａ，５ｃによって直列接続された仮想分割ユニット３（Ａ１，Ｂ１），３（Ａ２，Ｂ１）の電流−電圧特性（ＩＶ特性）に対応する第２の電流電圧特性（合成発電性能）ＩＶｃを測定（連結セル測定）する。
【００３３】
このようにして測定した第１の電流電圧特性ＩＶａ、ＩＶｂにより各仮想分割ユニット３の単体としての第１の電流電圧特性（単体発電性能）が得られ、電流電圧特性ＩＶｃから隣り合う２つの仮想分割ユニット３，３の接合した第２の電流電圧特性（合成発電性能）が得られる。
【００３４】
つまり、本発明の実施形態では、３つの電流電圧特性（ＩＶ特性）を測定するようにしたので、個別のセル（仮想分割ユニット）のＩＶ特性を測定でき、さらに行方向に隣り合うセル同士（仮想分割ユニット同士）の伝達特性を測定することができる。
【００３５】
測定した電流電圧特性ＩＶａ、ＩＶｂから、各仮想分割ユニット３の例えば、短絡電流Ｉｓｃ、解放電圧Ｖｏｃ、最大出力Ｐｍａｘ、変換効率ＦＦ、直列抵抗Ｒｓ等を得ることができる。また、電流電圧特性ＩＶａ、ＩＶｂ、ＩＶｃから隣り合う２つの仮想分割ユニット３，３のセル間接合損失を電流電圧特性（ＩＶａ＋ＩＶｂ）−ＩＶｃから求めることができる。
【００３６】
より詳しくは、仮想分割ユニット３（Ａ１，Ｂ１）の最大出力ＰｍａｘＡと、仮想分割ユニット３（Ａ２，Ｂ１）の最大出力ＰｍａｘＢと、これら２つの最大出力ＰｍａｘＣについて着目する。今、ＰｍａｘＡ≒ＰｍａｘＢであれば、この２点間の最大出力ＰｍａｘＣは、ＰｍａｘＡ＋ＰｍａｘＢとほぼ同じになり、いわゆる２つのセルのバランスが良く、セル間の伝達性能は良いと言える。一方、例えば、ＰｍａｘＡ＞ＰｍａｘＢである場合、ＰｍａｘＣはＰｍａｘＡ＋ＰｍａｘＢとはならない。これは、出力が低いＰｍａｘＢがボトルネックとなり、ＰｍａｘＡの最大出力動作電流ｉｐｍがＰｍａｘＢと同等値まで抑えられているからである。ＰｍａｘＡとＰｍａｘＢが等しくならないのは、成膜状態の不均一に起因するものと考えられる。ＰｍａｘＡとＰｍａｘＢが等しくならない場合は、上述したように、ＰｍａｘＡとＰｍａｘＢのうち出力が低い方の電流しか各セルに流れなくなり、これがすなわち、セルの接合に起因する発電量の損失になる。よって、本発明の実施形態によれば、太陽電池の発電効率に大きく影響するセル間伝達性能を任意の位置で測定可能となり、太陽電池モジュール全体での成膜状態を良好に判定することができる。
【００３７】
このような電流電圧特性ＩＶａ、ＩＶｂ、ＩＶｃの測定時には、先にも簡単に述べたが、図２（ａ１）からわかるように、光源７で、２つの仮想分割ユニット３（Ａ１，Ｂ１），３（Ａ２，Ｂ１）を下方から均等に照射する。ここで、この光源７が、図３Ａ（ａ）に示す３つの波長λＡ、λＢ、λＣを均等に含む光源であるのは先に説明した通りである。図２（ａ）では、太陽電池モジュール１として受光面と電極が別の面にあるものを用いているので、前記光源７と前記測定部５で太陽電池モジュール１を挟むようにしている。なお、追って詳述するが、太陽電池モジュール１として、受光面と電極が同一の面にあるカルコパイライト系化合物（ＣＩＳ，ＣＩＧＳ）太陽電池モジュールを用いた場合には、プローブ（測定部５Ａ）と光源を同じ側に位置させなければならないのは当然である。
【００３８】
前記のような電流電圧特性の測定を、プローブ５ａ，５ｂ，５ｃで太陽電池モジュール１をスキャンさせて、その全面における仮想分割ユニット３について行う。この際、本発明の実施形態では、図２（ａ１）から分かるように、測定部５と光源７を、太陽電池モジュール１に対して測定部５と光源７の相対的な位置関係を固定させた状態で且つ同期して移動して、測定位置が変わっても、測定対象としての２つの仮想分割ユニット３，３を同じ照度で照射するようにしている。このように、測定対象としての２つの仮想分割ユニット３、３を同じ照度で照射しながら、太陽電池モジュール１の全面をいわゆるスキャンする。このスキャンの仕方としては各種のものを採用することができる。第1態様のスキャンについて図１（ｂ）を参照しながら説明すれば、先頭行Ｂ１において、３つのプローブ５ａ，５ｂ，５ｃを座標位置Ｔ（Ａ０−Ａ２，Ｂ１）から矢印ＡＲｘｆに沿って行方向に移動させ座標位置Ｔ（Ａｘ-2−Ａｘ，Ｂ１）までスキャンする。この後、３つのプローブ５ａ，５ｂ，５ｃを座標位置Ｔ（Ａ０−Ａ２，Ｂ２）として上記と同様のスキャンを行う。これを繰り返し、３つのプローブ５ａ，５ｂ，５ｃが最終の座標位置（Ａｘ-2−Ａｘ，Ｂｙ）までスキャンする。
【００３９】
このスキャンは、いわゆる一筆書きのような第２態様のスキャンも行うこともできる。即ち、座標位置Ｔ（Ａ０−Ａ２，Ｂ１）から座標位置Ｔ（Ａｘ-2−Ａｘ，Ｂ１）に達したら、座標位置（Ａｘ-2−Ａｘ，Ｂ２）に移動し、矢印ＡＲxrに沿って逆向きに移動し座標位置（Ａ０−Ａ２，Ｂ２）までスキャンする。以後このスキャン動作を繰り返す。このようなスキャンの際は光源７を測定部５Ａと追随して移動させるのは当然である。
