測定装置
【課題】太陽電池モジュールに複数形成されたセルの出力値を検出する。
【解決手段】本発明に係る擬似太陽光照射測定装置１００は、擬似太陽光を受光して発電する、太陽電池モジュール３０に複数形成されたセル３１に対して相対的に移動可能に設けられ、セル３１の出力値を検出する検出ヘッド２６を有する測定部２０を備える。
【解決手段】本発明に係る擬似太陽光照射測定装置１００は、擬似太陽光を受光して発電する、太陽電池モジュール３０に複数形成されたセル３１に対して相対的に移動可能に設けられ、セル３１の出力値を検出する検出ヘッド２６を有する測定部２０を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定装置に関するものであり、より詳細には、太陽電池などの被測定物の出力特性を測定するための測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、クリーンなエネルギー源としての重要性が認められ、その需要が高まりつつある。太陽電池の利用分野は、大型機器類のパワーエネルギー源から、精密な電子機器類の小型電源まで、多岐に渡っている。
【０００３】
太陽電池が様々な分野で広く利用されるには、太陽電池の特性、とりわけ、太陽電池の発電量などの出力特性が正確に測定されなければならない。出力特性が正確に測定されなければ、太陽電池の使用に際して様々な不都合が予測されるためである。そのため、太陽電池の検査、測定および実験に利用可能な、高精度の擬似太陽光を大面積に照射できる技術の開発が求められている。
【０００４】
擬似太陽光に求められる主要な要素は、その擬似太陽光のスペクトル分布が基準太陽光（日本工業規格により制定：ＪＩＳ Ｃ８９４１）に近いこと、および擬似太陽光の照度が基準太陽光と同程度であることとである。
【０００５】
そこで、このような擬似太陽光を照射するための装置として、擬似太陽光照射装置が開発されている。この擬似太陽光照射装置は、一般的に太陽電池の受光面に均一な照度の人工光（擬似太陽光）を照射して、太陽電池の発電量などの出力特性を測定するために使用される。
【０００６】
特許文献１には、隣接する個々の室に、ハロゲンランプとキセノンランプとを設置した擬似太陽光照射装置（ソーラーシュミレータ）が開示されている。具体的には、この擬似太陽光照射装置では、フレーム内の下部にハロゲンランプとキセノンランプとが仕切板を介して個々の室に配置されると共に、各室の上方に専用の光学フィルタがそれぞれ配置されている。この光学フィルタによって、各ランプから出射された光のスペクトルを調整し、フレームの上部に配置された太陽電池モジュールの受光面に向けて下方から擬似太陽光を照射している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−０４８７０４号公報（２００２年２月１５日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、太陽電池は、住宅の屋根への設置はもとより、発電プラントなどへも展開されつつある。そして、太陽電池の用途が広がるにつれて、太陽電池の大面積化（例えば、１６５０ｍｍ×１０００ｍｍ）が進んでいる。
【０００９】
そのため、大面積の太陽電池の出力特性を正確に測定するためには、擬似太陽光照射装置の照射面積をできるだけ大きくし、且つ、照射面積内における擬似太陽光のスペクトル分布を均一化する必要がある。
【００１０】
例えば、大面積の受光面を有する太陽電池モジュールを薄膜太陽電池で構成する場合、大型のガラス基板上に多数のセルが形成される。このような多数のセルを有する大面積の太陽電池モジュールに、特許文献１に開示された擬似太陽光照射装置を用いて擬似太陽光を照射した場合、個々のセルに対して照射される擬似太陽光のスペクトル分布を均一にすることができない。
【００１１】
すなわち、特許文献１に開示された擬似太陽光照射装置では、各セルに対する、ハロゲンランプの距離とキセノンランプの距離とが異なる。言い換えれば、各セルに対する、ハロゲンランプの発光点とキセノンランプの発光点との位置を、完全に一致させる（光学上重ねる）ことができない。また、各光源から光学フィルタに入射する角度が異なるので、光学フィルタの各入射位置において、スペクトルにずれが生じる。
【００１２】
そのため、特許文献１に開示された擬似太陽光照射装置を用いて、太陽電池モジュールの出力特性を測定した場合、測定誤差が生じていたとしても、その要因が、擬似太陽光のスペクトル分布の不均一性によるものであるか、或いは、個々のセルの出力特性（Ｉ−Ｖ特性：電流電圧特性）のばらつきによるものであるかを特定することが困難であるという課題がある。
【００１３】
一方、個々のセルに対して、スペクトル分布が均一な擬似太陽光を照射することができれば、上述した測定誤差の要因が個々のセルの出力特性のばらつきによるものであることを特定することができる。セルごとの出力特性にばらつきがある場合、太陽電池モジュール全体としての出力特性が均一にならない。そのため、セルごとの出力特性のばらつきを把握することは、太陽電池の出力特性を均一化する上で非常に重要である。
【００１４】
例えば、セルごとの出力特性を測定できれば、その測定結果を次の生産ロットにフィードバックすることで、太陽電池モジュールの出力特性の均一性を向上させることが可能となる。
【００１５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、太陽電池に複数形成されたセルの出力値を検出することが可能な測定装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る測定装置は、上記の課題を解決するために、光を出射する光源と、前記光源から出射された光のスペクトルを調整するスペクトル調整部材と、前記スペクトル調整部材によりスペクトルが調整された光を入射させて導光する導光板と、前記導光板に入射した光を、当該導光板の照射面から被測定物に向けて取り出す光取り出し部材と、前記光取り出し部材により取り出された光を受光して発電する、前記被測定物に複数形成された光起電力セルに対して相対的に移動可能に設けられ、当該光起電力セルの出力値を検出する検出ヘッドを有する測定部と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
上記の構成では、光源からの光は、スペクトル調整部材により所望のスペクトルに調整された後、導光板に入射する。そして、導光板に入射した光は、光取り出し部材により、導光板の照射面から被測定物に向けて出射される。そのため、被測定物に複数形成された光起電力セルに対して、スペクトル分布が均一な光を照射することが可能となる。
【００１８】
さらに、上記の構成では、測定部は、被測定物に複数形成された光起電力セルの出力値を検出する検出ヘッドを有し、この検出ヘッドは、光起電力セルに対して相対的に移動可能に設けられている。そのため、検出ヘッドの移動を制御することで、任意の光起電力セルの出力値を検出ヘッドで検出することが可能となる。
【００１９】
それゆえ、上記の構成によれば、被測定物に複数形成された光起電力セルの出力値を検出することが可能な測定装置を実現することができる。
【００２０】
また、本発明に係る測定装置では、前記光源として、第１の光を出射する第１の光源と、当該第１の光とは異なるスペクトル分布を有する第２の光を出射する第２の光源とを備え、前記スペクトル調整部材として、前記第１の光のスペクトルを調整する第１のスペクトル調整部材と、前記第２の光のスペクトルを調整する第２のスペクトル調整部材とを備え、前記第１のスペクトル調整部材によりスペクトルが調整された前記第１の光と、前記第２のスペクトル調整部材によりスペクトルが調整された前記第２の光とが入射され、入射した第１の光および第２の光から選択した光を混合して、前記導光板に向けて出射する波長選択部材をさらに備えることが好ましい。
【００２１】
上記の構成では、波長選択部材は、第１のスペクトル調整部材によりスペクトルが調整された第１の光と、第２のスペクトル調整部材によりスペクトルが調整された第２の光とから選択した光を混合した後、導光板に向けて出射する。そして、導光板に入射した光は、光取り出し部材により導光板の照射面から被測定物に向けて出射される。
【００２２】
したがって、上記の構成によれば、スペクトルが調整された第１の光とスペクトルが調整された第２の光とから所望の光を選択して混合することで、被測定物に照射する光を生成するため、所望のスペクトル分布を有する光を被測定物に照射することができる。
【００２３】
また、本発明に係る測定装置では、前記第１の光は、前記第２の光よりも長波長の光であり、前記波長選択部材は、前記第１のスペクトル調整部材によりスペクトルが調整された前記第１の光のうち、所定の境界波長より長波長側の光を透過して前記導光板に向けて出射し、前記第２のスペクトル調整部材によりスペクトルが調整された前記第２の光のうち、所定の境界波長より短波長側の光を反射して前記導光板に向けて出射するものであることが好ましい。
【００２４】
上記の構成によれば、第１のスペクトル調整部材によりスペクトルが調整された第１の光および第２のスペクトル調整部材によりペクトルが調整された第２の光から、所望の波長領域の光を選択して混合する波長選択部材を好適に実現することができる。
【００２５】
また、本発明に係る測定装置では、前記検出ヘッドは、前記被測定物に接触させる少なくとも１組の検出端子を有し、前記検出端子間の間隔は、１つの前記光起電力セルを挟むセル電極間の間隔に設定されていることが好ましい。
【００２６】
上記の構成によれば、検出ヘッドが有する検出端子間の間隔は、１つの光起電力セルを挟むセル電極間の間隔に設定されているので、単一の光起電力セルの出力値を検出ヘッドで検出することができる。
【００２７】
また、本発明に係る測定装置では、前記検出ヘッドは、前記被測定物に接触させる少なくとも１組の検出端子を有し、前記検出端子間の間隔は、複数の前記光起電力セルを挟むセル電極間の間隔に設定されていることが好ましい。
【００２８】
上記の構成によれば、検出ヘッドが有する検出端子間の間隔は、複数の光起電力セルを挟むセル電極間の間隔に設定されているので、複数の光起電力セルの出力値を検出ヘッドで纏めて検出することができる。
【００２９】
また、本発明に係る測定装置では、前記検出ヘッドは、複数組の前記検出端子を有することが好ましい。
【００３０】
上記の構成では、検出ヘッドは複数組の検出端子を有するので、同時に複数の光起電力セルの出力値を検出することが可能となる。
【００３１】
したがって、上記の構成によれば、複数の光起電力セルの出力値の検出に要する時間を短縮することができる。
【００３２】
また、本発明に係る測定装置では、前記測定部は、前記光起電力セルが形成された前記被測定物の面に対して垂直な方向に向けて、前記検出ヘッドを移動させる垂直移動機構をさらに有することが好ましい。
【００３３】
上記の構成によれば、測定部は、光起電力セルが形成された被測定物の面に対して垂直な方向に向けて、検出ヘッドを移動させる垂直移動機構をさらに有する。そのため、検出ヘッドを光起電力セルに接触させる、或いは、離間させるなどの動作を、垂直移動機構により制御することができる。
【発明の効果】
【００３４】
以上のように、本発明に係る測定装置は、光を出射する光源と、前記光源から出射された光のスペクトルを調整するスペクトル調整部材と、前記スペクトル調整部材によりスペクトルが調整された光を入射させて導光する導光板と、前記導光板に入射した光を、当該導光板の照射面から被測定物に向けて取り出す光取り出し部材と、前記光取り出し部材により取り出された光を受光して発電する、前記被測定物に複数形成された光起電力セルに対して相対的に移動可能に設けられ、当該光起電力セルの出力値を検出する検出ヘッドを有する測定部と、を備える。
【００３５】
それゆえ、本発明によれば、被測定物に複数形成された光起電力セルの出力値を検出することが可能な測定装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施形態１に係る擬似太陽光照射測定装置の要部構成を示す側面図である。
【図２】図１に示される光導入部の一部を示す上面図である。
【図３】図１に示される擬似太陽光照射測定装置を示す斜視図である。
【図４】図３に示される擬似太陽光照射測定装置を示す上面図である。
【図５】図３に示される検出ヘッドを示す斜視図である。
【図６】図５に示される検出ヘッドによって太陽電池モジュールに形成されたセルの出力値を検出する状態を示す模式図である。
【図７】図７は、図５に示される検出ヘッドの変形例を示す斜視図であり、図７（ａ）は図５に示される検出ヘッドを２つ並べた構成の検出ヘッドを示し、図７（ｂ）は２組の検出端子が設けられた検出ヘッドを示している。
【図８】図７に示される検出ヘッドによって太陽電池モジュールに形成されたセルの出力値を検出する状態を示す模式図である。
【図９】実施形態２に係る擬似太陽光照射測定装置の要部構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
〔実施形態１〕
本発明に係る測定装置に関する一実施形態について、図１から図８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施形態では、本発明に係る測定装置を用いて、被測定物である太陽電池パネルまたは太陽電池モジュール（以下、単に太陽電池モジュールと称する）の出力特性を測定する場合について説明する。
【００３８】
＜擬似太陽光照射測定装置の構成＞
まず、本実施形態に係る擬似太陽光照射測定装置（測定装置）１００の構成について、図１を参照して説明する。本実施形態に係る擬似太陽光照射測定装置１００は、太陽電池モジュール３０に対してスペクトル分布が均一な擬似太陽光を照射して、太陽電池モジュール３０の出力特性を測定するものである。なお、擬似太陽光とは、人工光の一種であり、自然光（太陽光）のスペクトルに限りなく近似したスペクトルを有する光である。
【００３９】
図１は、本実施形態に係る擬似太陽光照射測定装置１００の要部構成を示す側面図である。なお、図１では、太陽電池モジュール３０を保持するための保持部材などを省略して図示している。
【００４０】
図１に示されるように、擬似太陽光照射測定装置１００は、光導入部４０ａ・４０ｂと、導光板８と、光取り出し部（光取り出し部材）９と、反射シート１０と、冷却部１８と、測定部２０とを備えている。なお、光導入部４０ａ・４０ｂと、導光板８と、光取り出し部９と、反射シート１０と、冷却部１８とは、太陽電池モジュール３０に対してスペクトル分布が均一な擬似太陽光を照射するための光学系を構成する。
【００４１】
以下、擬似太陽光照射測定装置１００を構成する各部材について説明する。なお、以下の説明では、導光板８の照射面側を上方、照射面と対向する導光板８の下面側を下方と称する。また、図１における上下方向をｚ軸方向とし、左右方向をｘ軸方向とし、奥行き方向（前後）をｙ軸方向とする。
【００４２】
（光導入部）
