JPH1126785A - 太陽電池特性の測定方法 - Google Patents

太陽電池特性の測定方法

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JPH1126785A
JPH1126785A JP9174890A JP17489097A JPH1126785A JP H1126785 A JPH1126785 A JP H1126785A JP 9174890 A JP9174890 A JP 9174890A JP 17489097 A JP17489097 A JP 17489097A JP H1126785 A JPH1126785 A JP H1126785A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、大面積の太陽電池特性（以下特性
と呼ぶ）を、太陽電池の面積より小さな照射面積の光源
を用いて求めることが可能な測定方法を提供する。 【解決手段】 本発明の方法は、太陽電池の受光面の一
部にのみ光を照射した状態で該特性を調べる第１の工程
と、前記太陽電池の受光面に全く光を照射しない状態で
該特性を調べる第２の工程と、前記第２の工程で得た各
電圧における電流値に、前記第１の工程で受光面のうち
光が照射されなかった領域（以下暗領域と呼ぶ）の、全
受光面に対する割合を、乗じて暗領域に相当する該特性
を求める第３の工程と、前記第１の工程で得た各電圧に
おける電流値から、前記第３の工程で得た各電圧におけ
る電流値を、同電圧同士減じて前記暗領域の該特性の影
響を除去し、前記第１の工程で受光面のうち光の照射さ
れた領域（以下明領域と呼ぶ）が単独で切り離された状
態に相当する該特性を求める第４の工程とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池特性の測定方
法に係る。より詳細には、有効照射面積を有する光源の
確保が困難なほど面積の大きな太陽電池の光電変換特性
の測定が、小さな照射面積の光源を用いて可能となる太
陽電池特性の測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、太陽光を利用する太陽電池による
発電方法は、放射能汚染や地球温暖化等の問題を誘起す
ることなく、また太陽光は地球上の至る所に降り注いで
いるためエネルギー源の地域的な偏りが少なく、更には
複雑で大型の設備を必要とせずに比較的高い発電効力が
得られる等の観点から、今後の電力需要の増大に対応で
き、かつ、環境破壊を引き起こすことがないクリーンな
発電方式として注目を集めるとともに、実用化に向けて
様々な研究開発がなされている。
【０００３】上記太陽電池の研究開発では、太陽電池自
体の作製技術はもとより、作製された太陽電池の出力特
性を適宜評価する技術も重要な開発課題である。
【０００４】この太陽電池の出力特性を評価する手段と
しては、太陽電池の電圧対電流特性（以下、電圧・電流
特性と記す）を調べる方法が最も一般的に使われてい
る。図２は、この電圧・電流特性を調べる装置の一例を
示す模式図である。図２において、２０１は被測定体で
ある太陽電池、２０２は直流電源、２０３は電流ケーブ
ル、２０４は電流計、２０５は電圧計、２０６は電圧ケ
ーブル、２０７はコンピュータ、２０８は光源、２０９
はシャッターである。
【０００５】図２の装置では、直流電源２０２は電流ケ
ーブル２０３および電流計２０４を介して太陽電池２０
１と接続している。直流電流２０２としては、一般的に
両極性直流電源あるいは電子負荷等が用いられる。ま
た、電圧計２０５は電圧ケーブル２０６を介して太陽電
池２０１と接続している。電流計２０４および電圧計２
０５はコンピュータ２０７で制御される。光源２０８か
らは、ＪＩＳ規格等に準拠した光量１sun、スペクトル
ＡＭ１．５に設定された特性測定用の基準光が、太陽電
池２０１に対して照射される。太陽電池２０１に対する
光の照射および遮蔽は、シャッター２０９の開閉をコン
ピュータ２０７で制御して行う。
【０００６】以下では、上述した装置を用いて太陽電池
の電圧・電流特性を調べる方法について述べる。
【０００７】まず、光源２０８のウォームアップおよび
基準光量の調整を行い、光源が点灯して、かつ、シャッ
ター２０９が閉じた状態とする。次に、被測定体である
太陽電池２０１を設置する。そしてシャッター２０９を
開き、太陽電池２０１の全面に基準光が照射する。この
状態にてコンピュータ２０７の指令により直流電源２０
２は電圧を発生する。発生した電圧値は太陽電池２０１
の種類によって異なり、適宣最適発生電圧を定める。
【０００８】実際の測定手順としては、直流電源２０２
が発生した電圧を徐々に変えながら、太陽電池２０１の
電力取り出し端子にかかる電圧を電圧計２０５にて、
又、その時の電流を電流計２０４にて読み、これらの測
