短絡電流測定装置、太陽電池評価装置、短絡電流測定方法、および、太陽電池評価方法
【課題】短時間で、より少ない演算量で標準試験条件の光を照射した場合の太陽電池の短絡電流を求め、ソーラーシミュレータの光量調整を容易に行う短絡電流測定装置を提供する。
【解決手段】短絡電流測定装置１００は、光源部２から、光量がそれぞれ異なる複数の照射光を測定対象の太陽電池１１に照射し、前記複数の照射光を受けたときの、前記太陽電池のそれぞれの短絡電流とそれぞれの分光感度とを測定し、前記それぞれの分光感度を用いて、予め定められている所定の分光放射照度の光を前記太陽電池に照射した場合のそれぞれの短絡電流を算出し、前記測定部で測定された少なくとも２つの短絡電流と、当該短絡電流が測定されたときの分光感度を用いて算出したそれぞれの短絡電流とに基づいて、前記所定の分光放射照度の光を前記太陽電池に照射した場合の短絡電流を算出する。
【解決手段】短絡電流測定装置１００は、光源部２から、光量がそれぞれ異なる複数の照射光を測定対象の太陽電池１１に照射し、前記複数の照射光を受けたときの、前記太陽電池のそれぞれの短絡電流とそれぞれの分光感度とを測定し、前記それぞれの分光感度を用いて、予め定められている所定の分光放射照度の光を前記太陽電池に照射した場合のそれぞれの短絡電流を算出し、前記測定部で測定された少なくとも２つの短絡電流と、当該短絡電流が測定されたときの分光感度を用いて算出したそれぞれの短絡電流とに基づいて、前記所定の分光放射照度の光を前記太陽電池に照射した場合の短絡電流を算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池を評価するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池は広く普及し、メーカ間、製品間の競争が激しくなっている。また、その組成も、単結晶シリコンから、アモルファスシリコン、薄膜シリコン、有機化合物等の多くの種類が開発されている。
【０００３】
太陽電池は、材料及び構造に起因する固有の分光感度特性を有する。従って、その光電変換特性は、性能評価用の照射光の分光放射照度に大きく依存することになる。そこで、これらの太陽電池の光電変換効率を公正に評価するために、評価方法が、ＩＥＣ６０９０４やＪＩＳ（Ｃ８９０５〜Ｃ８９９１）で定義されている。太陽電池の性能測定は、国際的に協定された標準試験条件の下で、基準太陽光の分光放射照度（＝Ｅ（λ））に近似させた分光放射照度Ｌ（λ）を持つソーラーシミュレータを用いて屋内で実施されることが多い。
【０００４】
このソーラーシミュレータの分光放射照度は、基準太陽光と完全には一致しておらず、異なるメーカ間ではもちろん、同じメーカにおいても機差が存在している。そのため、分光感度特性が同じ太陽電池であっても、異なるソーラーシミュレータで測定すると、太陽電池の発電量が異なってしまうという問題があった。図２は、前記の基準太陽光の分光放射照度Ｅ（λ）を示すものであり、ＩＥＣ６０９０４に示されたものである。また、図３には、ソーラーシミュレータの分光放射照度Ｌ（λ）の一例を示す。
【０００５】
そこで、測定者は、例えば、産業技術総合技術研究所（＝国際的に統一された基準太陽光スペクトル等を持っている国立またはそれに準じる機関）等の公的機関に、サンプルとなる太陽電池を送付して測定を依頼する。それに応じてこれらの公的機関は、所有している限りなく基準太陽光に近い高近似のソーラーシミュレータを用いることによって自然太陽光ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ２におけるそのサンプルの短絡電流ＩＳＴＣを求め、その測定値（＝Ａ）を記載して測定者に返送する。
【０００６】
これを受けて測定者は、返送されて来たサンプルを、以降、自社の基準セルとして、ソーラーシミュレータの光量調整用に使用する。すなわち、測定者は、ソーラーシミュレータの照射光を基準セルに照射し、その短絡電流Ｉが前記測定値Ａとなるように、ソーラーシミュレータの光量を調整する。そして、実際に測定すべき（検査対象の製品の）太陽電池の特性を測定する。これは、前述のように基準太陽光の分光スペクトルを厳密に再現することは困難であるが、可能な限り、各社のソーラーシミュレータをそれに合せ込むための手法である。
【０００７】
ところが、上述の手法では、基準セルを用いてソーラーシミュレータの校正を行う場合、事前に測定者がサンプルを作成して産業技術総合技術研究所等の公的機関に送付し、公的機関によって測定された短絡電流の測定値とサンプルとを受け取る必要がある。そのことは、手間や、時間、費用がかかるという問題がある。しかも、ソーラーシミュレータの校正は一度だけ行えばよいのでなく、測定すべき太陽電池の分光感度が変わる都度、新たに基準セルを作成して校正をやり直す必要がある。従って、ソーラーシミュレータの校正にかかる時間や費用は膨大なものとなっている。
【０００８】
そこで、ソーラーシミュレータの光量調整の際、基準セルの標準試験条件の光による短絡電流を値付けるために、すなわち、太陽電池の標準試験条件の光による短絡電流ＩＳＴＣを算出する方法として、以下の方法が提案されている（非特許文献１参照）。
【０００９】
太陽電池の分光感度（微分分光応答）S(I,λ)と、基準セルの標準試験条件の分光放射照度EAM1.5 λ(λ)とから求めたs(I)=∫S(I,λ)・{EAM1.5 λ(λ)dλ/∫EAM1.5 λ(λ')dλ'}を用いて、
ESTC=∫0ISTC 1/s(I)dI (ESTC=∫EAM1.5 λ(λ')dλ') ・・・・（式Ａ）
を満足するISTCが、太陽電池の標準試験条件の光による短絡電流となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】J.Metzdorf“Calibration of solar cells: The differential spectral responsivity method” Applied Optics 1 May 1987 Vol.26 No.9 P.1701
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ここで、太陽電池は、図４に示すように、太陽電池に照射される照射強度が増えて、短絡電流が増加するに従い、長波長の分光感度が増加する。この様子を、図５に示す。参照符号Ｆ０で示されるグラフは、図４を模式化したグラフであり、参照符号Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３等で示されるグラフはそれぞれ、図４の照射強度毎の分光感度を示すグラフである。これらのＦ１、Ｆ２、Ｆ３等のグラフを、照射強度を横軸に、短絡電流を縦軸に変換すると、照射強度がΔＥだけ変化した場合に短絡電流がΔＩ変化するグラフとなる。
【００１２】
ここで、線形特性の太陽電池の場合、短絡電流の変化は照射強度に依存せずに一定の値となるため、照射強度と短絡電流との関係を示すグラフは直線になる。しかし、太陽電池が非線形特性を持つ場合には、短絡電流の変化は照射強度により異なることになるため、照射強度と短絡電流との関係を示すグラフは、参照符号Ｆａで示すような曲線のグラフになる。この例では、照射光エネルギーが増えるに従い、長波長側の感度が増えて、ΔＩ／ΔＥの値が大きくなっている。
【００１３】
従って、上述の技術では、非常に弱いバイアス光から略1.5・ESTC相当の強いバイアス光範囲で細かくバイアス光強度を変えて、そのときのS(Ii,λ) (i=0,1,2,・・・,N)を測定し、上記（式Ａ）を満足するISTCを求めなければならない。このため、短絡電流ISTCを得る為に、多くの測定と多くの演算を行わなければならず、長時間を要することとなる。
【００１４】
また、非線形性の強い太陽電池では、ESTC=∫0ISTC 1/s(I)dIを満たすISTCでは誤差を生じる場合がある。
【００１５】
更に、バイアス光強度の変化を細かく、すなわち、Nを大きくしないと積分誤差を生じることがあるので、積分∫S(Ii,λ)・{EAM1.5 λ(λ)dλ/∫EAM1.5 λ(λ')dλ'}をN+1回計算するために、能力の高い演算処理装置が必要となる。また、安定したバイアス光が必要な放射照度範囲が狭いので、バイアス光源の駆動制御部が複雑とならざるを得ず、高価になってしまうという問題がある。
【００１６】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、より少ない演算量と時間とで標準試験条件の光による太陽電池の短絡電流を容易に求め、ソーラーシミュレータの光量調整を容易に行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の一態様に係る短絡電流測定装置は、測定対象の太陽電池を照明し、光量がそれぞれ異なる複数の照射光を照射する光源部と、前記複数の照射光を受けたときの、前記太陽電池のそれぞれの短絡電流とそれぞれの分光感度とを測定する測定部と、前記それぞれの分光感度を用いて、予め定められている所定の分光放射照度の光を前記太陽電池に照射した場合のそれぞれの短絡電流を算出する算出電流算出部と、前記測定部で測定された少なくとも２つの短絡電流と、当該短絡電流が測定されたときの分光感度を用いて前記算出電流算出部が算出したそれぞれの短絡電流とに基づいて、前記所定の分光放射照度の光を前記太陽電池に照射した場合の短絡電流を算出する短絡電流算出部とを備えることを特徴とする。
【００１８】
また、上述の短絡電流測定装置において、前記光源部は、ある光量の照射光を照射した場合に前記測定部が測定した分光感度と前記所定の分光放射照度とを用いて前記算出電流算出部が算出した短絡電流と、当該ある光量の照射光を照射した場合に前記測定部が測定した短絡電流とに基づいて求められた光量の照射光を照射することを特徴とする。
【００１９】
また、上述の短絡電流測定装置において、前記光源部は、ある光量の照射光を照射した場合に前記測定部が測定した第１短絡電流と、当該ある光量の照射光を照射した場合に前記測定部が測定した第１分光感度と前記所定の分光放射照度とを用いて前記算出電流算出部が算出した第２短絡電流と、当該ある光量と微小量異なる光量の照射光を照射した場合に前記測定部が測定した第３短絡電流と、当該ある光量と微小量異なる光量の照射光を照射した場合に前記測定部が測定した第２分光感度と前記所定の分光放射照度とを用いて前記算出電流算出部が算出した第４短絡電流と、に基づいて求められた光量の照射光を照射することを特徴とする。
【００２０】
また、上述の短絡電流測定装置において、前記短絡電流算出部は、前記所定の分光放射照度の光を前記太陽電池に照射した場合の短絡電流として、前記測定部が測定した短絡電流と前記算出電流算出部が算出した短絡電流とに基づいた補間式を用いて、前記測定部が測定した短絡電流と前記算出電流算出部が算出した短絡電流とが等しくなるような短絡電流を算出することを特徴とする。
【００２１】
そして、本発明の他の一態様に係る短絡電流測定方法は、測定対象の太陽電池を照明する光源から、光量がそれぞれ異なる複数の照射光を照射する光源部を備える短絡電流測定装置で用いられる短絡電流測定方法であって、前記複数の照射光を受けたときの、前記太陽電池のそれぞれの短絡電流とそれぞれの分光感度とを測定する測定ステップと、前記それぞれの分光感度を用いて、予め定められている所定の分光放射照度の光を前記太陽電池に照射した場合のそれぞれの短絡電流を算出する算出電流算出ステップと、前記測定ステップで測定された少なくとも２つの短絡電流と、当該短絡電流が測定されたときの分光感度を用いて前記算出電流算出ステップで算出したそれぞれの短絡電流とに基づいて、前記所定の分光放射照度の光を前記太陽電池に照射した場合の短絡電流を算出する短絡電流算出ステップとを備えることを特徴とする。
【００２２】
このような構成の短絡電流測定装置では、分光放射照度Ｅ(λ)での照射光を太陽電池に照射した場合の短絡電流と推定される短絡電流の近傍の短絡電流を用いるので、その短絡電流の時の分光感度Ｓ(Ｉｉ、λ)を測定すればよい。従って、測定回数が少なく、演算量も少なくなるので、容易に短絡電流を求めることが可能となる。
【００２３】
本発明の一態様に係る太陽電池評価装置は、上記の短絡電流測定装置によって、予め定められている所定の短絡電流が測定されるときの、太陽電池の分光感度を測定する分光感度測定部と、ある分光放射照度の照射光を照射する光源部と、前記ある分光放射照度と前記分光感度測定部で測定した分光感度とから求めた短絡電流と、前記所定の短絡電流とが近似するように、前記光源部が照射する照射光の分光照射照度を変更する調整部とを備えることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の一態様に係る太陽電池評価装置は、ある分光放射照度の照射光を照射する光源部と、前記ある分光放射照度の照射光が照射されたときの、複数の短絡電流を測定する短絡電流測定部と、前記短絡電流測定部が測定したそれぞれの短絡電流が測定されるときのそれぞれの分光感度を測定する分光感度測定部と、前記分光感度測定部が測定したそれぞれの分光感度と前記ある分光放射照度とから、それぞれの短絡電流を算出する算出電流算出部と、短絡電流測定部が測定した短絡電流と前記算出電流算出部が算出した短絡電流値とに基づいて、予め定められている分光放射照度の照射光を前記太陽電池に照射した場合の短絡電流を算出する短絡電流算出部と、前記短絡電流算出部が算出した短絡電流と、予め定められている短絡電流とに基づいて、前記光源部が照射する照射光の分光照射照度を変更する調整部とを備えることを特徴とする。
【００２５】
そして、本発明の他の一態様に係る太陽電池評価方法は、ある分光放射照度の照射光を照射する光源部を備える太陽電池評価装置で用いられる太陽電池評価方法であって、上記短絡電流測定装置によって、予め定められている所定の短絡電流が測定されるときの、太陽電池の分光感度を測定する分光感度測定ステップと、前記ある分光放射照度と前記分光感度測定ステップで測定した分光感度とから求めた短絡電流と、前記所定の短絡電流とが近似するように、前記光源部が照射する照射光の分光照射照度を変更する調整ステップとを備えることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の他の一態様に係る太陽電池評価方法は、ある分光放射照度の照射光を照射する光源部を備える太陽電池評価装置で用いられる太陽電池評価方法であって、前記ある分光放射照度の照射光が照射されたときの、複数の短絡電流を測定する短絡電流測定ステップと、前記短絡電流測定ステップが測定したそれぞれの短絡電流が測定されるときのそれぞれの分光感度を測定する分光感度測定ステップと、前記分光感度測定ステップで測定したそれぞれの分光感度と前記ある分光放射照度とから、それぞれの短絡電流を算出する算出電流算出ステップと、短絡電流測定ステップで測定した短絡電流と前記算出電流算出ステップで算出した短絡電流値とに基づいて、予め定められている分光放射照度の照射光を前記太陽電池に照射した場合の短絡電流を算出する短絡電流算出ステップと、前記短絡電流算出ステップで算出した短絡電流と、予め定められている短絡電流とに基づいて、前記光源部が照射する照射光の分光照射照度を変更する調整ステップとを備えることを特徴とする。
【００２７】
このような構成の太陽電池評価装置では、分光放射照度Ｅ(λ)での照射光を太陽電池に照射した場合の短絡電流及び分光感度を容易に算出できるので、容易にソーラーシミュレータの光量を調整することが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係る太陽電池評価装置は、標準試験条件の光による太陽電池の短絡電流を短時間で容易に求めることができ、ソーラーシミュレータの光量調整を短時間で容易に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の一形態に係る短絡電流測定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】基準太陽光による分光放射照度を示すグラフである。
【図３】一例のソーラーシミュレータの分光放射照度を示すグラフである。
【図４】多結晶シリコン太陽電池における分光感度の照度依存性を示すグラフである。
【図５】図１の短絡電流測定装置における分光感度の考え方を説明するための図である。
