平行光ソーラシミュレータ
【課題】容易に高精度の平行光を照射できる平行光ソーラシミュレータを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の平行光ソーラシミュレータは、太陽電池に平行光を照射してその出力特性を測定する平行光ソーラシミュレータ１０であって、太陽電池１７の受光面１８に直交した軸と平行な軸Ｌｐを主軸とする放物面鏡１５と、放物面鏡１５の焦点Ｆと等価な位置となるように焦点Ｆから離間して配置された光源１１とを有する。焦点Ｆと等価な位置に配置された光源１１から照射された光は、放物面鏡１５によって反射され、高精度な平行光となって太陽電池１７の受光面１８に照射される。
【解決手段】本発明の平行光ソーラシミュレータは、太陽電池に平行光を照射してその出力特性を測定する平行光ソーラシミュレータ１０であって、太陽電池１７の受光面１８に直交した軸と平行な軸Ｌｐを主軸とする放物面鏡１５と、放物面鏡１５の焦点Ｆと等価な位置となるように焦点Ｆから離間して配置された光源１１とを有する。焦点Ｆと等価な位置に配置された光源１１から照射された光は、放物面鏡１５によって反射され、高精度な平行光となって太陽電池１７の受光面１８に照射される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池（以下、太陽電池セルを含む）の被測定物に平行光の擬似太陽光を照射し、被測定物の出力特性を測定する平行光ソーラシミュレータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池セルを製造したり使用したりする段階で、太陽電池セルが光エネルギーを設計通りに電気エネルギーに変換・出力するかを検証する性能測定試験や、太陽電池セルが経年的に使用された場合にその劣化の程度を検証する加速劣化試験等が行なわれる。このような試験を行うために太陽電池セルに擬似太陽光を照射して、太陽電池セルからの出力特性を測定するソーラシミュレータが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで近年、太陽電池の中には光入射角に依存して出力特性が大きく異なる太陽電池が増えている。このような太陽電池としては、例えば、フレネルレンズを用いた集光型太陽電池や球状シリコンを用いた球状シリコン太陽電池等がある。このような太陽電池では、その受光面に対して直交する平行光が照射されたときに、最も変換効率が向上し、受光面に対して直交しなくなるに応じて極端に変換効率が減少する。例えば、集光型太陽電池の場合、太陽電池セルの受光面と直交する角度から１ｄｅｇずれた光であると、定格の５０パーセントしか出力することができない。
したがって、集光型太陽電池等の出力特性を測定するソーラシミュレータの場合、その光は太陽電池の受光面と直交する平行光であることが要求される。より具体的には、受光面と直交する角度から０．５ｄｅｇまでの平行光であることが望まれる。
【０００４】
従来、太陽電池セルの受光面と直交するような平行光を照射して太陽電池セルの出力特性を測定するソーラシミュレータとして図１１に示すような平行光ソーラシミュレータがある。図１１は、従来の平行光ソーラシミュレータの構成を示す図である。
図１１に示す平行光ソーラシミュレータ８０は、光源８１、インテグレータレンズ８２、第１の反射鏡８３、第２の反射鏡８４、コリメートレンズ８５を含んで構成されている。また、測定対象とする太陽電池セル８６は、受光面をコリメートレンズ８５と平行になるようにして、コリメートレンズ８５の下側に配置される。
【０００５】
このような平行光ソーラシミュレータ８０では、光源８１から発光された光が、第１の反射鏡８３により反射されて、インテグレータレンズ８２に照射される。インテグレータレンズ８２に照射された光は、集光されると共に光量の分布が均一化されて、インテグレータレンズ８２を通過する。インテグレータレンズ８２を通過した光は、第２の反射鏡８４により反射されて、コリメートレンズ８５に照射される。コリメートレンズ８５に照射された光は、平行光となってコリメートレンズ８５を通過する。そして、コリメートレンズ８５を通過した平行光が、太陽電池セル８６の受光面と直交するように照射される。したがって、図１１に示す平行光ソーラシミュレータ８０によれば、集光型太陽電池等の太陽電池セル８６であっても、太陽電池セルの出力特性を測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３１８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した平行光ソーラシミュレータ８０では、平行光を照射させるためには、より高精度なコリメートレンズ８５を用いる必要があり、平行光ソーラシミュレータ８０の装置コストが増大してしまうという問題がある。また、最近では、検査コストを削減させるために、一度に複数の集光型太陽電池等の太陽電池セルの出力特性を測定したいという要求や、複数の太陽電池セルを電気的に接続して受光面積を大面積にした太陽電池の出力特性を測定したいという要求がある。しかし、上述した平行光ソーラシミュレータ８０では、例えば、太陽電池の受光面積Ｓ１が略３００ｍｍ×３００ｍｍより大きくなると測定は困難である。平行光ソーラシミュレータ８０の照射面積を広げるには、コリメートレンズ８５を大きくしなければならず、技術的に容易ではない。更に、コリメートレンズ８５を大きくすることができたとしても、所定の光量を複数の太陽電池セルに照射させるために、光源８１に用いるランプを大容量にする必要がある。しかし、このような大容量のランプを用いた場合、発熱が大きくなり、光学系部品の熱歪により高精度な平行光を得られなかったり、光学系部品が早期に劣化してしまったりする問題がある。
【０００８】
一方、従来、一度に複数の太陽電池セルの出力特性、又は大面積の太陽電池の出力特性を測定するようなソーラシミュレータとして図１２に示すようなものがある。図１２は、従来のソーラシミュレータの構成を示す図である。
図１２に示すソーラシミュレータ９０は、筐体９１、光源９２、反射鏡９３、インテグレータレンズ９４を含んで構成されている。また、測定対象とする大面積の太陽電池９５は、受光面をインテグレータレンズ９４と平行になるように、インテグレータレンズ９４と離間して配置される。ここで、例えば、太陽電池９５は、受光面積Ｓ２が１ｍ×１ｍ〜２ｍ×２ｍの大きさを有している。また、インテグレータレンズ９４から太陽電池９５までの距離Ｔ２は、４ｍ〜６ｍである。
【０００９】
このようなソーラシミュレータ９０では、筐体９１内に配置された光源９２から発光された光が、反射鏡９３により反射されて、インテグレータレンズ９４に照射される。インテグレータレンズ９４に照射された光は、集光されると共に光量の分布が均一化されて、太陽電池９５の受光面に照射される。しかしながら、インテグレータレンズ９４を通過した光は、扇状に拡散して、太陽電池９５の受光面に照射される。したがって、太陽電池９５の受光面の中央では、受光面と直交した光が照射されるものの、受光面の周縁に向かうにしたがい、受光面と直交しない光が照射される。そして、図１２に示すように、太陽電池９５の最周縁では、受光面と直交する角度に対して、角度Ｄ２が、５〜１４ｄｅｇずれた光になってしまう。すなわち、従来のソーラシミュレータ９０では、平行光を照射することができないために、集光型太陽電池等の光入射角に依存して出力特性が大きく変化してしまう太陽電池セルの出力特性の測定には用いることができないという問題がある。
【００１０】
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、例えば、光入射角に依存して出力特性が大きく異なるような太陽電池セルの出力特性を測定する場合に、容易に高精度の平行光を照射できるようにすることを目的とする。また、一度に、複数の太陽電池セルの出力特性を測定できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明の平行光ソーラシミュレータは、被測定物に平行光を照射してその出力特性を測定する平行光ソーラシミュレータであって、前記被測定物の受光面に直交した軸と平行な軸を主軸とする放物面鏡と、前記放物面鏡の焦点と等価な位置となるように前記焦点から離間して配置された光源とを有することを特徴とする。
また、本発明の平行光ソーラシミュレータは、被測定物に平行光を照射してその出力特性を測定する平行光ソーラシミュレータであって、前記被測定物の受光面に直交した軸と平行な軸を主軸とする放物面鏡と、前記放物面鏡の焦点と等価な位置となるように前記焦点から離間して配置された光源とを有する測定ユニットを複数個備え、前記複数の測定ユニットの放物面鏡は、前記放物面鏡によって反射された光の光軸がそれぞれ平行になるように配置されていることを特徴とする。
前記複数の測定ユニットの放物面鏡のうち少なくとも２つは、それぞれの前記放物面鏡の放物面を隙間なく並列させて配置して構成することができる。
前記複数の測定ユニットの放物面鏡のうち少なくとも２つは、それぞれの前記放物面鏡の放物面を隙間なく相反させて配置して構成することができる。
前記複数の測定ユニットの放物面鏡によって反射された光の光量をそれぞれ検出する複数の光量センサと、前記複数の光量センサによって検出された光量に基づいて、前記光源の発光を制御する光源発光装置とを有して構成することができる。
前記光源から前記放物面鏡までの光路上に配置される第１の反射鏡及び第２の反射鏡と、前記第１の反射鏡により反射された光を集光して前記第２の反射鏡に照射するインテグレータレンズとを有し、前記インテグレータレンズ、前記第１の反射鏡及び前記第２の反射鏡は、前記光源が前記放物面鏡の焦点と等価な位置になるように配置して構成することができる。
前記被測定物を載置する測定台と、前記測定台を前記放物面鏡の放物面によって反射された光軸に対して任意に傾動及び回転させる測定台傾動回転装置とを有して構成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、太陽電池セルの受光面に対して受光面と直交する高精度の平行光を容易に照射させることができる。
また例えば、被測定物の受光面に直交した軸と平行な軸を主軸とする放物面鏡と、放物面鏡の焦点と等価な位置となるように焦点から離間して配置された光源とを有している。この場合、放物面鏡の焦点と等価な位置に配置された光源から照射された光は、放物面鏡に反射することで高精度の平行光を被測定物としての太陽電池セルに対して照射させることができる。
また例えば、被測定物の受光面に直交した軸と平行な軸を主軸とする放物面鏡と、放物面鏡の焦点と等価な位置となるように焦点から離間して配置された光源とを有する測定ユニットを複数個備え、複数の測定ユニットの放物面鏡は、放物面鏡によって反射された光の光軸がそれぞれ平行になるように配置されている。この場合、簡単な構成で広範囲に亘って平行光を照射させることができるので、一度で、複数の太陽電池セルの受光面に平行光を照射させたり、大面積の太陽電池の受光面に平行光を照射させたりすることができる。したがって、検査コストを削減することができる。
また例えば、複数の測定ユニットの放物面鏡のうち少なくとも２つは、それぞれの放物面鏡の放物面を隙間なく並列させたり、複数の測定ユニットの放物面鏡のうち少なくとも２つは、それぞれの放物面鏡の放物面を隙間なく相反させたりする。この場合、簡単な構成で広範囲に亘って平行光を照射させることができる。
また例えば、複数の測定ユニットの放物面鏡によって反射された光の光量をそれぞれ検出する複数の光量センサと、複数の光量センサによって検出された光量に基づいて、光源の発光を制御する光源発光装置とを有する。この場合、広範囲に亘って照射される平行光の光量を均一にすることができる。
また例えば、光源から放物面鏡までの光路上に配置される第１の反射鏡及び第２の反射鏡と、第１の反射鏡により反射された光を集光して第２の反射鏡に照射するインテグレータレンズとを有し、インテグレータレンズ、第１の反射鏡及び第２の反射鏡は、光源を放物面鏡の焦点と等価な位置になるように配置している。この場合、光源は、放物面鏡の焦点に配置する必要がないので、平行光ソーラシミュレータの構成部品の配置を自由に変更することができる。特に、光源を光学系部品から離間するように配置することで、光源の発熱による光学系部品の熱歪等をなくすことができる。
また例えば、被測定物を載置する測定台と、測定台を放物面鏡の放物面によって反射された光軸に対して傾動及び回転させる測定台傾動回転装置とを有する。この場合、測定台傾動回転装置が測定台を傾動及び回転させることにより、例えば、太陽が昇ってから沈むまでの一日の太陽光の被測定物に対する光入射角を再現することができるので、一日の太陽電池セルの出力特性等を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態に係る平行光ソーラシミュレータの構成を示す図である。