光導入部４０ａ・４０ｂは、ハロゲン光源１およびキセノン光源１１からそれぞれ出射された光を波長選択部材５で混合することにより擬似太陽光を生成し、生成した擬似太陽光を導光板８の端面（入射面）に照射するものである。
【００４３】
擬似太陽光照射測定装置１００では、導光板８の両端面に光導入部４０ａ・４０ｂが設けられている。そのため、より多くの光量（照度）の擬似太陽光を導光板８に入射させ、照射面から出射することができる。
【００４４】
ただし、光導入部４０ａ・４０ｂは導光板８の両端面に設ける必要はなく、導光板８の一方の端面にのみ設けられていてもよい。すなわち、擬似太陽光照射測定装置１００は、例えば、光導入部４０ｂを備えていなくてもよい。この場合、後述する光取り出し部９の形状などを変更することで、擬似太陽光の照度ムラを調整することができる。
【００４５】
なお、光導入部４０ａ・４０ｂの構成は同一である。そのため、ここでは光導入部４０ａの構成についてのみ説明する。
【００４６】
光導入部４０ａは、ハロゲン光源１（第１の光源）と、集光部材２と、反射部材７と、ランプカバー１９と、テーパカプラ３と、光学フィルタ４と、波長選択部材５と、光結合部材６と、キセノン光源１１（第２の光源）と、集光部材１２と、反射部材１７とテーパカプラ１３と、光学フィルタ１４とを備える。
【００４７】
ハロゲン光源１およびキセノン光源１１は、擬似太陽光を生成するために必要な分光分布（スペクトル分布）を有する光を照射する。ハロゲン光源１およびキセノン光源１１から照射される光は、互いに異なるスペクトル分布を有している。ハロゲン光源１から出射されるハロゲン光（第１の光）は、擬似太陽光に必要な長波長成分の光として利用される。一方、キセノン光源１１から出射されるキセノン光（第２の光）は、擬似太陽光に必要な短波長成分の光として利用される。
【００４８】
集光部材２は、ハロゲン光源１から出射された光を集めて、テーパカプラ３に向けて反射させるものである。この集光部材２は、ハロゲン光源１のテーパカプラ３への出射方向以外を包囲するように設けられている。これにより、集光部材２によって、ハロゲン光源１から出射された光のうち、テーパカプラ３に向かわない光を、テーパカプラ３に向けて反射させることができる。
【００４９】
その結果、ハロゲン光源１から直接出射された光、および集光部材２によって反射された光を、テーパカプラ３の入射面に入射させることが可能となるので、ハロゲン光源１から出射された光の利用効率を向上せることができる。ハロゲン光源１側の集光部材２は、アルミからなり、その楕円状の反射面には金の蒸着膜が形成されている。集光部材２には、例えば、楕円ミラー、放物面ミラーなどを用いることができる。
【００５０】
反射部材７は、ハロゲン光源１から出射された光のうち、テーパカプラ３の入射面に入射されなかった光を、集光部材２に向けて反射させるものである。反射部材７は、テーパカプラ３の入射面を包囲して設けられており、テーパカプラ３の入射面に対応する開口部（図示省略）を有している。ハロゲン光源１から直接出射された光、および集光部材２によって反射された光は、この開口部を介して、テーパカプラ３の入射面に入射する。この反射部材７によって、テーパカプラ３の入射面に入射されなかった光を、再度、集光部材２に導くことが可能となるので、ハロゲン光源１から出射された光の利用効率をさらに向上せることができる。
【００５１】
ランプカバー１９は、ハロゲン光源１からの光をテーパカプラ３に入射させるための開口部を有するカバーである。ランプカバー１９は、ハロゲン光源１、集光部材２および反射部材７を包囲するように設けられる。
【００５２】
テーパカプラ３は、光導入部４０ａに設けられた光学素子である。テーパカプラ３は、ハロゲン光源１と光学フィルタ４との間に設けられている。具体的には、テーパカプラ３の一方の端部は、ハロゲン光源１と近接して配置され、他方の端部は、光学フィルタ４に近接して配置されている。テーパカプラ３は、Ｚ軸方向に対向する１組の面がテーパ形状に形成されており、入射した光を内部で全反射させることで、ハロゲン光源１から出射した光に所定の指向性を付与する。
【００５３】
光学フィルタ４は、透過させたハロゲン光源１からの光のスペクトル分布を基準太陽光のスペクトル分布に近くするようスペクトルを調整するフィルタである。光学フィルタ４は、テーパカプラ３の出射面に対向して配置され、テーパカプラ３の出射面から出射された光を透過させる。光学フィルタ４は、ガラス基板上に光学多層膜を形成したものである。光学フィルタ４は、波長に応じて変化する透過率を有し、透過するハロゲン光のスペクトル分布を少なくとも部分的に基準太陽光のスペクトル分布に近づける。光学フィルタ４は、通常エアマスフィルタ（スペクトル調整フィルタ）と称される。
【００５４】
集光部材１２は、集光部材２と同様の機能を有する。集光部材１２は、キセノン光源１１から出射された光がテーパカプラ１３の入射面に入射されるように、キセノン光源１１からの光を集光する。
【００５５】
反射部材１７は、反射部材７と同様の機能および構成を有する。なお、本実施形態のように、キセノン光源１１側にはランプカバー１９は設けられていなくてもよい。
【００５６】
テーパカプラ１３は、テーパカプラ３と同様の機能および構成を有する。テーパカプラ１３は、キセノン光源１１から入射された光の放射指向性を高め、ｚ軸方向の指向性が高い光を光学フィルタ１４に対して出射する。
【００５７】
光学フィルタ１４は、透過させたキセノン光源１１からの光のスペクトル分布を基準太陽光のスペクトル分布に近くするようスペクトルを調整するフィルタである。光学フィルタ１４は、テーパカプラ１３の出射面に対向して配置され、テーパカプラ１３の出射面から出射された光を透過させる。光学フィルタ１４は、ガラス基板上に光学多層膜を形成したものである。光学フィルタ１４は、波長に応じて変化する透過率を有し、透過するキセノン光のスペクトル分布を少なくとも部分的に基準太陽光のスペクトル分布に近づける。
【００５８】
このようにして、ハロゲン光源１からの光とキセノン光源１１からの光とが、それぞれ波長選択部材５に入射する。なお、波長選択部材５に入射するときの、ハロゲン光源１からの光の光軸とキセノン光源１１からの光の光軸とは垂直である。
【００５９】
波長選択部材５は、所定の境界波長より短波長側の光を反射し、境界波長より長波長側の光を透過させる部材である。板状の波長選択部材５は、光学フィルタ４を通過した光の光軸に対して入射面が４５度傾けられて配置されている。また、波長選択部材５は、光学フィルタ１４を通過した光の光軸に対しても入射面が４５度傾けられて配置されている。
【００６０】
波長選択部材５は、波長選択の機能を有する。すなわち、波長選択部材５は、ハロゲン光源１およびキセノン光源１１から出射された光から擬似太陽光に必要な光を選択（抽出）すると共に、選択された光を混合して擬似太陽光を生成する。
【００６１】
具体的には、波長選択部材５は、所定波長（例えば、６５０ｎｍ）未満の光を反射する一方、所定波長以上の光を透過する。言い換えれば、波長選択部材５は、擬似太陽光に必要な長波長側の光を透過する一方、短波長側の光を反射する機能を有する。そして、長波長側の光と短波長側の光とを混合して擬似太陽光を生成する。
【００６２】
より詳細には、ハロゲン光源１から出射される光は、擬似太陽光に必要な長波長側の成分を多く含む。一方、キセノン光源１１から出射される光は、擬似太陽光に必要な短波長側の成分を多く含む。波長選択部材５は、６００ｎｍ以上、８００ｎｍ以下の範囲に境界波長を有し、この境界波長未満の光を反射する一方、境界波長以上の光を透過する。
【００６３】
つまり、ハロゲン光源１から出射される光のうち、境界波長以上の光（長波長側の成分の光）のみが、波長選択部材５を透過して光結合部材６に入射する。一方、キセノン光源１１から出射される光のうち、境界波長未満の光（短波長側の成分の光）のみが、波長選択部材５により反射され、光結合部材６に入射する。
【００６４】
例えば、７００ｎｍ以上の波長の光をハロゲン光源１の光で使用し、キセノン光源１１の光を波長７００ｎｍ未満で使用するとする。この場合、波長選択部材５の反射と透過との境界波長は波長７００ｎｍである。つまり、波長選択部材５は、波長７００ｎｍより短波長の光を反射させ、７００ｎｍ以上の長波長の光を透過する特性を持っている。これにより、擬似太陽光に必要な波長の光のみが、波長選択部材５により選択される。
【００６５】
そして、選択された光が混合され、擬似太陽光として光結合部材６に出射される。なお、波長選択部材５が反射または透過させる光の境界波長は、任意に設定すればよい。ただし、キセノン光源１１のスペクトルの輝線成分を低減するために、６００ｎｍ以上、７００ｎｍ以下の範囲で選択することが好ましい。さらに、波長選択部材５としては、波長依存性のある鏡またはフィルタを用いることができる。例えば、波長選択部材５として、コールドミラー、ホットミラーなどを用いることができる。
【００６６】
このように、波長選択部材５は、ハロゲン光源１から出射される光に含まれる擬似太陽光の生成に必要な長波長成分の光と、キセノン光源１１から出射される光に含まれる擬似太陽光の生成に必要な短波長成分の光とを抽出して、擬似太陽光を生成する。この際、スペクトルが制御されていないハロゲン光の短波長成分の光が除かれ、同様に、スペクトルが制御されていないキセノン光の長波長成分の光が除かれることになる。したがって、擬似太陽光のスペクトル分布を基準太陽光のスペクトル分布に、より近似させることが可能となる。
【００６７】
光結合部材６は、入射面から内部に入射された光を壁面で全反射させて対向する出射面まで導光し、出射する光学素子である。光結合部材６の入射面は、波長選択部材５に近接して配置されている。光結合部材６は、ｙ軸方向において対向する１対の面がテーパ形状（台形形状）になっている。すなわち、光結合部材６の入射面から出射面に向かって、光結合部材６の断面積（ｚ軸方向の幅）は徐々に減少する。これにより、波長選択部材５から光結合部材６に入射されたｚ軸方向に広がった光は、入射面よりｚ軸方向の幅が狭い出射面から出射される。光結合部材６の出射面から出射された光は、導光板８の端面に入射する。
【００６８】
導光板８の端面が光結合部材６の出射面に対向するように、導光板８は、光結合部材６に近接して配置される。光結合部材６によって入射する光のｚ軸方向の幅を狭くすることができるので、導光板８のｚ軸方向の厚さを薄くすることができる。導光板８は、透過率を高くするために好ましくは石英ガラスなどで構成される。石英ガラスはコストも高いが、光結合部材６を用いると、光の利用効率を高めながら導光板８の厚さを薄くすることができるので、コストを下げることができる。
【００６９】
（冷却部）
冷却部１８は、テーパカプラ３・１３を冷却するためのものである。テーパカプラ３・１３は、ハロゲン光源１からの光が通過するため、温度が上昇する。擬似太陽光照射測定装置１００では、大面積の太陽電池モジュール３０に太陽光レベルの光を供給する必要があるため、ハロゲン光源１に求められる出力は大きくなる。それに伴い、テーパカプラ３・１３の温度上昇も大きなものとなる。テーパカプラ３・１３は、形状精度および信頼性を高めるために、樹脂材料などより石英ガラスなどの硝材で構成されることが好ましい。一方で、石英ガラスなどの硝材は、高温になると割れやすいため冷却する必要がある。
【００７０】
冷却部１８は、ｙ軸方向に延びる細長いパイプを備え、このパイプには、テーパカプラ３・１３の上部に対応する箇所に吹き出し孔１８ａが設けられている。パイプの端部には、パイプに冷却風を送り込むファンなどの送風機（図示せず）が接続されている。冷却風は、吹き出し孔１８ａからテーパカプラ３・１３に対して吹き出される。冷却部１８によって、冷却風によりテーパカプラ３・１３を冷却することで、テーパカプラ３・１３が高温になることおよび割れが発生することを防止する。
【００７１】
なお、冷却部１８は、ファンによって冷却風を送風するものに限らず、例えば、圧縮空気を冷却が必要な光学部材に供給する（吹き付ける）ものであってもよい。この場合、擬似太陽光照射測定装置１００の外部で生成された圧縮空気を、配管を介して冷却部に供給する構成とすることもできる。
【００７２】
（導光板）
導光板８は、互いに対向して配置された２つの光導入部４０ａ・４０ｂの間に設けられている。導光板８の両端面には、光導入部４０ａ・４０ｂから擬似太陽光が照射される。導光板８の上面は照射面であり、入射した擬似太陽光を、この照射面から太陽電池モジュール３０に向けて出射する。導光板８は、透過率を高くするために好ましくは石英ガラスなどで構成される。
【００７３】
（光取り出し部）
光取り出し部９は、導光板８の下面（裏面）に形成されている。光取り出し部９は、光導入部４０ａ・４０ｂから出射された擬似太陽光を、導光板８の照射面に取り出す。具体的には、光導入部４０ａ・４０ｂから導光板８に入射した光（擬似太陽光）は、導光板８内部を伝搬する。このとき、光取り出し部９に当たった光は、導光板８の照射面から出射される。これにより、より広い面積の照射面から、均一な照度の擬似太陽光を照射することが可能となる。
【００７４】
なお、光取り出し部９は、例えば、散乱体から形成することができ、導光板８内部の擬似太陽光を散乱させて、照射面へ導くことができる。また、散乱体のパターンを変更すれば、擬似太陽光の照度ムラを調整することもできる。例えば、ドット形状のパターンを、印刷または成形などによって光取り出し部９に形成することができる。
【００７５】
（反射シート）
反射シート１０は、導光板８または光取り出し部９から下方に漏れ出た光を、導光板８の照射面側に反射する部材である。
【００７６】
（測定部）
測定部２０は、擬似太陽光が照射された太陽電池モジュール３０の出力特性を測定するものである。具体的には、測定部２０は、太陽電池モジュール３０に複数形成されたセル（光起電力セル）３１（図４を参照）の出力値を、太陽電池モジュール３０の受光面と反対側の面（以下、背面と称する）側から検出する。
【００７７】
測定部２０は、セル３１の出力値を検出するために、セル３１に対して相対的に移動可能に設けられた検出ヘッド２６を有している。すなわち、検出ヘッド２６は、背面側からセル３１の出力値を検出するために、当該背面側を移動可能に設けられている。検出ヘッド２６は、検出したセルの出力値を示す検出信号を、配線２８を介して制御部２７に出力する。
【００７８】
制御部２７は、測定部２０の全体の動作を制御するものである。具体的には、制御部２７は、検出ヘッド２６から出力された検出信号に基づいて、セル３１ごとの出力特性（例えば、Ｉ−Ｖ特性：電流電圧特性）を測定する。また、制御部２７は、太陽電池モジュール３０の背面側における検出ヘッド２６の移動を制御する。なお、測定部２０の詳細については後述する。
【００７９】
＜擬似太陽光照射の原理＞
次に、擬似太陽光照射測定装置１００における擬似太陽光照射の原理について、図２を参照して説明する。
【００８０】
図２は、図１に示される光導入部４０ａの一部を示す上面図である。ハロゲン光源１およびキセノン光源１１は無指向性の光源であるため、各光源から出射される光は、拡がりを持った拡散光となる。そのため、各光源から出射される光が、所定の角度で波長選択部材５に入射するように、各光源の出射される光の指向性を制御することが好ましい。