定値をコンピュータ２０７のメモリーに格納してゆく。
【０００９】必要な範囲における電圧の発生を終えたな
らば、シャッター２０９を閉じ、太陽電池２０１を取り
外す。コンピュータ２０７のメモリーに格納された電圧
・電流特性のデータは、適当なソフトウェアにてグラフ
化などの処理を行う。
【００１０】図３は、上記手順によって得られた太陽電
池の電圧・電流特性の一例を示すグラフである。図３に
おいて、横軸Ｖは電圧を、縦軸Ｉは電流を示す。図３に
おけるＣは、測定された電圧・電流特性をプロットした
点同士を結んで得られる曲線である。そして、曲線Ｃ上
にある点Ｋは電圧と電流の積が最大となる点、すなわち
最大の電力を取り出すことの可能な点であり、通常最適
動作点と呼ばれる。そして、このとき取り出せる最大電
力が太陽電池２０１の出力とされる。
【００１１】ところで、近年、太陽電池は急速に普及し
つつあり、例えば一般家屋の屋根上に設置されたり、あ
るいは遠隔地における実用電源として架台上に設置され
て用いられることが多い。このような設置工事の際の作
業工数を減らすという観点から、太陽電池１枚あたりの
面積が増大する傾向にある。これに伴い、太陽電池の面
積に相当する大面積の基準光を発生できる光源が必要と
なるが、その光源の確保は著しく困難な状況にある。
【００１２】通常、上記光源としてはキセノンランプが
最も多く使用されており、これを備えたソーラーシミュ
レータが装置として用いられている。しかしながら、ソ
ーラーシミュレータは大面積になるにつれて加速度的に
高価になってくる。この価格の増大は、ソーラーシミュ
レータを構成するエアマスフィルター、エンデーサーレ
ンズ等が大型化することに伴って製作が困難になるこ
と、加えてランプ用電源が甚だしく大容量化する等の理
由による。実用的には、定常光型のソーラーシミュレー
タでは、約５０ｃｍ角程度の照射面積を有する光源を備
えたものが現在の市場では最大規模である。光源として
機能するランプの点灯状態をパルス点灯としてランプ用
電源の小容量化を図り、１ｍ角程度の照射面積を持つシ
ミュレータも存在するが、電源以外の部品は基本的に定
常光型と変わることはないのでやはり極めて高価であ
る。
【００１３】上述したとおり、光源が高価になるため太
陽電池の製造コストも高くなる傾向にあった。このた
め、安価に大面積な太陽電池特性の測定ができる方法が
切望されていた。また、実際に１ｍ角程度を大きく超え
る面積を持つ太陽電池に対しては、このような照射面積
を持つ光源が存在しないため、事実上、太陽電池特性の
測定が不可能であった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、大面積の太
陽電池特性を、太陽電池の面積より小さな照射面積の光
源を用いて求めることが可能な測定方法を提供すること
を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る太陽電池特
性の測定方法は、太陽電池の受光面の一部にのみ光を照
射した状態で該太陽電池の電圧・電流特性を調べる第１
の工程と、前記太陽電池の受光面に全く光を照射しない
状態で該太陽電池の電圧・電流特性を調べる第２の工程
と、前記第２の工程で得られた各電圧における電流値
に、前記第１の工程において受光面のうち光が照射され
なかった領域（以下、暗領域と呼ぶ）の、全受光面に対
する割合を、乗じて暗領域に相当する太陽電池の電圧・
電流特性を求める第３の工程と、前記第１の工程で得ら
れた各電圧における電流値から、前記第３の工程で得ら
れた各電圧における電流値を、同電圧同士減じて前記暗
領域の電圧・電流特性の影響を除去し、前記第１の工程
において受光面のうち光の照射された領域（以下、明領
域と呼ぶ）が単独で切り離された状態に相当する太陽電
池の電圧・電流特性を求める第４の工程と、を備えたこ
とを特徴としている。
【００１６】この測定方法によれば、太陽電池の面積に
依存せず、太陽電池内の所望の領域における特性を容易
に測定できる。また、大面積な光源が不要なため、安価
な測定が可能となる。
【００１７】上記特徴において、前記第４の工程で得ら
れた各電圧における電流値に、前記太陽電池の全受光面
の、前記第１の工程において明領域に対する割合を、乗
じて該太陽電池の全受光面に光照射した場合の太陽電池
の電圧・電流特性を求める第５の工程を備えることによ
り、太陽電池の全受光面の面積より小さな光照射面積の
光源でも、太陽電池特性を容易に測定できる。
【００１８】また、本発明に係る太陽電池特性の測定方
法は、前記第１の工程で得られた太陽電池の電圧・電流
特性に対して、該太陽電池の直列抵抗成分による電位降
下を補正する第６の工程と、前記第２の工程で得られた
太陽電池の電圧・電流特性に対して、該太陽電池の直列
抵抗成分による電位降下を補正する第７の工程と、前記
第７の工程で得られた各電圧における電流値に、前記第
