专利名称：光照射装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及向太阳能电池模块照射试验用光的加速寿命试验用光照射装置。
背景技术：
紫外线照射被用于被照射物(以下也称作工件)的表面改性、曝光、成形、固化、粘合及清洗等光照射处理工艺、光照射试验等各种领域，例如也被用于太阳能电池模块的加速寿命试验。
图1是示意地表示太阳能电池模块的结构的说明用剖视图。太阳能电池模块如下形成:在太阳能电池单电池10的正面上形成由例如SiN膜等构成的防反射膜11，在该防反射膜11上及太阳能电池单电池10的背面上分别通过印刷而形成电极13A、13B，将多个如上形成的物体排列于同一平面上，并在通过由金属丝构成的内部连线材料12串联布线的状态下，由乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)及硅树脂等透光性封闭材料密闭在面板14内。面板14由透光板16和保护片17A、17B构成，所述透光板16设置在由封闭材料形成的封闭部15的受光面侧(太阳能电池单电池10的正面侧)，由用于保护其不受来自外部的应力、水蒸气的影响的透光性较高的玻璃等构成；所述保护片17A、17B以与该透光板16相对的方式设置在封闭部15的背面侧(太阳能电池单电池10的背面侧)，由聚氟乙烯(PVF)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)及聚乙烯(PE)等构成，被称为背板(backsheet)且具有水蒸气阻隔性。进一步，经由密封件18通过铝制的框架19对这些透光板16及保护片17A、17B的周围(封闭部15的侧面侧)进行固定。
目前，在太阳能电池市场中，要求太阳能电池模块的长寿命化。已知例如形成将由P型半导体、N型半导体、电极构成的太阳能电池单电池10密闭到面板14内的封闭部15的封闭材料、保护太阳能电池单电池10及封闭部15的保护片17A、17B等有机材料因紫外线照射导致的劣化会对太阳能电池模块的寿命产生影响，作为针对这样的劣化的措施，例如在专利文献1、专利文献2中提出了对太阳光(紫外线)的耐候性良好的材料。
另一方面，近年来，为了实现太阳能电池模块的寿命试验所需的时间的缩短化，而进行太阳能电池模块 的加速寿命试验方法的研究。具体而言，研究向工件的正面照射紫外线以使工件(太阳能电池模块)的正面上的紫外线照度比被太阳光照射时的紫外线照度大，从而希望得到对应于该要求的、能够以更高照度向工件的光照射面照射紫外线的光照射装置。
然而，当促进了加速寿命试验所需的时间的缩短化时，会发生在实际使用环境中不会发生的类型的故障现象，即可能会导致成为破坏试验。因此，希望得到能够以与实际使用环境更加接近的条件进行加速的加速寿命试验方法及光照射装置。
作为加速寿命试验方法，有利用模拟太阳光源的方法，一般是向工件的正面照射具有自然太阳光的多倍照度的紫外线的方法。
另外，以往对于构成太阳能电池模块的各种材料进行光照射试验，但是由于寿命特性可能会因太阳能电池单电池、其他材料的组合而发生变化，因而在实际使用的状态、即太阳能电池模块的形态下进行的寿命试验正被重视起来。
当在太阳能电池模块的形态下进行寿命试验成为主流时，对于易受紫外线导致的劣化的影响的封闭部15、保护片17A、17B，也进行了如下的试验方法、装置的开发:通过使来自太阳能电池模块的正面的紫外线照度增大到不会成为破坏试验的程度，利用来自透光板16的透射光、太阳能电池单电池10之间的漏光，而进一步提高加速度。
专利文献1:日本特开2011-18872号公报
专利文献2:日本特开2011-228382号公报
最近，太阳能电池在各种领域及场所的普及扩大。例如，以往在单个住宅的屋顶设置太阳能电池模块的使用方法是主流，但是在此之后，发展为在居民楼的楼顶、闲置中的土地、还有大型太阳能发电站中使用。
在除单个住宅的屋顶以外的环境中使用时，为了进一步提高发电效率，而在符合太阳的照射角度的架台上设置太阳能电池模块。此时，为了降低来自地面的湿气的影响，一般使用能够在比地面高Im左右的位置设置太阳能电池模块的架台。另外，在大型太阳能发电站等中，也存在使用装载有用于有效地接受太阳光的太阳追尾装置的架台的情况。
