JP3889938B2

JP3889938B2 - Solar cell internal crack inspection system

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Publication number: JP3889938B2
Application number: JP2001149515A
Authority: JP
Inventors: 誠西田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-05-18
Filing date: 2001-05-18
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2021-05-18
Also published as: JP2002343992A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は太陽電池の製造方法に関し、特に製造工程中において内部割れのある太陽電池セルを選別するための、太陽電池の内部割れ検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池は、太陽電池セルが数枚から数十枚接続される１枚の太陽電池モジュールとして形成される。太陽電池モジュールは、太陽電池セルが直列に接続されて、必要な電力を発電することができる。
【０００３】
太陽電池セルは、生産時に太陽電池セル材料であるシリコンウェハ内部にマイクロクラックと呼ばれる微小なヒビ、すなわち内部割れが生じることがある。このような欠陥がある太陽電池セルが混入した太陽電池モジュールは、製造工程中に該太陽電池セルが割れるという事態が発生する。太陽電池セルが割れた場合、割れ屑の除去および別の太陽電池セルを搭載するという補修工程を行う必要がある。このような新たな作業の追加によって、太陽電池モジュールの生産性が低下する。
【０００４】
また前記マイクロクラックのある太陽電池セルが割れずに搭載されて、太陽電池モジュールとして完成したとしても、マイクロクラックのある太陽電池セルは発電性能が不足しており、完成した太陽電池モジュールは、全体としての発電出力低下等の問題が発生する。
【０００５】
このようなマイクロクラックのある太陽電池セルを判定し、選別する従来の技術の方法として、たとえば特開平６−３０８０４２号公報に開示されている。特開平６−３０８０４２号公報に開示の従来の方法は、太陽電池セルに光を照射し、照射した光がウェハ表面で散乱した散乱光を検知することによってウェハ表面に生じているマイクロクラックを検出する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
現在、太陽電池発電システムは、住宅用などの需要が大幅に拡大している。太陽電池発電システムにおいて、最も大きな課題は、太陽電池発電システム全体の単位発電量あたりの生産コストを下げることである。太陽電池発電システム構成品の生産コストのうち太陽電池モジュールが非常に大きなウエイトを占める。したがって発電効率の向上とともに太陽電池モジュールの製造コスト低減化は、太陽電池発電システムのコスト低減に最も大きな効果を与える。
【０００７】
太陽電池モジュール製造ラインも、現在、他のエレクトロニクス産業と同様に、量産のための自動化が進んでいる。しかし他の高付加価値デバイスと少し考え方が異なり、いかに安定生産が行える安価な製造ラインにするかということは、太陽電池モジュール製造ラインにとっては非常に重要な課題である。
【０００８】
自動化を図って安定生産が行える安価な製造ラインを構築するには、製造工程途中での前記マイクロクラックに起因する太陽電池セルの割れを防止し、また完成した太陽電池モジュールの発電出力低下等を防止する必要がある。このようにして、太陽電池セルの歩留まりの向上が望まれる。
【０００９】
太陽電池セル材料のシリコンウェハ内部に生じた前記マイクロクラックを検知する方法は、従来は困難であったために、しばしば前述のような問題が発生し、太陽電池モジュールの生産性を低下させていた。
【００１０】
特開平６−３０８０４２号公報開示の従来の検査方法では、ウェハおよびソーラセル（太陽電池セル）の欠陥検出用光照射検査システムが提案されているが、ウェハ表面でのマイクロクラックの有無を判定しているので、ウェハ内部に発生しているマイクロクラック（内部割れ）を検知することはできないという問題がある。
【００１１】
またマイクロクラックの有無を検出する他の従来の方法として、特開平５−２５６８２６号公報に開示の技術がある。特開平５−２５６８２６号公報に開示の技術は、プリント配線基板上にはんだ付けされるコンタクトピンのマイクロクラックを検知する。具体的には、コンタクトピンのはんだ付け接続状態位置を加圧したとき、破壊音を検知することによって、はんだ付け位置でのマイクロクラックの有無を判断する。この技術では、はんだ付け位置付近以外の部分は湾曲せず、はんだ付け位置のマイクロクラックしか測定することができない。したがって基板上の他の部分のマイクロクラックを検知することができない。したがってこのような技術を太陽電池セルのマイクロクラックの判別に用いたとしても、太陽電池セル全体のマイクロクラックを一度に測定することができず、短時間でマイクロクラックを検知することができない。
【００１２】
したがって本発明は、上記課題の解決を図るべく発明し、太陽電池製造時において、太陽電池セルのウェハ内部に発生しているマイクロクラックを高精度で短時間に検知することができる太陽電池の内部割れ検査装置を提供することを目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、太陽電池の内部割れ検査装置であって、
弾性および衝撃吸収性を有する材料からなる当接部を太陽電池セルに押付けて、太陽電池セル自体を強制的に湾曲させる湾曲手段と、
太陽電池セル湾曲時に発生する振動波を検知する検知手段と、
検知手段によって検知される振動波を分析する分析手段とを有することを特徴とする太陽電池の内部割れ検査装置である。
【００２０】
本発明に従えば、湾曲手段によって強制的に太陽電池セル自体を湾曲させることによって、太陽電池セルにマイクロクラックが生じている場合とそうでない場合とでは、湾曲させた時に発生する振動波が異なる。この振動波は、アコースティックエミッション（ acoustic emission ：以下単にＡＥと言う）と呼ばれる。このように太陽電池セルを湾曲させた時に発生するＡＥが異なり、検知手段によってこれを検知し、分析手段が分析することによって、太陽電池セル全体にマイクロクラックが生じているか否かを短時間で容易に判断することができる。
【００２１】
また破壊限度内で太陽電池セルを湾曲させることによって、太陽電池セルを破壊する必要がなくマイクロクラックの有無を判断できるので、製造されるすべての太陽電池セルに対して品質検査を行うことができる。これによって太陽電池セルの信頼性を向上させることができる。
また湾曲手段は、弾性および衝撃吸収性を有する材料からなる当接部を太陽電池セルに押付けることで、機械振動などの外部振動波の影響を抑えて、ＡＥを精度よく検知することができる。また当接部と太陽電池セルとが衝突するときの衝撃を緩和するとともに、当接部から太陽電池セルに与えられる荷重が一点に集中することを防ぎ、太陽電池セルの破損を防止することができる。
【００２２】
また本発明は、前記当接部は、半球状に形成されることを特徴とする。
本発明に従えば、当接部が半球状に形成されるので、太陽電池セルが湾曲しても、当接部を太陽電池セルの当接面に対して滑らかに当接させることができ、一点に荷重が集中することを防止することができる。これによって太陽電池セルの破損を防ぐことができる。
また本発明は、前記検知手段は、超音波センサと、超音波センサの一端部に取り付けられて太陽電池セルと当接する先端部と、超音波センサの他端部に取り付けられて支持台に当接する基端部とを含み、先端部と基端部とは、弾性および衝撃吸収性を有する材料から成ることを特徴とする。
本発明に従えば、検知手段は、先端部が太陽電池セルに当接した状態で、ＡＥの検知が開始される。先端部および基端部が弾性および衝撃吸収性を有する材料から成ることで、機械振動などの外部振動波の影響を抑えて、ＡＥを精度よく検知することができる。また先端部と太陽電池セルとが衝突するときの衝撃を緩和するとともに、先接部から太陽電池セルに与えられる荷重が一点に集中することを防ぎ、太陽電池セルの破損を防止することができる。
また本発明は、前記先端部は、半球状に形成されることを特徴とする。
本発明に従えば、先端部が半球状に形成されるので、太陽電池セルが湾曲しても、先端部を太陽電池セルの当接面に対して滑らかに当接させることができ、一点に荷重が集中することを防止することができる。これによって太陽電池セルの破損を防ぐことができる。
また本発明は、前記弾性および衝撃性を有する材料は、ラバーであることを特徴とする。
本発明に従えば、ラバーを用いることで、弾性および衝撃性を有する当接部を実現することができる。
また本発明は、前記湾曲手段は、太陽電池セルの隅部に荷重を加え、前記検知手段は、太陽電池セルの中心部付近に設けられることを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、隅部に荷重を加えることによって太陽電池セルを隅部まで湾曲させることができ、隅部付近に生じるマイクロクラックも検知することができる。また検知手段は、太陽電池セルの中心部付近に設けられるので、太陽電池セルから発生するＡＥを検知する検知手段の検知範囲を小さくすることができ、低レベルのＡＥでも検知することができる。
【００２４】
また本発明は、前記湾曲手段は、対向する２カ所の隅部に同時に荷重を加えることを特徴とする。
【００２５】
本発明に従えば、太陽電池セルの２カ所の隅部に同時に荷重を加えるので、マイクロクラックがある場合、２カ所の隅部と別の２カ所の隅部とを順に湾曲させ、ＡＥの違いを分析することによってどの部位にどれほどの長さで生じているのかを判断することができる。
【００２６】
また本発明は、前記湾曲手段は、矩形板状の太陽電池セルの４つの隅部に同時に荷重を加えることを特徴とする。
【００２７】
本発明に従えば、４つの隅部に同時に荷重を加えるので、太陽電池セルを４つの隅部まで同時に湾曲させることができる。これによって４つの隅部付近のいずれにマイクロクラックが生じていても、太陽電池セルを一度湾曲させるだけで、マイクロクラックを検知することができる。
【００２８】
また本発明は、前記湾曲手段は、矩形板状の太陽電池セルの縁辺部に荷重を加え、前記検知手段は、太陽電池セルの中心部付近に設けられることを特徴とする。
【００２９】
本発明に従えば、縁辺部に荷重を加えることによって効果的に太陽電池セルを湾曲させることができ、荷重が加えられる縁辺部に向かって伸びるマイクロクラックを検知することができる。
【００３０】
また本発明は、前記湾曲手段は、対向する２カ所の縁辺部に同時に荷重を加えることを特徴とする。
【００３１】
本発明に従えば、太陽電池セルの対向する２カ所の縁辺部に同時に荷重を加えるので、マイクロクラックがある場合、２カ所の縁辺部と別の２カ所の縁辺部とを順に湾曲させ、ＡＥの違いを分析することによってどの部位にどれほどの長さで生じているのかを判断することができる。
【００３２】
また本発明は、前記湾曲手段は、太陽電池セルの４つの縁辺部に同時に荷重を加えることを特徴とする。
【００３３】
本発明に従えば、太陽電池セルの４つの周縁部に同時に荷重を加えることによって効果的に太陽電池セルを湾曲させることができる。
【００３４】
また本発明は、前記検知手段は、太陽電池セルの隅部または縁辺部に設けられ、前記湾曲手段は、太陽電池セルの中心部に荷重を加えることを特徴とする。
【００３５】
本発明に従えば、検知手段が隅部または周辺部に設けられることによって、隅部または周辺部のマイクロクラックを検出することが容易になる。また複数の検知手段を有することによって、各検知手段から得られるＡＥの違いを分析することによって、一度の湾曲動作によってマイクロクラックがある太陽電池セルのどの部位にマイクロクラックが生じているのかを判別することが容易である。
【００３８】
また本発明は、前記湾曲手段は、前記検知手段が配置される側と反対の面を押圧することによって、太陽電池セルに荷重を加え、湾曲させることを特徴とする。
【００３９】
本発明に従えば、太陽電池セルを押圧することによって、太陽電池セルを容易に湾曲させることができる。これによって隅部および縁辺部に簡単に荷重を加えることができる。
【００４０】
また本発明は、太陽電池の内部割れ検査装置であって、
太陽電池セル自体を強制的に湾曲させる湾曲手段と、
太陽電池セル湾曲時に発生する振動波を検知する検知手段と、
検知手段によって検知される振動波を分析する分析手段とを有し、
前記湾曲手段は、前記検知手段が配置される側の面を吸引することによって、太陽電池セルに荷重を加え、湾曲させることを特徴とする太陽電池の内部割れ検査装置である。
【００４１】
本発明に従えば、太陽電池セルの検知手段が配置される側の面を湾曲手段が吸引するので、その反対の面には太陽電池セルを湾曲させるための機構を設ける必要がなく空間が形成される。これによって太陽電池セルの検査装置への搭載を容易に行うことができ、湾曲検査工程を容易に自動化することができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例形態を図面に基づいて詳述する。なお、本発明はこれによって限定されるものではない。
【００４４】
図１は本発明における第１の実施形態の内部割れ検査装置１００を簡略化して、主要な部分を示す斜視図である。本発明は、太陽電池製造時において、太陽電池セル２の品質検査方法として、太陽電池セルを湾曲させる湾曲検査工程を有し、湾曲検査工程には、図１に示す検査装置１００が用いられる。
【００４５】
検査装置１００は、太陽電池セル２湾曲時に発生する振動波であるＡＥを測定することによって、太陽電池セル２の表面および内部に生じるマイクロクラックの有無を検査する装置である。検査装置１００によって太陽電池セル２にマイクロクラックが生じているか否かを判定し、マイクロクラックが生じている太陽電池セル２を排除して高信頼性を有する太陽電池モジュールを形成することができる。
【００４６】
太陽電池セル２は、シリコンウェハ内に設けられるｐ型半導体およびｎ型半導体によってｐｎ接合部を形成し、表面に電極などを形成して矩形板状に形成される。検査装置１００は、太陽電池セル全体を強制的に湾曲させる湾曲手段１０１と、超音波センサーを含んで構成される検知手段１と、太陽電池セル２を支持する図示しない支持手段とを有する。内部割れ検査が行われる太陽電池セル２は、検知手段１と押し込み棒３〜６との間に搭載される。
【００４７】
湾曲手段１０１は、太陽電池セル２の厚み方向他方側Ａ２の面２ａの４つの隅部をそれぞれ押圧する４つの押し込み棒３，４，５，６を有し、太陽電池セル２を厚み方向一方Ａ１に向かって押圧する。押し込み棒３〜６は、略角柱状に形成され、押し込み棒３〜６の長手方向一方側の端部には、半球状の当接部３ａ，４ａ，５ａ，６ａが設けられる。
【００４８】
当接部３ａ〜６ａは、長手方向一方側に向かって突出して形成され、それぞれが太陽電池セル２と当接する。当接部３ａ〜６ａは、ラバーなどの振動吸収性、したがって弾性を有する部材を用いることによって、機械的振動などの外部からのノイズを吸収することができる。また当接部３ａ〜６ａと太陽電池セル２との接触に起因するＡＥへの悪影響を低減することができる。
【００４９】
また当接部３ａ〜６ａは、半球状に形成されるので、太陽電池セル２が湾曲しても、太陽電池セル２の当接面に対して滑らかに当接することができ、一点に荷重が集中することを防止することができる。これによって太陽電池セル２の破損を防ぐことができる。このように当接部３ａ〜６ａが半球状に形成されることによって、太陽電池セル２が破損するのを防いで湾曲させ、より正確なＡＥを検知することができる。
【００５０】
検知手段１は、押し込み棒３〜６と対向する位置に設置される。検知手段１は、搭載される太陽電池セル２の押圧部材３〜６側の面と反対の面の中心位置に配置される。検知手段１は、超音波を検出するＡＥ（acoustic emission）センサ７と２つの振動吸収部材８，９とを有する。振動吸収部材８，９は、弾性を有し、外部からの振動を吸収するラバーまたはゴムなどから成る。一方の振動吸収部材８は半球状に形成され、先端部８ａが太陽電池セル２と当接する。一方の振動吸収部材８の底面とＡＥセンサ７の一端部とが連結され、ＡＥセンサ７の他端部と他方の振動吸収部材９とが連結される。他方の振動吸収部材９は、図示しない支持台に固定される。
【００５１】