【図２】放物面鏡の形態について説明するための図である。
【図３】第２の実施形態に係る平行光ソーラシミュレータの構成を示す図である。
【図４】光源発光装置の構成を示すブロック図である。
【図５】第１の遮光機能について説明するための図である。
【図６】第２の遮光機能について説明するための図である。
【図７】第３の実施形態に係る平行光ソーラシミュレータの構成を示す図である。
【図８】第４の実施形態に係る平行光ソーラシミュレータの構成を示す図である。
【図９】太陽電池に対して太陽光の光入射角の変化を説明するための概念図である。
【図１０】第５の実施形態に係る平行光ソーラシミュレータの構成を示す図である。
【図１１】従来の平行光ソーラシミュレータの構成を示す図である。
【図１２】従来の大面積の太陽電池に対応したソーラシミュレータの構成を示す図である。
【図１３】フレネルレンズを用いた集光型太陽電池の一部を示す斜視図である。
【図１４】球状シリコン太陽電池の一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
ここでは、本実施形態の平行光ソーラシミュレータにより出力特性を測定する被測定物について説明する。まず、フレネルレンズを用いた集光型太陽電池について図１３を参照して説明する。図１３は、集光型太陽電池の一部を示す斜視図である。集光型太陽電池１００は、フレネルレンズ１０１と太陽電池セル１０３とを含み、フレネルレンズ１０１のレンズ面１０２と太陽電池セル１０３の受光面１０４とが所定距離、離間し、両者が平行になるように構成されている。また、フレネルレンズ１０１のレンズ面１０２の面積は、太陽電池セル１０３の受光面１０４の受光面積の５００倍程度である。フレネルレンズ１０１がレンズ面１０２に照射された光をレンズ面１０２の直下に配置された太陽電池セル１０３の受光面１０４に集光させることで、太陽電池セル１０３の変換効率が向上する。すなわち、フレネルレンズ１０１のレンズ面１０２に直交しない光の場合、フレネルレンズ１０１は、太陽電池セル１０３の受光面１０４に集光させることができず、太陽電池セル１０３の出力特性が大きく異なってしまう。
【００１５】
次に、球状シリコンを用いた太陽電池について図１４を参照して説明する。図１４（ａ）は、球状シリコン太陽電池の一部を示す斜視図である。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）を矢印Ａ方向から見た球状シリコン太陽電池の一部を示す側断面図である。
球状シリコン太陽電池１１０は、内周が半球状に形成された反射鏡１１１と、この反射鏡１１１の内部の中央に固定された球状シリコン１１２とを含んで構成されている。ここで、図１４（ａ）、（ｂ）に示すような球状シリコン１１２及び反射鏡１１１の中心軸Ｌと平行な光は、直接、球状シリコン１１２に照射されるだけではなく、反射鏡１１１に反射された後、球状シリコン１１２に照射されるために、球状シリコン太陽電池１１０の変換効率が向上する。しかし、球状シリコン１１２及び反射鏡１１１の中心軸Ｌから角度がずれた光の場合、反射鏡１１１に照射された光は、球状シリコン１１２に集光させることができず、球状シリコン１１２の出力特性が大きく異なってしまう。
このように光入射角度より出力特性が大きく異なる太陽電池をまとめて、以下では集光型太陽電池と称する。
【００１６】
上述したような集光型太陽電池の出力特性を測定するには、集光型太陽電池の太陽電池セルの受光面に対して直交する角度の高精度な平行光を照射する必要がある。なお、球状シリコン太陽電池１１０では、球状シリコン１１２及び反射鏡１１１の中心軸Ｌと平行な光を照射させる必要があるが、球状シリコン１１２及び反射鏡１１１の中心軸Ｌと平行な光は、集光型太陽電池１００の太陽電池セル１０３の受光面１０４に対して直交する角度の平行光と等しいものである。
そして、後述する実施形態では、集光型太陽電池の太陽電池セルを１つ配置した状態のもの、複数個単に並べた状態のもの又は複数個の太陽電池セルを電気的に接続した状態の太陽電池を測定対象とする。以下、実施形態の説明では、上記の被測定物である集光型太陽電池には、符号１７を付与している。
【００１７】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る高精度の平行光を照射させる平行光ソーラシミュレータについて図１を参照して説明する。図１は、平行光ソーラシミュレータの構成を示す図である。
平行光ソーラシミュレータ１０は、光源１１、インテグレータレンズ１２、第１の反射鏡１３、第２の反射鏡１４、放物面鏡１５、測定台３１を含んで構成されている。
光源１１は、例えば、キセノンランプ等であり、擬似太陽光を発光する。また、光源１１には、この光源１１の下部の周りを囲むように、楕円凹状の反射鏡１９が配置されている。この反射鏡１９によって、光源１１から拡散して発光する光を収束させ、第１の反射鏡１３を介してインテグレータレンズ１２に照射させることができる。
【００１８】
第１の反射鏡１３は、平板状に形成され、光源１１から照射された光をインテグレータレンズ１２に向かって反射させる位置に配置されている。
インテグレータレンズ１２は、第１の反射鏡１３によって反射された光を集光して、光量の分布を均一化させて、第２の反射鏡１４を介して放物面鏡１５に照射させることができる。
第２の反射鏡１４は、平板状に形成され、インテグレータレンズ１２から照射された光を放物面鏡１５に向かって反射される位置に配置されている。
【００１９】
また、放物面鏡１５は、第２の反射鏡１４によって反射された光を高精度の平行光にして、放物面鏡１５の下側に配置された測定対象の集光型太陽電池１７の受光面１８に照射する。放物面鏡１５は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金等をマシニングセンターで加工することにより形成されている。また、放物面鏡１５の放物面１６は、鏡面仕上げをして光の反射率を向上させている。
【００２０】
ここで、本実施形態に用いられる放物面鏡の形態について、図２を参照して説明する。図２は、放物面鏡の形態について説明するための図である。図２には、Ｘ−Ｚ平面及びＹ−Ｚ平面にそれぞれ同一放物面上の放物線Ｃ１、Ｃ２が図示されている。ここで、放物線Ｃ１、Ｃ２をＺ軸すなわち、主軸を中心に回転させると、その軌跡によって、放物面（回転放物面）が形成される。このとき形成される放物面の一部Ｓを切り出した形状が、図１の放物面鏡１５の放物面１６の形状と同一である。ここで、放物面の特性として、放物面の焦点から照射された光が放物面に反射されると、この反射された光は平行光になるという特性を有している。より具体的に説明すると、図２に示すように、Ｚ軸上に位置する焦点Ｆ１に光源を配置すると、その光源から拡散されて照射された光は、放物面に反射され、平行光となって、Ｘ−Ｙ平面に直交するように照射される。
【００２１】
この特性を用い、図１に示すように、放物面鏡１５と光源１１との配置を、あたかも放物面鏡１５の焦点Ｆに光源１１があるかのように、第１の反射鏡１３、第２の反射鏡１４及びインテグレータレンズ１２を配置する。言い換えると、光源１１を、放物面鏡１５の焦点と等価な位置となるように、光源１１から放物面鏡１５までの光路上に第１の反射鏡１３、第２の反射鏡１４及びインテグレータレンズ１２を配置する。
更に、図１に示すように、集光型太陽電池１７の受光面１８が、放物面鏡１５の焦点Ｆを通る放物面１６の主軸Ｌｐと直交する仮想線Ｌｑと平行になるように集光型太陽電池１７を測定台３１上に配置する。このとき、集光型太陽電池１７の受光面１８に直交する軸と放物面１６の主軸Ｌｐとが平行になる。
【００２２】
このように配置された平行光ソーラシミュレータ１０及び集光型太陽電池１７によれば、放物面鏡１５により反射された光は、高精度な平行光となって集光型太陽電池１７の受光面１８に直交して照射される。したがって、測定対象が光入射角に依存されるような集光型太陽電池であっても、正確な出力特性を測定することができる。
【００２３】
また、上述したように光源１１は、放物面鏡１５の放物面１６の焦点Ｆと等価な位置であって、焦点Ｆと離間した位置に配置している。具体的には、インテグレータレンズ１２、第１の反射鏡１３及び第２の反射鏡１４を用いて、光源１１を放物面鏡１５の焦点と等価な位置になるように配置している。したがって、光源１１は、焦点Ｆに配置される場合に限られないので、光源１１の配置にとらわれず、平行光ソーラシミュレータ１０を設計するときの自由度を広げることができる。また、光源１１を焦点Ｆの位置に配置した場合に、光源１１が集光型太陽電池１７を配置する位置と干渉してしまうことを防止することができる。更に、光源１１を光学系部品等から離間して配置することにより、光源１１の発熱による光学系部品に対する熱歪や早期の劣化等の悪影響を防ぐことができるので、より高精度な平行光を継続して照射することができる。
【００２４】
なお、上述した実施形態では、インテグレータレンズ１２、第１の反射鏡１３及び第２の反射鏡１４を用いて、光源１１を放物面鏡１５の焦点と等価な位置になるように配置する場合について説明したが、この場合に限られない。すなわち、例えば、反射鏡は１つ又は３つ以上であってもよく、光源から光量の分布が均一化された光を得ることができるのであれば、インテグレータレンズ１２はなくてもよい。すなわち、光源１１が、放物面鏡１５の焦点と等価な位置になるように配置されているのであれば、どのような構成であってもよい。このような構成は、以下で説明する実施形態でも同様である。
【００２５】
（第２の実施形態）
次に、一度に複数の太陽電池セルの出力特性を測定したり、複数の太陽電池セルを電気的に接続した大面積の太陽電池の出力特性を測定したりする場合、上述した第１の実施形態では、所望する照射面積に応じた、大きな放物面鏡を用いなければならない。しかしながら、大きな放物面鏡を製造するのは技術的及びコスト的に容易ではない。また、定格の光量を確保するために大容量の光源ランプを用いなければならず、光源の発熱によって光学系部品に悪影響が生じ、現実的ではない。本実施形態では、簡単な構成により広範囲に亘って平行光を照射することができる平行光ソーラシミュレータについて説明する。
【００２６】
第２の実施形態に係る平行光ソーラシミュレータについて図３を参照して説明する。図３（ａ）は、平行光ソーラシミュレータのうち放物面鏡の配置を示す平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す放物面鏡の配置を矢印Ａ方向からみた正面図である。
本実施形態に係る平行光ソーラシミュレータ２０は、第１の実施形態の平行光ソーラシミュレータ１０を一つの測定ユニットとした場合、第１測定ユニット１０ａと第２測定ユニット１０ｂとを組み合わせて構成している。
【００２７】
ここで、第１測定ユニット１０ａ及び第２測定ユニット１０ｂは、それぞれ第１の実施形態の平行光ソーラシミュレータ１０の構成にそれぞれ光量センサを追加した構成である。すなわち、第１測定ユニット１０ａ及び第２測定ユニット１０ｂは、それぞれ光源１１、インテグレータレンズ１２、第１の反射鏡１３、第２の反射鏡１４、放物面鏡１５、測定台３１、光量センサ２８を含んで構成されている。なお、光量センサ２８は、測定台３１に照射される光量を検出するためのセンサであって、その作用については後述する。また、測定台３１は、第１測定ユニット、第２測定ユニットで共通のものとし、一つとすることもできる。
【００２８】
また、第１測定ユニット１０ａ及び第２測定ユニット１０ｂは、放物面鏡１５が同一形状である。また、各測定ユニット１０の光源１１、インテグレータレンズ１２、第１の反射鏡１３及び第２の反射鏡１４の配置は、同一である。また、光源１１は放物面鏡１５の放物面の焦点と等価な位置となるようにインテグレータレンズ１２、第１の反射鏡１３及び第２の反射鏡１４が配置されている。図３（ａ）では、第１測定ユニット１０ａの放物面鏡１５（１５ａ）及び第２測定ユニット１０ｂの放物面鏡１５（１５ｂ）のみを取り上げて図示している。また、図３（ｂ）では、第２測定ユニット１０ｂは、第１測定ユニット１０ａと重なった背面（紙面垂直方向に見て前方側）に位置しているために図示されていない。
【００２９】
ここで、第１測定ユニット１０ａと第２測定ユニット１０ｂとは、並列に隣接するように配置されている。より具体的には、図３（ａ）に示すように、第１測定ユニット１０ａの放物面鏡１５ａと第２測定ユニット１０ｂの放物面鏡１５ｂとを並列させて、隙間がないように隣接させて配置されている。
