(57)【要約】【課題】太陽電池に充分な照明強度で狭い波長幅の光を照射して、変換効率を評価することができる太陽電池効率測定装置を提供すること。【解決手段】本発明の一態様に係る太陽電池の効率測定装置は、光源１１、円筒鏡１６、処理部を備える。光源１１は、ライン状の光を照射する。円筒鏡１６は、太陽電池セル２０の照射領域を焦点とする略楕円の一部である反射面を有し、光源１１から出射されたライン状の光を太陽電池セル２０の照射領域へ反射する。処理部は、円筒鏡１６により反射されたライン状の光を太陽電池セル２０に照射したときの変換効率を算出する。【選択図】図１
2010278123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライン状の光を照射する光源と、
前記光源から出射されたライン状の光を太陽電池の照射領域へ反射する円筒鏡であって、前記照射領域を焦点とする略楕円の一部である反射面を有する円筒鏡と、
前記円筒鏡により反射されたライン状の光を前記太陽電池に照射したときの変換効率を算出する処理部と、
を備える太陽電池効率測定装置。
【請求項２】
前記光源からの光を反射し、前記円筒鏡へと導く平面鏡をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池効率測定装置。
【請求項３】
前記円筒鏡に入射する光の光軸と、前記円筒鏡から前記太陽電池の照射領域へ向かう光の光軸とのなす角は、４５°以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池効率測定装置。
【請求項４】
前記太陽電池に照射される光のうち、当該太陽電池で反射され、前記円筒鏡及び前記平面鏡を経て戻ってくる戻り光の強度分布を測定する反射強度測定手段をさらに備える請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池効率測定装置。
【請求項５】
前記太陽電池の有効面積を測定する面積測定手段をさらに備える請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池効率測定装置。
【請求項６】
前記ライン状の光の波長を選択する波長選択部をさらに備える請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池効率測定装置。
【請求項７】
前記太陽電池に対するライン状の光の方向を変化させる手段をさらに有し、
前記処理部は、前記変化手段によってライン状の光を異なる方向とした時の検出結果に基づいて、前記太陽電池の変換効率分布を算出する請求項１〜６のいずれか１項に記載の太陽電池の評価装置。
【請求項８】
前記光源は、複数本の光ファイバからなるバンドルファイバを有し、
前記光ファイバの出射面はライン状に並ぶように配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の太陽電池効率測定装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の太陽電池効率測定装置と、
前記太陽電池効率測定装置により測定された変換効率に基づいて、前記太陽電池の良否判定を行う判定部を備える太陽電池評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池の効率測定装置、太陽電池評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池において、光エネルギーから電気エネルギーへの変換効率は最も重要な性能の一つである。太陽電池の生産規模は発電電力の総量で評価されることが多く、生産規模を向上させるためには、変換効率の高い太陽電池を実現することが不可欠である。
【０００３】
この変換効率に影響を与えるパラメータの１つとして、短絡光電流がある。これは、短絡状態に接続した太陽電池に光を照射した際に発生する電流をいう。照射された光の全てが電流に変換されることが望ましいが、実際には様々な損失の過程があり、照射された光の全てが電流に変換されるわけではない。
【０００４】