図２は、検査装置１００が太陽電池セル２を湾曲させた状態を示す断面図である。太陽電池セル２は、厚み方向一方Ａ１側の面の中心部２ｂと、検知手段１の一方の振動吸収部材８の先端部８ａとが当接して検査装置１００に搭載される。４つの押し込み棒３〜６は、太陽電池セル２の厚み方向他方Ａ２側の面の４つの隅部（コーナー部）を同時に湾曲させる。これによって太陽電池セル２を一度湾曲させるだけで、太陽電池セル２全体が湾曲し、太陽電池セル２のいずれの部分にマイクロクラックが生じていても検知することができる。このとき一方の振動吸収部材８の先端部８ａは、半球状に形成されるので、太陽電池セル２の湾曲形状に沿って、太陽電池セル２と当接する。
【００５２】
また検査装置１００は、太陽電池セル２の対向する２個所の隅部を同時に、または各隅部を別々に順番に押圧して、太陽電池セル２を湾曲させてもよい。太陽電池セル２の隅部を順番に押圧して湾曲させることによって、隅部付近に生じるマイクロクラックをより確実に検出することができる。また２カ所の隅部と別の２カ所の隅部とを順に湾曲させ、ＡＥの違いを分析することによってどの部位にどれほどの長さで生じているのかを判断することができる。これによってマイクロクラックが発生する原因を知ることができ、マイクロクラックを低減させることができる。
【００５３】
図３は、検査装置１００の構成を概略的に示したブロック図である。湾曲手段１０１が、図２に示すように太陽電池セル２を湾曲させたとき、太陽電池セル２は、振動波である軋み音すなわちＡＥを発する。このＡＥを検知手段１のＡＥセンサ７が検知し、検知手段１は、ＡＥを電気信号として変換し増幅器１２に送る。増幅器１２に送られたＡＥ電気信号は、増幅器１２によって増幅されて分析手段であるコンピュータ１３に送られる。コンピュータ１３は、送られたＡＥ電気信号を分析し、マイクロクラックがある場合のＡＥであるか、それともマイクロクラックのない場合のＡＥであるかを判断する。
【００５４】
図４および図５は、太陽電池セル湾曲時に得られるＡＥの検出結果を示すグラフである。本発明者は、１２５ｍｍ角の太陽電池セル２を用いて内部割れの検査を行い、４つの押し込み棒３〜６によって太陽電池セル２の４つの隅部を同時に押圧して、２ｍｍ湾曲させたときのＡＥの変化を調べた。
【００５５】
太陽電池セル湾曲時に太陽電池セル２から発生する振動波（振動音）をＡＥセンサ７によって検知してコンピュータ１３で解析する。コンピュータ１３での信号解析ソフトには、（株）キーエンス製の『DATA ACQUISITION SYSTEM NR-350』を使用し、測定する波長は２０ｋＨｚ〜２ＭＨｚを使用する。
【００５６】
図４は、太陽電池セル２にマイクロクラック（内部割れ）がない場合の測定結果を示し、内部割れのない良好な太陽電池セル２は湾曲しても振動波（振動音）が発生せず、測定波長全域にわたって、測定開始から終了時まで、所定のレベル以下の低い振動レベルとなる。
【００５７】
図５は、太陽電池セル２にマイクロクラックがある場合の測定結果を示し、内部割れのある太陽電池セル２は、測定時に、測定した波形のある特定波長で鋭いピークが現れる。この理由は、マイクロクラックのある太陽電池セル２を湾曲させるために前記４つの隅部を押圧していくと、湾曲せずにマイクロクラックのあるところでズレまたは屈曲が生じ、軋み音が発生するためである。このことは、地殻内のプレート境界面または活断層が、受けている押圧力に耐えかねてズレが生じ、地震が発生する現象とよく似ている。すなわち、前記軋み音の有無をＡＥセンサ７で測定し解析して、太陽電池セル２のマイクロクラックの有無を判別することができる。
【００５８】
上述の実施の一形態では、矩形板状の太陽電池セルの４つの隅部をそれぞれ４つの押し込み棒３〜６によって同時に押込んで湾曲させているが、もちろん４つの隅部を同時でなく、対向する２個所の隅部を同時に、または各隅部を別々に順番に押付けて湾曲させてもよい。このように隅部ごとに異なって発生するＡＥを比較することによって、太陽電池セル２のどの部位にマイクロクラックがあるかを分析することができる。
【００５９】
また角形セルの４つの隅部（コーナ部）ではなく、４つの縁辺を押圧して太陽電池セルを湾曲させてもよい。縁辺部に荷重を加えることによって太陽電池セルを縁辺部まで湾曲させることができ、縁辺部付近に生じるマイクロクラックも検知することができる。また押圧した縁辺部に向かって延びるマイクロクラックを検知しやすくなる。
【００６０】
また太陽電池セルの対向する２カ所の縁辺部と別の２カ所の縁辺部とを順に湾曲させ、ＡＥの違いを分析することによってどの部位にどれほどの長さで生じているのかを判断することができる。
【００６１】
また太陽電池セルの４つの縁辺すなわち周縁部に同時に荷重を加えてもよく、一度の湾曲動作によってマイクロクラックをより詳しく検知することができる。また周縁部を押圧することによって、上記マイクロクラック（内部割れ）検知の方法は、角形セルのみならず丸形セルにも適用できる。なお湾曲させる度合いも、太陽電池セルである被検査セルが持つ弾性の限度内であれば、適当でよい。
【００６２】
以上のように本実施の形態に従えば、太陽電池セル自体を湾曲させることによって、太陽電池セル２から軋み音、すなわちＡＥを発生させて、それを検出することによって、太陽電池セル全体においてマイクロクラックが生じているか否かを短時間で判断することができる。
【００６３】
また破壊限度内で太陽電池セル全体を湾曲させることによって、非破壊で製造されるすべての太陽電池セルに対して品質検査を行うことができる。これによって太陽電池セルの信頼性を向上させることができる。
【００６４】
また本発明は、湾曲手段によって太陽電池セル全体を湾曲させることができるので、一回の湾曲動作によって太陽電池セル全体にクラックが生じているか否かを判定することができ、さらに短時間でマイクロクラックの有無を検知することができる。
【００６５】
また検知手段１は、ラバーなどの振動吸収部材８，９が超音波センサ７両端に取り付けられるので、外部からのノイズを超音波センサ７が検知することを防止することができる。また一方の振動吸収部材８が半球状に設けられるので、太陽電池セル２の湾曲に沿うように設けられる。したがって湾曲動作時に太陽電池セル２は、部分的に一方の振動吸収部材８に接触し、太陽電池セル２に作用する荷重を分散させて太陽電池セル２が破損することを防止することができる。
【００６６】
図６は、本発明における第２の実施形態の内部割れ検査装置２００を簡略化して、主要な部分を示す斜視図である。図６に示す検査装置２００は、図１に示す検査装置１００と類似しており、同様の構成については、説明を省略し同様の符号を付す。検査装置２００は、４つの検知手段１と、１つの押し込み棒１５とを有して構成される。各検知手段１および押し込み棒１５の構成は、図１に示す検査装置１００と同様である。
【００６７】
４つの検知手段１は、検査装置２００に搭載される太陽電池セル２の厚み方向一方側Ａ１に配置され、各当接部８ａが太陽電池セル２の４つの隅部に当接する。また押し込み棒１５は、厚み方向他方Ａ２側に配置され、太陽電池セル２の厚み方向他方側Ａ２の面の中心部付近を押圧する。これによって太陽電池セル２は、厚み方向一方向Ａ１に凸に湾曲する。
【００６８】
前述と同様に、湾曲手段が太陽電池セル２を湾曲させることによって、太陽電池セル２に生じる軋み音をＡＥセンサ７で測定し解析して、太陽電池セル２のマイクロクラックの有無を判別する。このとき異なるＡＥセンサ７からのＡＥ信号を比較することによって、唯１回の湾曲動作で、太陽電池セル２のどの部位にマイクロクラックがあるかまで判別することができる。また複数の検知手段によってＡＥ信号を得ることができるので、より正確なＡＥ信号を得ることができ、マイクロクラックの測定ミスを低減することができる。
【００６９】
図７は、本発明における第３の実施形態の内部割れ検査装置３００を簡略化して、主要な部分を示す斜視図である。図７に示す検査装置３００は、前述に示す図１に示す検査装置１００と同様の構成については、説明を省略し同様の符号を示す。検査装置３００は、図１に示す検査装置１００と同様な検知手段１を有し、検知手段１は、積載される太陽電池セル２の厚み方向一方Ａ１側に配置される。検知手段１は、太陽電池セル２の厚み方向一方Ａ１側の中央部に当接する。
【００７０】
また検査装置３００は、太陽電池セル２を湾曲させる湾曲手段３０１を有し、湾曲手段３０１は、太陽電池セル２を吸引する４つの吸引部材１６，１７，１８，１９を有する。各吸引部材１６〜１９は、積載される太陽電池セル２の厚み方向一方Ａ１側に配置される。
【００７１】
図８は、検査装置３００が太陽電池セル２を湾曲させた状態を示す断面図である。各吸引部材１６〜１９は、吸引機構を有し、太陽電池セル２の厚み方向一方向Ａ１側の４つの隅部を真空引き吸着して、太陽電池セル２を厚み方向他方Ａ２側に凸に湾曲させる。前述に記載の検査装置と同様に、軋み音の有無をＡＥセンサ７によって検知し解析して、太陽電池セル２のマイクロクラックの有無を判別する。この第３の実施例形態では、測定手段１の機構が被測定太陽電池セル２の片面側に全て配置されるので、被測定太陽電池セル２を検査装置３００の測定部１に搭載しやすくなる。これによって本発明における太陽電池の内部割れ検査手段を容易に全自動化することができ、生産工程を自動化することによって、太陽電池の製造コストをさらに低減させることができる。
【００７２】
また本発明は、ｐｎ接合が形成された太陽電池セルだけでなく、太陽電池セルとなる前の半導体ウェハ自体にも同様に適用することができる。また太陽電池セルおよびウェハは、矩形板状でなくてもよく、円板状または正方形板状であってもよい。また太陽電池セル２は、表面および裏面のどちらに荷重を加えてもよく、また検知手段１は、太陽電池セル２に対して、上方または下方のいずれに配置してもよい。さらに太陽電池セル２を立たせた状態で検査を行ってもよい。
【００７３】
【発明の効果】
本発明によれば、湾曲手段によって太陽電池セル自体を強制的に湾曲させ、そのときに該太陽電池セル自体から発する振動波（振動音）を検知手段によって検知して分析し、軋み音すなわちＡＥが生じているものを内部割れ（マイクロクラック）がある太陽電池セルであると判断することができる。
【００７４】
また太陽電池セル全体を湾曲させた時に、ＡＥを検知するので、短時間に太陽電池セル全体の合否を選別し、内部割れがある太陽電池セルを排除することが可能である。また太陽電池セルの表面および内部に生じているマイクロクラックを非破壊で検知することができ、高精度な検査を行うことができる。
また湾曲手段が、弾性および衝撃吸収性を有する材料からなる当接部を太陽電池セルに押付けることで、機械振動による外部振動波などのＡＥ以外の余分な振動を吸収し、検知手段がＡＥ以外の信号を拾うことを防止することができる。これによって精度よくＡＥを検知することができ、太陽電池のマイクロクラックの有無を精度よく判断することができる。また当接部と太陽電池セルとが衝突するときの衝撃を緩和するとともに、当接部から太陽電池セルに与えられる荷重が一点に集中することを防ぎ、太陽電池セルの破損を防止することができる。
【００７５】
このような検査方法は、容易に自動化することができる。これによって太陽電池モジュールの製造工程の合理化を行うことができ、製品の信頼性を向上するとともに安価な太陽電池モジュールを提供することができる。
また本発明によれば、当接部が半球状に形成されるので、太陽電池セルの湾曲時に、太陽電池セルの一点に荷重が集中することを防止することができ、太陽電池セルの破損を防ぐことができる。
また本発明によれば、検知手段の先端部および基端部が、弾性および衝撃吸収性を有する材料からなることで、機械振動による外部振動波などのＡＥ以外の余分な振動を吸収し、検知手段がＡＥ以外の信号を拾うことを防止することができる。これによって精度よくＡＥを検知することができ、太陽電池のマイクロクラックの有無を精度よく判断することができる。
また先端部と太陽電池セルとが衝突するときの衝撃を緩和するとともに、先接部から太陽電池セルに与えられる荷重が一点に集中することを防ぎ、太陽電池セルの破損を防止することができる。
また本発明によれば、先端部が半球状に形成されるので、太陽電池セルの湾曲時に、太陽電池セルの一点に荷重が集中することを防止することができ、太陽電池セルの破損を防ぐことができる。
【００７６】
また本発明によれば、隅部に荷重を加えることによって太陽電池セルを隅部まで湾曲させることができ、隅部付近に生じる内部割れも検知することができる。これによってさらに高精度な検査を行うことができる。
【００７７】
また本発明によれば、太陽電池セルの２カ所の隅部に同時に荷重を加えるので、内部割れがある場合、どの部位にどれほどの長さで生じているのかを判断することができる。これによって内部割れの原因を調べることが容易になり、内部割れの原因をなくして、生産性を向上することができる。
【００７８】
また本発明によれば、４つの隅部に同時に荷重を加えるので、太陽電池セルを４つの隅部まで同時に湾曲させることができる。これによって４つの隅部付近のいずれに内部割れが生じていても、太陽電池セルを一度湾曲させるだけで、内部割れを検知することができ、短時間で内部割れの検査を行うことができ、単位時間あたりに検査することができる太陽電池セルを増加させることができる。
【００７９】
また本発明によれば、縁辺部に荷重を加えることによって、周辺部付近に生じる内部割れを効果的に検知することができ、これによってさらに高精度な検査を行うことができる。
【００８０】
また本発明によれば、対向する２ヵ所の周縁部に同時に荷重を加えるので、内部割れがある場合、どの部位にどれほどの長さで生じているのかを判断することができる。これによって内部割れの原因を調べることが容易になり、内部割れの原因をなくして、生産性を向上することができる。
【００８１】
また本発明によれば、太陽電池セルの全周にわたって同時に荷重を加えるので、一度の湾曲動作によって、内部割れがある太陽電池セルを検知することができ、単位時間あたりに検査することができる太陽電池セルを増加させることができる。
【００８２】
また本発明によれば、複数の検知手段を有するので、各検知手段から得られるＡＥを分析することによって、太陽電池セルのどの部位にどれくらいの大きさのマイクロクラックが発生しているか否かを判断することができる。これによって内部割れの原因を調べることが容易になり、内部割れの原因をなくして、生産性を向上することができる。
また本発明によれば、前記湾曲手段が前記検知手段が配置される側と反対の面を押圧することで、太陽電池セルを容易に湾曲させることができる。これによって隅部および縁辺部に簡単に荷重を加えることができる。
【００８３】
また本発明によれば、検査装置に搭載される太陽電池セルの厚み方向他方側に空間が形成され、太陽電池セルの検査装置への搭載を容易に行うことができ、湾曲検査工程を容易に自動化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における第１の実施形態の内部割れ検査装置１００を簡略化して、主要な部分を示す斜視図である。
【図２】検査装置１００が太陽電池セル２を湾曲させた状態を示す断面図である。
【図３】検査装置１００の構成を概略的に示したブロック図である。
【図４】太陽電池セル２にマイクロクラックがない場合の測定結果を示すグラフである。
【図５】太陽電池セル２にマイクロクラックがある場合の測定結果を示すグラフである。
【図６】本発明における第２の実施形態の内部割れ検査装置２００を簡略化して、主要な部分を示す斜視図である。
【図７】本発明における第３の実施形態の内部割れ検査装置３００を簡略化して、主要な部分を示す斜視図である。
【図８】検査装置３００が太陽電池セル２を湾曲させた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１検知手段
２太陽電池セル
３，４，５，６，１５押し込み棒
７ＡＥセンサ
８半球状ラバー
９ラバー
１０支持台
１２増幅器
１３コンピュータ
１６，１７，１８，１９吸引部材
Ａ１厚み方向一方
Ａ２厚み方向他方[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a method for manufacturing a solar cell, and more particularly to an internal division of a solar cell for selecting solar cells having internal cracks during the manufacturing process.InspectionIt relates to inspection equipment.
[0002]
[Prior art]
A solar cell is formed as one solar cell module in which several to several tens of solar cells are connected. The solar cell module can generate necessary power by connecting solar cells in series.