このように、放物面鏡１５ａ、１５ｂを配置することにより、放物面鏡１５ａ、１５ｂによって反射された光の光軸が全て平行になる。
すなわち、例えば、図３（ａ）に示すように、放物面鏡を平面で見たときの１つの放物面鏡の大きさｔ×ｔが、８００ｍｍ×８００ｍｍである場合、平行光ソーラシミュレータ２０全体では、８００ｍｍ×１６００ｍｍの照射面積に拡大することができる。したがって、例えば、７００ｍｍ×１４００ｍｍのような大面積の太陽電池の出力特性を測定したり、一度に複数の太陽電池セルの出力特性を測定したりすることができる。
【００３０】
なお、このとき、第１測定ユニット１０ａと第２測定ユニット１０ｂとの間で、被測定物に対してむらのない同一の光量を照射することが要求される。したがって、本実施形態の平行光ソーラシミュレータ２０では、光量センサ２８によって検出された光量に基づいて、測定台３１における光量が均一になるように、第１測定ユニット１０ａの光源１１と第２測定ユニット１０ｂの光源１１との光量を制御する光源発光装置２１を有している。
【００３１】
ここで、図３（ｂ）を参照して、光量センサ２８について説明する。ここでは、第１測定ユニット１０ａの光量センサ２８ａを取り上げて説明する。光量センサ２８ａは、第１測定ユニット１０ａの光源１１により発光された光が放物面鏡１５ａにより反射された後、照射される測定台３１に配置されている。すなわち、光量センサ２８ａは、放物面鏡１５ａにより反射されて測定台３１に照射された光量を検出する。同様に、図示しない第２測定ユニット１０ｂの光量センサ２８ｂは、放物面鏡１５ｂにより反射されて測定台３１に照射された光量を検出する。
【００３２】
次に、光源発光装置について、図４を参照して説明する。図４は、光源発光装置のブロック図である。なお、図４では、第１測定ユニット１０ａの光源１１及び第２測定ユニット１０ｂの光源１１としてキセノンランプ１１（１１ａ）、１１（１１ｂ）を用いる場合について説明する。
まず、光源発光装置２１は、ランプ発光用電源回路２２と、トリガ電源回路２３と、電流制御回路２７（２７ａ）、２７（２７ｂ）とを含んで構成されている。ランプ発光用電源回路２２は、キセノンランプ１１ａ、１１ｂを発光させるための電源回路である。図４では、１つのランプ発光用電源回路２２が、複数のキセノンランプ１１ａ、１１ｂを発光させるように構成されている。
トリガ電源回路２３は、トリガパルス発生回路２４と、トランス２５とを含んで構成されている。トリガ電源回路２３は、トリガパルス発生回路２４によって、トランス２５の２次側に、キセノンランプ１１ａ、１１ｂの絶縁破壊を行うためのトリガパルスを発生させる。なお、図４では、トランス２５の２次側に発生したトリガパルスが、複数のキセノンランプ１１ａ、１１ｂに対して絶縁破壊できるように構成されている。
【００３３】
電流制御回路２７ａ、２７ｂは、各光量センサ２８ａ、２８ｂ及び各キセノンランプ１１ａ、１１ｂに接続されている。電流制御回路２７ａ、２７ｂは、それぞれ各光量センサ２８ａ、２８ｂにより検出された信号に基づいて、各光量センサ２８ａ、２８ｂにより検出される光量が均一になるように、それぞれのキセノンランプ１１ａ、１１ｂの発光を制御する。
【００３４】
次に、この光源発光装置２１の動作について、説明する。まず、操作者が平行光ソーラシミュレータ２０の図示しないスイッチ等を介してキセノンランプ１１ａ、１１ｂの発光開始を指示すると、トリガ電源回路２３のトリガパルス発生回路２４は、発光開始指示信号２６を受信する。すると、トリガパルス発生回路２４は、トランス２５の二次側から各キセノンランプ１１ａ、１１ｂに対してトリガパルスを印加する。このトリガパルスにより各キセノンランプ１１ａ、１１ｂ内の電気的な絶縁状態が破壊される。この後、ランプ発光用電源回路２２は、放電待機電圧を各キセノンランプ１１ａ、１１ｂに印加する。これにより各キセノンランプ１１ａ、１１ｂ内部での主放電が誘発されて、各キセノンランプ１１ａ、１１ｂの管内抵抗が急激に低下し、ランプ発光用電源回路２２のコイルとコンデンサとの組み合せにより決められる所定時間の間、各キセノンランプ１１ａ、１１ｂが発光する。
【００３５】
各キセノンランプ１１ａ、１１ｂにより発光された光が、放物面鏡１５ａ、１５ｂにより反射されて測定台３１の各光量センサ２８ａ、２８ｂに照射される。すると、電流制御回路２７ａ、２７ｂは、それぞれ各光量センサ２８ａ、２８ｂにより検出された信号に基づいて、各光量センサ２８ａ、２８ｂにより検出される光量が均一になるように、それぞれのキセノンランプ１１ａ、１１ｂの発光を制御する。その後、測定台３１に測定対象の複数の太陽電池セルや大面積の太陽電池を載置することで、全ての太陽電池セル及び太陽電池の全ての受光面に対してむらのない均一の光量を照射させることができる。
【００３６】
なお、本実施形態の光源発光装置２１は、キセノンランプ１１が２つの場合について説明したが、後述する第３及び第４の実施形態のようにキセノンランプ１１が２つ以上、追加された場合であっても、同様に構成することができる。すなわち、光源発光装置２１は、ランプ発光用電源回路２２からの放電待機電圧及びトリガ電源回路２３からのトリガパルスを追加されたキセノンランプに分岐するように構成すればよい。また、このとき、追加されたキセノンランプに対応させて、追加されたキセノンランプの発光を制御する電流制御回路２７を追加して構成する。また、追加されたキセノンランプにより発光された光が反射鏡に反射された光の光量を検出する光量センサ２８を追加して構成する。
【００３７】
また、図４に示す光源発光装置２１では、１つのランプ発光用電源回路２２が、複数のキセノンランプ１１を発光させるように構成したが、この場合に限られず、キセノンランプ１１毎にランプ発光用電源回路２２を設けてもよい。また、図４に示す光源発光装置２１では、１つトリガ電源回路２３が、複数のキセノンランプ１１の絶縁破壊を行うように構成したが、この場合に限られず、キセノンランプ１１毎にトリガ電源回路２３を設けてもよい。また、図４に示す光源発光装置２１では、電流制御回路２７によりキセノンランプ１１の発光を制御する場合について説明したが、この場合に限られず、電圧制御回路によりキセノンランプ１１の発光を制御してもよい。
【００３８】
次に、図３に示す平行光ソーラシミュレータ２０の構成の場合、第１測定ユニット１０ａの第２の反射鏡１４により反射された光が、第２測定ユニット１０ｂの放物面鏡１５（１５ｂ）にも照射される可能性がある。同様に、第２測定ユニット１０ｂの第２の反射鏡１４により反射された光が、第１測定ユニット１０ａの放物面鏡１５（１５ａ）にも照射される可能性がある。このような場合、第１測定ユニット１０ａ及び第２測定ユニット１０ｂでは、被測定物に対して、光量にむらがある光を照射してしまう。したがって、図５及び図６を参照して、一の光源から発光された光が隣接する測定ユニットの放物面鏡に照射されないように遮光する機能について説明する。
【００３９】
まず、図５は、第１の遮光機能を説明するための図である。図５（ａ）は、遮光機能を備えた平行光ソーラシミュレータ２０の一部の斜視図である。図５（ｂ）は、上述した図３（ｂ）の平行光ソーラシミュレータ２０に遮光機能を追加した図である。なお、図３と同様な構成については、同一符号を付してその説明を省略する。
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、第１測定ユニット１０ａ及び第２測定ユニット１０ｂそれぞれには、第２の反射鏡１４ａ、１４ｂと放物面鏡１５ａ、１５ｂとの間に遮光部材７０ａ、７０ｂが配置されている。なお、図５（ｂ）では、遮光部材７０ｂが、遮光部材７０ａと重なった背面（紙面垂直方向に見て前方側）に位置しているために図示されていない。遮光部材７０ａ、７０ｂは、平板状であり、矩形状の窓７１と窓７１の周りの枠７２から形成されている。遮光部材７０ａは、第２の反射鏡１４ａにより反射された光を放物面鏡１５ａのみに照射させ放物面鏡１５ｂには照射させないように、枠７２により遮光する。同様に、遮光部材７０ｂは、第２の反射鏡１４ｂにより反射された光を放物面鏡１５ｂのみに照射させ放物面鏡１５ａには照射させないように、枠７２により遮光する。このように、遮光部材７０は、各測定ユニット１０の光源１１から発光された光を各測定ユニット１０の放物面鏡１５のみに照射させるので、各測定ユニット１０において、被測定物に対して光量にむらがない光を照射することができる。
【００４０】
次に、図６は、第２の遮光機能を説明するための図である。図６（ａ）は、遮光機能を備えた平行光ソーラシミュレータ２０の一部の斜視図である。図６（ｂ）は、上述した図３（ｂ）の平行光ソーラシミュレータ２０に遮光機能を追加した図である。なお、図３と同様な構成については、同一符号を付してその説明を省略する。
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、平行光ソーラシミュレータ２０には、第１測定ユニット１０ａの放物面鏡１５ａと第２測定ユニット１０ｂの放物面鏡１５ｂとの間に薄板状の遮光部材７３が配置されている。遮光部材７３は、第２の反射鏡１４ａにより反射された光を放物面鏡１５ａのみに照射させ放物面鏡１５ｂには照射させないように遮光する。同様に、遮光部材７３は、第２の反射鏡１４ｂにより反射された光を放物面鏡１５ｂのみに照射させ放物面鏡１５ａには照射させないように遮光する。このように、遮光部材７３は、各測定ユニット１０の光源１１から発光された光を各測定ユニット１０の放物面鏡１５のみに照射させるので、各測定ユニット１０において、被測定物に対して光量にむらがない光を照射することができる。なお、以下の実施形態においても上述した第１及び第２の遮光機能の少なくとも何れかを備えているものとする。
【００４１】
このように本実施形態によれば、複数の測定ユニットのうち、少なくとも２つの放物面鏡の放物面をそれぞれ並列させて隣接させたので、広範囲に亘って高精度な平行光を照射することができる。したがって、測定対象が光入射角に依存されるような集光型太陽電池の太陽電池セルの出力特性を一度に複数測定したり、大面積の太陽電池の出力特性を測定したりすることができる。
また、同形状の放物面鏡を隣接させるだけの簡単な構造で、広範囲に亘って高精度な平行光を照射することができるので、大きな放物面鏡を用いる必要がなく、平行光ソーラシミュレータの製造コストを削減することができる。
更に、光源の発光を制御する光源発光装置を有するので、広範囲に亘って照射される平行光の光量を均一にすることができるので、全ての太陽電池セル又は大面積の太陽電池に対してむらのない同一の光量を照射することができる。
【００４２】
（第３の実施形態）
本実施形態では、簡単な構成により、より広範囲に亘って高精度な平行光を照射することができる平行光ソーラシミュレータについて説明する。
第３の実施形態に係る平行光ソーラシミュレータについて図７を参照して説明する。図７（ａ）は、平行光ソーラシミュレータのうち放物面鏡の配置を示す平面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す放物面鏡の配置を矢印Ａ方向からみた正面図である。
本実施形態に係る平行光ソーラシミュレータ３０は、第１の実施形態の平行光ソーラシミュレータ１０を一つの測定ユニットとした場合、第１測定ユニット１０ａ〜第４測定ユニット１０ｄを組み合わせて構成している。
【００４３】
ここで、第１測定ユニット１０ａ〜第４測定ユニット１０ｄは、それぞれ第１の実施形態の平行光ソーラシミュレータ１０の構成にそれぞれ光量センサを追加した構成である。すなわち、第１測定ユニット１０ａ〜第４測定ユニット１０ｄは、それぞれ光源１１、インテグレータレンズ１２、第１の反射鏡１３、第２の反射鏡１４、放物面鏡１５、測定台３１、光量センサ２８を含んで構成されている。また、第１測定ユニット１０ａ〜第４測定ユニット１０ｄは、放物面鏡１５が同一形状である。また、各測定ユニット１０の光源１１、インテグレータレンズ１２、第１の反射鏡１３及び第２の反射鏡１４の配置は、同一である。また、光源１１は放物面鏡１５の放物面の焦点と等価な位置となるようにインテグレータレンズ１２、第１の反射鏡１３及び第２の反射鏡１４が配置されている。なお、図７（ａ）では、第１測定ユニット１０ａの放物面鏡１５（１５ａ）、第２測定ユニット１０ｂの放物面鏡１５（１５ｂ）、第３測定ユニット１０ｃの放物面鏡１５（１５ｃ）及び第４測定ユニット１０ｄの放物面鏡１５（１５ｄ）のみを取り上げて図示している。また、図７（ｂ）では、第２測定ユニット１０ｂ及び第４測定ユニット１０ｄが、第１測定ユニット１０ａ及び第３測定ユニット１０ｃそれぞれと重なった背面（紙面垂直方向に見て前方側）に位置しているために図示されていない。また、測定台３１は、全ての測定ユニットについて共通のものとし、一つとしてもよい。