【図６】図１の太陽電池が出力する光電流のグラフの例を示す図である。
【図７】図１の短絡電流測定装置が行う短絡電流の算出処理を説明するための図である。
【図８】図１の短絡電流測定装置が行う短絡電流測定処理（具体例１）のフローチャートである。
【図９】図１の短絡電流測定装置が行う短絡電流測定処理（具体例２）のフローチャートである。
【図１０】図１の短絡電流測定装置が行う短絡電流測定処理（具体例３）のフローチャートである。
【図１１】図１の短絡電流測定装置が行う短絡電流測定処理（変形例）のフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の一形態に係る太陽電池評価装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１０の太陽電池評価装置が行うソーラーシミュレータ調整処理（具体例１）のフローチャートである。
【図１４】図１０の太陽電池評価装置が行うソーラーシミュレータ調整処理（具体例２）のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
＜実施形態＞
本発明は、上記（式Ａ）を演算することなく、標準試験条件の光（EAM1.5 λ(λ)）による短絡電流ＩＳＴＣを算出し、ソーラーシミュレータの光量調整を行うものである。従って、実施形態では、標準試験条件の光による太陽電池の短絡電流を求める短絡電流測定装置と、この短絡電流を用いてソーラーシミュレータの光量調整を行う太陽電池評価装置とを例に説明する。
【００３１】
＜短絡電流測定装置＞
＜構成＞
図１は、短絡電流測定装置１００の構成を示すブロック図である。
【００３２】
この短絡電流測定装置１００は、バイアスの光の照射を行いつつ、単色光（実際には、数ｎｍの狭波長帯域を持つ波長の光）を照射し、太陽電池１１からの電流を逐次求めることで分光感度を測定し、EAM1.5 λ(λ)の光による太陽電池１１の短絡電流を算出するものである。
【００３３】
短絡電流測定装置１００は、光源２、分光光源駆動制御部１、光学系３ａ、光学系３ｂ、光学系３ｃ、光学系３ｄ、モノクロメータ４、モノクロメータ制御部５、サーボモータ６、光ブレード６ａ、チョッピングモータ駆動制御部７、ハーフミラー２０、ハーフミラー２１、光源９、バイアス光源駆動制御部８、放射照度測定部１０、太陽電池１１、ロックインアンプ１２、ＤＣアンプ１３、ＤＣアンプ１４、演算制御部１５、データ入出力部１６、データ記憶部１７、設定部１８、及び、表示部１９で構成される。
【００３４】
光源２は、太陽電池１１に光を照射するキセノンランプ等であり、分光光源駆動制御部１は、光源２の出力光の強度を制御する装置である。光学系３ａ、光学系３ｂ、光学系３ｃ、光学系３ｄは、その用途に応じて光を集中、又は、コリメート（平行光化）させるためのレンズ等の光学素子である。
【００３５】
モノクロメータ４は、広範囲の波長の光を空間的に分散させ、それをスリット等で狭い範囲の波長のみを取り出す分光器である。モノクロメータ４は、例えば、入射スリット、第１反射鏡、回折格子、第２反射鏡、及び、出射スリットを備えて構成され、入射スリットを介して入射された入射光束を第１反射鏡で回折格子へ反射し、回折格子で回折された入射光束の回折光を第２反射鏡で出射スリットへ反射する装置である。回折格子等を回転させてスリットの位置に到達する光の波長を選択させ、所望の範囲の波長のみを取り出す。モノクロメータ制御部５は、前記所望する範囲の波長を取り出すようにモノクロメータ４を制御する機能部である。
【００３６】
光ブレード６ａは、所定の幅で径方向にのびる切欠き部が周方向に一定間隔に並んでいる円板状の部材であり、サーボモータ６は、サーボ機構において光ブレード６ａをその中心を回転軸として回転させるモータである。チョッピングモータ駆動制御部７は、光ブレード６ａが所望の速度で回転するようにサーボモータ６を制御する装置である。
【００３７】
ハーフミラー２０、及び、ハーフミラー２１は、入射した光の一部を反射し、一部を透過する光学素子であり、入射した光を２つに分配する光学素子である。光源９は、太陽電池１１に光を照射するキセノンランプ等であり、バイアス光源駆動制御部８は、光源９の出力光の強度を制御する装置である。
【００３８】
放射照度測定部１０は、ハーフミラー２０による反射光（モノクロメータ４から射出された単色光）の放射照度を測定する装置であり、ＤＣアンプ１４は、放射照度測定部１０で測定された、図５で示す放射照度ΔＥを出力する。
【００３９】
太陽電池１１は、測定対象の太陽電池である。
【００４０】
ロックインアンプ１２、及び、ＤＣアンプ１３は太陽電池１１の光電流を取り出す装置である。ここで、図６は、太陽電池１１が出力する光電流のグラフの例を示す図である。太陽電池１１には、後述のように、光源９から射出された光（バイアス光）と、光ブレード６ａによって所定周期（周期Ｔ）でＯＮ／ＯＦＦされたパルスの単色光（単色光パルス、変調光）とが重畳された光が照射される。そのため、このグラフで示すように、太陽電池１１が出力する光電流には、バイアス光による光電流と、所定周期Ｔで入射される単色光パルスによる光電流とを含んでいる。ロックインアンプ１２は、図４に示す単色光パルスによる光電流を所定周期Ｔと同期することで検出し、図５で示すΔＩを出力する。また、ＤＣアンプ１３は、図４に示すバイアス光による光電流、すなわち、図５に示す参照符号Ｆａのグラフの縦軸で示す太陽電池１１の短絡電流の値を出力する。
【００４１】
光源２から射出された光は、光学系３ａを介してモノクロメータ４に入射し、モノクロメータ４で所定波長の光が切り出されて、モノクロメータ４から単色光が射出される。モノクロメータ４から射出された単色光は、光学系３ｂを介してハーフミラー２０に入射し、入射した単色光の一部が反射されて放射照度測定部１０に入射する。残余の単色光は透過して、光ブレード６ａに入射する。光ブレード６ａに入射した単色光は、光ブレード６ａの周方向に並ぶ切欠き部によって透過又は遮光されることで所定周期ＴでＯＮ／ＯＦＦされてパルス化され、光学系３ｃを介し、ハーフミラー２１を介して太陽電池１１に入射する。
【００４２】
一方、光源９から射出された光は、光学系３ｄを介してハーフミラー２１に入射し、ハーフミラー２１で反射されたバイアス光は太陽電池１１に入射する。すなわち、光源９から射出されたバイアス光は、モノクロメータ９から射出された単色光パルスと重畳されて、太陽電池１１に入射する。
【００４３】
演算制御部１５は、ロックインアンプ１２から取得したΔＩと、ＤＣアンプ１４から取得したΔＥと、ＤＣアンプ１３から取得した短絡電流Ｉとから、太陽電池１１のEAM1.5 λ(λ)の光による短絡電流ＩＳＴＣを算出し、分光光源駆動制御部１等を制御して短絡電流測定装置１００全体を制御する。短絡電流ＩＳＴＣの算出方法は、＜短絡電流の算出方法＞の項で説明する。
【００４４】
データ入出力部１６は、外部の機器とデータをやり取りするための、ＵＳＢポート等のいわゆる外部インタフェースであり、データ記憶部１７は、その用途に応じて、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性の記憶素子、ＲＯＭ（Read Only Memory）や書換え可能なＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の不揮発性の記憶素子、ハードディスク等により構成され、演算制御部１５が動作するのに必要なプログラムや、データを記憶している。
【００４５】
設定部１８は、短絡電流測定処理を開始するコマンドや、処理を行う上で必要な分光光源駆動制御部１等の制御部に対するパラメータ等の各種データを、短絡電流測定装置１００に入力する機器である。例えば、キーボードやマウス等である。表示部１９は、設定部１８から入力されたコマンドやデータ、及び、演算制御部１５が算出した短絡電流値等を出力（提示）する機器である。例えばＣＲＴディスプレイ、ＬＣＤ、有機ＥＬディスプレイ、及び、プラズマディスプレイ等の表示装置やプリンタ等の印刷装置等である。
【００４６】
短絡電流測定装置１００の演算制御部１５、データ入出力部１６、データ記憶部１７、設定部１８、及び、表示部１９等は、例えば、マイクロプロセッサ、メモリおよびその周辺回路を備えるコンピュータによって構成される。前記マイクロプロセッサは、いわゆるＣＰＵ（Central Processing Unit）等であり、メモリに記憶されているプログラムを実行することにより、短絡電流測定装置１００は、機能的に、演算制御部１５〜表示部１９等を備えることになる。
【００４７】
＜短絡電流の算出方法＞
本実施形態での短絡電流の算出方法を説明する。
【００４８】
実施形態では、I=∫S(I,λ)・EAM1.5 λ(λ)dλ を満足する短絡電流Iを算出し、それを所望する短絡電流ISTCとするものである。
【００４９】
具体的には、測定で求めた短絡電流Iiと、演算で求めた短絡電流Kiとから、
Ki=∫S(Ii,λ)・EAM1.5 λ(λ)dλ (i=0,1,2,・・・,N)
ri=Ii/ Ki (i=0,1,2,・・・,N)
を算出する。ここで、分光感度S(Ii,λ)は、ロックインアンプ１２から取得したΔＩと、ＤＣアンプ１４から取得したΔＥとから、S(Ii,λ)=ΔI(λ)/ΔE(λ) を用いて求める。また、短絡電流Ｉは、ＤＣアンプ１３から取得したものである。
【００５０】
そして、N+1組のKiとIiとから補間式f(r)を求める。そして、r=1のときのf(1)から、短絡電流を求め、それを所望する短絡電流ISTCとする。
【００５１】
図７を用いて、短絡電流の算出方法の考え方を説明する。測定で求めた短絡電流Ｉと、演算で求めた短絡電流Ｋには差があるので、図７に示すように、例えば、I0とK0とはずれており、I1とK1もずれている。従って、r0、r1は１ではない。ここで、Ｆａで示されるグラフは、グラフ上にある１点のごく近傍では直線に限りなく近いと考えて、（I0,K0）と（I1,K1）とから補間式f(r)を求め、r=1のf(1)から求めた短絡電流が、所望する短絡電流ISTCであると推定する。尚、図７では、ｒ＞１となる（I0,K0）と、ｒ＜１となる（I1,K1）とを例に示してしているが、ともにｒ＜１又はｒ＞１となる(Ii,Ki)であってもよい。
【００５２】
実際には、補間式f(r)から求めた短絡電流と、所望する短絡電流ISTCとはずれが生じ得る。とはいえ、補間式f(r)から求めた短絡電流は、所望する短絡電流ISTCにかなり近い値であるので、後述する具体例のように、バイアス光の強度を変えて、所望する短絡電流ISTCを求めることが望ましい。この場合、所望する短絡電流ISTCの近傍の短絡電流Ｋを算出するために分光感度を測定することになる。
【００５３】
従って、分光感度S(Ii,λ) (i=0,1,2,・・・,N) は所望する短絡電流ISTCの近傍の複数個の短絡電流について測定されていれば十分であることになるので、より少ない回数のS(Ii,λ)の測定で所望する短絡電流ISTCを得ることができることになるようになる。すなわち、より少ない演算量と時間とで標準試験条件の光による太陽電池の短絡電流を容易に求めることが可能となる。
【００５４】
以下、短絡電流測定装置１００を用いて上記方法で短絡電流を求める具体例及び変形例を説明する。
【００５５】
＜具体例１＞
具体例１は、今回測定した分光感度S(Ii,λ)を用いて、短絡電流Ki=∫S(Ii,λ)・EAM1.5 λ(λ)dλを求め、短絡電流Ki、及び、その時点以前の同様の値、すなわち、分光感度S(Ii-1,λ)、短絡電流Ki-1等から短絡電流ISTCを推定する。そして、次にバイアス光を更新してS(Ii+1,λ)を測定する際のIi+1が、推定したISTCになるようにバイアス光を更新する。これを繰り返すことで、前記推定したISTCが短絡電流ISTCに漸近するので、少ないバイアス光の変更回数で短絡電流ISTC、及び、そのときの分光感度S(ISTC,λ)を求めることができる。すなわち、測定した分光感度S(Ii,λ)を用いて、所望する短絡電流ISTCに近い値が得られる次に設定すべきバイアス光強度を決定するので、少ない分光感度S(Ii,λ)の測定回数で所望する短絡電流ISTCを得ることができることになる。図８は、具体例１のＩＳＴＣ測定処理を示すフローチャートである。
【００５６】
測定を開始する前に、標準試験条件の分光放射照度EAM1.5 λ(λ)から、照射光エネルギーESTC=∫EAM1.5 λ(λ)dλを算出し、EAM1.5 λ(λ)とESTCとをデータ記憶部１７に記憶しておく。
【００５７】
まず、光源９から照射されるバイアス光の放射照度Ebが略標準試験条件の光EAM1.5 λ(λ)になるように、光源９の制御パラメータの値β0が求められてバイアス光源駆動制御部８に設定される（ステップＳ２０）。ここでいう光源９の制御パラメータとは光源９の電流、電圧など光源９の光量を制御するパラメータである。
【００５８】
太陽電池１１がセットされ、測定開始コマンドが設定部１８から入力されると、演算制御部１５は、インデックスｉに０（ゼロ）を設定する（ステップＳ２１）。
【００５９】
次に、短絡電流Ii (i=0)が測定され（ステップＳ２２）、演算制御部１５は、短絡電流Ki=∫S(Ii,λ)・EAM1.5 λ(λ)dλ (i=0)と、ri=Ii/Ki (i=0)とを算出する（ステップＳ２３）。具体的には、演算制御部１５は、上述の＜短絡電流の算出方法＞で説明したように、Kiとriとを算出する。
【００６０】
ここで、算出された短絡電流K0（以下、「算出短絡電流」という。）が測定された短絡電流I0（以下、「測定短絡電流」という。）に一致する場合は、測定短絡電流I0及び算出短絡電流K0は、標準試験条件における被試験セルの短絡電流といえる。従って、riと１との差の絶対値が許容誤差ε内であれば（ステップＳ２４：Ｙ）、算出短絡電流Ki (i=0)を所望の短絡電流ISTCとし（ステップＳ２５）、演算制御部１５は、求めたISTCを、表示部１９に表示して処理を終了する。
【００６１】
一方、riと１との差の絶対値が許容誤差ε内でない場合は（ステップＳ２４：Ｎ）、ｉの数、すなわち何回目の測定であるかに応じて、バイアス光の調整を行う。
【００６２】
算出短絡電流K0が測定短絡電流I0に一致しない場合、分光分布が略標準試験条件の光EAM1.5 λ(λ)に相似な照射光(I0/K0)・EAM1.5 λ(λ)を考えると、
∫S(I0,λ)・(I0/K0)・EAM1.5 λ(λ)dλ=I0・∫S(I0,λ)・EAM1.5 λ(λ)dλ
/∫S(I0,λ')・EAM1.5 λ(λ')dλ'=I0
である。これは、分光感度S(I0,λ)が、照射光(I0/K0)・EAM1.5 λ(λ)を被試験セルに照射したときの微分分光応答であることを意味している。
【００６３】
被試験セルの応答がほぼ線形なら、バイアス光を(K0/I0)倍すれば、略標準試験条件の光EAM1.5 λ(λ)を照射したときの短絡電流とほぼ同じの短絡電流が得られるはずである。
【００６４】
従って、最初の測定（i=0）の場合は（ステップＳ２６：Ｙ）、K0/I0 倍となるようにバイアス光源のパラメータを調整して（ステップＳ３４）、２度目の測定(i=1)をステップＳ２２から開始する。ステップＳ２７でｉに１足してi=1となり、ステップＳ２８でIi'にKi-1、すなわち、K0を代入していることから、Ii'/Ii-1は、K0/I0となる。
【００６５】
次に、２度目の測定(i=1)では、測定短絡電流Ii (i=1)が測定され（ステップＳ２２）、算出短絡電流Ki=∫S(Ii,λ)・EAM1.5 λ(λ)dλ (i=1)と、ri=Ii/Ki (i=1)とを算出する（ステップＳ２３）。ここで、算出短絡電流K1が測定短絡電流I1に一致する場合は、測定短絡電流I1及び算出短絡電流K1は標準試験条件における被試験セルの短絡電流である。従って、riと１との差の絶対値が許容誤差ε内であれば（ステップＳ２４：Ｙ）、算出短絡電流Ki (i=1)を所望の短絡電流ＩＳＴＣとして（ステップＳ２５）、処理を終了する。
【００６６】
一方、riと１との差の絶対値が許容範囲ε内でない場合は（ステップＳ２４：Ｎ、ステップＳ２６：Ｎ、ステップＳ２９：Ｙ）、分光分布が略標準試験条件の光EAM1.5 λ(λ)に相似な照射光(I1/K1)・EAM1.5 λ(λ)を考えると、I0のときと同様に
∫S(I1,λ)・(I1/K1)・EAM1.5 λ(λ)dλ=I1・∫S(I1,λ)・EAM1.5 λ(λ)dλ
