(57)【要約】  本発明の擬似参照セル３０は、合成分光感度が測定対象の太陽電池の分光感度に等しくなるように設定される、互いに異なる分光感度特性を持つ複数の光起電力素子１３、２２を備えている。そして、本発明の擬似参照セルシステムは、この擬似参照セルを備えている。このため、この擬似参照セル３０は、測定対象の太陽電池の基準セルとして所望される分光感度と同等の分光感度特性を持ち、物性的に安定した状態を比較的長期間維持することができ、この擬似参照セルシステムは、この擬似参照セル３０の短絡電流を求めることができる。
2012090359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光エネルギーを光起電力効果によって電気エネルギーに変換して出力し、分光感度特性がそれぞれ異なる光起電力素子を有する複数の受光部を備え、
前記複数の受光部の各分光感度は、それらを合成した合成分光感度が、測定対象の太陽電池の分光感度に等しくなるように設定されていること
を特徴とする擬似参照セル。
【請求項２】
前記複数の光起電力素子のうち、一の光起電力素子が持つ波長感度領域外に他の光起電力素子の波長感度領域が存在し、各々の分光感度特性である波長感度領域が少なくとも一部で重なること
を特徴とする請求項１に記載の擬似参照セル。
【請求項３】
前記複数の受光部のうちの１または複数の受光部は、前記合成分光感度のうち当該光起電力素子が担う分光感度に対応する波長範囲のみを透過する光学フィルタを前記光起電力素子の受光面側に備えること
を特徴とする請求項１に記載の擬似参照セル。
【請求項４】
前記光学フィルタは、吸収型光学フィルタであること
を特徴とする請求項３に記載の擬似参照セル。
【請求項５】
前記光学フィルタは、干渉型光学フィルタであること
を特徴とする請求項３に記載の擬似参照セル。
【請求項６】
請求項１に記載の擬似参照セルと、
前記複数の光起電力素子がそれぞれ出力する電流を用いて、前記擬似参照セルの短絡電流を算出する演算部とを備えること
を特徴とする擬似参照セルシステム。
【請求項７】
前記複数の光起電力素子それぞれの分光感度を補正するための校正定数を記憶している記憶部をさらに備え、
前記演算部は、前記複数の光起電力素子がそれぞれ出力する電流と、前記記憶部に記憶されている校正定数とを用いて前記擬似参照セルの短絡電流を算出すること
を特徴とする請求項６に記載の擬似参照セルシステム。
【請求項８】
前記演算部が算出した前記擬似参照セルの短絡電流を表示する表示部をさらに備えること
を特徴とする請求項６に記載の擬似参照セルシステム。
【請求項９】
前記演算部が算出した前記擬似参照セルの短絡電流を前記擬似参照セルシステムの外部に出力する出力部をさらに備えること
を特徴とする請求項６に記載の擬似参照セルシステム。
【請求項１０】
前記擬似参照セルは、照射光を積分球を介して受光すること
を特徴とする請求項６に記載の擬似参照セルシステム。
【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擬似参照セル（pseudo reference
cell）およびこの擬似参照セルを用いた擬似参照セルシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池は、広く普及し、メーカ間あるいは製品間で激しく競争している。また、その組成も、単結晶シリコン、アモルファスシリコン、薄膜シリコンおよび有機化合物等の、多くの種類が開発されている。【０００３】
このような太陽電池は、材料および構造に起因する固有の分光感度特性を有するので、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。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（ＩＥＣ；International Electrotechnical Commission；国際電気標準会議）やＪＩＳＣ８９０５〜Ｃ８９９１（ＪＩＳ；Japanese Industrial Standards；日本工業規格）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（＝Ｓ（λ））に近似させた分光放射照度Ｌ（λ）を持つソーラシミュレータを用いて屋内で実施されることが多い。【０００４】