そこで、従来から、太陽電池の変換効率の波長依存性を評価することが行われている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、太陽電池に負荷を接続した状態及び接続しない状態のそれぞれにおいて、選択された波長の光を太陽電池に照射して変換効率を求めている。また、太陽電池に照射する光の波長を選択する選択器としては、それぞれ異なる通過帯域を有する複数個のバンドパスフィルタが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６０−８３３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、バンドパスフィルタを用いて光の波長を選択すると、太陽電池に照射される光の強度が低下し、ほとんど電流に変換されない事態が発生するという問題があった。このため、バンドパスフィルタのバンド幅を広くする必要があり、太陽電池の変換効率の波長依存性を正確に評価することができない。
【０００７】
本発明は、このような事情を背景としてなされたものであり、本発明の目的は、太陽電池に充分な照明強度で光を照射して、正確に変換効率を評価することができる太陽電池効率測定装置、太陽電池評価装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様に係る太陽電池効率測定装置は、ライン状の光を照射する光源と、前記光源から出射されたライン状の光を太陽電池の照射領域へ反射する円筒鏡であって、前記照射領域を焦点とする略楕円の一部である反射面を有する円筒鏡と、前記円筒鏡により反射されたライン状の光を前記太陽電池に照射したときの変換効率を算出する処理部とを備える。これにより、太陽電池に照射する光の強度を向上させることができる。
【０００９】
本発明の第２の態様に係る太陽電池効率測定装置は、上記の装置において、前記光源からの光を反射し、前記円筒鏡へと導く平面鏡をさらに備えることを特徴とするものである。これにより、装置の大型化を防ぐことができる。
【００１０】
本発明の第３の態様に係る太陽電池効率測定装置は、上記の装置において、前記円筒鏡に入射する光の光軸と、前記円筒鏡から前記太陽電池の照射領域へ向かう光の光軸とのなす角は、４５°以下であることを特徴とするものである。これにより、収差を抑制することができ、正確に変換効率を測定することができる。
【００１１】
本発明の第４の態様に係る太陽電池効率測定装置は、上記の装置において、前記太陽電池に照射される光のうち、当該太陽電池で反射され、前記円筒鏡及び前記平面鏡を経て戻ってくる戻り光の強度分布を測定する反射強度測定手段をさらに備えるものである。これにより、実際に太陽電池に入射した光の強度を求めることができ、より正確に太陽電池の効率分布を求めることができる。
【００１２】
本発明の第５の態様に係る太陽電池効率測定装置は、上記の装置において、前記太陽電池の有効面積を測定する面積測定手段をさらに備えるものである。これにより、より正確に太陽電池の効率分布を求めることができる。
【００１３】
本発明の第６の態様に係る太陽電池効率測定装置は、上記の装置において、前記ライン状の光の波長を選択する波長選択部をさらに備えるものである。このように、ライン状の光のうちの所定の波長を選択することができる。光源からの照明強度を向上させているため、狭い透過波長帯域の波長選択部を用いたとしても、十分な照明強度を得ることができる。このため、効率分布の波長依存性をより詳細に測定することが可能となる。
【００１４】
本発明の第７の態様に係る太陽電池効率測定装置は、上記の装置において、前記太陽電池に対するライン状の光の方向を変化させる手段をさらに有し、前記処理部は、前記変化手段によってライン状の光を異なる方向とした時の検出結果に基づいて、前記太陽電池の変換効率分布を算出するものである。これにより、より正確に太陽電池の効率分布を求めることが可能となる。
【００１５】
本発明の第８の態様に係る太陽電池効率測定装置は、上記の装置において、前記光源は、複数本の光ファイバからなるバンドルファイバを有し、前記光ファイバの出射面はライン状に並ぶように配置されていることを特徴とするものである。これにより、略均一な光を太陽電池に照射することができる。
【００１６】
本発明の第９の態様に係る太陽電池評価装置は、上記のいずれかに記載の太陽電池効率測定装置と、前記太陽電池効率測定装置により測定された変換効率に基づいて、前記太陽電池の良否判定を行う判定部を備えるものである。これにより、太陽電池の良否判定を正確に行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、太陽電池に充分な照明強度で光を照射して、正確に変換効率を評価することができる太陽電池効率分布測定装置、及びこれを備える太陽電池評価装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態１に係る太陽電池効率測定装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】実施の形態２に係る太陽電池効率測定装置の構成を模式的に示す図である。