[0003]
A solar battery cell may produce a micro crack called a microcrack, that is, an internal crack, inside a silicon wafer which is a solar battery material during production. In the solar battery module in which such a defective solar battery cell is mixed, the solar battery cell breaks during the manufacturing process. When a solar cell is cracked, it is necessary to perform a repairing process of removing debris and mounting another solar cell. By adding such a new operation, the productivity of the solar cell module is lowered.
[0004]
Moreover, even if the solar cells with microcracks are mounted without cracking and completed as a solar cell module, the solar cells with microcracks have insufficient power generation performance. As a result, problems such as reduced power generation output occur.
[0005]
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-308042 discloses a conventional method for determining and selecting solar cells having such microcracks. The conventional method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-308042 detects microcracks generated on the wafer surface by irradiating the solar cells with light and detecting scattered light scattered by the wafer surface. To do.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Currently, the demand for solar cell power generation systems for housing and the like is greatly expanding. In the solar cell power generation system, the biggest problem is to reduce the production cost per unit power generation amount of the entire solar cell power generation system. The solar cell module occupies a very large weight among the production costs of solar cell power generation system components. Therefore, improvement in power generation efficiency and reduction in manufacturing cost of the solar cell module have the greatest effect on cost reduction of the solar cell power generation system.
[0007]
The solar cell module production line is currently being automated for mass production, as is the case with other electronics industries. However, a little different from other high-value-added devices, how to make an inexpensive production line that enables stable production is a very important issue for the solar cell module production line.
[0008]
In order to build an inexpensive production line that can be manufactured stably by automation, it is possible to prevent cracking of the solar cells due to the microcracks during the manufacturing process, and to reduce the power generation output of the completed solar cell module. There is a need to prevent. Thus, improvement of the yield of a photovoltaic cell is desired.
[0009]
Since the method for detecting the microcracks generated inside the silicon wafer of the solar cell material has been difficult in the past, the above-mentioned problems often occur, reducing the productivity of the solar cell module.
[0010]
In the conventional inspection method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-308042, a light irradiation inspection system for defect detection of wafers and solar cells (solar cells) has been proposed, but the presence or absence of microcracks on the wafer surface is determined. Therefore, there is a problem that microcracks (internal cracks) occurring inside the wafer cannot be detected.
[0011]
As another conventional method for detecting the presence or absence of microcracks, there is a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-256826. The technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-256826 detects microcracks in contact pins that are soldered onto a printed wiring board. Specifically, when the soldering connection state position of the contact pin is pressurized, the presence or absence of a microcrack at the soldering position is determined by detecting a breaking sound. In this technique, portions other than the vicinity of the soldering position are not curved, and only the microcracks at the soldering position can be measured. Therefore, microcracks in other parts on the substrate cannot be detected. Therefore, even if such a technique is used for discrimination of microcracks of solar cells, the microcracks of the entire solar cells cannot be measured at a time, and microcracks cannot be detected in a short time.
[0012]
  Therefore, the present invention is invented to solve the above-described problems, and is a solar cell capable of detecting microcracks generated inside the wafer of the solar cell with high accuracy in a short time during the production of the solar cell.Internal crackThe object is to provide an inspection device.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
  BookInvention, ThickA device for inspecting internal cracks of a positive battery,
  Pressing the contact portion made of a material having elasticity and shock absorption against the solar cell,Bending means for forcibly bending the solar cell itself;
  Detecting means for detecting a vibration wave generated when the solar battery cell is bent;
  An internal crack inspection apparatus for a solar cell, comprising: an analysis unit that analyzes a vibration wave detected by the detection unit.
[0020]
  According to the present invention, microcracks are generated in the solar cells by forcibly bending the solar cells themselves by the bending means.The vibration wave generated when bending is different between the case and the case where it is not. This vibration wave is an acoustic emission ( acoustic emission : Hereinafter simply referred to as AE). In this way solar cellsThe AE generated when bent is different, and this is detected by the detection means and analyzed by the analysis means, so that it can be easily determined in a short time whether or not microcracks are generated in the entire solar battery cell. .
[0021]
  Also, the solar cellLeBy curving,Solar cellsDestructionYou can determine the presence or absence of microcracks without having toso,Quality inspection can be performed on all manufactured solar cells. As a result, the reliability of the solar battery cell can be improved.
  Further, the bending means can accurately detect AE by suppressing the influence of an external vibration wave such as mechanical vibration by pressing a contact portion made of a material having elasticity and shock absorption against the solar battery cell. . In addition, the impact when the abutting portion and the solar battery cell collide are alleviated, and the load applied to the solar battery cell from the abutting portion is prevented from being concentrated on one point, thereby preventing the solar cell from being damaged. it can.
[0022]
  According to the present invention, the contact portion is formed in a hemispherical shape.
  According to the present invention, since the contact portion is formed in a hemispherical shape, even if the solar battery cell is curved, the contact portion can be smoothly contacted with the contact surface of the solar battery cell, It is possible to prevent the load from being concentrated on one point. This can prevent damage to the solar battery cell.
  Further, according to the present invention, the detection means includes an ultrasonic sensor, a tip portion attached to one end portion of the ultrasonic sensor and contacting the solar battery cell, and a detection plate attached to the other end portion of the ultrasonic sensor. A distal end portion and a proximal end portion made of a material having elasticity and shock absorption.