/∫S(I1,λ')・EAM1.5 λ(λ')dλ'=I1
だから、分光感度S(I1,λ)が、照射光(I1/K1)・EAM1.5 λ(λ)を被試験セルに照射したときの微分分光応答である。
【００６７】
被試験セルの応答がI0、I1の近傍でほぼ線形なら、(I0, K0/I0), (I1, K1/I1)を通る次の直線
r={(K1/I1-K0/I0)/(I1-I0)}・(I-I0)+K0/I0
を求める。そして、r=1になる短絡電流Iを求める。この短絡電流Iが所望の短絡電流ISTCとなる。
【００６８】
直線r={(K1/I1-K0/I0)/(I1-I0)}・(I-I0)+K0/I0の解を求めると、ステップＳ３０でｉに１足してi=2としているので、Ii'=Ii-2＋(1-ri-2)・{(Ii-1-Ii-2)/(ri-1-ri-2)}となる（ステップＳ３１）。Ii'/ Ii-1 倍となるようにバイアス光源のパラメータを調整して（ステップＳ３４）、３度目の測定(i=2)をステップＳ２２から開始する。尚、２度目の測定(i=1)の時は、ステップＳ３４において、バイアス光を(K1/I1)倍になるようにしてもよい。また、r=1になる短絡電流I=I2'を求め、この短絡電流I2'を所望の短絡電流ISTCとしてもよい。
【００６９】
次に、３度目の測定(i=2)では、測定短絡電流Ii (i=2)が測定され（ステップＳ２２）、算出短絡電流Ki=∫S(Ii,λ)・EAM1.5 λ(λ)dλ (i=2)と、ri=Ii/Ki (i=2)とを算出する（ステップＳ２３）。ここで、riと１との差の絶対値が許容誤差ε内であれば（ステップＳ２４：Ｙ）、算出短絡電流Ki (i=2)を所望の短絡電流ＩＳＴＣとして（ステップＳ２５）、処理を終了する。
【００７０】
一方、riと１との差の絶対値が許容範囲ε内でない場合は（ステップＳ２４：Ｎ、ステップＳ２６：Ｎ、ステップＳ２９：Ｎ）、ステップＳ３２に移る。分光分布が略標準試験条件の光EAM1.5 λ(λ)に相似な照射光(I1/K1)・EAM1.5 λ(λ)を考えると、I0のときと同様に
∫S(I1,λ)・(I1/K1)・EAM1.5 λ(λ)dλ=I1・∫S(I1,λ)・EAM1.5 λ(λ)dλ
/∫S(I1,λ')・EAM1.5 λ(λ')dλ'=I1
だから、S(I1,λ)が、照射光(I1/K1)・EAM1.5 λ(λ)を被試験セルに照射したときの微分分光応答である。
【００７１】
(I0, K0/I0), (I1, K1/I1), (I2, K2/I2)を通る以下の２次式
r=(K0/I0)・(I-I1)・(I-I2)/{(I0-I1)・(I0-I2)}
+(K1/I1)・(I-I0)・(I-I2)/{(I1-I0)・(I1-I2)}+(K2/I2)・(I-I0)・(I-I1)/{(I2-I0)・(I2-I1)}
を求め、r=1の解Ii'を求める（ステップＳ３３）。そして、Ii'/ Ii-1 倍となるようにバイアス光源のパラメータを調整して（ステップＳ３４）、４度目の測定(i=3)をステップＳ２２から開始する。尚、３度目の測定(i=2)の時は、r=1になる短絡電流I=I3'を求め、この短絡電流I3'を所望の短絡電流ISTCとしてもよい。また、ステップＳ３４において、バイアス光を(I3'/I2)倍になるようにしてもよい。さらに、バイアス光を(K2/I2)倍になるようにしてもよい。
【００７２】
４度目以降は、３度目と同様にステップを繰り返し実行し、riと１との差の絶対値が許容誤差ε内になったとき、算出短絡電流Kiを所望の短絡電流ＩＳＴＣとして処理を終了する。
【００７３】
尚、実施形態では略標準試験条件の光EAM1.5 λ(λ)を用いて説明するが、これに限定されるものではなく、任意の分光放射照度Eλ(λ)を仮想的に照射したときであってもよい。その時の短絡電流を算出できる。また、直線補間または２次式による補間の例を示したが、より高次の補間式を用いてもよい。多項式以外の任意の補間式でもよい。
【００７４】
＜具体例２＞
具体例２では、最初に複数の分光感度を測定し、その中から短絡電流ＩＳＴＣに近い短絡電流を出力する分光感度を選択し、標準試験条件の光（EAM1.5 λ(λ)）による短絡電流ＩＳＴＣを算出する。図９は、具体例２のＩＳＴＣ測定処理を示すフローチャートである。
【００７５】
測定を開始する前に、次の２つの準備を行っておく。１つ目は、標準試験条件の分光放射照度EAM1.5 λ(λ)から、放射光エネルギーESTC=∫EAM1.5 λ(λ)dλを算出し、EAM1.5 λ(λ)とESTCとをデータ記憶部１７に記憶しておく。２つ目は、光源９から照射されるバイアス光の放射照度Ebが略標準試験条件EAM1.5 λ(λ)になるように、光源９の制御パラメータの値β0を求めてバイアス光源駆動制御部８に設定しておく。尚、２つ目の準備は必須ではないが、バイアス光の変更回数を少なくするためには有効である。
【００７６】
太陽電池１１がセットされ、測定開始コマンドが設定部１８から入力されると、複数、すなわちN+1個の分光感度（微分分光応答）S(Ii,λ)と測定短絡電流Ii (i=0,1,2,・・・,N)とが測定される（ステップＳ１０）。
【００７７】
次に、N+1個の計算上の短絡電流である算出短絡電流Ki=∫S(Ii,λ)・EAM1.5 λ(λ)dλ を算出し（ステップＳ１１）、N+1個の ri= Ii/Kiを算出する（ステップＳ１２）。そして、１の前後のrjを適切な数、例えば３つ選択する（ステップＳ１３）。
【００７８】
次に、ステップＳ１３において選択されたrに関する(rj,Ij)、(rj+1,Ij+1)、(rj+2,Ij+2)を通る補完式f(r)を求める（ステップＳ１４）。そして、r=1のときのf(1)から、所望の短絡電流ISTCを求める（ステップＳ１５）。演算制御部１５は、求めた短絡電流ISTCを、表示部１９に表示する。
【００７９】
＜具体例３＞
具体例３は、最初に放射照度Ebが略標準試験条件EAM1.5 λ(λ)になるように設定されたバイアス光源下で短絡電流と分光感度とを測定してから、その短絡電流に近似の短絡電流が測定される場合の分光感度を測定し、略標準試験条件の光EAM1.5 λ(λ)による短絡電流ＩＳＴＣを算出する。図１０は、具体例３のＩＳＴＣ測定処理を示すフローチャートである。
【００８０】
まず、測定を開始する前に、略標準試験条件の光EAM1.5 λ(λ)、及び、その照射エネルギーESTCがデータ記憶部１７に記憶され、光源９から照射されるバイアス光の放射照度Ebが略標準試験条件EAM1.5 λ(λ)になるように、光源９の制御パラメータの値β0が求められてバイアス光源駆動制御部８に設定される。太陽電池１１がセットされ、測定開始コマンドが設定部１８から入力されると、演算制御部１５は、インデックスｉに０（ゼロ）を設定し、測定短絡電流I0を測定し、Iiに代入する（ステップＳ４０）。
【００８１】
太陽電池１１の短絡電流、すなわち、ＤＣアンプ１３から出力される短絡電流が略Iiとなるように、バイアス光を調整し、再度、短絡電流を測定してIiに代入し（ステップＳ４１）、分光感度S(Ii,λ)を測定する（ステップＳ４２）。
【００８２】
次に、短絡電流が測定短絡電流Iiより少し大きくIi+ΔIになるようバイアス光の強度を調整して、短絡電流Ii+ΔIを測定してIi'とし（ステップＳ４３）、分光感度S(Ii',λ)を測定する（ステップＳ４４）。
【００８３】
次に、分光感度S(Ii,λ)と略標準試験条件の光の分光放射照度EAM1.5 λ(λ)とから、算出短絡電流Kiを算出し、バイアス光の強度を調整した後の分光感度S(Ii',λ)と略標準試験条件の光の分光放射照度EAM1.5 λ(λ)とから算出短絡電流Ki'を算出する。更に、ri= Ki/Ii、ri'=Ki'/ Ii'を算出し（ステップＳ４５）、riと１との差の絶対値が許容誤差ε内であれば（ステップＳ４６：Ｙ）、算出短絡電流Kiを所望の短絡電流ＩＳＴＣとして（ステップＳ４７）、処理を終了する。
【００８４】
一方、riと１との差の絶対値が許容誤差ε内でない場合は（ステップＳ４６：Ｎ）、ri= Ki/Ii、ri'=Ki'/ Ii'を求め、(Ii, ri)と(Ii', ri')を通る直線を求める。そして、これからr=1になる短絡電流Iを求め（ステップＳ４８）、求めた短絡電流IをIi+1に代入し、インデックスｉに１加算して（ステップＳ４９）、ステップＳ４１からの処理を繰り返す。
【００８５】
ri=Ii/∫S(Ii,λ)・EAM1.5 λ(λ)dλを算出し、求めた算出短絡電流Kiから次の短絡電流Ii+1を定め、その短絡電流Ii+1が測定されるときの分光感度S(Ii+1,λ)を測定する、というサイクルを繰り返すことで、分光感度S(I,λ)を測定する回数が少なくて、所望の短絡電流ISTCを求めることが可能となる。すなわち、短絡電流がIi、Ii+ΔIのときのそれぞれの分光感度S(Ii,λ)とS(Ii+ΔI,λ)とを用いて、所望の短絡電流ISTCに近い値が得られる次に設定すべきバイアス光強度を決定するので、少ない回数の分光感度S(Ii,λ)の測定で所望の短絡電流ISTCを得ることができるようになる。
【００８６】
＜変形例＞
従来技術では、
s(I)=∫S(I,λ)・{EAM1.5 λ(λ)/ESTC}dλ
から、微分方程式
dE/dI=1/s(I) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(式Ｂ)
により、次の積分方程式
E(I)=∫0I {1/s(I')}dI'
を導き、これより
E(I)＝ESTC
の解ISTCを求めている。
ここで、EAM1.5 λ(λ)は、エアーマス１．５（AM1.5）の太陽光の分光放射照度を示し、ESTCは、標準試験条件(EAM1.5 λ(λ)の光)の放射照度を示し、ISTCは、標準試験条件での太陽電池の短絡電流を示す。
【００８７】
本変形例では、非線形性が強い場合は(式Ｂ)ではなく
dE/dI=[1-I・{ds(I)/dI}/s(I)]/s(I)=[1-ESTC・{ds(I)/dI}]/s(I)
であることを見出し、
E(I)=∫0I [1-I'・{ds(I')/dI'}/s(I')]/s(I')dI'=ESTC ・・・・・・・(式Ｃ)
または
E(I)=∫0I [1-ESTC・{ds(I)/dI}]/s(I')dI'=ESTC ・・・・・・・(式Ｃ')
の解ISTCを求めることにより、精度の高い短絡電流を計算する。
【００８８】
また、(式Ｃ)、(式Ｃ')の積分下限は0にすると、バイアス光を変更する回数が多くなり、その回数分の分光感度を測定しなければならない。そこで、
E(I)=E0+∫I0I{1/s(I')}dI'=ESTC ・・・・・・・・・・・・・・(式Ｄ)
または
E(I)=E0+∫I0I[1-I'・{ds(I')/dI'}/s(I')]/s(I')dI'=ESTC ・・・・・・(式Ｅ)
もしくは
E(I)=E0+∫I0I[1-ESTC・{ds(I)/dI}]/s(I')dI'=ESTC ・・・・・・(式Ｅ')
を満足するIを求めてそれをISTCとする。
E0=∫0I0[1-I'・{ds(I')/dI'}/s(I')]/s(I')dI'
または
E0=∫0I0[1-ESTC・{ds(I)/dI}]/s(I')dI'
であるが、分光感度S(I0,λ)のパラメータの値I0が得られるAM1.5の分光放射照度に比例した光の放射照度E0は、上述の考え方から
E0=I0・∫EAM1.5 λ(λ)dλ/∫S(I0,λ)・EAM1.5 λ(λ)dλ
により算出できる。
【００８９】
尚、本変形例は、標準試験条件での短絡電流の算出に限定するものではなく、任意の分光放射照度で照射したときの短絡電流を求める場合にも適用できる。従って、ソーラーシミュレータ調整時に、測定された分光放射照度における短絡電流の算出にも適用できることになる。
【００９０】
図１１は、本変形例の標準試験条件の光（EAM1.5 λ(λ)）による短絡電流ＩＳＴＣを算出するＩＳＴＣ測定処理を示すフローチャートである。
【００９１】
まず、標準試験条件の分光放射照度EAM1.5 λ(λ)から、照射光エネルギーESTC=∫EAM1.5 λ(λ)dλを算出し、EAM1.5 λ(λ)とESTCとをデータ記憶部１７に記憶しておく。
【００９２】
太陽電池１１がセットされ、測定開始コマンドが設定部１８から入力されると、演算制御部１５は、光源９から照射されるバイアス光の放射照度Ebが、標準試験条件の分光放射照度の略２分の１、すなわち、０．５＊EAM1.5 λ(λ)になるように、光源９を調整し（ステップＳ５０）、短絡電流I0を測定する（ステップＳ５１）。
【００９３】
次に、光源９から照射されるバイアス光の放射照度Ebが、標準試験条件の分光放射照度の略１．５倍、すなわち、１．５＊EAM1.5 λ(λ)になるように、光源９を調整し（ステップＳ５２）、短絡電流IN+1を測定する（ステップＳ５３）。
【００９４】
そして、微分分光応答S(Ii,λ) (i=1,2,・・・,N)を測定し（ステップＳ５４）、s(Ii)=∫S(Ii,λ)・{EAM1.5 λ(λ)/ESTC}dλ (i=0,2,・・・,N+1)を算出する（ステップＳ５５）。ただしI0=0とする。
【００９５】
次に、(Ii-1, s(Ii-1)), (Ii, s(Ii)), (Ii+1, s(Ii+1))の３点から、以下の２次補間式gi(I)を求め、
gi(I)=αi・I2 +βi・I +γi (Ii-1＜I≦Ii)
係数αi, βi, γiを1〜Nのiについて算出する（ステップＳ５６）。
【００９６】
非線形性が強い場合には（ステップＳ５７：Ｙ）、
fi(Ii)=[1-Ii・{dgi(Ii)/dI}/gi(Ii)]/gi(Ii) (i=0,2,・・・,N)
を算出する（ステップＳ５９）。
【００９７】
一方、非線形性がさほど強くない場合には（ステップＳ５７：Ｎ）、
fi(Ii)=1/gi(Ii) (i=0,2,・・・,N)
を算出する（ステップＳ５８）。
【００９８】
次に、(Ii-1, fi-1(Ii-1)), (Ii, fi(Ii)), (Ii+1, fi+1(Ii+1))の３点から、以下の２次補間式fi(I)を求め、
fi(I)=ai・I2 +bi・I +ci (Ii-1＜I≦Ii)
係数ai, bi, ciを1〜Nのiについて算出し、
Fi=(ai/3)・(Ii3 -Ii-13) +(bi/2)・(Ii2 -Ii-12) +ci・(Ii-Ii-1) を1〜Nのiについて算出する（ステップＳ６０）。Fiは ∫Ii-1Ii fi(I)dIに対応する値である。
【００９９】
次に、SF=Σi=1j Fi≧(ESTC -E0)となるまでjを1から順次増やしてこの不等式を満たす最小のjを求め（ステップＳ６２〜６５）、SF=SF-Fjを算出する（ステップＳ６６）。
【０１００】
次に、３次方程式SF+(aj/3)・(I3 -Ij-13) +(bj/2)・(I2 -Ij-12) +cj・(I -Ij-1)=ESTC -E0 を満たすIを求め、それをISTCとする（ステップＳ６７）。
【０１０１】
尚、ステップＳ５８、又は、ステップＳ５９における補間は、２次補間に限定するものではない。その場合は、ステップＳ６７において、その補間に応じた方程式を解くことになる。また、多項式以外の任意の補間式でもよい。また、短絡電流Iについての積分において、非線形性に応じて上記(式Ｄ)を用いるか(式Ｅ)（もしくは(式Ｅ')）を用いるか使い分けてもよい。
【０１０２】
＜太陽電池評価装置＞
＜構成＞
図１２は、太陽電池評価装置２００の構成を示すブロック図である。
【０１０３】
太陽電池評価装置２００は、ソーラーシミュレータの照射光の強度を調整するものである。太陽電池評価装置２００では、上述した短絡電流測定装置１００と同様の方法で短絡電流Ｉを求め、その短絡電流が目標となる短絡電流ＩＳＴＣとなるように、ソーラーシミュレータを調整する。
【０１０４】
太陽電池評価装置２００は、光源３２、光源駆動制御部３１、光学系３３、基準白色板３４、分光放射照度測定部３５、光ファイバー３５ａ、演算制御部３６、データ入出力部３７、データ記憶部３８、設定部３９、及び、表示部４０で構成される。
【０１０５】
光源３２は、太陽電池１１に光を照射するキセノンランプ等であり、光源駆動制御部３１は、光源３２の出力光の強度を制御する装置である。光学系３３は、その用途に応じて光を集中、又は、コリメートさせるためのレンズ等の光学素子である。
【０１０６】
基準白色板３４は、入射した光を、分散反射する装置である。光ファイバー３５ａは、石英ガラス等を使用した、光を導光する光路である。分光放射照度測定部３５は、分光放射照度を測定する装置である。