【図３】実施の形態２に係る太陽電池効率測定装置の構成を模式的に示す図である。
【図４】実施の形態４に係る太陽電池効率測定装置の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。以下の説明において、同一の符号が付されたものを実質的に同様の内容を示している。
【００２０】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る太陽電池効率測定装置について、図１を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る太陽電池効率測定装置１０の構成を模式的に示す図である。図１に示すように、太陽電池効率測定装置１０は、光源１１、平面鏡１５、円筒鏡１６を備えている。
【００２１】
太陽電池効率測定装置１０は、太陽電池セル２０に所定の波長の照明光を照射して電気変換させ、電流分布を測定することにより効率分布を予測するものである。光源１１は、太陽電池セル２０に光を照射する。光源１１としては、ソーラーシミュレータ等の太陽光と同様のスペクトルの光を出射するものを用いることができる。なお、光源１１については、ソーラーシミュレータに限られるものではない。光源１１から出射される光のスペクトルは、太陽光と同様のスペクトルでなくてもよい。
【００２２】
本実施の形態においては、光源１１は、ランプハウス１２、バンドパスフィルタ１３、バンドルファイバ１４を有する。ランプハウス１２としては、キセノンランプハウスや、メタルハライドランプ等を用いることができる。
【００２３】
光源１１には、バンドパスフィルタ１３が設けられている。バンドパスフィルタ１３は、太陽電池セル２０に照射する光の波長を選択する波長選択部である。バンドパスフィルタ１３は、それぞれ異なる通過帯域を有する複数個のフィルタを有している。バンドパスフィルタ１３により、光源１１からの波長を可変させて、太陽電池セル２０の効率の測定を行うことができる。すなわち、太陽電池セル２０からの出力電流の波長依存性を測定することができる。
【００２４】
なお、図１においては、太陽電池セル２０への照明光学系のみを示している。太陽電池セル２０の出力端子には、太陽電池セル２０の出力電流を検出するための検出器（不図示）が接続されている。検出器は、照明光に対応するライン状の領域での出力電流の積算値をデジタル信号に変換して出力する。検出器からのデジタル信号は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ等の記憶領域を備える図示しない処理部に入力され、効率分布を算出するために必要な処理が実行される。
【００２５】
ランプハウス１２には、１本のバンドルファイバ１４が接続されている。バンドルファイバ１４は、光ファイバを複数本束ねられたものである。バンドルファイバ１４を構成する複数の光ファイバの出射側端面は、ハウジング１４ａの図１の紙面に対して奥に向かって一列のライン上に並ぶように配置される。従って、光源１１は、太陽電池セル２０にライン状の光を出射するライン状光源である。光源１１から出射される光は、長辺方向に略均一なライン状の光となる。
【００２６】
光源１１からの光は、その光軸を中心として立体角状に広がっている。光源１１からの光のうちの大部分が、光軸を中心とした所定範囲の立体角（有効発光角）内に放射される。この光軸を中心とした有効発光角に含まれる光を有効光として利用する。図１においては、光源１１から出射される光の光軸、すなわち、光の強度分布の中心を一点鎖線で示しており、有効光を実線で示している。
【００２７】
なお、光源１１としては、この例に限られるものではない。例えば、複数のＬＥＤが一列のライン上に所定の間隔を隔てて並ぶように配置したものを用いることも可能である。ＬＥＤとしては、発光体が樹脂やガラスなどの透明体でモールドされたものを用いることができる。
【００２８】
本実施の形態では、光源１１からの有効光の全てが平面鏡１５に導かれる。バンドルファイバ１４から出射された光は、平面鏡１５で反射される。平面鏡１５は、入射する光をその入射角と反射角が同じ角度となるように反射する。