【００８１】
ここで、テーパカプラ３・１３は、ｚ軸方向に対向する１対の面がテーパ形状（台形形状）になっている。すなわち、テーパカプラ３・１３の入射面から出射面に向かって、テーパカプラ３・１３の断面積（ｙ軸方向の幅）は徐々に増加する。このような構造によって、ハロゲン光源１およびキセノン光源１１から出射された光は、テーパカプラ３・１３の側面で複数回反射するうちに、指向性（放射角）が改善される。これにより、指向性が揃った（放射角が制御された）光が、テーパカプラ３・１３の出射面から出射される。なお、テーパカプラ３・１３から出射される光の放射角は、テーパカプラ３・１３の側面の傾斜角と、テーパカプラ３・１３における光の進行方向の長さとによって制御される。
【００８２】
したがって、ハロゲン光源１およびキセノン光源１１から出射された光は、集光部材２・１２によって放射指向性が揃えられると共に、さらに、テーパカプラ３・１３によっても放射指向性が揃えられる。指向性が揃えられた光は、スペクトルを調整する光学フィルタ４・１４を透過した後、波長選択部材５に入射する。
【００８３】
テーパカプラ３・１３によって、光の指向性を揃える利点は、光学フィルタ４・１４の構造と関係する。具体的には、光学フィルタ４・１４は、複数の薄膜が積層された構造になっている。そのため、光学フィルタ４・１４への入射角が光学フィルタ４・１４への垂直入射に対してずれが大きいほど、透過率特性も変化してしまう。つまり、光学フィルタ４・１４に指向性の低い光が入射すると、基準太陽光のスペクトル分布と乖離したスペクトル分布を有する擬似太陽光が生成されてしまう。
【００８４】
しかし、テーパカプラ３・１３によれば、光の指向性を揃えれば、基準太陽光のスペクトル分布に近いスペクトル分布を有する擬似太陽光を生成することが可能となる。具体的には、テーパカプラ３・１３から出射された光は、光学フィルタ４・１４の垂直軸に対して、入射角範囲が±３０°以下になる。この光学フィルタ４・１４は入射角０°、つまり光学フィルタ４・１４に対して垂直で入射する場合に所定の透過特性が得られるように設計されているため、入射光の光学フィルタ４・１４への垂直方向の位相ずれ（１−ｃｏｓ３０°で近似）は最大で１４％であり、入射角が０°から３０°まで広がった場合でも、位相ずれは０％から１４％までの平均的な値となる。したがって、入射角が０°で入射した場合に対する、光学フィルタ４・１４の透過率の変化が小さくなる。
【００８５】
このように、光学フィルタ４・１４に対して、指向性の高い光が入射するので、スペクトルの制御性が高まり、より基準太陽光に近いスペクトル分布を有する擬似太陽光を生成することができる。その結果、光学フィルタ４・１４を通過することで得られる光は、実際の太陽光により近くなり、結果として擬似太陽光を、基準太陽光からのずれ（スペクトル合致度）が±５％以内の日本工業規格（ＪＩＳ）ＭＳ級の光にすることができる。
【００８６】
また、擬似太陽光照射測定装置１００は、テーパカプラ３・１３を備えるため、ハロゲン光源１からの光およびキセノン光源１１からの光が所定の角度で光学フィルタ４・１４および波長選択部材５に入射するように、光の指向性が制御される。そのため、ハロゲン光源１からの光およびキセノン光源１１からの光の光量が、波長選択部材５に到達するまでに損失することが抑制される。
【００８７】
なお、テーパカプラ３・１３の一方のみでも、ハロゲン光またはキセノン光の指向性を制御し、所定の角度で波長選択部材５に入射できる。また、擬似太陽光照射測定装置１００では、擬似太陽光を得るための光源として、ハロゲン光源１およびキセノン光源１１を用いた。しかし、ハロゲン光源１の代わりにハロゲンガスを含む高圧放電ランプを用いてもよいし、キセノン光源１１の代わりに他の光源を用いてもよい。また、光源の種類としては、棒状光源以外にも点光源などを用いてもよい。
【００８８】
＜光学系および測定部の詳細＞
次に、擬似太陽光照射測定装置１００が備える光学系および測定部２０の詳細について、図３〜図６を参照して説明する。
【００８９】
（光学系の詳細）
まず、擬似太陽光照射測定装置１００が備える、太陽電池モジュール３０に対して擬似太陽光を照射するための光学系の詳細について、図３を参照して説明する。
【００９０】
図３は、図１に示される擬似太陽光照射測定装置１００を示す斜視図である。なお、図３では、一部の部材を半透明にして図示し、また、保持部材などは省略している。
【００９１】
図３に示されるように、測定時には、導光板８と測定部２０との間に、太陽電池モジュール３０がセットされる。太陽電池モジュール３０は、受光面が導光板８側に、背面が検出ヘッド２６側になるようにセットされる。測定には太陽電池モジュール３０は封止樹脂による封止前のものが用いられ、背面側にはセル電極が露出している。太陽電池モジュール３０の受光面の射面積は、例えば、最大で１４００ｍｍ×１０００ｍｍ程度である。
【００９２】
この太陽電池モジュール３０の受光面と対向する位置に配設された導光板８の両側には、光導入部４０ａ・４０ｂがそれぞれ設置されている。１つの光導入部４０ａ・４０ｂは、ｙ軸方向に沿って１６個のハロゲン光源１が並んでおり、複数の集光部材２は、各ハロゲン光源１に対応してそれぞれ設置されている。
【００９３】
また、複数のテーパカプラ３は、各ハロゲン光源１に対応して、入射面がハロゲン光源１に対向するようにそれぞれ設置されている。
【００９４】
ハロゲン光源１は、その特性上、太陽電池モジュール３０の一辺のように長いものは製造が難しいため、フィラメント長が４０ｍｍ程度のハロゲン光源１を複数並べて使用される。
【００９５】
波長選択部材５の下方には、キセノン光源１１が配置されている。キセノン光源１１は、円筒形状の発光管の中にキセノンが封入されている。
【００９６】
集光部材１２は、キセノン光源１１を囲むように設置されている。キセノン光源１１の上方には複数の開口を有する反射部材１７が設置されている。また、８個のテーパカプラ１３が、反射部材１７の複数の開口部に対応して設置されている。
【００９７】
ハロゲン光源１からの光およびキセノン光源１１からの光は、それぞれテーパカプラ３・１３から出射された後、それぞれに対応する光学フィルタ４・１４を透過してスペクトルが調整される。その後、ハロゲン光源１からの光およびキセノン光源１１からの光は、波長選択部材５による透過または反射によって選択された波長範囲の光が混合され、擬似太陽光として光結合部材６の入射面に入射する。
【００９８】
光結合部材６に入射した擬似太陽光は、入射面に対してｚ軸方向の幅が狭められた出射面から出射され、導光板８に入射する。導光板８に入射した擬似太陽光は、光取り出し部９または反射シート１０によって導光板８の上方に出射され、太陽電池モジュール３０に対して均一なスルペクトル分布で照射される。
【００９９】
（測定部の詳細）
次に、上述のようにして、均一なスルペクトルの擬似太陽光が照射された太陽電池モジュール３０の出力特性を測定する測定部２０の詳細について、図３〜図６を参照して説明する。擬似太陽光照射測定装置１００が備える測定部２０は、太陽電池モジュール３０に複数形成されたセル３１の出力値を検出する。
【０１００】
図４は、図３に示される測定部２０の上面図である。なお、図４では、図３に示されるｚ軸方向移動機構（垂直移動機構）２５を、説明の便宜上、省略して図示している。
【０１０１】
図３および図４に示されるように、測定部２０は、ｙ軸方向移動機構２１と、ｙ軸方向ガイドシャフト２２と、ｘ軸方向移動機構２３と、ｘ軸方向ガイドシャフト２４と、ｚ軸方向移動機構２５と、検出ヘッド２６とを備えている。
【０１０２】
検出ヘッド２６は、太陽電池モジュール３０に複数形成されたセル３１に接触して、セル３１の出力値を検出するものである。検出ヘッド２６は、セル３１に対して相対的に移動可能に設けられている。具体的には、検出ヘッド２６は、後述する検出ヘッド移動機構に取り付けられている。したがって、検出ヘッド移動機構を制御することで、太陽電池モジュール３０に複数形成されたセル３１のうち、任意のセル３１の位置に検出ヘッド２６を移動させることができる。
【０１０３】
測定部２０において、ｙ軸方向移動機構２１と、ｙ軸方向ガイドシャフト２２と、ｘ軸方向移動機構２３と、ｘ軸方向ガイドシャフト２４と、ｚ軸方向移動機構２５とは、検出ヘッド２６を任意のセル３１の位置に移動させるための検出ヘッド移動機構を構成している。
【０１０４】
ｙ軸方向移動機構２１およびｙ軸方向ガイドシャフト２２は、検出ヘッド２６をｙ軸方向に沿って移動させるためのものである。２つのｙ軸方向ガイドシャフト２２は、太陽電池モジュール３０の各長辺に沿って互いに平行に配設されている。各ｙ軸方向ガイドシャフト２２のシャフト部には、ｘ軸方向移動機構２３が取り付けられている。また、各ｙ軸方向ガイドシャフト２２の両端には、ｙ軸方向移動機構２１が連結されており、ｙ軸方向移動機構２１は、擬似太陽光照射測定装置１００の上面にそれぞれ固定されている。これにより、ｙ軸方向移動機構２１は、２つのｙ軸方向ガイドシャフト２２を連動的に駆動することで、各ｙ軸方向ガイドシャフト２２に取り付けられたｘ軸方向移動機構２３を、ｙ軸方向に沿って平行移動させることができる。
【０１０５】
ｘ軸方向移動機構２３およびｘ軸方向ガイドシャフト２４は、検出ヘッド２６をｘ軸方向に沿って移動させるためのものである。ｘ軸方向ガイドシャフト２４は、太陽電池モジュール３０の短辺と平行に配設されている。各ｘ軸方向ガイドシャフト２４のシャフト部には、ｚ軸方向移動機構２５が取り付けられている。また、ｘ軸方向ガイドシャフト２４の両端には、ｘ軸方向移動機構２３が連結されており、ｘ軸方向移動機構２３は、ｙ軸方向ガイドシャフト２２のシャフト部にそれぞれ取り付けられている。これにより、ｘ軸方向移動機構２３は、ｘ軸方向ガイドシャフト２４を駆動させることで、ｘ軸方向ガイドシャフト２４に取り付けられたｚ軸方向移動機構２５を、ｘ軸方向に沿って移動させることができる。
【０１０６】
ｚ軸方向移動機構２５は、検出ヘッド２６をｚ軸方向に沿って移動させるためのものである。すなわち、ｚ軸方向移動機構２５は、太陽電池モジュール３０の背面に対して垂直な方向に向けて、検出ヘッド２６を昇降移動させる。ｚ軸方向移動機構２５は、その下面にｚ軸方向に沿って昇降可能なｚ軸方向昇降シャフト（図示省略）を有しており、このｚ軸方向昇降シャフトに先端部（下端部）に検出ヘッド２６が吊持されている。これにより、ｚ軸方向移動機構２５は、ｘ軸方向昇降シャフトを駆動させることで、ｚ軸方向昇降シャフトの先端部に設けられた検出ヘッド２６を、ｚ軸方向に沿って昇降移動させることができる。
【０１０７】
このような構成の検出ヘッド移動機構によれば、ｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向のいずれの方向に対しても、検出ヘッド２６を移動させることが可能である。そのため、検出ヘッド移動機構を制御することで、太陽電池モジュール３０に複数形成されたセル３１のうち、任意のセル３１の位置に検出ヘッド２６を移動させて、当該セル３１の出力値を検出することができる。
【０１０８】
図５は、図４に示される検出ヘッド２６を示す斜視図である。図５に示されるように、検出ヘッド２６には、太陽電池モジュール３０に形成されたセル電極３５ａ・３５ｂ（図６を参照）に接触させるための、＋側および−側の端子である１組の検出端子２６ａ・２６ｂが設けられている。
【０１０９】
この検出端子２６ａと検出端子２６ｂとの間隔は、太陽電池モジュール３０のセル電極３５ａ・３５ｂの間隔に応じて適宜設定される。例えば、この検出端子２６ａと検出端子２６ｂとの間隔を、１つのセル３１を挟むセル電極３５ａ・３５ｂの間隔に設定することで、単一のセル３１の出力値を検出ヘッド２６で検出することができる。また、検出端子２６ａと検出端子２６ｂとの間隔を、複数のセル３１を挟むセル電極３５ａ・３５ｂの間隔に設定することで、複数の光起電力セルの出力値を検出ヘッド２６で纏めて検出することができる。
【０１１０】
なお、検出端子２６ａ・２６ｂは、内部にばねを有するコンタクトプローブなどで構成されることが好ましい。これにより、セル電極３５ａ・３５ｂとの接触時における急激な加圧を緩和することができるので、太陽電池モジュール３０を加圧による損傷から保護することができる。
【０１１１】
図６は、図５に示される検出ヘッド２６によって太陽電池モジュール３０に形成されたセル３１の出力値を検出する状態を示す模式図である。なお、図６では、検出端子２６ａと検出端子２６ｂとの間隔が１つのセル３１を挟むセル電極３５ａ・３５ｂの間隔に設定された検出ヘッド２６を用いて、単一のセル３１の出力値を検出する状態を図示している。
【０１１２】
図６に示されるように、一般的な太陽電池モジュール３０は、ガラス基板３２の上に、透明電極層３３と、α−Ｓｉの半導体層３４と、背面電極層３５とが形成されている。セル３１における背面電極層３５は、図中右側に隣接するセル３１の透明電極層３３に内部で接続されている。この構造が連続することで、複数の小さなセル３１が直列に接続されている。なお、複数の小さなセルを直列に接続することで、太陽電池モジュール３０における電極内部の電圧降下を防ぐことができる。
【０１１３】
測定に用いられる太陽電池モジュール３０は、上述したとおり封止前のものである。そのため、図中破線で示される封止樹脂層３６は形成されておらず、セル電極３５ａ・３５ｂが露出している。
【０１１４】
測定部２０によって任意のセル３１の出力値を検出する場合、制御部２７は、検出対象となるセル３１のセル電極３５ａ・３５ｂに、検出端子２６ａ・２６ｂが接触するように、検出ヘッド移動機構の各部を制御する。
【０１１５】
具体的には、制御部２７は、ｙ軸方向移動機構２１とｘ軸方向移動機構２３とを制御して、検出対象となるセル３１の上方で、検出ヘッド２６を停止させる。このとき、セル３１のセル電極３５ａ・３５ｂの上方に、検出端子２６ａ・２６ｂが位置するように、それぞれ位置決めされている。
【０１１６】
次に、制御部２７は、ｚ軸方向移動機構２５を制御して、検出ヘッド２６を下降させ、検出対象となるセル３１のセル電極３５ａ・３５ｂに、検出端子２６ａ・２６ｂが接触させる。これにより、検出ヘッド２６によって、セル３１の出力値を検出することができる。
【０１１７】
なお、検出ヘッド２６によって検出されたセル３１の出力値（検出信号）は、配線２８を介して制御部２７に出力され管理される。これにより、セル３１ごとの出力特性のばらつきなどを把握することが可能となるので、例えば、その測定結果を次の生産ロットにフィードバックすることで、太陽電池モジュール３０の出力特性の均一性を向上させることが可能となる。
【０１１８】
＜実施形態１の総括＞