【０１０７】
光源３２から照射された光は、光学系３３を介して、基準白色板３４に入射する。そして、基準白色板３４からの反射光の一部は、光ファイバー３５ａを介して分光放射照度測定部３５に導光され、分光放射照度測定部３５は光源３２の分光放射照度を算出する。
【０１０８】
演算制御部３６は、分光放射照度測定部３５が算出した分光放射照度に基づいて、光源駆動制御部３１を制御し、また、太陽電池評価装置２００全体を制御する。
【０１０９】
データ入出力部３７は、外部の機器とデータをやり取りするための、ＵＳＢポート等のいわゆる外部インタフェースであり、データ記憶部３８は、その用途に応じて、例えば、ＲＡＭ等の揮発性の記憶素子、ＲＯＭや書換え可能なＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性の記憶素子、ハードディスク等により構成され、演算制御部３６が動作するのに必要なプログラムや、データを記憶している。
【０１１０】
設定部３９は、ソーラーシミュレータ調整処理を開始するコマンドや、処理を行う上で必要な光源駆動制御部３１等の制御部に対するパラメータ等の各種データを、太陽電池評価装置２００に入力する機器である。例えば、キーボードやマウス等である。表示部４０は、設定部３９から入力されたコマンドやデータ、及び、演算制御部３６が算出した短絡電流値等を出力（提示）する機器である。例えばＣＲＴディスプレイ、ＬＣＤ、有機ＥＬディスプレイ、及び、プラズマディスプレイ等の表示装置やプリンタ等の印刷装置等である。
【０１１１】
太陽電池評価装置２００の演算制御部３６、データ入出力部３７、データ記憶部３８、設定部３９、及び、表示部４０等は、例えば、マイクロプロセッサ、メモリおよびその周辺回路を備えるコンピュータによって構成される。前記マイクロプロセッサは、いわゆるＣＰＵ等であり、メモリに記憶されているプログラムを実行することにより、太陽電池評価装置２００は、機能的に、演算制御部３６〜表示部４０等を備えることになる。
【０１１２】
以下、太陽電池評価装置２００を用いて、ソーラーシミュレータ（分光光源３２）の照射光の強度を調整する具体例を説明する。
【０１１３】
＜具体例１＞
具体例１では、目標とする短絡電流Itになるように照射光の強度を調整するものであって、Itにおける微分分光応答S(It,λ)を用いて、ri=It/∫S(It,λ)・Eiλ(λ)dλ を算出し、riが1になるようにEiλ(λ)を調整する。図１３は、具体例１のソーラーシミュレータ調整処理を示すフローチャートである。
【０１１４】
まず、＜短絡電流測定装置＞で説明した方法で、標準試験条件の光EAM1.5 λ(λ)による太陽電池の短絡電流がＩＳＴＣのときの分光感度S(ISTC,λ)を求め、例えば、データ記憶部３８に記憶する（ステップＳ７０）。具体的には、分光感度S(Ii,λ) (i=0,1,2,・・・,N)から、補間によりS(ISTC,λ)を求める。
【０１１５】
ソーラーシミュレータ調整開始コマンドが設定部３９から入力されると、演算制御部３６は、インデックスｉに０（ゼロ）を設定し（ステップＳ７１）、分光放射照度測定部３５が測定した光源３２の分光放射照度E0SS λ(λ)を取得する（ステップＳ７２）。
【０１１６】
次に、r0={ISTC/∫S(ISTC,λ')・E0SS λ(λ')dλ'}を算出する（ステップＳ７３）。
【０１１７】
|r0-1|＜ε、すなわち、r0と１との差の絶対値が許容誤差ε内であれば（ステップＳ７４：Ｙ）、調整を終了する。
【０１１８】
一方、r0と１との差の絶対値が許容誤差ε内でなければ（ステップＳ７４：Ｎ）、光源３２の放射照度が略r0倍になるように、光源駆動制御部３１に調整させ（ステップＳ７５）、iに１加算する（ステップＳ７６）。
【０１１９】
そして、光源３２の分光放射照度E1SS λ(λ)を分光放射照度測定部３５から取得し（ステップＳ７２）、r1={ISTC/∫S(ISTC,λ')・E1SS λ(λ')dλ'}を算出する（ステップＳ７３）。そして、r1と１との差の絶対値が許容誤差ε内でなければ（ステップＳ７４：Ｎ）、光源３２の分光放射照度がr1・E1SS λ(λ)になるように光源駆動制御部３１に調整させる（ステップＳ７５）。
【０１２０】
このように、ステップＳ７２〜ステップＳ７６を繰り返し、|rj-1|＜εになれば、ソーラーシミュレータの調整処理を完了する。
【０１２１】
＜具体例２＞
具体例２は、基準太陽電池の標準試験条件での短絡電流ISTC、及び、分光感度S(Ik,λ) (k=0,1,2,・・・,N)が測定、算出されているときに、ソーラーシミュレータの放射照度を、基準太陽電池の短絡電流Ｉが標準試験条件での短絡電流ISTCになるように短時間で調整する。図１４は、具体例２のソーラーシミュレータ調整処理を示すフローチャートである。
【０１２２】
ソーラーシミュレータが分光放射照度ESS λ(λ)を照射したときに得られる短絡電流Iを、
∫S(Ik,λ)・ESS λ(λ)dλ (k=0,1,2,・・・,N)
から補間などで算出し、短絡電流Iと標準試験条件での短絡電流ISTCを比較することでソーラーシミュレータを調整する。
【０１２３】
まず、ソーラーシミュレータ調整開始コマンドが設定部３９から入力されると、演算制御部３６は、インデックスｉに０（ゼロ）を設定し（ステップＳ８０）、分光放射照度測定部３５が測定した光源３２の分光放射照度E0SS λ(λ)を取得する（ステップＳ８１）。
【０１２４】
次に、kが0とNの２つの短絡電流、すなわち、I0SS0=∫S(I0,λ')・E0SS λ(λ')dλ' と、I0SSN=∫S(IN,λ')・E0SS λ(λ')dλ' とを算出する（ステップＳ８２）。応答が線形ならは、S(I0,λ')=∫S(IN,λ')なので、I0SS0=I0SSNである。しかし、応答が非線形ならば、I0SS0≠I0SSNなので、通常はI0SS0≠I0、I0SSN≠INとなる。
【０１２５】
次に、I0SS0/I0、I0SSN/INを算出し（ステップＳ８３）、(I0, I0SS0/I0)と(IN, I0SSN/IN)とを通る直線y=(I-IN)・{(I0SSN/IN)-(I0SS0/I0)}/(IN-I0)+(I0SSN/IN)でy=1になるI0を、以下の式で算出する（ステップＳ８４）。
I0=IN+{1-(I0SSN/IN)}・(IN-I0)/{(I0SSN/IN)-(I0SS0/I0)}
次に、Ij-1＜Ij＜I0≦Ij+1＜Ij+2 を満たすIj-1, Ij, Ij+1, Ij+2を求め（ステップＳ８５）、それぞれ以下の式でr0を算出する（ステップＳ８６）。
r0j-1=Ij-1/∫S(Ij-1,λ')・E0SS λ(λ')dλ'
r0j=Ij/∫S(Ij,λ')・E0SS λ(λ')dλ'
r0j+1=Ij+1/∫S(Ij+1,λ')・E0SS λ(λ')dλ'
r0j+2=Ij+2/∫S(Ij+2,λ')・E0SS λ(λ')dλ'
次に、(r0j-1, Ij-1), (r0j, Ij), (r0j+1, Ij+1), (r0j+2, Ij+2)の４点から、３次補間式f(r)を求める（ステップＳ８７）。そして、分光放射照度E0SS λ(λ)を照射したときの短絡電流I0SS=f(1)を算出する（ステップＳ８８）。
【０１２６】
I0SSとISTCとがほぼ等しければ、具体的には、|(ISTC/ISS)-1|＜εが成り立てば（ステップＳ８９：Ｙ）、処理を終了する。
【０１２７】
一方、I0SSとISTCとがほぼ等しくなければ（ステップＳ８９：Ｎ）、光源３２の分光放射照度が(ISTC/I0SS)倍になるように光源駆動制御部３１に調整させる（ステップＳ９０）。
【０１２８】
そして、iに１加算して、ステップＳ８１〜ステップＳ９１を繰り返す。具体的には、光源３２の分光放射照度E1SS λ(λ)を測定し（ステップＳ８１）、ステップ。I1SS0=∫S(I0,λ')・E1SS λ(λ')dλ'、I1SSN=∫S(IN,λ')・E1SS λ(λ')dλ'を算出し（ステップＳ８２）、I1SS0/I0、I1SSN/INを算出する（ステップＳ８３）。
【０１２９】
次に、(I0, I1SS0/I0)と(IN, I1SSN/IN)を通る直線y=(I-IN)・{(I1SSN/IN)-(I1SS0/I0)}/(IN-I0)+(I1SSN/IN)でy=1になるI1を、I1=IN+{1-(I1SSN/IN)}・(IN-I0)/{(I1SSN/IN)-(I1SS0/I0)}を用いて算出する（ステップＳ８４）。
【０１３０】
次に、Ij-1＜Ij＜I1≦Ij+1＜Ij+2 を満たすIj-1, Ij, Ij+1, Ij+2を求め（ステップＳ８５）、r1j-1=Ij-1/∫S(Ij-1,λ')・E1SS λ(λ')dλ'
r1j=Ij/∫S(Ij,λ')・E1SS λ(λ')dλ'
r1j+1=Ij+1/∫S(Ij+1,λ')・E1SS λ(λ')dλ'
r1j+2=Ij+2/∫S(Ij+2,λ')・E1SS λ(λ')dλ'
を求める（ステップＳ８６）。
【０１３１】
次に、(r1j-1, Ij-1), (r1j, Ij), (r1j+1, Ij+1), (r1j+2, Ij+2)から、３次補間式f(r)を決定し（ステップＳ８７）、 E1SS λ(λ)を照射したときの短絡電流ISS=f(1)を算出する（ステップＳ８８）。そして、|(ISTC/ISS)-1|＜εでない場合には、光源３２の分光放射照度が(ISTC/ISS)倍になるように光源駆動制御部３１に調整させる。
【０１３２】
このように、ステップＳ８１〜ステップＳ９１を繰り返し、|(ISTC/ISS)-1|＜εになれば、ソーラーシミュレータの調整処理を終了する。
【０１３３】
尚、標準試験条件での短絡電流が得られるように調整することに限定するものではなく、所定の短絡電流が得られるように調整する場合にも適用できる。
【０１３４】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【符号の説明】
【０１３５】
１ 分光光源駆動制御部
２ ９ ３２ 光源
３ａ ３ｂ ３ｃ ３ｄ ３３ 光学系
４ モノクロメータ
５ モノクロメータ制御部
６ サーボモータ
６ａ 光ブレード
７ チョッピングモータ駆動制御部
８ バイアス光源駆動制御部
１０ 放射照度測定部
１１ 太陽電池
１２ ロックインアンプ
１３ １４ ＤＣアンプ
１５ ３６ 演算制御部
１６ ３７ データ入出力部
１７ ３８ データ記憶部
１８ ３９ 設定部
１９ ４０ 表示部
２０ ２１ ハーフミラー
３１ 光源駆動制御部
３５ 分光放射照度測定部
３５ａ 光ファイバー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池を評価するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池は広く普及し、メーカ間、製品間の競争が激しくなっている。また、その組成も、単結晶シリコンから、アモルファスシリコン、薄膜シリコン、有機化合物等の多くの種類が開発されている。
【０００３】
太陽電池は、材料及び構造に起因する固有の分光感度特性を有する。従って、その光電変換特性は、性能評価用の照射光の分光放射照度に大きく依存することになる。そこで、これらの太陽電池の光電変換効率を公正に評価するために、評価方法が、ＩＥＣ６０９０４やＪＩＳ（Ｃ８９０５〜Ｃ８９９１）で定義されている。太陽電池の性能測定は、国際的に協定された標準試験条件の下で、基準太陽光の分光放射照度（＝Ｅ（λ））に近似させた分光放射照度Ｌ（λ）を持つソーラーシミュレータを用いて屋内で実施されることが多い。
【０００４】
このソーラーシミュレータの分光放射照度は、基準太陽光と完全には一致しておらず、異なるメーカ間ではもちろん、同じメーカにおいても機差が存在している。そのため、分光感度特性が同じ太陽電池であっても、異なるソーラーシミュレータで測定すると、太陽電池の発電量が異なってしまうという問題があった。図２は、前記の基準太陽光の分光放射照度Ｅ（λ）を示すものであり、ＩＥＣ６０９０４に示されたものである。また、図３には、ソーラーシミュレータの分光放射照度Ｌ（λ）の一例を示す。
【０００５】
そこで、測定者は、例えば、産業技術総合技術研究所（＝国際的に統一された基準太陽光スペクトル等を持っている国立またはそれに準じる機関）等の公的機関に、サンプルとなる太陽電池を送付して測定を依頼する。それに応じてこれらの公的機関は、所有している限りなく基準太陽光に近い高近似のソーラーシミュレータを用いることによって自然太陽光ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ２におけるそのサンプルの短絡電流ＩＳＴＣを求め、その測定値（＝Ａ）を記載して測定者に返送する。
【０００６】
これを受けて測定者は、返送されて来たサンプルを、以降、自社の基準セルとして、ソーラーシミュレータの光量調整用に使用する。すなわち、測定者は、ソーラーシミュレータの照射光を基準セルに照射し、その短絡電流Ｉが前記測定値Ａとなるように、ソーラーシミュレータの光量を調整する。そして、実際に測定すべき（検査対象の製品の）太陽電池の特性を測定する。これは、前述のように基準太陽光の分光スペクトルを厳密に再現することは困難であるが、可能な限り、各社のソーラーシミュレータをそれに合せ込むための手法である。
【０００７】
ところが、上述の手法では、基準セルを用いてソーラーシミュレータの校正を行う場合、事前に測定者がサンプルを作成して産業技術総合技術研究所等の公的機関に送付し、公的機関によって測定された短絡電流の測定値とサンプルとを受け取る必要がある。そのことは、手間や、時間、費用がかかるという問題がある。しかも、ソーラーシミュレータの校正は一度だけ行えばよいのでなく、測定すべき太陽電池の分光感度が変わる都度、新たに基準セルを作成して校正をやり直す必要がある。従って、ソーラーシミュレータの校正にかかる時間や費用は膨大なものとなっている。
【０００８】
そこで、ソーラーシミュレータの光量調整の際、基準セルの標準試験条件の光による短絡電流を値付けるために、すなわち、太陽電池の標準試験条件の光による短絡電流ＩＳＴＣを算出する方法として、以下の方法が提案されている（非特許文献１参照）。
【０００９】
太陽電池の分光感度（微分分光応答）S(I,λ)と、基準セルの標準試験条件の分光放射照度EAM1.5 λ(λ)とから求めたs(I)=∫S(I,λ)・{EAM1.5 λ(λ)dλ/∫EAM1.5 λ(λ')dλ'}を用いて、
ESTC=∫0ISTC 1/s(I)dI (ESTC=∫EAM1.5 λ(λ')dλ') ・・・・（式Ａ）
を満足するISTCが、太陽電池の標準試験条件の光による短絡電流となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】J.Metzdorf“Calibration of solar cells: The differential spectral responsivity method” Applied Optics 1 May 1987 Vol.26 No.9 P.1701
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ここで、太陽電池は、図４に示すように、太陽電池に照射される照射強度が増えて、短絡電流が増加するに従い、長波長の分光感度が増加する。この様子を、図５に示す。参照符号Ｆ０で示されるグラフは、図４を模式化したグラフであり、参照符号Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３等で示されるグラフはそれぞれ、図４の照射強度毎の分光感度を示すグラフである。これらのＦ１、Ｆ２、Ｆ３等のグラフを、照射強度を横軸に、短絡電流を縦軸に変換すると、照射強度がΔＥだけ変化した場合に短絡電流がΔＩ変化するグラフとなる。
【００１２】
ここで、線形特性の太陽電池の場合、短絡電流の変化は照射強度に依存せずに一定の値となるため、照射強度と短絡電流との関係を示すグラフは直線になる。しかし、太陽電池が非線形特性を持つ場合には、短絡電流の変化は照射強度により異なることになるため、照射強度と短絡電流との関係を示すグラフは、参照符号Ｆａで示すような曲線のグラフになる。この例では、照射光エネルギーが増えるに従い、長波長側の感度が増えて、ΔＩ／ΔＥの値が大きくなっている。
【００１３】