【００４０】
このように、本発明の実施形態においては、前記スキャンにあたり、測定部５のみを移動させるのではなく、測定部５と光源７とを、相対的な位置を保ったまま、同時に移動させる。つまり、測定部５と光源７とを、太陽電池モジュール１を挟んだ状態で、相対的位置を固定させたまま同期して移動させる。これにより、スキャンにより測定部５の測定位置が変わっても、光源７は測定対象としての２つの仮想分割ユニット３，３を、継続的に同じ照度で照射することになる。これにより、スキャンにより測定位置が変わっても、測定部５による２つの仮想分割ユニット３，３の測定を、照射むらのない状態で、適正に行うことができる。
【００４１】
なお、図１（ａ）に示されるように、本発明の実施形態では、測定部５のプローブ５ａ，５ｂ，５ｃを３つとし、これらをＸＹ方向に動かして測定するようにしている。このため、例えば太陽電池モジュール１のＢ１行の仮想分割ユニット３（Ａ２，Ｂ１）についてみると、この仮想分割ユニット３（Ａ２，Ｂ１）自体は２回単独発電性能が測定されることとなる。よって、２回の測定値を用いてより適切な値として単独発電性能を得ることができる。例えば、２回の測定値の平均値を採る、ある値を上回った／下回った測定値を捨てて残りの測定値を用いる等の任意の対応を採ることが出来る。
【００４２】
測定部５と光源７とを相対的な位置を保ったまま同期して移動させるために各種の構成を採用することができる。それらの例を図４、図５を参照しながら説明する。これらの例は、先にも述べたように、太陽電池モジュール１として、図２（ａ１）のような受光面と電極がそれぞれ別の面にある太陽電池モジュールを用いた場合の例である。これらの図４、図５においては、測定対象としての太陽電池モジュール１は測定部と光源との間に挟まれるが、ここではその太陽電池モジュールの図示を省略している。また、測定部５と光源７はブロックとして簡略化して表している。
【００４３】
先ず、図４の装置について説明する。この装置における上移動機構１１はＺ方向（上下方向）に移動可能に構成されている。この上移動機構１１は、Ｘ方向（行方向）に対向する一対の上支持部１１ａ，１１ａと、これらを連結する上連結部１１ｂを備える。上連結部１１ｂは図４から分かるように、上支持部１１ａに対してＹ方向（列方向）に移動可能に取り付けられている。この上連結部１１ｂに対して前記測定部５がＸ方向に移動可能に取り付けられている。これにより、測定部５は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸に沿って移動可能とされている。なお、プローブ５ａ，５ｂ，５ｃは図示していないが、上移動機構１１の上下によりプローブ５ａ，５ｂ，５ｃが太陽電池モジュールに接離する。プローブ５ａ，５ｂ，５ｃの太陽電池モジュールへの当接時の衝撃を和らげるため、降下速度と接触圧力を適宜のものに設定しておくのが望ましい。
【００４４】
下移動機構１３はこれとほぼ同様に構成されている。即ち、下移動機構１３もＺ方向（上下方向）に移動可能に構成することができる。この下移動機構１３は、Ｘ方向に対向する一対の下支持部１３ａ，１３ａと、これらを連結する下連結部１３ｂを備える。下連結部１３ｂは図４から分かるように、下支持部１３ａに対してＹ方向に移動可能に取り付けられている。この下連結部１３ｂに対して前記光源７がＸ方向に移動可能に取り付けられている。これにより、光源７は、少なくともＸ，Ｙ軸に沿って移動可能とされている。
【００４５】
このように、測定部５と光源７とは、Ｘ−Ｙ平面においては、位置関係を固定したままで且つ同期して動くように構成されている。つまり、測定部５と光源７とは、Ｘ−Ｙ平面において、相対的な位置を保ったまま移動する。これにより、測定対象とする、例えば２つの仮想分割ユニット３，３は、スキャンにより測定位置が変わっても、常に同じように照射される。
【００４６】
次に、図５（ａ）の装置について説明する。この装置も図４の装置と同様に、測定部５と光源７が相対的位置を固定したままで同期してＸ方向（行方向）及びＹ方向（列方向）に移動可能とされている。即ち、この装置は、移動機構１５を備える。この移動機構１５により、測定部５と光源７は、互いの相対的な位置を保ったまま少なくともＸ方向（行方向）及びＹ方向（列方向）に沿って同期して移動可能とされている。この移動機構１５は、Ｙ方向に走る基本支持部１５Ａと、ほぼＸ方向に走る移動支持部１５Ｂとを備える。移動支持部１５Ｂは基本支持部１５Ａに対してＹ方向に移動可能に取り付けられている。移動支持部１５Ｂは、上取付部１５ａと下取付部１５ｂとそれらを一体化する連結部１５ｃとを備える。上取付部１５ａに測定部５が取り付けられ、下取付部１５ｂに光源７が取り付けられている。図５（ｂ）、（ｃ）からわかるように、測定部５におけるプローブ５ａ，５ｂ，５ｃは、測定、移動を行うため、各種の駆動機構によって、太陽電池モジュール１に対してプローブ５ａ，５ｂ，５ｃが当接、離反可能に構成されている。この駆動機構としては例えばアクチュエータとばねとを備える駆動機構を採用することができる。