这样，在具有一定高度的架台上设置太阳能电池模块时，与最初在具有倾斜的单个住宅的屋顶设置的情况不同，经地表(架台的设置面)反射/散射的太阳光会照射到太阳能电池模块的背面的保护片上。
来自地表(架台的设置面)的反射光的照度小于直接来自太阳的光，已知在一般情况下相对于直接来自太阳的光，草地具有3 4%的反射率，混凝土具有10%的反射率，沙地具有15%的反射率，至于雪面则具有80 90%的反射率，从而可知会对保护片的劣化造成强烈的影响。
S卩，根据太阳能电池模块的设置方式，经地表(架台的设置面)反射/散射的太阳光会从太阳能电池模块的背面侧照射到该太阳能电池模块，从而需要考虑从该太阳能电池模块的背面侧照射的太阳光对构成该太阳能电池模块的保护片的影响。
然而，现有的照射紫外线的加速寿命试验所使用的光照射装置将试验用光从太阳能电池模块的正面侧照射到该太阳能电池模块，并未考虑经地表(架台的设置面)反射/散射而从太阳能电池模块的背面侧照射到该太阳能电池模块的太阳光的影响。发明内容
本发明基于 如上情况，其目的在于提供一种加速寿命试验用的光照射装置，其在使用模拟太阳光源的太阳能电池模块的加速寿命试验中，能够重现接近实际使用的环境，从而能够提闻加速度。
本发明的光照射装置将从光照射单元放出的光照射到太阳能电池模块的正面，其特征在于，在比包含上述太阳能电池模块的背面的假想平面靠背面侧处设置有反射构件，该反射构件使来自上述光照射单元的光朝向该太阳能电池模块的背面反射。
本发明的光照射装置中优选，设置有调光构件，用于调节照射到上述太阳能电池模块的背面的光的强度。
另外，本发明的光照射装置中优选，设置有向上述太阳能电池模块的背面照射光的辅助光照射单元。
另外，本发明的光照射装置中优选，设置有辅助光用调光构件，用于调节从上述辅助光照射单元放出的光的强度。根据本发明的光照射装置，在比包含太阳能电池模块的背面的假想平面靠背面侧处设置有反射构件，该反射构件使来自光照射单元的光朝向该太阳能电池模块的背面反射，因而能够向该太阳能电池模块的正面及背面两面照射试验用光。因此，在使用模拟太阳光源的太阳能电池模块的加速寿命试验中，能够重现接近实际使用的环境，其结果是，能够实施可提高加速度的加速寿命试验。另外，根据设置有向太阳能电池模块的背面照射光的辅助光照射单元的光照射装置，能够分别调节太阳能电池模块的正面及背面的照度，因而能够重现更加接近实际使用的环境，因此，能够实施可进一步提高加速度的加速寿命试验。
图1是示意地表示太阳能电池模块的结构的说明用剖视图。图2-A是表示本发明的光照射装置的一例的结构概略的说明用剖视图。图2- B是图2-A的X-X线剖视图。图3-A是表示工件托架的结构的一例的说明用立体图。图3-B是表示图2-A的光照射装置中的工件托架的固定状态的说明用剖视图。图3-C是表示工件托架的支撑件的结构的说明用放大立体图。图3-D是表示工件托架的支撑框架的结构的说明用立体图。图3-E是表示在工件托架上放置工件的状态的说明用立体图。图3-F是表示工件托架上所放置的工件被固定的状态的说明用立体图。图4是概略地表示图2-A所示的光照射装置中的光路的说明用剖视图。图5是表示现有的光照射装置的结构概略的说明用剖视图。图6是概略地表示图5所示的光照射装置中的光路的说明用剖视图。图7是表示本发明的第2实施方式的光照射装置的结构概略的说明用剖视图。图8是概略地表示图7所示的光照射装置中的光路的说明用剖视图。图9是表示本发明的第3实施方式的光照射装置的结构概略的说明用剖视图。
具体实施例方式下面，具体说明本发明。<第I实施方式>图2-A是表示本发明的光照射装置的一例的结构概略的说明用剖视图，图2-B是图2-A的X-X线剖视图。该光照射装置I是加速寿命试验用装置，将从光照射单元30放出的试验用光朝向作为工件W的太阳能电池模块的正面放射，而照射到该太阳能电池模块的正面及背面。具体而言，光照射装置I构成为:具有大致箱型的腔室20，该腔室20形成用于收容工件W的处理室R，在该腔室20的上面形成用于将试验用光导入处理室R内的开口 20a，在该腔室20的上方以将该腔室20的开口 20a堵住的状态配置光照射单元30，该光照射单元30具有放射试验用光的灯31。