【００４４】
ここで、第１測定ユニット１０ａ及び第２測定ユニット１０ｂは、上述した第２の実施形態の平行光ソーラシミュレータ２０と、同一の配置である。一方、第３測定ユニット１０ｃ及び第４測定ユニット１０ｄの放物面鏡１５は、第１測定ユニット１０ａ及び第２測定ユニット１０ｂに対して、それぞれ相反して隣接するように配置されている。そして、各放物面鏡１５ａ〜１５ｄは、各放物面の主軸の方向が一致するように配置する。すなわち、第３測定ユニット１０ｃ及び第４測定ユニット１０ｄと、第１測定ユニット１０ａ及び第２測定ユニット１０ｂの放物面鏡１５は、図７（ｂ）に示すように、対向する放物面鏡１５の境界を通る軸であって、各放物面鏡１５により反射される平行光と平行な軸Ｌｃに対して、対称に配置されている。このとき、各放物面鏡１５ａ〜１５ｄは、隙間がないように隣接させて配置されている。
【００４５】
このように、放物面鏡１５ａ〜１５ｄを配置することにより、放物面鏡１５ａ〜１５ｄによって反射された光の光軸が全て平行になる。
すなわち、例えば、図７（ａ）に示すように、放物面鏡を平面で見たときの１つの放物面鏡の大きさｔ×ｔが、８００ｍｍ×８００ｍｍである場合、平行光ソーラシミュレータ３０全体では、１６００ｍｍ×１６００ｍｍの照射面積に拡大することができる。したがって、例えば、１４００ｍｍ×１４００ｍｍのような大面積の太陽電池の出力特性を測定したり、一度に複数の太陽電池セルの出力特性を測定したりすることができる。
【００４６】
このように本実施形態によれば、複数の測定ユニットのうち、少なくとも２つの放物面鏡の放物面をそれぞれ相反させて隣接させたので、広範囲に亘って高精度な平行光を照射することができる。
なお、本実施形態では、第２の実施形態と同様に、図示しない光源発光装置の電流制御回路が、それぞれ各光量センサ２８により検出された信号に基づいて、各光量センサ２８により検出される光量が均一になるように、それぞれのキセノンランプ１１の発光を制御する。したがって、全ての太陽電池セル又は大面積の太陽電池に対してむらのない同一の光量を照射することができる。
また、第３の実施形態の別形態として、第１測定ユニット１０ａと第３測定ユニット１０ｃの２つの測定ユニット（又は第２測定ユニット１０ｂと第４測定ユニット１０ｄ）のみを図７（ａ）のように、配置した構成とすることもできる。
【００４７】
（第４の実施形態）
本実施形態では、簡単な構成により、より広範囲に亘って高精度な平行光を照射することができる平行光ソーラシミュレータについて説明する。
第４の実施形態に係る平行光ソーラシミュレータについて図８を参照して説明する。図８（ａ）は、平行光ソーラシミュレータのうち放物面鏡の配置を示す平面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）に示す放物面鏡の配置を矢印Ａ方向からみた正面図である。
本実施形態に係る平行光ソーラシミュレータ４０は、第１の実施形態の平行光ソーラシミュレータ１０を一つの測定ユニットとした場合、第１測定ユニット１０ａ〜第６測定ユニット１０ｆを組み合わせて構成している。
【００４８】
ここで、第１測定ユニット１０ａ〜第４測定ユニット１０ｄは、上述した第３の実施形態の平行光ソーラシミュレータ３０と、同一の構成及び同一の配置である。そして、第５測定ユニット１０ｅ及び第６測定ユニット１０ｆが、それぞれ第２測定ユニット１０ｂ及び第４測定ユニット１０ｄに並列に隣接するように配置されている。なお、図８（ａ）では、第１測定ユニット１０ａの放物面鏡１５（１５ａ）〜第６測定ユニット１０ｆの放物面鏡１５（１５ｆ）のみを取り上げて図示している。また、図８（ｂ）では、第２測定ユニット１０ｂ及び第５測定ユニット１０ｅが、第１測定ユニット１０ａと重なった背面（紙面垂直方向に見て前方側）に位置しているために図示されていない。また、第４測定ユニット１０ｄ及び第６測定ユニット１０ｆが、第３測定ユニット１０ｃと重なった背面（紙面垂直方向に見て前方側）に位置しているために図示されていない。ここで、追加した第５測定ユニット１０ｅと第６測定ユニット１０ｆの構成は、第１測定ユニット１０ａ〜第４測定ユニット１０ｄの構成と同じである。さらに、測定台３１は、全ての測定ユニットについて共通のものとし、一つとしてもよい。
【００４９】
このように、放物面鏡１５ａ〜１５ｆを配置することにより、放物面鏡１５ａ〜１５ｆによって反射された光の光軸が全て平行になる。
すなわち、例えば、図８（ａ）に示すように、放物面鏡を平面で見たときに１つの放物面鏡の大きさｔ×ｔが、８００ｍｍ×８００ｍｍである場合、平行光ソーラシミュレータ４０全体では、１６００ｍｍ×２４００ｍｍの照射面積に拡大することができる。したがって、例えば、１４００ｍｍ×２２００ｍｍのような大面積の太陽電池の出力特性を測定したり、一度に複数の太陽電池セルの出力特性を測定したりすることができる。
【００５０】
このように本実施形態によれば、広範囲に亘って高精度な平行光を照射することができる。なお、本実施形態では、第２の実施形態と同様に、図示しない光源発光装置の電流制御回路が、それぞれ各光量センサ２８により検出された信号に基づいて、各光量センサ２８により検出される光量が均一になるように、それぞれのキセノンランプ１１の発光を制御する。したがって、全ての太陽電池セル又は大面積の太陽電池に対してむらのない同一の光量を照射することができる。
【００５１】
また、上述した放物面鏡１５の配置は、上述した第２〜第４の実施形態で説明した配置に限られない。すなわち、一度に出力特性を測定したい太陽電池セルの個数や、大面積の太陽電池の大きさに合わせて、適宜測定ユニットを配置する位置や数を変更することができる。
【００５２】
（第５の実施形態）
次に、実際に太陽電池を屋外に固定して設置した場合について図９を参照して説明する。図９は、太陽電池に対して太陽光の光入射角の変化を説明するための概念図である。太陽光から照射される光は、高精度な平行光である。しかしながら、図９に示すように太陽電池を固定して設置した場合、朝方（日の出）の太陽５１は、太陽電池５０の受光面に対して、光入射角θ１で照射される。また、昼間の太陽５２は、太陽電池５０の受光面に対して、光入射角θ２で照射される。また、夕方（日の入り）の太陽５３は、太陽電池５０の受光面に対して、光入射角θ３で照射される。このように、太陽が昇ってから沈むまでに太陽光が太陽電池５０の受光面に照射される光入射角度は、経時的に変化する。この光入射角の変化は一日の変化に限られず、一年を通じて、季節によっても変化する。特に、集光型太陽電池では、光入射角に依存するために出力特性に大きく影響する。
【００５３】
そこで、本実施形態では、実際に太陽電池を屋外に設置した場合を想定した出力特性を測定することができる平行光ソーラシミュレータについて図１０を参照して説明する。図１０は、本実施形態に係る平行光ソーラシミュレータの構成を示す図である。
本実施形態の平行光ソーラシミュレータ６０は、上述した第１の実施形態〜第４の実施形態の何れかの平行光ソーラシミュレータに、測定台３１を傾動回転させる測定台傾動回転装置６１を追加して構成したものである。ここで、図１０に示す測定台３１の面が、ちょうど放物面鏡１５から反射された光と直交して照射されている場合において、測定台３１の面に直交する軸をＱ軸、測定台３１の面と平行な軸をＰ軸及びＰ軸と直交する軸をＲ軸とする。
【００５４】
このとき測定台傾動回転装置６１は、Ｑ軸を中心にして、測定台３１を任意の角度に旋回させることができる旋回軸６２を有している。また、測定台傾動回転装置６１は、Ｒ軸を中心にして、測定台３１を任意の角度に傾斜させることができる駆動軸６３を有している。すなわち、測定台傾動回転装置６１は、測定台３１を放物面鏡１５により反射された光軸に対して任意に傾動回転させることができる。したがって、測定台傾動回転装置６１は、例えば、図９で説明したような、一日の太陽光の光入射角又は季節に応じた太陽光の光入射角に一致させるように、旋回軸６２及び駆動軸６３を駆動して、測定台３１を傾動回転させることができる。
【００５５】
このように、測定台傾動回転装置６１が、測定台３１を経時的に太陽光の光入射角に応じた角度に傾動回転させることにより、平行光ソーラシミュレータ６０は、測定台３１に載置した太陽電池の一日の出力特性や、一年の出力特性等を測定することができる。したがって、例えば、太陽電池の一日の発電量や年間の発電量等を一定の条件で繰り返して測定することができる。なお、太陽光のスペクトルや光量は、一日に時々刻々と変化する。したがって、平行光ソーラシミュレータ６０では、太陽光の光入射角に応じて測定台３１の角度に傾動させると共に、フィルタを変更して太陽電池に照射させるスペクトルを変更させたり、光源の強度を増減させて太陽電池に照射させる光量を変更させたりして測定評価を行ってもよい。
【００５６】
なお、上述した第１の実施形態〜第５の実施形態の平行光ソーラシミュレータは、集光型太陽電池等の太陽電池の出力特性を測定する場合についてのみ説明したが、この場合に限られない。すなわち、光入射角に依存しない通常の太陽電池の出力特性を測定する場合でも用いることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 平行光ソーラシミュレータ
１０ａ 第１測定ユニット
１０ｂ 第２測定ユニット
１０ｃ 第３測定ユニット
１０ｄ 第４測定ユニット
１０ｅ 第５測定ユニット
１０ｆ 第６測定ユニット
１１ 光源
１１ａ 光源
１１ｂ 光源
１２ インテグレータレンズ
１３ 第１の反射鏡
１４ 第２の反射鏡
１５ 放物面鏡
１５ａ 放物面鏡
１５ｂ 放物面鏡
１５ｃ 放物面鏡
１５ｄ 放物面鏡
１５ｅ 放物面鏡
１５ｆ 放物面鏡
１７ 太陽電池
１８ 受光面
２０ 平行光ソーラシミュレータ
２１ 光源発光装置
２２ ランプ発光用電源回路
２３ トリガ電源回路
２４ トリガパルス発生回路
２５ トランス
２７ 電流制御回路
２７ａ 電流制御回路
２７ｂ 電流制御回路
２８ 光量センサ
２８ａ 光量センサ
２８ｂ 光量センサ
３０ 平行光ソーラシミュレータ
３１ 測定台
４０ 平行光ソーラシミュレータ
６０ 平行光ソーラシミュレータ
６１ 測定台傾動回転装置
７０ 遮光部材
７０ａ 遮光部材
７０ｂ 遮光部材
７３ 遮光部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池（以下、太陽電池セルを含む）の被測定物に平行光の擬似太陽光を照射し、被測定物の出力特性を測定する平行光ソーラシミュレータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池セルを製造したり使用したりする段階で、太陽電池セルが光エネルギーを設計通りに電気エネルギーに変換・出力するかを検証する性能測定試験や、太陽電池セルが経年的に使用された場合にその劣化の程度を検証する加速劣化試験等が行なわれる。このような試験を行うために太陽電池セルに擬似太陽光を照射して、太陽電池セルからの出力特性を測定するソーラシミュレータが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで近年、太陽電池の中には光入射角に依存して出力特性が大きく異なる太陽電池が増えている。このような太陽電池としては、例えば、フレネルレンズを用いた集光型太陽電池や球状シリコンを用いた球状シリコン太陽電池等がある。このような太陽電池では、その受光面に対して直交する平行光が照射されたときに、最も変換効率が向上し、受光面に対して直交しなくなるに応じて極端に変換効率が減少する。例えば、集光型太陽電池の場合、太陽電池セルの受光面と直交する角度から１ｄｅｇずれた光であると、定格の５０パーセントしか出力することができない。
したがって、集光型太陽電池等の出力特性を測定するソーラシミュレータの場合、その光は太陽電池の受光面と直交する平行光であることが要求される。より具体的には、受光面と直交する角度から０．５ｄｅｇまでの平行光であることが望まれる。
【０００４】
従来、太陽電池セルの受光面と直交するような平行光を照射して太陽電池セルの出力特性を測定するソーラシミュレータとして図１１に示すような平行光ソーラシミュレータがある。図１１は、従来の平行光ソーラシミュレータの構成を示す図である。
図１１に示す平行光ソーラシミュレータ８０は、光源８１、インテグレータレンズ８２、第１の反射鏡８３、第２の反射鏡８４、コリメートレンズ８５を含んで構成されている。また、測定対象とする太陽電池セル８６は、受光面をコリメートレンズ８５と平行になるようにして、コリメートレンズ８５の下側に配置される。
【０００５】