以上のように、本実施形態に係る擬似太陽光照射測定装置１０１は、ハロゲン光を出射するハロゲン光源１と、ハロゲン光とは異なるスペクトル分布を有するキセノン光を出射するキセノン光源１１と、ハロゲン光のスペクトルを調整する光学フィルタ４と、キセノン光のスペクトルを調整する光学フィルタ１４と、光学フィルタ４によりスペクトルが調整されたハロゲン光と、光学フィルタ１４によりスペクトルが調整されたキセノン光とが入射され、入射したハロゲン光およびキセノン光から選択した光を混合して擬似太陽光を生成する波長選択部材５と、波長選択部材５に生成された擬似太陽光を入射させて導光する導光板８と、導光板８に入射した擬似太陽光を、導光板８の照射面から太陽電池モジュール３０に向けて取り出す光取り出し部９と、光取り出し部９により取り出された擬似太陽光を受光して発電する、太陽電池モジュール３０に複数形成されたセル３１に対して相対的に移動可能に設けられ、セル３１の出力値を検出する検出ヘッド２６を有する測定部２０と備える。
【０１１９】
擬似太陽光照射測定装置１００では、光学フィルタ４によってスペクトルが調整されたハロゲン光と、光学フィルタ１４によってスペクトルが調整されたキセノン光とから選択された光を混合して擬似太陽光を生成し、生成した擬似太陽光を導光板８に向けて出射する。そして、導光板８に入射した光は、光取り出し部９により、導光板８の照射面から太陽電池モジュール３０に向けて出射される。
【０１２０】
そのため、擬似太陽光照射測定装置１０１によれば、基準太陽光に近いスペクトル分布を有する擬似太陽光を生成して、生成したスペクトルが均一な擬似太陽光を、太陽電池モジュール３０に複数形成されたセル３１に対して照射することが可能となる。
【０１２１】
さらに、擬似太陽光照射測定装置１００では、測定部２０は、太陽電池モジュール３０に複数形成されたセル３１の出力値を検出する検出ヘッド２６を有し、検出ヘッド２６は、セル３１に対して相対的に移動可能に設けられている。そのため、検出ヘッド２６の移動を制御することで、任意のセル３１の出力値を検出ヘッド２６で検出することが可能となる。
【０１２２】
それゆえ、本実施形態によれば、太陽電池モジュール３０に複数形成されたセル３１の出力値を検出することが可能な擬似太陽光照射測定装置１００を実現することができる。
【０１２３】
＜変形例＞
本実施形態に係る擬似太陽光照射測定装置１００が備える検出ヘッド２６の変形例について、図７および８を参照して説明する。
【０１２４】
図７は、図５に示される検出ヘッド２６の変形例を示す斜視図であり、図７（ａ）は図５に示される検出ヘッド２６を２つ並べた構成の検出ヘッド１２６ａを示し、図７（ｂ）は２組の検出端子２６ａ・２６ｂが設けられた検出ヘッド１２６ｂを示している。
【０１２５】
図７（ａ）および図７（ｂ）に示されるように、検出ヘッド１２６ａ・１２６ｂには、２組の検出端子２６ａ・２６ｂが設けられている。そのため、検出ヘッド１２６ａ・１２６ｂによれば、２つのセル３１の出力値を同時に検出することが可能となる。
【０１２６】
図８は、図７に示される検出ヘッド１２６ａ・１２６ｂによって太陽電池モジュール３０に形成されたセル３１の出力値を検出する状態を示す模式図である。
【０１２７】
図７に示される検出ヘッド１２６ａ・１２６ｂによってセル３１の出力値を検出する場合、図８に示されるように、２組の検出端子２６ａ・２６ｂのそれぞれをセル電極３５ａ・３５ｂに接触させる。検出ヘッド１２６ａ・１２６ｂでは、各検出端子２６ａ・２６ｂの間隔が１つのセル３１を挟むセル電極３５ａ・３５ｂの間隔に設定されているので、１つのセル３１を挿んで配設された２つのセル３１の出力値を同時に検出することができる。
【０１２８】
このように、検出ヘッド１２６ａ・１２６ｂによれば、２つのセル３１の出力値を同時に検出することができるので、複数の光起電力セルの出力値の検出に要する時間を短縮することができる。
【０１２９】
なお、検出ヘッドに設けられる検出端子２６ａ・２６ｂの端子数および配置位置は必要に応じて適宜変更可能である。例えば、３組以上の検出端子２６ａ・２６ｂを設けてよい。これにより、複数の光起電力セルの出力値の検出に要する時間をさらに短縮することができる。
【０１３０】
〔実施形態２〕
本発明に係る測定装置に関する他の実施形態について、図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、実施形態１にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１３１】
本実施形態に係る擬似太陽光照射測定装置１０１は、キセノン光源１１からの光のみを用いて擬似太陽光を生成する点で、実施形態１の擬似太陽光照射測定装置１００と異なっている。
【０１３２】
＜擬似太陽光照射測定装置の構成＞
図９は、本実施形態に係る擬似太陽光照射測定装置１０１の要部構成を示す側面図である。なお、図９では、太陽電池モジュール３０を保持するための保持部材などを省略して図示している。
【０１３３】
図９に示されるように、擬似太陽光照射測定装置１０１は、光導入部４１ａ・４１ｂと、導光板８と、光取り出し部（光取り出し部材）９と、反射シート１０と、冷却部１８と、測定部２０とを備えている。すなわち、擬似太陽光照射測定装置１０１は、図１に示される擬似太陽光照射測定装置１００の光導入部４０ａ・４０ｂに代えて、光導入部４１ａ・４１ｂを備えた構成であり、その他の構成は同一である。そのため、以下では、光導入部４１ａ・４１ｂについて詳細に説明し、その他の部材の説明については省略する。
【０１３４】
（光導入部）
光導入部４１ａ・４１ｂは、キセノン光源１１から出射された光のスペクトルを調整することで擬似太陽光を生成し、生成した擬似太陽光を導光板８に出射するものである。
【０１３５】
なお、光導入部４１ａおよび光導入部４１ｂの構成は同一である。そのため、ここでは光導入部４１ａの構成についてのみ説明する。
【０１３６】
光導入部４１ａは、キセノン光源１１（光源）と、集光部材１２と、反射部材１７と、テーパカプラ１３と、光学フィルタ１４と、光結合部材６とを備える。すなわち、光導入部４１ａは、図１に示される光導入部４０ａから、ハロゲン光源１と、集光部材２と、反射部材７と、ランプカバー１９と、テーパカプラ３と、光学フィルタ４と、波長選択部材５とが省略された構成である。
【０１３７】
また、光導入部４１ａでは、波長選択部材５が省略されているため、キセノン光源１１と、集光部材１２と、反射部材１７と、テーパカプラ１３と、光学フィルタ１４とは、キセノン光源１１からの光が光結合部材６の入射面に対して垂直に入射するように、各部材がｘ軸方向に沿って配設されている。
【０１３８】
キセノン光源１１は、擬似太陽光を生成するために必要なスペクトル分布（分光分布）を有する光を出射する。なお、擬似太陽光照射測定装置１０１では、光源としてキセノン光源１１を用いているが、擬似太陽光を生成するために必要なスペクトル分布を有する光を出射可能なものであれば、光源の種類は限定されない。例えば、キセノン光源１１に代えて、ハロゲン光源などを用いていもよい。
【０１３９】
光学フィルタ１４は、キセノン光源１１から出射された光のスペクトル分布を、基準太陽光のスペクトル分布に近似させる。具体的には、光学フィルタ１４は、キセノン光源１１に対応するテーパカプラ１３の出射面に近接して設けられており、テーパカプラ１３から出射される光のスペクトルを調整して、擬似太陽光を生成する。これにより、光学フィルタ１４によってスペクトルが調整された光が、擬似太陽光として光結合部材６に入射される。
【０１４０】
このようにして生成された擬似太陽光は、光結合部材６から導光板８に入射し、太陽電池モジュール３０に向けて照射される。
【０１４１】
このように、擬似太陽光照射測定装置１０１では、キセノン光源１１からの光のみを用いて擬似太陽光を生成するので、擬似太陽光を生成する光導入部４１ａ・４１Ｂの部品数を減少させることができる。
【０１４２】
＜実施形態２の総括＞
以上のように、本実施形態に係る擬似太陽光照射測定装置１０１は、光を出射するキセノン光源１１と、キセノン光源１１から出射された光の光学フィルタ１４と、光学フィルタ１４によりスペクトルが調整された光を入射させて導光する導光板８と、導光板８に入射した光を、導光板８の照射面から太陽電池モジュール３０に向けて取り出す光取り出し部９と、光取り出し部９により取り出された擬似太陽光を受光して発電する、太陽電池モジュール３０に複数形成されたセル３１に対して相対的に移動可能に設けられ、セル３１の出力値を検出する検出ヘッド２６を有する測定部２０と備える。
【０１４３】
擬似太陽光照射測定装置１０１では、キセノン光源１１からの光は、光学フィルタ１４により所望のスペクトルに調整された後、導光板８に入射する。そして、導光板８に入射した光は、光取り出し部９により、導光板８の照射面から太陽電池モジュール３０に向けて出射される。そのため、太陽電池モジュール３０に複数形成されたセル３１に対して、スペクトル分布が均一な擬似太陽光を照射することが可能となる。
【０１４４】
さらに、擬似太陽光照射測定装置１０１では、測定部２０は、太陽電池モジュール３０に複数形成されたセル３１の出力値を検出する検出ヘッド２６を有し、検出ヘッド２６は、セル３１に対して相対的に移動可能に設けられている。そのため、検出ヘッド２６の移動を制御することで、任意のセル３１の出力値を検出ヘッド２６で検出することが可能となる。
【０１４５】
それゆえ、本実施形態によれば、太陽電池モジュール３０に複数形成されたセル３１の出力値を検出することが可能な擬似太陽光照射測定装置１０１を実現することができる。
【０１４６】
また、本実施形態によれば、擬似太陽光を生成する光導入部４１ａ・４１Ｂの部品数を減少させることができるので、擬似太陽光照射測定装置１０１を小型化することができると共に、製造コストを低減することができる。
【０１４７】
本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１４８】
〔補足〕
なお、本発明に係る測定装置は、以下のように表現することもできる。すなわち、本発明に係る測定装置は、光源と、光源からの出射光を導光する導光部材と、前記導光部材を出た光のスペクトル調整部材と、前記スペクトル調整部材を出た光が入射する導光板と、前記導光板には、導光板の外部へ光を出射させる光取り出し手段が形成されてなる擬似太陽光照射装置において、被測定物の面内を移動可能な検出ヘッドを設けたことを特徴とする。
【０１４９】
また、本発明に係る測定装置は、発光スペクトルの異なる第１の光源と、第２の光源とからなり、１の光源の光が入射する第１の導光部材と、２の光源の光が入射する第２の導光部材と、前記第１の光源用の第１のスペクトル調整部材と、前記第２の光源用の第２のスペクトル調整部材と、第１のスペクトル調整部材を出た光を予め定める境界波長より長波長側の光を透過し、第２のスペクトル調整部材を出た光を予め定める境界波長より短波長側の光を反射する波長選択部材を有する擬似太陽光照射装置において、被測定物の面内を移動可能な検出ヘッドを設けたことを特徴とする。
【０１５０】
また、本発明に係る測定装置は、前記検出ヘッドは、被測定物に接触させる測定端子を有し、測定端子間距離は、単一セル電極間間隔であることを特徴とする。
【０１５１】
また、本発明に係る測定装置は、前記検出ヘッドは、被測定物に接触させる測定端子を有し、測定端子間距離は、複数セル電極間間隔であることを特徴とする。
【０１５２】
また、本発明に係る測定装置は、前記測定端子を被測定物に接触ために前記検出ヘッドの昇降機構を有することを特徴とする。
【産業上の利用可能性】
【０１５３】
本発明は、太陽電池モジュールの検査、測定、および実験などに好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１５４】
１ ハロゲン光源（第１の光源）
４ 光学フィルタ（第１のスペクトル調整部材）
８ 導光板
９ 光取り出し部（光取り出し部材）
１１ キセノン光源（光源・第２の光源）
１４ 光学フィルタ（スペクトル調整部材・第２のスペクトル調整部材）
２０ 測定部
２５ ｚ軸方向移動機構（垂直移動機構）
２６ 検出ヘッド
３０ 太陽電池モジュール（被測定物）
３１ セル（光起電力セル）
１００ 擬似太陽光照射測定装置（測定装置）
１０１ 擬似太陽光照射測定装置（測定装置）
１２６ａ 検出ヘッド
１２６ｂ 検出ヘッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定装置に関するものであり、より詳細には、太陽電池などの被測定物の出力特性を測定するための測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、クリーンなエネルギー源としての重要性が認められ、その需要が高まりつつある。太陽電池の利用分野は、大型機器類のパワーエネルギー源から、精密な電子機器類の小型電源まで、多岐に渡っている。
【０００３】
太陽電池が様々な分野で広く利用されるには、太陽電池の特性、とりわけ、太陽電池の発電量などの出力特性が正確に測定されなければならない。出力特性が正確に測定されなければ、太陽電池の使用に際して様々な不都合が予測されるためである。そのため、太陽電池の検査、測定および実験に利用可能な、高精度の擬似太陽光を大面積に照射できる技術の開発が求められている。
【０００４】
擬似太陽光に求められる主要な要素は、その擬似太陽光のスペクトル分布が基準太陽光（日本工業規格により制定：ＪＩＳ Ｃ８９４１）に近いこと、および擬似太陽光の照度が基準太陽光と同程度であることとである。
【０００５】
そこで、このような擬似太陽光を照射するための装置として、擬似太陽光照射装置が開発されている。この擬似太陽光照射装置は、一般的に太陽電池の受光面に均一な照度の人工光（擬似太陽光）を照射して、太陽電池の発電量などの出力特性を測定するために使用される。
【０００６】
特許文献１には、隣接する個々の室に、ハロゲンランプとキセノンランプとを設置した擬似太陽光照射装置（ソーラーシュミレータ）が開示されている。具体的には、この擬似太陽光照射装置では、フレーム内の下部にハロゲンランプとキセノンランプとが仕切板を介して個々の室に配置されると共に、各室の上方に専用の光学フィルタがそれぞれ配置されている。この光学フィルタによって、各ランプから出射された光のスペクトルを調整し、フレームの上部に配置された太陽電池モジュールの受光面に向けて下方から擬似太陽光を照射している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−０４８７０４号公報（２００２年２月１５日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、太陽電池は、住宅の屋根への設置はもとより、発電プラントなどへも展開されつつある。そして、太陽電池の用途が広がるにつれて、太陽電池の大面積化（例えば、１６５０ｍｍ×１０００ｍｍ）が進んでいる。
【０００９】
そのため、大面積の太陽電池の出力特性を正確に測定するためには、擬似太陽光照射装置の照射面積をできるだけ大きくし、且つ、照射面積内における擬似太陽光のスペクトル分布を均一化する必要がある。
【００１０】
例えば、大面積の受光面を有する太陽電池モジュールを薄膜太陽電池で構成する場合、大型のガラス基板上に多数のセルが形成される。このような多数のセルを有する大面積の太陽電池モジュールに、特許文献１に開示された擬似太陽光照射装置を用いて擬似太陽光を照射した場合、個々のセルに対して照射される擬似太陽光のスペクトル分布を均一にすることができない。