  According to the present invention, the detection means starts detection of AE in a state where the tip portion is in contact with the solar battery cell. Since the distal end portion and the proximal end portion are made of a material having elasticity and shock absorption, it is possible to accurately detect AE while suppressing the influence of external vibration waves such as mechanical vibration. Moreover, while reducing the impact when a front-end | tip part and a photovoltaic cell collide, it can prevent that the load given to a photovoltaic cell from a front-contact part concentrates on one point, and can prevent damage to a photovoltaic cell. .
  Further, the present invention is characterized in that the tip portion is formed in a hemispherical shape.
  According to the present invention, since the tip portion is formed in a hemispherical shape, even if the solar cell is curved, the tip portion can be smoothly brought into contact with the contact surface of the solar battery cell. It is possible to prevent the load from being concentrated. This can prevent damage to the solar battery cell.
  In the invention, it is preferable that the elastic and impact material is rubber.
  According to the present invention, by using a rubber, a contact portion having elasticity and impact property can be realized.
  In the invention, it is preferable that the bending means applies a load to a corner portion of the solar battery cell, and the detection means is provided in the vicinity of the center part of the solar battery cell.
[0023]
According to the present invention, by applying a load to the corner, the solar battery cell can be bent to the corner, and microcracks generated near the corner can also be detected. Moreover, since the detection means is provided in the vicinity of the central portion of the solar battery cell, the detection range of the detection means for detecting AE generated from the solar battery cell can be reduced, and even a low level AE can be detected.
[0024]
Further, the present invention is characterized in that the bending means applies a load simultaneously to two opposite corners.
[0025]
According to the present invention, the load is simultaneously applied to the two corners of the solar battery cell. When there is a microcrack, the two corners and the other two corners are sequentially bent, and the difference in AE By analyzing the above, it is possible to determine at what part and how long it occurs.
[0026]
In the invention, it is preferable that the bending means applies loads simultaneously to four corners of the rectangular plate-shaped solar battery cell.
[0027]
According to the present invention, loads are simultaneously applied to the four corners, so that the solar battery cell can be curved up to the four corners simultaneously. As a result, even if microcracks are generated near any of the four corners, the microcracks can be detected by simply bending the solar cell once.
[0028]
In the invention, it is preferable that the bending means applies a load to an edge of a rectangular plate-shaped solar battery cell, and the detection means is provided in the vicinity of the center of the solar battery cell.
[0029]
According to the present invention, the solar cell can be effectively curved by applying a load to the edge portion, and microcracks extending toward the edge portion to which the load is applied can be detected.
[0030]
Further, the present invention is characterized in that the bending means applies a load simultaneously to two opposing edge portions.
[0031]
According to the present invention, the load is simultaneously applied to the two opposing edge portions of the solar battery cell. When there is a microcrack, the two edge portions and the other two edge portions are sequentially bent, and AE By analyzing the difference, it is possible to determine in which part and how long it occurs.
[0032]
In the invention, it is preferable that the bending means applies a load simultaneously to four edge portions of the solar battery cell.
[0033]
According to the present invention, the solar battery cell can be effectively curved by simultaneously applying a load to the four peripheral edges of the solar battery cell.
[0034]
Moreover, the present invention is characterized in that the detection means is provided at a corner or an edge of the solar battery cell, and the bending means applies a load to the central part of the solar battery cell.
[0035]
According to the present invention, it is easy to detect microcracks at the corner or the peripheral portion by providing the detection means at the corner or the peripheral portion. In addition, by having a plurality of detection means, by analyzing the difference in AE obtained from each detection means, it is possible to determine in which part of the solar cell where the microcracks are caused by a single bending operation. Easy to do.
[0038]
Further, the present invention is characterized in that the bending means applies a load to the solar battery cell to bend by pressing a surface opposite to the side where the detection means is arranged.
[0039]
According to the present invention, the solar battery cell can be easily bent by pressing the solar battery cell. As a result, a load can be easily applied to the corner and the edge.
[0040]
  The present invention also providesA device for inspecting internal cracks in solar cells,
  Bending means for forcibly bending the solar cell itself;
  Detecting means for detecting a vibration wave generated when the solar battery cell is bent;
  Analysis means for analyzing vibration waves detected by the detection means,
  The said bending means is a solar cell internal crack inspection apparatus characterized by applying a load to a solar cell and making it bend | curve by attracting | sucking the surface by which the said detection means is arrange | positioned.
[0041]
  According to the present invention,Since the bending means sucks the surface of the solar battery cell on which the detection means is disposed, a space is formed on the opposite surface without the need for providing a mechanism for bending the solar battery cell. This makes it easy to mount solar cells on the inspection device and easily automates the curvature inspection process.can do.
[0043]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this.
[0044]
FIG. 1 is a perspective view showing the main part of the internal crack inspection apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention in a simplified manner. The present invention has a curvature inspection process for bending a solar battery cell as a quality inspection method of the solar battery cell 2 at the time of manufacturing a solar battery, and the inspection apparatus 100 shown in FIG. 1 is used for the curvature inspection process.
[0045]
The inspection apparatus 100 is an apparatus that inspects the presence or absence of microcracks generated on the surface and inside of the solar battery cell 2 by measuring AE that is a vibration wave generated when the solar battery cell 2 is bent. It can be determined whether or not a microcrack is generated in the solar battery cell 2 by the inspection apparatus 100, and a solar battery module having high reliability can be formed by eliminating the solar battery cell 2 in which the microcrack is generated.
[0046]
