JP4235685B1 - 太陽電池の検査装置及び太陽電池の欠陥判定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 太陽電池セルに一定電流を供給してEL発光させ(S7)、太陽電池セル毎に太陽電池セルからの発光光を撮影し(S10)、撮影したセル画像を、閾値を用いて明部と暗部とに分け、2値化して強調表示する。太陽電池セルの欠陥をタイプごとに分け、暗部の形状を各タイプと比較して解析し(S50)欠陥の有無を判定し、太陽電池セルの良否判断を行う。また問題があると判定した欠陥のある部分を視認可能に表示(S16)する。
【選択図】 図3
Description
1. 太陽電池内の太陽電池セルの良否を判定する太陽電池の検査装置であって、検査対象となる太陽電池セルに電流を通電する電源手段と、前記電源手段により通電された前記太陽電池セルからの発光光を撮影する撮影手段と、前記撮影手段で撮影した太陽電池セルの撮影画像を解析する解析手段と、を有し、前記解析手段は、前記撮影手段で撮影した太陽電池セルの撮影画像について、撮影画像中の明暗が混在する部分における平均の明るさから明暗の閾値を求め、該明暗の閾値によって撮影画像を明部と暗部とに分け、明部と暗部とを2値化表示し、前記解析手段が、前記欠陥を予め欠陥のタイプごとに分け、前記暗部の形状を、予め登録されている欠陥のタイプごとの閾値と比較することによって欠陥の有無及びタイプ別の判断をし、欠陥と判断された部分とそれ以外の部分とを2値化表示することによって強調することを特徴とする。
4.前記欠陥部分とそれ以外の部分とを2値化表示した画像を可視表示する表示手段を有する構成とすることもできる。
5.前記欠陥と判断された部分を、前記撮影画像と重ねて前記表示手段で可視表示する構成としてもよい。
6.前記欠陥の表示が、欠陥のタイプによって異なる色彩を付けた表示としてもよい。
7.前記撮影手段は、複数の太陽電池セルを連続して撮影し、前記解析手段は、太陽電池セル撮影画像により隣接するセルの配設状況の良否判定も行う構成とすることができる。
8.電源手段によって検査対象となる太陽電池内の太陽電池セルに電流を通電する工程と、前記通電によって前記太陽電池セルを発光させ、太陽電池セル毎の発光光を撮影手段によって撮影する工程と、前記撮影手段で撮影した太陽電池セルの撮影画像について、解析手段によって撮影画像中の明暗が混在する部分における平均の明るさから明暗の閾値を得る工程と、該明暗の閾値によって前記撮影画像を明部と暗部とに分け、明部と暗部とを2値化表示し、前記解析手段が、前記欠陥を予め欠陥のタイプごとに分け、前記暗部の形状を、予め登録されている欠陥のタイプごとの閾値と比較することによって欠陥の有無及びタイプ別の判断をし、欠陥と判断された部分とそれ以外の部分とを2値化表示することによって強調する工程と、を有することを特徴としている。
該明暗の閾値によって撮影画像を前記小区域単位に明部と暗部とに分け、明部と暗部とを2値化表示することによって強調し、太陽電池セルごとの欠陥の有無を判定する工程と、を有することをことができる。
まず本実施例の検査装置が扱う検査対象としての太陽電池100について説明する。
図6の平面図に示す様に、角型の太陽電池セル28がリード線29により複数個直列に接続されてストリング25を形成している。そして、ストリング25を複数列リード線により接続したものが、検査対象100としての太陽電池パネルである。
太陽電池セルの欠陥は、その発生原因によって幾つかのタイプに分けることができ、各タイプは、その形状に特徴を有している。本発明では、欠陥を「フィンガー断線」、「クラック」及び「欠け」に分けている。これらは一例であり、別の分け方をしてもよい。
図1の本発明に係る発明の実施例の太陽電池の検査装置の概略構成を示すブロック図において、制御部10は本実施例の全体制御を司ると共に、本実施例の太陽電池良否判定処理を実行する部分で、パーソナルコンピュータシステムなどで構成されている。制御部10で実行するプログラムや各種処理データは、メモリ20で記憶される。基準データファイル30には検査対象の太陽電池パネルの良否判定の基準データが登録されている。