【００１１】
すなわち、特許文献１に開示された擬似太陽光照射装置では、各セルに対する、ハロゲンランプの距離とキセノンランプの距離とが異なる。言い換えれば、各セルに対する、ハロゲンランプの発光点とキセノンランプの発光点との位置を、完全に一致させる（光学上重ねる）ことができない。また、各光源から光学フィルタに入射する角度が異なるので、光学フィルタの各入射位置において、スペクトルにずれが生じる。
【００１２】
そのため、特許文献１に開示された擬似太陽光照射装置を用いて、太陽電池モジュールの出力特性を測定した場合、測定誤差が生じていたとしても、その要因が、擬似太陽光のスペクトル分布の不均一性によるものであるか、或いは、個々のセルの出力特性（Ｉ−Ｖ特性：電流電圧特性）のばらつきによるものであるかを特定することが困難であるという課題がある。
【００１３】
一方、個々のセルに対して、スペクトル分布が均一な擬似太陽光を照射することができれば、上述した測定誤差の要因が個々のセルの出力特性のばらつきによるものであることを特定することができる。セルごとの出力特性にばらつきがある場合、太陽電池モジュール全体としての出力特性が均一にならない。そのため、セルごとの出力特性のばらつきを把握することは、太陽電池の出力特性を均一化する上で非常に重要である。
【００１４】
例えば、セルごとの出力特性を測定できれば、その測定結果を次の生産ロットにフィードバックすることで、太陽電池モジュールの出力特性の均一性を向上させることが可能となる。
【００１５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、太陽電池に複数形成されたセルの出力値を検出することが可能な測定装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る測定装置は、上記の課題を解決するために、光を出射する光源と、前記光源から出射された光のスペクトルを調整するスペクトル調整部材と、前記スペクトル調整部材によりスペクトルが調整された光を入射させて導光する導光板と、前記導光板に入射した光を、当該導光板の照射面から被測定物に向けて取り出す光取り出し部材と、前記光取り出し部材により取り出された光を受光して発電する、前記被測定物に複数形成された光起電力セルに対して相対的に移動可能に設けられ、当該光起電力セルの出力値を検出する検出ヘッドを有する測定部と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
上記の構成では、光源からの光は、スペクトル調整部材により所望のスペクトルに調整された後、導光板に入射する。そして、導光板に入射した光は、光取り出し部材により、導光板の照射面から被測定物に向けて出射される。そのため、被測定物に複数形成された光起電力セルに対して、スペクトル分布が均一な光を照射することが可能となる。
【００１８】
さらに、上記の構成では、測定部は、被測定物に複数形成された光起電力セルの出力値を検出する検出ヘッドを有し、この検出ヘッドは、光起電力セルに対して相対的に移動可能に設けられている。そのため、検出ヘッドの移動を制御することで、任意の光起電力セルの出力値を検出ヘッドで検出することが可能となる。
【００１９】
それゆえ、上記の構成によれば、被測定物に複数形成された光起電力セルの出力値を検出することが可能な測定装置を実現することができる。
【００２０】
また、本発明に係る測定装置では、前記光源として、第１の光を出射する第１の光源と、当該第１の光とは異なるスペクトル分布を有する第２の光を出射する第２の光源とを備え、前記スペクトル調整部材として、前記第１の光のスペクトルを調整する第１のスペクトル調整部材と、前記第２の光のスペクトルを調整する第２のスペクトル調整部材とを備え、前記第１のスペクトル調整部材によりスペクトルが調整された前記第１の光と、前記第２のスペクトル調整部材によりスペクトルが調整された前記第２の光とが入射され、入射した第１の光および第２の光から選択した光を混合して、前記導光板に向けて出射する波長選択部材をさらに備えることが好ましい。
【００２１】
上記の構成では、波長選択部材は、第１のスペクトル調整部材によりスペクトルが調整された第１の光と、第２のスペクトル調整部材によりスペクトルが調整された第２の光とから選択した光を混合した後、導光板に向けて出射する。そして、導光板に入射した光は、光取り出し部材により導光板の照射面から被測定物に向けて出射される。
【００２２】
したがって、上記の構成によれば、スペクトルが調整された第１の光とスペクトルが調整された第２の光とから所望の光を選択して混合することで、被測定物に照射する光を生成するため、所望のスペクトル分布を有する光を被測定物に照射することができる。
【００２３】
また、本発明に係る測定装置では、前記第１の光は、前記第２の光よりも長波長の光であり、前記波長選択部材は、前記第１のスペクトル調整部材によりスペクトルが調整された前記第１の光のうち、所定の境界波長より長波長側の光を透過して前記導光板に向けて出射し、前記第２のスペクトル調整部材によりスペクトルが調整された前記第２の光のうち、所定の境界波長より短波長側の光を反射して前記導光板に向けて出射するものであることが好ましい。
【００２４】
上記の構成によれば、第１のスペクトル調整部材によりスペクトルが調整された第１の光および第２のスペクトル調整部材によりペクトルが調整された第２の光から、所望の波長領域の光を選択して混合する波長選択部材を好適に実現することができる。
【００２５】
また、本発明に係る測定装置では、前記検出ヘッドは、前記被測定物に接触させる少なくとも１組の検出端子を有し、前記検出端子間の間隔は、１つの前記光起電力セルを挟むセル電極間の間隔に設定されていることが好ましい。
【００２６】
上記の構成によれば、検出ヘッドが有する検出端子間の間隔は、１つの光起電力セルを挟むセル電極間の間隔に設定されているので、単一の光起電力セルの出力値を検出ヘッドで検出することができる。
【００２７】
また、本発明に係る測定装置では、前記検出ヘッドは、前記被測定物に接触させる少なくとも１組の検出端子を有し、前記検出端子間の間隔は、複数の前記光起電力セルを挟むセル電極間の間隔に設定されていることが好ましい。
【００２８】
上記の構成によれば、検出ヘッドが有する検出端子間の間隔は、複数の光起電力セルを挟むセル電極間の間隔に設定されているので、複数の光起電力セルの出力値を検出ヘッドで纏めて検出することができる。
【００２９】
また、本発明に係る測定装置では、前記検出ヘッドは、複数組の前記検出端子を有することが好ましい。
【００３０】
上記の構成では、検出ヘッドは複数組の検出端子を有するので、同時に複数の光起電力セルの出力値を検出することが可能となる。
【００３１】
したがって、上記の構成によれば、複数の光起電力セルの出力値の検出に要する時間を短縮することができる。
【００３２】
また、本発明に係る測定装置では、前記測定部は、前記光起電力セルが形成された前記被測定物の面に対して垂直な方向に向けて、前記検出ヘッドを移動させる垂直移動機構をさらに有することが好ましい。
【００３３】
上記の構成によれば、測定部は、光起電力セルが形成された被測定物の面に対して垂直な方向に向けて、検出ヘッドを移動させる垂直移動機構をさらに有する。そのため、検出ヘッドを光起電力セルに接触させる、或いは、離間させるなどの動作を、垂直移動機構により制御することができる。
【発明の効果】
【００３４】
以上のように、本発明に係る測定装置は、光を出射する光源と、前記光源から出射された光のスペクトルを調整するスペクトル調整部材と、前記スペクトル調整部材によりスペクトルが調整された光を入射させて導光する導光板と、前記導光板に入射した光を、当該導光板の照射面から被測定物に向けて取り出す光取り出し部材と、前記光取り出し部材により取り出された光を受光して発電する、前記被測定物に複数形成された光起電力セルに対して相対的に移動可能に設けられ、当該光起電力セルの出力値を検出する検出ヘッドを有する測定部と、を備える。
【００３５】
それゆえ、本発明によれば、被測定物に複数形成された光起電力セルの出力値を検出することが可能な測定装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施形態１に係る擬似太陽光照射測定装置の要部構成を示す側面図である。
【図２】図１に示される光導入部の一部を示す上面図である。
【図３】図１に示される擬似太陽光照射測定装置を示す斜視図である。
【図４】図３に示される擬似太陽光照射測定装置を示す上面図である。
【図５】図３に示される検出ヘッドを示す斜視図である。
【図６】図５に示される検出ヘッドによって太陽電池モジュールに形成されたセルの出力値を検出する状態を示す模式図である。
【図７】図７は、図５に示される検出ヘッドの変形例を示す斜視図であり、図７（ａ）は図５に示される検出ヘッドを２つ並べた構成の検出ヘッドを示し、図７（ｂ）は２組の検出端子が設けられた検出ヘッドを示している。
【図８】図７に示される検出ヘッドによって太陽電池モジュールに形成されたセルの出力値を検出する状態を示す模式図である。
【図９】実施形態２に係る擬似太陽光照射測定装置の要部構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
〔実施形態１〕
本発明に係る測定装置に関する一実施形態について、図１から図８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施形態では、本発明に係る測定装置を用いて、被測定物である太陽電池パネルまたは太陽電池モジュール（以下、単に太陽電池モジュールと称する）の出力特性を測定する場合について説明する。
【００３８】
＜擬似太陽光照射測定装置の構成＞
まず、本実施形態に係る擬似太陽光照射測定装置（測定装置）１００の構成について、図１を参照して説明する。本実施形態に係る擬似太陽光照射測定装置１００は、太陽電池モジュール３０に対してスペクトル分布が均一な擬似太陽光を照射して、太陽電池モジュール３０の出力特性を測定するものである。なお、擬似太陽光とは、人工光の一種であり、自然光（太陽光）のスペクトルに限りなく近似したスペクトルを有する光である。
【００３９】
図１は、本実施形態に係る擬似太陽光照射測定装置１００の要部構成を示す側面図である。なお、図１では、太陽電池モジュール３０を保持するための保持部材などを省略して図示している。
【００４０】
図１に示されるように、擬似太陽光照射測定装置１００は、光導入部４０ａ・４０ｂと、導光板８と、光取り出し部（光取り出し部材）９と、反射シート１０と、冷却部１８と、測定部２０とを備えている。なお、光導入部４０ａ・４０ｂと、導光板８と、光取り出し部９と、反射シート１０と、冷却部１８とは、太陽電池モジュール３０に対してスペクトル分布が均一な擬似太陽光を照射するための光学系を構成する。
【００４１】
以下、擬似太陽光照射測定装置１００を構成する各部材について説明する。なお、以下の説明では、導光板８の照射面側を上方、照射面と対向する導光板８の下面側を下方と称する。また、図１における上下方向をｚ軸方向とし、左右方向をｘ軸方向とし、奥行き方向（前後）をｙ軸方向とする。
【００４２】
（光導入部）
光導入部４０ａ・４０ｂは、ハロゲン光源１およびキセノン光源１１からそれぞれ出射された光を波長選択部材５で混合することにより擬似太陽光を生成し、生成した擬似太陽光を導光板８の端面（入射面）に照射するものである。
【００４３】
擬似太陽光照射測定装置１００では、導光板８の両端面に光導入部４０ａ・４０ｂが設けられている。そのため、より多くの光量（照度）の擬似太陽光を導光板８に入射させ、照射面から出射することができる。
【００４４】
ただし、光導入部４０ａ・４０ｂは導光板８の両端面に設ける必要はなく、導光板８の一方の端面にのみ設けられていてもよい。すなわち、擬似太陽光照射測定装置１００は、例えば、光導入部４０ｂを備えていなくてもよい。この場合、後述する光取り出し部９の形状などを変更することで、擬似太陽光の照度ムラを調整することができる。
【００４５】
なお、光導入部４０ａ・４０ｂの構成は同一である。そのため、ここでは光導入部４０ａの構成についてのみ説明する。
【００４６】
光導入部４０ａは、ハロゲン光源１（第１の光源）と、集光部材２と、反射部材７と、ランプカバー１９と、テーパカプラ３と、光学フィルタ４と、波長選択部材５と、光結合部材６と、キセノン光源１１（第２の光源）と、集光部材１２と、反射部材１７とテーパカプラ１３と、光学フィルタ１４とを備える。
【００４７】
ハロゲン光源１およびキセノン光源１１は、擬似太陽光を生成するために必要な分光分布（スペクトル分布）を有する光を照射する。ハロゲン光源１およびキセノン光源１１から照射される光は、互いに異なるスペクトル分布を有している。ハロゲン光源１から出射されるハロゲン光（第１の光）は、擬似太陽光に必要な長波長成分の光として利用される。一方、キセノン光源１１から出射されるキセノン光（第２の光）は、擬似太陽光に必要な短波長成分の光として利用される。
【００４８】
集光部材２は、ハロゲン光源１から出射された光を集めて、テーパカプラ３に向けて反射させるものである。この集光部材２は、ハロゲン光源１のテーパカプラ３への出射方向以外を包囲するように設けられている。これにより、集光部材２によって、ハロゲン光源１から出射された光のうち、テーパカプラ３に向かわない光を、テーパカプラ３に向けて反射させることができる。
【００４９】
その結果、ハロゲン光源１から直接出射された光、および集光部材２によって反射された光を、テーパカプラ３の入射面に入射させることが可能となるので、ハロゲン光源１から出射された光の利用効率を向上せることができる。ハロゲン光源１側の集光部材２は、アルミからなり、その楕円状の反射面には金の蒸着膜が形成されている。集光部材２には、例えば、楕円ミラー、放物面ミラーなどを用いることができる。
【００５０】
反射部材７は、ハロゲン光源１から出射された光のうち、テーパカプラ３の入射面に入射されなかった光を、集光部材２に向けて反射させるものである。反射部材７は、テーパカプラ３の入射面を包囲して設けられており、テーパカプラ３の入射面に対応する開口部（図示省略）を有している。ハロゲン光源１から直接出射された光、および集光部材２によって反射された光は、この開口部を介して、テーパカプラ３の入射面に入射する。この反射部材７によって、テーパカプラ３の入射面に入射されなかった光を、再度、集光部材２に導くことが可能となるので、ハロゲン光源１から出射された光の利用効率をさらに向上せることができる。
【００５１】
ランプカバー１９は、ハロゲン光源１からの光をテーパカプラ３に入射させるための開口部を有するカバーである。ランプカバー１９は、ハロゲン光源１、集光部材２および反射部材７を包囲するように設けられる。
【００５２】