The solar battery cell 2 is formed in a rectangular plate shape by forming a pn junction portion with a p-type semiconductor and an n-type semiconductor provided in a silicon wafer, and forming an electrode on the surface. The inspection apparatus 100 includes a bending unit 101 that forcibly curves the entire solar battery cell, a detection unit 1 including an ultrasonic sensor, and a support unit (not shown) that supports the solar cell 2. The solar battery cell 2 to be inspected for internal cracks is mounted between the detection means 1 and the push rods 3 to 6.
[0047]
The bending means 101 has four push rods 3, 4, 5, and 6 that respectively press the four corners of the surface 2a on the other side A2 in the thickness direction of the solar battery cell 2, and the solar battery cell 2 in the thickness direction. Press toward A1. The push rods 3 to 6 are formed in a substantially prismatic shape, and hemispherical contact portions 3a, 4a, 5a, and 6a are provided at the ends of the push rods 3 to 6 on one side in the longitudinal direction.
[0048]
The contact portions 3 a to 6 a are formed to protrude toward one side in the longitudinal direction, and each contact with the solar battery cell 2. The abutting portions 3a to 6a can absorb external noise such as mechanical vibration by using a member having vibration absorption properties such as rubber and therefore elasticity. Moreover, the bad influence to AE resulting from the contact with contact part 3a-6a and the photovoltaic cell 2 can be reduced.
[0049]
Further, since the contact portions 3a to 6a are formed in a hemispherical shape, even if the solar battery cell 2 is curved, it can smoothly contact the contact surface of the solar battery cell 2, and a load is applied at one point. Concentration can be prevented. Thereby, damage to the solar battery cell 2 can be prevented. As described above, the contact portions 3a to 6a are formed in a hemispherical shape, so that the solar battery cell 2 is prevented from being damaged and curved, and more accurate AE can be detected.
[0050]
The detection means 1 is installed at a position facing the push rods 3 to 6. The detection means 1 is arrange | positioned in the center position of the surface on the opposite side to the surface at the side of the press members 3-6 of the photovoltaic cell 2 mounted. The detection unit 1 includes an AE (acoustic emission) sensor 7 that detects ultrasonic waves and two vibration absorbing members 8 and 9. The vibration absorbing members 8 and 9 are made of rubber or rubber having elasticity and absorbing external vibration. One vibration absorbing member 8 is formed in a hemispherical shape, and the tip 8 a comes into contact with the solar battery cell 2. The bottom surface of one vibration absorbing member 8 and one end of the AE sensor 7 are connected, and the other end of the AE sensor 7 and the other vibration absorbing member 9 are connected. The other vibration absorbing member 9 is fixed to a support base (not shown).
[0051]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the inspection device 100 curves the solar battery cell 2. The solar cell 2 is mounted on the inspection apparatus 100 with the central portion 2b of the surface on the one A1 side in the thickness direction and the tip 8a of one vibration absorbing member 8 of the detection means 1 in contact with each other. The four push rods 3 to 6 simultaneously curve the four corners (corner portions) of the surface on the other side A <b> 2 in the thickness direction of the solar battery cell 2. Thus, the solar battery cell 2 as a whole is curved only once by bending the solar battery cell 2, and it can be detected whether any portion of the solar battery cell 2 has a microcrack. At this time, the distal end portion 8 a of one vibration absorbing member 8 is formed in a hemispherical shape, and thus comes into contact with the solar battery cell 2 along the curved shape of the solar battery cell 2.
[0052]
Moreover, the test | inspection apparatus 100 may press the corner part of the two places which the photovoltaic cell 2 opposes simultaneously, or may press each corner separately in order, and may curve the photovoltaic cell 2. FIG. By pressing and curving the corners of the solar cells 2 in order, the microcracks that occur near the corners can be detected more reliably. In addition, it is possible to determine at which part and how long the two corners and the other two corners are curved in order and analyze the difference in AE. As a result, the cause of the occurrence of microcracks can be known, and the microcracks can be reduced.
[0053]
FIG. 3 is a block diagram schematically showing the configuration of the inspection apparatus 100. When the bending means 101 bends the solar battery cell 2 as shown in FIG. 2, the solar battery cell 2 emits a squeaking sound, ie, AE, which is a vibration wave. This AE is detected by the AE sensor 7 of the detection means 1, and the detection means 1 converts the AE as an electric signal and sends it to the amplifier 12. The AE electrical signal sent to the amplifier 12 is amplified by the amplifier 12 and sent to the computer 13 as analysis means. The computer 13 analyzes the sent AE electrical signal and determines whether the AE is in the presence of a microcrack or the AE in the absence of a microcrack.
[0054]
4 and 5 are graphs showing the detection results of AE obtained when the solar battery cell is bent. When this inventor inspects an internal crack using the solar cell 2 of 125 mm square, and presses four corners of the solar cell 2 simultaneously with the four pushing rods 3-6, and it curves 2 mm The change of AE was investigated.
[0055]
A vibration wave (vibration sound) generated from the solar battery cell 2 when the solar battery cell is bent is detected by the AE sensor 7 and analyzed by the computer 13. As a signal analysis software in the computer 13, “DATA ACQUISITION SYSTEM NR-350” manufactured by Keyence Corporation is used, and the measurement wavelength is 20 kHz to 2 MHz.
[0056]
FIG. 4 shows the measurement results when there are no microcracks (internal cracks) in the solar battery cell 2, and no vibration wave (vibration sound) is generated even when the good solar battery cell 2 without internal cracks is curved, From the start of measurement to the end of measurement, the vibration level is lower than a predetermined level.
[0057]
FIG. 5 shows a measurement result in the case where the solar battery cell 2 has a microcrack. In the solar battery cell 2 having an internal crack, a sharp peak appears at a specific wavelength having a measured waveform at the time of measurement. The reason for this is that if the four corners are pressed in order to bend the solar cell 2 having a microcrack, displacement or bending occurs at a microcrack without bending and a squeak noise is generated. It is. This is very similar to the phenomenon in which the plate boundary surface or active fault in the crust does not withstand the pressing force it receives and shifts, causing an earthquake. That is, the presence or absence of the squeaking noise can be measured and analyzed by the AE sensor 7 to determine the presence or absence of microcracks in the solar battery cell 2.
[0058]
In the above-described embodiment, the four corners of the rectangular plate-shaped solar battery cell are simultaneously pushed and curved by the four push rods 3 to 6, respectively. The two corners may be curved simultaneously by pressing each corner or separately in turn. In this way, by comparing the AE generated differently for each corner, it is possible to analyze which part of the solar battery cell 2 has the microcrack.