従って、上述の技術では、非常に弱いバイアス光から略1.5・ESTC相当の強いバイアス光範囲で細かくバイアス光強度を変えて、そのときのS(Ii,λ) (i=0,1,2,・・・,N)を測定し、上記（式Ａ）を満足するISTCを求めなければならない。このため、短絡電流ISTCを得る為に、多くの測定と多くの演算を行わなければならず、長時間を要することとなる。
【００１４】
また、非線形性の強い太陽電池では、ESTC=∫0ISTC 1/s(I)dIを満たすISTCでは誤差を生じる場合がある。
【００１５】
更に、バイアス光強度の変化を細かく、すなわち、Nを大きくしないと積分誤差を生じることがあるので、積分∫S(Ii,λ)・{EAM1.5 λ(λ)dλ/∫EAM1.5 λ(λ')dλ'}をN+1回計算するために、能力の高い演算処理装置が必要となる。また、安定したバイアス光が必要な放射照度範囲が狭いので、バイアス光源の駆動制御部が複雑とならざるを得ず、高価になってしまうという問題がある。
【００１６】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、より少ない演算量と時間とで標準試験条件の光による太陽電池の短絡電流を容易に求め、ソーラーシミュレータの光量調整を容易に行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の一態様に係る短絡電流測定装置は、測定対象の太陽電池を照明し、光量がそれぞれ異なる複数の照射光を照射する光源部と、前記複数の照射光を受けたときの、前記太陽電池のそれぞれの短絡電流とそれぞれの分光感度とを測定する測定部と、前記それぞれの分光感度を用いて、予め定められている所定の分光放射照度の光を前記太陽電池に照射した場合のそれぞれの短絡電流を算出する算出電流算出部と、前記測定部で測定された少なくとも２つの短絡電流と、当該短絡電流が測定されたときの分光感度を用いて前記算出電流算出部が算出したそれぞれの短絡電流とに基づいて、前記所定の分光放射照度の光を前記太陽電池に照射した場合の短絡電流を算出する短絡電流算出部とを備えることを特徴とする。
【００１８】
また、上述の短絡電流測定装置において、前記光源部は、ある光量の照射光を照射した場合に前記測定部が測定した分光感度と前記所定の分光放射照度とを用いて前記算出電流算出部が算出した短絡電流と、当該ある光量の照射光を照射した場合に前記測定部が測定した短絡電流とに基づいて求められた光量の照射光を照射することを特徴とする。
【００１９】
また、上述の短絡電流測定装置において、前記光源部は、ある光量の照射光を照射した場合に前記測定部が測定した第１短絡電流と、当該ある光量の照射光を照射した場合に前記測定部が測定した第１分光感度と前記所定の分光放射照度とを用いて前記算出電流算出部が算出した第２短絡電流と、当該ある光量と微小量異なる光量の照射光を照射した場合に前記測定部が測定した第３短絡電流と、当該ある光量と微小量異なる光量の照射光を照射した場合に前記測定部が測定した第２分光感度と前記所定の分光放射照度とを用いて前記算出電流算出部が算出した第４短絡電流と、に基づいて求められた光量の照射光を照射することを特徴とする。
【００２０】
また、上述の短絡電流測定装置において、前記短絡電流算出部は、前記所定の分光放射照度の光を前記太陽電池に照射した場合の短絡電流として、前記測定部が測定した短絡電流と前記算出電流算出部が算出した短絡電流とに基づいた補間式を用いて、前記測定部が測定した短絡電流と前記算出電流算出部が算出した短絡電流とが等しくなるような短絡電流を算出することを特徴とする。
【００２１】
そして、本発明の他の一態様に係る短絡電流測定方法は、測定対象の太陽電池を照明する光源から、光量がそれぞれ異なる複数の照射光を照射する光源部を備える短絡電流測定装置で用いられる短絡電流測定方法であって、前記複数の照射光を受けたときの、前記太陽電池のそれぞれの短絡電流とそれぞれの分光感度とを測定する測定ステップと、前記それぞれの分光感度を用いて、予め定められている所定の分光放射照度の光を前記太陽電池に照射した場合のそれぞれの短絡電流を算出する算出電流算出ステップと、前記測定ステップで測定された少なくとも２つの短絡電流と、当該短絡電流が測定されたときの分光感度を用いて前記算出電流算出ステップで算出したそれぞれの短絡電流とに基づいて、前記所定の分光放射照度の光を前記太陽電池に照射した場合の短絡電流を算出する短絡電流算出ステップとを備えることを特徴とする。
【００２２】
このような構成の短絡電流測定装置では、分光放射照度Ｅ(λ)での照射光を太陽電池に照射した場合の短絡電流と推定される短絡電流の近傍の短絡電流を用いるので、その短絡電流の時の分光感度Ｓ(Ｉｉ、λ)を測定すればよい。従って、測定回数が少なく、演算量も少なくなるので、容易に短絡電流を求めることが可能となる。
【００２３】
本発明の一態様に係る太陽電池評価装置は、上記の短絡電流測定装置によって、予め定められている所定の短絡電流が測定されるときの、太陽電池の分光感度を測定する分光感度測定部と、ある分光放射照度の照射光を照射する光源部と、前記ある分光放射照度と前記分光感度測定部で測定した分光感度とから求めた短絡電流と、前記所定の短絡電流とが近似するように、前記光源部が照射する照射光の分光照射照度を変更する調整部とを備えることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の一態様に係る太陽電池評価装置は、ある分光放射照度の照射光を照射する光源部と、前記ある分光放射照度の照射光が照射されたときの、複数の短絡電流を測定する短絡電流測定部と、前記短絡電流測定部が測定したそれぞれの短絡電流が測定されるときのそれぞれの分光感度を測定する分光感度測定部と、前記分光感度測定部が測定したそれぞれの分光感度と前記ある分光放射照度とから、それぞれの短絡電流を算出する算出電流算出部と、短絡電流測定部が測定した短絡電流と前記算出電流算出部が算出した短絡電流値とに基づいて、予め定められている分光放射照度の照射光を前記太陽電池に照射した場合の短絡電流を算出する短絡電流算出部と、前記短絡電流算出部が算出した短絡電流と、予め定められている短絡電流とに基づいて、前記光源部が照射する照射光の分光照射照度を変更する調整部とを備えることを特徴とする。
【００２５】
そして、本発明の他の一態様に係る太陽電池評価方法は、ある分光放射照度の照射光を照射する光源部を備える太陽電池評価装置で用いられる太陽電池評価方法であって、上記短絡電流測定装置によって、予め定められている所定の短絡電流が測定されるときの、太陽電池の分光感度を測定する分光感度測定ステップと、前記ある分光放射照度と前記分光感度測定ステップで測定した分光感度とから求めた短絡電流と、前記所定の短絡電流とが近似するように、前記光源部が照射する照射光の分光照射照度を変更する調整ステップとを備えることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の他の一態様に係る太陽電池評価方法は、ある分光放射照度の照射光を照射する光源部を備える太陽電池評価装置で用いられる太陽電池評価方法であって、前記ある分光放射照度の照射光が照射されたときの、複数の短絡電流を測定する短絡電流測定ステップと、前記短絡電流測定ステップが測定したそれぞれの短絡電流が測定されるときのそれぞれの分光感度を測定する分光感度測定ステップと、前記分光感度測定ステップで測定したそれぞれの分光感度と前記ある分光放射照度とから、それぞれの短絡電流を算出する算出電流算出ステップと、短絡電流測定ステップで測定した短絡電流と前記算出電流算出ステップで算出した短絡電流値とに基づいて、予め定められている分光放射照度の照射光を前記太陽電池に照射した場合の短絡電流を算出する短絡電流算出ステップと、前記短絡電流算出ステップで算出した短絡電流と、予め定められている短絡電流とに基づいて、前記光源部が照射する照射光の分光照射照度を変更する調整ステップとを備えることを特徴とする。
【００２７】
このような構成の太陽電池評価装置では、分光放射照度Ｅ(λ)での照射光を太陽電池に照射した場合の短絡電流及び分光感度を容易に算出できるので、容易にソーラーシミュレータの光量を調整することが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係る太陽電池評価装置は、標準試験条件の光による太陽電池の短絡電流を短時間で容易に求めることができ、ソーラーシミュレータの光量調整を短時間で容易に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の一形態に係る短絡電流測定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】基準太陽光による分光放射照度を示すグラフである。
【図３】一例のソーラーシミュレータの分光放射照度を示すグラフである。
【図４】多結晶シリコン太陽電池における分光感度の照度依存性を示すグラフである。
【図５】図１の短絡電流測定装置における分光感度の考え方を説明するための図である。
【図６】図１の太陽電池が出力する光電流のグラフの例を示す図である。
【図７】図１の短絡電流測定装置が行う短絡電流の算出処理を説明するための図である。
【図８】図１の短絡電流測定装置が行う短絡電流測定処理（具体例１）のフローチャートである。
【図９】図１の短絡電流測定装置が行う短絡電流測定処理（具体例２）のフローチャートである。
【図１０】図１の短絡電流測定装置が行う短絡電流測定処理（具体例３）のフローチャートである。
【図１１】図１の短絡電流測定装置が行う短絡電流測定処理（変形例）のフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の一形態に係る太陽電池評価装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１０の太陽電池評価装置が行うソーラーシミュレータ調整処理（具体例１）のフローチャートである。
【図１４】図１０の太陽電池評価装置が行うソーラーシミュレータ調整処理（具体例２）のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
＜実施形態＞
本発明は、上記（式Ａ）を演算することなく、標準試験条件の光（EAM1.5 λ(λ)）による短絡電流ＩＳＴＣを算出し、ソーラーシミュレータの光量調整を行うものである。従って、実施形態では、標準試験条件の光による太陽電池の短絡電流を求める短絡電流測定装置と、この短絡電流を用いてソーラーシミュレータの光量調整を行う太陽電池評価装置とを例に説明する。
【００３１】
＜短絡電流測定装置＞
＜構成＞
図１は、短絡電流測定装置１００の構成を示すブロック図である。
【００３２】
この短絡電流測定装置１００は、バイアスの光の照射を行いつつ、単色光（実際には、数ｎｍの狭波長帯域を持つ波長の光）を照射し、太陽電池１１からの電流を逐次求めることで分光感度を測定し、EAM1.5 λ(λ)の光による太陽電池１１の短絡電流を算出するものである。
【００３３】
短絡電流測定装置１００は、光源２、分光光源駆動制御部１、光学系３ａ、光学系３ｂ、光学系３ｃ、光学系３ｄ、モノクロメータ４、モノクロメータ制御部５、サーボモータ６、光ブレード６ａ、チョッピングモータ駆動制御部７、ハーフミラー２０、ハーフミラー２１、光源９、バイアス光源駆動制御部８、放射照度測定部１０、太陽電池１１、ロックインアンプ１２、ＤＣアンプ１３、ＤＣアンプ１４、演算制御部１５、データ入出力部１６、データ記憶部１７、設定部１８、及び、表示部１９で構成される。
【００３４】
光源２は、太陽電池１１に光を照射するキセノンランプ等であり、分光光源駆動制御部１は、光源２の出力光の強度を制御する装置である。光学系３ａ、光学系３ｂ、光学系３ｃ、光学系３ｄは、その用途に応じて光を集中、又は、コリメート（平行光化）させるためのレンズ等の光学素子である。
【００３５】
モノクロメータ４は、広範囲の波長の光を空間的に分散させ、それをスリット等で狭い範囲の波長のみを取り出す分光器である。モノクロメータ４は、例えば、入射スリット、第１反射鏡、回折格子、第２反射鏡、及び、出射スリットを備えて構成され、入射スリットを介して入射された入射光束を第１反射鏡で回折格子へ反射し、回折格子で回折された入射光束の回折光を第２反射鏡で出射スリットへ反射する装置である。回折格子等を回転させてスリットの位置に到達する光の波長を選択させ、所望の範囲の波長のみを取り出す。モノクロメータ制御部５は、前記所望する範囲の波長を取り出すようにモノクロメータ４を制御する機能部である。
【００３６】
光ブレード６ａは、所定の幅で径方向にのびる切欠き部が周方向に一定間隔に並んでいる円板状の部材であり、サーボモータ６は、サーボ機構において光ブレード６ａをその中心を回転軸として回転させるモータである。チョッピングモータ駆動制御部７は、光ブレード６ａが所望の速度で回転するようにサーボモータ６を制御する装置である。
【００３７】
ハーフミラー２０、及び、ハーフミラー２１は、入射した光の一部を反射し、一部を透過する光学素子であり、入射した光を２つに分配する光学素子である。光源９は、太陽電池１１に光を照射するキセノンランプ等であり、バイアス光源駆動制御部８は、光源９の出力光の強度を制御する装置である。
【００３８】
放射照度測定部１０は、ハーフミラー２０による反射光（モノクロメータ４から射出された単色光）の放射照度を測定する装置であり、ＤＣアンプ１４は、放射照度測定部１０で測定された、図５で示す放射照度ΔＥを出力する。
【００３９】
太陽電池１１は、測定対象の太陽電池である。
【００４０】
ロックインアンプ１２、及び、ＤＣアンプ１３は太陽電池１１の光電流を取り出す装置である。ここで、図６は、太陽電池１１が出力する光電流のグラフの例を示す図である。太陽電池１１には、後述のように、光源９から射出された光（バイアス光）と、光ブレード６ａによって所定周期（周期Ｔ）でＯＮ／ＯＦＦされたパルスの単色光（単色光パルス、変調光）とが重畳された光が照射される。そのため、このグラフで示すように、太陽電池１１が出力する光電流には、バイアス光による光電流と、所定周期Ｔで入射される単色光パルスによる光電流とを含んでいる。ロックインアンプ１２は、図４に示す単色光パルスによる光電流を所定周期Ｔと同期することで検出し、図５で示すΔＩを出力する。また、ＤＣアンプ１３は、図４に示すバイアス光による光電流、すなわち、図５に示す参照符号Ｆａのグラフの縦軸で示す太陽電池１１の短絡電流の値を出力する。
【００４１】
光源２から射出された光は、光学系３ａを介してモノクロメータ４に入射し、モノクロメータ４で所定波長の光が切り出されて、モノクロメータ４から単色光が射出される。モノクロメータ４から射出された単色光は、光学系３ｂを介してハーフミラー２０に入射し、入射した単色光の一部が反射されて放射照度測定部１０に入射する。残余の単色光は透過して、光ブレード６ａに入射する。光ブレード６ａに入射した単色光は、光ブレード６ａの周方向に並ぶ切欠き部によって透過又は遮光されることで所定周期ＴでＯＮ／ＯＦＦされてパルス化され、光学系３ｃを介し、ハーフミラー２１を介して太陽電池１１に入射する。
【００４２】
一方、光源９から射出された光は、光学系３ｄを介してハーフミラー２１に入射し、ハーフミラー２１で反射されたバイアス光は太陽電池１１に入射する。すなわち、光源９から射出されたバイアス光は、モノクロメータ９から射出された単色光パルスと重畳されて、太陽電池１１に入射する。
【００４３】
演算制御部１５は、ロックインアンプ１２から取得したΔＩと、ＤＣアンプ１４から取得したΔＥと、ＤＣアンプ１３から取得した短絡電流Ｉとから、太陽電池１１のEAM1.5 λ(λ)の光による短絡電流ＩＳＴＣを算出し、分光光源駆動制御部１等を制御して短絡電流測定装置１００全体を制御する。短絡電流ＩＳＴＣの算出方法は、＜短絡電流の算出方法＞の項で説明する。
【００４４】
データ入出力部１６は、外部の機器とデータをやり取りするための、ＵＳＢポート等のいわゆる外部インタフェースであり、データ記憶部１７は、その用途に応じて、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性の記憶素子、ＲＯＭ（Read Only Memory）や書換え可能なＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の不揮発性の記憶素子、ハードディスク等により構成され、演算制御部１５が動作するのに必要なプログラムや、データを記憶している。
