(57)【要約】【課題】太陽電池の接合容量の影響を避けて太陽電池の出力特性を正確に測定することのできる太陽電池特性測定装置を提供する．【解決手段】太陽電池に負荷電流または負荷電圧の可変設定が可能な電子負荷装置を接続して構成した太陽電池の負荷回路と、この負荷回路に電圧検出器および電流検出器を接続して構成した測定回路とを備えた太陽電池特性測定装置において、前記負荷回路における電子負荷装置を周期的に断続駆動しながら、前記電子負荷装置の前記太陽電池からとる負荷の大きさを、太陽電池を開放する状態から短絡する状態にいたる範囲で複数に区分して段階的に変更して太陽電池の動作点を制御する動作点制御手段と、前記電子負荷装置の駆動周期ごとに太陽電池の出力電圧の安定した期間において前記測定回路の電圧検出器および電流検出器の検出値を読み込み、処理する処理手段とを設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池に負荷電流または負荷電圧の可変設定が可能な電子負荷装置を接続して構成した太陽電池の負荷回路と、この負荷回路に電圧検出器および電流検出器を接続して構成した測定回路とを備えた太陽電池特性測定装置において、前記負荷回路における電子負荷装置を周期的に断続駆動しながら、前記電子負荷装置の前記太陽電池からとる負荷の大きさを、太陽電池を開放する状態から短絡する状態にいたる範囲で複数に区分して段階的に変更して太陽電池の動作点を制御する動作点制御手段と、前記電子負荷装置の駆動周期ごとに太陽電池の出力電圧の安定した期間において前記測定回路の電圧検出器および電流検出器の検出値を読み込み、読み込んだデータを処理して出力特性を求める処理手段とを設けたことを特徴とする太陽電池の特性測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池の特性測定装置において、前記動作点制御手段が前記電子負荷装置に所定の周期で駆動指令を与える構成とし、この駆動指令の時間幅を前記太陽電池に負荷を加えてから出力電圧が安定するまでの時間より長い時間とし、前記処理手段は前記太陽電池の出力電圧が安定した後に前記電圧検出器および電流検出器の検出値を読み込むことを特徴する太陽電池の特性測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の太陽電池の特性測定装置において、前記電子負荷装置に与える駆動指令の時間幅は、電子負荷装置に指令する負荷電流値に応じて変更することを特徴とする太陽電池の特性測定装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の太陽電池の特性測定装置において、前記電子負荷装置に駆動指令を与えてから太陽電池の出力電圧の変化を監視し、変化がなくなったところを検知し、この検知時点おいて前記処理手段により前記電圧検出器および電流検出器の検出値を読み込み、読み込み後に駆動指令を停止することを特徴とする太陽電池の特性測定装置。
【請求項５】
請求項１ないし４項の何れか１項に記載の太陽電池の特性測定装置において、前記動作点制御手段から電子負荷装置に与えられる駆動指令が所定時間以上継続したときこれを強制遮断する手段を設けたことを特徴とする太陽電池の特性測定装置。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか１項に記載の太陽電池の特性測定装置において、前記電子負荷装置を複数個の電子負荷ユニットにより構成し、この電子負荷ユニットを１個または複数個ずつ組み合わせて選択的に駆動するようにすることを特徴とする太陽電池の特性測定装置。
【請求項７】
請求項１ないし６項のいずれか１項に記載の太陽電池の特性測定装置において、特性測定を開始する前に太陽電池の開放状態の電圧および短絡状態の電流を測定し、この測定した開放電圧または短絡電流に基づいて負荷制御パターンを作成し、設定する負荷制御パターン設定手段を設け、この負荷制御パターン設定手段により設定された負荷制御パターンに従って前記電子負荷装置を制御して特性測定を行うことを特徴とする太陽電池の特性測定装置。
【請求項８】
請求項７に記載の太陽電池の特性測定装置において、前記負荷制御パターン設定手段は、前記測定した開放電圧または短絡電流の５０％より大きい範囲で測定区分を細かくすることを特徴とする太陽電池の特性測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、太陽電池セルやモジュールの出力特性、特に電流―電圧（Ｉ−Ｖ）特性を測定する太陽電池の特性測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光のエネルギーを活用するため、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池が広く利用されている。【０００３】