このような平行光ソーラシミュレータ８０では、光源８１から発光された光が、第１の反射鏡８３により反射されて、インテグレータレンズ８２に照射される。インテグレータレンズ８２に照射された光は、集光されると共に光量の分布が均一化されて、インテグレータレンズ８２を通過する。インテグレータレンズ８２を通過した光は、第２の反射鏡８４により反射されて、コリメートレンズ８５に照射される。コリメートレンズ８５に照射された光は、平行光となってコリメートレンズ８５を通過する。そして、コリメートレンズ８５を通過した平行光が、太陽電池セル８６の受光面と直交するように照射される。したがって、図１１に示す平行光ソーラシミュレータ８０によれば、集光型太陽電池等の太陽電池セル８６であっても、太陽電池セルの出力特性を測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３１８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した平行光ソーラシミュレータ８０では、平行光を照射させるためには、より高精度なコリメートレンズ８５を用いる必要があり、平行光ソーラシミュレータ８０の装置コストが増大してしまうという問題がある。また、最近では、検査コストを削減させるために、一度に複数の集光型太陽電池等の太陽電池セルの出力特性を測定したいという要求や、複数の太陽電池セルを電気的に接続して受光面積を大面積にした太陽電池の出力特性を測定したいという要求がある。しかし、上述した平行光ソーラシミュレータ８０では、例えば、太陽電池の受光面積Ｓ１が略３００ｍｍ×３００ｍｍより大きくなると測定は困難である。平行光ソーラシミュレータ８０の照射面積を広げるには、コリメートレンズ８５を大きくしなければならず、技術的に容易ではない。更に、コリメートレンズ８５を大きくすることができたとしても、所定の光量を複数の太陽電池セルに照射させるために、光源８１に用いるランプを大容量にする必要がある。しかし、このような大容量のランプを用いた場合、発熱が大きくなり、光学系部品の熱歪により高精度な平行光を得られなかったり、光学系部品が早期に劣化してしまったりする問題がある。
【０００８】
一方、従来、一度に複数の太陽電池セルの出力特性、又は大面積の太陽電池の出力特性を測定するようなソーラシミュレータとして図１２に示すようなものがある。図１２は、従来のソーラシミュレータの構成を示す図である。
図１２に示すソーラシミュレータ９０は、筐体９１、光源９２、反射鏡９３、インテグレータレンズ９４を含んで構成されている。また、測定対象とする大面積の太陽電池９５は、受光面をインテグレータレンズ９４と平行になるように、インテグレータレンズ９４と離間して配置される。ここで、例えば、太陽電池９５は、受光面積Ｓ２が１ｍ×１ｍ〜２ｍ×２ｍの大きさを有している。また、インテグレータレンズ９４から太陽電池９５までの距離Ｔ２は、４ｍ〜６ｍである。
【０００９】
このようなソーラシミュレータ９０では、筐体９１内に配置された光源９２から発光された光が、反射鏡９３により反射されて、インテグレータレンズ９４に照射される。インテグレータレンズ９４に照射された光は、集光されると共に光量の分布が均一化されて、太陽電池９５の受光面に照射される。しかしながら、インテグレータレンズ９４を通過した光は、扇状に拡散して、太陽電池９５の受光面に照射される。したがって、太陽電池９５の受光面の中央では、受光面と直交した光が照射されるものの、受光面の周縁に向かうにしたがい、受光面と直交しない光が照射される。そして、図１２に示すように、太陽電池９５の最周縁では、受光面と直交する角度に対して、角度Ｄ２が、５〜１４ｄｅｇずれた光になってしまう。すなわち、従来のソーラシミュレータ９０では、平行光を照射することができないために、集光型太陽電池等の光入射角に依存して出力特性が大きく変化してしまう太陽電池セルの出力特性の測定には用いることができないという問題がある。
【００１０】
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、例えば、光入射角に依存して出力特性が大きく異なるような太陽電池セルの出力特性を測定する場合に、容易に高精度の平行光を照射できるようにすることを目的とする。また、一度に、複数の太陽電池セルの出力特性を測定できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明の平行光ソーラシミュレータは、被測定物に平行光を照射してその出力特性を測定する平行光ソーラシミュレータであって、前記被測定物の受光面に直交した軸と平行な軸を主軸とする放物面鏡と、前記放物面鏡の焦点と等価な位置となるように前記焦点から離間して配置された光源とを有することを特徴とする。
また、本発明の平行光ソーラシミュレータは、被測定物に平行光を照射してその出力特性を測定する平行光ソーラシミュレータであって、前記被測定物の受光面に直交した軸と平行な軸を主軸とする放物面鏡と、前記放物面鏡の焦点と等価な位置となるように前記焦点から離間して配置された光源とを有する測定ユニットを複数個備え、前記複数の測定ユニットの放物面鏡は、前記放物面鏡によって反射された光の光軸がそれぞれ平行になるように配置されていることを特徴とする。
前記複数の測定ユニットの放物面鏡のうち少なくとも２つは、それぞれの前記放物面鏡の放物面を隙間なく並列させて配置して構成することができる。
前記複数の測定ユニットの放物面鏡のうち少なくとも２つは、それぞれの前記放物面鏡の放物面を隙間なく相反させて配置して構成することができる。
前記複数の測定ユニットの放物面鏡によって反射された光の光量をそれぞれ検出する複数の光量センサと、前記複数の光量センサによって検出された光量に基づいて、前記光源の発光を制御する光源発光装置とを有して構成することができる。
前記光源から前記放物面鏡までの光路上に配置される第１の反射鏡及び第２の反射鏡と、前記第１の反射鏡により反射された光を集光して前記第２の反射鏡に照射するインテグレータレンズとを有し、前記インテグレータレンズ、前記第１の反射鏡及び前記第２の反射鏡は、前記光源が前記放物面鏡の焦点と等価な位置になるように配置して構成することができる。
前記被測定物を載置する測定台と、前記測定台を前記放物面鏡の放物面によって反射された光軸に対して任意に傾動及び回転させる測定台傾動回転装置とを有して構成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、太陽電池セルの受光面に対して受光面と直交する高精度の平行光を容易に照射させることができる。
また例えば、被測定物の受光面に直交した軸と平行な軸を主軸とする放物面鏡と、放物面鏡の焦点と等価な位置となるように焦点から離間して配置された光源とを有している。この場合、放物面鏡の焦点と等価な位置に配置された光源から照射された光は、放物面鏡に反射することで高精度の平行光を被測定物としての太陽電池セルに対して照射させることができる。
また例えば、被測定物の受光面に直交した軸と平行な軸を主軸とする放物面鏡と、放物面鏡の焦点と等価な位置となるように焦点から離間して配置された光源とを有する測定ユニットを複数個備え、複数の測定ユニットの放物面鏡は、放物面鏡によって反射された光の光軸がそれぞれ平行になるように配置されている。この場合、簡単な構成で広範囲に亘って平行光を照射させることができるので、一度で、複数の太陽電池セルの受光面に平行光を照射させたり、大面積の太陽電池の受光面に平行光を照射させたりすることができる。したがって、検査コストを削減することができる。
また例えば、複数の測定ユニットの放物面鏡のうち少なくとも２つは、それぞれの放物面鏡の放物面を隙間なく並列させたり、複数の測定ユニットの放物面鏡のうち少なくとも２つは、それぞれの放物面鏡の放物面を隙間なく相反させたりする。この場合、簡単な構成で広範囲に亘って平行光を照射させることができる。
また例えば、複数の測定ユニットの放物面鏡によって反射された光の光量をそれぞれ検出する複数の光量センサと、複数の光量センサによって検出された光量に基づいて、光源の発光を制御する光源発光装置とを有する。この場合、広範囲に亘って照射される平行光の光量を均一にすることができる。
また例えば、光源から放物面鏡までの光路上に配置される第１の反射鏡及び第２の反射鏡と、第１の反射鏡により反射された光を集光して第２の反射鏡に照射するインテグレータレンズとを有し、インテグレータレンズ、第１の反射鏡及び第２の反射鏡は、光源を放物面鏡の焦点と等価な位置になるように配置している。この場合、光源は、放物面鏡の焦点に配置する必要がないので、平行光ソーラシミュレータの構成部品の配置を自由に変更することができる。特に、光源を光学系部品から離間するように配置することで、光源の発熱による光学系部品の熱歪等をなくすことができる。
また例えば、被測定物を載置する測定台と、測定台を放物面鏡の放物面によって反射された光軸に対して傾動及び回転させる測定台傾動回転装置とを有する。この場合、測定台傾動回転装置が測定台を傾動及び回転させることにより、例えば、太陽が昇ってから沈むまでの一日の太陽光の被測定物に対する光入射角を再現することができるので、一日の太陽電池セルの出力特性等を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態に係る平行光ソーラシミュレータの構成を示す図である。
【図２】放物面鏡の形態について説明するための図である。
【図３】第２の実施形態に係る平行光ソーラシミュレータの構成を示す図である。
【図４】光源発光装置の構成を示すブロック図である。
【図５】第１の遮光機能について説明するための図である。
【図６】第２の遮光機能について説明するための図である。
【図７】第３の実施形態に係る平行光ソーラシミュレータの構成を示す図である。
【図８】第４の実施形態に係る平行光ソーラシミュレータの構成を示す図である。
【図９】太陽電池に対して太陽光の光入射角の変化を説明するための概念図である。
【図１０】第５の実施形態に係る平行光ソーラシミュレータの構成を示す図である。
【図１１】従来の平行光ソーラシミュレータの構成を示す図である。
【図１２】従来の大面積の太陽電池に対応したソーラシミュレータの構成を示す図である。
【図１３】フレネルレンズを用いた集光型太陽電池の一部を示す斜視図である。
【図１４】球状シリコン太陽電池の一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
ここでは、本実施形態の平行光ソーラシミュレータにより出力特性を測定する被測定物について説明する。まず、フレネルレンズを用いた集光型太陽電池について図１３を参照して説明する。図１３は、集光型太陽電池の一部を示す斜視図である。集光型太陽電池１００は、フレネルレンズ１０１と太陽電池セル１０３とを含み、フレネルレンズ１０１のレンズ面１０２と太陽電池セル１０３の受光面１０４とが所定距離、離間し、両者が平行になるように構成されている。また、フレネルレンズ１０１のレンズ面１０２の面積は、太陽電池セル１０３の受光面１０４の受光面積の５００倍程度である。フレネルレンズ１０１がレンズ面１０２に照射された光をレンズ面１０２の直下に配置された太陽電池セル１０３の受光面１０４に集光させることで、太陽電池セル１０３の変換効率が向上する。すなわち、フレネルレンズ１０１のレンズ面１０２に直交しない光の場合、フレネルレンズ１０１は、太陽電池セル１０３の受光面１０４に集光させることができず、太陽電池セル１０３の出力特性が大きく異なってしまう。
【００１５】
次に、球状シリコンを用いた太陽電池について図１４を参照して説明する。図１４（ａ）は、球状シリコン太陽電池の一部を示す斜視図である。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）を矢印Ａ方向から見た球状シリコン太陽電池の一部を示す側断面図である。
球状シリコン太陽電池１１０は、内周が半球状に形成された反射鏡１１１と、この反射鏡１１１の内部の中央に固定された球状シリコン１１２とを含んで構成されている。ここで、図１４（ａ）、（ｂ）に示すような球状シリコン１１２及び反射鏡１１１の中心軸Ｌと平行な光は、直接、球状シリコン１１２に照射されるだけではなく、反射鏡１１１に反射された後、球状シリコン１１２に照射されるために、球状シリコン太陽電池１１０の変換効率が向上する。しかし、球状シリコン１１２及び反射鏡１１１の中心軸Ｌから角度がずれた光の場合、反射鏡１１１に照射された光は、球状シリコン１１２に集光させることができず、球状シリコン１１２の出力特性が大きく異なってしまう。
このように光入射角度より出力特性が大きく異なる太陽電池をまとめて、以下では集光型太陽電池と称する。
【００１６】