【００４７】
先にも述べたように、このようなスキャンを行い各測定位置毎に第１の電流電圧特性ＩＶａ、ＩＶｂ、ＩＶｃを得る。これらの測定値から、演算装置により各仮想分割ユニットの各種の単一発電性能を求める。また、演算装置により、第２の電流電圧特性（ＩＶａ＋ＩＶｂ）−ＩＶｃから合成発電性能（セル間接合効率）を求める。これらのデータに基づき、太陽電池の特性の測定が可能である。つまり、前記各仮想分割ユニットの電流電圧特性（単一発電性能）から短絡電流Ｉｓｃ等の各種特性を求めることができ、且つ、２つの仮想分割ユニット３，３の電流電圧特性（合成発電性能）から伝達性能を求めることができる。
【００４８】
このようにして求めた単一発電性能、合成発電性能を演算処理装置で配列化する。画像処理装置により配列化に基づいて演算を行い、いわゆるセル（仮想分割ユニット）自体の発電性能と、セル間（仮想分割ユニット間）の伝達性能をそれぞれ画像として表示する。
【００４９】
図７は画像表示の例を示し、（ａ）はセル（仮想分割ユニット）自体の発電性能を示し、（ｂ）はセル間（仮想分割ユニット間）の伝達性能を示す。図７（ａ）、（ｂ）において、各小ウィンドウの表示の仕方が異なるのは、各仮想分割ユニット自体の単一発電特性が異なること、及び、仮想分割ユニット間の合成電流電圧特性が異なることをイメージ的に表すものである。従って、小ウィンドウの数が、つまり、行の数が、図７（ａ）におけるよりも（ｂ）の小ウィンドウの数が１つだけ少ないのは当然である。
【００５０】
以上の説明は、太陽電池モジュール１として受光面と電極が反対の面にある場合について行った。これに対し、太陽電池モジュール１としてカルコパイライト系化合物太陽電池モジュールのように、受光面と電極が同じ面側にある場合について説明する。この場合も以上の説明と基本的な考え方は同様である。しかしながら、カルコパイライト系化合物太陽電池モジュールは、電極が受光面側に存在することに起因して、薄膜シリコン系太陽電池モジュール１の場合と以下の点において異なる。
【００５１】
即ち、図２（ｂ）から分かるように、カルコパイライト系化合物太陽電池モジュールの場合は、図２（ａ１）の場合と異なり、測定部と光源を同じ側に設ける必要がある。このため、具体的な測定の装置の構造が異なってくる。
【００５２】
図２（ｂ）は、カルコパイライト系化合物太陽電池モジュールの場合の測定状態の一例を示す断面説明図である。この図２（ｂ）において、カルコパイライト系化合物太陽電池モジュールにおける１つのセル２（Ａ１）について着目する。このセル２（Ａ１）は、共通の基板１００上に形成された下部電極１１０、光吸収層（ＣＩＧＳ）１１１，バッファ層１１２，透明電極１１３，上部電極１１４を備える。透明電極１１４がＸ方向に隣り合うセル２（Ａ２）の下部電極１１０に接続されている。
【００５３】
図２（ｂ）においては、測定部５Ａと光源７Ａは同じ側に位置する。測定部５Ａのプローブ５ａ，５ｂ，５ｃがそれぞれセル２（Ａ１）、２（Ａ２）、２（Ａ３）の上部電極１１４に当接される。光源７は少なくともセル２（Ａ１）、２（Ａ２）における２つの仮想分割ユニットの光吸収層１１１を均等に照射する。且つ、先の実施形態の時と同様に、測定部５Ａと光源７Ａが太陽電池モジュール１についてのスキャンにより移動した場合にあっても、これらは同じ位置を保ったまま同期して移動することから、均等に新たな２つのセル２の仮想分割ユニットを照射する。
【００５４】
図６は、図２（ｂ）の測定部５Ａと光源７Ａを駆動する装置の一例を示す。この装置は、先に述べた図４、図５の装置と、先にも述べたように、測定部５Ａと光源７Ａが同じ側にある点において相違する。実際には、この装置は例えば天地を反転した状態で使用される。反転したこの装置の下方に、カルコパイライト系化合物太陽電池モジュールが、上方に受光面及び端子面を位置させた状態で、設置される。
【００５５】
この装置は、図６に示すように、移動機構２１がＹ方向に走る一対の支持部２１ａ、２１ａを備える。これらの支持部２１ａ、２１ａ間に連結部２１ｂがＹ方向に移動可能に設けられている。この連結部２１ｂには、測定部５Ａと光源７Ａが、Ｘ方向に沿って移動可能に取り付けられている。この測定部５Ａはいわゆる枠状に構成されている。この測定部５Ａは、図２の測定部５と同様に３つのプローブ５ａ、５ｂ、５ｃを備えるものであるが、図示は省略している。この枠状の測定部５Ａの内側の隙間に光源７Ａが設けられている。これにより、カルコパイライト系化合物太陽電池モジュールの各仮想分割ユニットの受光面に向けて光を照射し、これにより発電された電気信号が測定部５Ａによって単一発電性能、合成発電性能として測定される。