このような太陽電池の性能を評価するために、図１４に示すような出力特性すなわち電流−電圧（Ｉ−Ｖ）特性を測定する必要がある。【０００４】
太陽電池の出力特性の測定は、擬似太陽光または自然太陽光を太陽電池に照射し、太陽電池の動作点を図１４における太陽電池の開放状態の電圧点Ｖocと短絡状態の電流点Ｉscとの間で変化させて、その時の出力電圧および出力電流を測定することにより行う。太陽電池の動作点を変化させる方式としては、例えば特許文献１に示されるようなコンデンサ負荷方式や、特許文献２に示されるような電子負荷方式がある。【０００５】
図１５は、従来のコンデンサ負荷方式による太陽電池特性測定装置の概略の構成図である。【０００６】
この測定装置において、１は出力特性の測定対象となる太陽電池、２は太陽電池１の出力電圧を検出する電圧検出器、３は太陽電池の出力電流を検出する電流検出器、５は電流検出器２および測定用スイッチ４を直列に介して太陽電池１の出力に接続された負荷コンデンサ、６は負荷コンデンサ５には並列に接続された放電用スイッチ６である。【０００７】
出力特性の測定は、太陽電池１に疑似太陽光または自然太陽光を照射した状態で、測定用スイッチ４をオンにして太陽電池１から負荷コンデンサ５に充電電流を供給することにより、太陽電池１に負荷短絡状態から負荷開放状態になるまでの負荷状態を与えて、出力電圧Ｖおよび出力電流Ｉを電圧検出器２および電流検出器３により測定することにより行う。再測定は、測定用スイッチ４をオフにして、放電用スイッチ６をオンにすることにより、負荷コンデンサ５の充電電荷を放電してから行う。【０００８】
また、電子負荷方式の測定装置は、図１６に示すように、負荷コンデンサ５の代わりに、電界効果トランジスタなどからなる電子制御素子７１とこの電子制御素子を駆動するための演算増幅器７２等で構成した電子負荷７を用いて、この電子負荷７により太陽電池１の負荷電流または電圧の調整を行うように構成される。この電子負荷７の演算増幅器７２の入力に太陽電池の出力電流を連続的に変化させる信号を与え、コンデンサ負荷方式の場合と同様に太陽電池の負荷状態を負荷開放状態から負荷短絡状態となるまで変化させて出力電圧および出力電流を電圧検出器２および電流検出器３により測定することにより出力特性の測定を行うものである。【０００９】
ところで、太陽電池は、結晶形、非結晶形の何れの形式の太陽電池であってもＰＮ接合部を備え、この接合部に接合容量が存在する。この接合容量のために、太陽電池から負荷電流を取り出す際に、出力電圧Ｖは、図１７に示すように、負荷が投入されてからその値が真の値に安定するまでに、接合容量の電荷の充放電時間に相当する電圧の安定しない電圧非安定期間（ｔ1−ｔ3）が存在する。【００１０】
このため、前記した従来の太陽電池出力特性測定装置においては、測定開始時に電圧が真値に立ち上るまでに遅れが生じるため、太陽電池の負荷投入直後は出力電圧を正確に測定することができず、測定誤差が発生する。また、出力電流も接合容量に電荷が充放電する分大き目の値になるため、出力特性を正確に測定することができないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−１９６１１５号公報
【特許文献２】特開２００３−０２８９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
この発明は、従来装置におけるこのような問題を解決するために、太陽電池の接合容量の影響を避けて太陽電池の出力特性を正確に測定することのできる太陽電池特性測定装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような課題を解決するため、この発明は、太陽電池に負荷電流または負荷電圧の可変設定が可能な電子負荷装置を接続して構成した太陽電池の負荷回路と、この負荷回路に電圧検出器および電流検出器を接続して構成した測定回路とを備えた太陽電池特性測定装置において、前記負荷回路における電子負荷装置を周期的に断続駆動しながら、前記電子負荷装置の前記太陽電池からとる負荷の大きさを、太陽電池を開放する状態から短絡する状態にいたる範囲で複数に区分して段階的に変更して太陽電池の動作点を制御する動作点制御手段と、前記電子負荷装置の駆動周期ごとに太陽電池の出力電圧の安定した期間において前記測定回路の電圧検出器および電流検出器の検出値を読み込み、読み込んだデータを処理して出力特性を求める処理手段とを設けたことを特徴とするものである。【００１４】