テーパカプラ３は、光導入部４０ａに設けられた光学素子である。テーパカプラ３は、ハロゲン光源１と光学フィルタ４との間に設けられている。具体的には、テーパカプラ３の一方の端部は、ハロゲン光源１と近接して配置され、他方の端部は、光学フィルタ４に近接して配置されている。テーパカプラ３は、Ｚ軸方向に対向する１組の面がテーパ形状に形成されており、入射した光を内部で全反射させることで、ハロゲン光源１から出射した光に所定の指向性を付与する。
【００５３】
光学フィルタ４は、透過させたハロゲン光源１からの光のスペクトル分布を基準太陽光のスペクトル分布に近くするようスペクトルを調整するフィルタである。光学フィルタ４は、テーパカプラ３の出射面に対向して配置され、テーパカプラ３の出射面から出射された光を透過させる。光学フィルタ４は、ガラス基板上に光学多層膜を形成したものである。光学フィルタ４は、波長に応じて変化する透過率を有し、透過するハロゲン光のスペクトル分布を少なくとも部分的に基準太陽光のスペクトル分布に近づける。光学フィルタ４は、通常エアマスフィルタ（スペクトル調整フィルタ）と称される。
【００５４】
集光部材１２は、集光部材２と同様の機能を有する。集光部材１２は、キセノン光源１１から出射された光がテーパカプラ１３の入射面に入射されるように、キセノン光源１１からの光を集光する。
【００５５】
反射部材１７は、反射部材７と同様の機能および構成を有する。なお、本実施形態のように、キセノン光源１１側にはランプカバー１９は設けられていなくてもよい。
【００５６】
テーパカプラ１３は、テーパカプラ３と同様の機能および構成を有する。テーパカプラ１３は、キセノン光源１１から入射された光の放射指向性を高め、ｚ軸方向の指向性が高い光を光学フィルタ１４に対して出射する。
【００５７】
光学フィルタ１４は、透過させたキセノン光源１１からの光のスペクトル分布を基準太陽光のスペクトル分布に近くするようスペクトルを調整するフィルタである。光学フィルタ１４は、テーパカプラ１３の出射面に対向して配置され、テーパカプラ１３の出射面から出射された光を透過させる。光学フィルタ１４は、ガラス基板上に光学多層膜を形成したものである。光学フィルタ１４は、波長に応じて変化する透過率を有し、透過するキセノン光のスペクトル分布を少なくとも部分的に基準太陽光のスペクトル分布に近づける。
【００５８】
このようにして、ハロゲン光源１からの光とキセノン光源１１からの光とが、それぞれ波長選択部材５に入射する。なお、波長選択部材５に入射するときの、ハロゲン光源１からの光の光軸とキセノン光源１１からの光の光軸とは垂直である。
【００５９】
波長選択部材５は、所定の境界波長より短波長側の光を反射し、境界波長より長波長側の光を透過させる部材である。板状の波長選択部材５は、光学フィルタ４を通過した光の光軸に対して入射面が４５度傾けられて配置されている。また、波長選択部材５は、光学フィルタ１４を通過した光の光軸に対しても入射面が４５度傾けられて配置されている。
【００６０】
波長選択部材５は、波長選択の機能を有する。すなわち、波長選択部材５は、ハロゲン光源１およびキセノン光源１１から出射された光から擬似太陽光に必要な光を選択（抽出）すると共に、選択された光を混合して擬似太陽光を生成する。
【００６１】
具体的には、波長選択部材５は、所定波長（例えば、６５０ｎｍ）未満の光を反射する一方、所定波長以上の光を透過する。言い換えれば、波長選択部材５は、擬似太陽光に必要な長波長側の光を透過する一方、短波長側の光を反射する機能を有する。そして、長波長側の光と短波長側の光とを混合して擬似太陽光を生成する。
【００６２】
より詳細には、ハロゲン光源１から出射される光は、擬似太陽光に必要な長波長側の成分を多く含む。一方、キセノン光源１１から出射される光は、擬似太陽光に必要な短波長側の成分を多く含む。波長選択部材５は、６００ｎｍ以上、８００ｎｍ以下の範囲に境界波長を有し、この境界波長未満の光を反射する一方、境界波長以上の光を透過する。
【００６３】
つまり、ハロゲン光源１から出射される光のうち、境界波長以上の光（長波長側の成分の光）のみが、波長選択部材５を透過して光結合部材６に入射する。一方、キセノン光源１１から出射される光のうち、境界波長未満の光（短波長側の成分の光）のみが、波長選択部材５により反射され、光結合部材６に入射する。
【００６４】
例えば、７００ｎｍ以上の波長の光をハロゲン光源１の光で使用し、キセノン光源１１の光を波長７００ｎｍ未満で使用するとする。この場合、波長選択部材５の反射と透過との境界波長は波長７００ｎｍである。つまり、波長選択部材５は、波長７００ｎｍより短波長の光を反射させ、７００ｎｍ以上の長波長の光を透過する特性を持っている。これにより、擬似太陽光に必要な波長の光のみが、波長選択部材５により選択される。
【００６５】
そして、選択された光が混合され、擬似太陽光として光結合部材６に出射される。なお、波長選択部材５が反射または透過させる光の境界波長は、任意に設定すればよい。ただし、キセノン光源１１のスペクトルの輝線成分を低減するために、６００ｎｍ以上、７００ｎｍ以下の範囲で選択することが好ましい。さらに、波長選択部材５としては、波長依存性のある鏡またはフィルタを用いることができる。例えば、波長選択部材５として、コールドミラー、ホットミラーなどを用いることができる。
【００６６】
このように、波長選択部材５は、ハロゲン光源１から出射される光に含まれる擬似太陽光の生成に必要な長波長成分の光と、キセノン光源１１から出射される光に含まれる擬似太陽光の生成に必要な短波長成分の光とを抽出して、擬似太陽光を生成する。この際、スペクトルが制御されていないハロゲン光の短波長成分の光が除かれ、同様に、スペクトルが制御されていないキセノン光の長波長成分の光が除かれることになる。したがって、擬似太陽光のスペクトル分布を基準太陽光のスペクトル分布に、より近似させることが可能となる。
【００６７】
光結合部材６は、入射面から内部に入射された光を壁面で全反射させて対向する出射面まで導光し、出射する光学素子である。光結合部材６の入射面は、波長選択部材５に近接して配置されている。光結合部材６は、ｙ軸方向において対向する１対の面がテーパ形状（台形形状）になっている。すなわち、光結合部材６の入射面から出射面に向かって、光結合部材６の断面積（ｚ軸方向の幅）は徐々に減少する。これにより、波長選択部材５から光結合部材６に入射されたｚ軸方向に広がった光は、入射面よりｚ軸方向の幅が狭い出射面から出射される。光結合部材６の出射面から出射された光は、導光板８の端面に入射する。
【００６８】
導光板８の端面が光結合部材６の出射面に対向するように、導光板８は、光結合部材６に近接して配置される。光結合部材６によって入射する光のｚ軸方向の幅を狭くすることができるので、導光板８のｚ軸方向の厚さを薄くすることができる。導光板８は、透過率を高くするために好ましくは石英ガラスなどで構成される。石英ガラスはコストも高いが、光結合部材６を用いると、光の利用効率を高めながら導光板８の厚さを薄くすることができるので、コストを下げることができる。
【００６９】
（冷却部）
冷却部１８は、テーパカプラ３・１３を冷却するためのものである。テーパカプラ３・１３は、ハロゲン光源１からの光が通過するため、温度が上昇する。擬似太陽光照射測定装置１００では、大面積の太陽電池モジュール３０に太陽光レベルの光を供給する必要があるため、ハロゲン光源１に求められる出力は大きくなる。それに伴い、テーパカプラ３・１３の温度上昇も大きなものとなる。テーパカプラ３・１３は、形状精度および信頼性を高めるために、樹脂材料などより石英ガラスなどの硝材で構成されることが好ましい。一方で、石英ガラスなどの硝材は、高温になると割れやすいため冷却する必要がある。
【００７０】
冷却部１８は、ｙ軸方向に延びる細長いパイプを備え、このパイプには、テーパカプラ３・１３の上部に対応する箇所に吹き出し孔１８ａが設けられている。パイプの端部には、パイプに冷却風を送り込むファンなどの送風機（図示せず）が接続されている。冷却風は、吹き出し孔１８ａからテーパカプラ３・１３に対して吹き出される。冷却部１８によって、冷却風によりテーパカプラ３・１３を冷却することで、テーパカプラ３・１３が高温になることおよび割れが発生することを防止する。
【００７１】
なお、冷却部１８は、ファンによって冷却風を送風するものに限らず、例えば、圧縮空気を冷却が必要な光学部材に供給する（吹き付ける）ものであってもよい。この場合、擬似太陽光照射測定装置１００の外部で生成された圧縮空気を、配管を介して冷却部に供給する構成とすることもできる。
【００７２】
（導光板）
導光板８は、互いに対向して配置された２つの光導入部４０ａ・４０ｂの間に設けられている。導光板８の両端面には、光導入部４０ａ・４０ｂから擬似太陽光が照射される。導光板８の上面は照射面であり、入射した擬似太陽光を、この照射面から太陽電池モジュール３０に向けて出射する。導光板８は、透過率を高くするために好ましくは石英ガラスなどで構成される。
【００７３】
（光取り出し部）
光取り出し部９は、導光板８の下面（裏面）に形成されている。光取り出し部９は、光導入部４０ａ・４０ｂから出射された擬似太陽光を、導光板８の照射面に取り出す。具体的には、光導入部４０ａ・４０ｂから導光板８に入射した光（擬似太陽光）は、導光板８内部を伝搬する。このとき、光取り出し部９に当たった光は、導光板８の照射面から出射される。これにより、より広い面積の照射面から、均一な照度の擬似太陽光を照射することが可能となる。
【００７４】
なお、光取り出し部９は、例えば、散乱体から形成することができ、導光板８内部の擬似太陽光を散乱させて、照射面へ導くことができる。また、散乱体のパターンを変更すれば、擬似太陽光の照度ムラを調整することもできる。例えば、ドット形状のパターンを、印刷または成形などによって光取り出し部９に形成することができる。
【００７５】
（反射シート）
反射シート１０は、導光板８または光取り出し部９から下方に漏れ出た光を、導光板８の照射面側に反射する部材である。
【００７６】
（測定部）
測定部２０は、擬似太陽光が照射された太陽電池モジュール３０の出力特性を測定するものである。具体的には、測定部２０は、太陽電池モジュール３０に複数形成されたセル（光起電力セル）３１（図４を参照）の出力値を、太陽電池モジュール３０の受光面と反対側の面（以下、背面と称する）側から検出する。
【００７７】
測定部２０は、セル３１の出力値を検出するために、セル３１に対して相対的に移動可能に設けられた検出ヘッド２６を有している。すなわち、検出ヘッド２６は、背面側からセル３１の出力値を検出するために、当該背面側を移動可能に設けられている。検出ヘッド２６は、検出したセルの出力値を示す検出信号を、配線２８を介して制御部２７に出力する。
【００７８】
制御部２７は、測定部２０の全体の動作を制御するものである。具体的には、制御部２７は、検出ヘッド２６から出力された検出信号に基づいて、セル３１ごとの出力特性（例えば、Ｉ−Ｖ特性：電流電圧特性）を測定する。また、制御部２７は、太陽電池モジュール３０の背面側における検出ヘッド２６の移動を制御する。なお、測定部２０の詳細については後述する。
【００７９】
＜擬似太陽光照射の原理＞
次に、擬似太陽光照射測定装置１００における擬似太陽光照射の原理について、図２を参照して説明する。
【００８０】
図２は、図１に示される光導入部４０ａの一部を示す上面図である。ハロゲン光源１およびキセノン光源１１は無指向性の光源であるため、各光源から出射される光は、拡がりを持った拡散光となる。そのため、各光源から出射される光が、所定の角度で波長選択部材５に入射するように、各光源の出射される光の指向性を制御することが好ましい。
【００８１】
ここで、テーパカプラ３・１３は、ｚ軸方向に対向する１対の面がテーパ形状（台形形状）になっている。すなわち、テーパカプラ３・１３の入射面から出射面に向かって、テーパカプラ３・１３の断面積（ｙ軸方向の幅）は徐々に増加する。このような構造によって、ハロゲン光源１およびキセノン光源１１から出射された光は、テーパカプラ３・１３の側面で複数回反射するうちに、指向性（放射角）が改善される。これにより、指向性が揃った（放射角が制御された）光が、テーパカプラ３・１３の出射面から出射される。なお、テーパカプラ３・１３から出射される光の放射角は、テーパカプラ３・１３の側面の傾斜角と、テーパカプラ３・１３における光の進行方向の長さとによって制御される。
【００８２】
したがって、ハロゲン光源１およびキセノン光源１１から出射された光は、集光部材２・１２によって放射指向性が揃えられると共に、さらに、テーパカプラ３・１３によっても放射指向性が揃えられる。指向性が揃えられた光は、スペクトルを調整する光学フィルタ４・１４を透過した後、波長選択部材５に入射する。
【００８３】
テーパカプラ３・１３によって、光の指向性を揃える利点は、光学フィルタ４・１４の構造と関係する。具体的には、光学フィルタ４・１４は、複数の薄膜が積層された構造になっている。そのため、光学フィルタ４・１４への入射角が光学フィルタ４・１４への垂直入射に対してずれが大きいほど、透過率特性も変化してしまう。つまり、光学フィルタ４・１４に指向性の低い光が入射すると、基準太陽光のスペクトル分布と乖離したスペクトル分布を有する擬似太陽光が生成されてしまう。
【００８４】
しかし、テーパカプラ３・１３によれば、光の指向性を揃えれば、基準太陽光のスペクトル分布に近いスペクトル分布を有する擬似太陽光を生成することが可能となる。具体的には、テーパカプラ３・１３から出射された光は、光学フィルタ４・１４の垂直軸に対して、入射角範囲が±３０°以下になる。この光学フィルタ４・１４は入射角０°、つまり光学フィルタ４・１４に対して垂直で入射する場合に所定の透過特性が得られるように設計されているため、入射光の光学フィルタ４・１４への垂直方向の位相ずれ（１−ｃｏｓ３０°で近似）は最大で１４％であり、入射角が０°から３０°まで広がった場合でも、位相ずれは０％から１４％までの平均的な値となる。したがって、入射角が０°で入射した場合に対する、光学フィルタ４・１４の透過率の変化が小さくなる。
【００８５】
このように、光学フィルタ４・１４に対して、指向性の高い光が入射するので、スペクトルの制御性が高まり、より基準太陽光に近いスペクトル分布を有する擬似太陽光を生成することができる。その結果、光学フィルタ４・１４を通過することで得られる光は、実際の太陽光により近くなり、結果として擬似太陽光を、基準太陽光からのずれ（スペクトル合致度）が±５％以内の日本工業規格（ＪＩＳ）ＭＳ級の光にすることができる。
【００８６】
また、擬似太陽光照射測定装置１００は、テーパカプラ３・１３を備えるため、ハロゲン光源１からの光およびキセノン光源１１からの光が所定の角度で光学フィルタ４・１４および波長選択部材５に入射するように、光の指向性が制御される。そのため、ハロゲン光源１からの光およびキセノン光源１１からの光の光量が、波長選択部材５に到達するまでに損失することが抑制される。
【００８７】