【００５６】
次に、本発明の実施形態の測定手順の一例を図８を参照しながら説明する。
【００５７】
この手順におけるスキャンは、先に図１（ｂ）を参照しながら説明した第１のスキャン態様の手順を採用している。
【００５８】
先ず、測定部５をスタート位置〔３（Ａ１，Ｂ１），３（Ａ２，Ｂ１），３（Ａ３，Ｂ１）〕に移動させる（Ｓ１）。
【００５９】
先ず、そのスタート位置で、単体電流電圧特性ＩＶａ、ＩＶｂ、ＩＶｃを測定する（Ｓ２）。
【００６０】
このスタート位置での測定結果を演算処理装置で配列化して配列データを得る（Ｓ３）。
【００６１】
さらに、これらの測定結果から演算処理装置で合成電流電圧特性（ＩＶａ＋ＩＶｂ）−ＩＶｃを求め配列化して配列データを得る（Ｓ４）。
【００６２】
以上の処理を全ての列（縦列）Ｂ２−Ｂｙまで繰り返す（Ｓ５，Ｓ６，Ｓ１−Ｓ４）。
【００６３】
次いで、測定部５を、行（横列）Ｂ１において、座標を図１（ａ）中右へ１つずらし、座標〔３（Ａ１，Ｂ１），３（Ａ２，Ｂ１），３（Ａ３，Ｂ１）〕へ移動し、上記の処理を繰り返す（Ｓ７−Ｓ９、Ｓ２−Ｓ６）。
【００６４】
つまり、ステップＳ２−Ｓ９はいわゆるデータ取りのステップと言える。
【００６５】
このようにして、太陽電池モジュールの全ての仮想分割ユニット３，３，・・・についての測定が終わったら、上記配列データから図７（ａ）、（ｂ）に示すように画像表示を行う（Ｓ１０）。
【００６６】
次いで、配列データと不良値を比較する（Ｓ１１）。
【００６７】
比較の結果を予め決めた基準値に基づいて判断して、製品としての合否（ＯＫ，ＮＧ）を決め（Ｓ１２）、ＯＫ表示とＮＧ表示を行い（Ｓ１３，Ｓ１４）、測定を終了する。
【００６８】
（Ｂ）第２の測定（発光層分離型測定）について
上記の（Ａ）第１の測定（発光層合成型測定）においては、セル（多接合セル）２は複数の発光層（セル単位１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ）が多接合されたものであるが、そのセル（多接合セル）２を１つのセル（多接合セル）とみなして、各種の測定を行った。これに対し、この第２の測定（発光層分離型測定）においては、セル（多接合セル）２を複数のセル（セル単位１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ）が接合されているがそれぞれが個別の発光層として機能しているものとみて、複数のセル（セル単位１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ）中のいずれのセル（セル単位１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ）がセル（多接合セル）２の特性に対して影響を与えているかを知得すべく個別の測定を行う。
【００６９】
つまり、前記第１の測定（発光層合成型測定）では、図３Ａ（ａ）からわかるように、光源７から全ての波長λＡ、λＢ、λＣの光を同じ強度で照射して、前記（Ａ）に記載の測定を行った。これに対し、この第２の測定（発光層分離型測定）では波長λＡ、λＢ、λＣのうちの１つの強度を下げて照射し、その都度前記（Ａ）に記載の測定と同様に測定を行う。つまり、図３Ａ（ｂ４）は前記（Ａ）で用いた光源Ａ、Ｂ、Ｃからの光の強度を示す。図３Ａ（ｂ１）、（ｂ２）、（ｂ３）はそれぞれ光源Ａ、Ｂ、Ｃのうちの１つからの照射光を下げた状態を示している。このような３種類の光源を用いて前記（Ａ）と同様の測定を行う。これにより、図３Ａ（ｂ４）の光源に加えて、都合４種類の光源での前記（Ａ）と同様の測定が行われることとなる。このようにして得られた各種のデータを用いることにより、３つのセル単位１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃのうちのどれが、多接合セル２の出力に影響を与えているか、つまり成膜の状態等を把握可能である。
【００７０】
また、前記各種の光源〔図３Ａ（ｂ１）、（ｂ２）、（ｂ３）〕での測定結果を可視化、例えば分布図のように可視化することにより、視覚的に太陽電池モジュール１の状態を容易に把握可能とすることもできる。例えば、先に説明した図７（ａ）、（ｂ）のような分布図とすることもできる。可視化はこれに限らず公知の種々の態様で行うことができる。
【００７１】
その態様の１例を以下に説明する。
【００７２】