【００４５】
設定部１８は、短絡電流測定処理を開始するコマンドや、処理を行う上で必要な分光光源駆動制御部１等の制御部に対するパラメータ等の各種データを、短絡電流測定装置１００に入力する機器である。例えば、キーボードやマウス等である。表示部１９は、設定部１８から入力されたコマンドやデータ、及び、演算制御部１５が算出した短絡電流値等を出力（提示）する機器である。例えばＣＲＴディスプレイ、ＬＣＤ、有機ＥＬディスプレイ、及び、プラズマディスプレイ等の表示装置やプリンタ等の印刷装置等である。
【００４６】
短絡電流測定装置１００の演算制御部１５、データ入出力部１６、データ記憶部１７、設定部１８、及び、表示部１９等は、例えば、マイクロプロセッサ、メモリおよびその周辺回路を備えるコンピュータによって構成される。前記マイクロプロセッサは、いわゆるＣＰＵ（Central Processing Unit）等であり、メモリに記憶されているプログラムを実行することにより、短絡電流測定装置１００は、機能的に、演算制御部１５〜表示部１９等を備えることになる。
【００４７】
＜短絡電流の算出方法＞
本実施形態での短絡電流の算出方法を説明する。
【００４８】
実施形態では、I=∫S(I,λ)・EAM1.5 λ(λ)dλ を満足する短絡電流Iを算出し、それを所望する短絡電流ISTCとするものである。
【００４９】
具体的には、測定で求めた短絡電流Iiと、演算で求めた短絡電流Kiとから、
Ki=∫S(Ii,λ)・EAM1.5 λ(λ)dλ (i=0,1,2,・・・,N)
ri=Ii/ Ki (i=0,1,2,・・・,N)
を算出する。ここで、分光感度S(Ii,λ)は、ロックインアンプ１２から取得したΔＩと、ＤＣアンプ１４から取得したΔＥとから、S(Ii,λ)=ΔI(λ)/ΔE(λ) を用いて求める。また、短絡電流Ｉは、ＤＣアンプ１３から取得したものである。
【００５０】
そして、N+1組のKiとIiとから補間式f(r)を求める。そして、r=1のときのf(1)から、短絡電流を求め、それを所望する短絡電流ISTCとする。
【００５１】
図７を用いて、短絡電流の算出方法の考え方を説明する。測定で求めた短絡電流Ｉと、演算で求めた短絡電流Ｋには差があるので、図７に示すように、例えば、I0とK0とはずれており、I1とK1もずれている。従って、r0、r1は１ではない。ここで、Ｆａで示されるグラフは、グラフ上にある１点のごく近傍では直線に限りなく近いと考えて、（I0,K0）と（I1,K1）とから補間式f(r)を求め、r=1のf(1)から求めた短絡電流が、所望する短絡電流ISTCであると推定する。尚、図７では、ｒ＞１となる（I0,K0）と、ｒ＜１となる（I1,K1）とを例に示してしているが、ともにｒ＜１又はｒ＞１となる(Ii,Ki)であってもよい。
【００５２】
実際には、補間式f(r)から求めた短絡電流と、所望する短絡電流ISTCとはずれが生じ得る。とはいえ、補間式f(r)から求めた短絡電流は、所望する短絡電流ISTCにかなり近い値であるので、後述する具体例のように、バイアス光の強度を変えて、所望する短絡電流ISTCを求めることが望ましい。この場合、所望する短絡電流ISTCの近傍の短絡電流Ｋを算出するために分光感度を測定することになる。
【００５３】
従って、分光感度S(Ii,λ) (i=0,1,2,・・・,N) は所望する短絡電流ISTCの近傍の複数個の短絡電流について測定されていれば十分であることになるので、より少ない回数のS(Ii,λ)の測定で所望する短絡電流ISTCを得ることができることになるようになる。すなわち、より少ない演算量と時間とで標準試験条件の光による太陽電池の短絡電流を容易に求めることが可能となる。
【００５４】
以下、短絡電流測定装置１００を用いて上記方法で短絡電流を求める具体例及び変形例を説明する。
【００５５】
＜具体例１＞
具体例１は、今回測定した分光感度S(Ii,λ)を用いて、短絡電流Ki=∫S(Ii,λ)・EAM1.5 λ(λ)dλを求め、短絡電流Ki、及び、その時点以前の同様の値、すなわち、分光感度S(Ii-1,λ)、短絡電流Ki-1等から短絡電流ISTCを推定する。そして、次にバイアス光を更新してS(Ii+1,λ)を測定する際のIi+1が、推定したISTCになるようにバイアス光を更新する。これを繰り返すことで、前記推定したISTCが短絡電流ISTCに漸近するので、少ないバイアス光の変更回数で短絡電流ISTC、及び、そのときの分光感度S(ISTC,λ)を求めることができる。すなわち、測定した分光感度S(Ii,λ)を用いて、所望する短絡電流ISTCに近い値が得られる次に設定すべきバイアス光強度を決定するので、少ない分光感度S(Ii,λ)の測定回数で所望する短絡電流ISTCを得ることができることになる。図８は、具体例１のＩＳＴＣ測定処理を示すフローチャートである。
【００５６】
測定を開始する前に、標準試験条件の分光放射照度EAM1.5 λ(λ)から、照射光エネルギーESTC=∫EAM1.5 λ(λ)dλを算出し、EAM1.5 λ(λ)とESTCとをデータ記憶部１７に記憶しておく。
【００５７】
まず、光源９から照射されるバイアス光の放射照度Ebが略標準試験条件の光EAM1.5 λ(λ)になるように、光源９の制御パラメータの値β0が求められてバイアス光源駆動制御部８に設定される（ステップＳ２０）。ここでいう光源９の制御パラメータとは光源９の電流、電圧など光源９の光量を制御するパラメータである。
【００５８】
太陽電池１１がセットされ、測定開始コマンドが設定部１８から入力されると、演算制御部１５は、インデックスｉに０（ゼロ）を設定する（ステップＳ２１）。
【００５９】
次に、短絡電流Ii (i=0)が測定され（ステップＳ２２）、演算制御部１５は、短絡電流Ki=∫S(Ii,λ)・EAM1.5 λ(λ)dλ (i=0)と、ri=Ii/Ki (i=0)とを算出する（ステップＳ２３）。具体的には、演算制御部１５は、上述の＜短絡電流の算出方法＞で説明したように、Kiとriとを算出する。
【００６０】
ここで、算出された短絡電流K0（以下、「算出短絡電流」という。）が測定された短絡電流I0（以下、「測定短絡電流」という。）に一致する場合は、測定短絡電流I0及び算出短絡電流K0は、標準試験条件における被試験セルの短絡電流といえる。従って、riと１との差の絶対値が許容誤差ε内であれば（ステップＳ２４：Ｙ）、算出短絡電流Ki (i=0)を所望の短絡電流ISTCとし（ステップＳ２５）、演算制御部１５は、求めたISTCを、表示部１９に表示して処理を終了する。
【００６１】
一方、riと１との差の絶対値が許容誤差ε内でない場合は（ステップＳ２４：Ｎ）、ｉの数、すなわち何回目の測定であるかに応じて、バイアス光の調整を行う。
【００６２】
算出短絡電流K0が測定短絡電流I0に一致しない場合、分光分布が略標準試験条件の光EAM1.5 λ(λ)に相似な照射光(I0/K0)・EAM1.5 λ(λ)を考えると、
∫S(I0,λ)・(I0/K0)・EAM1.5 λ(λ)dλ=I0・∫S(I0,λ)・EAM1.5 λ(λ)dλ
/∫S(I0,λ')・EAM1.5 λ(λ')dλ'=I0
である。これは、分光感度S(I0,λ)が、照射光(I0/K0)・EAM1.5 λ(λ)を被試験セルに照射したときの微分分光応答であることを意味している。
【００６３】
被試験セルの応答がほぼ線形なら、バイアス光を(K0/I0)倍すれば、略標準試験条件の光EAM1.5 λ(λ)を照射したときの短絡電流とほぼ同じの短絡電流が得られるはずである。
【００６４】
従って、最初の測定（i=0）の場合は（ステップＳ２６：Ｙ）、K0/I0 倍となるようにバイアス光源のパラメータを調整して（ステップＳ３４）、２度目の測定(i=1)をステップＳ２２から開始する。ステップＳ２７でｉに１足してi=1となり、ステップＳ２８でIi'にKi-1、すなわち、K0を代入していることから、Ii'/Ii-1は、K0/I0となる。
【００６５】
次に、２度目の測定(i=1)では、測定短絡電流Ii (i=1)が測定され（ステップＳ２２）、算出短絡電流Ki=∫S(Ii,λ)・EAM1.5 λ(λ)dλ (i=1)と、ri=Ii/Ki (i=1)とを算出する（ステップＳ２３）。ここで、算出短絡電流K1が測定短絡電流I1に一致する場合は、測定短絡電流I1及び算出短絡電流K1は標準試験条件における被試験セルの短絡電流である。従って、riと１との差の絶対値が許容誤差ε内であれば（ステップＳ２４：Ｙ）、算出短絡電流Ki (i=1)を所望の短絡電流ＩＳＴＣとして（ステップＳ２５）、処理を終了する。
【００６６】
一方、riと１との差の絶対値が許容範囲ε内でない場合は（ステップＳ２４：Ｎ、ステップＳ２６：Ｎ、ステップＳ２９：Ｙ）、分光分布が略標準試験条件の光EAM1.5 λ(λ)に相似な照射光(I1/K1)・EAM1.5 λ(λ)を考えると、I0のときと同様に
∫S(I1,λ)・(I1/K1)・EAM1.5 λ(λ)dλ=I1・∫S(I1,λ)・EAM1.5 λ(λ)dλ
/∫S(I1,λ')・EAM1.5 λ(λ')dλ'=I1
だから、分光感度S(I1,λ)が、照射光(I1/K1)・EAM1.5 λ(λ)を被試験セルに照射したときの微分分光応答である。
【００６７】
被試験セルの応答がI0、I1の近傍でほぼ線形なら、(I0, K0/I0), (I1, K1/I1)を通る次の直線
r={(K1/I1-K0/I0)/(I1-I0)}・(I-I0)+K0/I0
を求める。そして、r=1になる短絡電流Iを求める。この短絡電流Iが所望の短絡電流ISTCとなる。
【００６８】
直線r={(K1/I1-K0/I0)/(I1-I0)}・(I-I0)+K0/I0の解を求めると、ステップＳ３０でｉに１足してi=2としているので、Ii'=Ii-2＋(1-ri-2)・{(Ii-1-Ii-2)/(ri-1-ri-2)}となる（ステップＳ３１）。Ii'/ Ii-1 倍となるようにバイアス光源のパラメータを調整して（ステップＳ３４）、３度目の測定(i=2)をステップＳ２２から開始する。尚、２度目の測定(i=1)の時は、ステップＳ３４において、バイアス光を(K1/I1)倍になるようにしてもよい。また、r=1になる短絡電流I=I2'を求め、この短絡電流I2'を所望の短絡電流ISTCとしてもよい。
【００６９】
次に、３度目の測定(i=2)では、測定短絡電流Ii (i=2)が測定され（ステップＳ２２）、算出短絡電流Ki=∫S(Ii,λ)・EAM1.5 λ(λ)dλ (i=2)と、ri=Ii/Ki (i=2)とを算出する（ステップＳ２３）。ここで、riと１との差の絶対値が許容誤差ε内であれば（ステップＳ２４：Ｙ）、算出短絡電流Ki (i=2)を所望の短絡電流ＩＳＴＣとして（ステップＳ２５）、処理を終了する。
【００７０】
一方、riと１との差の絶対値が許容範囲ε内でない場合は（ステップＳ２４：Ｎ、ステップＳ２６：Ｎ、ステップＳ２９：Ｎ）、ステップＳ３２に移る。分光分布が略標準試験条件の光EAM1.5 λ(λ)に相似な照射光(I1/K1)・EAM1.5 λ(λ)を考えると、I0のときと同様に
∫S(I1,λ)・(I1/K1)・EAM1.5 λ(λ)dλ=I1・∫S(I1,λ)・EAM1.5 λ(λ)dλ
/∫S(I1,λ')・EAM1.5 λ(λ')dλ'=I1
だから、S(I1,λ)が、照射光(I1/K1)・EAM1.5 λ(λ)を被試験セルに照射したときの微分分光応答である。
【００７１】
(I0, K0/I0), (I1, K1/I1), (I2, K2/I2)を通る以下の２次式
r=(K0/I0)・(I-I1)・(I-I2)/{(I0-I1)・(I0-I2)}
+(K1/I1)・(I-I0)・(I-I2)/{(I1-I0)・(I1-I2)}+(K2/I2)・(I-I0)・(I-I1)/{(I2-I0)・(I2-I1)}
を求め、r=1の解Ii'を求める（ステップＳ３３）。そして、Ii'/ Ii-1 倍となるようにバイアス光源のパラメータを調整して（ステップＳ３４）、４度目の測定(i=3)をステップＳ２２から開始する。尚、３度目の測定(i=2)の時は、r=1になる短絡電流I=I3'を求め、この短絡電流I3'を所望の短絡電流ISTCとしてもよい。また、ステップＳ３４において、バイアス光を(I3'/I2)倍になるようにしてもよい。さらに、バイアス光を(K2/I2)倍になるようにしてもよい。
【００７２】
４度目以降は、３度目と同様にステップを繰り返し実行し、riと１との差の絶対値が許容誤差ε内になったとき、算出短絡電流Kiを所望の短絡電流ＩＳＴＣとして処理を終了する。
【００７３】
尚、実施形態では略標準試験条件の光EAM1.5 λ(λ)を用いて説明するが、これに限定されるものではなく、任意の分光放射照度Eλ(λ)を仮想的に照射したときであってもよい。その時の短絡電流を算出できる。また、直線補間または２次式による補間の例を示したが、より高次の補間式を用いてもよい。多項式以外の任意の補間式でもよい。
【００７４】
＜具体例２＞
具体例２では、最初に複数の分光感度を測定し、その中から短絡電流ＩＳＴＣに近い短絡電流を出力する分光感度を選択し、標準試験条件の光（EAM1.5 λ(λ)）による短絡電流ＩＳＴＣを算出する。図９は、具体例２のＩＳＴＣ測定処理を示すフローチャートである。
【００７５】
測定を開始する前に、次の２つの準備を行っておく。１つ目は、標準試験条件の分光放射照度EAM1.5 λ(λ)から、放射光エネルギーESTC=∫EAM1.5 λ(λ)dλを算出し、EAM1.5 λ(λ)とESTCとをデータ記憶部１７に記憶しておく。２つ目は、光源９から照射されるバイアス光の放射照度Ebが略標準試験条件EAM1.5 λ(λ)になるように、光源９の制御パラメータの値β0を求めてバイアス光源駆動制御部８に設定しておく。尚、２つ目の準備は必須ではないが、バイアス光の変更回数を少なくするためには有効である。
【００７６】
太陽電池１１がセットされ、測定開始コマンドが設定部１８から入力されると、複数、すなわちN+1個の分光感度（微分分光応答）S(Ii,λ)と測定短絡電流Ii (i=0,1,2,・・・,N)とが測定される（ステップＳ１０）。
【００７７】
次に、N+1個の計算上の短絡電流である算出短絡電流Ki=∫S(Ii,λ)・EAM1.5 λ(λ)dλ を算出し（ステップＳ１１）、N+1個の ri= Ii/Kiを算出する（ステップＳ１２）。そして、１の前後のrjを適切な数、例えば３つ選択する（ステップＳ１３）。
【００７８】
次に、ステップＳ１３において選択されたrに関する(rj,Ij)、(rj+1,Ij+1)、(rj+2,Ij+2)を通る補完式f(r)を求める（ステップＳ１４）。そして、r=1のときのf(1)から、所望の短絡電流ISTCを求める（ステップＳ１５）。演算制御部１５は、求めた短絡電流ISTCを、表示部１９に表示する。
【００７９】
＜具体例３＞
具体例３は、最初に放射照度Ebが略標準試験条件EAM1.5 λ(λ)になるように設定されたバイアス光源下で短絡電流と分光感度とを測定してから、その短絡電流に近似の短絡電流が測定される場合の分光感度を測定し、略標準試験条件の光EAM1.5 λ(λ)による短絡電流ＩＳＴＣを算出する。図１０は、具体例３のＩＳＴＣ測定処理を示すフローチャートである。
【００８０】
まず、測定を開始する前に、略標準試験条件の光EAM1.5 λ(λ)、及び、その照射エネルギーESTCがデータ記憶部１７に記憶され、光源９から照射されるバイアス光の放射照度Ebが略標準試験条件EAM1.5 λ(λ)になるように、光源９の制御パラメータの値β0が求められてバイアス光源駆動制御部８に設定される。太陽電池１１がセットされ、測定開始コマンドが設定部１８から入力されると、演算制御部１５は、インデックスｉに０（ゼロ）を設定し、測定短絡電流I0を測定し、Iiに代入する（ステップＳ４０）。
【００８１】
太陽電池１１の短絡電流、すなわち、ＤＣアンプ１３から出力される短絡電流が略Iiとなるように、バイアス光を調整し、再度、短絡電流を測定してIiに代入し（ステップＳ４１）、分光感度S(Ii,λ)を測定する（ステップＳ４２）。
【００８２】
次に、短絡電流が測定短絡電流Iiより少し大きくIi+ΔIになるようバイアス光の強度を調整して、短絡電流Ii+ΔIを測定してIi'とし（ステップＳ４３）、分光感度S(Ii',λ)を測定する（ステップＳ４４）。
【００８３】