なお、テーパカプラ３・１３の一方のみでも、ハロゲン光またはキセノン光の指向性を制御し、所定の角度で波長選択部材５に入射できる。また、擬似太陽光照射測定装置１００では、擬似太陽光を得るための光源として、ハロゲン光源１およびキセノン光源１１を用いた。しかし、ハロゲン光源１の代わりにハロゲンガスを含む高圧放電ランプを用いてもよいし、キセノン光源１１の代わりに他の光源を用いてもよい。また、光源の種類としては、棒状光源以外にも点光源などを用いてもよい。
【００８８】
＜光学系および測定部の詳細＞
次に、擬似太陽光照射測定装置１００が備える光学系および測定部２０の詳細について、図３〜図６を参照して説明する。
【００８９】
（光学系の詳細）
まず、擬似太陽光照射測定装置１００が備える、太陽電池モジュール３０に対して擬似太陽光を照射するための光学系の詳細について、図３を参照して説明する。
【００９０】
図３は、図１に示される擬似太陽光照射測定装置１００を示す斜視図である。なお、図３では、一部の部材を半透明にして図示し、また、保持部材などは省略している。
【００９１】
図３に示されるように、測定時には、導光板８と測定部２０との間に、太陽電池モジュール３０がセットされる。太陽電池モジュール３０は、受光面が導光板８側に、背面が検出ヘッド２６側になるようにセットされる。測定には太陽電池モジュール３０は封止樹脂による封止前のものが用いられ、背面側にはセル電極が露出している。太陽電池モジュール３０の受光面の射面積は、例えば、最大で１４００ｍｍ×１０００ｍｍ程度である。
【００９２】
この太陽電池モジュール３０の受光面と対向する位置に配設された導光板８の両側には、光導入部４０ａ・４０ｂがそれぞれ設置されている。１つの光導入部４０ａ・４０ｂは、ｙ軸方向に沿って１６個のハロゲン光源１が並んでおり、複数の集光部材２は、各ハロゲン光源１に対応してそれぞれ設置されている。
【００９３】
また、複数のテーパカプラ３は、各ハロゲン光源１に対応して、入射面がハロゲン光源１に対向するようにそれぞれ設置されている。
【００９４】
ハロゲン光源１は、その特性上、太陽電池モジュール３０の一辺のように長いものは製造が難しいため、フィラメント長が４０ｍｍ程度のハロゲン光源１を複数並べて使用される。
【００９５】
波長選択部材５の下方には、キセノン光源１１が配置されている。キセノン光源１１は、円筒形状の発光管の中にキセノンが封入されている。
【００９６】
集光部材１２は、キセノン光源１１を囲むように設置されている。キセノン光源１１の上方には複数の開口を有する反射部材１７が設置されている。また、８個のテーパカプラ１３が、反射部材１７の複数の開口部に対応して設置されている。
【００９７】
ハロゲン光源１からの光およびキセノン光源１１からの光は、それぞれテーパカプラ３・１３から出射された後、それぞれに対応する光学フィルタ４・１４を透過してスペクトルが調整される。その後、ハロゲン光源１からの光およびキセノン光源１１からの光は、波長選択部材５による透過または反射によって選択された波長範囲の光が混合され、擬似太陽光として光結合部材６の入射面に入射する。
【００９８】
光結合部材６に入射した擬似太陽光は、入射面に対してｚ軸方向の幅が狭められた出射面から出射され、導光板８に入射する。導光板８に入射した擬似太陽光は、光取り出し部９または反射シート１０によって導光板８の上方に出射され、太陽電池モジュール３０に対して均一なスルペクトル分布で照射される。
【００９９】
（測定部の詳細）
次に、上述のようにして、均一なスルペクトルの擬似太陽光が照射された太陽電池モジュール３０の出力特性を測定する測定部２０の詳細について、図３〜図６を参照して説明する。擬似太陽光照射測定装置１００が備える測定部２０は、太陽電池モジュール３０に複数形成されたセル３１の出力値を検出する。
【０１００】
図４は、図３に示される測定部２０の上面図である。なお、図４では、図３に示されるｚ軸方向移動機構（垂直移動機構）２５を、説明の便宜上、省略して図示している。
【０１０１】
図３および図４に示されるように、測定部２０は、ｙ軸方向移動機構２１と、ｙ軸方向ガイドシャフト２２と、ｘ軸方向移動機構２３と、ｘ軸方向ガイドシャフト２４と、ｚ軸方向移動機構２５と、検出ヘッド２６とを備えている。
【０１０２】
検出ヘッド２６は、太陽電池モジュール３０に複数形成されたセル３１に接触して、セル３１の出力値を検出するものである。検出ヘッド２６は、セル３１に対して相対的に移動可能に設けられている。具体的には、検出ヘッド２６は、後述する検出ヘッド移動機構に取り付けられている。したがって、検出ヘッド移動機構を制御することで、太陽電池モジュール３０に複数形成されたセル３１のうち、任意のセル３１の位置に検出ヘッド２６を移動させることができる。
【０１０３】
測定部２０において、ｙ軸方向移動機構２１と、ｙ軸方向ガイドシャフト２２と、ｘ軸方向移動機構２３と、ｘ軸方向ガイドシャフト２４と、ｚ軸方向移動機構２５とは、検出ヘッド２６を任意のセル３１の位置に移動させるための検出ヘッド移動機構を構成している。
【０１０４】
ｙ軸方向移動機構２１およびｙ軸方向ガイドシャフト２２は、検出ヘッド２６をｙ軸方向に沿って移動させるためのものである。２つのｙ軸方向ガイドシャフト２２は、太陽電池モジュール３０の各長辺に沿って互いに平行に配設されている。各ｙ軸方向ガイドシャフト２２のシャフト部には、ｘ軸方向移動機構２３が取り付けられている。また、各ｙ軸方向ガイドシャフト２２の両端には、ｙ軸方向移動機構２１が連結されており、ｙ軸方向移動機構２１は、擬似太陽光照射測定装置１００の上面にそれぞれ固定されている。これにより、ｙ軸方向移動機構２１は、２つのｙ軸方向ガイドシャフト２２を連動的に駆動することで、各ｙ軸方向ガイドシャフト２２に取り付けられたｘ軸方向移動機構２３を、ｙ軸方向に沿って平行移動させることができる。
【０１０５】
ｘ軸方向移動機構２３およびｘ軸方向ガイドシャフト２４は、検出ヘッド２６をｘ軸方向に沿って移動させるためのものである。ｘ軸方向ガイドシャフト２４は、太陽電池モジュール３０の短辺と平行に配設されている。各ｘ軸方向ガイドシャフト２４のシャフト部には、ｚ軸方向移動機構２５が取り付けられている。また、ｘ軸方向ガイドシャフト２４の両端には、ｘ軸方向移動機構２３が連結されており、ｘ軸方向移動機構２３は、ｙ軸方向ガイドシャフト２２のシャフト部にそれぞれ取り付けられている。これにより、ｘ軸方向移動機構２３は、ｘ軸方向ガイドシャフト２４を駆動させることで、ｘ軸方向ガイドシャフト２４に取り付けられたｚ軸方向移動機構２５を、ｘ軸方向に沿って移動させることができる。
【０１０６】
ｚ軸方向移動機構２５は、検出ヘッド２６をｚ軸方向に沿って移動させるためのものである。すなわち、ｚ軸方向移動機構２５は、太陽電池モジュール３０の背面に対して垂直な方向に向けて、検出ヘッド２６を昇降移動させる。ｚ軸方向移動機構２５は、その下面にｚ軸方向に沿って昇降可能なｚ軸方向昇降シャフト（図示省略）を有しており、このｚ軸方向昇降シャフトに先端部（下端部）に検出ヘッド２６が吊持されている。これにより、ｚ軸方向移動機構２５は、ｘ軸方向昇降シャフトを駆動させることで、ｚ軸方向昇降シャフトの先端部に設けられた検出ヘッド２６を、ｚ軸方向に沿って昇降移動させることができる。
【０１０７】
このような構成の検出ヘッド移動機構によれば、ｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向のいずれの方向に対しても、検出ヘッド２６を移動させることが可能である。そのため、検出ヘッド移動機構を制御することで、太陽電池モジュール３０に複数形成されたセル３１のうち、任意のセル３１の位置に検出ヘッド２６を移動させて、当該セル３１の出力値を検出することができる。
【０１０８】
図５は、図４に示される検出ヘッド２６を示す斜視図である。図５に示されるように、検出ヘッド２６には、太陽電池モジュール３０に形成されたセル電極３５ａ・３５ｂ（図６を参照）に接触させるための、＋側および−側の端子である１組の検出端子２６ａ・２６ｂが設けられている。
【０１０９】
この検出端子２６ａと検出端子２６ｂとの間隔は、太陽電池モジュール３０のセル電極３５ａ・３５ｂの間隔に応じて適宜設定される。例えば、この検出端子２６ａと検出端子２６ｂとの間隔を、１つのセル３１を挟むセル電極３５ａ・３５ｂの間隔に設定することで、単一のセル３１の出力値を検出ヘッド２６で検出することができる。また、検出端子２６ａと検出端子２６ｂとの間隔を、複数のセル３１を挟むセル電極３５ａ・３５ｂの間隔に設定することで、複数の光起電力セルの出力値を検出ヘッド２６で纏めて検出することができる。
【０１１０】
なお、検出端子２６ａ・２６ｂは、内部にばねを有するコンタクトプローブなどで構成されることが好ましい。これにより、セル電極３５ａ・３５ｂとの接触時における急激な加圧を緩和することができるので、太陽電池モジュール３０を加圧による損傷から保護することができる。
【０１１１】
図６は、図５に示される検出ヘッド２６によって太陽電池モジュール３０に形成されたセル３１の出力値を検出する状態を示す模式図である。なお、図６では、検出端子２６ａと検出端子２６ｂとの間隔が１つのセル３１を挟むセル電極３５ａ・３５ｂの間隔に設定された検出ヘッド２６を用いて、単一のセル３１の出力値を検出する状態を図示している。
【０１１２】
図６に示されるように、一般的な太陽電池モジュール３０は、ガラス基板３２の上に、透明電極層３３と、α−Ｓｉの半導体層３４と、背面電極層３５とが形成されている。セル３１における背面電極層３５は、図中右側に隣接するセル３１の透明電極層３３に内部で接続されている。この構造が連続することで、複数の小さなセル３１が直列に接続されている。なお、複数の小さなセルを直列に接続することで、太陽電池モジュール３０における電極内部の電圧降下を防ぐことができる。
【０１１３】
測定に用いられる太陽電池モジュール３０は、上述したとおり封止前のものである。そのため、図中破線で示される封止樹脂層３６は形成されておらず、セル電極３５ａ・３５ｂが露出している。
【０１１４】
測定部２０によって任意のセル３１の出力値を検出する場合、制御部２７は、検出対象となるセル３１のセル電極３５ａ・３５ｂに、検出端子２６ａ・２６ｂが接触するように、検出ヘッド移動機構の各部を制御する。
【０１１５】
具体的には、制御部２７は、ｙ軸方向移動機構２１とｘ軸方向移動機構２３とを制御して、検出対象となるセル３１の上方で、検出ヘッド２６を停止させる。このとき、セル３１のセル電極３５ａ・３５ｂの上方に、検出端子２６ａ・２６ｂが位置するように、それぞれ位置決めされている。
【０１１６】
次に、制御部２７は、ｚ軸方向移動機構２５を制御して、検出ヘッド２６を下降させ、検出対象となるセル３１のセル電極３５ａ・３５ｂに、検出端子２６ａ・２６ｂが接触させる。これにより、検出ヘッド２６によって、セル３１の出力値を検出することができる。
【０１１７】
なお、検出ヘッド２６によって検出されたセル３１の出力値（検出信号）は、配線２８を介して制御部２７に出力され管理される。これにより、セル３１ごとの出力特性のばらつきなどを把握することが可能となるので、例えば、その測定結果を次の生産ロットにフィードバックすることで、太陽電池モジュール３０の出力特性の均一性を向上させることが可能となる。
【０１１８】
＜実施形態１の総括＞
以上のように、本実施形態に係る擬似太陽光照射測定装置１０１は、ハロゲン光を出射するハロゲン光源１と、ハロゲン光とは異なるスペクトル分布を有するキセノン光を出射するキセノン光源１１と、ハロゲン光のスペクトルを調整する光学フィルタ４と、キセノン光のスペクトルを調整する光学フィルタ１４と、光学フィルタ４によりスペクトルが調整されたハロゲン光と、光学フィルタ１４によりスペクトルが調整されたキセノン光とが入射され、入射したハロゲン光およびキセノン光から選択した光を混合して擬似太陽光を生成する波長選択部材５と、波長選択部材５に生成された擬似太陽光を入射させて導光する導光板８と、導光板８に入射した擬似太陽光を、導光板８の照射面から太陽電池モジュール３０に向けて取り出す光取り出し部９と、光取り出し部９により取り出された擬似太陽光を受光して発電する、太陽電池モジュール３０に複数形成されたセル３１に対して相対的に移動可能に設けられ、セル３１の出力値を検出する検出ヘッド２６を有する測定部２０と備える。
【０１１９】
擬似太陽光照射測定装置１００では、光学フィルタ４によってスペクトルが調整されたハロゲン光と、光学フィルタ１４によってスペクトルが調整されたキセノン光とから選択された光を混合して擬似太陽光を生成し、生成した擬似太陽光を導光板８に向けて出射する。そして、導光板８に入射した光は、光取り出し部９により、導光板８の照射面から太陽電池モジュール３０に向けて出射される。
【０１２０】
そのため、擬似太陽光照射測定装置１０１によれば、基準太陽光に近いスペクトル分布を有する擬似太陽光を生成して、生成したスペクトルが均一な擬似太陽光を、太陽電池モジュール３０に複数形成されたセル３１に対して照射することが可能となる。
【０１２１】
さらに、擬似太陽光照射測定装置１００では、測定部２０は、太陽電池モジュール３０に複数形成されたセル３１の出力値を検出する検出ヘッド２６を有し、検出ヘッド２６は、セル３１に対して相対的に移動可能に設けられている。そのため、検出ヘッド２６の移動を制御することで、任意のセル３１の出力値を検出ヘッド２６で検出することが可能となる。
【０１２２】
それゆえ、本実施形態によれば、太陽電池モジュール３０に複数形成されたセル３１の出力値を検出することが可能な擬似太陽光照射測定装置１００を実現することができる。
【０１２３】
＜変形例＞
本実施形態に係る擬似太陽光照射測定装置１００が備える検出ヘッド２６の変形例について、図７および８を参照して説明する。
【０１２４】
図７は、図５に示される検出ヘッド２６の変形例を示す斜視図であり、図７（ａ）は図５に示される検出ヘッド２６を２つ並べた構成の検出ヘッド１２６ａを示し、図７（ｂ）は２組の検出端子２６ａ・２６ｂが設けられた検出ヘッド１２６ｂを示している。
【０１２５】
図７（ａ）および図７（ｂ）に示されるように、検出ヘッド１２６ａ・１２６ｂには、２組の検出端子２６ａ・２６ｂが設けられている。そのため、検出ヘッド１２６ａ・１２６ｂによれば、２つのセル３１の出力値を同時に検出することが可能となる。
【０１２６】
図８は、図７に示される検出ヘッド１２６ａ・１２６ｂによって太陽電池モジュール３０に形成されたセル３１の出力値を検出する状態を示す模式図である。
【０１２７】
図７に示される検出ヘッド１２６ａ・１２６ｂによってセル３１の出力値を検出する場合、図８に示されるように、２組の検出端子２６ａ・２６ｂのそれぞれをセル電極３５ａ・３５ｂに接触させる。検出ヘッド１２６ａ・１２６ｂでは、各検出端子２６ａ・２６ｂの間隔が１つのセル３１を挟むセル電極３５ａ・３５ｂの間隔に設定されているので、１つのセル３１を挿んで配設された２つのセル３１の出力値を同時に検出することができる。
【０１２８】
このように、検出ヘッド１２６ａ・１２６ｂによれば、２つのセル３１の出力値を同時に検出することができるので、複数の光起電力セルの出力値の検出に要する時間を短縮することができる。
【０１２９】