３つの光源〔図３Ａ（ｂ１）、（ｂ２）、（ｂ３）〕のそれぞれを用いた場合においても、図１（ａ）に示すような、３つの電流電圧特性ＩＶａ、ＩＶｂ、ＩＶｃを得ることができるが、ここでは説明を簡単にするため、電流電圧特性ＩＶａ、ＩＶｂを得て、それらのデータを処理することにより、３つのセル単位１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃの個別的な影響を知得する場合について説明する。
【００７３】
光源〔図３Ａ（ｂ４）〕を用いて、電流電圧特性ＩＶ４を得る。つまり、図７（ａ）に相当する分布図〔図３Ａ（ｃ４）〕を得る。この電流電圧特性ＩＶ４を平均化して平均電流電圧特性ＩＶ４’を得る。
【００７４】
これとは別に、光源〔図３Ａ（ｂ１）、（ｂ２）、（ｂ３）〕を用いて図７（ａ）に相当する電流電圧特性ＩＶ１，ＩＶ２、ＩＶ３を得る。
【００７５】
この後、ＩＶ４’−ＩＶ１、ＩＶ４’−ＩＶ２、ＩＶ４’−ＩＶ３なる演算を行ってデータを得る。この演算結果としてのデータを可視化して分布図〔図３Ａ（ｃ１）、（ｃ２）、（ｃ３）〕を得る。
【００７６】
これらの分布図〔図３Ａ（ｃ１）、（ｃ２）、（ｃ３）〕から３つのセル単位１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃの影響を知得することができる。
【００７７】
電流電圧特性ＩＶ１，ＩＶ２、ＩＶ３の処理の仕方や可視化は上記以外の方式を採用できるのは当然である。また、電流電圧特性ＩＶｃを用いて各種の処理、可視化を行うことができるのも当然である。
【００７８】
例えば、上記のようにして得た各種のデータを次のようにして解析することもできる。
【００７９】
太陽電池においては、光量と短絡電流Ｉｓｃが比例の関係にあるのは広く知られている。一方、解放電圧Ｖｏｃは、一定の光量以上にあっては、飽和傾向を示す。
【００８０】
そこで、下記の式から解析を行うこともできる。
【００８１】
Ｐｍａｘ＝Ｉｐｍ×Ｖｐｍ
Ｖｐｍ＝Ｖｏｃ−（Ｒｓｈ×Ｉｐｍ）
Ｉｐｍ＝減光前のＩｓｃ×減光率
ここで、Ｐｍａｘ：最大出力、Ｉｐｍ：最大電流、Ｖｐｍ：最大電圧、Ｒｓｈ：並列抵抗である。
【００８２】
つまり、例えば、上記の式から算出した値から測定値を導いて直接的な値に代えて、評価することもできる。また、例えば、光量の変化を２つ、あるいは３つとして、その際に得られるデータから、評価することもできる。
【００８３】
以上の実施形態では、光源７として、波長λＡ、λＢ、λＣの光源のうち、任意の１つの波長の光源の光を低減するようにしたが、その低減させる率を種々変えて測定を行うこともできる。
【００８４】
また、以上の実施形態では、光源７として、波長λＡ、λＢ、λＣの光源のうち、任意の１つの波長の光源の光量を低減するようにしたが、任意の２つの波長の光の強度を低減するようにすることもできる。例えば、ｎ個の波長の光を用いる光源を使用している場合は、ｎ個のうち（ｎ―１）個以下の光の波長の光の強度を低減させることもできる。
【００８５】
以上には、仮想分割ユニットの単体としての測定（単独セル測定）について述べたが、隣り合う２つの仮想分割ユニットを１つのユニットとしての測定（連結セル単測定）も、上記と同様の思想で行うことができる。
【００８６】
また、以上には、接合した発光層が３つの場合について説明したが、発光層が４つ以上の場合にも上記と同様の技術的な思想で、各発光層毎の影響を測定することができる。
【符号の説明】
【００８７】
２ セル
３ 仮想分割ユニット
５ 測定部
５ａ−５ｃ プローブ
７ 光源
１３ 移動機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
列方向にある長さを持つ複数の多接合セルを行方向に順次直列に接続した太陽電池の成膜検査装置であって、前記多接合セルは発光層としてのｎ個のセル単位を電極を挟んで接合したものとして構成されており、前記ｎ個の前記セル単位はそれぞれ利用波長の異なるものとして構成されており、
前記各多接合セルを列方向の所定長さ毎に仮想的に分割された複数の仮想分割ユニットからなるものとみなすことにより、前記太陽電池を前記複数の仮想分割ユニットがマトリクス状に並んだものとみなして測定を行う測定部であって、前記仮想分割ユニットをスキャンする、少なくとも３つのプローブを有し、前記スキャンにあたり、前記３つのプローブを、行方向に並ぶ３つの前記仮想分割ユニットの電極に当接させて、隣り合う２つの前記プローブを１組とした計２組によって、それぞれ、前記仮想分割ユニットの単体発電素子の性能としての第１の電流電圧特性を取得する単独セル測定を行い、且つ、両端の２つの前記プローブによって、互いに行方向に接続された２つの前記仮想分割ユニットの合成発電素子の性能としての第２の電流電圧特性を取得する連結セル測定を行う、測定部と、
