JP4690878B2 - Solar cell module evaluation method and solar cell module evaluation apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、太陽電池に関し、特に太陽電池モジュールの評価方法及び太陽電池モジュールの評価装置に関する。 The present invention relates to a solar cell, and more particularly, to a solar cell module evaluation method and a solar cell module evaluation apparatus.
透光性の基板上にシリコン系薄膜を積層して形成された薄膜シリコン系太陽電池(以下、太陽電池モジュールと称する)が知られている。図1は、従来の太陽電池モジュール110を示す図である。太陽電池モジュール110は、基板101、発電セル106、保護膜102、及び防水シート103を具備する。発電セル106は、基板101表面上の周囲領域114の内側に設けられている。保護膜102は、発電セル106及び基板101表面上の周囲領域114を覆うように設けられ、EVA(エチレン酢酸ビニル共重合体)に例示される。防水シート103は、保護膜102を覆うように設けられている。
A thin-film silicon solar cell (hereinafter referred to as a solar cell module) formed by laminating a silicon-based thin film on a light-transmitting substrate is known. FIG. 1 is a diagram showing a conventional
太陽電池モジュール110は、アルミニウムのような金属枠104に収められ、太陽電池パネルとして主に屋外で使用される。屋外で使用されるとき、太陽電池モジュール110と金属枠104との隙間には、雨や雪、温度変化に伴う結露等により水105が溜まることがある。その水105に接している保護膜102としてEVAを用いている場合、EVAは透湿性があるので、長期間経過すると保護膜102に水分が浸透し、基板101と保護膜102との界面101aに水107が溜まることになる。そのような水107は、発電セル106に到達し、化学変化を誘発して発電セル106の劣化を引き起こす。
The
また、発明者らの研究から、以下のような劣化機構が今回初めて明らかになった。図2は、その劣化機構を説明する概念図である。太陽電池モジュール110の発電セル106で発電された電力は、ケーブル109aを介してインバータ108で交流に変換され、外部に取り出される。このときインバータオ108はケーブル109bにより接地されている。一方、太陽電池パネルの金属枠104も、ケーブル109dで接地されている。このとき、長期間の使用により発電セル106の端部の界面101aに水107が浸入したとき、発電セル106−ケーブル109a−インバータ108−ケーブル109b−接地間(大地)109c−ケーブル109d−金属枠104−水107−発電セル6という閉じた電気回路が形成されることになる。ここで発電セル6では、電食作用のために変質したシリコン膜より剥離が発生したり、保護膜102と基板101との接着部での接着力の低下により、更に水が浸水しやすくなる。
In addition, the following degradation mechanism has been clarified for the first time from the inventors' research. FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating the deterioration mechanism. The electric power generated by the
このように太陽電池パネルは屋外使用において水による劣化を引き起こすため、耐水性を検査する必要がある。その検査方法としては、例えば、JIS C 8938「アモルファス太陽電池モジュールの環境試験方法及び耐久性試験方法」に記載された試験がある。図3は、当該JISに規定された試験方法の概略を示す概念図である。この方法は、太陽電池モジュール110を水中に浸漬し、その電極と水中に設けられた参照電極117との間に電源115で高電圧Eを印加し、太陽電池モジュール110の変質の有無を判断する。類似の方法としては、図2において電流計116でリーク電流を計測する方法がある。
Thus, since the solar cell panel causes deterioration due to water in outdoor use, it is necessary to inspect water resistance. As the inspection method, for example, there is a test described in JIS C 8938 “Environmental test method and durability test method of amorphous solar cell module”. FIG. 3 is a conceptual diagram showing an outline of a test method defined in the JIS. In this method, the
しかし、JIS C 8938の方法では、長期間での太陽電池モジュール110の変質の有無を評価するには感度が必ずしも十分とはいえず、変質が発生する前段階での微量な水の浸入を計測することもできない。リーク電流を計測する方法も、浸入した水がリーク回路を形成することが必要であり、太陽電池モジュール110の変質が既に始まった段階の検査でありから、この場合も変質が発生する前段階での微量な水の浸入を計測することができない。太陽電池モジュール110の変質が発生する前段階での微量な水の浸入量を計測できるような、検査感度の高い方法が求められる。
However, in the method of JIS C 8938, the sensitivity is not necessarily sufficient to evaluate the presence or absence of alteration of the
特開2003−207474号公報に静電容量型水分計が開示されている。この静電容量型水分計は、先端側に電極板(3A,3B)が取り付けられ、手元側は握り部(23)として形成された一対のハンドル部材(2A,2B)を互いに回動自在なよう連結し、握り部を開閉操作することにより、先端側の互いに対向する一対の電極板(3A,3B)の間に被測定物(6)を挾持し得るよう構成した把持具(1)と、上記一対の電極板間に挟まれた被測定物(6)の静電容量を検出し、これから被測定物の含水率を求める測定回路(7)と、上記測定回路を収容し、上記把持具の適宜の箇所に取り付けられる回路ケース(4)と、から構成されたことを特徴とする。 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2003-207474 discloses a capacitance moisture meter. In this capacitance type moisture meter, a pair of handle members (2A, 2B) formed as grips (23) on the front side is attached to the tip side, and the hand side is rotatable with respect to each other. A gripping tool (1) configured to hold the object to be measured (6) between a pair of electrode plates (3A, 3B) facing each other by opening and closing the grip portion. The measurement circuit (7) for detecting the capacitance of the object to be measured (6) sandwiched between the pair of electrode plates and determining the moisture content of the object to be measured from the measurement circuit (7); And a circuit case (4) attached to an appropriate portion of the tool.
従って、本発明の目的は、太陽電池モジュールの変質が発生する前段階での微量な水の浸入を計測可能な太陽電池モジュールの評価方法及び太陽電池モジュールの評価装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a solar cell module evaluation method and a solar cell module evaluation device capable of measuring the intrusion of a small amount of water at a stage before the deterioration of the solar cell module occurs.
本発明の他の目的は、太陽電池モジュールの寿命を評価可能な太陽電池モジュールの評価方法及び太陽電池モジュールの評価装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a solar cell module evaluation method and a solar cell module evaluation apparatus capable of evaluating the lifetime of the solar cell module.
以下に、発明を実施するための最良の形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための最良の形態との対応関係を明らかにするために括弧付きで付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。 Hereinafter, means for solving the problem will be described using the numbers and symbols used in the best mode for carrying out the invention. These numbers and symbols are added in parentheses in order to clarify the correspondence between the description of the claims and the best mode for carrying out the invention. However, these numbers and symbols should not be used for interpreting the technical scope of the invention described in the claims.
本発明の太陽電池モジュールの評価方法は、(a)太陽電池モジュール(10)の第1位置(P1)と第2位置(P2)との間の第1静電容量を計測するステップと、(b)太陽電池モジュール(10)を高湿度環境に曝すステップと、(c)高湿度環境暴露後に、太陽電池モジュール(10)の第1位置(P1)と第2位置(P2)との間の第2静電容量を計測するステップと、(d)第1静電容量と第2静電容量とに基づいて、太陽電池モジュール(10)の浸水状態を評価するステップとを具備する。太陽電池モジュール(10)は、基板(1)と、基板(1)の第1辺(1a)から離れて設けられ基板(1)上に透明導電層(11)と光電変換層(12)と裏面電極層(13)とをこの順で含む発電セル(6)と、基板(1)と発電セル(6)とを覆う保護層(2)とを備える。第2位置(P2)は、第1辺(1a)近傍の保護層(2)上の位置である。第1位置(P1)は、発電セル(6)と反対側の基板(1)上であって、発電セル(6)の第1辺(1a)側の第1端部(E1)から第1距離(L1)離れた位置である。
本発明において、高湿度環境暴露により太陽電池モジュール(10)の発電セル(6)と基板(1)の端部との間に水が浸入すると、その部分の誘電率が浸入した水により変動する。そこで、水が浸入する領域を含む領域の両端(第1位置(P1)及び第2位置(P2))にそれぞれ電極を接続し、高湿度環境暴露の前後で両電極間の静電容量(第1静電容量及び第2静電容量)を計測し、その静電容量の変化を算出することにより、その水の浸入状態(例示:浸水しているか否か、浸水している場合にはその浸水量や浸水位置、浸水範囲)を見積もることが出来る。それにより、非破壊で太陽電池モジュールへの水の浸入し易さを評価することが出来る。
The solar cell module evaluation method of the present invention includes (a) a step of measuring a first capacitance between a first position (P1) and a second position (P2) of the solar cell module (10); b) exposing the solar cell module (10) to a high humidity environment; and (c) after exposure to the high humidity environment, between the first position (P1) and the second position (P2) of the solar cell module (10). Measuring a second capacitance, and (d) evaluating a flooded state of the solar cell module (10) based on the first capacitance and the second capacitance. The solar cell module (10) is provided apart from the substrate (1), the first side (1a) of the substrate (1), the transparent conductive layer (11), the photoelectric conversion layer (12), and the substrate (1). A power generation cell (6) including the back electrode layer (13) in this order, and a protective layer (2) covering the substrate (1) and the power generation cell (6) are provided. The second position (P2) is a position on the protective layer (2) in the vicinity of the first side (1a). The first position (P1) is on the substrate (1) opposite to the power generation cell (6) and is first from the first end (E1) on the first side (1a) side of the power generation cell (6). The position is a distance (L1) away.
In the present invention, when water enters between the power generation cell (6) of the solar cell module (10) and the end of the substrate (1) due to exposure to a high humidity environment, the dielectric constant of that portion varies depending on the infiltrated water. . Therefore, electrodes are connected to both ends (first position (P1) and second position (P2)) of the region including the region where water enters, and the capacitance (first) between the electrodes before and after exposure to a high humidity environment. 1 electrostatic capacity and 2nd electrostatic capacity), and the change of the electrostatic capacity is calculated, so that the infiltration state of the water (ex. Inundation amount, inundation position, inundation range) can be estimated. Thereby, it is possible to evaluate the ease of water intrusion into the solar cell module in a non-destructive manner.
上記の太陽電池モジュールの評価方法において、太陽電池モジュール(10)は、第1辺と発電セル(6)との間に、溝(15)により発電セル(6)から分離された端部発電セル(6a)を更に備える。(a)ステップは、(a1)第1電極(B1)を第1位置(P1)に、第2電極(B2)を第2位置(P2)にそれぞれ取り付けるステップを備える。(d)ステップは、(d1)第1静電容量と第2静電容量とに基づいて、端部発電セル(6a)における発電セル(6)側の第2端部(E2)と第1端部(E1)との間の第3静電容量を見積もるステップと、(d2)第3静電容量に基づいて、第2端部(E2)と第1端部(E1)との間における基板(1)と保護層(2)との間の浸水状態を評価するステップとを備える。第1静電容量及び第2静電容量は、第1電極(B1)と第2電極(B2)との間の静電容量である。第1距離(L1)は、第1静電容量及び第2静電容量を測定するとき発電セル(6)の透明導電層(11)と第1電極(B1)との間の静電容量を無視できる大きさに設定される。第1電極(B1)における第1方向(Y)の幅(W1)は、第1静電容量及び第2静電容量を測定するとき端部発電セル(6a)の透明導電層(11)と第1電極(B1)との間の静電容量を無視できる大きさに設定される。
本発明において、適当な寸法(第1距離(L1)、幅(W1))を満たすように第1電極(B1)を設けることで、第1静電容量及び第2静電容量の値と第3静電容量の値とを概ね等しくすることができる。それにより、第1静電容量及び第2静電容量とに基づいて、第3静電容量、すなわち、劣化の原因となる閉じた電気回路の形成に重要な第2端部(E2)と第1端部(E1)との間の水の浸入程度を見積もることが出来る。
In the solar cell module evaluation method, the solar cell module (10) includes an end power generation cell separated from the power generation cell (6) by a groove (15) between the first side and the power generation cell (6). (6a) is further provided. The step (a) includes the step (a1) of attaching the first electrode (B1) to the first position (P1) and attaching the second electrode (B2) to the second position (P2). (D) The step comprises (d1) the second end (E2) on the power generation cell (6) side and the first in the end power generation cell (6a) based on the first capacitance and the second capacitance. A step of estimating a third capacitance between the end portion (E1) and (d2) based on the third capacitance, between the second end portion (E2) and the first end portion (E1). Evaluating a flooded state between the substrate (1) and the protective layer (2). The first capacitance and the second capacitance are capacitances between the first electrode (B1) and the second electrode (B2). The first distance (L1) is the capacitance between the transparent conductive layer (11) of the power generation cell (6) and the first electrode (B1) when measuring the first capacitance and the second capacitance. It is set to a size that can be ignored. The width (W1) in the first direction (Y) of the first electrode (B1) is equal to the transparent conductive layer (11) of the end power generation cell (6a) when measuring the first capacitance and the second capacitance. The capacitance between the first electrode (B1) and the first electrode (B1) is set to a negligible size.