なお、検出ヘッドに設けられる検出端子２６ａ・２６ｂの端子数および配置位置は必要に応じて適宜変更可能である。例えば、３組以上の検出端子２６ａ・２６ｂを設けてよい。これにより、複数の光起電力セルの出力値の検出に要する時間をさらに短縮することができる。
【０１３０】
〔実施形態２〕
本発明に係る測定装置に関する他の実施形態について、図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、実施形態１にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１３１】
本実施形態に係る擬似太陽光照射測定装置１０１は、キセノン光源１１からの光のみを用いて擬似太陽光を生成する点で、実施形態１の擬似太陽光照射測定装置１００と異なっている。
【０１３２】
＜擬似太陽光照射測定装置の構成＞
図９は、本実施形態に係る擬似太陽光照射測定装置１０１の要部構成を示す側面図である。なお、図９では、太陽電池モジュール３０を保持するための保持部材などを省略して図示している。
【０１３３】
図９に示されるように、擬似太陽光照射測定装置１０１は、光導入部４１ａ・４１ｂと、導光板８と、光取り出し部（光取り出し部材）９と、反射シート１０と、冷却部１８と、測定部２０とを備えている。すなわち、擬似太陽光照射測定装置１０１は、図１に示される擬似太陽光照射測定装置１００の光導入部４０ａ・４０ｂに代えて、光導入部４１ａ・４１ｂを備えた構成であり、その他の構成は同一である。そのため、以下では、光導入部４１ａ・４１ｂについて詳細に説明し、その他の部材の説明については省略する。
【０１３４】
（光導入部）
光導入部４１ａ・４１ｂは、キセノン光源１１から出射された光のスペクトルを調整することで擬似太陽光を生成し、生成した擬似太陽光を導光板８に出射するものである。
【０１３５】
なお、光導入部４１ａおよび光導入部４１ｂの構成は同一である。そのため、ここでは光導入部４１ａの構成についてのみ説明する。
【０１３６】
光導入部４１ａは、キセノン光源１１（光源）と、集光部材１２と、反射部材１７と、テーパカプラ１３と、光学フィルタ１４と、光結合部材６とを備える。すなわち、光導入部４１ａは、図１に示される光導入部４０ａから、ハロゲン光源１と、集光部材２と、反射部材７と、ランプカバー１９と、テーパカプラ３と、光学フィルタ４と、波長選択部材５とが省略された構成である。
【０１３７】
また、光導入部４１ａでは、波長選択部材５が省略されているため、キセノン光源１１と、集光部材１２と、反射部材１７と、テーパカプラ１３と、光学フィルタ１４とは、キセノン光源１１からの光が光結合部材６の入射面に対して垂直に入射するように、各部材がｘ軸方向に沿って配設されている。
【０１３８】
キセノン光源１１は、擬似太陽光を生成するために必要なスペクトル分布（分光分布）を有する光を出射する。なお、擬似太陽光照射測定装置１０１では、光源としてキセノン光源１１を用いているが、擬似太陽光を生成するために必要なスペクトル分布を有する光を出射可能なものであれば、光源の種類は限定されない。例えば、キセノン光源１１に代えて、ハロゲン光源などを用いていもよい。
【０１３９】
光学フィルタ１４は、キセノン光源１１から出射された光のスペクトル分布を、基準太陽光のスペクトル分布に近似させる。具体的には、光学フィルタ１４は、キセノン光源１１に対応するテーパカプラ１３の出射面に近接して設けられており、テーパカプラ１３から出射される光のスペクトルを調整して、擬似太陽光を生成する。これにより、光学フィルタ１４によってスペクトルが調整された光が、擬似太陽光として光結合部材６に入射される。
【０１４０】
このようにして生成された擬似太陽光は、光結合部材６から導光板８に入射し、太陽電池モジュール３０に向けて照射される。
【０１４１】
このように、擬似太陽光照射測定装置１０１では、キセノン光源１１からの光のみを用いて擬似太陽光を生成するので、擬似太陽光を生成する光導入部４１ａ・４１Ｂの部品数を減少させることができる。
【０１４２】
＜実施形態２の総括＞
以上のように、本実施形態に係る擬似太陽光照射測定装置１０１は、光を出射するキセノン光源１１と、キセノン光源１１から出射された光の光学フィルタ１４と、光学フィルタ１４によりスペクトルが調整された光を入射させて導光する導光板８と、導光板８に入射した光を、導光板８の照射面から太陽電池モジュール３０に向けて取り出す光取り出し部９と、光取り出し部９により取り出された擬似太陽光を受光して発電する、太陽電池モジュール３０に複数形成されたセル３１に対して相対的に移動可能に設けられ、セル３１の出力値を検出する検出ヘッド２６を有する測定部２０と備える。
【０１４３】
擬似太陽光照射測定装置１０１では、キセノン光源１１からの光は、光学フィルタ１４により所望のスペクトルに調整された後、導光板８に入射する。そして、導光板８に入射した光は、光取り出し部９により、導光板８の照射面から太陽電池モジュール３０に向けて出射される。そのため、太陽電池モジュール３０に複数形成されたセル３１に対して、スペクトル分布が均一な擬似太陽光を照射することが可能となる。
【０１４４】
さらに、擬似太陽光照射測定装置１０１では、測定部２０は、太陽電池モジュール３０に複数形成されたセル３１の出力値を検出する検出ヘッド２６を有し、検出ヘッド２６は、セル３１に対して相対的に移動可能に設けられている。そのため、検出ヘッド２６の移動を制御することで、任意のセル３１の出力値を検出ヘッド２６で検出することが可能となる。
【０１４５】
それゆえ、本実施形態によれば、太陽電池モジュール３０に複数形成されたセル３１の出力値を検出することが可能な擬似太陽光照射測定装置１０１を実現することができる。
【０１４６】
また、本実施形態によれば、擬似太陽光を生成する光導入部４１ａ・４１Ｂの部品数を減少させることができるので、擬似太陽光照射測定装置１０１を小型化することができると共に、製造コストを低減することができる。
【０１４７】
本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１４８】
〔補足〕
なお、本発明に係る測定装置は、以下のように表現することもできる。すなわち、本発明に係る測定装置は、光源と、光源からの出射光を導光する導光部材と、前記導光部材を出た光のスペクトル調整部材と、前記スペクトル調整部材を出た光が入射する導光板と、前記導光板には、導光板の外部へ光を出射させる光取り出し手段が形成されてなる擬似太陽光照射装置において、被測定物の面内を移動可能な検出ヘッドを設けたことを特徴とする。
【０１４９】
また、本発明に係る測定装置は、発光スペクトルの異なる第１の光源と、第２の光源とからなり、１の光源の光が入射する第１の導光部材と、２の光源の光が入射する第２の導光部材と、前記第１の光源用の第１のスペクトル調整部材と、前記第２の光源用の第２のスペクトル調整部材と、第１のスペクトル調整部材を出た光を予め定める境界波長より長波長側の光を透過し、第２のスペクトル調整部材を出た光を予め定める境界波長より短波長側の光を反射する波長選択部材を有する擬似太陽光照射装置において、被測定物の面内を移動可能な検出ヘッドを設けたことを特徴とする。
【０１５０】
また、本発明に係る測定装置は、前記検出ヘッドは、被測定物に接触させる測定端子を有し、測定端子間距離は、単一セル電極間間隔であることを特徴とする。
【０１５１】
また、本発明に係る測定装置は、前記検出ヘッドは、被測定物に接触させる測定端子を有し、測定端子間距離は、複数セル電極間間隔であることを特徴とする。
【０１５２】
また、本発明に係る測定装置は、前記測定端子を被測定物に接触ために前記検出ヘッドの昇降機構を有することを特徴とする。
【産業上の利用可能性】
【０１５３】
本発明は、太陽電池モジュールの検査、測定、および実験などに好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１５４】
１ ハロゲン光源（第１の光源）
４ 光学フィルタ（第１のスペクトル調整部材）
８ 導光板
９ 光取り出し部（光取り出し部材）
１１ キセノン光源（光源・第２の光源）
１４ 光学フィルタ（スペクトル調整部材・第２のスペクトル調整部材）
２０ 測定部
２５ ｚ軸方向移動機構（垂直移動機構）
２６ 検出ヘッド
３０ 太陽電池モジュール（被測定物）
３１ セル（光起電力セル）
１００ 擬似太陽光照射測定装置（測定装置）
１０１ 擬似太陽光照射測定装置（測定装置）
１２６ａ 検出ヘッド
１２６ｂ 検出ヘッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光のスペクトルを調整するスペクトル調整部材と、
前記スペクトル調整部材によりスペクトルが調整された光を入射させて導光する導光板と、
前記導光板に入射した光を、当該導光板の照射面から被測定物に向けて取り出す光取り出し部材と、
前記光取り出し部材により取り出された光を受光して発電する、前記被測定物に複数形成された光起電力セルに対して相対的に移動可能に設けられ、当該光起電力セルの出力値を検出する検出ヘッドを有する測定部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記光源として、第１の光を出射する第１の光源と、当該第１の光とは異なるスペクトル分布を有する第２の光を出射する第２の光源とを備え、
前記スペクトル調整部材として、前記第１の光のスペクトルを調整する第１のスペクトル調整部材と、前記第２の光のスペクトルを調整する第２のスペクトル調整部材とを備え、
前記第１のスペクトル調整部材によりスペクトルが調整された前記第１の光と、前記第２のスペクトル調整部材によりスペクトルが調整された前記第２の光とが入射され、入射した第１の光および第２の光から選択した光を混合して、前記導光板に向けて出射する波長選択部材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記第１の光は、前記第２の光よりも長波長の光であり、
前記波長選択部材は、前記第１のスペクトル調整部材によりスペクトルが調整された前記第１の光のうち、所定の境界波長より長波長側の光を透過して前記導光板に向けて出射し、前記第２のスペクトル調整部材によりスペクトルが調整された前記第２の光のうち、所定の境界波長より短波長側の光を反射して前記導光板に向けて出射するものであることを特徴とする請求項２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記検出ヘッドは、前記被測定物に接触させる少なくとも１組の検出端子を有し、
前記検出端子間の間隔は、１つの前記光起電力セルを挟むセル電極間の間隔に設定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項５】
前記検出ヘッドは、前記被測定物に接触させる少なくとも１組の検出端子を有し、
前記検出端子間の間隔は、複数の前記光起電力セルを挟むセル電極間の間隔に設定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項６】
前記検出ヘッドは、複数組の前記検出端子を有することを特徴とする請求項４または５に記載の測定装置。
【請求項７】
前記測定部は、前記光起電力セルが形成された前記被測定物の面に対して垂直な方向に向けて、前記検出ヘッドを移動させる垂直移動機構をさらに有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１】
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光のスペクトルを調整するスペクトル調整部材と、
前記スペクトル調整部材によりスペクトルが調整された光を入射させて導光する導光板と、
前記導光板に入射した光を、当該導光板の照射面から被測定物に向けて取り出す光取り出し部材と、
前記光取り出し部材により取り出された光を受光して発電する、前記被測定物に複数形成された光起電力セルに対して相対的に移動可能に設けられ、当該光起電力セルの出力値を検出する検出ヘッドを有する測定部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記光源として、第１の光を出射する第１の光源と、当該第１の光とは異なるスペクトル分布を有する第２の光を出射する第２の光源とを備え、
前記スペクトル調整部材として、前記第１の光のスペクトルを調整する第１のスペクトル調整部材と、前記第２の光のスペクトルを調整する第２のスペクトル調整部材とを備え、
前記第１のスペクトル調整部材によりスペクトルが調整された前記第１の光と、前記第２のスペクトル調整部材によりスペクトルが調整された前記第２の光とが入射され、入射した第１の光および第２の光から選択した光を混合して、前記導光板に向けて出射する波長選択部材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記第１の光は、前記第２の光よりも長波長の光であり、
前記波長選択部材は、前記第１のスペクトル調整部材によりスペクトルが調整された前記第１の光のうち、所定の境界波長より長波長側の光を透過して前記導光板に向けて出射し、前記第２のスペクトル調整部材によりスペクトルが調整された前記第２の光のうち、所定の境界波長より短波長側の光を反射して前記導光板に向けて出射するものであることを特徴とする請求項２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記検出ヘッドは、前記被測定物に接触させる少なくとも１組の検出端子を有し、
前記検出端子間の間隔は、１つの前記光起電力セルを挟むセル電極間の間隔に設定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項５】
前記検出ヘッドは、前記被測定物に接触させる少なくとも１組の検出端子を有し、
前記検出端子間の間隔は、複数の前記光起電力セルを挟むセル電極間の間隔に設定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項６】
前記検出ヘッドは、複数組の前記検出端子を有することを特徴とする請求項４または５に記載の測定装置。
【請求項７】
前記測定部は、前記光起電力セルが形成された前記被測定物の面に対して垂直な方向に向けて、前記検出ヘッドを移動させる垂直移動機構をさらに有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の測定装置。
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図３】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−９８２６３（Ｐ２０１３−９８２６３Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３７９９４（Ｐ２０１１−２３７９９４）
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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