このソーラシミュレータには、メーカ間および同じメーカでも機差が存在している。このため、分光感度特性が同じ太陽電池であっても、異なるソーラシミュレータで太陽電池を測定すると、太陽電池の発電量が異なってしまう。【０００５】
そこで、測定者は、例えば、産業技術総合技術研究所（＝日本国において、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）に、サンプルとなる太陽電池を送付してその測定を依頼する。それに応じてこれらの機関は、所有している限りなく基準太陽光に近い高近似ソーラシミュレータを用いてサンプルの自然太陽光ＡＭ１．５、１００ｍＷ／ｃｍ２における短絡電流Ｉｓｃを求め、測定値（＝Ａ）を記載して依頼者である前記測定者に返送する。【０００６】
そして、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、ソーラシミュレータの光量調整用に使用している。すなわち、測定者は、ソーラ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Ｉｓｃが前記測定値Ａとなるように、ソーラシミュレータの光量を調整する。そして、測定者は、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している。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、これは、可能な限り、各社のソーラシミュレータをそれに合せ込むための手法である。【０００７】
ところで、シリコン結晶系の太陽電池は、その特性が比較的安定しているため、安定状態を長時間維持することができる基準セルを容易に得ることができる。これに対して、薄膜シリコン系の太陽電池の場合は、光劣化や熱回復等の物性的な特性変化があるため、安定状態を長期間維持することができない。また、太陽電池自体のライトソーキング等の影響もある。そのため、薄膜シリコン系太陽電池で作製した基準セルは、校正値の安定性に欠け、ソーラシミュレータの光量調整結果の再現性が悪い。【０００８】
ＪＩＳＣ８９３３等では、薄膜シリコン系の太陽電池の場合、このような基準セルが持つ不安定性を克服するために、特性が安定しているシリコン結晶系セルの上に光学フィルタを貼り付けた擬似基準セルを使って、ソーラシミュレータの光量を調整することが認められている。【０００９】
そこで、上述のような薄膜シリコン系の基準セルとして、アモルファスシリコンを用いた擬似セルを選択する提案がなされている（特許文献１等参照）。この擬似セルは、アモルファスシリコン層の膜厚を変化させることによって、その相対分光感度特性を測定対象の太陽電池のそれに一致させている。【００１０】
しかしながら、この特許文献１に開示の擬似セルは、アモルファスシリコン層そのものが物性的に不安定なため、基準として校正するに足る安定な擬似セルを得ることができない。一方、シリコンの分光感度が１１００ｎｍより長い波長域では感度がないことから、ＣＩＳ（ＣｕＩｎＳｅ２）やＣＩＧＳ（Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２）から成る薄膜系太陽電池等の１１００ｎｍ以上の感度を持つ擬似セルを作成することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−１４７７５５号公報
【発明の概要】
【００１２】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、測定対象の太陽電池と同等の分光感度特性を持ち、物性的に安定した状態を比較的長期間維持することができる擬似セル、基準セルである擬似参照セルおよびこれを用い短絡電流を求めることができる擬似参照セルシステムを提供することを目的とする。
【００１３】
