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太阳能 电池检查方法以及检查装置

阅读：234发布：2023-02-27

专利汇可以提供太阳能电池检查方法以及检查装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种能提高太阳能电池的检查精度的太阳能电池检查装置以及检查方法。利用第2检查装置（30）向构成太阳能电池板（10）的各太阳能电池单元通入电流，使各太阳能电池单元发生EL发光。太阳能电池单元的良好部分发光，但缺陷部分的发光变弱或不发光，因此，可推断出缺陷部分。当太阳能电池通电后，利用第3检查装置（40）对太阳能电池单元的缺陷部分进行加热。因此，利用热成像拍摄单元获得太阳能电池的热成像图像，将温度高的部分推断为缺陷。比较被两个测定方法推断为缺陷部分的部分，进行验证，再利用第1检查装置（20）对被推断为缺陷部分的点通过拉曼分光法进行检查。，下面是太阳能电池检查方法以及检查装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种对包括一个以上的太阳能电池单元的太阳能电池是否合格进行判定的太阳能电池检查装置，该太阳能电池检查装置包括：
第1检查装置、第2检查装置和/或第3检查装置，
所述第1检查装置包括：
投光单元，将激光照射至作为检查对象的太阳能电池的测定点；
分光单元，对从所述测定点的检查对象物散射的拉曼散射光进行分光来获得光谱；以及
光谱解析单元，根据所述分光单元获得的拉曼散射光的光谱，对所述测定点的太阳能电池的状态进行解析，
所述第2检查装置包括：
电源单元，向作为检查对象的太阳能电池通入电流；
发光拍摄单元，对来自被所述电源单元通电的所述太阳能电池的发光进行拍摄；以及电致发光图像解析单元，对所述发光拍摄单元拍摄的所述太阳能电池的拍摄图像进行解析，
所述第3检查装置包括：
加热单元，对作为检查对象的所述太阳能电池进行加热；
热成像拍摄单元，对被所述加热单元加热的所述太阳能电池的温度进行测定；以及热成像解析单元，对所述热成像拍摄单元拍摄的所述太阳能电池的拍摄图像进行解析。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池检查装置，其特征在于：所述第2检查装置的所述发光拍摄单元配置在所述太阳能电池的表面侧，所述第3检查装置的所述热成像拍摄单元配置在所述太阳能电池的背面侧。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池检查装置，其特征在于：所述太阳能电池检查装置包括所述第1检查装置、所述第2检查装置和所述第3检查装置。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的太阳能电池检查装置，其特征在于：所述第1检查装置的所述投光单元的焦点位置能够在x、y、z3个轴方向上移动。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的太阳能电池检查装置，其特征在于：所述太阳能电池为具有层压结构的太阳能电池板，该层压结构的太阳能电池板被构造为将多个太阳能电池单元电连接且呈平面地配置所述多个太阳能电池单元，并且利用透明保护层与背板经由密封树脂包夹所述多个太阳能电池单元的表面及背面。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的太阳能电池检查装置，其特征在于：所述第3检查装置的所述加热单元将电流通入至作为检查对象的所述太阳能电池。
7.一种太阳能电池的检查方法，其特征在于，该检查方法包括如下的步骤：
通过电源单元对作为检查对象的太阳能电池通入电流；
通过上述通电使所述太阳能电池发光，通过发光拍摄单元对各太阳能电池单元的发光进行拍摄；
通过电致发光图像解析单元对根据所述发光拍摄单元拍摄的太阳能电池的拍摄图像而被推断为缺陷位置的部位进行确定；
通过加热单元对太阳能电池进行加热；
通过热成像拍摄单元对因上述加热而产生的所述太阳能电池的温度分布进行拍摄；
通过热成像解析单元对根据所述热成像拍摄单元拍摄的太阳能电池的拍摄图像而被推断为缺陷位置的部位进行确定；
通过投光单元将激光照射至被所述电致发光图像解析单元和/或所述热成像解析单元推断为缺陷位置的测定点；
利用分光单元对从激光照射位置散射的拉曼散射光进行分光；以及
根据所述分光单元分光的拉曼散射光的光谱，对所述测定点的太阳能电池的状态进行解析。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池的检查方法，其特征在于：所述发光拍摄单元从所述太阳能电池的表面侧进行拍摄，所述热成像拍摄单元从所述太阳能电池的背面侧进行拍摄。
9.根据权利要求7或8所述的太阳能电池的检查方法，其特征在于：通过所述加热单元对太阳能电池进行加热的步骤，是通过对所述太阳能电池通电进行的。
10.根据权利要求7至9中任意一项所述的太阳能电池的检查方法，其特征在于：所述发光拍摄单元与所述热成像拍摄单元从表面和背面两侧对所述太阳能电池进行拍摄，通过将被所述电致发光图像解析单元以及所述热成像解析单元推断为缺陷位置的部位进行重合，确定照射所述激光的测定点。
11.根据权利要求7至10中任意一项所述的太阳能电池的检查方法，其特征在于：所述太阳能电池为具有层压结构的太阳能电池板，该层压结构的太阳能电池板被构造为将多个太阳能电池单元电连接且呈平面地配置所述多个太阳能电池单元，并且利用透明保护层与背板经由密封树脂包夹所述多个太阳能电池单元的表面及背面，所述太阳能电池的检查方法包括如下的步骤：
将所述激光照射至所述透明保护层和/或所述填充材料，根据获得的拉曼散射光求出光谱，根据该光谱求出所述透明保护层和/或所述填充材料的缺陷状态。