上述したような集光型太陽電池の出力特性を測定するには、集光型太陽電池の太陽電池セルの受光面に対して直交する角度の高精度な平行光を照射する必要がある。なお、球状シリコン太陽電池１１０では、球状シリコン１１２及び反射鏡１１１の中心軸Ｌと平行な光を照射させる必要があるが、球状シリコン１１２及び反射鏡１１１の中心軸Ｌと平行な光は、集光型太陽電池１００の太陽電池セル１０３の受光面１０４に対して直交する角度の平行光と等しいものである。
そして、後述する実施形態では、集光型太陽電池の太陽電池セルを１つ配置した状態のもの、複数個単に並べた状態のもの又は複数個の太陽電池セルを電気的に接続した状態の太陽電池を測定対象とする。以下、実施形態の説明では、上記の被測定物である集光型太陽電池には、符号１７を付与している。
【００１７】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る高精度の平行光を照射させる平行光ソーラシミュレータについて図１を参照して説明する。図１は、平行光ソーラシミュレータの構成を示す図である。
平行光ソーラシミュレータ１０は、光源１１、インテグレータレンズ１２、第１の反射鏡１３、第２の反射鏡１４、放物面鏡１５、測定台３１を含んで構成されている。
光源１１は、例えば、キセノンランプ等であり、擬似太陽光を発光する。また、光源１１には、この光源１１の下部の周りを囲むように、楕円凹状の反射鏡１９が配置されている。この反射鏡１９によって、光源１１から拡散して発光する光を収束させ、第１の反射鏡１３を介してインテグレータレンズ１２に照射させることができる。
【００１８】
第１の反射鏡１３は、平板状に形成され、光源１１から照射された光をインテグレータレンズ１２に向かって反射させる位置に配置されている。
インテグレータレンズ１２は、第１の反射鏡１３によって反射された光を集光して、光量の分布を均一化させて、第２の反射鏡１４を介して放物面鏡１５に照射させることができる。
第２の反射鏡１４は、平板状に形成され、インテグレータレンズ１２から照射された光を放物面鏡１５に向かって反射される位置に配置されている。
【００１９】
また、放物面鏡１５は、第２の反射鏡１４によって反射された光を高精度の平行光にして、放物面鏡１５の下側に配置された測定対象の集光型太陽電池１７の受光面１８に照射する。放物面鏡１５は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金等をマシニングセンターで加工することにより形成されている。また、放物面鏡１５の放物面１６は、鏡面仕上げをして光の反射率を向上させている。
【００２０】
ここで、本実施形態に用いられる放物面鏡の形態について、図２を参照して説明する。図２は、放物面鏡の形態について説明するための図である。図２には、Ｘ−Ｚ平面及びＹ−Ｚ平面にそれぞれ同一放物面上の放物線Ｃ１、Ｃ２が図示されている。ここで、放物線Ｃ１、Ｃ２をＺ軸すなわち、主軸を中心に回転させると、その軌跡によって、放物面（回転放物面）が形成される。このとき形成される放物面の一部Ｓを切り出した形状が、図１の放物面鏡１５の放物面１６の形状と同一である。ここで、放物面の特性として、放物面の焦点から照射された光が放物面に反射されると、この反射された光は平行光になるという特性を有している。より具体的に説明すると、図２に示すように、Ｚ軸上に位置する焦点Ｆ１に光源を配置すると、その光源から拡散されて照射された光は、放物面に反射され、平行光となって、Ｘ−Ｙ平面に直交するように照射される。
【００２１】
この特性を用い、図１に示すように、放物面鏡１５と光源１１との配置を、あたかも放物面鏡１５の焦点Ｆに光源１１があるかのように、第１の反射鏡１３、第２の反射鏡１４及びインテグレータレンズ１２を配置する。言い換えると、光源１１を、放物面鏡１５の焦点と等価な位置となるように、光源１１から放物面鏡１５までの光路上に第１の反射鏡１３、第２の反射鏡１４及びインテグレータレンズ１２を配置する。
更に、図１に示すように、集光型太陽電池１７の受光面１８が、放物面鏡１５の焦点Ｆを通る放物面１６の主軸Ｌｐと直交する仮想線Ｌｑと平行になるように集光型太陽電池１７を測定台３１上に配置する。このとき、集光型太陽電池１７の受光面１８に直交する軸と放物面１６の主軸Ｌｐとが平行になる。
【００２２】
このように配置された平行光ソーラシミュレータ１０及び集光型太陽電池１７によれば、放物面鏡１５により反射された光は、高精度な平行光となって集光型太陽電池１７の受光面１８に直交して照射される。したがって、測定対象が光入射角に依存されるような集光型太陽電池であっても、正確な出力特性を測定することができる。
【００２３】
また、上述したように光源１１は、放物面鏡１５の放物面１６の焦点Ｆと等価な位置であって、焦点Ｆと離間した位置に配置している。具体的には、インテグレータレンズ１２、第１の反射鏡１３及び第２の反射鏡１４を用いて、光源１１を放物面鏡１５の焦点と等価な位置になるように配置している。したがって、光源１１は、焦点Ｆに配置される場合に限られないので、光源１１の配置にとらわれず、平行光ソーラシミュレータ１０を設計するときの自由度を広げることができる。また、光源１１を焦点Ｆの位置に配置した場合に、光源１１が集光型太陽電池１７を配置する位置と干渉してしまうことを防止することができる。更に、光源１１を光学系部品等から離間して配置することにより、光源１１の発熱による光学系部品に対する熱歪や早期の劣化等の悪影響を防ぐことができるので、より高精度な平行光を継続して照射することができる。
【００２４】
なお、上述した実施形態では、インテグレータレンズ１２、第１の反射鏡１３及び第２の反射鏡１４を用いて、光源１１を放物面鏡１５の焦点と等価な位置になるように配置する場合について説明したが、この場合に限られない。すなわち、例えば、反射鏡は１つ又は３つ以上であってもよく、光源から光量の分布が均一化された光を得ることができるのであれば、インテグレータレンズ１２はなくてもよい。すなわち、光源１１が、放物面鏡１５の焦点と等価な位置になるように配置されているのであれば、どのような構成であってもよい。このような構成は、以下で説明する実施形態でも同様である。
【００２５】
（第２の実施形態）
次に、一度に複数の太陽電池セルの出力特性を測定したり、複数の太陽電池セルを電気的に接続した大面積の太陽電池の出力特性を測定したりする場合、上述した第１の実施形態では、所望する照射面積に応じた、大きな放物面鏡を用いなければならない。しかしながら、大きな放物面鏡を製造するのは技術的及びコスト的に容易ではない。また、定格の光量を確保するために大容量の光源ランプを用いなければならず、光源の発熱によって光学系部品に悪影響が生じ、現実的ではない。本実施形態では、簡単な構成により広範囲に亘って平行光を照射することができる平行光ソーラシミュレータについて説明する。
【００２６】
第２の実施形態に係る平行光ソーラシミュレータについて図３を参照して説明する。図３（ａ）は、平行光ソーラシミュレータのうち放物面鏡の配置を示す平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す放物面鏡の配置を矢印Ａ方向からみた正面図である。
本実施形態に係る平行光ソーラシミュレータ２０は、第１の実施形態の平行光ソーラシミュレータ１０を一つの測定ユニットとした場合、第１測定ユニット１０ａと第２測定ユニット１０ｂとを組み合わせて構成している。
【００２７】
ここで、第１測定ユニット１０ａ及び第２測定ユニット１０ｂは、それぞれ第１の実施形態の平行光ソーラシミュレータ１０の構成にそれぞれ光量センサを追加した構成である。すなわち、第１測定ユニット１０ａ及び第２測定ユニット１０ｂは、それぞれ光源１１、インテグレータレンズ１２、第１の反射鏡１３、第２の反射鏡１４、放物面鏡１５、測定台３１、光量センサ２８を含んで構成されている。なお、光量センサ２８は、測定台３１に照射される光量を検出するためのセンサであって、その作用については後述する。また、測定台３１は、第１測定ユニット、第２測定ユニットで共通のものとし、一つとすることもできる。
【００２８】
また、第１測定ユニット１０ａ及び第２測定ユニット１０ｂは、放物面鏡１５が同一形状である。また、各測定ユニット１０の光源１１、インテグレータレンズ１２、第１の反射鏡１３及び第２の反射鏡１４の配置は、同一である。また、光源１１は放物面鏡１５の放物面の焦点と等価な位置となるようにインテグレータレンズ１２、第１の反射鏡１３及び第２の反射鏡１４が配置されている。図３（ａ）では、第１測定ユニット１０ａの放物面鏡１５（１５ａ）及び第２測定ユニット１０ｂの放物面鏡１５（１５ｂ）のみを取り上げて図示している。また、図３（ｂ）では、第２測定ユニット１０ｂは、第１測定ユニット１０ａと重なった背面（紙面垂直方向に見て前方側）に位置しているために図示されていない。
【００２９】
ここで、第１測定ユニット１０ａと第２測定ユニット１０ｂとは、並列に隣接するように配置されている。より具体的には、図３（ａ）に示すように、第１測定ユニット１０ａの放物面鏡１５ａと第２測定ユニット１０ｂの放物面鏡１５ｂとを並列させて、隙間がないように隣接させて配置されている。
このように、放物面鏡１５ａ、１５ｂを配置することにより、放物面鏡１５ａ、１５ｂによって反射された光の光軸が全て平行になる。
すなわち、例えば、図３（ａ）に示すように、放物面鏡を平面で見たときの１つの放物面鏡の大きさｔ×ｔが、８００ｍｍ×８００ｍｍである場合、平行光ソーラシミュレータ２０全体では、８００ｍｍ×１６００ｍｍの照射面積に拡大することができる。したがって、例えば、７００ｍｍ×１４００ｍｍのような大面積の太陽電池の出力特性を測定したり、一度に複数の太陽電池セルの出力特性を測定したりすることができる。
【００３０】
なお、このとき、第１測定ユニット１０ａと第２測定ユニット１０ｂとの間で、被測定物に対してむらのない同一の光量を照射することが要求される。したがって、本実施形態の平行光ソーラシミュレータ２０では、光量センサ２８によって検出された光量に基づいて、測定台３１における光量が均一になるように、第１測定ユニット１０ａの光源１１と第２測定ユニット１０ｂの光源１１との光量を制御する光源発光装置２１を有している。
【００３１】
ここで、図３（ｂ）を参照して、光量センサ２８について説明する。ここでは、第１測定ユニット１０ａの光量センサ２８ａを取り上げて説明する。光量センサ２８ａは、第１測定ユニット１０ａの光源１１により発光された光が放物面鏡１５ａにより反射された後、照射される測定台３１に配置されている。すなわち、光量センサ２８ａは、放物面鏡１５ａにより反射されて測定台３１に照射された光量を検出する。同様に、図示しない第２測定ユニット１０ｂの光量センサ２８ｂは、放物面鏡１５ｂにより反射されて測定台３１に照射された光量を検出する。
【００３２】
次に、光源発光装置について、図４を参照して説明する。図４は、光源発光装置のブロック図である。なお、図４では、第１測定ユニット１０ａの光源１１及び第２測定ユニット１０ｂの光源１１としてキセノンランプ１１（１１ａ）、１１（１１ｂ）を用いる場合について説明する。
まず、光源発光装置２１は、ランプ発光用電源回路２２と、トリガ電源回路２３と、電流制御回路２７（２７ａ）、２７（２７ｂ）とを含んで構成されている。ランプ発光用電源回路２２は、キセノンランプ１１ａ、１１ｂを発光させるための電源回路である。図４では、１つのランプ発光用電源回路２２が、複数のキセノンランプ１１ａ、１１ｂを発光させるように構成されている。
トリガ電源回路２３は、トリガパルス発生回路２４と、トランス２５とを含んで構成されている。トリガ電源回路２３は、トリガパルス発生回路２４によって、トランス２５の２次側に、キセノンランプ１１ａ、１１ｂの絶縁破壊を行うためのトリガパルスを発生させる。なお、図４では、トランス２５の２次側に発生したトリガパルスが、複数のキセノンランプ１１ａ、１１ｂに対して絶縁破壊できるように構成されている。
【００３３】
電流制御回路２７ａ、２７ｂは、各光量センサ２８ａ、２８ｂ及び各キセノンランプ１１ａ、１１ｂに接続されている。電流制御回路２７ａ、２７ｂは、それぞれ各光量センサ２８ａ、２８ｂにより検出された信号に基づいて、各光量センサ２８ａ、２８ｂにより検出される光量が均一になるように、それぞれのキセノンランプ１１ａ、１１ｂの発光を制御する。
【００３４】