この発明においては、前記動作点制御手段が前記電子負荷装置に所定の周期で駆動指令を与える構成とし、この駆動指令の時間幅を前記太陽電池に負荷を加えてから出力電圧が安定するまでの時間より長い時間幅とし、前記処理手段が前記太陽電池の出力電圧安定した後に前記電圧検出器および電流検出器の検出値を読み込むようにすると、太陽電池の出力電圧および出力電流を、負荷投入に伴って変化する出力電圧が安定して真値を示したところで確実に測定できるので、正確を期すことができる。【００１５】
そして前記の駆動指令の時間幅は、電子負荷装置に指令する負荷電流値に応じて変更することもできる。【００１６】
また、前記電子負荷装置に駆動指令を与えてから太陽電池の出力電圧の変化を監視し、変化がなくなったところを検知し、この検知時点おいて前記処理手段により前記電圧検出器および電流検出器の検出値を読み込み、読み込み後に駆動指令を停止するようにすることができる。【００１７】
さらにこの発明おいては、前記動作点制御手段から電子負荷装置に与えられる駆動指令が所定時間以上継続したときこれを強制遮断する手段を設けることにより、電子負荷装置
の過熱を防止することができる。【００１８】
さらにまた、この発明おいては、前記電子負荷装置を複数個の電子負荷ユニットにより構成し、この電子負荷ユニットを１個または複数個ずつ組み合わせて選択的に駆動するようにすることにより、測定を高速化できる。【００１９】
この発明においては、特性の測定を開始する前に太陽電池の開放状態の電圧および短絡状態の電流を測定し、この測定した開放電圧または短絡電流に基づいて負荷制御パターンを作成し、設定する負荷制御パターン設定手段を設け、この負荷制御パターン設定手段により設定された負荷制御パターンに従って前記電子負荷装置を制御して特性測定を行うようにすることができ、その際、前記負荷制御パターン設定手段は、前記測定した開放電圧または短絡電流の５０％より大きい範囲で測定区分を細かく設定するようにするのがよい。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、太陽電池に負荷電流または電圧の可変設定が可能な電子負荷装置を接続し、この電子負荷装置のとる負荷の大きさを太陽電池の開放状態から短絡状態にいたる範囲で複数に区分して段階的に制御して太陽電池の動作点を変更し、各段階において、太陽電池に負荷がかかり出力電圧が安定したところで、太陽電池の測定回路の電圧検出器および電流検出器の検出値を読み取るようにしたので、太陽電池の接合容量に影響されることなく正確に太陽電池の出力電圧および出力電流を測定することができるので、太陽電池の出力特性を正確に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の実施例１の太陽電池の特性測定装置の構成を示すブロック回路図である。
【図２】この発明の実施例１の装置の動作説明に用いる測定動作中の負荷電流指令Ｉs、太陽電池出力電流Ｉおよび太陽電池出力電圧Ｖの時間的変化を示す図である。
【図３】この発明の実施例１の装置における太陽電池の出力電圧Ｖおよび出力電流Ｉの動作波形図である。
【図４】この発明の実施例１の装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施例２の太陽電池の特性測定装置の構成を示すブロック回路図である。
【図６】この発明の実施例１および実施例２の電子負荷装置の制御パターンを示す図である。
【図７】この発明の実施例２の装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施例３の太陽電池の特性測定装置の構成を示すブロック回路図である。
【図９】この発明の実施例３の装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】この発明の実施例１の装置による測定結果を示す図である。
【図１１】この発明の実施例３の装置の設定方法１による測定結果を示す図である。
【図１２】この発明の実施例１の装置の設定方法２よる測定結果を示す図である。
【図１３】この発明における負荷制御パターンの３つの設定方法により求めた特性値を比較して示す図である。