说明书全文

太阳能 电池检查方法以及检查装置

技术领域

[0001] 本发明涉及太阳能电池检查装置以及检查方法，该太阳能电池检查装置对包括至少一个太阳能电池单元的太阳能电池进行检查。

背景技术

[0002] 作为太阳能的利用方法，已知硅型太阳能电池。在太阳能电池的制造中，太阳能电池是否具有目标发电能力的性能评价很重要。通常的性能评价方法，是进行太阳光模拟器的输出特性的测定（例如参照专利文献1）。

[0003] 专利文献2公开了一种与上述太阳光模拟器不同的方法。在该方法中，通过对多晶硅型太阳能电池施加正向电压，使电流正向流动，产生电致发光（Electroluminescence，EL）作用，根据发光状态来判定太阳能电池单元是否合格。通过观察自太阳能电池单元发出的EL光来了解电流密度分布，根据电流密度分布的不均匀来将太阳能电池单元的不发光的部分判定为存在缺陷的部分。此外，测定来自一个太阳能电池单元的发光量，若其具有预定的光量，则判定为合格品；若其未达到上述预定的光量，则判定为不合格品。

[0004] 然而，在专利文献2的方法中，由于仅根据来自太阳能电池单元的发光亮度来判断是否合格，因此，例如即便存在大裂纹，只要亮度为预定值以上，就会被判定为合格品。然而，当存在大裂纹时，太阳能电池的发电能力很有可能急剧降低，应该判定为不合格品。

[0005] 专利文献3将太阳能电池的缺陷分为：基板裂纹、电极断裂以及接触不良等的外在要因导致的缺陷；以及由基板材料的物理性质引起的结晶缺陷、迁移、及晶粒边界等的内在要因导致的缺陷。根据内在缺陷会受到温度变化的影响这一现象，当观测发光时，加热太阳能电池单元。由此使内在缺陷减小，从而容易判断外在缺陷，并且容易判断外在缺陷与内在缺陷的种类。

[0006] 专利文献4公开了如下的技术，即，对太阳能电池通入正向电流，拍摄温度分布，从而确定缺陷部分。上述技术利用了如下现象：当向太阳能电池通入电流时，电气短路部分的电流流量增加，从而使短路部分发热。然而，由于上述方法的灵敏度以及分辨率不佳，因此，无法正确检测出太阳能电池的缺陷。

[0007] 专利文献5的特征在于：通过电源单元来将电流通入至作为检查对象的太阳能电池内的太阳能电池单元，太阳能电池单元因通电而发光，通过拍摄单元来拍摄各太阳能电池单元的发光。针对拍摄的太阳能电池单元的拍摄图像，根据拍摄图像中明暗混杂部分的平均亮度来决定阈值，使用该阈值来将拍摄图像分为明部与暗部，通过二值化显示来强调显示明部与暗部，对各太阳能电池单元的缺陷的有无进行判定。

[0008] 根据上述专利文献5的缺陷判定方法，将缺陷的类型分为暗区域、基板裂纹、以及指状元件（finger）断线等类别，通过与各类别的阈值进行比较，能够在短时间内进行缺陷判定。

[0009] 然而，专利文献5的方法有时难以区分微裂纹与晶粒边界。即，有可能会误判：例如被判断为微裂纹的区域，经过详细调查后确认属于晶粒边界、或由于异物混入的原因造成；相反，被认为是晶粒边界的区域，实际上却是裂纹。