次に、この光源発光装置２１の動作について、説明する。まず、操作者が平行光ソーラシミュレータ２０の図示しないスイッチ等を介してキセノンランプ１１ａ、１１ｂの発光開始を指示すると、トリガ電源回路２３のトリガパルス発生回路２４は、発光開始指示信号２６を受信する。すると、トリガパルス発生回路２４は、トランス２５の二次側から各キセノンランプ１１ａ、１１ｂに対してトリガパルスを印加する。このトリガパルスにより各キセノンランプ１１ａ、１１ｂ内の電気的な絶縁状態が破壊される。この後、ランプ発光用電源回路２２は、放電待機電圧を各キセノンランプ１１ａ、１１ｂに印加する。これにより各キセノンランプ１１ａ、１１ｂ内部での主放電が誘発されて、各キセノンランプ１１ａ、１１ｂの管内抵抗が急激に低下し、ランプ発光用電源回路２２のコイルとコンデンサとの組み合せにより決められる所定時間の間、各キセノンランプ１１ａ、１１ｂが発光する。
【００３５】
各キセノンランプ１１ａ、１１ｂにより発光された光が、放物面鏡１５ａ、１５ｂにより反射されて測定台３１の各光量センサ２８ａ、２８ｂに照射される。すると、電流制御回路２７ａ、２７ｂは、それぞれ各光量センサ２８ａ、２８ｂにより検出された信号に基づいて、各光量センサ２８ａ、２８ｂにより検出される光量が均一になるように、それぞれのキセノンランプ１１ａ、１１ｂの発光を制御する。その後、測定台３１に測定対象の複数の太陽電池セルや大面積の太陽電池を載置することで、全ての太陽電池セル及び太陽電池の全ての受光面に対してむらのない均一の光量を照射させることができる。
【００３６】
なお、本実施形態の光源発光装置２１は、キセノンランプ１１が２つの場合について説明したが、後述する第３及び第４の実施形態のようにキセノンランプ１１が２つ以上、追加された場合であっても、同様に構成することができる。すなわち、光源発光装置２１は、ランプ発光用電源回路２２からの放電待機電圧及びトリガ電源回路２３からのトリガパルスを追加されたキセノンランプに分岐するように構成すればよい。また、このとき、追加されたキセノンランプに対応させて、追加されたキセノンランプの発光を制御する電流制御回路２７を追加して構成する。また、追加されたキセノンランプにより発光された光が反射鏡に反射された光の光量を検出する光量センサ２８を追加して構成する。
【００３７】
また、図４に示す光源発光装置２１では、１つのランプ発光用電源回路２２が、複数のキセノンランプ１１を発光させるように構成したが、この場合に限られず、キセノンランプ１１毎にランプ発光用電源回路２２を設けてもよい。また、図４に示す光源発光装置２１では、１つトリガ電源回路２３が、複数のキセノンランプ１１の絶縁破壊を行うように構成したが、この場合に限られず、キセノンランプ１１毎にトリガ電源回路２３を設けてもよい。また、図４に示す光源発光装置２１では、電流制御回路２７によりキセノンランプ１１の発光を制御する場合について説明したが、この場合に限られず、電圧制御回路によりキセノンランプ１１の発光を制御してもよい。
【００３８】
次に、図３に示す平行光ソーラシミュレータ２０の構成の場合、第１測定ユニット１０ａの第２の反射鏡１４により反射された光が、第２測定ユニット１０ｂの放物面鏡１５（１５ｂ）にも照射される可能性がある。同様に、第２測定ユニット１０ｂの第２の反射鏡１４により反射された光が、第１測定ユニット１０ａの放物面鏡１５（１５ａ）にも照射される可能性がある。このような場合、第１測定ユニット１０ａ及び第２測定ユニット１０ｂでは、被測定物に対して、光量にむらがある光を照射してしまう。したがって、図５及び図６を参照して、一の光源から発光された光が隣接する測定ユニットの放物面鏡に照射されないように遮光する機能について説明する。
【００３９】
まず、図５は、第１の遮光機能を説明するための図である。図５（ａ）は、遮光機能を備えた平行光ソーラシミュレータ２０の一部の斜視図である。図５（ｂ）は、上述した図３（ｂ）の平行光ソーラシミュレータ２０に遮光機能を追加した図である。なお、図３と同様な構成については、同一符号を付してその説明を省略する。
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、第１測定ユニット１０ａ及び第２測定ユニット１０ｂそれぞれには、第２の反射鏡１４ａ、１４ｂと放物面鏡１５ａ、１５ｂとの間に遮光部材７０ａ、７０ｂが配置されている。なお、図５（ｂ）では、遮光部材７０ｂが、遮光部材７０ａと重なった背面（紙面垂直方向に見て前方側）に位置しているために図示されていない。遮光部材７０ａ、７０ｂは、平板状であり、矩形状の窓７１と窓７１の周りの枠７２から形成されている。遮光部材７０ａは、第２の反射鏡１４ａにより反射された光を放物面鏡１５ａのみに照射させ放物面鏡１５ｂには照射させないように、枠７２により遮光する。同様に、遮光部材７０ｂは、第２の反射鏡１４ｂにより反射された光を放物面鏡１５ｂのみに照射させ放物面鏡１５ａには照射させないように、枠７２により遮光する。このように、遮光部材７０は、各測定ユニット１０の光源１１から発光された光を各測定ユニット１０の放物面鏡１５のみに照射させるので、各測定ユニット１０において、被測定物に対して光量にむらがない光を照射することができる。
【００４０】
次に、図６は、第２の遮光機能を説明するための図である。図６（ａ）は、遮光機能を備えた平行光ソーラシミュレータ２０の一部の斜視図である。図６（ｂ）は、上述した図３（ｂ）の平行光ソーラシミュレータ２０に遮光機能を追加した図である。なお、図３と同様な構成については、同一符号を付してその説明を省略する。
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、平行光ソーラシミュレータ２０には、第１測定ユニット１０ａの放物面鏡１５ａと第２測定ユニット１０ｂの放物面鏡１５ｂとの間に薄板状の遮光部材７３が配置されている。遮光部材７３は、第２の反射鏡１４ａにより反射された光を放物面鏡１５ａのみに照射させ放物面鏡１５ｂには照射させないように遮光する。同様に、遮光部材７３は、第２の反射鏡１４ｂにより反射された光を放物面鏡１５ｂのみに照射させ放物面鏡１５ａには照射させないように遮光する。このように、遮光部材７３は、各測定ユニット１０の光源１１から発光された光を各測定ユニット１０の放物面鏡１５のみに照射させるので、各測定ユニット１０において、被測定物に対して光量にむらがない光を照射することができる。なお、以下の実施形態においても上述した第１及び第２の遮光機能の少なくとも何れかを備えているものとする。
【００４１】
このように本実施形態によれば、複数の測定ユニットのうち、少なくとも２つの放物面鏡の放物面をそれぞれ並列させて隣接させたので、広範囲に亘って高精度な平行光を照射することができる。したがって、測定対象が光入射角に依存されるような集光型太陽電池の太陽電池セルの出力特性を一度に複数測定したり、大面積の太陽電池の出力特性を測定したりすることができる。
また、同形状の放物面鏡を隣接させるだけの簡単な構造で、広範囲に亘って高精度な平行光を照射することができるので、大きな放物面鏡を用いる必要がなく、平行光ソーラシミュレータの製造コストを削減することができる。
更に、光源の発光を制御する光源発光装置を有するので、広範囲に亘って照射される平行光の光量を均一にすることができるので、全ての太陽電池セル又は大面積の太陽電池に対してむらのない同一の光量を照射することができる。
【００４２】
（第３の実施形態）
本実施形態では、簡単な構成により、より広範囲に亘って高精度な平行光を照射することができる平行光ソーラシミュレータについて説明する。
第３の実施形態に係る平行光ソーラシミュレータについて図７を参照して説明する。図７（ａ）は、平行光ソーラシミュレータのうち放物面鏡の配置を示す平面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す放物面鏡の配置を矢印Ａ方向からみた正面図である。
本実施形態に係る平行光ソーラシミュレータ３０は、第１の実施形態の平行光ソーラシミュレータ１０を一つの測定ユニットとした場合、第１測定ユニット１０ａ〜第４測定ユニット１０ｄを組み合わせて構成している。
【００４３】
ここで、第１測定ユニット１０ａ〜第４測定ユニット１０ｄは、それぞれ第１の実施形態の平行光ソーラシミュレータ１０の構成にそれぞれ光量センサを追加した構成である。すなわち、第１測定ユニット１０ａ〜第４測定ユニット１０ｄは、それぞれ光源１１、インテグレータレンズ１２、第１の反射鏡１３、第２の反射鏡１４、放物面鏡１５、測定台３１、光量センサ２８を含んで構成されている。また、第１測定ユニット１０ａ〜第４測定ユニット１０ｄは、放物面鏡１５が同一形状である。また、各測定ユニット１０の光源１１、インテグレータレンズ１２、第１の反射鏡１３及び第２の反射鏡１４の配置は、同一である。また、光源１１は放物面鏡１５の放物面の焦点と等価な位置となるようにインテグレータレンズ１２、第１の反射鏡１３及び第２の反射鏡１４が配置されている。なお、図７（ａ）では、第１測定ユニット１０ａの放物面鏡１５（１５ａ）、第２測定ユニット１０ｂの放物面鏡１５（１５ｂ）、第３測定ユニット１０ｃの放物面鏡１５（１５ｃ）及び第４測定ユニット１０ｄの放物面鏡１５（１５ｄ）のみを取り上げて図示している。また、図７（ｂ）では、第２測定ユニット１０ｂ及び第４測定ユニット１０ｄが、第１測定ユニット１０ａ及び第３測定ユニット１０ｃそれぞれと重なった背面（紙面垂直方向に見て前方側）に位置しているために図示されていない。また、測定台３１は、全ての測定ユニットについて共通のものとし、一つとしてもよい。
【００４４】
ここで、第１測定ユニット１０ａ及び第２測定ユニット１０ｂは、上述した第２の実施形態の平行光ソーラシミュレータ２０と、同一の配置である。一方、第３測定ユニット１０ｃ及び第４測定ユニット１０ｄの放物面鏡１５は、第１測定ユニット１０ａ及び第２測定ユニット１０ｂに対して、それぞれ相反して隣接するように配置されている。そして、各放物面鏡１５ａ〜１５ｄは、各放物面の主軸の方向が一致するように配置する。すなわち、第３測定ユニット１０ｃ及び第４測定ユニット１０ｄと、第１測定ユニット１０ａ及び第２測定ユニット１０ｂの放物面鏡１５は、図７（ｂ）に示すように、対向する放物面鏡１５の境界を通る軸であって、各放物面鏡１５により反射される平行光と平行な軸Ｌｃに対して、対称に配置されている。このとき、各放物面鏡１５ａ〜１５ｄは、隙間がないように隣接させて配置されている。
【００４５】
このように、放物面鏡１５ａ〜１５ｄを配置することにより、放物面鏡１５ａ〜１５ｄによって反射された光の光軸が全て平行になる。
すなわち、例えば、図７（ａ）に示すように、放物面鏡を平面で見たときの１つの放物面鏡の大きさｔ×ｔが、８００ｍｍ×８００ｍｍである場合、平行光ソーラシミュレータ３０全体では、１６００ｍｍ×１６００ｍｍの照射面積に拡大することができる。したがって、例えば、１４００ｍｍ×１４００ｍｍのような大面積の太陽電池の出力特性を測定したり、一度に複数の太陽電池セルの出力特性を測定したりすることができる。
【００４６】
このように本実施形態によれば、複数の測定ユニットのうち、少なくとも２つの放物面鏡の放物面をそれぞれ相反させて隣接させたので、広範囲に亘って高精度な平行光を照射することができる。
なお、本実施形態では、第２の実施形態と同様に、図示しない光源発光装置の電流制御回路が、それぞれ各光量センサ２８により検出された信号に基づいて、各光量センサ２８により検出される光量が均一になるように、それぞれのキセノンランプ１１の発光を制御する。したがって、全ての太陽電池セル又は大面積の太陽電池に対してむらのない同一の光量を照射することができる。
また、第３の実施形態の別形態として、第１測定ユニット１０ａと第３測定ユニット１０ｃの２つの測定ユニット（又は第２測定ユニット１０ｂと第４測定ユニット１０ｄ）のみを図７（ａ）のように、配置した構成とすることもできる。
【００４７】
（第４の実施形態）
本実施形態では、簡単な構成により、より広範囲に亘って高精度な平行光を照射することができる平行光ソーラシミュレータについて説明する。
第４の実施形態に係る平行光ソーラシミュレータについて図８を参照して説明する。図８（ａ）は、平行光ソーラシミュレータのうち放物面鏡の配置を示す平面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）に示す放物面鏡の配置を矢印Ａ方向からみた正面図である。
本実施形態に係る平行光ソーラシミュレータ４０は、第１の実施形態の平行光ソーラシミュレータ１０を一つの測定ユニットとした場合、第１測定ユニット１０ａ〜第６測定ユニット１０ｆを組み合わせて構成している。
【００４８】