前記仮想分割ユニットを照射する光源であって、少なくとも前記ｎ個の前記利用波長を照射する前記ｎ個の光源ユニットを備え、前記ｎ個の前記光源ユニットの任意のものの発光強度を調節可能に構成されている、光源と、
前記測定部と前記光源とを互いの位置関係を固定したまま且つ同期して二次元方向に移動させる移動機構と、
を備え、
前記測定部は、前記スキャンしながら行う前記単独セル測定と前記連結セル測定は、前記光源中の複数の前記光源ユニットの任意のものの発光強度が調節された複数の状態で発光層分離型測定として複数回行われるものとして構成され、
さらに、前記単独セル測定と前記連結セル測定のそれぞれにおいて行われる、複数の前記発光層分離型測定によって得られる前記第１の電流電圧特性と前記第２の電流電圧特性とに基づいて、前記太陽電池の成膜状態を判定する、判定装置を、備える
ことを特徴とする太陽電池の成膜検査装置。
【請求項２】
前記ｎ個の前記光源ユニットのうちの非測定対象とする前記セル単位に対応する前記光源ユニットの光量を飽和出力状態とし、測定対象とする前記セル単位に対応する前記光源ユニットの光量を非飽和出力状態とする、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の電気特性測定装置。
【請求項３】
前記２組のそれぞれで得た前記第１の電流電圧特性と、前記合成発電素子についての前記第２の電流電圧特性とから、前記セルを行方向に接続したことによる行方向に隣り合う２つの仮想分割ユニットのセル間接合損失を演算する演算処理装置をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池の成膜検査装置。
【請求項４】
前記単独セル測定と前記連結セル測定において前記発光層分離型測定を行うたびに得られる前記第１の電流電圧特性及び第２の電流電圧特性をそれぞれ配列化する演算処理装置と、
配列にしたがって画像処理を行って、前記仮想分割ユニット毎の発電性能と、接続された前記仮想分割ユニット間の伝達性能を、それぞれ画像として表示する、画像処理装置と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の太陽電池の成膜検査装置。
【請求項５】
前記光源と前記測定部とを太陽電池モジュールの対向する面側に配置したことを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の太陽電池の成膜検査装置。
【請求項６】
前記光源と前記測定部とを太陽電池モジュールの同一の面側に配置したことを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の太陽電池の成膜検査装置。
【請求項７】
列方向にある長さを持つ複数の多接合セルを行方向に順次直列に接続した太陽電池の成膜検査方法であって、
前記多接合セルは発光層としてのｎ個のセル単位を電極を挟んで接合したものとして構成されており、前記ｎ個の前記セル単位はそれぞれ利用波長の異なるものとして構成されており、
前記各多接合セルを列方向の所定長さ毎に仮想的に分割された複数の仮想分割ユニットからなるものとみなすことにより、前記太陽電池を前記複数の仮想分割ユニットがマトリクス状に並んだものと想定し、
測定部における３つのプローブを行方向に並ぶ３つの前記仮想分割ユニットの電極に当接させ、且つ、３つの前記プローブのうちの隣り合う２つの前記プローブを１組とした計２組を光源で照射した状態において、前記２組のそれぞれによって、前記仮想分割ユニットの単体発電素子の性能としての第１の電流電圧特性を取得する単独セル測定を行い、且つ、両端の２つの前記プローブによって、互いに行方向に接続された２つの前記仮想分割ユニットの合成発電素子の性能としての第２の電流電圧特性を取得する連結セル測定を行い、
前記光源として、少なくとも前記ｎ個の前記利用波長の光を照射する前記ｎ個の光源ユニットを備え、且つ、前記ｎ個の前記光源ユニットの任意のものの発光強度を調節可能に構成されているものを用い、
移動機構により、前記測定部と前記光源とを互いの位置関係を固定したまま且つ同期して二次元方向に移動させ、
前記測定部により、前記スキャンしながら行う前記単独セル測定と前記連結セル測定を、前記光源中の前記複数の光源ユニットの任意のものの発光強度が調節された複数の状態で発光層分離型測定として複数回行い、
さらに、判定装置によって、前記単独セル測定と前記連結セル測定のそれぞれにおいて行われる、複数の前記発光層分離型測定によって得られる前記第１の電流電圧特性と前記第２の電流電圧特性とに基づいて、前記太陽電池モジュールの成膜状態を判定する、
ことを特徴とする太陽電池の成膜検査方法。
【請求項８】