次に、分光感度S(Ii,λ)と略標準試験条件の光の分光放射照度EAM1.5 λ(λ)とから、算出短絡電流Kiを算出し、バイアス光の強度を調整した後の分光感度S(Ii',λ)と略標準試験条件の光の分光放射照度EAM1.5 λ(λ)とから算出短絡電流Ki'を算出する。更に、ri= Ki/Ii、ri'=Ki'/ Ii'を算出し（ステップＳ４５）、riと１との差の絶対値が許容誤差ε内であれば（ステップＳ４６：Ｙ）、算出短絡電流Kiを所望の短絡電流ＩＳＴＣとして（ステップＳ４７）、処理を終了する。
【００８４】
一方、riと１との差の絶対値が許容誤差ε内でない場合は（ステップＳ４６：Ｎ）、ri= Ki/Ii、ri'=Ki'/ Ii'を求め、(Ii, ri)と(Ii', ri')を通る直線を求める。そして、これからr=1になる短絡電流Iを求め（ステップＳ４８）、求めた短絡電流IをIi+1に代入し、インデックスｉに１加算して（ステップＳ４９）、ステップＳ４１からの処理を繰り返す。
【００８５】
ri=Ii/∫S(Ii,λ)・EAM1.5 λ(λ)dλを算出し、求めた算出短絡電流Kiから次の短絡電流Ii+1を定め、その短絡電流Ii+1が測定されるときの分光感度S(Ii+1,λ)を測定する、というサイクルを繰り返すことで、分光感度S(I,λ)を測定する回数が少なくて、所望の短絡電流ISTCを求めることが可能となる。すなわち、短絡電流がIi、Ii+ΔIのときのそれぞれの分光感度S(Ii,λ)とS(Ii+ΔI,λ)とを用いて、所望の短絡電流ISTCに近い値が得られる次に設定すべきバイアス光強度を決定するので、少ない回数の分光感度S(Ii,λ)の測定で所望の短絡電流ISTCを得ることができるようになる。
【００８６】
＜変形例＞
従来技術では、
s(I)=∫S(I,λ)・{EAM1.5 λ(λ)/ESTC}dλ
から、微分方程式
dE/dI=1/s(I) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(式Ｂ)
により、次の積分方程式
E(I)=∫0I {1/s(I')}dI'
を導き、これより
E(I)＝ESTC
の解ISTCを求めている。
ここで、EAM1.5 λ(λ)は、エアーマス１．５（AM1.5）の太陽光の分光放射照度を示し、ESTCは、標準試験条件(EAM1.5 λ(λ)の光)の放射照度を示し、ISTCは、標準試験条件での太陽電池の短絡電流を示す。
【００８７】
本変形例では、非線形性が強い場合は(式Ｂ)ではなく
dE/dI=[1-I・{ds(I)/dI}/s(I)]/s(I)=[1-ESTC・{ds(I)/dI}]/s(I)
であることを見出し、
E(I)=∫0I [1-I'・{ds(I')/dI'}/s(I')]/s(I')dI'=ESTC ・・・・・・・(式Ｃ)
または
E(I)=∫0I [1-ESTC・{ds(I)/dI}]/s(I')dI'=ESTC ・・・・・・・(式Ｃ')
の解ISTCを求めることにより、精度の高い短絡電流を計算する。
【００８８】
また、(式Ｃ)、(式Ｃ')の積分下限は0にすると、バイアス光を変更する回数が多くなり、その回数分の分光感度を測定しなければならない。そこで、
E(I)=E0+∫I0I{1/s(I')}dI'=ESTC ・・・・・・・・・・・・・・(式Ｄ)
または
E(I)=E0+∫I0I[1-I'・{ds(I')/dI'}/s(I')]/s(I')dI'=ESTC ・・・・・・(式Ｅ)
もしくは
E(I)=E0+∫I0I[1-ESTC・{ds(I)/dI}]/s(I')dI'=ESTC ・・・・・・(式Ｅ')
を満足するIを求めてそれをISTCとする。
E0=∫0I0[1-I'・{ds(I')/dI'}/s(I')]/s(I')dI'
または
E0=∫0I0[1-ESTC・{ds(I)/dI}]/s(I')dI'
であるが、分光感度S(I0,λ)のパラメータの値I0が得られるAM1.5の分光放射照度に比例した光の放射照度E0は、上述の考え方から
E0=I0・∫EAM1.5 λ(λ)dλ/∫S(I0,λ)・EAM1.5 λ(λ)dλ
により算出できる。
【００８９】
尚、本変形例は、標準試験条件での短絡電流の算出に限定するものではなく、任意の分光放射照度で照射したときの短絡電流を求める場合にも適用できる。従って、ソーラーシミュレータ調整時に、測定された分光放射照度における短絡電流の算出にも適用できることになる。
【００９０】
図１１は、本変形例の標準試験条件の光（EAM1.5 λ(λ)）による短絡電流ＩＳＴＣを算出するＩＳＴＣ測定処理を示すフローチャートである。
【００９１】
まず、標準試験条件の分光放射照度EAM1.5 λ(λ)から、照射光エネルギーESTC=∫EAM1.5 λ(λ)dλを算出し、EAM1.5 λ(λ)とESTCとをデータ記憶部１７に記憶しておく。
【００９２】
太陽電池１１がセットされ、測定開始コマンドが設定部１８から入力されると、演算制御部１５は、光源９から照射されるバイアス光の放射照度Ebが、標準試験条件の分光放射照度の略２分の１、すなわち、０．５＊EAM1.5 λ(λ)になるように、光源９を調整し（ステップＳ５０）、短絡電流I0を測定する（ステップＳ５１）。
【００９３】
次に、光源９から照射されるバイアス光の放射照度Ebが、標準試験条件の分光放射照度の略１．５倍、すなわち、１．５＊EAM1.5 λ(λ)になるように、光源９を調整し（ステップＳ５２）、短絡電流IN+1を測定する（ステップＳ５３）。
【００９４】
そして、微分分光応答S(Ii,λ) (i=1,2,・・・,N)を測定し（ステップＳ５４）、s(Ii)=∫S(Ii,λ)・{EAM1.5 λ(λ)/ESTC}dλ (i=0,2,・・・,N+1)を算出する（ステップＳ５５）。ただしI0=0とする。
【００９５】
次に、(Ii-1, s(Ii-1)), (Ii, s(Ii)), (Ii+1, s(Ii+1))の３点から、以下の２次補間式gi(I)を求め、
gi(I)=αi・I2 +βi・I +γi (Ii-1＜I≦Ii)
係数αi, βi, γiを1〜Nのiについて算出する（ステップＳ５６）。
【００９６】
非線形性が強い場合には（ステップＳ５７：Ｙ）、
fi(Ii)=[1-Ii・{dgi(Ii)/dI}/gi(Ii)]/gi(Ii) (i=0,2,・・・,N)
を算出する（ステップＳ５９）。
【００９７】
一方、非線形性がさほど強くない場合には（ステップＳ５７：Ｎ）、
fi(Ii)=1/gi(Ii) (i=0,2,・・・,N)
を算出する（ステップＳ５８）。
【００９８】
次に、(Ii-1, fi-1(Ii-1)), (Ii, fi(Ii)), (Ii+1, fi+1(Ii+1))の３点から、以下の２次補間式fi(I)を求め、
fi(I)=ai・I2 +bi・I +ci (Ii-1＜I≦Ii)
係数ai, bi, ciを1〜Nのiについて算出し、
Fi=(ai/3)・(Ii3 -Ii-13) +(bi/2)・(Ii2 -Ii-12) +ci・(Ii-Ii-1) を1〜Nのiについて算出する（ステップＳ６０）。Fiは ∫Ii-1Ii fi(I)dIに対応する値である。
【００９９】
次に、SF=Σi=1j Fi≧(ESTC -E0)となるまでjを1から順次増やしてこの不等式を満たす最小のjを求め（ステップＳ６２〜６５）、SF=SF-Fjを算出する（ステップＳ６６）。
【０１００】
次に、３次方程式SF+(aj/3)・(I3 -Ij-13) +(bj/2)・(I2 -Ij-12) +cj・(I -Ij-1)=ESTC -E0 を満たすIを求め、それをISTCとする（ステップＳ６７）。
【０１０１】
尚、ステップＳ５８、又は、ステップＳ５９における補間は、２次補間に限定するものではない。その場合は、ステップＳ６７において、その補間に応じた方程式を解くことになる。また、多項式以外の任意の補間式でもよい。また、短絡電流Iについての積分において、非線形性に応じて上記(式Ｄ)を用いるか(式Ｅ)（もしくは(式Ｅ')）を用いるか使い分けてもよい。
【０１０２】
＜太陽電池評価装置＞
＜構成＞
図１２は、太陽電池評価装置２００の構成を示すブロック図である。
【０１０３】
太陽電池評価装置２００は、ソーラーシミュレータの照射光の強度を調整するものである。太陽電池評価装置２００では、上述した短絡電流測定装置１００と同様の方法で短絡電流Ｉを求め、その短絡電流が目標となる短絡電流ＩＳＴＣとなるように、ソーラーシミュレータを調整する。
【０１０４】
太陽電池評価装置２００は、光源３２、光源駆動制御部３１、光学系３３、基準白色板３４、分光放射照度測定部３５、光ファイバー３５ａ、演算制御部３６、データ入出力部３７、データ記憶部３８、設定部３９、及び、表示部４０で構成される。
【０１０５】
光源３２は、太陽電池１１に光を照射するキセノンランプ等であり、光源駆動制御部３１は、光源３２の出力光の強度を制御する装置である。光学系３３は、その用途に応じて光を集中、又は、コリメートさせるためのレンズ等の光学素子である。
【０１０６】
基準白色板３４は、入射した光を、分散反射する装置である。光ファイバー３５ａは、石英ガラス等を使用した、光を導光する光路である。分光放射照度測定部３５は、分光放射照度を測定する装置である。
【０１０７】
光源３２から照射された光は、光学系３３を介して、基準白色板３４に入射する。そして、基準白色板３４からの反射光の一部は、光ファイバー３５ａを介して分光放射照度測定部３５に導光され、分光放射照度測定部３５は光源３２の分光放射照度を算出する。
【０１０８】
演算制御部３６は、分光放射照度測定部３５が算出した分光放射照度に基づいて、光源駆動制御部３１を制御し、また、太陽電池評価装置２００全体を制御する。
【０１０９】
データ入出力部３７は、外部の機器とデータをやり取りするための、ＵＳＢポート等のいわゆる外部インタフェースであり、データ記憶部３８は、その用途に応じて、例えば、ＲＡＭ等の揮発性の記憶素子、ＲＯＭや書換え可能なＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性の記憶素子、ハードディスク等により構成され、演算制御部３６が動作するのに必要なプログラムや、データを記憶している。
【０１１０】
設定部３９は、ソーラーシミュレータ調整処理を開始するコマンドや、処理を行う上で必要な光源駆動制御部３１等の制御部に対するパラメータ等の各種データを、太陽電池評価装置２００に入力する機器である。例えば、キーボードやマウス等である。表示部４０は、設定部３９から入力されたコマンドやデータ、及び、演算制御部３６が算出した短絡電流値等を出力（提示）する機器である。例えばＣＲＴディスプレイ、ＬＣＤ、有機ＥＬディスプレイ、及び、プラズマディスプレイ等の表示装置やプリンタ等の印刷装置等である。
【０１１１】
太陽電池評価装置２００の演算制御部３６、データ入出力部３７、データ記憶部３８、設定部３９、及び、表示部４０等は、例えば、マイクロプロセッサ、メモリおよびその周辺回路を備えるコンピュータによって構成される。前記マイクロプロセッサは、いわゆるＣＰＵ等であり、メモリに記憶されているプログラムを実行することにより、太陽電池評価装置２００は、機能的に、演算制御部３６〜表示部４０等を備えることになる。
【０１１２】
以下、太陽電池評価装置２００を用いて、ソーラーシミュレータ（分光光源３２）の照射光の強度を調整する具体例を説明する。
【０１１３】
＜具体例１＞
具体例１では、目標とする短絡電流Itになるように照射光の強度を調整するものであって、Itにおける微分分光応答S(It,λ)を用いて、ri=It/∫S(It,λ)・Eiλ(λ)dλ を算出し、riが1になるようにEiλ(λ)を調整する。図１３は、具体例１のソーラーシミュレータ調整処理を示すフローチャートである。
【０１１４】
まず、＜短絡電流測定装置＞で説明した方法で、標準試験条件の光EAM1.5 λ(λ)による太陽電池の短絡電流がＩＳＴＣのときの分光感度S(ISTC,λ)を求め、例えば、データ記憶部３８に記憶する（ステップＳ７０）。具体的には、分光感度S(Ii,λ) (i=0,1,2,・・・,N)から、補間によりS(ISTC,λ)を求める。
【０１１５】
ソーラーシミュレータ調整開始コマンドが設定部３９から入力されると、演算制御部３６は、インデックスｉに０（ゼロ）を設定し（ステップＳ７１）、分光放射照度測定部３５が測定した光源３２の分光放射照度E0SS λ(λ)を取得する（ステップＳ７２）。
【０１１６】
次に、r0={ISTC/∫S(ISTC,λ')・E0SS λ(λ')dλ'}を算出する（ステップＳ７３）。
【０１１７】
|r0-1|＜ε、すなわち、r0と１との差の絶対値が許容誤差ε内であれば（ステップＳ７４：Ｙ）、調整を終了する。
【０１１８】
一方、r0と１との差の絶対値が許容誤差ε内でなければ（ステップＳ７４：Ｎ）、光源３２の放射照度が略r0倍になるように、光源駆動制御部３１に調整させ（ステップＳ７５）、iに１加算する（ステップＳ７６）。
【０１１９】
そして、光源３２の分光放射照度E1SS λ(λ)を分光放射照度測定部３５から取得し（ステップＳ７２）、r1={ISTC/∫S(ISTC,λ')・E1SS λ(λ')dλ'}を算出する（ステップＳ７３）。そして、r1と１との差の絶対値が許容誤差ε内でなければ（ステップＳ７４：Ｎ）、光源３２の分光放射照度がr1・E1SS λ(λ)になるように光源駆動制御部３１に調整させる（ステップＳ７５）。
【０１２０】
このように、ステップＳ７２〜ステップＳ７６を繰り返し、|rj-1|＜εになれば、ソーラーシミュレータの調整処理を完了する。
【０１２１】
＜具体例２＞
具体例２は、基準太陽電池の標準試験条件での短絡電流ISTC、及び、分光感度S(Ik,λ) (k=0,1,2,・・・,N)が測定、算出されているときに、ソーラーシミュレータの放射照度を、基準太陽電池の短絡電流Ｉが標準試験条件での短絡電流ISTCになるように短時間で調整する。図１４は、具体例２のソーラーシミュレータ調整処理を示すフローチャートである。
【０１２２】
ソーラーシミュレータが分光放射照度ESS λ(λ)を照射したときに得られる短絡電流Iを、
∫S(Ik,λ)・ESS λ(λ)dλ (k=0,1,2,・・・,N)
から補間などで算出し、短絡電流Iと標準試験条件での短絡電流ISTCを比較することでソーラーシミュレータを調整する。
【０１２３】
まず、ソーラーシミュレータ調整開始コマンドが設定部３９から入力されると、演算制御部３６は、インデックスｉに０（ゼロ）を設定し（ステップＳ８０）、分光放射照度測定部３５が測定した光源３２の分光放射照度E0SS λ(λ)を取得する（ステップＳ８１）。
【０１２４】
次に、kが0とNの２つの短絡電流、すなわち、I0SS0=∫S(I0,λ')・E0SS λ(λ')dλ' と、I0SSN=∫S(IN,λ')・E0SS λ(λ')dλ' とを算出する（ステップＳ８２）。応答が線形ならは、S(I0,λ')=∫S(IN,λ')なので、I0SS0=I0SSNである。しかし、応答が非線形ならば、I0SS0≠I0SSNなので、通常はI0SS0≠I0、I0SSN≠INとなる。
【０１２５】
次に、I0SS0/I0、I0SSN/INを算出し（ステップＳ８３）、(I0, I0SS0/I0)と(IN, I0SSN/IN)とを通る直線y=(I-IN)・{(I0SSN/IN)-(I0SS0/I0)}/(IN-I0)+(I0SSN/IN)でy=1になるI0を、以下の式で算出する（ステップＳ８４）。
I0=IN+{1-(I0SSN/IN)}・(IN-I0)/{(I0SSN/IN)-(I0SS0/I0)}
次に、Ij-1＜Ij＜I0≦Ij+1＜Ij+2 を満たすIj-1, Ij, Ij+1, Ij+2を求め（ステップＳ８５）、それぞれ以下の式でr0を算出する（ステップＳ８６）。
r0j-1=Ij-1/∫S(Ij-1,λ')・E0SS λ(λ')dλ'
r0j=Ij/∫S(Ij,λ')・E0SS λ(λ')dλ'
r0j+1=Ij+1/∫S(Ij+1,λ')・E0SS λ(λ')dλ'
r0j+2=Ij+2/∫S(Ij+2,λ')・E0SS λ(λ')dλ'
次に、(r0j-1, Ij-1), (r0j, Ij), (r0j+1, Ij+1), (r0j+2, Ij+2)の４点から、３次補間式f(r)を求める（ステップＳ８７）。そして、分光放射照度E0SS λ(λ)を照射したときの短絡電流I0SS=f(1)を算出する（ステップＳ８８）。
【０１２６】
I0SSとISTCとがほぼ等しければ、具体的には、|(ISTC/ISS)-1|＜εが成り立てば（ステップＳ８９：Ｙ）、処理を終了する。