[0059]
Further, the solar cell may be curved by pressing four edges instead of the four corners (corner portions) of the square cell. By applying a load to the edge portion, the solar battery cell can be bent to the edge portion, and microcracks generated in the vicinity of the edge portion can also be detected. Moreover, it becomes easy to detect the microcracks extending toward the pressed edge.
[0060]
In addition, by curving the two adjacent edge portions of the solar battery cell and the other two edge portions in order and analyzing the difference in AE, it is possible to determine in which part and how long it occurs. Can do.
[0061]
Moreover, a load may be simultaneously applied to the four edges of the solar battery cell, that is, the peripheral edge, and the microcracks can be detected in more detail by a single bending operation. In addition, the method for detecting microcracks (internal cracks) by pressing the peripheral edge can be applied not only to the square cells but also to the round cells. Note that the degree of bending may be appropriate as long as it is within the limit of elasticity of the cell to be inspected, which is a solar battery cell.
[0062]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to generate a squealing sound, that is, AE, from the solar battery cell 2 by curving the solar battery cell itself, and to detect microscopic noise in the entire solar battery cell. Whether or not a crack has occurred can be determined in a short time.
[0063]
In addition, by curving the entire solar cell within the destructive limit, it is possible to perform quality inspection on all the solar cells that are manufactured non-destructively. As a result, the reliability of the solar battery cell can be improved.
[0064]
Further, in the present invention, since the entire solar battery cell can be bent by the bending means, it is possible to determine whether or not a crack has occurred in the entire solar battery cell by a single bending operation. The presence or absence of cracks can be detected.
[0065]
In addition, since the vibration absorbing members 8 and 9 such as rubber are attached to both ends of the ultrasonic sensor 7, the detection means 1 can prevent the ultrasonic sensor 7 from detecting noise from the outside. Further, since one vibration absorbing member 8 is provided in a hemispherical shape, the vibration absorbing member 8 is provided along the curve of the solar battery cell 2. Therefore, during the bending operation, the solar battery cell 2 can partially contact one of the vibration absorbing members 8 to disperse the load acting on the solar battery cell 2 and prevent the solar battery cell 2 from being damaged.
[0066]
FIG. 6 is a perspective view showing the main part by simplifying the internal crack inspection apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention. The inspection apparatus 200 shown in FIG. 6 is similar to the inspection apparatus 100 shown in FIG. 1, and the description of the same configuration is omitted and the same reference numerals are given. The inspection device 200 includes four detection means 1 and one push bar 15. The structure of each detection means 1 and the pushing rod 15 is the same as that of the inspection apparatus 100 shown in FIG.
[0067]
The four detection means 1 are disposed on one side A <b> 1 in the thickness direction of the solar battery cell 2 mounted on the inspection device 200, and each contact part 8 a comes into contact with four corner parts of the solar battery cell 2. The push rod 15 is disposed on the other side A2 in the thickness direction, and presses the vicinity of the center of the surface of the other side A2 in the thickness direction of the solar battery cell 2. Thereby, the solar battery cell 2 is convexly curved in the thickness direction one direction A1.
[0068]
As described above, the bending means causes the solar battery cell 2 to bend, whereby the squeaking sound generated in the solar battery cell 2 is measured and analyzed by the AE sensor 7 to determine the presence or absence of the micro crack in the solar battery cell 2. At this time, by comparing AE signals from different AE sensors 7, it is possible to determine which part of the solar battery cell 2 has a microcrack by only one bending operation. Further, since the AE signal can be obtained by a plurality of detection means, a more accurate AE signal can be obtained, and microcrack measurement errors can be reduced.
[0069]
FIG. 7 is a perspective view showing the main part of the internal crack inspection apparatus 300 according to the third embodiment of the present invention in a simplified manner. The inspection apparatus 300 shown in FIG. 7 omits the description of the same configuration as the inspection apparatus 100 shown in FIG. 1 and shows the same reference numerals. The inspection apparatus 300 has the same detection means 1 as the inspection apparatus 100 shown in FIG. 1, and the detection means 1 is arranged on the one A1 side in the thickness direction of the solar cells 2 to be loaded. The detection means 1 is in contact with the central portion of the solar cell 2 in the thickness direction on the one side A1.
[0070]
The inspection apparatus 300 includes a bending unit 301 that bends the solar battery cell 2, and the bending unit 301 includes four suction members 16, 17, 18, and 19 that suck the solar battery cell 2. Each suction member 16-19 is arrange | positioned at the thickness direction one A1 side of the photovoltaic cell 2 mounted.
[0071]
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state in which the inspection device 300 curves the solar battery cell 2. Each of the suction members 16 to 19 has a suction mechanism, and vacuum-sucks and sucks four corners of the solar cell 2 on one side in the thickness direction A1 so that the solar cell 2 protrudes toward the other side A2 in the thickness direction. Curve. Similar to the inspection apparatus described above, the presence or absence of a squeaking noise is detected and analyzed by the AE sensor 7 to determine the presence or absence of microcracks in the solar battery cell 2. In the third embodiment, since all the mechanisms of the measuring means 1 are arranged on one side of the solar cell 2 to be measured, it becomes easy to mount the solar cell 2 to be measured on the measuring unit 1 of the inspection apparatus 300. . As a result, the solar cell internal crack inspection means in the present invention can be easily fully automated, and the production cost of the solar cell can be further reduced by automating the production process.
[0072]
The present invention can be similarly applied not only to a solar battery cell in which a pn junction is formed but also to a semiconductor wafer itself before becoming a solar battery cell. Further, the solar battery cell and the wafer do not have to be a rectangular plate shape, and may be a disk shape or a square plate shape. Further, the solar cell 2 may apply a load to either the front surface or the back surface, and the detection means 1 may be disposed either above or below the solar cell 2. Furthermore, you may test | inspect in the state which stood up the photovoltaic cell 2. FIG.
[0073]
【The invention's effect】