(1)太陽電池セルに対する発光条件、
(2)太陽電池セルの間隔(カメラの移動ピッチ)、
(3)ストリング/マトリックスの場合の太陽電池セルの数(縦、横)、
(4)太陽電池セルの寸法情報(バスバー位置、角の面取り、フィンガーの配置、ディップ位置など)の設定情報
太陽電池セルの寸法情報設定は、基本タイプの設定画面穴埋め方式と図形情報から設定する方式の両方法が設定可能であり、図形情報から設定する場合には図形情報としてDXF形式、BMP形式ファイルと対応しており、穴埋め方式の場合には例えばバスバーの本数が1本の場合、2本の場合、3本の場合など、複数のタイプを選択可能である。
(5)画像処理条件
(6)撮影条件
(7)欠陥のタイプごとのデータ(形状の特徴、長さや面積の閾値等)
本発明では、欠陥をタイプ別に「フィンガー断線」、「クラック」及び「欠け」に分け、上記に説明した特徴から、フィンガー断線の場合は、暗部の形状が、フィンガーの方向に沿った長方形の形状であるか否かで判定する。クラックの場合は、直線又は折線状に暗部ができるので、形状が線状であることと、長さの閾値を用いて判定する。欠けの場合は、暗部の面積がある閾値以上であれば、欠けと判定する。
解析手段200では、図3のフローチャートにしたがって、太陽電池パネルを写真撮影し、その欠陥を検査する。
次に図4を参照して図3のステップS50に示す撮影画像処理の詳細を説明する。画像処理は、まず撮影した太陽電池セル28の画像をメモリ20から読み出し、太陽電池セル28の画像の光量が少ない領域(暗部)を抽出する。次に、抽出した暗部の領域又は形状を図9・図10・図11の太陽電池セルの欠陥のタイプに基づき画像処理する。画像処理条件は基準データファイル30に登録されており、以下の処理を順次行うことになる。
そして、検査対象がセル単体である場合にはセルの判定結果がそのまま製品としての総合判定結果となる。一方、検査対象がストリング、マトリックスの場合、製品としての良否の総合判定を以下の手順で行うこととしている。
本実施例の太陽電池欠陥検査装置においては、撮影から欠陥の判定まで自動的に行うことができるが、撮影画像を解析して問題があると判定した場合などに、撮影画像や暗部を、ディスプレイ等の表示部に強調した状態で表示する機能も有している。したがって、本太陽電池欠陥検査装置による自動判定を止めて、図3のS18においてこの機能を使用して検査者が表示部を見て手動判定することもできる。検査者による手動判定の場合は、以下のとおりとなる。
本実施例のステップS16における欠陥のある部分を強調した判定画像の例は、図9がフィンガー断線の例、図10がクラックの例、図11が欠けの例である。これらの図では、欠陥とそれ以外の部分とを2値化して表示している。このとき、欠陥以外の部分は「明」と表示することとする。
20 メモリ
28 太陽電池セル
30 基準データファイル
40 入出力制御部
50 カメラ制御部
70 測定電流制御部(電源手段)
75 プローブ
80 位置決め機構制御部
100 検査対象(太陽電池パネル)
200 解析手段
500 カメラ(撮影手段)
600 表示部(表示手段)
900 外部記憶装置
Claims (13)
- 太陽電池内の太陽電池セルの良否を判定する太陽電池の検査装置であって、
検査対象となる太陽電池セルに電流を通電する電源手段と、
前記電源手段により通電された前記太陽電池セルからの発光光を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段で撮影した太陽電池セルの撮影画像を解析する解析手段と、を有し、