In the present invention, by providing the first electrode (B1) so as to satisfy appropriate dimensions (first distance (L1), width (W1)), the values of the first capacitance and the second capacitance and the first capacitance are set. The value of 3 electrostatic capacity can be made substantially equal. Thereby, based on the first capacitance and the second capacitance, the third capacitance, that is, the second end (E2) and the second capacitance important for the formation of the closed electric circuit that causes the deterioration. It is possible to estimate the degree of water intrusion between one end (E1).
上記の太陽電池モジュールの評価方法において、第1距離(L1)は、発電セル(6)と端部発電セル(6a)との間としての第1方向(Y)の第1幅の1000倍以上である。前記第1電極(B1)における第1方向(Y)の幅(W1)は、第1幅の1000倍以上である。
本発明において、第1距離(L1)及び幅(W1)をこのように設定することで、第1静電容量及び第2静電容量の値と第3静電容量の値とを概ね等しくすることができる。
In the solar cell module evaluation method, the first distance (L1) is 1000 times or more the first width in the first direction (Y) between the power generation cell (6) and the end power generation cell (6a). It is. The width (W1) in the first direction (Y) of the first electrode (B1) is 1000 times or more the first width.
In the present invention, by setting the first distance (L1) and the width (W1) in this way, the values of the first capacitance and the second capacitance and the value of the third capacitance are substantially equal. be able to.
上記の太陽電池モジュールの評価方法において、(a)ステップは、(a1)第1電極(B1)を第1位置(P1)に、第2電極(B2)を第2位置(P2)にそれぞれ取り付けるステップを備える。(d)ステップは、(d1)第1静電容量と第2静電容量とに基づいて、第1辺(1a)と第1端部(E1)との間の第3静電容量を見積もるステップと、(d2)第3静電容量に基づいて、第1辺(1a)と第1端部(E1)との間における基板(1)と保護層(2)との間の浸水状態を評価するステップとを備える。第1静電容量及び第2静電容量は、第1電極(B1)と第2電極(B2)との間の静電容量である。第1距離(L1)は、第1静電容量及び第2静電容量を測定するとき発電セル(6)の透明導電層(11)と第1電極(B1)との間の静電容量を無視できる大きさに設定される。第1電極(B1)における第1方向(Y)の幅(W1)は、第1静電容量及び第2静電容量を測定するとき第1電極(B1)と第2電極(B2)との間の静電容量を無視できる大きさに設定される。
本発明において、適当な寸法(第1距離(L1)、幅(W1))を満たすように第1電極(B1)を設けることで、第1静電容量及び第2静電容量の値と第3静電容量の値とを概ね等しくすることができる。それにより、第1静電容量及び第2静電容量とに基づいて、第3静電容量、すなわち、劣化の原因となる閉じた電気回路の形成に重要な第1辺(1a)と第1端部(E1)との間の水の浸入程度を見積もることが出来る。
In the solar cell module evaluation method, the step (a) includes (a1) attaching the first electrode (B1) to the first position (P1) and attaching the second electrode (B2) to the second position (P2). Comprising steps. In step (d), (d1) a third capacitance between the first side (1a) and the first end (E1) is estimated based on the first capacitance and the second capacitance. And (d2) a submerged state between the substrate (1) and the protective layer (2) between the first side (1a) and the first end (E1) based on the third capacitance. And evaluating. The first capacitance and the second capacitance are capacitances between the first electrode (B1) and the second electrode (B2). The first distance (L1) is the capacitance between the transparent conductive layer (11) of the power generation cell (6) and the first electrode (B1) when measuring the first capacitance and the second capacitance. It is set to a size that can be ignored. The width (W1) in the first direction (Y) of the first electrode (B1) is determined between the first electrode (B1) and the second electrode (B2) when measuring the first capacitance and the second capacitance. The capacitance between the two is set to a value that can be ignored.
In the present invention, by providing the first electrode (B1) so as to satisfy appropriate dimensions (first distance (L1), width (W1)), the values of the first capacitance and the second capacitance and the first capacitance are set. The value of 3 electrostatic capacity can be made substantially equal. Thereby, based on the first capacitance and the second capacitance, the first capacitance (1a) and the first capacitance important for the formation of the third capacitance, that is, the closed electric circuit that causes deterioration. It is possible to estimate the degree of water intrusion between the ends (E1).
上記の太陽電池モジュールの評価方法において、第1距離(L1)は、第2電極(B2)と発電セル(6)との間としての第1方向(Y)の第2幅の1000倍以上である。前記第1電極(B1)における第1方向(Y)の幅(W1)は、第2幅の1000倍以上である。 In the solar cell module evaluation method, the first distance (L1) is 1000 times or more the second width in the first direction (Y) between the second electrode (B2) and the power generation cell (6). is there. The width (W1) in the first direction (Y) of the first electrode (B1) is 1000 times or more the second width.
上記の太陽電池モジュールの評価方法において、前記(d2)ステップは、(d21)第3静電容量に基づいて、静電容量と水の浸水量との関係を示す浸水量テーブルを参照して、太陽電池モジュール(10)の浸水量を推定するステップを含む。
本発明において、実験やシミュレーション等により予め設けられた浸水量テーブルを用いることで、容易に浸水量を推定することができる。
In the solar cell module evaluation method, the step (d2) includes (d21) referring to a submergence amount table indicating a relationship between the capacitance and the amount of water submergence based on the third capacitance. Including a step of estimating a water immersion amount of the solar cell module (10).
In the present invention, the amount of water immersion can be easily estimated by using a water immersion amount table provided in advance by experiments, simulations, or the like.
上記の太陽電池モジュールの評価方法において、(d)ステップは、(d3)浸水状態に基づいて、太陽電池モジュール(10)の寿命を推定するステップを更に備える。
本発明において、高湿度環境暴露の前後での第3静電容量の変化を見積もることで、太陽電池モジュール(10)への水の浸入の程度を見積もることが出来る。そして、その水の浸入の程度に基づいて、太陽電池モジュール(10)の寿命を評価することが出来る。
In the solar cell module evaluation method, the step (d) further includes a step (d3) of estimating the lifetime of the solar cell module (10) based on the flooded state.
In the present invention, the degree of water intrusion into the solar cell module (10) can be estimated by estimating the change in the third capacitance before and after exposure to a high humidity environment. And the lifetime of a solar cell module (10) can be evaluated based on the grade of the permeation of the water.
上記の太陽電池モジュールの評価方法において、(d3)ステップは、(d31)第3静電容量と高湿度環境とに基づいて、静電容量と高湿度環境と寿命との関係を示す寿命テーブルを参照して、太陽電池モジュール(10)の寿命を推定するステップを含む。
本発明において、実験やシミュレーション等により予め設けられた寿命テーブルを用いることで、容易に浸水量を推定することができる。
In the solar cell module evaluation method, the step (d3) includes (d31) a life table indicating a relationship between the capacitance, the high humidity environment, and the life based on the third capacitance and the high humidity environment. With reference, the step of estimating the lifetime of the solar cell module (10) is included.
In the present invention, the amount of water immersion can be easily estimated by using a life table provided in advance by experiments, simulations, or the like.
上記の太陽電池モジュールの評価方法において、(b)ステップは、(b1)太陽電池モジュール(10)を、高湿度環境を含む環境変化サイクルに置くステップを備える。
本発明において、太陽電池モジュール(10)に対して様々な環境変化サイクルを適用することで、良品か否かや耐候性や寿命をより正確に見積もることが出来る。
In the solar cell module evaluation method described above, the step (b) includes a step (b1) of placing the solar cell module (10) in an environment change cycle including a high humidity environment.
In the present invention, by applying various environmental change cycles to the solar cell module (10), it is possible to more accurately estimate whether it is a non-defective product, weather resistance or life.
上記の太陽電池モジュールの評価方法において、高湿度環境は、所定の温度を有する水または化学物質、及び所定の温度及び湿度を有する高温高湿室内のいずれか一方を含む。
本発明において、太陽電池モジュール(10)様々な環境に暴露することで、良品か否かや耐候性や寿命をより正確に見積もることが出来る。
In the solar cell module evaluation method described above, the high humidity environment includes one of water or a chemical substance having a predetermined temperature and a high temperature and high humidity chamber having a predetermined temperature and humidity.
In the present invention, by exposing the solar cell module (10) to various environments, it is possible to more accurately estimate whether it is a non-defective product, weather resistance and life.
本発明の太陽電池モジュールの評価装置は、計測器(41)と情報処理装置(42)とを具備する。計測器(41)は、第1端子(C1)と第2端子(C2)とを備え、第1端子(C1)に接続される第1電極(B1)と第2端子(C2)に接続される第2電極(B2)との間の静電容量を測定する。情報処理装置(42)は、計測器(41)からの出力を得る。第1電極(B1)及び第2電極(B2)は、それぞれ評価対象である太陽電池モジュール(10)の第1位置(P1)及び第2位置(P2)に接触されている。計測器(41)は、第1位置(P1)と第2位置(P2)との間の第1静電容量を計測し、その後、太陽電池モジュール(10)を高湿度環境に置いた後に、第1位置(P1)と第2位置(P2)との間の第2静電容量を計測する。情報処理装置(42)は、第1静電容量と第2静電容量とに基づいて、太陽電池モジュール(10)の浸水状態を評価する。太陽電池モジュール(10)は、基板(1)と、基板(1)の第1辺(1a)から離れて設けられ基板(1)上に透明導電層(11)と光電変換層(12)と裏面電極層(13)とをこの順で含む発電セル(6)と、基板(1)と発電セル(6)とを覆う保護層(2)とを備える。第2位置(P2)は、第1辺(1a)近傍の保護層(2)上の位置である。第1位置(P1)は、発電セル(6)と反対側の基板(1)上であって、発電セル(6)の第1辺(1a)側の第1端部(E1)から第1距離(L)離れた位置である。
The solar cell module evaluation apparatus of the present invention includes a measuring instrument (41) and an information processing apparatus (42). The measuring instrument (41) includes a first terminal (C1) and a second terminal (C2), and is connected to the first electrode (B1) and the second terminal (C2) connected to the first terminal (C1). The electrostatic capacitance between the second electrode (B2) is measured. The information processing device (42) obtains an output from the measuring instrument (41) . The first electrode (B1) and the second electrode (B2) are in contact with the first position (P1) and the second position (P2) of the solar cell module (10) that is the evaluation target, respectively. The measuring instrument (41) measures the first capacitance between the first position (P1) and the second position (P2), and then after placing the solar cell module (10) in a high humidity environment, A second capacitance between the first position (P1) and the second position (P2) is measured. The information processing device (42) evaluates the flooded state of the solar cell module (10) based on the first capacitance and the second capacitance. The solar cell module (10) is provided apart from the substrate (1), the first side (1a) of the substrate (1), the transparent conductive layer (11), the photoelectric conversion layer (12), and the substrate (1). A power generation cell (6) including the back electrode layer (13) in this order, and a protective layer (2) covering the substrate (1) and the power generation cell (6) are provided. The second position (P2) is a position on the protective layer (2) in the vicinity of the first side (1a). The first position (P1) is on the substrate (1) opposite to the power generation cell (6) and is first from the first end (E1) on the first side (1a) side of the power generation cell (6). The position is a distance (L) away.