【００２９】
平面鏡１５で反射された光は、円筒鏡１６に入射する。円筒鏡１６は、その断面が楕円の一部である凹面状の反射面を有している。この反射面は、光源１１からのライン状の光が全て入射するように、図１の紙面に対して奥に向かって延在している。すなわち、円筒鏡１６の反射面は、楕円柱体の側面の一部を長手方向に切り出した形状を有している。
【００３０】
平面鏡１５で反射された有効光は全て、円筒鏡１６の反射面に導かれる。なお、円筒鏡１６の断面は、正確な楕円の一部でなくてもよく、複数の円弧を互いに接続した近似楕円の一部や、円の一部であっても構わない。ここでは、円筒鏡１６の断面が楕円、近似楕円、円をまとめて略楕円という。
【００３１】
円筒鏡１６の反射面は、例えばミラーシートを貼着したり、金属蒸着等を行うことにより、鏡面性が付与されている。平面鏡１５からの光は、円筒鏡１６の反射面で反射される。ここで、図１に示すように、平面鏡１５から円筒鏡１６に向かう光の光軸をｂとし、円筒鏡１６から太陽電池セル２０に向かう光の光軸をａとする。光軸ａとｂとのなす角は、４５°以下であることが好ましい。これにより、収差を少なくすることができる。
【００３２】
また、光軸ａが太陽電池セル２０の表面と交わる点をＡとし、平面鏡１５がない場合に、平面鏡１５から円筒鏡１６に向かう光の有効光が交わる光軸ｂ上の仮想の点をＢとする。円筒鏡１６上で光軸ａとｂとが交わる点をＣとする。円筒鏡１６の反射面に沿って規定される楕円の焦点に、点Ａ、Ｂが配置される。点Ａ−Ｃ間の距離は、点Ｂ−Ｃ間の距離と略等しくなっている。すなわち、円筒鏡１６は、入射光を太陽電池セル２０面に集光するように単位共役比デザインとなっている。
【００３３】
円筒鏡１６で反射された光は、太陽電池セル２０上の照射領域に集光される。すなわち、ライン状の光が、太陽電池セル２０に照射される。ライン状の光は、太陽電池セル２０の大きさに比べて充分長くなっている。従って、太陽電池セル２０の一端から他端にわたってライン状の光が照射される。
【００３４】
このように、本実施の形態によれば、光軸を中心として有効光の全てを平面鏡１５、円筒鏡１６により太陽電池セル２０に導くことができる。これは、楕円の一方の焦点から発した全ての光は、楕円の内側で反射して他方の焦点に集束するという楕円の性質を利用したものである。もちろん、近似楕円、円の場合であっても同様の効果を得ることができる。これにより、光源１１からの有効光を太陽電池セル２０に効率よく光を照射することができ、照射する光の照明強度を上げることができる。
【００３５】
例えば、ランプハウス１２として２５０Ｗのキセノンランプハウスを用い、円筒鏡１６として半径１００ｍｍの円筒状のものにミラーシートを貼着したものを用い、光軸ａとｂとのなす角度を４５°とした場合、１Ｓｕｎ（１００ｍＷ／ｃｍ２）以上の照明強度を得ることができる。従って、例えば、太陽電池セル２０上での照明範囲が０．５ｍｍ×１０ｍｍの長方形状であるとすると、この範囲内の照明強度は５ｍＷとなる。
【００３６】
従って、バンドパスフィルタ１３として例えば１０ｎｍ程度のバンド幅を有するものを用いても、充分に太陽電池セル２０からの出力が得られる。このように、バンドパスフィルタ１３のバンド幅を狭くすることによって、太陽電池セル２０からの出力電流の波長依存性を正確に測定することができる。
【００３７】
このライン状の照明光を太陽電池セル２０上で移動させることにより、太陽電池セル２０の異なる位置での出力電流を測定することができる。例えば、太陽電池セル２０の一辺に合わせてライン照明を照射した状態で、対向する辺に向かって照明位置を移動させることができる。これにより、太陽電池セル２０の全面をライン照明によって、スキャンすることができる。
【００３８】
太陽電池セル２０に対してライン状の光をスキャンさせている間、検出器からの検出データが処理部に記憶される。照明光の照射位置の制御は、例えば上述した処理部が行うことができる。これにより、処理部は、ライン状の光が太陽電池セル２０のどの位置に入射したときに、どの程度の出力があるかを測定することできる。
【００３９】
そして、太陽電池セル２０を所望の角度だけ回転させて、様々な角度から、同様にライン状の光で太陽電池セル２０全体をスキャンする。複数回ライン状の光をスキャンして、これらの検出結果を処理部に記憶させる。このように、太陽電池セル２０に対するライン状の光を異なる方向とした時の検出結果によって、変換効率の空間分布を測定することができる。すなわち、太陽電池セル２０に対するライン状の光の角度を変えて、２以上の方向にする。そして、２以上の方向を照明した時の検出結果を記憶する。