[0010] [专利文献1]日本专利特开2007-88419

[0011] [专利文献2]WO2006/059615

[0012] [专利文献3]WO2007/129585

[0013] [专利文献4]日本专利特开平8-37317

[0014] [专利文献5]日本专利第4235685

发明内容

[0015] 发明所要解决的技术问题

[0016] 本发明是鉴于上述实际情况而完成的，目的在于提供可使太阳能电池的检查精度提高的太阳能电池检查装置以及检查方法。

[0017] 解决技术问题的技术手段

[0018] 为了实现上述目的，本发明的太阳能电池检查装置具有以下结构。

[0019] 1.一种对包括一个以上的太阳能电池单元的太阳能电池是否合格进行判定的太阳能电池检查装置，其包括：第1检查装置、第2检查装置和/或第3检查装置，[0020] 上述第1检查装置包括：投光单元，将激光照射至作为检查对象的太阳能电池的测定点；分光单元，对从上述测定点的检查对象物散射的拉曼散射光进行分光来获得光谱；以及光谱解析单元，根据上述分光单元所获得的拉曼散射光的光谱，对上述测定点的太阳能电池的状态进行解析，

[0021] 上述第2检查装置包括：电源单元，向作为检查对象的太阳能电池通入电流；发光拍摄单元，对来自被上述电源单元通电的上述太阳能电池的发光进行拍摄；以及电致发光图像解析单元，对上述发光拍摄单元所拍摄的太阳能电池的拍摄图像进行解析，[0022] 上述第3检查装置包括：加热单元，对作为检查对象的太阳能电池进行加热；热成像拍摄单元，对被上述加热单元加热的上述太阳能电池的温度进行测定；以及热成像解析单元，对上述热成像拍摄单元所拍摄的太阳能电池的拍摄图像进行解析。

[0023] 2.可设为如下的构成，即，所述第2检查装置的上述发光拍摄单元配置在上述太阳能电池的表面侧，上述第3检查装置的上述热成像拍摄单元配置在上述太阳能电池的背面侧。

[0024] 3.可设为如下的构成，即，包括全部的上述第1检查装置、上述第2检查装置以及上述第3检查装置。

[0025] 4.可设为如下的构成，即，上述第1检查装置的上述投光单元的焦点位置能够在x、y、z的3个轴方向上移动。

[0026] 5.可设为如下的构成，即，上述太阳能电池为具有层压结构的太阳能电池板，该层压结构的太阳能电池板被构造为将多个太阳能电池单元电连接且呈平面地配置上述多个太阳能电池单元，并且利用透明保护层与背板（back sheet）经由密封树脂包夹上述多个太阳能电池单元的表面及背面。

[0027] 6.可设为如下的构成，即，上述第3检查装置的上述加热单元将电流通入至作为检查对象的太阳能电池。

[0028] 为了实现上述目的，本发明的太阳能电池的检查方法将以下的构成作为特征。

[0029] 7.上述太阳能电池的检查方法的特征在于包括如下的步骤：通过电源单元对作为检查对象的太阳能电池通入电流；通过上述通电使上述太阳能电池发光，通过发光拍摄单元对各太阳能电池单元的发光进行拍摄；通过电致发光图像解析单元对根据上述发光拍摄单元所拍摄的太阳能电池的拍摄图像而被推断为缺陷位置的部位进行确定；通过加热单元对太阳能电池进行加热；通过热成像拍摄单元对因上述加热而产生的上述太阳能电池的温度分布进行拍摄；通过热成像解析单元对根据上述热成像拍摄单元所拍摄的太阳能电池的拍摄图像而被推断为缺陷位置的部位进行确定；通过投光单元将激光照射至被上述电致发光图像解析单元和/或上述热成像解析单元推断为缺陷位置的测定点；利用分光单元对从激光照射位置散射的拉曼散射光进行分光；以及根据上述分光单元分光的拉曼散射光的光谱，对上述测定点的太阳能电池的状态进行解析。

[0030] 8.可设为如下的构成，即，上述发光拍摄单元从上述太阳能电池的表面侧进行拍摄，上述热成像拍摄单元从上述太阳能电池的背面侧进行拍摄。

[0031] 9.可设为如下的构成，即，通过上述加热单元对太阳能电池进行加热的步骤，是通过对上述太阳能电池通电进行的。

[0032] 10.可设为如下的构成，即，上述发光拍摄单元与上述热成像拍摄单元从表面和背面两侧对上述太阳能电池进行拍摄，通过将被上述电致发光图像解析单元以及上述热成像解析单元推断为缺陷位置的部位进行重合，确定照射上述激光的测定点。