ここで、第１測定ユニット１０ａ〜第４測定ユニット１０ｄは、上述した第３の実施形態の平行光ソーラシミュレータ３０と、同一の構成及び同一の配置である。そして、第５測定ユニット１０ｅ及び第６測定ユニット１０ｆが、それぞれ第２測定ユニット１０ｂ及び第４測定ユニット１０ｄに並列に隣接するように配置されている。なお、図８（ａ）では、第１測定ユニット１０ａの放物面鏡１５（１５ａ）〜第６測定ユニット１０ｆの放物面鏡１５（１５ｆ）のみを取り上げて図示している。また、図８（ｂ）では、第２測定ユニット１０ｂ及び第５測定ユニット１０ｅが、第１測定ユニット１０ａと重なった背面（紙面垂直方向に見て前方側）に位置しているために図示されていない。また、第４測定ユニット１０ｄ及び第６測定ユニット１０ｆが、第３測定ユニット１０ｃと重なった背面（紙面垂直方向に見て前方側）に位置しているために図示されていない。ここで、追加した第５測定ユニット１０ｅと第６測定ユニット１０ｆの構成は、第１測定ユニット１０ａ〜第４測定ユニット１０ｄの構成と同じである。さらに、測定台３１は、全ての測定ユニットについて共通のものとし、一つとしてもよい。
【００４９】
このように、放物面鏡１５ａ〜１５ｆを配置することにより、放物面鏡１５ａ〜１５ｆによって反射された光の光軸が全て平行になる。
すなわち、例えば、図８（ａ）に示すように、放物面鏡を平面で見たときに１つの放物面鏡の大きさｔ×ｔが、８００ｍｍ×８００ｍｍである場合、平行光ソーラシミュレータ４０全体では、１６００ｍｍ×２４００ｍｍの照射面積に拡大することができる。したがって、例えば、１４００ｍｍ×２２００ｍｍのような大面積の太陽電池の出力特性を測定したり、一度に複数の太陽電池セルの出力特性を測定したりすることができる。
【００５０】
このように本実施形態によれば、広範囲に亘って高精度な平行光を照射することができる。なお、本実施形態では、第２の実施形態と同様に、図示しない光源発光装置の電流制御回路が、それぞれ各光量センサ２８により検出された信号に基づいて、各光量センサ２８により検出される光量が均一になるように、それぞれのキセノンランプ１１の発光を制御する。したがって、全ての太陽電池セル又は大面積の太陽電池に対してむらのない同一の光量を照射することができる。
【００５１】
また、上述した放物面鏡１５の配置は、上述した第２〜第４の実施形態で説明した配置に限られない。すなわち、一度に出力特性を測定したい太陽電池セルの個数や、大面積の太陽電池の大きさに合わせて、適宜測定ユニットを配置する位置や数を変更することができる。
【００５２】
（第５の実施形態）
次に、実際に太陽電池を屋外に固定して設置した場合について図９を参照して説明する。図９は、太陽電池に対して太陽光の光入射角の変化を説明するための概念図である。太陽光から照射される光は、高精度な平行光である。しかしながら、図９に示すように太陽電池を固定して設置した場合、朝方（日の出）の太陽５１は、太陽電池５０の受光面に対して、光入射角θ１で照射される。また、昼間の太陽５２は、太陽電池５０の受光面に対して、光入射角θ２で照射される。また、夕方（日の入り）の太陽５３は、太陽電池５０の受光面に対して、光入射角θ３で照射される。このように、太陽が昇ってから沈むまでに太陽光が太陽電池５０の受光面に照射される光入射角度は、経時的に変化する。この光入射角の変化は一日の変化に限られず、一年を通じて、季節によっても変化する。特に、集光型太陽電池では、光入射角に依存するために出力特性に大きく影響する。
【００５３】
そこで、本実施形態では、実際に太陽電池を屋外に設置した場合を想定した出力特性を測定することができる平行光ソーラシミュレータについて図１０を参照して説明する。図１０は、本実施形態に係る平行光ソーラシミュレータの構成を示す図である。
本実施形態の平行光ソーラシミュレータ６０は、上述した第１の実施形態〜第４の実施形態の何れかの平行光ソーラシミュレータに、測定台３１を傾動回転させる測定台傾動回転装置６１を追加して構成したものである。ここで、図１０に示す測定台３１の面が、ちょうど放物面鏡１５から反射された光と直交して照射されている場合において、測定台３１の面に直交する軸をＱ軸、測定台３１の面と平行な軸をＰ軸及びＰ軸と直交する軸をＲ軸とする。
【００５４】
このとき測定台傾動回転装置６１は、Ｑ軸を中心にして、測定台３１を任意の角度に旋回させることができる旋回軸６２を有している。また、測定台傾動回転装置６１は、Ｒ軸を中心にして、測定台３１を任意の角度に傾斜させることができる駆動軸６３を有している。すなわち、測定台傾動回転装置６１は、測定台３１を放物面鏡１５により反射された光軸に対して任意に傾動回転させることができる。したがって、測定台傾動回転装置６１は、例えば、図９で説明したような、一日の太陽光の光入射角又は季節に応じた太陽光の光入射角に一致させるように、旋回軸６２及び駆動軸６３を駆動して、測定台３１を傾動回転させることができる。
【００５５】
このように、測定台傾動回転装置６１が、測定台３１を経時的に太陽光の光入射角に応じた角度に傾動回転させることにより、平行光ソーラシミュレータ６０は、測定台３１に載置した太陽電池の一日の出力特性や、一年の出力特性等を測定することができる。したがって、例えば、太陽電池の一日の発電量や年間の発電量等を一定の条件で繰り返して測定することができる。なお、太陽光のスペクトルや光量は、一日に時々刻々と変化する。したがって、平行光ソーラシミュレータ６０では、太陽光の光入射角に応じて測定台３１の角度に傾動させると共に、フィルタを変更して太陽電池に照射させるスペクトルを変更させたり、光源の強度を増減させて太陽電池に照射させる光量を変更させたりして測定評価を行ってもよい。
【００５６】
なお、上述した第１の実施形態〜第５の実施形態の平行光ソーラシミュレータは、集光型太陽電池等の太陽電池の出力特性を測定する場合についてのみ説明したが、この場合に限られない。すなわち、光入射角に依存しない通常の太陽電池の出力特性を測定する場合でも用いることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 平行光ソーラシミュレータ
１０ａ 第１測定ユニット
１０ｂ 第２測定ユニット
１０ｃ 第３測定ユニット
１０ｄ 第４測定ユニット
１０ｅ 第５測定ユニット
１０ｆ 第６測定ユニット
１１ 光源
１１ａ 光源
１１ｂ 光源
１２ インテグレータレンズ
１３ 第１の反射鏡
１４ 第２の反射鏡
１５ 放物面鏡
１５ａ 放物面鏡
１５ｂ 放物面鏡
１５ｃ 放物面鏡
１５ｄ 放物面鏡
１５ｅ 放物面鏡
１５ｆ 放物面鏡
１７ 太陽電池
１８ 受光面
２０ 平行光ソーラシミュレータ
２１ 光源発光装置
２２ ランプ発光用電源回路
２３ トリガ電源回路
２４ トリガパルス発生回路
２５ トランス
２７ 電流制御回路
２７ａ 電流制御回路
２７ｂ 電流制御回路
２８ 光量センサ
２８ａ 光量センサ
２８ｂ 光量センサ
３０ 平行光ソーラシミュレータ
３１ 測定台
４０ 平行光ソーラシミュレータ
６０ 平行光ソーラシミュレータ
６１ 測定台傾動回転装置
７０ 遮光部材
７０ａ 遮光部材
７０ｂ 遮光部材
７３ 遮光部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物に平行光を照射してその出力特性を測定する平行光ソーラシミュレータであって、
前記被測定物の受光面に直交した軸と平行な軸を主軸とする放物面鏡と、
前記放物面鏡の焦点と等価な位置となるように前記焦点から離間して配置された光源とを有することを特徴とする平行光ソーラシミュレータ。
【請求項２】
被測定物に平行光を照射してその出力特性を測定する平行光ソーラシミュレータであって、
前記被測定物の受光面に直交した軸と平行な軸を主軸とする放物面鏡と、前記放物面鏡の焦点と等価な位置となるように前記焦点から離間して配置された光源とを有する測定ユニットを複数個備え、
前記複数の測定ユニットの放物面鏡は、前記放物面鏡によって反射された光の光軸がそれぞれ平行になるように配置されていることを特徴とする平行光ソーラシミュレータ。
【請求項３】
前記複数の測定ユニットの放物面鏡のうち少なくとも２つは、それぞれの前記放物面鏡の放物面を隙間なく並列させて配置されていることを特徴とする請求項２に記載の平行光ソーラシミュレータ。
【請求項４】
前記複数の測定ユニットの放物面鏡のうち少なくとも２つは、それぞれの前記放物面鏡の放物面を隙間なく相反させて配置されていることを特徴とする請求項２に記載の平行光ソーラシミュレータ。
【請求項５】
前記複数の測定ユニットの放物面鏡によって反射された光の光量をそれぞれ検出する複数の光量センサと、
前記複数の光量センサによって検出された光量に基づいて、前記光源の発光を制御する光源発光装置とを有することを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の平行光ソーラシミュレータ。
【請求項６】
前記光源から前記放物面鏡までの光路上に配置される第１の反射鏡及び第２の反射鏡と、
前記第１の反射鏡により反射された光を集光して前記第２の反射鏡に照射するインテグレータレンズとを有し、
前記インテグレータレンズ、前記第１の反射鏡及び前記第２の反射鏡は、前記光源が前記放物面鏡の焦点と等価な位置になるように配置されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の平行光ソーラシミュレータ。
【請求項７】
前記被測定物を載置する測定台と、
前記測定台を前記放物面鏡の放物面によって反射された光軸に対して任意に傾動及び回転させる測定台傾動回転装置とを有することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の平行光ソーラシミュレータ。
【請求項１】
被測定物に平行光を照射してその出力特性を測定する平行光ソーラシミュレータであって、
前記被測定物の受光面に直交した軸と平行な軸を主軸とする放物面鏡と、
前記放物面鏡の焦点と等価な位置となるように前記焦点から離間して配置された光源とを有することを特徴とする平行光ソーラシミュレータ。
【請求項２】
被測定物に平行光を照射してその出力特性を測定する平行光ソーラシミュレータであって、
前記被測定物の受光面に直交した軸と平行な軸を主軸とする放物面鏡と、前記放物面鏡の焦点と等価な位置となるように前記焦点から離間して配置された光源とを有する測定ユニットを複数個備え、
前記複数の測定ユニットの放物面鏡は、前記放物面鏡によって反射された光の光軸がそれぞれ平行になるように配置されていることを特徴とする平行光ソーラシミュレータ。
【請求項３】
前記複数の測定ユニットの放物面鏡のうち少なくとも２つは、それぞれの前記放物面鏡の放物面を隙間なく並列させて配置されていることを特徴とする請求項２に記載の平行光ソーラシミュレータ。
【請求項４】
前記複数の測定ユニットの放物面鏡のうち少なくとも２つは、それぞれの前記放物面鏡の放物面を隙間なく相反させて配置されていることを特徴とする請求項２に記載の平行光ソーラシミュレータ。
【請求項５】
前記複数の測定ユニットの放物面鏡によって反射された光の光量をそれぞれ検出する複数の光量センサと、
前記複数の光量センサによって検出された光量に基づいて、前記光源の発光を制御する光源発光装置とを有することを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の平行光ソーラシミュレータ。
【請求項６】
前記光源から前記放物面鏡までの光路上に配置される第１の反射鏡及び第２の反射鏡と、
前記第１の反射鏡により反射された光を集光して前記第２の反射鏡に照射するインテグレータレンズとを有し、
前記インテグレータレンズ、前記第１の反射鏡及び前記第２の反射鏡は、前記光源が前記放物面鏡の焦点と等価な位置になるように配置されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の平行光ソーラシミュレータ。
【請求項７】
前記被測定物を載置する測定台と、
前記測定台を前記放物面鏡の放物面によって反射された光軸に対して任意に傾動及び回転させる測定台傾動回転装置とを有することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の平行光ソーラシミュレータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−１８６８９０（Ｐ２０１０−１８６８９０Ａ）
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３０４４２（Ｐ２００９−３０４４２）
【出願日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【出願人】（０００００４３７４）日清紡ホールディングス株式会社 (370)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【出願人】（０００００４３７４）日清紡ホールディングス株式会社 (370)
【Ｆターム（参考）】
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