本発明にかかる擬似参照セルおよび擬似参照セルシステムは、合成分光感度が測定対象の太陽電池の分光感度に等しくなるように設定される、互いに異なる分光感度特性を持つ複数の光起電力素子を備えている。このため、本発明にかかる擬似参照セルは、測定対象の太陽電池の基準セルとして所望される分光感度と同等の分光感度特性を持ち、物性的に安定した状態を比較的長期間維持することができ、擬似参照セルシステムは、この擬似参照セルの短絡電流を求めることができる。
【００１４】
上記並びにその他の本発明の目的、特徴および利点は、以下の詳細な記載と添付図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態にかかる擬似参照セルシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す擬似参照セルシステムの構成要素である擬似参照セルを説明するための図である。
【図３】ＣＩＳ型太陽電池と結晶Ｓｉ型太陽電池との分光感度を示す図である。
【図４】ＣＩＳ型太陽電池、擬似参照セル、Ｓｉ素子、ＩｎＧａＡｓ素子の分光感度、および、光学フィルタの分光透過率を示す図である。
【図５】擬似参照セルおよびＣＩＳ太陽電池の分光感度を示す図である。
【図６】本実施形態による短絡電流算出処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】通常の基準セルによるソーラシミュレータの光量調整を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。また、本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。
【００１７】
＜実施形態＞
通常、ソーラシミュレータの光量調整では、基準セル（擬似セルも含む。）のＩ−Ｖ（電流−電圧）測定を行うが、本実施形態にかかる擬似参照セルシステムでは、短絡電流のみが測定される。すなわち、ソーラシミュレータの光量を調整する際に短絡電流のみで調整しているので、短絡電流のみがわかればよく、本擬似参照セルシステムは、短絡電流測定機能に特化している。
【００１８】
本擬似参照セルシステムでは、測定対象の太陽電池の分光感度の波長域をカバーし、かつ、物性的に安定した状態を長期間維持することができる擬似参照セルが用いられる。
【００１９】
以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態にかかる擬似参照セルシステム１００の構成を示すブロック図であり、図２は、図１に示す擬似参照セルシステム１００を構成する擬似参照セル３０を説明するための図である。
【００２０】
まず、図２に示す擬似参照セル３０から説明する。図２（Ａ）は、擬似参照セル３０の正面図、すなわち、擬似太陽光を受ける面を示す図であり、図２（Ｂ）は、擬似参照セル３０の断面図、すなわち、その構造を示す図である。
【００２１】
擬似参照セル３０は、複数の光起電力素子を備えて構成される。本実施形態の擬似参照セル３０は、例えば、第１受光部１０および第２受光部２０の２つの太陽電池（受光センサー）で構成される。
【００２２】
第１受光部１０は、カバーガラス１１と光学フィルタ１２とＩｎＧａＡｓ（インジウムガリウムヒ素）素子１３とを備えて構成され、ＩｎＧａＡｓ素子１３は、光エネルギーを光起電力効果によって電気エネルギーに変換して出力する光起電力素子の一例である。これらカバーガラス１１、光学フィルタ１２およびＩｎＧａＡｓ素子１３は、受光面側から順にこの順番で積層されている。
【００２３】
第２受光部２０は、カバーガラス２１とＳｉ素子２２とを備えて構成され、Ｓｉ素子２２は、光起電力素子の他の一例である。これらカバーガラス２１およびＳｉ素子２２は、受光面側から順にこの順番で積層されている。これらＩｎＧａＡｓ素子１３の分光感度特性とＳｉ素子２２の分光感度特性とは、後述するように、互いに異なっている。
【００２４】
第１受光部１０および第２受光部２０は、それぞれソーラシミュレータ１からの擬似太陽光を受けると、光起電力効力により光電変換して、ＩＶ変換により電圧を出力する。
【００２５】
また、擬似参照セル３０は、ＣＩＳを用いた太陽電池の擬似基準セル、すなわち、測定対象のＣＩＳ太陽電池の基準セルに所望される分光感度と略同等の分光感度を備えるセルである。
【００２６】