[0033] 11.可设为如下的构成，即，上述太阳能电池为具有层压结构的太阳能电池板，该层压结构的太阳能电池板被构造为将多个太阳能电池单元电连接且呈平面地配置上述多个太阳能电池单元，并且利用透明保护层与背板经由密封树脂包夹上述多个太阳能电池单元的表面及背面，上述太阳能电池的检查方法包括如下的步骤，即，将上述激光照射至上述透明保护层和/或上述填充材料，根据获得的拉曼散射光求出光谱，根据该光谱求出上述透明保护层和/或上述填充材料的缺陷状态。

[0034] 在本发明中，首先，利用第2检查装置向构成太阳能电池的各太阳能电池单元通入电流，使各太阳能电池单元进行EL发光。太阳能电池单元的良好部分发光，但缺陷部分所发出的光变弱或缺陷部分不发光，因此，可推断出缺陷部分。

[0035] 接着，利用第3检查装置对太阳能电池通电后，太阳能电池单元的缺陷部分被加热。因此，利用热图像拍摄单元获得太阳能电池的热成像图像，将温度高的部分推断为缺陷。

[0036] 将被第2检查装置的EL发光法推断为缺陷部分的部分，与被第3检查装置的热成像法（thermograph method）推断为缺陷部分的部分作比较，由此进行验证，接着利用第1检查装置的拉曼分光法（Raman spectrometric method）对被推断为缺陷部分的点进行检查。拉曼分光法能够正确地对太阳能电池单元的硅结晶等的状态进行解析，也能够正确地对透明保护层或填充材料的状态进行分析。

[0037] 在上述内容中，使用了全部的第1检查装置至第3检查装置，但也可以将被第2检查装置与第3检查装置中的任意一者推断为缺陷部分的部分抽出，并且由第1检查装置使用拉曼分光法，也能够进行正确的检查。

[0038] 发明的效果

[0039] 根据本发明的太阳能电池检查装置以及检查方法，能够正确地掌握太阳能电池的缺陷。另外，在知道产生缺陷的原因后，能够防止缺陷的产生，从而提高产品合格率。

[0040] 另外，针对缺陷，可以判断该缺陷将来是否会变大，从而不仅能够对目前的不良部位进行判定，而且也能够对将来有可能会成为不良部位的部位进行判定。从而能够提高在长期使用太阳能电池的情况下的检测的可靠性。附图说明

[0041] 图1是示意性示出作为检查对象的太阳能电池板的图，其中（a）是平面图，（b）是表示层状结构的分解截面图。

[0042] 图2是从受光面对单片太阳能电池单元进行观察所见的平面图。

[0043] 图3是示出本发明的太阳能电池检查装置的示意性构成的图。

[0044] 图4是第1检查装置的放大图。

[0045] 图5（a）是利用第2检查装置使太阳能电池板进行EL发光、利用发光拍摄单元对发光状态进行拍摄所获得的图像。图5（b）是使用第3检查装置对太阳能电池板进行加热后，获得的作为热成像图像的图像。

[0046] 图6是将图5予以图式化所得的图。

[0047] 图7是将图6（a）与（b）重叠而成的图。

[0048] 图8是例示利用拉曼分光法进行缺陷检查的光谱图，其中（a）是无缺陷的情况，（b）是缺陷的情况。

[0049] 图9是用于说明拉曼位移的图，其中（a）是示出波峰形状随硅结晶的大小变化的变化图，（b）是示出在硅基板上有残留应力时的波峰变化图。

[0050] 附图标记说明

[0051] 10：太阳能电池板

[0052] 11：盖玻璃（透明保护层）

[0053] 12：背面材料

[0054] 13、14：填充材料

[0055] 15：串

[0056] 18：太阳能电池单元

[0057] 18d、18e：缺陷部分

[0058] 20：第1检查装置

[0059] 21：物镜

[0060] 22：成像透镜

[0061] 23：狭缝

[0062] 24：分光单元

[0063] 25：光谱解析单元

[0064] 30：第2检查装置

[0065] 31：电源单元

[0066] 32：发光拍摄单元

[0067] 33：EL图像解析单元

[0068] 40：第3检查装置

[0069] 41：加热单元

[0070] 42：热成像拍摄单元

[0071] 43：热成像解析单元

[0072] 50：整体控制单元

具体实施方式

[0073] 以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

[0074] ＜1＞太阳能电池板的构成

[0075] 首先，对作为本实例的检查装置所处理的检查对象的太阳能电池板10进行说明。图1是示出作为检查对象的太阳能电池板10的结构图，其中（a）是其平面图，（b）是其在层压加工之前的截面图。