上記の太陽電池モジュールの評価装置において、太陽電池モジュール(10)は、第1辺と発電セル(6)との間に、溝(15)により発電セル(6)から分離された端部発電セル(6a)を更に備える。情報処理装置(42)は、静電容量算出部(51)と、記憶部(53)と、評価部(52)とを備える。静電容量算出部(51)は、第1静電容量と第2静電容量とに基づいて、端部発電セル(6a)における発電セル(6)側の第2端部(E2)と第1端部(E1)との間の第3静電容量を見積もる。記憶部(53)は、第3静電容量を格納する。評価部(52)は、第3静電容量に基づいて、第2端部(E2)と第1端部(E1)との間における基板(1)と保護層(2)との間の浸水状態を評価する。第1静電容量及び第2静電容量は、第1電極(B1)と第2電極(B2)との間の静電容量である。第1距離(L1)は、第1静電容量及び第2静電容量を測定するとき発電セル(6)の透明導電層(11)と第1電極(B1)との間の静電容量を無視できる大きさに設定される。第1電極(B1)における第1方向(Y)の幅(W1)は、第1静電容量及び第2静電容量を測定するとき端部発電セル(6a)の透明導電層(11)と第1電極(B1)との間の静電容量を無視できる大きさに設定される。 In the solar cell module evaluation apparatus, the solar cell module (10) includes an end power generation cell separated from the power generation cell (6) by the groove (15) between the first side and the power generation cell (6). (6a) is further provided. The information processing device (42) includes a capacitance calculation unit (51), a storage unit (53), and an evaluation unit (52). Based on the first capacitance and the second capacitance, the capacitance calculation unit (51) and the second end (E2) on the power generation cell (6) side in the end power generation cell (6a) and the second capacitance The third capacitance between the first end (E1) is estimated. The storage unit (53) stores the third capacitance. Based on the third capacitance, the evaluation unit (52) is immersed in water between the substrate (1) and the protective layer (2) between the second end (E2) and the first end (E1). Assess the condition. The first capacitance and the second capacitance are capacitances between the first electrode (B1) and the second electrode (B2). The first distance (L1) is the capacitance between the transparent conductive layer (11) of the power generation cell (6) and the first electrode (B1) when measuring the first capacitance and the second capacitance. It is set to a size that can be ignored. The width (W1) in the first direction (Y) of the first electrode (B1) is equal to the transparent conductive layer (11) of the end power generation cell (6a) when measuring the first capacitance and the second capacitance. The capacitance between the first electrode (B1) and the first electrode (B1) is set to a negligible size.
上記の太陽電池モジュールの評価装置において、第1距離(L1)は、発電セル(6)と端部発電セル(6a)との間としての第1方向(Y)の第1幅の1000倍以上である。前記第1電極(B1)における第1方向(Y)の幅(W1)は、第1幅の1000倍以上である。 In the solar cell module evaluation apparatus, the first distance (L1) is 1000 times or more the first width in the first direction (Y) between the power generation cell (6) and the end power generation cell (6a). It is. The width (W1) in the first direction (Y) of the first electrode (B1) is 1000 times or more the first width.
上記の太陽電池モジュールの評価装置において、情報処理装置(42)は、静電容量算出部(51)と、記憶部(53)と、評価部(52)とを備える。静電容量算出部(51)は、第1静電容量と第2静電容量とに基づいて、第1辺(1a)と第1端部(E1)との間の第3静電容量を見積もる。記憶部(53)は、第3静電容量を格納する。評価部(52)は、第3静電容量に基づいて、第1辺(1a)と第1端部(E1)との間における基板(1)と保護層(2)との間の浸水状態を評価する。第1静電容量及び第2静電容量は、第1電極(B1)と第2電極(B2)との間の静電容量である。第1距離(L1)は、第1静電容量及び第2静電容量を測定するとき発電セル(6)の透明導電層(11)と第1電極(B1)との間の静電容量を無視できる大きさに設定される。第1電極(B1)における第1方向(Y)の幅(W1)は、第1静電容量及び第2静電容量を測定するとき第1電極(B1)と第2電極(B2)との間の静電容量を無視できる大きさに設定される。 In the solar cell module evaluation apparatus, the information processing device (42) includes a capacitance calculation unit (51), a storage unit (53), and an evaluation unit (52). The capacitance calculating unit (51) calculates a third capacitance between the first side (1a) and the first end (E1) based on the first capacitance and the second capacitance. estimate. The storage unit (53) stores the third capacitance. Based on the third capacitance, the evaluation unit (52) is in a flooded state between the substrate (1) and the protective layer (2) between the first side (1a) and the first end (E1). To evaluate. The first capacitance and the second capacitance are capacitances between the first electrode (B1) and the second electrode (B2). The first distance (L1) is the capacitance between the transparent conductive layer (11) of the power generation cell (6) and the first electrode (B1) when measuring the first capacitance and the second capacitance. It is set to a size that can be ignored. The width (W1) in the first direction (Y) of the first electrode (B1) is determined between the first electrode (B1) and the second electrode (B2) when measuring the first capacitance and the second capacitance. The capacitance between the two is set to a value that can be ignored.
上記の太陽電池モジュールの評価装置において、第1距離(L1)は、第2電極(B2)と発電セル(6)との間としての第1方向(Y)の第2幅の1000倍以上である。前記第1電極(B1)における第1方向(Y)の幅(W1)は、第2幅の1000倍以上である。 In the solar cell module evaluation apparatus, the first distance (L1) is 1000 times or more the second width in the first direction (Y) between the second electrode (B2) and the power generation cell (6). is there. The width (W1) in the first direction (Y) of the first electrode (B1) is 1000 times or more the second width.
上記の太陽電池モジュールの評価装置において、記憶部(53)は、静電容量と水の浸水量との関係を示す浸水量テーブルを格納している。評価部(52)は、第3静電容量に基づいて、その浸水量テーブルを参照して、太陽電池モジュール(10)の浸水量を推定する。 In the solar cell module evaluation apparatus, the storage unit (53) stores an inundation amount table indicating a relationship between the capacitance and the inundation amount of water. The evaluation unit (52) estimates the water immersion amount of the solar cell module (10) with reference to the water immersion amount table based on the third capacitance.
上記の太陽電池モジュールの評価装置において、前記評価部(52)は、更に、前記浸水状態に基づいて、前記太陽電池モジュール(10)の寿命を推定する。 In the solar cell module evaluation apparatus, the evaluation unit (52) further estimates the lifetime of the solar cell module (10) based on the flooded state.
上記の太陽電池モジュールの評価装置において、記憶部(53)は、静電容量と高湿度環境と寿命との関係を示す寿命テーブルを格納している。評価部(52)は、第3静電容量と高湿度環境とに基づいて、その寿命テーブルを参照して、太陽電池モジュール(10)の寿命を推定する。 In the solar cell module evaluation apparatus, the storage unit (53) stores a life table indicating a relationship among the capacitance, the high humidity environment, and the life. The evaluation unit (52) estimates the lifetime of the solar cell module (10) with reference to the lifetime table based on the third capacitance and the high humidity environment.
本発明により、太陽電池モジュールの変質が発生する前段階での微量な水の浸入を計測可能となる。太陽電池モジュールの寿命を評価可能となる。 According to the present invention, it is possible to measure the invasion of a small amount of water at a stage before the deterioration of the solar cell module occurs. The lifetime of the solar cell module can be evaluated.