１の工程において暗領域の、全受光面に対する割合を、
乗じて暗領域に相当する太陽電池の電圧・電流特性を求
める第８の工程と、前記第６の工程で得られた各電圧に
おける電流値から、前記第８の工程で得られた各電圧に
おける電流値を、同電圧同士減じて前記暗領域の電圧・
電流特性の影響を除去し、前記第１の工程において明領
域が単独で切り離された状態に相当する太陽電池の電圧
・電流特性を求める第９の工程と、前記第９の工程で得
られた太陽電池の電圧・電流特性に対して、該太陽電池
の直列抵抗成分による電位降下を与え、改めて前記第１
の工程において明領域が単独で切り離された状態に相当
する太陽電池の電圧・電流特性を求める第１０の工程
と、を備えたことを特徴としている。
【００１９】この測定方法によれば、太陽電池の直列抵
抗成分の補正が行われるため、太陽電池の面積に依存せ
ず、太陽電池内の所望の領域における特性を高い精度で
測定できる。また、大面積な光源が不要なため、安価な
測定も可能である。
【００２０】上記特徴において、前記第７の工程で得ら
れた各電圧における電流値に、前記太陽電池の全受光面
の、前記第１の工程において明領域に対する割合を、乗
じて該太陽電池の全受光面に光照射した場合の太陽電池
の電圧・電流特性を求める第１１の工程と、前記第１１
の工程で得られた太陽電池の電圧・電流特性に対して、
該太陽電池の直列抵抗成分による電位降下を与え、改め
て該太陽電池の全受光面に光照射した場合の太陽電池の
電圧・電流特性を求める第１２の工程と、を備えたこと
により、太陽電池の直列抵抗成分の補正が行われるた
め、太陽電池の全受光面の面積より小さな光照射面積の
光源でも、太陽電池特性を高い精度で測定できる。
【００２１】さらに、本発明に係る太陽電池特性の測定
方法は、太陽電池の受光面を複数の領域に分割し、該複
数の領域に対して請求項１に記載の太陽電池特性の測定
方法を用い、該複数の領域ごとに太陽電池の電圧・電流
特性を求める第１３の工程と、前記第１３の工程により
複数の領域ごとに得られた太陽電池の電圧・電流特性
を、各電圧値に対応する全ての電流値同士加えて、該太
陽電池の全受光面に光照射した場合の太陽電池の電圧・
電流特性を求める第１４の工程と、を備えたことによ
り、太陽電池特性の場所ムラが大きな場合でも、太陽電
池の全受光面の太陽電池特性を容易に測定できる。
【００２２】またさらに、本発明に係る太陽電池特性の
測定方法は、太陽電池の受光面を複数の領域に分割し、
該複数の領域に対して請求項３に記載の太陽電池特性の
測定方法を用い、該複数の領域ごとに太陽電池の電圧・
電流特性を求める第１５の工程と、前記第１５の工程に
より複数の領域ごとに得られた太陽電池の電圧・電流特
性を、各電圧値に対応する全ての電流値同士加えて、該
太陽電池の全受光面に光照射した場合の太陽電池の電圧
・電流特性を求める第１６の工程と、前記第１６の工程
で得られた太陽電池の電圧・電流特性に対して、該太陽
電池の直列抵抗成分による電位降下を逆補正する第１７
の工程と、を備えたことにより、太陽電池の直列抵抗成
分の補正が行われるため、太陽電池特性の場所ムラが大
きな場合でも、太陽電池の全受光面の太陽電池特性を高
い精度で測定できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下では、本発明に係る太陽電池
特性の測定方法について具体的に説明する。
【００２４】（太陽電池特性の測定装置）図１は、本発
明の測定方法を実施する装置の一例を示す概略図であ
る。図１において、１０１は光源、１０２はマスク、１
０３は上下動装置、１０４は太陽電池、１０５は試料
台、１０６はケーブル、１１０、１１１は駆動部、１１
２は架台である。
【００２５】光源１０１は、太陽電池１０４に対して測
定用規準光を照射する機能を有し、その内部にはシャッ
ターユニットが内蔵されている。
【００２６】マスク１０２は、太陽電池１０４への光照
射領域を厳密に規定するために用いる。マスク１０２の
太陽電池１０４に接触する面は、太陽電池１０４に損傷
を与えない為のラバー等を設けることが好ましい。また
光源１０１単体での有効光照射面積は、マスク１０２の
切り欠き部よりわずかに大きく、マスク１０２の外寸を
越えてないように設定される。
【００２７】上下動装置１０３は、マスク１０２を太陽
電池１０４へ密着させる時、及び光源１０１とマスク１
０２を水平方向に移動させるとき、マスク１０２を上昇
させるときに用いられる。
【００２８】太陽電池１０４は、試料台１０５の上に配
置される。また、必要に応じて不図示のクランプ等によ
り試料台１０５に固定して、太陽電池特性の測定中に試
料台１０５上で移動するのを防止する。また、太陽電池
１０４はケーブル１０６によって不図示の特性測定用電
源等に繋がっている。図１における特性測定用の機材お
よび結線は、図２に示した従来の電圧・電流特性の測定