第１受光部１０は、図２（Ｂ）に示すように、筐体内のＩｎＧａＡｓ素子１３の上に、光学フィルタ１２を貼り付け、その上を保護のためのカバーガラス１１で覆った受光素子である。この光学フィルタ１２は、第１受光部１０の分光感度特性を所望の分光感度にするためのものである。光学フィルタ１２は、所望の波長を透過できるフィルタ（例えば、バンドパスフィルタ、カットオフフィルタ等）であればよく、例えば、吸収型光学フィルタおよび干渉型光学フィルタ等である。
【００２７】
一方、第２受光部２０は、Ｓｉ（シリコン）素子２２の上を、保護のためのカバーガラス２１で覆った受光素子である。
【００２８】
ＣＩＳ系の太陽電池は、結晶Ｓｉ型太陽電池よりも広い範囲の波長に対して光エネルギーを吸収する。
【００２９】
図３は、ＣＩＳを用いた太陽電池（ＣＩＳ型太陽電池）の分光感度と結晶Ｓｉを用いた太陽電池（結晶Ｓｉ型太陽電池）の分光感度とを示す図である。この図３に示すように、ＣＩＳ型太陽電池の分光感度（一点鎖線）は、約３００ｎｍ〜約１３００ｎｍまで感度を持つが、結晶Ｓｉ型太陽の電池の分光感度（破線）は、約３００ｎｍ〜約１２００ｎｍ程度までしか感度がない。したがって、結晶Ｓｉ型太陽電池を用いた擬似セルでは、いかなる光学フィルタを用いたとしても、ＣＩＳ型太陽電池の分光感度を作り出すことはできない。
【００３０】
そこで、本実施形態の擬似参照セル３０では、結晶Ｓｉが感度を持たない波長に対しても感度を持つ別の受光素子を追加することによって、分光感度の波長範囲が拡大されている。
【００３１】
ここで、Ｓｉ素子２２の分光感度をＰ１（λ）とし、ＩｎＧａＡｓ素子１３の分光感度をＰ２（λ）とし、Ｓｉ素子２２の重みづけ係数（重荷係数）をＫ１（λ）（例えば、９２．４％）とし、光学フィルタ１２の分光透過率をＫ２（λ）とした場合に、擬似参照セル３０の分光感度Ｐ（λ）は、次式（１）を用いて、求めることができる。
Ｐ（λ）＝Ｋ１（λ）＊Ｐ１（λ）＋Ｋ２（λ）＊Ｐ２（λ）      ・・・（１）
【００３２】
なお、重みづけ係数Ｋ１は、所望する合成分光感度に合わせ込むための設計値であり、本実施形態では、重みづけ係数Ｋ１は、全波長に対して同一の値としているが、波長毎に変えてもよい。
【００３３】
本実施形態では、説明の簡単化のために、光学フィルタ１２の分光透過率Ｋ２は、ＣＩＳ型太陽電池が感度を有する波長のうち、Ｓｉ素子２２が感度を有しない波長帯域では、ＩｎＧａＡｓ素子１３で光電変換するように、設定されている。
【００３４】
図４は、ＣＩＳ型太陽電池の分光感度ＣＩＳ（実線）、擬似参照セル３０の分光感度Ｐ（λ）（短破線；・・・）、Ｓｉ素子２２の分光感度Ｐ１（λ）（一点鎖線）、ＩｎＧａＡｓ素子１３の分光感度Ｐ２（λ）（二点鎖線）、および、光学フィルタ１２の分光透過率Ｋ２（λ）（長破線；―  ―  ―）をそれぞれ示す図である。
【００３５】
ＣＩＳ型太陽電池は、波長約３００ｎｍ〜約１３５０ｎｍの範囲で感度を有する（ＣＩＳ参照）。一方、擬似参照セル３０のＳｉ素子２２は、波長約３００ｎｍ〜約１２００ｎｍの範囲で感度を有し（Ｐ１参照）、波長約１２００ｎｍ〜約１３５０ｎｍの範囲で感度を有していない。このため、波長約１２００ｎｍ〜約１３５０ｎｍの範囲は、この範囲で感度を有するＩｎＧａＡｓ素子１３によって補われる。このＩｎＧａＡｓ素子１３は、波長約７８０ｎｍ〜約１７００ｎｍの範囲で感度を有する（Ｐ２参照）。そこで、ＩｎＧａＡｓ素子１３は、擬似参照セル３０にとって必要な範囲、すなわち波長約１２００ｎｍ〜約１３５０ｎｍの範囲における感度を補いつつ、結晶Ｓｉ型太陽電池２２の分光感度を考慮して、波長約９５０ｎｍ〜約１３５０ｎｍの範囲の光を透す光学フィルタ１２が用いられる（Ｋ２参照）。
【００３６】
Ｓｉ素子２２の分光感度Ｐ１（λ）と、分光透過率Ｋ２（λ）の光学フィルタ１２で濾波されたＩｎＧａＡｓ素子１３の分光感度Ｐ２（λ）とを合成すると、この合成分光感度は、擬似参照セル３０の分光感度Ｐ（λ）となる。
【００３７】
図５は、擬似参照セル３０の分光感度Ｐ（λ）と、ＣＩＳを用いた太陽電池の基準セルの分光感度ＣＩＳとを示した図である。すなわち、擬似参照セル３０は、測定対象の太陽電池であるＣＩＳを用いた太陽電池の基準セルとして所望される分光感度（一点鎖線）と略同等の分光感度（破線）を有していることになる。
【００３８】