【００４０】
処理部は、記憶された検出結果に基づいて変換効率の空間分布を求めることができる。例えば、コンピュータ断層撮影（ＣＴ：Computed Tomography）により、二次元に広がる効率分布を得ることができる。すなわち、１次元の検出データを２次元の変換効率分布に変換して、画像化することができる。
【００４１】
この時、Ｘ線ＣＴにおけるＸ線の透過強度が、検出器の出力に対応する。すなわち、Ｘ線ＣＴにおける測定対象の線吸収係数がライン状の光による出力電流値に相当する。１ライン分の電流積算値が投影データとなる。Ｘ線ＣＴにおける吸収係数の２次元空間分布が変換効率の２次元空間分布に対応する。
【００４２】
このように、Ｘ線ＣＴにおいて投影データから断層画像を得る処理と同様の処理を出力電流の測定データに対して行うことで、変換効率の空間分布を算出することができる。すなわち、コリメートされたＸ線を照射するＸ線ＣＴと同じ処理によって、変換効率の２次元分布を算出することができる。
【００４３】
なお、太陽電池効率測定装置１０には、必要に応じてリニアエンコーダを取り付けてもよい。これにより、太陽電池セル２０上の照射位置をより正確に把握することができる。
【００４４】
また、赤系の波長域の光は、太陽電池セル２０の奥まで到達することが知られている。赤色の波長域の光を照射した場合の太陽電池セル２０の出力電流を測定することにより、太陽電池セル２０内部の発光効率を測定することができる。また、青系の波長域の光は、太陽電池セル２０の表面にあるＰＮジャンクションのみに当たるといわれている。青系の波長域の光を照射した場合の太陽電池セル２０の出力電流を測定することにより、ＰＮジャンクションの性能を評価することができる。
【００４５】
また、本実施の形態においては、光源１１からのライン状の光は、平面鏡１５及び円筒鏡１６での反射のみで、太陽電池セル２０に照射される。すなわち、本実施の形態に係る光学系は、反射光学系のみで構成されている。このため、本実施に係る光学系では色収差が発生しない。これにより、バンドパスフィルタ１３によって、異なる波長の光を選択した場合に、焦点位置がずれるのを防止することができる。
【００４６】
また、微小な点状のスポット光で太陽電池セル２０を２次元走査する場合、太陽電池セル２０全面を走査する時間が長くなってしまう。本実施の形態に示すように、ライン状の光を走査することで、測定時間を大幅に短縮することができる。なお、上記の説明では、一方向にスキャンされる際に、太陽電池セル２０からの出力を測定したが、双方向にスキャンされる際に太陽電池セル２０からの出力を測定してもよい。
【００４７】
以上説明したように、本発明によれは、ライン状の光を高い照明強度で太陽電池セル２０に照射することができる。このため、狭いバンド幅のバンドパスフィルタ１３を用いて、効率分布の波長依存性を正確に求めることができる。この結果を用いて、太陽電池セル２０の部分的に変換効率が低下している箇所や、波長に応じた特性の変化を把握することができる。これに基づいて太陽電池の良否判定を行う判定部を設けることにより、太陽電池評価装置を実現できる。また、これらの良否判定の結果に基づいて、製造プロセスなどを最適化し、太陽電池セル２０を製造することにより、太陽電池セル２０の生産性を向上することができる。
【００４８】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る太陽電池効率測定装置について、図２を参照して説明する。図２は、本実施の形態に係る太陽電池効率測定装置１０の構成を模式的に示す図である。
【００４９】
本実施の形態に係る太陽電池効率測定装置１０は、太陽電池セル２０の表面で反射する反射強度の分布を測定する手段を備えている。反射強度分布を測定することで、実際に太陽電池セル２０に入射した光の強度分布を測定することができる。
【００５０】
図２に示すように、太陽電池効率測定装置１０は、実施の形態１に示した構成要素に加えて、ハーフミラー１７、フォトダイオードアレイ１８、Ａ／Ｄコンバータ１９を備えている。ハーフミラー１７は、太陽電池セル２０で反射され、円筒鏡１６、平面鏡１５を経て戻ってきた戻り光をフォトダイオードアレイ１８へ反射させる。このように、反射光学系で戻り光をフォトダイオードアレイ１８へと導くことができるため、迷光の発生を抑制することができる。