装置と全く同じであるので省略する。
【００２９】駆動部１１０は光源１０１とマスク１０２
を図面上の左右方向（Ｘ軸方向とする）に移動するため
に、また駆動部１１１は光源１０２とマスク１０２を図
面上の奥手前方向（Ｙ軸方向とする）に移動するため
に、それぞれ用いられる。
【００３０】架台１１２は、光源１０１、マスク１０
２、上下動装置１０３、Ｘ軸方向の駆動部１１０および
Ｙ軸方向の駆動部１１１から構成される測定装置を、床
面上に設置するために用いる。
【００３１】上述した図１の測定装置が図２に示した装
置と異なる点は、図２の装置では光源２０８の光照射領
域が太陽電池２０１の全領域に相当するのに対して、図
１の装置では太陽電池１０４の一部に相当することであ
る。
【００３２】（太陽電池の暗特性と太陽電池の一部を光
照射した場合の明特性）以下では、図１の装置を用い
て、本発明に係る太陽電池特性の測定方法を実施する際
の手順について述べる。
【００３３】（１）光源１０１は電源を投入した後、必
要なウォームアップ時間を経過し、不図示の光源シャッ
ターが閉じている状態とする。また、室温は太陽電池特
性の測定に適切な温度、具体的には２５℃程度に保持す
る。このような条件下で、まず太陽電池１０４を試料台
１０５上に載せ、必要に応じて不図示のクランプ等によ
り固定する。そして、ケーブル１０６を結線する。
【００３４】（２）太陽電池１０４に光があたらないよ
うに、あるいは、実質的に１sunに対して無視し得る光
量まで太陽電池１０４を含む試料台１０５近辺を暗くす
る。
【００３５】（３）上記（２）の状態で、図２に示した
電圧・電流特性の測定装置を用い、太陽電池の暗状態に
おける電圧・電流特性（以降”暗特性”と略記）を測定
する。図４に示した曲線Ａが、暗特性の一般的な測定結
果である。但し、ここで測定された暗特性は、太陽電池
の全面積に対するものである。
【００３６】（４）次に、太陽電池１０４の光照射状態
での電圧・電流特性を調べる。ここでは、太陽電池を４
ブロックに分割して測定することにする。４ブロックに
分割して考えるのは説明のための一例であり、実際に適
用する場合の分割数は太陽電池１０４と光源１０１およ
びマスク１０２の面積の大小関係によって適宣選択され
るものである。
【００３７】図５は、太陽電池の受光面を４ブロックに
分割して考えて測定する場合の模式図である。図５にお
いて、５０１は太陽電池、５０２はマスク、Ｂ１〜Ｂ４
は４分割に想定したブロックである。不図示の光源は、
マスク５０２より紙面手前側に、太陽電池５０１および
マスク５０２と対向した位置に設ける。
【００３８】（５）上下動装置１０３を用いてマスク１
０２を太陽電池１０４に接触しない高さまで上昇させた
後、駆動部１１０および１１１を用いて、図５に示した
Ｂ１ブロックの位置となるように、図１のマスク１０２
（図５の５０２）および光源１０１を移動する。
【００３９】（６）上下動装置１０３を用いてマスク１
０２を太陽電池１０４に密着させる。この時マスク１０
２と太陽電池１０４間に隙間が生じないように密着させ
る必要がある。この状態で不図示のシャッターを開き、
太陽電池１０４のＢ１ブロックにのみ光照射し、他ブロ
ックが暗状態における電圧・電流特性（以降「B1明,B2,
B3,B4暗特性」と略記する）を測定した。図６は、その
測定結果である。
【００４０】（７）上記「B１明,B２,B３,B４暗特性」
の測定後、不図示のシャッターを閉じ、B１ブロックへ
の光照射を停止した。
【００４１】（８）その後、上下動装置１０３、駆動部
１１０、１１１を用いて、光源１０１およびマスク１０
２を図５のＢ２ブロック上まで移動させ、上記工程
（６）と同様にして、太陽電池１０４のＢ２ブロックに
のみ光照射し、他ブロックが暗状態における電圧・電流
特性（以降「B2明,B1,B3,B4暗特性」と略記する）を測
定した。
【００４２】（９）さらに、上記工程（７）と（８）に
相当する手順を繰り返すことによって、太陽電池１０４
のＢ３ブロックにのみ光照射し、他ブロックが暗状態に
おける電圧・電流特性（以降「B3明,B1,B2,B4暗特性」
と略記する）と、太陽電池１０４のＢ４ブロックにのみ
光照射し、他ブロックが暗状態における電圧・電流特性
（以降「B4明,B1,B2,B3暗特性」と略記する）と、を測
定した。
【００４３】（１０）すべてのブロックの測定を終えた
ならば、シャッターを閉じ、マスク１０２を上昇させ、
ケーブル１０６をとり外し、太陽電池１０４を試料台か
ら降ろした。
【００４４】図６は、測定した「B1明,B2,B3,B4暗特
性」〜「B4明,B1,B2,B3暗特性」の４つの電圧・電流特
性を示したグラフである。ここでは４本の特性曲線が重
なっている。この結果は、太陽電池１０４の特性が面方
向に亘って均一であることを示している。これに対し
て、太陽電池１０４の特性が面方向に亘って充分に均一