而且，该光照射装置I中，在比包含工件W的背面的假想平面S靠下方处设置有反射构件，该反射构件使来自光照射单元30的光朝向该工件W的背面反射。具体而言，腔室20具有底面被堵住的方型漏斗状的形状。详细地说，具有:大致矩形框状的周壁24，由相对的侧壁21A、21B及相对的侧壁21C、21D构成；倾斜壁22A、22B、22C、22D，从该侧壁21A、21B、21C、21D的各自的下边连续朝向下方向中央侧倾斜延伸，与工件W的背面相向；以及底壁23，在与所有的该倾斜壁22A、22B、22C、22D连续并与侧壁21A、21B、21C、21D垂直的状态下延伸。而且，构成该腔室20的倾斜壁22A、22B、22C、22D由内面为反射面的反射板构成，进一步，倾斜壁22A、22B、22C、22D倾斜为如下的角度:使得从光照射单元30出射并经该倾斜壁22A、22B、22C、22D的内面反射的反射光能够实质性地照射工件W的整个背面区域。即，通过倾斜壁22A、22B、22C、22D的内面形成反射构件。另外优选，构成腔室20的由侧壁21A、21B及未图示的两个侧壁形成的周壁24、以及底壁23，也由内面为反射面的反射板构成。构成腔室20的周壁24、倾斜壁22A、22B及底壁23各自的内面可以各自为全反射面,也可以是散射面。在腔室20内设置有工件托架25，该工件托架25在工件W和腔室20的周壁24之间形成使来自光照射单元30的光通过的区域，并且将工件W保持成该工件W的背面露出的状态。该工件托架25 是能够根据应保持的工件W的大小而调节其大小的可变构造。具体而言，如图3-A 图3-F所示，工件托架25由四根支撑框架27A、27A、27B、27B、四个支撑件28及导轨29A、29A、29B、29B构成，所述四根支撑框架27A、27A、27B、27B配置为向纵横各延伸两根并分别正交的格子状，所述四个支撑件28使支撑框架27A、27A、27B、27B的交叉部位保持立体交叉状态，所述导轨29A、29A、29B、29B具有使各支撑框架27A、27A、27B、27B的一端部及另一端部能够在水平的一个方向上移动地嵌合的槽部。具体而言，彼此向相同方向(图3-B中为左右方向)延伸的支撑框架27A、27A具有相同的长度，支撑框架27A、27A各自的一端部及另一端部分别与导轨29B、29B嵌合，该导轨29B、29B与支撑框架27B向相同方向延伸，同样地，彼此向相同方向(图3-B中为与纸面垂直的方向)延伸的支撑框架27B、27B也具有相同的长度，支撑框架27B、27B各自的一端部及另一端部分别与导轨29A、29A嵌合，该导轨29A、29A与支撑框架27A向相同方向延伸。由导轨29B、29B限制的支撑框架27A、27A的移动方向与由导轨29A、29A限制的支撑框架27B、27B的移动方向为彼此正交的状态。如图3-C所示，支撑件28通过将支撑框架A用筒部28a和支撑框架B用筒部28b以使各自的长孔的延伸方向正交的状态上下层叠并一体化而构成，所述支撑框架A用筒部28a由形成有具有与支撑框架27A的截面形状相同形状(本例中为四边形)的截面形状的长孔的筒构成，所述支撑框架B用筒部28b由形成有具有与支撑框架27B的截面形状相同形状(本例中为四边形)的截面形状的长孔的筒构成。在该工件托架25水平的状态下将其导轨29A、29A、29B、29B固定到腔室20的周壁24。而且，该工件托架25中，使由四根支撑框架27A、27A、27B、27B形成在中央区域的矩形框26成为与作为工件W的太阳能电池模块的框架19(参照图3-D)对应的大小，将该太阳能电池模块的框架19放置在矩形框26上(参照图3-E)，再通过模块固定工具26s固定到矩形框26(参照图3-F)。
光照射单元30具有:大致长方体的箱型形状的筐体32，在一侧(图2-A中为下侦D开口有光放射口 32a;多根棒状的灯31，在该筐体32的内部的光放射口 32a侧的区域中，以使管轴位于与光放射口 32a的开口端面平行的同一平面内并且相互平行延伸的状态排列配置；以及向各个灯31供给电力的供电构件(未图示)。本发明的光照射装置I的光照射单元30中，使筐体32的光放射口 32a的开口端面为水平面。