[0076] 如图1（a）的平面图所示，多个方形的太阳能电池单元18经导线19串联连接而形成串15。将多列串15经导线19连接后，在其两端连接电极16、17形成作为检查对象的太阳能电池板10。

[0077] 太阳能电池板10的成形通过如下方式进行。首先，如图1（b）所示，将填充材料13放置在作为透明保护层配置在下侧的盖玻璃（cover glass）11上，将多个串联连接的串
15放置在上述填充材料13上，在上述串15上配置填充材料14，最后载置由不透明材料构成的背面材料12。使用乙烯-醋酸乙烯酯（Ethylene Vinyl Acetate，EVA）树脂作为填充材料13、14。然后，通过层压装置等在真空加热状态下对以上述方式层叠的构成部件施加压力，使EVA树脂发生交联反应、进行层压加工。

[0078] 作为本发明的检查对象的太阳能电池并不限定于上述太阳能电池板10，还包括单片的太阳能电池单元18或者将多个太阳能电池单元18直线连接而形成的串15。此外，层压加工前后的任一状态均可作为检查对象。

[0079] 图2是从受光面对单片太阳能电池单元18进行观察所见的平面图。在太阳能电池单元18中，在薄板状的硅半导体的表面上印刷有作为用于取电的电极的汇流条（busbar）18a。此外，在硅半导体的表面上，为了高效地将电流集中至汇流条，沿着与汇流条垂直的方向印刷有被称为指状元件18b的细导体。

[0080] 在图2所示的本发明的实施例中，作为检查对象，例示了通常被称为多晶硅型的太阳能电池。然而，本发明的检查装置以及检查方法不限于多晶硅型太阳能电池，也可适用于单晶硅型或非晶硅薄膜式太阳能电池。

[0081] ＜2＞太阳能电池检查装置的说明

[0082] 接着，对本发明的太阳能电池检查装置的构成进行说明。图3是示出本发明的太阳能电池检查装置的示意性构成图。图3所示的本发明的太阳能电池检查装置包括：第1检查装置20、第2检查装置30、第3检查装置40、以及整体控制单元50。

[0083] 第1检查装置20是使用拉曼分光法的检查装置。第1检查装置20包括：作为投光单元的物镜21、成像透镜22、狭缝23、分光单元24以及光谱解析单元25等。

[0084] 虽未图示，但光谱解析单元25包括个人计算机等，通过在个人计算机的控制单元中运行的程序获取分光单元24所获得的光谱，将该光谱存储在存储器中。个人计算机中存储有基准数据文件，该基准数据文件中存储有硅、盖玻璃、填充材料或汇流条等的各种物质的标准光谱图，将该标准光谱图与从分光单元24获取的光谱图作比较，从而对物质等进行确定。

[0085] 第2检查装置30是使用EL（电致发光）发光的检查装置。该检查装置包括：将电流通入至作为检查对象的太阳能电池板10的电源单元31；对经电源单元通电后太阳能电池单元所发出的EL的发光进行拍摄的发光拍摄单元32；以及对发光拍摄单元32所拍摄的太阳能电池板10的拍摄图像进行解析的EL图像解析单元33。

[0086] 第3检查装置40是利用热成像的检查装置。该检查装置包括：对作为检查对象的太阳能电池板10通电、从而对太阳能电池单元内的缺陷部分进行加热的加热单元41；对被加热单元41加热的上述太阳能电池板10的温度分布进行拍摄的热成像拍摄单元42；以及对热成像拍摄单元42所拍摄的太阳能电池板10的拍摄图像进行解析的热成像解析单元43。也可以共用第2检查装置30中所使用的电源单元31作为加热单元41。