【図１４】太陽電池の一般的な出力特性を示す電流―電圧曲線図である。
【図１５】従来のコンデンサ負荷方式の太陽電池の特性装置の構成を示すブロック回路図である。
【図１６】従来の電子負荷方式の太陽電池の特性装置の構成を示すブロック回路図である。
【図１７】太陽電池への負荷投入に伴う電圧および電流の変化を示す波形図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
この発明の実施の形態を図に示す実施例について説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は、この発明の第１の実施例の太陽電池の特性測定装置の構成を示すブロック回路図である。【００２４】
この図１において、１は測定対象の太陽電池、２はこの太陽電池１の出力電圧Ｖを検出する電圧検出器、３は太陽電池１の出力電流Ｉを検出する電流検出器である。また、７は太陽電池１の出力端に接続されて太陽電池１への負荷量を調整する電子負荷装置である。この電子負荷装置７は、電界効果トランジスタ等からなる電子制御素子７１とこの電子制御素子７１を駆動制御する演算増幅器で構成された駆動増幅器７２と基準抵抗Ｒにより構成されている。９は、装置全体の制御を行うマイクロプロセッサにより構成された演算処理装置（以下においてはＭＰＵと称する）であり、内蔵したプログラムに従って周期的に測定スイッチ８を介して、電子負荷装置７へ動作電流値を指令したり、この測定スイッチ８の開閉を制御するタイマ１０のセット（Ｓ）、リセット（Ｒ）を指令したりする。さらに、このＭＰＵ９は、内臓のプログラムにしたがって電圧検出器２および電流検出器３から最適のタイミングで電圧、電流の検出値（測定値）をＡ／Ｄ変換して読み取り、内蔵のメモリに格納し、格納した測定値に基づいて太陽電池の出力特性を求める処理を行う。【００２５】
この実施例１においては、電子負荷装置７は、単一の電子負荷ユニットで構成されているので、この電子負荷装置７は、測定対象の太陽電池１の出力の全容量を賄える容量を備える必要がある。【００２６】
この実施例１の装置による太陽電池の特性の測定は、基本的には図１６に示した従来の電子負荷方式の測定装置と同じである、すなわち、電子負荷装置７の駆動増幅器７２に種々の負荷電流指令Ｉsを与えることにより、電子制御素子７１が太陽電池１の負荷電流Ｉを指令された電流値になるように制御して太陽電池１の動作点を変更するので、変更された動作点のそれぞれにおいて、太陽電池１の負荷回路の電圧および電流を電圧検出器２および電流検出器３により測定して太陽電池の出力特性を求めるのである。【００２７】
このとき、太陽電池１の動作点を変更するための電子負荷装置７への負荷電流指令Ｉsを、従来から行われているように連続的に与えるようにすると、電子負荷装置７が連続して動作するため、電子制御素子７１を連続定格の大きな熱容量とする必要があるとともに、これにともなってこれに結合される放熱器も熱容量の大きい大形の放熱器とが必要となるので、電子負荷装置７の全体が大形になる。【００２８】
この発明おいては、放熱器を含めた電子負荷７全体が小形になるようにするため、電子負荷装置７に与える負荷電流指令ＩsをＭＰＵ９から図２（ａ）に示すように所定の周期Ｔで、数ms〜１０ms程度の短い時間ずつ与えるようにして、電子負荷装置７の電子制御素子７１の負荷電流を負担する駆動期間（オン期間）Ｔonを可能な限り短くするようにしている。【００２９】
この発明に従って一定の周期Ｔで可変される負荷電流指令Ｉsにより電子負荷装置７を断続駆動して太陽電池１の出力特性を測定するときの、負荷電流指令Ｉsと太陽電池１の出力電流Ｉおよび出力電圧Ｖの単純化した波形をそれぞれ図２（ｂ）および（ｃ）に示す。ここでは電子負荷装置７に負荷電流指令Ｉsを与えてこれを駆動しているオン期間Ｔonは、断続周期Ｔのほぼ１／５とし、駆動を停止しているオフ期間Ｔoffを４／５として示しているが、これは、これに限るものでなく、使用する電子負荷装置７の電子制御素子７１の特性等によって任意に決めることができる。【００３０】
すなわち、オン期間Ｔonでは、電子負荷装置７が太陽電池１の負荷電流Ｉを負担するので、これにより発熱し、その熱を蓄積する。この負荷電流による蓄積熱は小さい方がよいので、このオン期間Ｔonは、可能な限り短くすることが好ましい。そして電子負荷装置７がオフされ発熱を停止しているオフ期間Ｔoffは、オン期間Ｔonにおいて電子制御素子７１に蓄えられた熱を放熱して次の負荷電流の負担に備える期間となるので、オン期間Ｔonにおいて電子負荷装置７に蓄積された熱が十分に放熱できる時間に選ぶ必要があり、電子負荷装置７の熱特性に応じて決められることになる。【００３１】