以下、本発明の太陽電池モジュールの評価方法及び太陽電池モジュールの評価装置の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of a solar cell module evaluation method and a solar cell module evaluation apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
まず、本発明の太陽電池モジュールの評価方法及び評価装置の評価対象となる太陽電池モジュールの構成について、添付図面を参照して説明する。図4は、本発明の太陽電池モジュールの評価方法及び評価装置の実施の形態における評価対象となる太陽電池モジュールの構成を示す上面図である。太陽電池モジュール10は、基板1と、基板1上に設けられた発電セル6とを具備する。ここでは、説明しやすさのために、これらの上に設けられる後述の保護膜2及び防水シート3を省略している。
First, the structure of the solar cell module which is the evaluation object of the solar cell module evaluation method and evaluation apparatus of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 4 is a top view showing the configuration of the solar cell module to be evaluated in the embodiment of the solar cell module evaluation method and evaluation apparatus of the present invention. The
基板1は、第1辺1aと、第1辺1aと対向する第2辺1bと、第1辺1aと第2辺1bとの間の第3辺1cと、第3辺1cに対向する第4辺1dとを有する。基板1は、透光性を有しており、例えばガラスが好適である。
The
発電セル6は、基板1表面における薄膜の無い周囲領域14の内側に設けられている。発電セル6は、複数の単セル7を備える。複数の単セル7は、X方向に並び互いに直列に接続されている。単セル7は、Y方向へ伸びる短冊形状を有する。発電セル6は、端部発電セル6a、6bを更に備える。端部発電セル6aは、第1辺1aと発電セル6との間に、第1辺1aに平行なX方向絶縁溝15aにより発電セル6から分離されたものである。端部発電セル6bは、第2辺1bと発電セル6との間に、第2辺1bに平行なX方向絶縁溝15bにより発電セル6から分離されたものである。
The
発電セル6は、例えば、シリコン系薄膜太陽電池である。ここで、シリコン系とはシリコン(Si)やシリコンカーバイド(SiC)やシリコンゲルマニウム(SiGe)のようなシリコンを含む材料の総称である。シリコン系薄膜太陽電池とは、アモルファスシリコン系、微結晶シリコン系、アモルファスシリコン系と微結晶シリコン系とを積層させたタンデム型を含む太陽電池を表す。ただし、微結晶シリコン系とは、アモルファスシリコン系(非晶質シリコン系)以外のシリコン系を意味するものであり、多結晶シリコン系や非晶質を含んだ結晶質シリコン系も含まれる。
The
X方向絶縁溝15a及びX方向絶縁溝15bは、深さ方向に関して、複数の単セル7の表面である裏面電極層13から基板1の表面へ伸び、基板1表面に達している。ただし、基板1の強度を確保するために、基板1の中まで伸びていないことが好ましい。一方、長さ方向に関して、X方向に伸びている。そして、一方の端が第3辺1cの近傍まで伸び、他方の端が第4辺1dの近傍まで伸びている。そして、両端が基板1の端に達していない。X方向絶縁溝15の幅は、例えば50〜100μmである。
The X
図5は、本発明の太陽電池モジュールの評価方法及び評価装置の実施の形態における評価対象となる太陽電池モジュールの構成を示す断面図である。図4のXX断面のA部を示している。太陽電池モジュール10は、前述のように、基板1と、基板1上に設けられた発電セル6と、基板1の周囲領域14及び発電セル6を覆うように設けられた保護膜2と、保護膜2上に設けられた防水シート3を具備する。
FIG. 5: is sectional drawing which shows the structure of the solar cell module used as the evaluation object in embodiment of the evaluation method and evaluation apparatus of the solar cell module of this invention. The A section of the XX cross section of FIG. 4 is shown. As described above, the
防水シート3は、発電セル6上の保護膜2を覆うように設けられている。PET(ポリエチレンテレフタレート)シート/AL箔/PETシートの三層構造を有するシートに例示される。保護膜102は、発電セル6及び基板1表面上の周囲領域14を覆うように設けられている。EVA(エチレン酢酸ビニル共重合体)に例示される。膜厚は、30〜50μmである。複数の単セル7の各々は、基板1上に設けられ、第1辺1aに沿ってX方向に並び、互いに直列に接続されている。単セル7は、透明導電層11、光電変換層12及び裏面電極層13を含む。
The
透明導電層11は、基板1上に製膜され、X方向に伸びる溝15により複数の短冊状の単セル7の各々に対応するように分割されている。膜厚は、500〜800nmである。溝17は、深さ方向に関して透明導電層11の表面から基板1の表面へ伸びている。長さ方向に関して第1辺1a及び第2辺1bの近傍まで伸び、基板1の端に達していない。溝17の幅は、例えば10〜50μmである。光電変換層12は、薄膜シリコンのp層、i層、n層を積層したもの、更には、この積層したものを複数積層したタンデム型、トリプル型太陽電池を構成している。光電変換層12は、透明導電層11上に設けられ、溝17の隣近傍にY方向に伸びる溝18により複数の単セル7の各々に対応するように分割されている。溝18は、深さ方向に関して光電変換層12の表面から透明導電層11の表面へ伸びている。裏面電極層13は、光電変換層12上に設けられ、溝18の隣近傍にY方向に伸びる溝19により複数の単セル7の各々に対応するように分割されている。溝19は、深さ方向に関して裏面電極層13の表面から光電変換層12の表面へ伸びている。
The transparent
図6は、本発明の太陽電池モジュールの評価方法及び評価装置の実施の形態における評価対象となる太陽電池モジュールの構成を示す他の断面図である。図4のYY断面のA部を示している。太陽電池モジュール10は、前述のように、更に、端部発電セル6aと端部発電セル6b(本図で図示されず)を具備する。
FIG. 6 is another cross-sectional view showing the configuration of the solar cell module to be evaluated in the embodiment of the solar cell module evaluation method and evaluation apparatus of the present invention. 5 shows a portion A of the YY cross section of FIG. As described above, the
防水シート3は、発電セル6のみならず、端部発電セル6a及び端部発電セル6b上の保護膜2を覆うように設けられている。X方向絶縁溝15aは、発電セル6の端部E1と端部発電セル6aの端部E2との間に設けられている。同様に、図示されないがX方向絶縁溝15bは、発電セル6の端部と端部発電セル6bの端部との間に設けられている。
The
次に、本発明の太陽電池モジュールの評価装置の実施の形態の構成について説明する。図7は、本発明の太陽電池モジュールの評価装置の実施の形態の構成を示す概略図である。ここで、太陽電池モジュール10については、図6と同様に図4のYY断面のA部を示し、水の影響を受けて保護膜2と基板1との間に水31、32が浸入した状態を示している。水31は、発電セル6の端部E1と端部発電セル6aの一方の端部E2との間(X方向絶縁溝15a)における保護膜2と基板1との間の水である。水32は、端部発電セル6aの他方の端部E3と第1辺1aとの間における保護膜2と基板1との間の水である。
Next, the configuration of the embodiment of the solar cell module evaluation apparatus of the present invention will be described. FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of the embodiment of the solar cell module evaluation apparatus of the present invention. Here, about the
本発明の太陽電池モジュールの評価方法では、評価装置を用いて、水31の浸水状況を評価する。発電セル6の端部E1と端部発電セル6aの端部E2との間(X方向絶縁溝15a)に水が浸入すると、図2で説明したように閉じた電気回路が形成され、太陽電池モジュール10に重大な影響を及ぼすからである。この場合、測定対象は、発電セル6の端部E1と端部発電セル6aの端部E2との間の静電容量C2である。
In the solar cell module evaluation method of the present invention, the inundation status of the
太陽電池モジュールの評価装置40は、交流特性計測器41と情報処理装置42とを具備する。
交流特性計測器41は、第1端子D1と第2端子D2とを備え、第1端子D1に接続される第1電極B1と第2端子D2に接続される第2電極B2との間の静電容量を測定する。ここで、第1電極B1及び第2電極B2は、測定時に、それぞれ評価対象である太陽電池モジュール10の第1位置P1及び第2位置P2に接触される。
The solar cell
The AC
ただし、第2位置P2は、第1辺1a近傍の保護層2上の位置である。第1位置P1は、発電セル6と反対側の基板1上であって、発電セル6の第1辺1a側の端部E1から距離L1離れた位置である。後述するように、距離L1は、発電セル6の透明導電層11と第1電極B1との間の静電容量を無視できる大きさに設定される。第1電極B1におけるY方向の幅W1は、端部発電セル6aの透明導電層11と第1電極B1との間の静電容量を無視できる大きさに設定される。例えば、距離L1は、測定対象(C2)におけるY方向の幅L2の1000倍以上であり、第1電極B1におけるY方向の幅W1は、測定対象(C2)の幅L2の1000倍以上である。
However, the second position P2 is a position on the
情報処理装置42は、パーソナルコンピュータに例示され、交流特性計測器41とデータの通信が可能なように接続されている。交流特性計測器41の計測結果に基づいて太陽電池モジュール10の浸水状態を評価する。情報処理装置42は、コンピュータプログラムとしての静電容量算出部51及び寿命評価部52と、ハードディスクやメモリのような記憶装置としての記憶部53とを備える。静電容量算出部51及び寿命評価部52は、記憶部53としてのハードディスクに格納されており、動作時に記憶部53としてのメモリに展開され、CPU(central processing unit)により実行される。
The
静電容量算出部51は、交流特性計測器41の計測結果に基づいて、測定対象の静電容量を見積もる。
例えば、静電容量C2を見積もる。記憶部53は、見積もられた静電容量を記憶する。また、静電容量算出部51及び寿命評価部52の実行に必要なデータ(テーブル)を格納している。寿命評価部52は、見積もられた静電容量に基づいて、測定対象部位の浸水状態を評価する。例えば、端部E2と端部E1との間(静電容量C2の位置)における基板1と保護層2との間の浸水状況を評価する。寿命評価部52は、更に、評価された浸水状態に基づいて、太陽電池モジュール10の寿命を推定する。
The
For example, the capacitance C2 is estimated. The
図8は、本発明の太陽電池モジュールの評価装置の実施の形態の構成を示す概略平面図及び概略断面図である。ここでは交流特性計測器41、情報処理装置42、その配線及び防水シート3を省略している。第1電極B1、第2電極B2、発電セル6、端部発電セル6a、端部E1及び端部E2の位置関係が示されている。図中、左端の発電セル6と端部発電セル6aとの間の測定対象(C2)について評価をするために、第1電極B1は、当該発電セル6を含む広範囲の領域に対応する位置に設けられた大面積の電極となる。一方、第2電極B2は、当該端部発電セル6aの直ぐ横に対応する位置に設けられた小面積の電極となる。そして、第2電極B2との位置を右にずらし、必要に応じて第1電極B1の位置を右にずらして行くことで、他の発電セル6と端部発電セル6aとの間の測定対象(C2)についても同様に測定することができる。それにより、浸水量に加えて浸水位置及び浸水範囲を知ることができる。
FIG. 8: is the schematic plan view and schematic sectional drawing which show the structure of embodiment of the evaluation apparatus of the solar cell module of this invention. Here, the AC
次に、本発明の太陽電池モジュールの評価方法における静電容量C2の計測原理について説明する。
図7に示すように、第1電極B1と第2電極B2との間の等価回路は、静電容量C3、抵抗R1、静電容量C2、静電容量C1、及び静電容量C4で構成される。静電容量C3は、発電セル6の透明導電層11と第1電極B1とで形成され、基板1が誘電体である。抵抗R1は、透明導電層11で形成される。静電容量C2は、発電セル6の透明導電層11と端部発電セル6aの透明導電層11とで形成され、水31及び保護膜2が誘電体である。静電容量C1は、端部発電セル6aの透明導電層11と第2電極B2とで形成され、保護膜2が主な誘電体である。静電容量C4は、端部発電セル6aの透明導電層11と第1電極B1とで形成され、基板1が誘電体である。
Next, the measurement principle of the capacitance C2 in the solar cell module evaluation method of the present invention will be described.
As shown in FIG. 7, the equivalent circuit between the first electrode B1 and the second electrode B2 is composed of a capacitance C3, a resistor R1, a capacitance C2, a capacitance C1, and a capacitance C4. The The capacitance C3 is formed by the transparent
ここで、太陽電池モジュール10が高湿度雰囲気に曝され、水31が増えていく場合、その浸入水31の影響が誘電率の変化として静電容量C2に現れる。したがって、高湿度雰囲気に曝される前後の静電容量C2の変化(静電容量C2の経時的な変化)を計測することで、水31の浸水量を見積もることができる。
Here, when the
ここで、第1電極B1と第2電極B2との間の静電容量をCとし、静電容量C4を無視できるとすれば、以下の式が成り立つ。
1/C=1/C1+1/C2+1/C3 …(1)
したがって、C1及びC3がC2に比較して十分に大きい(103オーダー以上)ならば、
1/C=1/C2 …(2)
とみなすことができる。一般に、C=εS/dが成り立つことから、C1及びC3のS/dをC2のS/dよりも十分に大きく(103オーダー以上)すればよい。
If the capacitance between the first electrode B1 and the second electrode B2 is C and the capacitance C4 can be ignored, the following equation is established.
1 / C = 1 /
Therefore, if C1 and C3 are sufficiently large compared to C2 (10 3 order or more),
1 / C = 1 / C2 (2)
Can be considered. In general, since C = εS / d holds, the S / d of C1 and C3 should be sufficiently larger than the S / d of C2 (10 3 order or more).
C2において、距離d(幅L2)は101μmのオーダーである。面積S(単セル7のX方向の幅×透明導電層11の膜厚)は、103μm×100μmのオーダーである。したがって、S/dは102μmのオーダーである。
In C2, the distance d (width L2) is on the order of 10 1 μm. Area S (the thickness of the X-direction width × transparent
C3において、C3がC2に比較して103オーダー以上の大きさを有するためには、S/dが102μm(C2)×103=105μmのオーダーである必要がある。C3の距離d(基板1の厚み)は103μmのオーダーであるから、C3の面積Sは、103μm(距離d)×105μm=108μm2=102mm2のオーダーとなる。したがって、C3すなわち第1電極B1の面積Sが102mm2のオーダーとなるから、第1電極B1を矩形とみなせば、その一辺に相当する幅W1は約101mm程度となる。すなわち、第1電極B1におけるY方向の幅W1を、C2の幅L2の1000倍(103倍)以上とすればよいことになる。 In C3, in order for C3 to have a size of 10 3 orders or more as compared with C2, S / d needs to be on the order of 10 2 μm (C2) × 10 3 = 10 5 μm. Since the distance d (thickness of the substrate 1) of C3 is on the order of 10 3 μm, the area S of C3 is on the order of 10 3 μm (distance d) × 10 5 μm = 10 8 μm 2 = 10 2 mm 2 Become. Therefore, C3, that is, the area S of the first electrode B1 is on the order of 10 2 mm 2 , and if the first electrode B1 is regarded as a rectangle, the width W1 corresponding to one side thereof is about 10 1 mm. That is, the width W1 in the Y direction of the first electrode B1 may be 1000 times (10 3 times) or more of the width L2 of C2.