【００５１】
ハーフミラー１７のバンドルファイバ１４側の面には、黒体やミラーなどからなるストップ面が設けられている。従って、太陽電池セル２０からの戻り光は、ハーフミラー１７を透過して、バンドルファイバ１４の方へは進まない。
【００５２】
フォトダイオードアレイ１８は、太陽電池セル２０で反射されたライン状の戻り光に対応して、ライン状に配置された複数のダイオード素子を備えている。フォトダイオードアレイ１８は、光信号を電気信号に変換しＡ／Ｄコンバータ１９出力する。なお、フォトダイオードアレイ１８の代わりに、光信号を電気信号に変換する太陽電池を用いることも可能である。
【００５３】
Ａ／Ｄコンバータ１９は、フォトダイオードアレイ１８からの出力信号をデジタル信号に変換する。なお、ここでは図示していないが、Ａ／Ｄコンバータ１９で変換されたデジタル信号は、上述した処理部に入力され、反射光の強度分布を算出することにより、太陽電池セル２０に実際に入力された入射光の強度が求められる。これを用いて、より正確な効率分布を算出することが可能となる。
【００５４】
光源１１からのライン状の光を太陽電池セル２０上で移動させることにより、太陽電池セル２０の異なる位置での戻り光の強度を測定することができる。上述した効率分布の測定原理と同じように、太陽電池セル２０に対してライン状の光をスキャンさせている間、フォトダイオードアレイ１８からの検出データが処理部に記憶される。
【００５５】
そして、太陽電池セル２０を所望の角度だけ回転させて、様々な角度から、同様にライン状の光で太陽電池セル２０全体をスキャンする。複数回ライン状の光をスキャンして、これらの検出結果を処理部に記憶させる。このように、太陽電池セル２０に対するライン状の光を異なる方向とした時の検出結果によって、戻り光の強度分布を測定することができる。処理部は、例えばＣＴにより、記憶された検出結果に基づいて戻り光の強度分布を求めることができる。これに基づいて、太陽電池セル２０へ実際に入射した入射光の強度分布を求めることが可能となる。
【００５６】
また、反射光強度分布を測定するときに、太陽電池セル２０セルの有効面積測定機能も取り付けることが好ましい。薄膜型の太陽電池セル２０の場合、外周部には絶縁体が設けられており、発光部内においてもグリッドラインやバスラインといわれる表面電極が設けられている。太陽電池セル２０の有効面積とは、全体の面積から、これらの絶縁体、グリッドライン、バスラインの面積を除いた面積である。
【００５７】
上述したようにＣＴで効率分布を測定する機能は、測定結果の位置精度が高い。従って、ＣＴを用いて得られた結果を用いて、太陽電池セル２０の有効面積を算出することができる。特に、リニアエンコーダを搭載したライン照明ヘッドを使えば、１ｍを越すストロークでも、１０μｍ単位の精度を得ることができる。これにより、さらに正確に太陽電池セル２０の有効面積を算出することが可能である。
【００５８】
このように、本実施の形態によれば、太陽電池セル２０からの戻り光の強度分布を測定し、これを効率分布の算出に加えることにより、より正確な効率分布を得ることが可能である。また、有効面積をさらに効率分布の測定に加えることで、さらに正確な効率分布を得ることができる。
【００５９】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係る太陽電池効率測定装置について、図３を参照して説明する。図３は、本実施の形態に係る太陽電池効率測定装置１０の構成を示す図である。本実施の形態においては、実施の形態１又は２に記載の照明光学系が用いられる。ここでは、実施の形態１に示す照明光学系を用いた例について説明する。
【００６０】
光源１１から照射されたライン状の光は、照射領域において略均一な強度で照射することはできても厳密に均一というわけにはいかない。そこで、本実施の形態では、照明強度測定器３０で別途強度分布を測定し、その分布を後述のＣＴ計算に加える。すなわち、照明強度測定器３０で照明ムラを測定し、ＣＴ計算に加えることにより、照明ムラの影響を低減する。
【００６１】
図３に示すように、本実施の形態に係る太陽電池効率測定装置１０は、照明光学系として光源１１、ランプハウス１２、バンドパスフィルタ１３、バンドルファイバ１４を備えている。ここでは、ランプハウス１２には４本のバンドルファイバ１４が設けられている。これらのバンドルファイバ１４を構成する光ファイバの出射端面は、ハウジング１４ａの一側面に沿って一列に配置されている。上述したように、光源１１から出射されたライン状の光は、平面鏡１５、円筒鏡１６で反射される。