電子負荷装置７に与える負荷電流指令Ｉsは、図２（ａ）に示すように太陽電池を解放状態にする負荷電流指令値Ｉs0から短絡状態する負荷電流指令値Ｉssの範囲を、Ｉs0，Ｉs1，Ｉs2・・・・Ｉss等のように複数段階に区分して設定する。このように区分された各段階の負荷電流指令Ｉsを所定の周期Ｔで順次電子負荷装置７に与えると、これに応じて太陽電池１の出力電流Ｉが電子負荷装置７によって図２（ｂ）に示すように指令された電流値に応じた電流Ｉ0、Ｉ1、Ｉ2・・Ｉscに制御される。また、このように負荷電流Ｉが制御されることにより、出力電圧Ｖが、図２（ｃ）示すようにそれぞれの負荷電流に応じた電圧Ｖop、Ｖ1、Ｖ2・・・Ｖspとなり、太陽電池１の開放状態から短絡状態までの範囲に複数の動作点が設定されることになる。【００３２】
このため、各周期における電子負荷装置７が駆動されて太陽電池１から負荷をとっているオン期間Ｔonにおいて、太陽電池１の出力電圧Ｖおよび出力電流Ｉをそれぞれ電圧検出器２および電流検出器３で測定し、その測定値から太陽電池１の出力の電流−電圧特性を求めることができる。【００３３】
太陽電池１は結晶形、非結晶形に拘わらず接合容量を有するため、各周期における出力電圧Ｖおよび電流Ｉは、図３（ａ）および（ｂ）に示すような波形を示す。【００３４】
すなわち、図３におけるｔm1時点でＭＰＵ９から電子負荷７に負荷電流指令Ｉsmが与えられると、電子負荷７が直ちにオンし、太陽電池１の出力（負荷）電流Ｉを指令された電流値Ｉmになるように調整する。【００３５】
また、太陽電池１の出力電圧Ｖは、図３（ａ）に示すように、同様に接合容量の充電電荷の放電時間に相当する期間Ｔusの間、負荷回路の時定数に従って開放状態電圧Ｖoｃから負荷電流Ｉmに相当する電圧Ｖmまで緩やかに降下して、安定した電圧となる。太陽電池１は、電子負荷装置７が投入されると必ずこのような電圧変化を示すが、ここでは、この電圧が変化して安定しない期間Ｔusを電圧非安定期間と呼び、所定の電圧に安定している期間Ｔstを電圧安定期間と呼ぶ。【００３６】
電子負荷７が投入されているオン期間Ｔonにおける前記電圧非安定期間Ｔusで電圧、電流の測定を行ったのでは、太陽電池１の出力電圧が真の値を示さないため正確な測定ができないことになる。【００３７】
そこで、この発明では、電子負荷装置７のオン期間Ｔonの電圧非安定期間Ｔusを経過した後の電圧安定期間ＴstにおいてＭＰＵ９が電圧検出器２および電流検出器３の検出値を読み込むことにより、電圧、電流の測定が正確に行われるようにする。したがって、オン期間Ｔonは、前記の電圧非安定期間Ｔus経過後に、電圧、電流の測定を行うのに十分な長さの電圧安定期間Ｔstを確保できる時間に選ばれる。【００３８】
次に、図１の実施例１の装置による太陽電池１の出力特性の具体的な測定動作を図４に示すフローチャートを参照して説明する。【００３９】
ステップS０において、ＭＰＵ９に測定開始を指令すると、ステップＳ１において、ＭＰＵ９から電子負荷装置７への予め設定されたプログラムにしたがって負荷電流指令Ｉsが測定スイッチ８に出力される。この測定スイッチ８に出力される負荷電流指令Ｉsは、振幅がその都度の指令値に対応する高さに設定され、時間幅が予め設定されたオン期間Ｔon（図２、図３参照）に設定されたパルス信号として与えられる。【００４０】
次のステップＳ２において、ＭＰＵ９からタイマ１０にセット信号Ｓを与え、タイマ１０をセットする。このタイマ１０は、ワンショットタイマ回路等で構成され、セット信号Ｓが入力されると予め設定された時間だけ出力を発生し、設定時間内にリセット信号Ｒが入力されるとその時点で出力信号を停止するように動作する。タイマ１０の設置時間は、電子負荷装置７の電子制御素子７１が通電によって過熱されないように、その熱特性等から決められた最大の許容通電時間Ｔmaxに設定される。ＭＰＵ９からセット信号Ｓが与えられることによりタイマ１０は、計時動作を開始し、リセット信号Ｒが入力されるか、または設定時間Ｔmaxに達してリセットされるまで測定スイッチ８にオン信号を出力する。このため、測定スイッチ８はタイマ１０がセットされている期間は、測定スイッチ８がオンされ、負荷電流指令Ｉsを電子負荷装置７の駆動増幅器７２に与えて、電子制御素子７１をオンさせる。オンした電子制御素子７１を流れる負荷電流Ｉは、駆動増幅器７２によって指令された電流値になるように調整される。【００４１】