ここで、擬似参照セル３０のスペクトルミスマッチ誤差が、例えば、−０．４％であれば、ＪＩＳの要求事項である±１％以下を満たしているので、ソーラシミュレータ１の調整には実用上問題がないことになる。
【００３９】
スペクトルミスマッチ誤差ＭＭは、基準太陽光の分光放射照度をＥｒｅｆ（λ）とし、太陽電池の測定に使用するソーラシミュレータの分光放射照度をＥｍｅｓ（λ）とし、測定対象の太陽電池の分光感度、すなわち、所望する理想の分光感度をＳｒｅｆ（λ）とし、そして、擬似参照セル３０の分光感度をＰ（λ）とした場合に、次式（２）によって求められる。なお、図５では、ＣＩＳがＳｒｅｆ（λ）に該当する。
ＭＭ＝（∫Ｅｒｅｆ（λ）＊Ｓｒｅｆ（λ）ｄλ＊∫Ｅｍｅｓ（λ）＊Ｐ（λ）ｄλ）／（∫Ｅｍｅｓ（λ）＊Ｓｒｅｆ（λ）ｄλ＊∫Ｅｒｅｆ（λ）＊Ｐ（λ）ｄλ）      ・・・（２）
【００４０】
このように、Ｓｉ素子２２に加えてＩｎＧａＡｓ素子１３と光学フィルタ１２とを用いることで、ＣＩＳ太陽電池の分光感度に近い分光感度を持つ擬似参照セル３０が作成可能となる。
【００４１】
なお、上記式（１）は、実施形態の擬似参照セル３０の分光感度を求める式であり、３つ以上の光起電力素子を用いてもよく、その場合の擬似参照セルの分光感度Ｐ（λ）は、各光起電力素子の分光感度をＰｉ（λ）とし、各光起電力素子に装着する光学フィルタの分光透過率をＫｉ（λ）とした場合に、次式（３）によって求められる。
Ｐ（λ）＝ΣＫｉ（λ）＊Ｐｉ（λ）      ・・・（３）
ただし、Σは、ｉについての和をとる。この式（３）を用いることで、複数の光起電力素子を用いた場合の合成分光感度特性が求められる。
【００４２】
また、実施形態では、Ｓｉ素子２２を備える第２受光部２０と、光学フィルタ１２とＩｎＧａＡｓ素子１３とを備える第１受光部１０とを組み合わせることによって、擬似参照セル３０が構成されているが、この組み合わせに限らず、例えば、光学フィルタを用いない受光部を複数個用いてもよく、また、光学フィルタを用いた受光部を複数個用いて構成してもよい。また、ＩｎＧａＡｓ素子だけでなく、他の光起電力素子が用いられてもよく、例えば、Ｇｅ（ゲルマニウム）を用いた光起電力素子や、サーモパイル等が用いられてもよい。
【００４３】
次に、図１を用いて擬似参照セルシステム１００を説明する。この擬似参照セルシステム１００は、擬似参照セル３０、Ａ／Ｄ変換部４０、演算制御部５０、校正値記憶部６０、通信部７０、表示部８０、および、積分球９０を備えて構成される。
【００４４】
擬似参照セル３０は、例えば、図２に示す擬似参照セルであり、第１受光部１０と第２受光部２０とを備えている。説明の便宜上、積分球９０に受光面の一部のみが接するように記載しているが、実際には、積分球９０に応じた適切な位置に設置され、擬似参照セル３０の受光面全面で積分球９０に臨んでいる。
【００４５】
校正値記憶部６０は、第１受光部１０および第２受光部２０のそれぞれの感度のバラツキを補正するための校正値を予め記憶しておくメモリである。
【００４６】
積分球９０は、ソーラシミュレータ１から導入された光を球内拡散反射面により空間的に光をミキシングして各々のセンサに等しい光量の光を導く役割を果たしている。
【００４７】
擬似参照セル３０は、複数の受光素子、図１および図２に示す例では、互いに並列配置された第１受光部１０および第２受光部２０を備えているため、積分球９０を介しないでソーラシミュレータ１から光を受けると、それぞれの受光部が測光しているソーラシミュレータ１の部位が異なり、ソーラシミュレータの光量の空間的な不均一性の影響を受けてしまうことになる。このため、積分球９０を介した擬似太陽光をそれぞれの受光部で受光することによって、それぞれの太陽電池が測光しているソーラシミュレータ１の光量は、均一となり、配置位置の依存性をなくすことが可能となる。よって、このような構成の擬似参照セルシステム１００は、より精度の高い測定が可能となる。
【００４８】
Ａ／Ｄ変換部４０は、第１受光部１０および第２受光部２０から出力される各電圧をそれぞれ増幅し、その各アナログ値を各デジタル値に変換する。
【００４９】
演算制御部５０は、Ａ／Ｄ変換部４０から出力される各電圧の各値と、校正値記憶部６０に予め記憶されている第１受光部１０および第２受光部２０の各校正値とから、擬似参照セル３０の短絡電流Ｉｓｃを算出する。