でない時には、４本の曲線は完全に重ならない結果がえ
られる。
【００４５】しかしながら、上記手順でえられた太陽電
池の一部にのみ光照射した特性は、Ｂ１〜Ｂ４の各ブロ
ックを完全に切り離し、各々のブロックごとに測定した
特性とは異なる。何故ならば、実際には例えば「B1明,B
2,B3,B4暗特性」は、Ｂ１ブロックだけを完全に切り離
して測定した特性と、残りのＢ２〜Ｂ４の３ブロックの
暗特性とを、同電圧時の電流値同士を重ね合わせたもの
になっているからである。
【００４６】この結果は、Ｂ１ブロックとＢ２〜Ｂ４の
３ブロックとが電気的に並列接続されていることに起因
する。図７は、この様子を示した回路図である。図７に
おいて、７０１は光照射されているＢ１ブロックであ
り、７０２は暗状態にあるＢ２〜Ｂ４の３ブロックに相
当する。ここで、７１０はＢ１ブロックに照射する光で
あり、７２０は電圧・電流特性の測定機につながる端子
である。勿論、Ｂ１ブロック７０１とＢ２〜Ｂ４の３ブ
ロック７０２は電気的回路の説明上分けたのであって外
見上は１つの太陽電池である。従って、外部から測定で
きる特性は、Ｂ１ブロックの電流値に、Ｂ２〜Ｂ４の３
ブロックの電流値を加えたものになる。
【００４７】（光照射したブロックが完全に切り離され
た状態に相当する明特性）以下では、「B1明,B2,B3,B4
暗特性」〜「B4明,B1,B2,B3暗特性」の４つの電圧・電
流特性と、全てのブロックを暗状態として得られた暗特
性から、各ブロックが完全に切り離された状態に相当す
る電圧・電流特性を計算する方法を述べる。
【００４８】まず、図４の曲線Ａに示した暗特性は４ブ
ロック分の暗特性なので、すべての電圧における電流値
を３／４にした曲線Ｂを求める。この曲線Ｂは、３ブロ
ック分の暗特性を示す曲線である。
【００４９】この曲線Ｂを改めて図８に描いたものが図
８の曲線Ｄである。そして、「B1明,B2,B3,B4暗特性」
の曲線を改めて図８に描いたものが図８の曲線Ｐであ
る。すでに述べたように、「B1明,B2,B3,B4暗特性」の
曲線Ｐは、未知のＢ１ブロックのみを切り離した状態で
測定した特性（以降「Ｂ１明特性」と略記する。以降同
様に命名）に、３ブロック分の暗特性曲線Ｄを、各電圧
時の電流値同士加えたものになっている。従って、「Ｂ
１明特性」は、各電圧ごとに「B1明,B2,B3,B4暗特性」
の電流値から、３ブロック分の暗特性の電流値を引いた
ものになる。この手続きによって得られた「Ｂ１明特
性」を表す曲線が図８の曲線Ｌ１である。
【００５０】（太陽電池の全面に光照射した場合の特
性）以下では、太陽電池全体の電圧・電流特性を求める
方法を述べる。
【００５１】上記の「Ｂ１明特性」を求めた方法をＢ２
〜Ｂ４の３ブロックにも適用して、「Ｂ２明特性」、
「Ｂ３明特性」および「Ｂ４明特性」を求める。図８の
曲線Ｌ２〜Ｌ４はこれら３つの特性曲線である。曲線Ｌ
１〜Ｌ４は、面方向で特性の均一な太陽電池では同じ曲
線となり図８のように重なるが、面方向で特性にムラの
ある場合には重ならない。
【００５２】そして、４つの明特性を、同電圧時の電流
同士加えたものが最終的に求めたい太陽電池の全面に光
照射した場合の特性（図７の曲線Ｌ）である。
【００５３】以上説明したように、太陽電池に対して部
分的に光照射したときの特性および暗特性から、太陽電
池全面に光照射した時の特性を求めることができる。そ
して、曲線Ｌにおける電圧と電流の積の最大値を求める
ことによって、太陽電池全面に光照射した場合の出力が
えられる。実際には、上述した同電圧時の電流値同士を
加減算などを行う作業はコンピュータ処理が好適に用い
られる。
【００５４】一般的、太陽電池に面方向のムラがある場
合には、上述したように各ブロックごとの明特性を各々
求めた後で加算する必要がある。これに対して、太陽電
池の特性の面方向のムラが事実上無視し得る場合、ある
いは求める出力の精度がそれ程重要でない場合には、例
えば「Ｂ１明特性」の電流値を４倍したものを簡易的に
全面光照射時の特性と見なしても構わない。この場合に
はブロックＢ１として太陽電池の例えば中央１カ所のみ
を測定すれば良い。
【００５５】（太陽電池のブロック分割方法）上述した
考え方を拡張し、例えば太陽電池を９カ所のブロックに
分けて考えて３カ所のブロックのみ明特性を求め、その
結果をもとに全面光照射時の特性を計算する等の簡略化
を必要に応じておこなっても良い。
【００５６】なお、上記計算の手順では各ブロックごと
に明特性を一度算出した後、各明特性を加算する方法を
とったが、計算自体は種々の変形が可能である。例えば
計算の手順として、各ブロックの明特性を算出する前
に、「B1明,B2,B3,B4暗特性」〜「B4明,B1,B2,B3暗特
性」の４つの電圧・電流特性をまず加算し、その後４ブ
ロック分の暗特性の電流値を３倍した特性を差し引いて