  According to the present invention,By bending meansThe solar cell itself is forcibly bent, and at that time, the vibration wave (vibration sound) emitted from the solar cell itself is generated.By detection meansBy detecting and analyzing, it is possible to determine that a stagnation sound, that is, AE, is a solar battery cell having an internal crack (microcrack).
[0074]
  Further, since the AE is detected when the entire solar battery cell is bent, it is possible to select pass / fail of the entire solar battery cell in a short time and to eliminate the solar battery cell having an internal crack. Moreover, the microcrack which has arisen in the surface and the inside of a photovoltaic cell can be detected nondestructively, and a highly accurate test | inspection can be performed.
  Further, the bending means presses a contact portion made of a material having elasticity and shock absorption against the solar battery cell, thereby absorbing extra vibration other than AE such as external vibration wave due to mechanical vibration, and the detection means is AE. Picking up other signals can be prevented. As a result, AE can be detected with high accuracy, and the presence or absence of microcracks in the solar cell can be determined with high accuracy. In addition, the impact when the abutting portion and the solar battery cell collide are alleviated, and the load applied to the solar battery cell from the abutting portion is prevented from being concentrated on one point, thereby preventing the solar cell from being damaged. it can.
[0075]
  Such an inspection method can be easily automated. Thereby, the manufacturing process of the solar cell module can be rationalized, and the reliability of the product can be improved and an inexpensive solar cell module can be provided.
  Further, according to the present invention, since the contact portion is formed in a hemispherical shape, it is possible to prevent the load from being concentrated on one point of the solar battery cell when the solar battery cell is bent. Can be prevented.
  Further, according to the present invention, the distal end and the proximal end of the detection means are made of a material having elasticity and shock absorption, so that extra vibration other than AE such as external vibration wave due to mechanical vibration is absorbed and detected. It is possible to prevent the means from picking up signals other than AE. As a result, AE can be detected with high accuracy, and the presence or absence of microcracks in the solar cell can be determined with high accuracy.
  Moreover, while reducing the impact when a front-end | tip part and a photovoltaic cell collide, it can prevent that the load given to a photovoltaic cell from a front-contact part concentrates on one point, and can prevent damage to a photovoltaic cell. .
  According to the present invention, since the tip is formed in a hemispherical shape, it is possible to prevent the load from being concentrated on one point of the solar battery cell when the solar battery cell is bent, and to prevent the solar battery cell from being damaged. be able to.
[0076]
Moreover, according to this invention, a photovoltaic cell can be curved to a corner part by applying a load to a corner part, and the internal crack produced in the corner vicinity can also be detected. This makes it possible to perform an inspection with higher accuracy.
[0077]
Further, according to the present invention, loads are simultaneously applied to the two corners of the solar battery cell. Therefore, when there is an internal crack, it can be determined at which part and how long it occurs. This makes it easy to investigate the cause of internal cracks, eliminate the cause of internal cracks, and improve productivity.
[0078]
Moreover, according to this invention, since a load is applied to four corners simultaneously, a photovoltaic cell can be curved to four corners simultaneously. Even if internal cracks have occurred in any of the four corners near this, it is possible to detect internal cracks by simply bending the solar cell once, and it is possible to inspect internal cracks in a short time, The number of solar cells that can be inspected per unit time can be increased.
[0079]
  Also according to the invention,MarginBy applying a load to the part, it is possible to effectively detect an internal crack that occurs in the vicinity of the peripheral part, and thereby it is possible to perform a more accurate inspection.
[0080]
Further, according to the present invention, a load is simultaneously applied to two opposing peripheral portions, so that when there is an internal crack, it can be determined at which part and how long it occurs. This makes it easy to investigate the cause of internal cracks, eliminate the cause of internal cracks, and improve productivity.
[0081]
Further, according to the present invention, since the load is applied simultaneously over the entire circumference of the solar battery cell, the solar battery cell having the internal crack can be detected by a single bending operation and can be inspected per unit time. Battery cells can be increased.
[0082]
  Further, according to the present invention, since it has a plurality of detection means, by analyzing the AE obtained from each detection means, it is determined whether or not how large a microcrack is generated in which part of the solar battery cell. Can be judged. This makes it easy to investigate the cause of internal cracks, eliminate the cause of internal cracks, and improve productivity.
  Moreover, according to this invention, a photovoltaic cell can be easily bent because the said bending means presses the surface on the opposite side to the side by which the said detection means is arrange | positioned. As a result, a load can be easily applied to the corner and the edge.
[0083]
Moreover, according to this invention, space is formed in the thickness direction other side of the photovoltaic cell mounted in a test | inspection apparatus, the mounting to a test | inspection apparatus of a photovoltaic cell can be performed easily, and a curvature test process is facilitated. Can be automated.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view showing a main part of a simplified internal crack inspection apparatus 100 according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the inspection apparatus 100 curves a solar battery cell 2;
3 is a block diagram schematically showing the configuration of the inspection apparatus 100. FIG.
FIG. 4 is a graph showing a measurement result when there is no microcrack in the solar battery cell 2;
FIG. 5 is a graph showing measurement results when there are microcracks in the solar battery cell 2;
FIG. 6 is a perspective view showing a main part of the internal crack inspection apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention in a simplified manner.
FIG. 7 is a perspective view showing a main part of the internal crack inspection apparatus 300 according to the third embodiment of the present invention in a simplified manner.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state where the inspection device 300 curves a solar battery cell 2;
[Explanation of symbols]
1 detection means
2 Solar cells
3,4,5,6,15 Push rod
7 AE sensor
8 Hemispherical rubber
9 Rubber
10 Support stand
12 Amplifier
13 Computer
16, 17, 18, 19 Suction member
A1 thickness direction one side
A2 Thickness direction other