【００５０】
Ａ／Ｄ変換部４０から出力された第１受光部１０の電圧の値をＡ１とし、第２受光部２０の電圧の値をＡ２とし、第１受光部１０の校正値をＣ１とし、第２受光部２０の校正値をＣ２とした場合に、短絡電流Ｉｓｃは、次式（４）を用いることによって求められる。
Ｉｓｃ＝Ｃ１＊Ａ１＋Ｃ２＊Ａ２      ・・・（４）
なお、校正値Ｃ１は、光学フィルタ１２の校正値を含んだ第１受光部１０としての校正値である。
【００５１】
通信部７０は、擬似参照セルシステム１００外部の装置へ所定のデータを出力するためのインタフェース等である。例えば、通信部７０は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）インタフェース等である。
【００５２】
表示部８０は、演算制御部５０が算出した短絡電流Ｉｓｃを表示するためのディスプレイ装置等である。
【００５３】
このような構成の擬似参照セルシステム１００は、例えば、パーソナルコンピュータ等のコンピュータを用いて構成可能であり、短絡電流の演算方法をプログラムしたソフトウェアを実行することによって上述の演算制御部５０がコンピュータに機能的に構成される。なお、コンピュータによって、演算制御部５０だけではなく、図１に示すＡ／Ｄ変換部４０、校正値記憶部６０、通信部７０、表示部８０のうちの１または複数が構成されてもよい。
【００５４】
次に、図６を用いて、擬似参照セルシステム１００の動作について説明する。図６は、擬似参照セルシステム１００が、擬似参照セル３０の短絡電流Ｉｓｃを算出する処理を説明するためのフローチャートである。図７は、通常の基準セルによるソーラシミュレータの光量調整を説明するためのフローチャートである。
【００５５】
通常、基準セルを用いてソーラシミュレータ１を調整する場合、ユーザは、図７に示すように、基準セル２にソーラシミュレータ１から擬似太陽光を照射し（Ｓ１、Ｓ２）、基準セル２の短絡電流を電流電圧計４で測定する（Ｓ３）。そして、測定された短絡電流が、産業技術総合技術研究所等の公的機関が測定した短絡電流と同じになるように、ソーラシミュレータ１の光量が調整される。
【００５６】
これに対し、本実施形態では、ユーザは、擬似参照セルシステム１００にソーラシミュレータ１からの擬似太陽光を照射し、擬似参照セルシステム１００は、短絡電流を算出し、表示部８０に表示する。そして、この表示された短絡電流Ｉｓｃが、公的機関が測定した短絡電流と同じになるように、ソーラシミュレータ１の光量が調整される。
【００５７】
より具体的には、図１に示すように、擬似参照セルシステム１００がソーラシミュレータ１の照射光を受け得るようにセットされ、ソーラシミュレータ１が点灯されて照明が開始される。
【００５８】
ソーラシミュレータ１から積分球９０を介して照射光を受けた第１受光部１０および第２受光部２０は、それぞれ光電変換を行い、電圧をそれぞれ出力する。これら出力された各電圧は、Ａ／Ｄ変換部４０によってそれぞれ増幅され、各電圧の各値Ａ１、Ａ２が求められる（ステップＳ１０）。これら各電圧の各値Ａ１、Ａ２は、演算制御部５０に出力される。
【００５９】
演算制御部５０は、校正値記憶部６０から各校正値Ｃ１、Ｃ２を読み出し（ステップＳ１１）、Ａ／Ｄ変換部４０から入力された各電圧の各値Ａ１、Ａ２とから、式（４）を用いて短絡電流Ｉｓｃを算出する（ステップＳ１２）。
【００６０】
演算制御部５０は、この算出した短絡電流Ｉｓｃを表示部８０に送信し、表示部８０に表示させる（ステップＳ１３）。
【００６１】
本実施形態では、擬似参照セル３０は、第１受光部１０と第２受光部２０とを横並びに配置しているが、第１受光部１０の受光素子と第２受光部２０の受光素子とを積層する構成とし、擬似参照セルとされてもよい。この場合、積分球９０は、無くてもよい。
【００６２】
また、積分球９０で光を均一にする方法を説明したが、半円形のドーム形状の拡散受光球で光を受けて、擬似参照セルの受光部に光を導いても良い。
【００６３】
本明細書は、上記のように様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。
【００６４】