も良く、この場合の方が計算量を軽減できる。
【００５７】また、上記説明では、太陽電池受光面の面
積を光照射面の４倍という整数値にしたが、この比率は
任意であって必ずしも整数値でなくとも良い。この場合
の例を図９に示す。
【００５８】図９は、太陽電池受光面を６ブロックに分
割して考えて測定する場合の分割例を示す模式図であ
る。図９において、９０１は太陽電池、９０２はマスク
である。また、Ｂ１〜Ｂ６は分割して考えるブロックを
示す。この場合ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ４，Ｂ５の面積
はマスクの切り抜き面積、すなわち光照射面積と同じで
あるが、ブロックＢ３，Ｂ６は異なっている。しかし、
この場合も光照射面積の中で太陽電池が存在する箇所の
みを改めて有効光照射面積と考えて計算を行えば良い。
【００５９】（太陽電池が有する電気的な直列抵抗成分
の補正）上述した方法により、太陽電池の一部分に光照
射したときの明特性と、暗特性とから全面光照射特性を
求めることできるが、更に厳密な結果を求めたい場合に
は以下に示す補正を施すことが望ましい。
【００６０】太陽電池には電気的な直列抵抗成分が存在
する。図１０は、この状態を示す等価回路である。図１
０において、１００１は直列抵抗成分のない理想的な太
陽電池、１００２は直列抵抗成分、１００３は特性測定
用ケーブルである。
【００６１】図２に示した太陽電池２０１は、直列抵抗
成分のない理想的な太陽電池１００１と直列抵抗成分１
００２から構成されている。従って、図２の電圧・電流
特性の測定機で計測された電圧は、理想的な太陽電池１
００１の出力電圧から、その時直列抵抗成分１００２流
れる電流による電位降下を差し引いた電圧である。
【００６２】一方、本発明に係る太陽電池特性の測定方
法において、計算の元となる特性は同電圧において暗特
性、明特性等ですべての電流値が異なっている。しか
し、光照射の状況に応じて実際に特性が変化しているの
は、直列抵抗成分のない理想的な太陽電池１００１であ
るから、厳密には各々の特性を直列抵抗成分の補正を入
れて考える必要がある。
【００６３】具体的には、暗特性と太陽電池の一部にの
み光照射した時の特性から、直列抵抗成分１００２によ
る電位降下を差し引いた特性を算出する。実際の計算と
しては、電圧・電流特性を構成する各ポイントごとの電
圧値に、その時の電流値と直列抵抗成分の積を加えたも
のを、改めてその点の電圧値とする。図１１は、この直
列抵抗成分の補正処理を示すグラフである。
【００６４】図１１において、曲線Ｄは暗特性を、曲線
Ｄ′は直列抵抗成分による電位降下を補正した後の暗特
性を示す。また、曲線Ｐは太陽電池の一部にのみ光照射
した時の明特性であり、曲線Ｐ′は曲線Ｐに対して直列
抵抗成分による電位降下を補正した後の明特性である。
そして、補正後の暗特性を示す曲線Ｄ′と太陽電池の一
部にのみ光照射した時の明特性を示す曲線Ｐ′とから求
めたものが、全面照射したときの特性を示す曲線Ｌ′で
ある。さらに、曲線Ｌ′を電圧計（図２-２０５に相
当）で実測可能な特性としたものが、改めて直列抵抗成
分による電位降下をつけ加えた（逆補正した）ものが曲
線Ｌである。
【００６５】上記手順によって得られた曲線Ｌが、実際
に外部で測定できる特性となる。内部抵抗成分による電
圧降下の補正は厳密に全面光照射時の出力を求めたい場
合には必要であるが、その為の計算量が増大するという
問題もあり、精度を要求しない場合には必ずしも行わな
くとも良い。
【００６６】また、直列抵抗成分は例えば太陽電池を形
成する透明電極、下地電極等の直列抵抗の要因を足し合
わせたものと定義しても良いし、あるいは各々の特性を
示す曲線の傾きから直列抵抗性成分を求めて適用しても
良い。
【００６７】
【実施例】以下に実施例をあげて本発明をより詳細に説
明するが、本発明がこれら実施例に限定されることはな
い。
【００６８】（実施例１）本例では、１０ｃｍ角の太陽
電池の暗特性と、１０ｃｍ角の太陽電池における中央部
５ｃｍ角にのみ光照射して測定した明特性とを用い、次
に示す計算を行って太陽電池の全面が光照射されたとき
の特性を求めた。すなわち、１０ｃｍ角太陽電池の特性
は面方向には均一であると仮定し、光照射部は１カ所の
みとした。
【００６９】太陽電池特性の測定には図１の装置を、光
源１０１としては大きさが１５ｃｍ角、有効照射面積が
２２５ｃｍ2のものを用いた。マスク１０２は外径が２
０ｃｍ角で、中心部に５ｃｍ角の光透過部となる切り欠
きを有する。太陽電池１０４としては、１０ｃｍ角のト
リプル構造アモルファス・シリコン太陽電池を用いた。
【００７０】太陽電池１０４を試料台１０５に載置し
て、上述した本発明に係る方法によって太陽電池特性を
求めた。表１にその結果を示した。
【００７１】（実施例２）本例では、１０ｃｍ角の太陽
電池を５ｃｍ角ごとの４つのブロックに分け、各ブロッ