同様に、C1において、C1がC2に比較して103オーダー以上の大きさを有するためには、S/dが105μmのオーダーである必要がある。C1の距離d(保護膜2の膜厚)は101μmのオーダーであるから、C1の面積Sは、101μm(距離d)×105μm=106μm2=100mm2のオーダーとなる。したがって、C1すなわち第2電極B2の面積Sが100mm2のオーダーとなるから、第2電極B2を矩形とみなせば、その一辺は約100mm程度となる。すなわち、第2電極B2の幅を、C2の幅L2の100倍(102倍)以上とすればよいことになる。その一方で、第2電極B2が大きすぎると、第2電極B2と第1電極B1との間の直接的な静電容量(図7中、図示せず)が問題になる可能性があるので、できるだけ小さくすることが好ましい。以上から、その一辺は約100mm程度とする。
Similarly, in C1, in order for C1 to have a magnitude of 10 3 orders or more as compared with C2, S / d needs to be on the order of 10 5 μm. Since the distance C1 d (thickness of the protective layer 2) is of the order of 10 1 [mu] m, the area S of C1 is, 10 1 [mu] m (distance d) × 10 of 5 μm = 10 6 μm 2 = 10 0
一方、C4を式(1)で無視するためには、C2に並列なC4が、C2に比較して十分に小さい(10−3オーダー以下)、すなわち、C4のS/dをC2のS/dよりも十分に小さく(10−3オーダー以下)すればよい。C4において、C4がC2に比較して10−3オーダー以下の大きさを有するためには、S/dが102μm(C2)×10−3=10−1μmのオーダーである必要がある。C4の面積S(端部発電セル6a側の単セル7のX方向の幅×透明導電層11の膜厚)は、104μm×100μmのオーダーである。したがって、C4の距離dは、(104μm×100μm)/(10−1μm)=105μm=102mm程度となる。すなわち、幅L2と距離L1との和が概ね102mm程度以上必要となる。幅L2は、101μmのオーダーであるから無視できるので、距離L1が概ね102mm程度以上となる。すなわち、距離L1を、C2の幅L2の1000倍以上とすればよいことになる。
On the other hand, in order to ignore C4 in the expression (1), C4 parallel to C2 is sufficiently smaller than C2 (10 −3 order or less), that is, the S / d of C4 is changed to the S / d of C2. It may be sufficiently smaller than d (10 −3 order or less). In C4, in order for C4 to have a magnitude of 10 −3 order or less compared to C2, S / d needs to be on the order of 10 2 μm (C2) × 10 −3 = 10 −1 μm. . C4 area S (end
以上から、C3において、第1電極B1におけるY方向の幅W1をC2の幅L2の1000倍(103倍)以上とし、C1において、第2電極B2の幅をC2の幅L2の100倍(102倍)以上とし、C4において、距離L1をC2の幅L2の1000倍以上とすれば、図7の等価回路において上記(2)式が成り立つことになる。 From the above, in C3, the width W1 in the Y direction in the first electrode B1 is 1000 times the width L2 of C2 (10 3 times) than in the C1, 100 times the width L2 of the width of the second electrode B2 C2 ( and 10 twice) or more, in C4, if the distance L1 between 1000 times or more the width L2 of C2, so that the equation (2) is satisfied in the equivalent circuit of FIG.
次に、静電容量C2を用いた本発明の太陽電池モジュールの評価方法の原理について説明する。まず、太陽電池モジュール10が水の影響を受けた場合、上記静電容量C2がどのように変化するかについて説明する。図9は、太陽電池モジュール10について浸水試験(高湿度環境試験:後述)を行ったときの試験時間と静電容量との関係を示すグラフである。縦軸は静電容量C2の値を示し、横軸は浸水試験の試験時間tである。太陽電池モジュール10は、浸水試験前(原点)は、C2=C2(0)の値を示す。そして、浸水試験後(t=t0)、太陽電池モジュール10の防水シート3内部に凝集した水により、静電容量C2は誘電率の変化に伴いその容量を変化させる。このとき、太陽電池モジュール10が良品ならば、浸水試験後(t=t0)、曲線Q1に示すように、C2=C2(1)(>C2(0))の値を示す。C2がわずかに上昇するのは、保護膜2がわずかに水を吸収するためであり、浸水試験の条件と保護膜2の物性(含水率)から決まる値である。一方、太陽電池モジュール10が不良品ならば、浸水試験後(t=t0)、基板1と保護膜2との間に水が浸入するため、C2が更に増加し、曲線Q2やQ3に示すように、C2=C2(2)(>C2(1))やC2(3)(>C2(2))のような値を示す。
Next, the principle of the solar cell module evaluation method of the present invention using the capacitance C2 will be described. First, how the capacitance C2 changes when the
ここで、個々の太陽電池モジュール10によって、C2(0)の値はやや異なるが、差Δ=C2(1)−C2(0)(、C2(2)−C2(0))は概ね等しい。したがって、予めシミュレーションや実験により良品及び不良品と差Δとの関係(記憶部53に格納、太陽電池モジュールの構造ごと)を求めておけば、浸水試験前後のC2を測定して差Δを求めることで、その太陽電池モジュール10が良品か不良品かを評価することが出来る。更に、差Δの大きさに基づいて、太陽電池モジュール10のレベル分けを行うことも可能である。その場合、レベルと差Δとの関係を記憶部53に予め格納しておく。
Here, although the value of C2 (0) is slightly different depending on the individual
また、予めシミュレーションや実験により保護膜2と基板1との間に浸入した水分量(浸水量)と差Δとの関係(記憶部53に格納、太陽電池モジュールの構造ごと)を求めておけば、浸水試験前後のC2を測定して差Δを求めることで、その太陽電池モジュール10に浸入した水分量を見積もることが出来る。
In addition, if a relationship between the amount of moisture (immersion amount) infiltrated between the
更に、静電容量C2を用いた本発明の太陽電池モジュールの評価方法における太陽電池モジュールの寿命算出の原理について説明する。C2の値から寿命を算出する方法としては、以下の方法が考えられる。まず、浸水試験の条件と浸水試験後の差Δの大きさと残りの寿命とを関連付けたテーブルを、実験的又はシミュレーションで予め求めておく(記憶部53に格納、太陽電池モジュールの構造ごと)。テーブルのデータの一例としては、
試験条件:湿度90%、温度80℃、時間2時間;差Δ:10pF;寿命:20年、
試験条件:湿度90%、温度80℃、時間2時間;差Δ:30pF;寿命:15年、
試験条件:湿度90%、温度80℃、時間2時間;差Δ:50pF;寿命:10年、
などである。次に、浸水試験前後のC2を測定して差Δを求め、その試験条件とその差Δと上記テーブルとに基づいて、寿命を算出する。データの中間の値は外挿(内挿)で求める。
Further, the principle of calculating the lifetime of the solar cell module in the solar cell module evaluation method of the present invention using the capacitance C2 will be described. As a method for calculating the lifetime from the value of C2, the following method can be considered. First, a table in which the conditions of the immersion test, the magnitude of the difference Δ after the immersion test and the remaining lifetime are associated with each other is obtained in advance by experiment or simulation (stored in the
Test conditions: humidity 90%,
Test conditions: humidity 90%,
Test conditions: humidity 90%,
Etc. Next, C2 before and after the water immersion test is measured to obtain a difference Δ, and the lifetime is calculated based on the test condition, the difference Δ, and the table. The intermediate value of the data is obtained by extrapolation (interpolation).
上記のように、本発明の太陽電池モジュールの評価方法では、本発明の太陽電池モジュールの評価装置を用いて静電容量C2の変化を測定することで、太陽電池モジュールの出来や寿命を評価することが可能となる。 As described above, in the solar cell module evaluation method of the present invention, the change and the life of the solar cell module are evaluated by measuring the change in the capacitance C2 using the solar cell module evaluation apparatus of the present invention. It becomes possible.