一態様にかかる擬似参照セルは、光エネルギーを光起電力効果によって電気エネルギーに変換して出力し、分光感度特性がそれぞれ異なる光起電力素子を有する複数の受光部を備え、前記複数の光起電力素子の出力を合成した合成分光感度が、測定対象の太陽電池の（相対）分光感度に等しくなるように設定されている。
【００６５】
このような構成によれば、分光感度が異なる光起電力素子を組み合わせて所望の分光感度を実現することができるので、測定対象の太陽電池の分光感度にほぼ等しい分光感度を備える擬似参照セルであって、比較的安定した擬似参照セルを提供することが可能となる。ここで、擬似参照セルは、擬似基準セルおよび多接合型の擬似基準要素セルをいう。
【００６６】
また、他の一態様では、上述の擬似参照セルにおいて、前記複数の光起電力素子のうち、一の光起電力素子が持つ波長感度領域外に他の光起電力素子の波長感度領域が存在し、各々の分光感度特性である波長感度領域が少なくとも一部で重なっている。
【００６７】
このような構成によれば、所定の波長範囲が異なる光起電力素子を含むので、複数の光起電力素子を組み合わせることで、基準セルとして所望される波長範囲に対する感度を備えた擬似参照セルを提供することが可能となる。
【００６８】
また、他の一態様では、上述の擬似参照セルにおいて、前記複数の受光部（光起電力素子）のうちの１または複数の受光部（光起電力素子）は、前記合成分光感度のうち当該光起電力素子が担う分光感度に対応する波長範囲のみを透過する光学フィルタを該光起電力素子の受光面側に備える。また、上述の擬似参照セルにおいて、好ましくは、前記光学フィルタは、吸収型光学フィルタである。あるいは、上述の擬似参照セルにおいて、好ましくは、前記光学フィルタは、干渉型光学フィルタである。
【００６９】
このような構成によれば、光学フィルタを光起電力素子の受光面側に備えるので、光起電力素子の分光感度のうち所望の波長範囲の分光感度を利用することが可能となる。
【００７０】
また、他の一態様にかかる擬似参照セルシステムは、上述のいずれかの擬似参照セルと、前記複数の光起電力素子がそれぞれ出力する電流を用いて、前記擬似参照セルの短絡電流を算出する演算部とを備える。
【００７１】
このような構成の擬似参照セルシステムによれば、基準セルとして所望される分光感度にほぼ等しい分光感度を備える擬似参照セルを用いて、例えば、ソーラシミュレータを調整するための短絡電流を求めることが可能となる。
【００７２】
また、他の一態様では、上述の擬似参照セルシステムにおいて、前記複数の光起電力素子それぞれの分光感度を補正するための校正定数を記憶している記憶部をさらに備え、前記演算部は、前記複数の光起電力素子がそれぞれ出力する電流と、前記記憶部に記憶されている校正定数とを用いて前記擬似参照セルの短絡電流を算出する。
【００７３】
このような構成によれば、それぞれの光起電力素子毎に出力電流を校正することができるので、より正確な短絡電流を求めることが可能となる。
【００７４】
また、他の一態様では、これら上述の擬似参照セルシステムにおいて、前記演算部が算出した前記擬似参照セルの短絡電流を表示する表示部をさらに備える。
【００７５】
このような構成によれば、求めた短絡電流をディスプレイ等に表示できるので、ユーザは、容易に擬似参照セルの短絡電流を知ることが可能となる。
【００７６】
また、他の一態様では、これら上述の擬似参照セルシステムにおいて、前記演算部が算出した前記擬似参照セルの短絡電流を前記擬似参照セルシステムの外部に出力する出力部をさらに備える。
【００７７】
このような構成によれば、求めた短絡電流を他の装置に出力することができるので、擬似参照セルの短絡電流に基づいて、他の処理、例えばソーラシミュレータ１の光量調整を自動で行うことが可能となる。
【００７８】
また、他の一態様では、これら上述の擬似参照セルシステムにおいて、前記擬似参照セルは、照射光を積分球を介して受光する。
【００７９】
このような構成によれば、それぞれの光起電力素子に同一照度の擬似太陽光が照射されるので、各光起電力素子の配置位置に依存しない短絡電流を求めることが可能となる。
【００８０】
この出願は、２０１０年１２月２８日に出願された日本国特許出願特願２０１０−２９１７５９を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。