[0087] 整体控制单元50使第1检查装置20至第3检查装置40作为一个检查装置统一操作。该整体控制单元50包括个人计算机，并且当输入了太阳能电池单元18的间隔、串/矩阵（matrix）的情况下的太阳能电池单元18的数目（纵向数目、横向数目）、以及太阳能电池单元18的尺寸信息（汇流条18a的位置与根数、角的倒角、指状元件18b的配置、及焊接位置等)的设置信息等时,通过已安装的程序驱动第1检查装置20至第3检查装置40。该整体控制单元50根据第2检查装置30的检查结果及第3检查装置40的检查结果决定第1检查装置20所要测定的测定点的位置信息（x、y座标）、以及大致的z座标。此外，上述整体控制部50还包括移动装置，该移动装置使第1检查装置20朝测定点移动。根据第1检查装置20的测定结果求出测定点的z座标的修正值，将物镜21的焦点位置调整至修正后的高度（z座标）。

[0088] ＜3＞利用拉曼分光法进行检查的概要

[0089] 使用图4对第1检查装置20的检查方法进行说明。

[0090] 作为投光单元的物镜21从未图示的激光光源向作为检查对象的太阳能电池板10照射可见光波长的激光。激光穿过作为透明保护层的盖玻璃11、填充材料13，聚焦在太阳能电池单元18的表面上，自焦点位置产生拉曼散射光。该拉曼散射光的振动频率偏离了照射的激光的频率，该散射光具有物质固有频率。

[0091] 拉曼散射光不仅从焦点位置发散，也从光轴上的焦点的前后发散，但由于成像透镜22与狭缝23的作用，仅从焦点发散的散射光通过狭缝在分光单元24上成像。分光单元24中设置有衍射光栅、以及电荷耦合元件（Charge Coupled Device，CCD）等的拍摄元件，从而能够获得拉曼散射光的光谱。

[0092] 分光单元24所获得的光谱被输入至光谱解析单元25，将该光谱与事先登记在该光谱解析单元25中的各种物质的光谱进行比较，从而可确定在焦点位置的物质。例如，结-1 -1晶硅在520cm 处具有波峰，另外，非晶硅在470cm 处具有波峰。

[0093] 第1检查装置20能在x轴、y轴、z轴这3个轴方向上自由移动。利用整体控制单元50使上述第1检查装置20沿x轴、y轴移动，能够使其移动到太阳能电池板10的任意位置。在z轴上，使其沿物镜21的光轴移动，从而使其接近或远离太阳能电池板10。太阳能电池板10的盖玻璃11与填充材料13都是透明的，因此，物镜21的焦点位置只要处在盖玻璃11的上侧的表面与太阳能电池单元18的表面之间，则无论聚焦在何处，都能够获得焦点位置的拉曼散射光。

[0094] 例如，可以采用如下的方式使激光聚焦在太阳能电池单元18的表面。

[0095] 使第1检查装置20沿z轴朝太阳能电池单元18的表面位置移动。向该位置照射激光后，从焦点发散的拉曼反射光通过狭缝23在分光单元24上成像。光谱解析单元25将分光单元24的光谱与事先登记的各种物质的光谱比较，来进行确定。如果判定焦点位置的物质例如是作为透明保护层的盖玻璃11，则使第1检查装置20在z轴上朝图的下方移动，进行同样的操作。接着，检测出填充材料13后，进一步朝z轴方向移动，反复进行上述操作直至到达太阳能电池单元18的表面。由于太阳能电池单元18是不透明的，因此，对于第1检查装置20下降过多，焦点位置相对太阳能电池单元18的表面变为更靠近图的下方的情况，可以通过经由分光单元24已无法获得光谱来进行判断。这样，可以通过逐步调节物镜21使其焦点到达太阳能电池单元18的表面。在本发明的实施例中，通过调节使物镜21逐步朝图的下方移动亚微米～数百微米，从而使物镜21的焦点到达太阳能电池单元18的表面。

[0096] 此外，第1检查装置20也能够对盖玻璃11或填充材料13中的缺陷进行检测。即，只要使该第1检查装置20在z轴上移动，使焦点处在盖玻璃11或填充材料13中即可。

[0097] ＜4＞利用EL发光法进行检查的概要

[0098] 使用第2检查装置30的检查方法，在上述专利文献5中已有详细记载，此处仅作简单说明。当向作为检查对象的太阳能电池板10正向通入预定电流时，太阳能电池板10内的太阳能电池单元18成为EL（电致发光）光源且发光。然而，由于缺陷部分不发光，因此，利用发光拍摄单元32对该发光状态进行拍摄，可得知各太阳能电池单元18的缺陷。由于发光拍摄单元32所要拍摄的EL发光的发光量很微弱，因此使上述太阳能电池单元18在暗室内发光，对微弱的发光进行拍摄。因此，使用微量敏感度高的照相机作为发光拍摄单元32。根据上述EL发光法，可检测出暗区域、微裂纹、以及指状元件断线等，从而确定上述暗区域、微裂纹、以及指状元件断线等的各自位置。