可以在这些灯31的上方配置反射板，用于将从各个灯31发出的光反射到下方。
光照射单元30中的灯31的配置位置被设定成使从该光照射单元30放出的光的照射区域大于工件W。
作为灯31，只要是用于太阳能电池模块的加速寿命试验的模拟太阳光源即可，例如，可使用稀有气体荧光灯等。
按照工件W的尺寸、工件W的光照射面上的放射照度适当决定光照射单元30中的灯31的根数。例如，为使工件(太阳能电池模块)W的光照射面的放射照度为3 5Sun (ISun为100mW/cm2)，而使用10 33根逆变器输入(inverter input) 40W的稀有气体荧光灯。
该光照射装置I中照射到工件W的正面及背面的光的强度比，若将相对于工件W正面的放射照度设为A，将相对于工件W背面的放射照度设为B，则优选B=0.03A 0.9A。通过使照射到工件W的正面及背面的光的强度比处于上述的范围内，能够可靠地重现接近实际使用的环境。
该光照射装置I中，使腔室20内的工件W和腔室20的周壁24的距离为例如50 500mmo
另外，使从光照射单元30的灯31到工件W的正面的距离为例如100 1000mm。
另外，使作为工件W的太阳能电池模块的尺寸为纵横是例如1.2mX 1.5m。
如上的光照射装置I中，从光照射单元30放出的光直接、或者经腔室20的周壁24、倾斜壁22A、22B的内面(反射面)反射，而照射到作为工件W的太阳能电池模块的正面或背面。
换言之，如图4所示，从光照射单元30放出的光由直接照射到工件W的正面的光A、经周壁24的内面反射而照射 到工件W的正面的光(图4中省略箭头)、经周壁24的内面反射但未照射到工件W的正面的光B、未照射到工件W的正面而从该工件W和周壁24之间通过并朝向倾斜壁22A、22B的光C构成。而且，未直接照射到该工件W的正面的光B、C的至少一部分经倾斜壁22A、22B反射(图4中分别为光D、光E)而照射到工件W的背面。
此外，如图5及图6所示，现有的未设置反射构件的光照射装置4中，从光照射单元30放出的光直接、或者经在构成腔室60的筐体的周壁的内面设置的反射板61反射，而仅照射到作为工件W的太阳能电池模块的正面。
根据如上的光照射装置1，在比包含工件W背面的假想平面S靠背面侧处设置有反射构件，该反射构件使来自光照射单元30的光朝向该工件W的背面反射，因而能够向该工件W的正面及背面两面照射试验用光。因此，在使用模拟太阳光源的太阳能电池模块的加速寿命试验中，能够重现接近实际使用的环境，其结果是，能够实施可提高加速度的加速寿命试验。
以上，说明了本发明的光照射装置的实施方式，但并不限定于上述实施方式，可以添加各种变更。
例如，也可以是如下的构成:周壁24及倾斜壁22A、22B的内面不为反射面，取而代之，另外设置用于反射从光照射单元30放出的光的反射板。
<第2实施方式>
图7是表示本发明的第2实施方式的光照射装置的结构概略的说明用剖视图。
本发明的第2实施方式的光照射装置2除在第I实施方式的光照射装置I中的底壁23设置辅助光照射单元40之外，与第I实施方式的光照射装置I具有同样的结构。
具体而言，该光照射装置2构成为在腔室20的底壁23形成开口 23a，在该腔室20的下方以将该腔室20的底壁23的开口 23a堵住的状态配置辅助光照射单元40，该辅助光照射单元40具有向工件W的背面放射试验用光的灯41。
辅助光照射单元40具有:大致长方体的箱型形状的筐体42，在一侧(图7中为上侧)开口有光放射口 42a ;多根棒状的灯41，在该筐体42的内部的光放射口 42a侧的区域中，以使管轴位于与光放射口 42a的开口端面平行的同一平面内并且相互平行延伸的状态排列配置；以及向各个灯41供给电力的供电构件(未图示)。本发明的光照射装置2的辅助光照射单元40中，使筐体42的光放射口 42a的开口端面为水平面。
可以在这些灯41的下方配置反射板，用于将从各个灯41发出的光反射到上方。
辅助光照射单元40中的灯41的配置位置被设定成使从该辅助光照射单元40放出的光的照射区域小于工件W。