次に、本発明の太陽電池モジュールの評価方法の実施の形態について説明する。ここでは、図4〜図6を用いて説明した太陽電池モジュール10について、図7を用いて説明した太陽電池モジュールの評価装置により評価を行う方法について説明する。図10は、本発明の太陽電池モジュールの評価方法の実施の形態を示すフローチャートである。
Next, an embodiment of the solar cell module evaluation method of the present invention will be described. Here, a method for evaluating the
(1)ステップS01:太陽電池モジュール10の第1位置P1と第2位置P2との間の第1静電容量を計測する。
図7を参照して、水による影響を受けていない太陽電池モジュール10を準備し、第1電極B1を第1位置P1に、第2電極B2を第2位置P2にそれぞれ取り付ける。第1位置P1は、発電セル6と反対側の基板1上であって、発電セル6の第1辺1a側の第1端部E1から第1距離L離れた位置である。第2位置P2は、第1辺1a近傍の保護層2上の位置である。距離L1は、測定対象C2におけるY方向の幅L2の1000倍以上である。第1電極B1におけるY方向の幅W1は、測定対象C2の幅L2の1000倍以上である。第2電極B2の幅は、その一辺を約100mm程度とする。このようにすることで図7に示した等価回路のうち、C1、C3、C4を無視することができ、上記(2)式を用いることができる。
交流特性計測器41は、第1端子D1と第2端子D2とを介して第1位置P1と第2位置P2との間の静電容量を計測し、情報処理装置42へ出力する。情報処理装置42の静電容量算出部51は、計測された静電容量と(2)式に基づいて、C2として第1静電容量を算出する。記憶部53は、この第1静電容量の値を格納する。ただし、計測された静電容量は(2)式のCに代入される。この第1静電容量は、水の影響を受けていない場合の値であるC2(0)となる。なお、静電容量算出部51は、この部分の動作をステップS03において行っても良い。
(2)ステップS02:
太陽電池モジュール10に浸水試験(高湿度環境試験)を実施する。
第1静電容量を計測し各電極を取り外した後、太陽電池モジュール10に浸水試験を実施する。浸水試験(高湿度環境試験)は、太陽電池モジュール10を高湿度環境に曝露する試験である。浸水試験の条件(高湿度環境)は、例えば、湿度90%、温度80℃、暴露時間2時間である。ただし、浸水試験の条件(高湿度環境)は、この例に限定されるものではなく、例えば、JIS C 8938「アモルファス太陽電池モジュールの環境試験方法及び耐久性試験方法」に記載された試験に用いられる耐水性に関わる試験(例示:温湿度サイクル試験、塩水噴霧試験、防水試験、耐湿性試験)の条件を用いることができる。更に、化学物質(例示:劣化の原因となりうるような酸性物質(酸性雨等を想定)及びアルカリ性物質(鳥の糞を想定))中への浸漬等を行っても良い。
(3)ステップS03
浸水試験後に、太陽電池モジュール10の第1位置P1と第2位置P2との間の第2静電容量を計測する。
ステップS01と同様に、図7を参照して、浸水試験後の太陽電池モジュール10について、第1電極B1を第1位置P1に、第2電極B2を第2位置P2にそれぞれ取り付ける。第1位置P1、第2位置P2、距離L1、幅W1及び第2電極B2の幅は、ステップS01の同じであり、上記(2)式を用いることができる。
交流特性計測器41は、第1端子D1と第2端子D2とを介して第1位置P1と第2位置P2との間の電容量を再度計測し、情報処理装置42へ出力する。情報処理装置42の静電容量算出部51は、計測された静電容量と(2)式に基づいて、C2として第2静電容量を算出する。記憶部53は、この第2静電容量の値を格納する。ただし、計測された静電容量は(2)式のCに代入される。太陽電池モジュール10は、高湿度環境に暴露されたこと(ステップS02)に伴い水の影響を受けている。したがって、太陽電池モジュール10は、保護膜2が水を吸収していたり、図7に示したように水31や水32が存在している可能性がある。すなわち、この第2静電容量は、水の影響を受けた場合の値であるC2(1)やC2(2)やC2(3)のような値となる。
(4)ステップS04
第1静電容量と第2静電容量とに基づいて、太陽電池モジュール10の浸水状態を評価する(屋外暴露後の変質を見積もる)。
情報処理装置42の寿命評価部52は、第1静電容量と第2静電容量とに基づいて、浸水試験前後の静電容量C2の差Δ(第1静電容量−第2静電容量)を見積もる。そして、記憶部53に格納された良品及び不良品と差Δとの関係に基づいて、太陽電池モジュール10を良品と不良品とに分けることが出来る。又は、記憶部53に格納されたレベルと差Δとの関係に基づいて、太陽電池モジュール10をレベル分けすることが出来る。
また、情報処理装置42の寿命評価部52は、見積もられた差Δと、記憶部53に格納された浸水量と浸水試験後の差Δの大きさとを関連付けたテーブルとに基づいて、保護膜2と基板1との間に浸入した水分量を見積もる。
また、情報処理装置42の寿命評価部52は、見積もられた差Δと、浸水試験条件と、記憶部53に格納された浸水試験の条件と浸水試験後の差Δの大きさと残りの寿命とを関連付けたテーブルとに基づいて、太陽電池モジュール10の寿命を見積もる。
(1) Step S01: A first capacitance between the first position P1 and the second position P2 of the
Referring to FIG. 7,
The AC
(2) Step S02:
The
After measuring the first capacitance and removing each electrode, the
(3) Step S03
After the water immersion test, the second capacitance between the first position P1 and the second position P2 of the
Similarly to step S01, referring to FIG. 7, for
The AC
(4) Step S04
Based on the first capacitance and the second capacitance, the flooded state of the
Based on the first capacitance and the second capacitance, the
In addition, the
In addition, the
以上の本発明の太陽電池モジュールの評価装置を用いた本発明の太陽電池モジュールの評価方法により、太陽電池モジュールを良品と不良品とに分けることや、レベル分けすることや、浸水量を見積もることが出来るとともに、その寿命を見積もることが可能となる。 By the solar cell module evaluation method of the present invention using the solar cell module evaluation apparatus of the present invention described above, the solar cell module is classified into non-defective products and defective products, leveled, and the amount of water immersion is estimated. It is possible to estimate the lifespan.
図11は、本発明の太陽電池モジュールの評価方法と従来のリーク電流を用いた評価方法とを比較した結果を示すグラフである。図11(a)は本発明の太陽電池モジュールの評価方法の結果を示す。縦軸(リニアスケール)は静電容量増加分すなわち静電容量C2の差Δを示し、横軸は環境温度すなわち浸水試験の温度を示す。丸印は浸水試験において純水に浸漬したこと(湿度100%)を示し、四角印は硫酸水溶液(pH1.3)中に浸漬したことを示し、三角印はアンモニア水(pH11)中に浸漬したことを示す。ただし、硫酸水溶液及びアンモニア水中の浸漬は25℃のみである。図11(b)は従来のリーク電流を用いた評価方法を示す。縦軸(ログスケール)はリーク電流の増加分を示し、横軸は浸水試験の環境温度を示す。丸印、四角印及び三角印は図11(a)と同様であり、硫酸水溶液及びアンモニア水中の浸漬は25℃のみである。
FIG. 11 is a graph showing the results of comparing the solar cell module evaluation method of the present invention with a conventional evaluation method using a leakage current. Fig.11 (a) shows the result of the evaluation method of the solar cell module of this invention. The vertical axis (linear scale) indicates the increase in capacitance, that is, the difference Δ in the capacitance C2, and the horizontal axis indicates the environmental temperature, that is, the temperature of the immersion test. Circle marks indicate immersion in pure water in a water immersion test (
本発明の太陽電池モジュールの評価方法では、25℃では変化がないが、60℃、80℃と温度が上がるに連れて、静電容量C2が大きくなっていく傾向にあることがわった。すなわち、温度が高くなるに連れて、保護膜2と基板1との間に浸入する水分が多くなって行くことを示している。一方、従来のリーク電流を用いた評価方法でも、25℃では変化がないが、60℃、80℃と温度が上がるに連れて、同様に、リーク電流が大きくなっていく傾向にあることがわった。両グラフを比較すると、本発明の太陽電池モジュールの評価方法で見積もられる静電容量C2の変化すなわち浸水量と従来のリーク電流を用いた評価方法(JIS試験)におけるリーク電流との間に相関があることを見出した。すなわち、オ本発明の太陽電池モジュールの評価方法は、リーク電流を用いる方法と同等の評価を行うことができることが分かる。
In the solar cell module evaluation method of the present invention, there was no change at 25 ° C., but the capacitance C2 tended to increase as the temperature increased to 60 ° C. and 80 ° C. That is, as the temperature increases, the amount of moisture entering between the
また、リーク電流と膜変質量は比例関係にあるため、膜変質量が限界に達する期間(寿命)を推定できる。同様に、本発明における太陽電池モジュールの評価方向における静電容量と浸水量とは概ね比例関係にあり、浸水量と膜変質量とは概ね比例関係にあることから、膜変質量が限界に達する期間(寿命)を推定できる。すなわち、本発明における太陽電池モジュールの評価方向においても、静電容量を求めることで太陽電池モジュールの寿命を推定することができる。 Further, since the leakage current and the film deformation mass are in a proportional relationship, it is possible to estimate the period (life) in which the film deformation mass reaches the limit. Similarly, the capacitance in the evaluation direction of the solar cell module according to the present invention and the amount of water immersion are substantially proportional, and the amount of water immersion and the film variable mass are generally proportional, so the film variable mass reaches the limit. The period (lifetime) can be estimated. That is, also in the evaluation direction of the solar cell module in the present invention, the lifetime of the solar cell module can be estimated by obtaining the capacitance.
本発明において、太陽電池モジュールの所定の位置に設けた二つの電極間の静電容量を浸水試験の前後で計測することで、保護膜と基板との間に浸入した水を検出し、その量を見積もることが出来る。それにより、太陽電池モジュールを良品と不良品とに分けたり、その寿命を予測することが可能となる。 In the present invention, by measuring the capacitance between two electrodes provided at a predetermined position of the solar cell module before and after the water immersion test, water that has entered between the protective film and the substrate is detected, and the amount of the water is detected. Can be estimated. Thereby, it becomes possible to divide a solar cell module into a non-defective product and a defective product, and to predict the lifetime.
なお、上記実施の形態では、端部発電セル6aが存在する場合について説明しているが、本発明がそれに限定されるものではない。図12は、本発明の太陽電池モジュールの評価装置の実施の形態の構成を示す概略図である。太陽電池モジュールの評価装置40は、図7の場合と同じであるが、評価される太陽電池モジュール10の構造において端部発電セル6aがない点で、図7の場合と異なる。水33は、発電セル6の端部E1と第1辺1aとの間における保護膜2と基板1との間の水である。
In addition, although the said embodiment demonstrated the case where the edge part
図12の場合、本発明の太陽電池モジュールの評価方法では、評価装置を用いて、水33の浸水状況を評価する。発電セル6の端部E1と第1辺1aとの間に水が浸入すると、図2で説明したように閉じた電気回路が形成され、太陽電池モジュール10に重大な影響を及ぼすからである。この場合、測定対象は、発電セル6の端部E1と端部発電セル6aの端部E2との間の静電容量C5である。
In the case of FIG. 12, in the solar cell module evaluation method of the present invention, the inundation status of the
太陽電池モジュールの評価装置40については図7の場合と同様であるからその説明を省略する。
The solar cell
次に、本発明の太陽電池モジュールの評価方法における静電容量C5の計測原理について説明する。
図12に示すように、第1電極B1と第2電極B2との間の等価回路は、静電容量C3、抵抗R1、静電容量C2、及び静電容量C7で構成される。静電容量C3は、発電セル6の透明導電層11と第1電極B1とで形成され、基板1が誘電体である。抵抗R1は、透明導電層11で形成される。静電容量C2は、発電セル6の透明導電層11と第2電極B2とで形成され、水33が主な誘電体である。静電容量C7は、第2電極B2と第1電極B1とで形成され、基板1が主な誘電体である。
Next, the measurement principle of the capacitance C5 in the solar cell module evaluation method of the present invention will be described.
As shown in FIG. 12, the equivalent circuit between the first electrode B1 and the second electrode B2 is composed of a capacitance C3, a resistor R1, a capacitance C2, and a capacitance C7. The capacitance C3 is formed by the transparent
ここで、太陽電池モジュール10が高湿度雰囲気に曝され、水33が増えていく場合、その浸入水33の影響が誘電率の変化として静電容量C2に現れる。したがって、高湿度雰囲気に曝される前後の静電容量C2の変化(静電容量C2の経時的な変化)を計測することで、水33の浸水量を見積もることができる。
Here, when the
ここで、第1電極B1と第2電極B2との間の静電容量をCとし、静電容量C7を無視できるとすれば、以下の式が成り立つ。
1/C=1/C2+1/C3 …(1)
したがって、C3がC2に比較して十分に大きい(103オーダー以上)ならば、
1/C=1/C2 …(2)
とみなすことができる。一般に、C=εS/dが成り立つことから、C3のS/dをC2のS/dよりも十分に大きく(103オーダー以上)すればよい。
Here, if the electrostatic capacity between the first electrode B1 and the second electrode B2 is C and the electrostatic capacity C7 can be ignored, the following expression is established.
1 / C = 1 /
Therefore, if C3 is sufficiently larger than C2 (10 3 order or more),
1 / C = 1 / C2 (2)
Can be considered. Generally, since C = εS / d holds, the S / d of C3 may be sufficiently larger than the S / d of C2 (10 3 order or more).