[0099] ＜5＞利用热成像法进行检查的概要

[0100] 由于利用热成像法的检查，在专利文献4中已有记载，此处仅作简单说明。当在太阳能电池的电极层之间施加电压时，通常，有缺陷部分的电场与周围区域的电场相比不均匀且更大。由于局部不均匀且更大的电场的存在，与周围部分相比，装置中该部分的电极层之间会有更多的电流通过。由于电流的流动会产生热，因此，能够使用诸如红外线热成像、液晶显微镜技术、萤光微型热成像技术或纹影（schlieren）成像技术等热成像技术，将包含缺陷的部分确定为局部热源。在本申请中，使用红外线照相机作为热成像拍摄单元42，从太阳能电池板10的背面材料12侧（下侧）进行拍摄。能够根据热成像拍摄单元42的图像确定被推断为缺陷部分的位置。

[0101] ＜6＞本发明的检查方法

[0102] 在上述的3种检查方法中，使用第1检查装置20的拉曼分光法能够进行最正确的检查。然而，在拉曼分光法中，测定对象是一个点，难以进行扫描测定。当对整个太阳能电池板10进行检查时，需要逐步移动测定点、从而对非常多的点进行测定，非常费时且测定装置也昂贵。与此相反，EL发光法或热成像法虽能够在短时间内进行检查，但检查精度存在问题。因此，在本发明中，采用如下方式进行检查。作为检查对象，虽然使用的是太阳能电池板10，但也可以使用太阳能电池单元18或串15。

[0103] 图5（a）是使用第2检查装置30使太阳能电池板10进行EL发光、利用发光拍摄单元32从表面侧对发光状态进行拍摄所获得的图像。在图5（a）的图像中，缺陷部分表现为与y轴方向平行的暗线。

[0104] 图5（b）是使用第3检查装置40对太阳能电池板10通电、对太阳能电池单元18的缺陷部分进行加热后，作为热成像而被捕捉的图像。热成像拍摄单元42配置在太阳能电池板10的下方，从背面材料12侧对太阳能电池板10的温度分布进行拍摄。其中，温度高的部分即缺陷部分用白圆圈表示。大缺陷用大圆圈表示，小缺陷用小圆圈表示。由于该检查方法是从太阳能电池板10的背面材料12侧进行拍摄，因此，可与第2检查装置30的EL发光法拍摄同时进行。即，图5（a）与（b）是自表面和背面同时对同一检查对象进行拍摄所获得的图像，由此确保了被摄体的一致性。

[0105] 图6（a）与图6（b）是分别将图5（a）与图5（b）的图像进行图式化所获得的图。在图6（a）所示的EL发光状态图像中，被推断为缺陷的部分18d表现为与y轴方向平行的暗线。在图6（b）所示的热成像图像中，被推断为缺陷的部分18e用圆圈表示。图7是将图
6（a）与图6（b）重叠而成的图。根据上述图可知：利用EL发光法推断为缺陷的部分18d与利用热成像法推断为缺陷的部分18e基本重合。

[0106] 根据以上的结果，在本发明中，利用EL检查装置检出可能存在构造缺陷的点；然后，逐步利用热成像法进行验证，确定缺陷的大致部位；再通过拉曼分光法进行检查。例如，可考虑如下的方法：即，如图7所示，将第2检查装置30（EL检查装置）所检测出的与y轴方向平行的暗线与第3检查装置40（热成像检查装置）所检测出的白圆圈相重叠的部分推断为缺陷的位置，并将该位置设定成第1检查装置20（拉曼检查装置）所要检查的测定对象。

[0107] 在拉曼分光法中，由于测定对象是作为物镜21的焦点的小点，因此，对于经重叠第2检查装置与第3检查装置的图像而推断为缺陷的各部位，可仅将1个点作为测定点进行测定，也可将多个点作为测定点进行测定。也可根据被推断为缺陷的部分的大小增减测定点。图7的示例中，利用EL发光法所得的线状缺陷与利用热成像法所得的圆形缺陷在9个部位发生重叠，针对该9个部位中的各个部位设定几个测定点。虽然测定点数很多，但即便如此，与仅利用拉曼分光法对整个太阳能电池板10进行测定相比，仍然能够大幅减少测定点数，从而能够缩短测定时间。也能够廉价地制作测定装置。