【００６２】
照明強度測定器３０は、直線ガイド３０ａ上を移動する。具体的には、照明強度測定器３０は、ベルト上に取り付けられている。ベルトの両端には、プーリー及び連結軸が設けられる。光源１１からの光の強度分布（照明強度分布）を測定する場合、円筒鏡１６で反射された光が集光する位置に照明強度測定器３０上を配置する。この状態で、プーリーを回転させ、照明強度測定器３０をライン状の照射領域に沿って移動させる。光源１１から照射されたライン状の光の光量を測定する。これにより、ライン状の光の一端から他端までの強度分布を測定することができる。
【００６３】
照明強度測定器３０の出力端子には、照明強度測定器３０の出力を検出するための検出回路３１が接続されている。検出回路３１は、照明強度測定器３０からの出力を検出し、処理部３２に出力する。この処理部３２は、上述した効率分布を求めるために必要な演算処理を行うものである。照明強度測定器３０で測定した照明強度分布を上述のＣＴ計算に加えることにより、太陽電池セル２０の変換効率分布をより正確に求めることが可能である。
【００６４】
実施の形態４．
本発明の実施の形態４に係る太陽電池効率測定装置について、図４を参照して説明する。図４に示すように、本実施の形態に係る太陽電池効率測定装置１０は、ロールスクリーン３３、光源駆動部３４、測定対象駆動部３５、検出回路３６備えている。なお、照明光学系としては、実施の形態３において説明したものと同じものを用いることができる。
【００６５】
光源１１は、スリット３３ａを有する板状のベース部材（不図示）を備えている。スリット３３ａは、図４のｙ方向に延在する。スリット３３ａは、光軸を中心として所定の幅を有する。ベース部材のｙ方向における両端部は、スリット３３ａの延在方向（ｙ方向）に対して垂直な方向（ｘ方向）に駆動可能な、２本のベルトにそれぞれ取り付けられる。
【００６６】
それぞれのベルトは、２つのプーリーを取り囲むように設けられる。すなわち、ｘ方向におけるベルトの両端に、プーリーが１つずつ設けられている。ｘ方向における両端それぞれにおいて、２本のベルトに設けられた２つのプーリーが、連結軸によって連結されている。
【００６７】
光源駆動部３４は、光源１１をｘ方向に移動させる回転機構を有している。光源駆動部３４には、例えばモータなどが設けられている。光源駆動部３４が連結軸を回転させてプーリーを回転させることにより、２本のベルトがｘ方向に移動する。これにより、光源１１及びスリット３３ａがｘ方向に平行移動する。
【００６８】
スリット３３ａのｙ方向に延びる２つの辺に沿って、ロールスクリーン３３がそれぞれ取り付けられている。ロールスクリーン３３は、例えば、ベルト端からこのベルトに取り付けられたベース部材の端部までを覆う。これにより、スリット３３ａ直下以外の部分の太陽電池セル２０を十分に遮光することができる。ロールスクリーン３３の下には、図示しないステージが設けられており、その上に太陽電池セル２０が載置される。
【００６９】
光源駆動部３４により光源１１及びスリット３３ａをｘ方向に移動させることで、ロールスクリーン３３も同時にｘ方向に移動させることができる。これにより、ライン状の光を照射する光源１１からの照射領域の移動に応じて、スリット３３ａを移動させることができる。これにより、光源１１からのライン状の光の照射領域の太陽電池セル２０に対するｘ方向の位置が変化する。これにより、スリット３３ａを通過したライン状の光で太陽電池セル２０上をスキャンすることができる。
【００７０】
このように、光源１１及びスリット３３ａの移動により、太陽電池セル２０における光の照射位置が変化し、太陽電池セル２０の異なる位置で発電が行われる。なお、太陽電池効率測定装置１０には、必要に応じてリニアエンコーダを取り付けてもよい。これにより、ｘ方向の座標をより正確に把握することができる。
【００７１】
測定対象駆動部３５は、太陽電池セル２０を回転させるための、回転機構を有している。測定対象駆動部３５には、モータなどが設けられている。測定対象駆動部３５は、例えば、ステージを回転させることにより、ステージ上の太陽電池セル２０を回転させる。これにより、太陽電池セル２０に対するスリット３３ａの方向が変化する。すなわち、太陽電池セル２０に対するライン状の光の照射角度が変化する。
【００７２】