【００８１】
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。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明によれば、太陽電池を評価するための擬似参照セルおよびこの擬似参照セルを用いた擬似参照セルシステムを提供することができる。
【図１】
2012090359.tif 000003
【図２】
2012090359.tif 000004
【図３】
2012090359.tif 000005
【図４】
2012090359.tif 000006
【図５】
2012090359.tif 000007
【図６】
2012090359.tif 000008
【図７】
2012090359.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成26年2月6日(2014.2.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光エネルギーを光起電力効果によって電気エネルギーに変換して出力し、分光感度特性がそれぞれ異なる光起電力素子をそれぞれ有し、互いに並列配置された複数の受光部を備え、
前記複数の受光部のうち、一の受光部の光起電力素子が持つ波長感度領域外に他の受光部の光起電力素子が持つ波長感度領域が存在し、各々の分光感度特性である波長感度領域が少なくとも一部で重なり、
前記複数の受光部の各分光感度は、それらを合成した合成分光感度が、測定対象の太陽電池の分光感度に等しくなるように設定されていること
を特徴とする擬似参照セル。
【請求項２】
前記複数の受光部のうちの１または複数の受光部は、前記合成分光感度のうち当該受光部の光起電力素子が担う分光感度に対応する波長範囲のみを透過する光学フィルタを前記光起電力素子の受光面側に備えること
を特徴とする請求項１に記載の擬似参照セル。
【請求項３】
前記光学フィルタは、吸収型光学フィルタであること
を特徴とする請求項２に記載の擬似参照セル。
【請求項４】
前記光学フィルタは、干渉型光学フィルタであること
を特徴とする請求項２に記載の擬似参照セル。
【請求項５】
請求項１に記載の擬似参照セルと、
前記複数の光起電力素子がそれぞれ出力する電流を用いて、前記擬似参照セルの短絡電流を算出する演算部とを備えること
を特徴とする擬似参照セルシステム。
【請求項６】
前記複数の光起電力素子それぞれの分光感度を補正するための校正定数を記憶している記憶部をさらに備え、
前記演算部は、前記複数の光起電力素子がそれぞれ出力する電流と、前記記憶部に記憶されている校正定数とを用いて前記擬似参照セルの短絡電流を算出すること
を特徴とする請求項５に記載の擬似参照セルシステム。
【請求項７】
前記演算部が算出した前記擬似参照セルの短絡電流を表示する表示部をさらに備えること
を特徴とする請求項５または６に記載の擬似参照セルシステム。
【請求項８】
前記演算部が算出した前記擬似参照セルの短絡電流を前記擬似参照セルシステムの外部に出力する出力部をさらに備えること
を特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の擬似参照セルシステム。
【請求項９】
前記擬似参照セルは、照射光を積分球を介して受光すること
を特徴とする請求項５乃至８のいずれか一項に記載の擬似参照セルシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明にかかる擬似参照セルおよび擬似参照セルシステムは、合成分光感度が測定対象の太陽電池の分光感度に等しくなるように設定される、互いに異なる分光感度特性を持ち並列配置された複数の光起電力素子を備えている。このため、本発明にかかる擬似参照セルは、測定対象の太陽電池の基準セルとして所望される分光感度と同等の分光感度特性を持ち、物性的に安定した状態を比較的長期間維持することができ、擬似参照セルシステムは、この擬似参照セルの短絡電流を求めることができる。 
【国際調査報告】
2012090359.tif 000010
2012090359.tif 000011