クごとに特性の測定を行い、次に太陽電池の特性に面方
向のムラがあるという前提で、各ブロックの特性を把握
した後に全ブロックの特性を足しあわせて全面光照射時
の特性を求めた点が実施例１と異なる。
【００７２】他の点は、実施例１と同様とした。本例の
方法によって得られた結果は、表１に示した。
【００７３】（実施例３）本例では、太陽電池の内部抵
抗成分による電位降下を補正し、太陽電池の全面が光照
射されたときの特性を求めた点が実施例２と異なる。
【００７４】他の点は、実施例２と同様とした。本例の
方法によって得られた結果は、表１に示した。
【００７５】（比較例）本例では、太陽電池特性を測定
する際に図１のマスク１０２を用いず、１０ｃｍ角の太
陽電池全面に光照射する状態で特性の測定をした点が実
施例１と異なる。 すなわち、本例の方法は、太陽電池
の受光面全面に光照射して測定する従来の測定方法に相
当する。
【００７６】他の点は、実施例１と同様とした。本例の
方法によって得られた結果は、表１に示した。
【００７７】
【表１】
【００７８】表１は、上述した各実施例と比較例におい
て得られた太陽電池特性の結果である。表１から、次に
示すことが分かった。
【００７９】（ａ）実施例１は、比較例に対して最大出
力で３．４％程度、開放電圧で０．０２Ｖ大きい。 （ｂ）実施例２は、比較例に対して最大出力で２％程度
大きい。また、短絡電流は比較例の短絡電流とほぼ等し
い。この短絡電流の結果は、太陽電池特性の面方向の特
性ムラが計算結果に反映されたためと判断できる。 （ｃ）実施例３は、最大出力、開放電圧、短絡電流のい
ずれの値も比較例と良く一致した。この結果は、太陽電
池の内部抵抗成分による電位降下を補正した効果と考え
られる。
【００８０】以上の結果から、本発明に係る太陽電池特
性の測定方法を用いることにより、光源より大きな面積
を有する太陽電池においても、太陽電池特性が正確に測
定できることが分かった。
【００８１】なお、実施例１〜３及び比較例では１０ｃ
ｍ角という比較的小さな太陽電池を試料として用いた
が、これは比較例において従来の太陽電池特性の測定方
法を実施して、本発明に係る太陽電池特性の測定方法を
用いた場合の結果との整合性を検証するためである。
【００８２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
対応する有効照射面積を持つ光源の確保が困難な大面積
の太陽電池の特性を、太陽電池の面積より小さな照射面
積の光源を用いて測定することが可能となる。
【００８３】また、光源を小型化することにより、太陽
電池特性の測定装置に要する費用の削減が可能となり、
その結果太陽電池自体の生産コストを引き下げることが
できるため、安価な太陽電池の供給が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る太陽電池特性の測定方法を実施す
る装置の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る太陽電池特性の測定方法を実施す
る装置の一例を示す模式図である。
【図３】本発明に係る太陽電池の電圧・電流特性の一例
を示すグラフである。
【図４】本発明に係る太陽電池の暗状態における電圧・
電流特性（暗特性）の一例を示すグラフである。
【図５】太陽電池の受光面を４ブロックに分割して考え
て測定する場合の模式図である。
【図６】太陽電池の１ブロックにのみ光照射し、他ブロ
ックが暗状態における電圧・電流特性を示すグラフであ
る。
【図７】光照射部と暗部の電気的接続状態を示した回路
図である。
【図８】本発明に係る太陽電池特性の測定方法における
計算過程を示すグラフである。
【図９】太陽電池の受光面を６ブロックに分割して考え
て測定する場合の分割例を示す模式図である。
【図１０】太陽電池に電気的な直列抵抗成分が存在する
状態を示す等価回路である。
【図１１】本発明に係る太陽電池特性の測定方法におけ
る計算過程に、内部抵抗成分による直流抵抗の補正を加
えた場合を示すグラフである。
【符号の説明】
１０１ 光源、 １０２ マスク、 １０３ 上下動装置、 １０４ 太陽電池、 １０５ 試料台、 １０６ ケーブル、 １１０、１１１ 駆動部、 １１２ 架台、 ２０１ 被測定体である太陽電池、 ２０２ 直流電源、 ２０３ 電流ケーブル、 ２０４ 電流計、 ２０５ 電圧計、 ２０６ 電圧ケーブル、 ２０７ コンピュータ、 ２０８ 光源、 ２０９ シャッター、 ５０１ 太陽電池、 ５０２ マスク、 ７０１ 太陽電池の光照射部、 ７０２ 太陽電池の暗部、 ７２０ 端子、 ９０１ 太陽電池、 ９０２ マスク、 １００１ 直列抵抗成分のない理想的な太陽電池、 １００２ 直列抵抗成分、 １００３ ケーブル。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 太陽電池の受光面の一部にのみ光を照射