另外优选，该辅助光照射单元40中的灯41的配置位置被设定成使从该辅助光照射单元40放出的光的照射区域成为工件W的背面的中央区域。
第I实施方式的光照射装置I中，工件W的背面的放射照度分布具有倾斜壁22A、22B的反射光的光强度在工件W的背面的中央区域降低的倾向，因此例如在工件W为大型太阳能电池模块等的情况下显示显著的不均匀性。即，根据如上的光照射装置2，即使工件W为大型太阳能电池模块，通过利用来自辅助光照射单元40的光F补充工件W的背面、具体为中央区域的光量不足，也能够将工件W的背面的试验用光的不均匀性抑制为较小。
本发明的第2实施方式的光照射装置中，并不限定于上述实施方式，可以添加各种变更。
<第3实施方式>
图9是表示本发明的第3实施方式的光照射装置的结构概略的说明用剖视图。
本发明的第3实施方式的光照射装置除设置有用于调节照射到工件W背面的光的强度的调光构件之外，与第2实施方式的光照射装置2具有同样的结构。
具体而言，该光照射装置3构成为:在辅助光照射单元40和工件W之间的空间内，在辅助光照射单元40附近以堵住该辅助光照射单元40的光放射口 42a的状态设置辅助光照射单元用调光构件55，并且在辅助光照射单元40和工件W之间的空间内，在工件W的背面附近以覆盖该工件W的整个背面的状态设置反射光用调光构件51。
通过辅助光照射单元用调光构件55，主要能够调节从辅助光照射单元40放出的光的光量。另外，通过反射光用调光构件51，能够调节从辅助光照射单元40放出的光、及来自倾斜壁22A、22B的反射光的光量。
作为辅助光照射单元用调光构件55、反射光用调光构件51，可以分别使用例如使金属丝构成为网眼状的调光用网丝。此种调光用网丝能够通过调节网眼的大小来设定光的减光率。根据此种光照射装置3，能够进行与工件W(太阳能电池模块)的设置场所相应的加速寿命试验。S卩，经地表(架台的设置面)反射/散射的太阳光的强度取决于地表(架台的设置面)的状态。例如，如上所述的居民楼的楼顶、闲置中的土地、还有大型太阳能发电站中的地表(架台的设置面)的状态各自不同，因而太阳光的反射率、散射方向也各自不同，但是通过利用辅助光照射单元用调光构件55及反射光用调光构件51设定符合工件W的设置场所的条件，能够重现更加接近实际使用的环境，因此，能够实施更加提高加速度的加速寿命试验。 本发明的第3实施方式的光照射装置中，并不限定于上述实施方式，可以添加各种变更。例如，作为构成辅助光照射单元用调光构件55及反射光用调光构件51的调光用网丝，可以预先准备调光率彼此不同的多个种类，并设置更换机构以便能够与试验对象的太阳能电池模块的设置场所的条件对应地更换这些调光用网丝。另外，例如，并不限定于设置辅助光照射单元用调光构件55及反射光用调光构件51双方，也可以为仅设置其中一方的结构。
权利要求
1.一种光照射装置，将从光照射单元放出的光照射到太阳能电池模块的正面，其特征在于， 在比包含上述太阳能电池模块的背面的假想平面靠背面侧处设置有反射构件，该反射构件使来自上述光照射单元的光朝向该太阳能电池模块的背面反射。
2.根据权利要求1所述的光照射装置，其特征在于，设置有调光构件，用于调节照射到上述太阳能电池模块的背面的光的强度。
3.根据权利要求1或2所述的光照射装置，其特征在于，设置有向上述太阳能电池模块的背面照射光的辅助光照射单元。
4.根据权利要求3所述的光照射装置，其特征在于，设置有辅助光用调光构件，用于调节从上述辅助光 照射单元放出的光的强度。
全文摘要
本发明提供一种加速寿命试验用光照射装置，其在使用模拟太阳光源的太阳能电池模块的加速寿命试验中，能够重现接近实际使用的环境，因而能够提高加速度。本发明的光照射装置将从光照射单元放出的光照射到太阳能电池模块的正面，其特征在于，在比包含上述太阳能电池模块的背面的假想平面靠背面侧处设置有反射构件，该反射构件使来自上述光照射单元的光朝向该太阳能电池模块的背面反射。
文档编号F21V7/00GK103244905SQ20131003399
公开日2013年8月14日 申请日期2013年1月29日 优先权日2012年2月2日
发明者森纯一郎 申请人:优志旺电机株式会社