このように、電子負荷装置７がオンされると、ＭＰＵ９はステップＳ３においてオンした時点から太陽電池１の接合容量に伴う電圧非安定期間Ｔusを経過して電圧安定期間Ｔstに至ったことを検知するために、電子負荷装置７がオンされた時点からの経過時間が予め前記の予想される電圧非安定期間Ｔusより大きい時間に設定した規定時間を経過したか否かを判定し、経過していなければ、分岐ＮでステップＳ３の入口へ戻り、経過時間が規定時間を経過するまでステップＳ3の判定処理を繰り返し行う。【００４２】
ステップＳ３において規定時間を経過したことが判定されると、分岐ＹからステップＳ４へ進み、電圧検出器２および電流検出器３の検出値をＡ/Ｄ変換してＭＰＵ９で測定データとして読み取り、読み取った測定データを内部のメモリに格納する。この電圧、電流測定処理が終了すると、ステップＳ５へ進み、ＭＰＵ９からタイマ１０をリセットする処理を行う。これによりタイマ１０がリセットされ、出力を停止することにより、測定スイッチ８がオフして電子負荷装置７への負荷電流指令Ｉsを遮断するので、電子負荷装置７がオフする。【００４３】
この処理で１回の電圧、電流の測定処理が終了するので、この処理を測定処理回数に加えて、現在の測定処理回数ＮがステップＳ６において予め設定された設定回数Ｎsに達したか否かの判定を行う。測定処理回数Ｎが設定回数Ｎsに達していなければ、分岐ＮでステップＳ６１へ移行する。【００４４】
ステップＳ６１においては、前記の電子負荷装置７の断続周期Ｔにおけるオン期間Ｔon後に電子負荷装置７を放熱させるために設定したオフ期間Ｔoffを次の測定処理へ移行するまでの待機時間の設定値として設定し、測定処理終了後の時間を計時し、この計時時間が設定した待機時間を経過したか否かを、この設定された待機時間を経過するまで判定し、経過したことが判定されたとき分岐ＹでステップＳ１に戻り、電子負荷装置７への負荷電流指令の設定値を新たな設定値に変更して測定処理を実行する。【００４５】
このような処理を繰り返し実行し、測定処理回数Ｎが設定回数Ｎｓに達したとことが、ステップＳ６において判定されることにより、分岐ＹからステップＳ７へ移行し、測定を終了する。【００４６】
このような処理において、各回の測定おいて段階的に電子負荷装置７を短時間だけオンさせて負荷電流を流し、太陽電池１の出力電流を調整することにより太陽電池の動作点を太陽電池の開放状態から短絡状態までの全範囲にわたって電圧、電流を測定することができる。この測定した電圧、電流の全データから太陽電池の電流−電圧特性を求めることができる。【００４７】
この実施例１によれば、太陽電池１の電圧、電流の測定を行うとき、複数回に分けて数ｍｓ程度の極めて短時間ずつ電子負荷装置７をオンし、この電子負荷装置７のオン期間内で太陽電池１の出力電圧Ｖの安定する電圧安定期間において電圧、電流の測定を行うので、電子負荷装置として熱容量の小さい、小形ものを使用することができるとともに、電圧、電流の測定を正確に行うことができる。また、実施例１は、電子負荷装置として電流制御を行う電流制御素子を用いたものを示したが、電圧を制御する電圧制御素子を用いて、太陽電池の出力電圧を調整して動作点を変更しながら、電圧、電流の測定を測定するようにすることもできる。
【実施例２】
【００４８】
図５にこの発明の第２の実施例を示すので、以下にこれについて説明する。【００４９】
この実施例２の構成は、基本的には前記実施例１の構成と同じであるが、実施例２は、電子負荷装置７を、複数（ｎ個）の電子負荷ユニット７−１〜７−ｎで構成し、選択可能な複数の測定スイッチ８−１〜８−ｎを介してＭＰＵ９接続したこと、および、電圧、電流の測定時期を経過時間で決定するのでなく、太陽電池１の負荷投入時の電圧の変化を監視して実際に電圧の安定しことを検知して測定時期を決定するようにしたことが実施例１とは異なっている。この実施例２は、これによって測定時間をより短縮して測定の高速化を図るものである。【００５０】
電子負荷装置７の電子負荷ユニット７−１〜７−ｎの容量は、ここでは電子負荷装置７の全容量の１/ｎの均等な容量に選ばれているが、電子負荷装置７は必ずしもこのように均等な容量の電子負荷ユニットを組み合わせて構成するのでなく異なる容量のユニットを組み合わせて構成するようにしてもよい。【００５１】
また、電子負荷装置７の各電子負荷ユニットは、ここでは、所定の時間Ｔだけ駆動されて負荷電流を負担し、この駆動時間Ｔの４倍の休止時間４Ｔの間オフするサイクルで駆動される例を示す。電子負荷ユニットはこのようなサイクルで断続制御されると、駆動時間１Ｔの間に発生した熱が、休止時間４Ｔで放熱されることにより過熱されることなく安全に動作する。【００５２】