第2電極B2は、発電セル6の端部E1から数mmの位置に取り付けられ、その形状が一辺数mmの矩形とする。C2において、第2電極B2と発電セル6の端部E1との距離d(幅L3)は100mmのオーダーである。面積S(第2電極B1の面積)は、100mm×100mmのオーダーである。したがって、S/dは100mmのオーダーである。
The 2nd electrode B2 is attached to the position of several mm from the edge part E1 of the electric
C3において、C3がC2に比較して103オーダー以上の大きさを有するためには、S/dが100mm(C2)×103=103mmのオーダーである必要がある。C3の距離d(基板1の厚み)は100mmのオーダーであるから、C3の面積Sは、103mm(距離d)×103mm=106mm2のオーダーとなる。したがって、C3すなわち第1電極B1の面積Sが106mm2のオーダーとなるから、第1電極B1を矩形とみなせば、その一辺に相当する幅W1は約103mm程度となる。すなわち、第1電極B1におけるY方向の幅W1を、C2の幅L3の1000倍(103倍)以上とすればよいことになる。
In C3, in order for C3 to have a size on the order of 10 3 or more compared to C2, S / d needs to be on the order of 10 0 mm (C2) × 10 3 = 10 3 mm. Since C3 distance d (thickness of the substrate 1) is of the order of 10 0 mm, the area S of the C3 becomes a 10 3 mm (
一方、C7を式(1)で無視するためには、C2に並列なC7が、C2に比較して十分に小さい(10−3オーダー以下)、すなわち、C7のS/dをC2のS/dよりも十分に小さく(10−3オーダー以下)すればよい。C7において、C7がC2に比較して10−3オーダー以下の大きさを有するためには、S/dが100mm(C2)×10−3=10−3mmのオーダーである必要がある。C7の面積S(第2電極B2の面積)は、100mm×100mmのオーダーである。したがって、C4の距離dは、(100mm×100mm)/(10−3mm)=103mm程度となる。すなわち、幅L3と距離L1との和が概ね103mm程度以上必要となる。幅L3は、100mmのオーダーであるから無視できるので、距離L1が概ね103mm程度以上となる。すなわち、距離L1を、C2の幅L3の1000倍以上とすればよいことになる。 On the other hand, in order to ignore C7 in equation (1), C7 parallel to C2 is sufficiently smaller than C2 (10 −3 order or less), that is, the S / d of C7 is changed to the S / d of C2. It may be sufficiently smaller than d (10 −3 order or less). In C7, in order to have a C7 is compared to 10 -3 order or less in size to C2, it is necessary S / d is on the order of 10 0 mm (C2) × 10 -3 = 10 -3 mm . The area S of C7 (the area of the second electrode B2) is on the order of 10 0 mm × 10 0 mm. Therefore, the distance d of C4 is about (10 0 mm × 10 0 mm) / (10 −3 mm) = 10 3 mm. That is, the sum of the width L3 and the distance L1 is required to be approximately 10 3 mm or more. Since the width L3 is on the order of 10 0 mm and can be ignored, the distance L1 is approximately 10 3 mm or more. That is, the distance L1 may be 1000 times or more the width L3 of C2.
以上から、C3において、第1電極B1におけるY方向の幅W1をC2の幅L2の1000倍(103倍)以上とし、C7において、距離L1をC2の幅L2の1000倍以上とすれば、図7の等価回路において上記(2)式が成り立つことになる。 From the above, in the C3, 1000 times the width L2 of the width W1 in the Y direction in the first electrode B1 C2 and (10 3 times) than in C7, a distance L1 if 1000 or more times the width L2 of the C2, In the equivalent circuit of FIG. 7, the above equation (2) is established.
静電容量C2を用いた本発明の太陽電池モジュールの評価方法の原理(図9を含む)及び本発明の太陽電池モジュールの評価方法の実施の形態(図10を含む)については、図7の場合と同様であるのでその説明を省略する。この場合にも、図7の場合と同様の効果を得ることができる。 The principle of the solar cell module evaluation method of the present invention (including FIG. 9) using the capacitance C2 and the embodiment of the solar cell module evaluation method of the present invention (including FIG. 10) are shown in FIG. Since this is the same as the case, the description thereof is omitted. In this case, the same effect as in FIG. 7 can be obtained.
なお、上記実施の形態では、静電容量C2の静電容量のみを調べているが、本発明はそれに限定されるものではない。例えば、交流特性計測器41により、静電容量C2の周波数特性(静電容量と純抵抗)を用いて、浸水の状況を評価することも可能である。例えば、予め実験やシミュレーション等で浸水の状況(浸水量、浸水位置、浸水範囲など)と周波数特性(静電容量と純抵抗)との関係を求めておき(記憶部53に格納)、それと測定値との比較により、浸水の状況を評価できる。これにより、更に詳細に浸水の状況を評価することが出来る。
In the above embodiment, only the capacitance of the capacitance C2 is examined, but the present invention is not limited to this. For example, the AC
本発明の評価方法では、浸入した水(水蒸気)がリーク回路を形成する前すなわち太陽電池モジュールが変質してしまう前でも水の浸入を評価することが出来る。したがって、長期間の屋外曝露後に生じる可能性のある変質を高感度に検出できる。すなわち、太陽電池モジュールが変質してしまう前にその良否診断を行うことが出来る。そして、その評価により、その太陽電池モジュールの寿命を評価することが出来る。 In the evaluation method of the present invention, the ingress of water can be evaluated even before the infiltrated water (water vapor) forms a leak circuit, that is, before the solar cell module is altered. Therefore, alterations that may occur after long-term outdoor exposure can be detected with high sensitivity. That is, the quality test can be performed before the solar cell module is deteriorated. And the lifetime of the solar cell module can be evaluated by the evaluation.
本発明の評価方法では、太陽電池モジュールを破壊することなく、交流特性を用いる非破壊の方法で評価することが出来る。すなわち、評価後の太陽電池モジュールを使用することが出来る。それにより、劣化試験のコストを抑えることが可能となる。 In the evaluation method of the present invention, evaluation can be performed by a non-destructive method using AC characteristics without destroying the solar cell module. That is, the solar cell module after evaluation can be used. Thereby, it is possible to reduce the cost of the deterioration test.
1 基板
1a 第1辺
1b 第2辺
1c 第3辺
1d 第4辺
2 保護膜
3 防水シート
11 透明導電層
12 光電変換層
13 裏面電極層
14 周囲領域
15、15a、15b X方向絶縁溝
17、18、19 溝
6 発電セル
6a、6b 端部発電セル
7 単セル
10 太陽電池モジュール
31、32、33 水
40 太陽電池モジュール評価装置
41 交流特性計測器
42 情報処理装置
51 静電容量算出部
52 寿命評価部
53 記憶部
101 基板
101a 界面
102 保護膜
103 防水シート
104 金属枠
105 水
106 発電セル
107 水
108 インバータ
109a、109b、109d ケーブル
109c 接地間(大地)
110 太陽電池モジュール
114 周囲領域
115 電源
116 電流計
117 参照電極
DESCRIPTION OF
110
Claims (18)
(b)前記太陽電池モジュールを高湿度環境に曝すステップと、
(c)前記高湿度環境暴露後に、前記太陽電池モジュールの前記第1位置と前記第2位置との間の第2静電容量を計測するステップと、
(d)前記第1静電容量と前記第2静電容量とに基づいて、前記太陽電池モジュールの浸水状態を評価するステップと
を具備し、
前記太陽電池モジュールは、
基板と、
前記基板の第1辺から離れて設けられ、前記基板上に透明導電層と光電変換層と裏面電極層とをこの順で含む発電セルと、
前記基板と前記発電セルとを覆う保護層と
を備え、
前記第2位置は、前記第1辺近傍の前記保護層上の位置であり、
前記第1位置は、前記発電セルと反対側の前記基板上であって、前記発電セルの前記第1辺側の第1端部から第1距離離れた位置である太陽電池モジュールの評価方法。 (A) measuring a first capacitance between a first position and a second position of the solar cell module;
(B) exposing the solar cell module to a high humidity environment;
(C) measuring a second capacitance between the first position and the second position of the solar cell module after exposure to the high humidity environment;
(D) comprising the step of evaluating the flooded state of the solar cell module based on the first capacitance and the second capacitance,
The solar cell module is
A substrate,
A power generation cell provided apart from the first side of the substrate and including a transparent conductive layer, a photoelectric conversion layer, and a back electrode layer in this order on the substrate;
A protective layer covering the substrate and the power generation cell;
The second position is a position on the protective layer in the vicinity of the first side,
The method for evaluating a solar cell module, wherein the first position is a position on the substrate opposite to the power generation cell and a first distance from the first end portion on the first side of the power generation cell.
前記太陽電池モジュールは、
前記第1辺と前記発電セルとの間に、溝により前記発電セルから分離された端部発電セルを更に備え、
前記(a)ステップは、
(a1)第1電極を前記第1位置に、第2電極を前記第2位置にそれぞれ取り付けるステップを備え、
前記(d)ステップは、
(d1)前記第1静電容量と前記第2静電容量とに基づいて、前記端部発電セルにおける前記発電セル側の第2端部と前記第1端部との間の第3静電容量を見積もるステップと、
(d2)前記第3静電容量に基づいて、前記第2端部と前記第1端部との間における前記基板と前記保護層との間の浸水状態を評価するステップと
を備え、
前記第1静電容量及び前記第2静電容量は、前記第1電極と前記第2電極との間の静電容量であり、
前記第1距離は、前記第1静電容量及び前記第2静電容量を測定するとき前記発電セルの前記透明導電層と前記第1電極との間の静電容量を無視できる大きさに設定され、
前記第1電極における前記第1方向の幅は、前記第1静電容量及び前記第2静電容量を測定するとき前記端部発電セルの前記透明導電層と前記第1電極との間の静電容量を無視できる大きさに設定される太陽電池モジュールの評価方法。 In the evaluation method of the solar cell module according to claim 1,
The solar cell module is
Further comprising an end power generation cell separated from the power generation cell by a groove between the first side and the power generation cell,
The step (a) includes:
(A1) comprising the steps of attaching a first electrode to the first position and a second electrode to the second position,
The step (d) includes:
(D1) Based on the first capacitance and the second capacitance, a third capacitance between the second end portion on the power generation cell side and the first end portion of the end power generation cell. A step of estimating the capacity;
(D2) comprising, based on the third capacitance, evaluating a flooded state between the substrate and the protective layer between the second end and the first end,
The first capacitance and the second capacitance are capacitances between the first electrode and the second electrode,
The first distance is set to a size such that the capacitance between the transparent conductive layer and the first electrode of the power generation cell can be ignored when measuring the first capacitance and the second capacitance. And
The width of the first electrode in the first direction is a static width between the transparent conductive layer of the end power generation cell and the first electrode when measuring the first capacitance and the second capacitance. A method for evaluating a solar cell module that is set to a size that can ignore the electric capacity.
前記第1距離は、前記発電セルと前記端部発電セルとの間としての第1方向の第1幅の1000倍以上であり、
前記第1電極における前記第1方向の幅は、前記第1幅の1000倍以上である太陽電池モジュールの評価方法。 In the evaluation method of the solar cell module according to claim 2,
The first distance is not less than 1000 times the first width in the first direction as between the power generation cell and the end power generation cell,
The method for evaluating a solar cell module, wherein a width of the first electrode in the first direction is 1000 times or more of the first width.
前記(a)ステップは、
(a1)第1電極を前記第1位置に、第2電極を前記第2位置にそれぞれ取り付けるステップを備え、
前記(d)ステップは、
(d1)前記第1静電容量と前記第2静電容量とに基づいて、前記第1辺と前記第1端部との間の第3静電容量を見積もるステップと、
(d2)前記第3静電容量に基づいて、前記第1辺と前記第1端部との間における前記基板と前記保護層との間の浸水状態を評価するステップと
を備え、
前記第1静電容量及び前記第2静電容量は、前記第1電極と前記第2電極との間の静電容量であり、
前記第1距離は、前記第1静電容量及び前記第2静電容量を測定するとき前記発電セルの前記透明導電層と前記第1電極との間の静電容量を無視できる大きさに設定され、
前記第1電極における前記第1方向の幅は、前記第1静電容量及び前記第2静電容量を測定するとき前記第1電極と前記第2電極との間の静電容量を無視できる大きさに設定される太陽電池モジュールの評価方法。 In the evaluation method of the solar cell module according to claim 1,
The step (a) includes:
(A1) comprising the steps of attaching a first electrode to the first position and a second electrode to the second position,
The step (d) includes:
(D1) estimating a third capacitance between the first side and the first end based on the first capacitance and the second capacitance;
(D2) comprising, based on the third capacitance, evaluating a flooded state between the substrate and the protective layer between the first side and the first end,
The first capacitance and the second capacitance are capacitances between the first electrode and the second electrode,
The first distance is set to a size such that the capacitance between the transparent conductive layer and the first electrode of the power generation cell can be ignored when measuring the first capacitance and the second capacitance. And
The width of the first electrode in the first direction is large enough to ignore the capacitance between the first electrode and the second electrode when measuring the first capacitance and the second capacitance. The evaluation method of the solar cell module set to SA.