この状態で、光源１１を平行移動させることにより、太陽電池セル２０に対して異なる角度からライン状の光で太陽電池セル２０全体をスキャンすることができる。すなわち、測定対象駆動部３５は、太陽電池セル２０に対するライン状の光の方向を変化させる手段である。
【００７３】
また、ステージの中心に軸を設け、中心がずれないようにしてもよい。これにより、測定中の誤差が生じにくく、正確に測定できる。
【００７４】
太陽電池セル２０の出力端子には、太陽電池セル２０の出力を検出するための検出器としての検出回路３６が接続されている。検出回路３６は、太陽電池セル２０からの電流を電圧に変換し、上述した変換効率測定のために必要な演算処理を行う処理部３２に出力する。
【００７５】
なお、本実施の形態においても、実施の形態３と同様に、太陽電池セル２０に照射されるライン状の光の強度分布を照明強度測定器３０で別途測定し、その分布を後述のＣＴ計算に加えてもよい。
【００７６】
さらに、処理部３２は、測定対象駆動部３５、光源駆動部３４、及び照明強度測定器駆動部２４の駆動を制御している。すなわち、処理部３２は、これらの駆動部の回転角度等を制御している。従って、処理部３２は、これらの駆動部の回転角度等を把握しており、太陽電池セル２０に対するスリット３３ａの位置を認識している。これにより、処理部３２は、ライン状の光が太陽電池セル２０のどの位置に入射したときに、どの程度の出力があるかを測定することができる。
【００７７】
次に、本実施の形態に係る太陽電池効率測定装置１０の動作について説明する。まず、太陽電池セル２０と光源１１からのライン状の光の位置を合わせる。例えば、ｘ方向における太陽電池セル２０の一端に光源１１からのライン状の光の照射領域を合わせる。また、光源１１からのライン状の光がスリット３３ａを通って太陽電池セル２０に照射されるように、スリット３３ａの対向する２辺を光源１１に固定する。そして、光源１１から光を照射した状態で、光源駆動部３４によって光源１１をｘ方向に移動させる。これにより、スリット３３ａの位置が光源１１の位置に従って変化する。
【００７８】
これにより、太陽電池セル２０の一端から他端に向けて、太陽電池セル２０上を光源１１及びスリット３３ａがスキャンする。すなわち、光源１１からライン状の光が太陽電池セル２０上をスキャンする。太陽電池セル２０に対してライン状の光をｘ方向にスキャンさせている間、検出回路３６からの検出データが処理部３２に記憶される。
【００７９】
そして、スリット３３ａを一往復させて初期位置に戻した後、測定対象駆動部３５により太陽電池セル２０を所定の角度だけ回転させる。もちろん、戻ってくる間に、測定対象駆動部３５によりステージを回転させてもよい。太陽電池セル２０を最初に測定した状態から所定の角度回転した状態で、ライン状の光で太陽電池セル２０全体をスキャンする。そして、上記と同様の操作を繰り返し、所望の角度分割数分の測定を行う。
【００８０】
なお、短時間で粗く測定する場合、角度分割数は、４、８、１６程度とする。また、時間をかけてより細かい情報を得たり、アーティファクト（ハンスフィールド・ダークラインと呼ばれる直線状の誤差）を低減させる場合、角度分割数は、６４、１２８程度とする。このように、角度分割数は、要求される精度等に応じて決定される。
【００８１】
そして、上述したように、複数回ライン状の光をスキャンしていき、これらの検出結果を処理部３２に記憶させる。このように、太陽電池セル２０に対するライン状の光を異なる方向とした時の検出結果によって、空間分布を測定することができる。この結果にもとづいて、太陽電池の良否判定を行う判定部を設けた太陽電池評価装置を実現できる。
【００８２】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１０  太陽電池効率測定装置
１１  光源
１２  ランプハウス
１３  バンドパスフィルタ
１４  バンドルファイバ
１４ａ  ハウジング
１５  平面鏡
１６  円筒鏡
１７  ハーフミラー
１８  フォトダイオードアレイ
１９  Ａ／Ｄコンバータ
２０  太陽電池セル
３０  照明強度測定器
３０ａ  直線ガイド
３１  検出回路
３２  処理部
３３  ロールスクリーン
３３ａ  スリット
３４  光源駆動部
３５  測定対象駆動部
３６  検出回路
【図１】
2010278123.tif 000003
【図２】
2010278123.tif 000004
【図３】
2010278123.tif 000005
【図４】
2010278123.tif 000006