前記ｎ個の前記光源ユニットのうちの非測定対象とする前記セル単位に対応する前記光源ユニットの光量を飽和出力状態とし、測定対象とする前記セル単位に対応する前記光源ユニットの光量を非飽和出力状態とする、ことを特徴とする請求項７に記載の太陽電池の電気特性測定方法。
【請求項９】
前記２組のそれぞれについての前記第１の電流電圧特性と、前記合成発電素子についての前記第２の電流電圧特性とから、前記セルを行方向に接続したことによる行方向に隣り合う２つの仮想分割ユニットのセル間接合損失を演算する、ことを特徴とする請求項７又は８に記載の太陽電池の成膜検査方法。
【請求項１０】
前記単独セル測定と前記連結セル測定とにおいて行われる前記発光層分離型測定を行なうたびに得られる前記第１の電流電圧特性及び第２の電流電圧特性をそれぞれ配列化する演算を行い、配列にしたがって画像処理を行って、前記仮想分割ユニット毎の発電性能と、接続された前記仮想分割ユニット間の伝達性能を、それぞれ画像として表示する、ことを特徴とする請求項７乃至９の１つに記載の太陽電池の成膜検査方法。
【請求項１１】
前記光源と前記測定部とは、前記太陽電池の対向する面側に配置されることを特徴とする請求項７乃至１０の１つに記載の太陽電池の成膜検査方法。
【請求項１２】
前記光源と前記測定部とは、前記太陽電池の同一の面側に配置されることを特徴とする請求項７乃至１０の１つに記載の太陽電池の成膜検査方法。
【請求項１】
列方向にある長さを持つ複数の多接合セルを行方向に順次直列に接続した太陽電池の成膜検査装置であって、前記多接合セルは発光層としてのｎ個のセル単位を電極を挟んで接合したものとして構成されており、前記ｎ個の前記セル単位はそれぞれ利用波長の異なるものとして構成されており、
前記各多接合セルを列方向の所定長さ毎に仮想的に分割された複数の仮想分割ユニットからなるものとみなすことにより、前記太陽電池を前記複数の仮想分割ユニットがマトリクス状に並んだものとみなして測定を行う測定部であって、前記仮想分割ユニットをスキャンする、少なくとも３つのプローブを有し、前記スキャンにあたり、前記３つのプローブを、行方向に並ぶ３つの前記仮想分割ユニットの電極に当接させて、隣り合う２つの前記プローブを１組とした計２組によって、それぞれ、前記仮想分割ユニットの単体発電素子の性能としての第１の電流電圧特性を取得する単独セル測定を行い、且つ、両端の２つの前記プローブによって、互いに行方向に接続された２つの前記仮想分割ユニットの合成発電素子の性能としての第２の電流電圧特性を取得する連結セル測定を行う、測定部と、
前記仮想分割ユニットを照射する光源であって、少なくとも前記ｎ個の前記利用波長を照射する前記ｎ個の光源ユニットを備え、前記ｎ個の前記光源ユニットの任意のものの発光強度を調節可能に構成されている、光源と、
前記測定部と前記光源とを互いの位置関係を固定したまま且つ同期して二次元方向に移動させる移動機構と、
を備え、
前記測定部は、前記スキャンしながら行う前記単独セル測定と前記連結セル測定は、前記光源中の複数の前記光源ユニットの任意のものの発光強度が調節された複数の状態で発光層分離型測定として複数回行われるものとして構成され、
さらに、前記単独セル測定と前記連結セル測定のそれぞれにおいて行われる、複数の前記発光層分離型測定によって得られる前記第１の電流電圧特性と前記第２の電流電圧特性とに基づいて、前記太陽電池の成膜状態を判定する、判定装置を、備える
ことを特徴とする太陽電池の成膜検査装置。
【請求項２】
前記ｎ個の前記光源ユニットのうちの非測定対象とする前記セル単位に対応する前記光源ユニットの光量を飽和出力状態とし、測定対象とする前記セル単位に対応する前記光源ユニットの光量を非飽和出力状態とする、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の電気特性測定装置。
【請求項３】
前記２組のそれぞれで得た前記第１の電流電圧特性と、前記合成発電素子についての前記第２の電流電圧特性とから、前記セルを行方向に接続したことによる行方向に隣り合う２つの仮想分割ユニットのセル間接合損失を演算する演算処理装置をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池の成膜検査装置。
【請求項４】
前記単独セル測定と前記連結セル測定において前記発光層分離型測定を行うたびに得られる前記第１の電流電圧特性及び第２の電流電圧特性をそれぞれ配列化する演算処理装置と、
配列にしたがって画像処理を行って、前記仮想分割ユニット毎の発電性能と、接続された前記仮想分割ユニット間の伝達性能を、それぞれ画像として表示する、画像処理装置と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の太陽電池の成膜検査装置。
【請求項５】