図５に示す実施例２においては、電子負荷装置７の複数の電子負荷ユニット７−１〜７−ｎを選択的に作動させるために選択ゲート１１−１〜１１−ｎが設けられ、ＭＰＵ９からこの選択ゲートに電子負荷ユニットを選択する信号Ｓ１〜Ｓｎが与えられる。選択ゲート１１−１〜１１−ｎにはこの選択信号Ｓ１〜Ｓｎのほかに、共通にタイマ１０から測定スイッチ８−１から８−ｎへの開閉信号が与えられている。また、測定スイッチ８−１〜８−ｎには、ＭＰＵ９から電子負荷装置への負荷電流指令Ｉsが共通に与えられる。【００５３】
太陽電池１の特性測定を行う場合は、予め設定したプログラムにしたがってＭＰＵ９から所定の順序で段階的に調整された負荷電流指令Ｉsと選択信号Ｓ１〜Ｓｎが出力されるとともに、これと同期してタイマ１０へセット信号が出力される。これにより、例えば、選択信号Ｓ１が出力され、タイマ１０から測定スイッチ８−１に投入信号が与えられることによりゲート１１−１が開き、測定スイッチ８−１がオンし、ＭＰＵ９からの負荷電流指令Ｉsが電子負荷ユニット７−１に与えられ、これがオンし、太陽電池１の負荷回路の電流を指令された電流値に調整する。この状態で、電圧検出器２および電流検出器３により検出された太陽電池１出力の電圧Ｖおよび電流Ｉの検出値をＭＰＵ９に読み込み格納して１回の測定が終了し、測定の終了にしたがってＭＰＵ９は、タイマ１０にリセット信号を送り、これをリセットする。【００５４】
選択する電子負荷ユニットおよび負荷電流指令Ｉsを段階的に変更しながら太陽電池１の開放状態から短絡状態までの負荷状態の全域の電圧、電流を測定して、出力（電流−電圧）特性を求める。【００５５】
負荷電流指令Ｉsの変更にしたがった電子負荷装置７の電子負荷ユニットの制御パターンの一例を図６（ｂ）を参照して説明する。【００５６】
この図６（ｂ）に示す電子負荷ユニットの制御パターンは、電子負荷装置をその全電流容量Ｉａの１／４の電流容量に選らばれた電子負荷ユニット４個で構成し、Ｉａ／１６単位の電流で調整する場合の制御パターンの例を示すものである。【００５７】
負荷電流がＩａ／４までは、単一の電子負荷ユニットで負担できるので、通電時間Ｔの周期で連続して電子負荷ユニット７−１〜７−４を負荷電流指令Ｉsを与えてオンさせ、負荷電流をＩａ／１６ずつ段階的に増大させることができる。【００５８】
負荷電流がＩａ／４を超えて２Ｉａ／４となるまでは、２個の電子負荷ユニットで負担できるので、電子負荷ユニットを２個ずつ選択してオンさせて、負荷電流をＩａ／１６ずつ段階的に増大させて調整する。このときは、個々の電子負荷ユニットはオフさせてから次にオンさせるまでに最小でも４Ｔの休止期間を必要とするため、１Ｔまたは２Ｔの休止期間をおいて電子負荷ユニットが２個ずつ交互にオンされようになる。【００５９】
負荷電流が２Ｉａ／４を超えて３Ｉａ/４となるまでは、３個の電子負荷ユニットで負担できるので、３個の電子負荷ユニットを選択して同時にオンさせ、同様に負荷電流をＩａ／１６ずつ段階的に増大させて調整する。【００６０】
そして、負荷電流が３Ｉａ／４を超えてＩａとなるまでは、４個の電子負荷ユニットで負担する必要があるため、４個の電子負荷ユニットを選択して同時にオンさせ、同様に負荷電流をＩａ／１６ずつ段階的に増大させて調整する。【００６１】
負荷電流が２Ｉａ／４を超えてＩａとなるまでは４個の電子負荷ユニットのうちの３個または４個の電子負荷ユニットを選択するので、オン期間の間の休止期間は４Ｔが必要となる。【００６２】
ここでは複数の電子負荷ユニットを同時にオンさせるときは複数の電子負荷ユニットが均等に電流を負担するものとして示している。【００６３】
実施例２の装置は、電子負荷装置を複数の電子負荷ユニットで構成して、図６（ｂ）に示すようパターンで負荷電流を制御して測定を行うので、特に負荷電流の小さい範囲での測定時間を大幅に短縮することができ、測定の高速化が図れる。【００６４】
図６（ａ）に電子負荷装置を単一の電子負荷ユニットで構成した前記実施例１の電子負荷装置の制御パターンを示すが、この実施例１の装置は、電子負荷ユニットが１個であるため、電子負荷装置は最初から最後まで１Ｔのオン期間の後に、４Ｔの休止期間を入れた制御パターンとなる。【００６５】
図６（ａ）と図６（ｂ）に示す制御パターンを比較すると明らかなように、実施例２の装置によれば、負荷電流が２Ｉａ／４以下の小電流の範囲では測定時間が、実施例１の装置の場合の半分以下に短縮され、より高速の測定が可能となることが理解できる。【００６６】