    した状態で該太陽電池の電圧・電流特性を調べる第１の
    工程と、 前記太陽電池の受光面に全く光を照射しない状態で該太
    陽電池の電圧・電流特性を調べる第２の工程と、 前記第２の工程で得られた各電圧における電流値に、前
    記第１の工程において受光面のうち光が照射されなかっ
    た領域（以下、暗領域と呼ぶ）の、全受光面に対する割
    合を、乗じて暗領域に相当する太陽電池の電圧・電流特
    性を求める第３の工程と、 前記第１の工程で得られた各電圧における電流値から、
    前記第３の工程で得られた各電圧における電流値を、同
    電圧同士減じて前記暗領域の電圧・電流特性の影響を除
    去し、前記第１の工程において受光面のうち光の照射さ
    れた領域（以下、明領域と呼ぶ）が単独で切り離された
    状態に相当する太陽電池の電圧・電流特性を求める第４
    の工程と、 を備えたことを特徴とする太陽電池特性の測定方法。
  2. 【請求項２】 前記第４の工程で得られた各電圧におけ
    る電流値に、前記太陽電池の全受光面の、前記第１の工
    程において明領域に対する割合を、乗じて該太陽電池の
    全受光面に光照射した場合の太陽電池の電圧・電流特性
    を求める第５の工程を備えたことを特徴とする請求項１
    に記載の太陽電池特性の測定方法。
  3. 【請求項３】 前記第１の工程で得られた太陽電池の電
    圧・電流特性に対して、該太陽電池の直列抵抗成分によ
    る電位降下を補正する第６の工程と、 前記第２の工程で得られた太陽電池の電圧・電流特性に
    対して、該太陽電池の直列抵抗成分による電位降下を補
    正する第７の工程と、 前記第７の工程で得られた各電圧における電流値に、前
    記第１の工程において暗領域の、全受光面に対する割合
    を、乗じて暗領域に相当する太陽電池の電圧・電流特性
    を求める第８の工程と、 前記第６の工程で得られた各電圧における電流値から、
    前記第８の工程で得られた各電圧における電流値を、同
    電圧同士減じて前記暗領域の電圧・電流特性の影響を除
    去し、前記第１の工程において明領域が単独で切り離さ
    れた状態に相当する太陽電池の電圧・電流特性を求める
    第９の工程と、 前記第９の工程で得られた太陽電池の電圧・電流特性に
    対して、該太陽電池の直列抵抗成分による電位降下を与
    え、改めて前記第１の工程において明領域が単独で切り
    離された状態に相当する太陽電池の電圧・電流特性を求
    める第１０の工程と、 を備えたことを特徴とする太陽電池特性の測定方法。
  4. 【請求項４】 前記第７の工程で得られた各電圧におけ
    る電流値に、前記太陽電池の全受光面の、前記第１の工
    程において明領域に対する割合を、乗じて該太陽電池の
    全受光面に光照射した場合の太陽電池の電圧・電流特性
    を求める第１１の工程と、 前記第１１の工程で得られた太陽電池の電圧・電流特性
    に対して、該太陽電池の直列抵抗成分による電位降下を
    与え、改めて該太陽電池の全受光面に光照射した場合の
    太陽電池の電圧・電流特性を求める第１２の工程と、 を備えたことを特徴とする請求項３に記載の太陽電池特
    性の測定方法。
  5. 【請求項５】 太陽電池の受光面を複数の領域に分割
    し、該複数の領域に対して請求項１に記載の太陽電池特
    性の測定方法を用い、該複数の領域ごとに太陽電池の電
    圧・電流特性を求める第１３の工程と、 前記第１３の工程により複数の領域ごとに得られた太陽
    電池の電圧・電流特性を、各電圧値に対応する全ての電
    流値同士加えて、該太陽電池の全受光面に光照射した場
    合の太陽電池の電圧・電流特性を求める第１４の工程
    と、 を備えたことを特徴とする太陽電池特性の測定方法。
  6. 【請求項６】 太陽電池の受光面を複数の領域に分割
    し、該複数の領域に対して請求項３に記載の太陽電池特
    性の測定方法を用い、該複数の領域ごとに太陽電池の電
    圧・電流特性を求める第１５の工程と、 前記第１５の工程により複数の領域ごとに得られた太陽
    電池の電圧・電流特性を、各電圧値に対応する全ての電
    流値同士加えて、該太陽電池の全受光面に光照射した場
    合の太陽電池の電圧・電流特性を求める第１６の工程
    と、 前記第１６の工程で得られた太陽電池の電圧・電流特性
    に対して、該太陽電池の直列抵抗成分による電位降下を
    逆補正する第１７の工程と、 を備えたことを特徴とする太陽電池特性の測定方法。
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