前記光源と前記測定部とを太陽電池モジュールの対向する面側に配置したことを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の太陽電池の成膜検査装置。
【請求項６】
前記光源と前記測定部とを太陽電池モジュールの同一の面側に配置したことを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の太陽電池の成膜検査装置。
【請求項７】
列方向にある長さを持つ複数の多接合セルを行方向に順次直列に接続した太陽電池の成膜検査方法であって、
前記多接合セルは発光層としてのｎ個のセル単位を電極を挟んで接合したものとして構成されており、前記ｎ個の前記セル単位はそれぞれ利用波長の異なるものとして構成されており、
前記各多接合セルを列方向の所定長さ毎に仮想的に分割された複数の仮想分割ユニットからなるものとみなすことにより、前記太陽電池を前記複数の仮想分割ユニットがマトリクス状に並んだものと想定し、
測定部における３つのプローブを行方向に並ぶ３つの前記仮想分割ユニットの電極に当接させ、且つ、３つの前記プローブのうちの隣り合う２つの前記プローブを１組とした計２組を光源で照射した状態において、前記２組のそれぞれによって、前記仮想分割ユニットの単体発電素子の性能としての第１の電流電圧特性を取得する単独セル測定を行い、且つ、両端の２つの前記プローブによって、互いに行方向に接続された２つの前記仮想分割ユニットの合成発電素子の性能としての第２の電流電圧特性を取得する連結セル測定を行い、
前記光源として、少なくとも前記ｎ個の前記利用波長の光を照射する前記ｎ個の光源ユニットを備え、且つ、前記ｎ個の前記光源ユニットの任意のものの発光強度を調節可能に構成されているものを用い、
移動機構により、前記測定部と前記光源とを互いの位置関係を固定したまま且つ同期して二次元方向に移動させ、
前記測定部により、前記スキャンしながら行う前記単独セル測定と前記連結セル測定を、前記光源中の前記複数の光源ユニットの任意のものの発光強度が調節された複数の状態で発光層分離型測定として複数回行い、
さらに、判定装置によって、前記単独セル測定と前記連結セル測定のそれぞれにおいて行われる、複数の前記発光層分離型測定によって得られる前記第１の電流電圧特性と前記第２の電流電圧特性とに基づいて、前記太陽電池モジュールの成膜状態を判定する、
ことを特徴とする太陽電池の成膜検査方法。
【請求項８】
前記ｎ個の前記光源ユニットのうちの非測定対象とする前記セル単位に対応する前記光源ユニットの光量を飽和出力状態とし、測定対象とする前記セル単位に対応する前記光源ユニットの光量を非飽和出力状態とする、ことを特徴とする請求項７に記載の太陽電池の電気特性測定方法。
【請求項９】
前記２組のそれぞれについての前記第１の電流電圧特性と、前記合成発電素子についての前記第２の電流電圧特性とから、前記セルを行方向に接続したことによる行方向に隣り合う２つの仮想分割ユニットのセル間接合損失を演算する、ことを特徴とする請求項７又は８に記載の太陽電池の成膜検査方法。
【請求項１０】
前記単独セル測定と前記連結セル測定とにおいて行われる前記発光層分離型測定を行なうたびに得られる前記第１の電流電圧特性及び第２の電流電圧特性をそれぞれ配列化する演算を行い、配列にしたがって画像処理を行って、前記仮想分割ユニット毎の発電性能と、接続された前記仮想分割ユニット間の伝達性能を、それぞれ画像として表示する、ことを特徴とする請求項７乃至９の１つに記載の太陽電池の成膜検査方法。
【請求項１１】
前記光源と前記測定部とは、前記太陽電池の対向する面側に配置されることを特徴とする請求項７乃至１０の１つに記載の太陽電池の成膜検査方法。
【請求項１２】
前記光源と前記測定部とは、前記太陽電池の同一の面側に配置されることを特徴とする請求項７乃至１０の１つに記載の太陽電池の成膜検査方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３Ａ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−８４８１４（Ｐ２０１３−８４８１４Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２４２９１（Ｐ２０１１−２２４２９１）
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【出願人】（５９５０１３４２７）株式会社エヌ・ピー・シー (54)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【出願人】（５９５０１３４２７）株式会社エヌ・ピー・シー (54)
【Ｆターム（参考）】
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