前記第1距離は、前記第2電極と前記発電セルとの間としての第1方向の第2幅の1000倍以上であり、
前記第1電極における前記第1方向の幅は、前記第2幅の1000倍以上である太陽電池モジュールの評価方法。 In the evaluation method of the solar cell module according to claim 4,
The first distance is not less than 1000 times the second width in the first direction as between the second electrode and the power generation cell.
The method for evaluating a solar cell module, wherein a width of the first electrode in the first direction is 1000 times or more of the second width.
前記(d2)ステップは、
(d21)前記第3静電容量に基づいて、静電容量と水の浸水量との関係を示す浸水量テーブルを参照して、前記太陽電池モジュールの浸水量を推定するステップを含む太陽電池モジュールの評価方法。 In the evaluation method of the solar cell module according to any one of claims 2 to 5,
The step (d2) includes
(D21) A solar cell module including a step of estimating a water immersion amount of the solar cell module with reference to a water immersion amount table indicating a relationship between the capacitance and the water immersion amount based on the third capacitance. Evaluation method.
前記(d)ステップは、
(d3)前記浸水状態に基づいて、前記太陽電池モジュールの寿命を推定するステップを更に備える太陽電池モジュールの評価方法。 In the evaluation method of the solar cell module according to any one of claims 2 to 6,
The step (d) includes:
(D3) The solar cell module evaluation method further comprising the step of estimating the lifetime of the solar cell module based on the flooded state.
前記(d3)ステップは、
(d31)前記第3静電容量と前記高湿度環境とに基づいて、静電容量と高湿度環境と寿命との関係を示す寿命テーブルを参照して、前記太陽電池モジュールの寿命を推定するステップを含む太陽電池モジュールの評価方法。 In the evaluation method of the solar cell module according to claim 7,
The step (d3) includes
(D31) A step of estimating the lifetime of the solar cell module with reference to a lifetime table showing a relationship between the capacitance, the high humidity environment and the lifetime based on the third capacitance and the high humidity environment. Evaluation method for solar cell module including
前記(b)ステップは、
(b1)前記太陽電池モジュールを、前記高湿度環境を含む環境変化サイクルに置くステップを備える太陽電池モジュールの評価方法。 In the evaluation method of the solar cell module according to any one of claims 1 to 8,
The step (b)
(B1) A solar cell module evaluation method comprising a step of placing the solar cell module in an environment change cycle including the high humidity environment.
前記高湿度環境は、所定の温度を有する水または化学物質、及び所定の温度及び湿度を有する高温高湿室内のいずれか一方を含む太陽電池モジュールの評価方法。 In the evaluation method of the solar cell module according to any one of claims 1 to 9,
The high-humidity environment is a solar cell module evaluation method including any one of water or a chemical substance having a predetermined temperature and a high-temperature and high-humidity chamber having a predetermined temperature and humidity.
前記計測器からの出力を得る情報処理装置と
を具備し、
前記第1電極及び前記第2電極は、それぞれ評価対象である太陽電池モジュールの第1位置及び第2位置に接触され、
前記計測器は、
前記第1位置と前記第2位置との間の第1静電容量を計測し、
前記太陽電池モジュールを高湿度環境に置いた後に、前記第1位置と前記第2位置との間の第2静電容量を計測し、
前記情報処理装置は、
前記第1静電容量と前記第2静電容量とに基づいて、前記太陽電池モジュールの浸水状態を評価し、
前記太陽電池モジュールは、
基板と、
前記基板の第1辺から離れて設けられ、前記基板上に透明導電層と光電変換層と裏面電極層とをこの順で含む発電セルと、
前記基板と前記発電セルとを覆う保護層と
を備え、
前記第2位置は、前記第1辺近傍の前記保護層上の位置であり、
前記第1位置は、前記発電セルと反対側の前記基板上であって、前記発電セルの前記第1辺側の第1端部から第1距離離れた位置である太陽電池モジュールの評価装置。 A measuring instrument comprising a first terminal and a second terminal, and measuring a capacitance between a first electrode connected to the first terminal and a second electrode connected to the second terminal;
An information processing device for obtaining an output from the measuring instrument,
The first electrode and the second electrode are respectively brought into contact with the first position and the second position of the solar cell module to be evaluated,
The measuring instrument is
Measuring a first capacitance between the first position and the second position;
After placing the solar cell module in a high humidity environment, measure a second capacitance between the first position and the second position,
The information processing apparatus includes:
Based on the first capacitance and the second capacitance, evaluate the flooded state of the solar cell module,
The solar cell module is
A substrate,
A power generation cell provided apart from the first side of the substrate and including a transparent conductive layer, a photoelectric conversion layer, and a back electrode layer in this order on the substrate;
A protective layer covering the substrate and the power generation cell;
The second position is a position on the protective layer in the vicinity of the first side,
The evaluation apparatus for a solar cell module, wherein the first position is on the substrate opposite to the power generation cell and is a position separated from the first end portion on the first side of the power generation cell by a first distance.
前記太陽電池モジュールは、前記第1辺と前記発電セルとの間に、溝により前記発電セルから分離された端部発電セルを更に備え、
前記情報処理装置は、
前記第1静電容量と前記第2静電容量とに基づいて、前記端部発電セルにおける前記発電セル側の第2端部と前記第1端部との間の第3静電容量を見積もる静電容量算出部と、前記第3静電容量を格納する記憶部と、
第3静電容量に基づいて、前記第2端部と前記第1端部との間における前記基板と前記保護層との間の浸水状態を評価する評価部と
を備え、
前記第1静電容量及び前記第2静電容量は、前記第1電極と前記第2電極との間の静電容量であり、
前記第1距離は、前記第1静電容量及び前記第2静電容量を測定するとき前記発電セルの前記透明導電層と前記第1電極との間の静電容量を無視できる大きさに設定され、
前記第1電極における前記第1方向の幅は、前記第1静電容量及び前記第2静電容量を測定するとき前記端部発電セルの前記透明導電層と前記第1電極との間の静電容量を無視できる大きさに設定される太陽電池モジュールの評価装置。 In the evaluation apparatus of the solar cell module according to claim 11 ,
Before SL solar cell module, between the first side and the power generation cell, further comprising an end portion power generation cells separated from the power generation cell by a groove,
The information processing apparatus includes:
Based on the first capacitance and the second capacitance, the third capacitance between the second end on the power generation cell side and the first end in the end power generation cell is estimated. A capacitance calculating unit; a storage unit for storing the third capacitance;
An evaluation unit that evaluates a flooded state between the substrate and the protective layer between the second end and the first end based on a third capacitance;
The first capacitance and the second capacitance are capacitances between the first electrode and the second electrode,
The first distance is set to a size such that the capacitance between the transparent conductive layer and the first electrode of the power generation cell can be ignored when measuring the first capacitance and the second capacitance. And
The width of the first electrode in the first direction is a static width between the transparent conductive layer of the end power generation cell and the first electrode when measuring the first capacitance and the second capacitance. Evaluation device for solar cell module set to a size that can ignore the electric capacity.
前記第1距離は、前記発電セルと前記端部発電セルとの間としての第1方向の第1幅の1000倍以上であり、
前記第1電極における前記第1方向の幅は、前記第1幅の1000倍以上である太陽電池モジュールの評価装置。 In the solar cell module evaluation apparatus according to claim 12,
The first distance is not less than 1000 times the first width in the first direction as between the power generation cell and the end power generation cell,
The evaluation apparatus for a solar cell module, wherein a width of the first electrode in the first direction is 1000 times or more of the first width.
前記第1静電容量と前記第2静電容量とに基づいて、前記第1辺と前記第1端部との間の第3静電容量を見積もる静電容量算出部と、
前記第3静電容量を格納する記憶部と、
前記第3静電容量に基づいて、前記第1辺と前記第1端部との間における前記基板と前記保護層との間の浸水状態を評価する評価部と
を備え、
前記第1静電容量及び前記第2静電容量は、前記第1電極と前記第2電極との間の静電容量であり、
前記第1距離は、前記第1静電容量及び前記第2静電容量を測定するとき前記発電セルの前記透明導電層と前記第1電極との間の静電容量を無視できる大きさに設定され、
前記第1電極における前記第1方向の幅は、前記第1静電容量及び前記第2静電容量を測定するとき前記第1電極と前記第2電極との間の静電容量を無視できる大きさに設定される太陽電池モジュールの評価装置。 In the evaluation apparatus of the solar cell module according to claim 11,
A capacitance calculating unit that estimates a third capacitance between the first side and the first end based on the first capacitance and the second capacitance;
A storage unit for storing the third capacitance;
An evaluation unit that evaluates a flooded state between the substrate and the protective layer between the first side and the first end based on the third capacitance;
The first capacitance and the second capacitance are capacitances between the first electrode and the second electrode,
The first distance is set to a size such that the capacitance between the transparent conductive layer and the first electrode of the power generation cell can be ignored when measuring the first capacitance and the second capacitance. And
The width of the first electrode in the first direction is large enough to ignore the capacitance between the first electrode and the second electrode when measuring the first capacitance and the second capacitance. An evaluation device for a solar cell module set to the size.
前記第1距離は、前記第2電極と前記発電セルとの間としての第1方向の第2幅の1000倍以上であり、
前記第1電極における前記第1方向の幅は、前記第2幅の1000倍以上である太陽電池モジュールの評価装置。 In the evaluation apparatus of the solar cell module according to claim 14,
The first distance is not less than 1000 times the second width in the first direction as between the second electrode and the power generation cell.
The evaluation apparatus for a solar cell module, wherein a width of the first electrode in the first direction is 1000 times or more of the second width.
前記評価部は、前記第3静電容量に基づいて、前記浸水量テーブルを参照して、前記太陽電池モジュールの浸水量を推定する太陽電池モジュールの評価装置。 The solar cell module evaluation apparatus according to any one of claims 12 to 15, wherein the storage unit stores an inundation amount table indicating a relationship between an electrostatic capacity and an inundation amount of water,
The evaluation unit is a solar cell module evaluation apparatus that estimates the amount of water immersion of the solar cell module with reference to the water immersion amount table based on the third capacitance.
前記記憶部は、静電容量と高湿度環境と寿命との関係を示す寿命テーブルを格納し、
前記評価部は、前記第3静電容量と前記高湿度環境とに基づいて、前記寿命テーブルを参照して、前記太陽電池モジュールの寿命を推定する太陽電池モジュールの評価装置。 In the solar cell module evaluation apparatus according to claim 17,
The storage unit stores a life table indicating a relationship between capacitance, high humidity environment, and life,
The evaluation unit is a solar cell module evaluation apparatus that estimates the lifetime of the solar cell module with reference to the lifetime table based on the third capacitance and the high humidity environment.
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