[0108] 此外，在本发明中，通过上述方式确定测定点，将焦点聚焦在测定点处，从该点朝深度方向每次移动例如200μm并收集解析数据。从而不仅能够正确地将焦点聚焦在太阳能电池单元18的表面上，还能够收集与盖玻璃11、填充材料13相关的解析数据。同样，也能够利用拉曼分光法对汇流条18a进行解析。

[0109] 以上说明了对利用EL发光法所得的缺陷与利用热成像法所得的缺陷的重叠部分进行的检查，但确定测定点的方法不限于此。

[0110] 例如，当重叠利用EL发光法所得的缺陷与利用热成像法所得的缺陷时，存在被EL发光法判定为缺陷却未被热成像法测定判定为缺陷的部分。相反，也存在虽然被热成像法判定为缺陷但却未被EL发光法判定为缺陷的部分。那么，可以将被上述方法中的任意一者判定为缺陷的部分作为拉曼分光法的检查对象。总之，要点在于：综合考虑EL检查法所测出的缺陷及热成像检查法所测出的缺陷，再通过拉曼分光法进行检查。

[0111] 此外，与上述实施例不同，也可采用如下的检查方法，即，仅利用EL发光法与热成像法中的任意一者进行测定，针对被判定为缺陷的部位确定测定点，然后应用拉曼分光法。在该情况下，可省略第2检查装置30与第3检查装置40中的任意一者，从而可廉价地制造检查装置。

[0112] 图8是例示利用拉曼分光法进行缺陷检查的光谱图。（a）是表示无缺陷的情况，（b）是表示有缺陷的情况。

[0113] 太阳能电池单元18的表面承载有硅基板，该硅基板的表面形状（平滑度）或缺陷（空孔）的存在会大幅地影响太阳能电池的性能或可靠性。图8（a）是太阳能电池单元的硅-1基板无缺陷时的光谱图。在约520cm 的位置处出现了表示结晶硅的特征的波峰。相反，图
8（b）在测定部位处完全未见波峰，因此，可知测定点处存在无硅状态的缺陷（例如裂纹）。

[0114] 在太阳能电池的制造工序中，有可能会发生硅基板的结晶性下降，或残留扭曲的情况。已知上述硅基板的结晶性下降或残留扭曲会对太阳能电池单元的密合性、电阻、带隙（band gap）的变化、早期劣化或使用寿命等产生很大影响。

[0115] 图9是用于说明拉曼位移的图。（a）示出波峰形状随硅结晶大小发生变化。如图9（a）的实线所示，当形成硅基板的硅结晶大时，可观测到半峰幅宽小且陡峭的山形波峰。
相反，如图9（a）的虚线所示，在多晶硅结构的情况下，则为半峰幅宽较大且山形高度稍低-1
的波峰。在非晶硅结构的情况下，波峰位置也会偏移到470cm 处，波峰的半峰幅宽更大且山形高度低。从而可得知构成硅基板的硅结晶的大小，进而得知硅结晶的制造工序中发生的问题。

[0116] 图9（b）是示出在硅基板上有残留应力的情况下的波峰的变化图。在无残留应力-1的硅基板的情况下，如图9（b）的实线所示，在520cm 处会形成波峰。然而，如果存在拉伸方向的残留应力，则如图9（b）的虚线所示，波峰向图的右侧偏移；如果存在压缩方向的残留应力，则如图9（b）的二点虚线所示，波峰向图的左侧偏移。

[0117] 例如，在残留应力比较大（位移量大）的硅基板的情况下，即使裂纹很小，也有可能会随着时间的流逝而变为大裂纹。如果存在残留应力，则会对太阳能电池单元的密合性、电阻、以及带隙的变化等产生影响，从而使太阳能电池单元缺乏可靠性。现有的检查方法无法检查出残留应力，但通过拉曼分光法能够检查出残留应力。而且，如果得知残留应力很大，就可以对制造方法进行研究，从而研究出减少残留应力的对策。其结果是，能够防止太阳能电池产生缺陷，提高品质。

[0118] 此外，即使在硅结晶、透明保护层或填充材料中的任意一者混入有杂质的情况下，拉曼分光法也可检测出该杂质。杂质的混入主要是制造工序中存在问题，因此，也比较容易解决。

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太阳能电池检查方法以及检查装置

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