前記解析手段は、前記撮影手段で撮影した太陽電池セルの撮影画像について、撮影画像中の明暗が混在する部分における平均の明るさから明暗の閾値を求め、該明暗の閾値によって撮影画像を明部と暗部とに分け、明部と暗部とを2値化表示し、前記解析手段が、前記欠陥を予め欠陥のタイプごとに分け、前記暗部の形状を、予め登録されている欠陥のタイプごとの閾値と比較することによって欠陥の有無及びタイプ別の判断をし、欠陥と判断された部分とそれ以外の部分とを2値化表示することによって強調することを特徴とする太陽電池の検査装置。 - 前記明暗の閾値が、明るい部分と暗い部分とが混在する小区域の平均の明るさより若干暗い値を明暗の閾値として求め、該明暗の閾値によって撮影画像を前記小区域単位に明部と暗部とに分け、明部と暗部とを2値化表示することによって強調し、太陽電池セルごとの欠陥の有無を判定することを特徴とする請求項1に記載の太陽電池の検査装置。
- 前記解析手段は、特定のタイプの欠陥の存在については、太陽電池セルの所定の領域についてのみ判断し、他の領域では前記特定の欠陥の存否を判断しないことを特徴とする請求項1又は2に記載の太陽電池の検査装置。
- 前記欠陥部分とそれ以外の部分とを2値化表示した画像を可視表示する表示手段を有することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の太陽電池の検査装置。
- 前記欠陥と判断された部分を、前記撮影画像と重ねて前記表示手段で可視表示することを特徴とする請求項4に記載の太陽電池の検査装置。
- 前記欠陥の表示が、欠陥のタイプによって異なる色彩を付けた表示であることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の太陽電池の検査装置。
- 前記撮影手段は、複数の太陽電池セルを連続して撮影し、前記解析手段は、太陽電池セル撮影画像により隣接するセルの配設状況の良否判定も行うことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の太陽電池の検査装置。
- 電源手段によって検査対象となる太陽電池内の太陽電池セルに電流を通電する工程と、
前記通電によって前記太陽電池セルを発光させ、太陽電池セル毎の発光光を撮影手段によって撮影する工程と、
前記撮影手段で撮影した太陽電池セルの撮影画像について、解析手段によって撮影画像中の明暗が混在する部分における平均の明るさから明暗の閾値を得る工程と、
該明暗の閾値によって前記撮影画像を明部と暗部とに分け、明部と暗部とを2値化表示し、前記解析手段が、前記欠陥を予め欠陥のタイプごとに分け、前記暗部の形状を、予め登録されている欠陥のタイプごとの閾値と比較することによって欠陥の有無及びタイプ別の判断をし、欠陥と判断された部分とそれ以外の部分とを2値化表示することによって強調する工程と、を有することを特徴とする太陽電池の欠陥判定方法。 - 前記明暗の閾値を決める工程が、1つの区域内に明るい部分と暗い部分とが混在する前記小区域の平均の明るさより若干暗い値を明暗の閾値とする工程であり、
該明暗の閾値によって撮影画像を前記小区域単位に明部と暗部とに分け、明部と暗部とを2値化表示することによって強調し、太陽電池セルごとの欠陥の有無を判定する工程と、を有することを特徴とする請求項8に記載の太陽電池の欠陥判定方法。 - 特定のタイプの欠陥の存在については、太陽電池セルの所定の領域についてのみ判断し、他の領域では前記特定の欠陥の存否を判断しないことを特徴とする請求項8又は9に記載の太陽電池の欠陥判定方法。
- 前記太陽電池セルの撮影は、複数の太陽電池セルを連続して撮影し、太陽電池セルの撮影画像により隣接するセルの配設状況の良否判定も行うことを特徴とする請求項8から10のいずれかに記載の太陽電池の欠陥判定方法。
- 前記欠陥部分と欠陥ではない部分とを2値化表示した画像を可視表示することを特徴とする請求項8から11のいずれかに記載の太陽電池の欠陥判定方法。
- 前記欠陥部分と欠陥ではない部分とを2値化表示した画像とともに、太陽電池セルの撮影画像も表示することを特徴とする請求項8から12のいずれかに記載の太陽電池の欠陥判定方法。
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