Claims

A device for inspecting internal cracks in solar cells ,
A bending means for forcibly bending the solar cell itself by pressing a contact portion made of a material having elasticity and shock absorption against the solar cell;
Detecting means for detecting a vibration wave generated when the solar battery cell is bent;
An internal crack inspection apparatus for a solar cell, comprising: an analysis unit that analyzes a vibration wave detected by the detection unit.

The solar cell internal crack inspection device according to claim 1, wherein the contact portion is formed in a hemispherical shape.

The detection means includes an ultrasonic sensor, a distal end portion that is attached to one end portion of the ultrasonic sensor and makes contact with the solar cell, and a proximal end portion that is attached to the other end portion of the ultrasonic sensor and makes contact with the support base. The solar cell internal crack inspection device according to claim 1, wherein the tip end portion and the base end portion are made of a material having elasticity and shock absorption.

The tip, inner cracks inspection apparatus for the photovoltaic devices according to claim 3, wherein Rukoto formed in a hemispherical shape.

The elasticity and material having impact resistance, the internal crack inspection apparatus for the photovoltaic devices according to any one of claims 1-4, characterized in rubber der Rukoto.

The bending means, a load is applied to the corners of the solar cell, said sensing means according to any one of claims 1-5, characterized in Rukoto provided near the center of the solar cell Inspection device for internal cracks in solar cells.

The solar cell internal crack inspection device according to claim 6 , wherein the bending means applies a load to two opposite corners simultaneously.

The bending means, the internal crack inspection apparatus for the photovoltaic devices according to claim 6, wherein Rukoto added simultaneously load to four corners of the rectangular plate-like solar cell.

The bending means, a load is applied to the edge portion of the rectangular plate-like solar cell, said sensing means, any one of claims 1 to 5, wherein the Rukoto provided near the center of the solar cell For detecting internal cracks in solar cells.

The solar cell internal crack inspection device according to claim 9 , wherein the bending means applies a load simultaneously to two opposite edge portions.

The bending means, the internal crack inspection apparatus for the photovoltaic devices cell of claim 9, wherein the simultaneous addition of load to the four edge portions of the solar cell.

The detection means is provided at a corner or edge portion of the solar cell, the bending means, to any one of claims 1 to 5, wherein the Rukoto applying a load in the center of the solar cell The internal crack inspection apparatus of the described solar cell.

The said bending means applies a load to a photovoltaic cell by pressing the surface opposite to the side where the said detection means is arrange | positioned, It curves, It is any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. Solar cell internal crack inspection device.

A device for inspecting internal cracks in solar cells,
Bending means for forcibly bending the solar cell itself;
Detecting means for detecting a vibration wave generated when the solar battery cell is bent;
Analysis means for analyzing vibration waves detected by the detection means,
The solar cell internal crack inspection device according to claim 1, wherein the bending means applies a load to the solar battery cell to bend by sucking a surface on which the detection means is disposed .