【０１２７】
一方、I0SSとISTCとがほぼ等しくなければ（ステップＳ８９：Ｎ）、光源３２の分光放射照度が(ISTC/I0SS)倍になるように光源駆動制御部３１に調整させる（ステップＳ９０）。
【０１２８】
そして、iに１加算して、ステップＳ８１〜ステップＳ９１を繰り返す。具体的には、光源３２の分光放射照度E1SS λ(λ)を測定し（ステップＳ８１）、ステップ。I1SS0=∫S(I0,λ')・E1SS λ(λ')dλ'、I1SSN=∫S(IN,λ')・E1SS λ(λ')dλ'を算出し（ステップＳ８２）、I1SS0/I0、I1SSN/INを算出する（ステップＳ８３）。
【０１２９】
次に、(I0, I1SS0/I0)と(IN, I1SSN/IN)を通る直線y=(I-IN)・{(I1SSN/IN)-(I1SS0/I0)}/(IN-I0)+(I1SSN/IN)でy=1になるI1を、I1=IN+{1-(I1SSN/IN)}・(IN-I0)/{(I1SSN/IN)-(I1SS0/I0)}を用いて算出する（ステップＳ８４）。
【０１３０】
次に、Ij-1＜Ij＜I1≦Ij+1＜Ij+2 を満たすIj-1, Ij, Ij+1, Ij+2を求め（ステップＳ８５）、r1j-1=Ij-1/∫S(Ij-1,λ')・E1SS λ(λ')dλ'
r1j=Ij/∫S(Ij,λ')・E1SS λ(λ')dλ'
r1j+1=Ij+1/∫S(Ij+1,λ')・E1SS λ(λ')dλ'
r1j+2=Ij+2/∫S(Ij+2,λ')・E1SS λ(λ')dλ'
を求める（ステップＳ８６）。
【０１３１】
次に、(r1j-1, Ij-1), (r1j, Ij), (r1j+1, Ij+1), (r1j+2, Ij+2)から、３次補間式f(r)を決定し（ステップＳ８７）、 E1SS λ(λ)を照射したときの短絡電流ISS=f(1)を算出する（ステップＳ８８）。そして、|(ISTC/ISS)-1|＜εでない場合には、光源３２の分光放射照度が(ISTC/ISS)倍になるように光源駆動制御部３１に調整させる。
【０１３２】
このように、ステップＳ８１〜ステップＳ９１を繰り返し、|(ISTC/ISS)-1|＜εになれば、ソーラーシミュレータの調整処理を終了する。
【０１３３】
尚、標準試験条件での短絡電流が得られるように調整することに限定するものではなく、所定の短絡電流が得られるように調整する場合にも適用できる。
【０１３４】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【符号の説明】
【０１３５】
１ 分光光源駆動制御部
２ ９ ３２ 光源
３ａ ３ｂ ３ｃ ３ｄ ３３ 光学系
４ モノクロメータ
５ モノクロメータ制御部
６ サーボモータ
６ａ 光ブレード
７ チョッピングモータ駆動制御部
８ バイアス光源駆動制御部
１０ 放射照度測定部
１１ 太陽電池
１２ ロックインアンプ
１３ １４ ＤＣアンプ
１５ ３６ 演算制御部
１６ ３７ データ入出力部
１７ ３８ データ記憶部
１８ ３９ 設定部
１９ ４０ 表示部
２０ ２１ ハーフミラー
３１ 光源駆動制御部
３５ 分光放射照度測定部
３５ａ 光ファイバー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の太陽電池を照明し、光量がそれぞれ異なる複数の照射光を照射する光源部と、
前記複数の照射光を受けたときの、前記太陽電池のそれぞれの短絡電流とそれぞれの分光感度とを測定する測定部と、
前記それぞれの分光感度を用いて、予め定められている所定の分光放射照度の光を前記太陽電池に照射した場合のそれぞれの短絡電流を算出する算出電流算出部と、
前記測定部で測定された少なくとも２つの短絡電流と、当該短絡電流が測定されたときの分光感度を用いて前記算出電流算出部が算出したそれぞれの短絡電流とに基づいて、前記所定の分光放射照度の光を前記太陽電池に照射した場合の短絡電流を算出する短絡電流算出部と
を備えることを特徴とする短絡電流測定装置。
【請求項２】
前記光源部は、ある光量の照射光を照射した場合に前記測定部が測定した分光感度と前記所定の分光放射照度とを用いて前記算出電流算出部が算出した短絡電流と、当該ある光量の照射光を照射した場合に前記測定部が測定した短絡電流とに基づいて求められた光量の照射光を照射する
ことを特徴とする請求項１記載の短絡電流測定装置。
【請求項３】
前記光源部は、ある光量の照射光を照射した場合に前記測定部が測定した第１短絡電流と、当該ある光量の照射光を照射した場合に前記測定部が測定した第１分光感度と前記所定の分光放射照度とを用いて前記算出電流算出部が算出した第２短絡電流と、当該ある光量と微小量異なる光量の照射光を照射した場合に前記測定部が測定した第３短絡電流と、当該ある光量と微小量異なる光量の照射光を照射した場合に前記測定部が測定した第２分光感度と前記所定の分光放射照度とを用いて前記算出電流算出部が算出した第４短絡電流と、に基づいて求められた光量の照射光を照射する
ことを特徴とする請求項１記載の短絡電流測定装置。
【請求項４】
前記短絡電流算出部は、前記所定の分光放射照度の光を前記太陽電池に照射した場合の短絡電流として、前記測定部が測定した短絡電流と前記算出電流算出部が算出した短絡電流とに基づいた補間式を用いて、前記測定部が測定した短絡電流と前記算出電流算出部が算出した短絡電流とが等しくなるような短絡電流を算出する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の短絡電流測定装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の短絡電流測定装置によって、予め定められている所定の短絡電流が測定されるときの、太陽電池の分光感度を測定する分光感度測定部と、
ある分光放射照度の照射光を照射する光源部と、
前記ある分光放射照度と前記分光感度測定部で測定した分光感度とから求めた短絡電流と、前記所定の短絡電流とが近似するように、前記光源部が照射する照射光の分光照射照度を変更する調整部と
を備えることを特徴とする太陽電池評価装置。
【請求項６】
ある分光放射照度の照射光を照射する光源部と、
前記ある分光放射照度の照射光が照射されたときの、複数の短絡電流を測定する短絡電流測定部と、
前記短絡電流測定部が測定したそれぞれの短絡電流が測定されるときのそれぞれの分光感度を測定する分光感度測定部と、
前記分光感度測定部が測定したそれぞれの分光感度と前記ある分光放射照度とから、それぞれの短絡電流を算出する算出電流算出部と、
短絡電流測定部が測定した短絡電流と前記算出電流算出部が算出した短絡電流値とに基づいて、予め定められている分光放射照度の照射光を前記太陽電池に照射した場合の短絡電流を算出する短絡電流算出部と、
前記短絡電流算出部が算出した短絡電流と、予め定められている短絡電流とに基づいて、前記光源部が照射する照射光の分光照射照度を変更する調整部と
を備えることを特徴とする太陽電池評価装置。
【請求項７】
測定対象の太陽電池を照明する光源から、光量がそれぞれ異なる複数の照射光を照射する光源部を備える短絡電流測定装置で用いられる短絡電流測定方法であって、
前記複数の照射光を受けたときの、前記太陽電池のそれぞれの短絡電流とそれぞれの分光感度とを測定する測定ステップと、
前記それぞれの分光感度を用いて、予め定められている所定の分光放射照度の光を前記太陽電池に照射した場合のそれぞれの短絡電流を算出する算出電流算出ステップと、
前記測定ステップで測定された少なくとも２つの短絡電流と、当該短絡電流が測定されたときの分光感度を用いて前記算出電流算出ステップで算出したそれぞれの短絡電流とに基づいて、前記所定の分光放射照度の光を前記太陽電池に照射した場合の短絡電流を算出する短絡電流算出ステップと
を備えることを特徴とする短絡電流測定方法。
【請求項８】
ある分光放射照度の照射光を照射する光源部を備える太陽電池評価装置で用いられる太陽電池評価方法であって、
請求項１ないし４のいずれかに記載の短絡電流測定装置によって、予め定められている所定の短絡電流が測定されるときの、太陽電池の分光感度を測定する分光感度測定ステップと、
前記ある分光放射照度と前記分光感度測定ステップで測定した分光感度とから求めた短絡電流と、前記所定の短絡電流とが近似するように、前記光源部が照射する照射光の分光照射照度を変更する調整ステップと
を備えることを特徴とする太陽電池評価方法。
【請求項９】
ある分光放射照度の照射光を照射する光源部を備える太陽電池評価装置で用いられる太陽電池評価方法であって、
前記ある分光放射照度の照射光が照射されたときの、複数の短絡電流を測定する短絡電流測定ステップと、
前記短絡電流測定ステップが測定したそれぞれの短絡電流が測定されるときのそれぞれの分光感度を測定する分光感度測定ステップと、
前記分光感度測定ステップで測定したそれぞれの分光感度と前記ある分光放射照度とから、それぞれの短絡電流を算出する算出電流算出ステップと、
短絡電流測定ステップで測定した短絡電流と前記算出電流算出ステップで算出した短絡電流値とに基づいて、予め定められている分光放射照度の照射光を前記太陽電池に照射した場合の短絡電流を算出する短絡電流算出ステップと、
前記短絡電流算出ステップで算出した短絡電流と、予め定められている短絡電流とに基づいて、前記光源部が照射する照射光の分光照射照度を変更する調整ステップと
を備えることを特徴とする太陽電池評価方法。
【請求項１】
測定対象の太陽電池を照明し、光量がそれぞれ異なる複数の照射光を照射する光源部と、
前記複数の照射光を受けたときの、前記太陽電池のそれぞれの短絡電流とそれぞれの分光感度とを測定する測定部と、
前記それぞれの分光感度を用いて、予め定められている所定の分光放射照度の光を前記太陽電池に照射した場合のそれぞれの短絡電流を算出する算出電流算出部と、
前記測定部で測定された少なくとも２つの短絡電流と、当該短絡電流が測定されたときの分光感度を用いて前記算出電流算出部が算出したそれぞれの短絡電流とに基づいて、前記所定の分光放射照度の光を前記太陽電池に照射した場合の短絡電流を算出する短絡電流算出部と
を備えることを特徴とする短絡電流測定装置。
【請求項２】
前記光源部は、ある光量の照射光を照射した場合に前記測定部が測定した分光感度と前記所定の分光放射照度とを用いて前記算出電流算出部が算出した短絡電流と、当該ある光量の照射光を照射した場合に前記測定部が測定した短絡電流とに基づいて求められた光量の照射光を照射する
ことを特徴とする請求項１記載の短絡電流測定装置。
【請求項３】
前記光源部は、ある光量の照射光を照射した場合に前記測定部が測定した第１短絡電流と、当該ある光量の照射光を照射した場合に前記測定部が測定した第１分光感度と前記所定の分光放射照度とを用いて前記算出電流算出部が算出した第２短絡電流と、当該ある光量と微小量異なる光量の照射光を照射した場合に前記測定部が測定した第３短絡電流と、当該ある光量と微小量異なる光量の照射光を照射した場合に前記測定部が測定した第２分光感度と前記所定の分光放射照度とを用いて前記算出電流算出部が算出した第４短絡電流と、に基づいて求められた光量の照射光を照射する
ことを特徴とする請求項１記載の短絡電流測定装置。
【請求項４】
前記短絡電流算出部は、前記所定の分光放射照度の光を前記太陽電池に照射した場合の短絡電流として、前記測定部が測定した短絡電流と前記算出電流算出部が算出した短絡電流とに基づいた補間式を用いて、前記測定部が測定した短絡電流と前記算出電流算出部が算出した短絡電流とが等しくなるような短絡電流を算出する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の短絡電流測定装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の短絡電流測定装置によって、予め定められている所定の短絡電流が測定されるときの、太陽電池の分光感度を測定する分光感度測定部と、
ある分光放射照度の照射光を照射する光源部と、
前記ある分光放射照度と前記分光感度測定部で測定した分光感度とから求めた短絡電流と、前記所定の短絡電流とが近似するように、前記光源部が照射する照射光の分光照射照度を変更する調整部と
を備えることを特徴とする太陽電池評価装置。
【請求項６】
ある分光放射照度の照射光を照射する光源部と、
前記ある分光放射照度の照射光が照射されたときの、複数の短絡電流を測定する短絡電流測定部と、
前記短絡電流測定部が測定したそれぞれの短絡電流が測定されるときのそれぞれの分光感度を測定する分光感度測定部と、
前記分光感度測定部が測定したそれぞれの分光感度と前記ある分光放射照度とから、それぞれの短絡電流を算出する算出電流算出部と、
短絡電流測定部が測定した短絡電流と前記算出電流算出部が算出した短絡電流値とに基づいて、予め定められている分光放射照度の照射光を前記太陽電池に照射した場合の短絡電流を算出する短絡電流算出部と、
前記短絡電流算出部が算出した短絡電流と、予め定められている短絡電流とに基づいて、前記光源部が照射する照射光の分光照射照度を変更する調整部と
を備えることを特徴とする太陽電池評価装置。
【請求項７】
測定対象の太陽電池を照明する光源から、光量がそれぞれ異なる複数の照射光を照射する光源部を備える短絡電流測定装置で用いられる短絡電流測定方法であって、
前記複数の照射光を受けたときの、前記太陽電池のそれぞれの短絡電流とそれぞれの分光感度とを測定する測定ステップと、
前記それぞれの分光感度を用いて、予め定められている所定の分光放射照度の光を前記太陽電池に照射した場合のそれぞれの短絡電流を算出する算出電流算出ステップと、
前記測定ステップで測定された少なくとも２つの短絡電流と、当該短絡電流が測定されたときの分光感度を用いて前記算出電流算出ステップで算出したそれぞれの短絡電流とに基づいて、前記所定の分光放射照度の光を前記太陽電池に照射した場合の短絡電流を算出する短絡電流算出ステップと
を備えることを特徴とする短絡電流測定方法。
【請求項８】
ある分光放射照度の照射光を照射する光源部を備える太陽電池評価装置で用いられる太陽電池評価方法であって、
請求項１ないし４のいずれかに記載の短絡電流測定装置によって、予め定められている所定の短絡電流が測定されるときの、太陽電池の分光感度を測定する分光感度測定ステップと、
前記ある分光放射照度と前記分光感度測定ステップで測定した分光感度とから求めた短絡電流と、前記所定の短絡電流とが近似するように、前記光源部が照射する照射光の分光照射照度を変更する調整ステップと
を備えることを特徴とする太陽電池評価方法。
【請求項９】
ある分光放射照度の照射光を照射する光源部を備える太陽電池評価装置で用いられる太陽電池評価方法であって、
前記ある分光放射照度の照射光が照射されたときの、複数の短絡電流を測定する短絡電流測定ステップと、
前記短絡電流測定ステップが測定したそれぞれの短絡電流が測定されるときのそれぞれの分光感度を測定する分光感度測定ステップと、
前記分光感度測定ステップで測定したそれぞれの分光感度と前記ある分光放射照度とから、それぞれの短絡電流を算出する算出電流算出ステップと、
短絡電流測定ステップで測定した短絡電流と前記算出電流算出ステップで算出した短絡電流値とに基づいて、予め定められている分光放射照度の照射光を前記太陽電池に照射した場合の短絡電流を算出する短絡電流算出ステップと、
前記短絡電流算出ステップで算出した短絡電流と、予め定められている短絡電流とに基づいて、前記光源部が照射する照射光の分光照射照度を変更する調整ステップと
を備えることを特徴とする太陽電池評価方法。
【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２０１２−２５６７７８（Ｐ２０１２−２５６７７８Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２９９１９（Ｐ２０１１−１２９９１９）
【出願日】平成２３年６月１０日（２０１１．６．１０）
【出願人】（３０３０５０１６０）コニカミノルタオプティクス株式会社 (175)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１０日（２０１１．６．１０）
【出願人】（３０３０５０１６０）コニカミノルタオプティクス株式会社 (175)
【Ｆターム（参考）】
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