このような太陽電池１の特性測定のための負荷電流の制御パターンは、すべて、ＭＰＵ９によって形成され、このパターンに従って電子負荷装置の各電子負荷ユニットへ指令される。【００６７】
実施例２の装置による太陽電池１の出力特性の具体的な測定動作を図７に示すフローチャートを参照して説明する。【００６８】
ステップＳ１０において、ＭＰＵ９に測定開始を指令すると、ステップＳ１１において、ＭＰＵ９から電子負荷装置７へ予め設定されたプログラムにしたがって負荷電流指令Ｉsがセットされる。ステップ１２においてセットされた負荷電流指令値Ｉsに基づいて駆動される電子負荷ユニットの個数ｎ（ｎ＝Ｉs／電子負荷ユニットの電流容量）を決定し、決定された駆動ユニット数に応じて、次のステップＳ１３において駆動される電子負荷ユニットの選択を行い、電子負荷ユニット選択信号を選択ゲートへ出力して、次のステップＳ１４へ移行する。ステップＳ１４においてはタイマ１０のセットが行われる。【００６９】
これによって、選択されたゲート１１−１〜１１−ｎがオンして対応した測定スイッチ８−１〜８−ｎを投入し、選択された電子負荷ユニットに負荷電流指令Ｉsが与えられ、これが作動し、太陽電池１の負荷回路の電流Ｉを指令された電流値に調整する。これによって太陽電池１の出力電圧はその接合容量の影響で、実施例１の場合と同様に、図３（ａ）に示すように変化する。この実施例２においては、このように変化する電圧が安定状態になったことを検知するため、ＭＰＵ９において、ステップＳ１５に示すように電圧検出器２の出力から電圧変化を監視し、その変化が０になったか否かを判定するようにしている。電圧変化が０でない場合は、分岐ＮからステップＳ１５1へ移行する。【００７０】
ステップＳ１５１においては電圧変化の監視時間を監視して、この時間がタイマ１０に設置された時間を経過したか否かを判定する。経過していなければ、分岐ＮからステップＳ１５へ戻り、電圧変化の監視を継続する。設置時間を経過することになるのは、何らかの異常により、電子負荷装置への通電時間が予め設定した最大許容時間を超過する場合であるので、この場合は、電子負荷装置を過熱から保護するために、分岐ＹからステップＳ１５２へ進んで、測定を止めて異常処理を行う。【００７１】
ステップＳ１５において、電圧変化が０になって電圧安定期間になったことが判定されると、分岐ＹからステップＳ１６へ進んで、電圧検出器２および電流検出器３の検出値の読み込みおよび格納処理を行う。この処理が済むと、ステップＳ１７におけるタイマ１０をリセットして電子負荷装置７をオフにする処理とステップＳ１８における電子負荷ユニットの選択を解除する処理を続けて行う。【００７２】
つづいて、ステップＳ１９において、測定回数が規定の測定回数に達したか否かの判定処理を行い、規定測定回数に達していなければ分岐ＮからステップＳ１９1移行する。ステップＳ１９1においては、電子負荷装置７への通電を停止して測定終了してからの時間が、次の測定までの所定の待機時間を経過したか否かの判定処理を行う。この所定の待機時間は常に一定でなく、前記図６の電子負荷ユニットの制御パターンで説明した通り、その都度の負荷状態すなわち、現在稼働している電子負荷ユニットと次に駆動の選択される電子負荷ユニットの状況に応じて決められことになる。この所定の待機時間に達していない場合は、次の測定を行うことができないので、分岐ＮからステップＳ１９１へ戻り、所定の待機時間を経過するまでこの判定処理を繰り返す。所定の待機時間を経過したことが判定されると、分岐Ｙから最初のステップＳ１１へ戻り、新たな回の測定に移行し、以後これを規定の回数に達するまで繰り返し行う。そして、測定回数が規定の回数に達すると、ステップＳ１９において、分岐Ｙから、ステップＳ２０へ移行し測定処理を終了する。このようにして、規定の回数の測定処理を行うことにより、太陽電池１の開放状態から短絡状態までの負荷状態の全域の電圧、電流を測定し、記録することができる。【００７３】
このように、実施例２においては、測定を高速化するために、電子負荷装置７を複数の分割された電子負荷ユニット７−１〜７−ｎで構成することに加えて、各回の測定時に電圧の安定期間の検知を、電子負荷投入時の太陽電池の電圧の変化を監視し、電圧変化が０になったことを検出することによって行っている。【００７４】
太陽電池の負荷変更時の電圧の変化は、太陽電池の有する接合容量によって生じるものであり、この容量に充放電される電荷ｑは
ｑ  ＝ｉ（電流）×ｔ（時間）
の関係を有するので、太陽電池１から取り出される電流ｉが小さいほど電圧が安定するまでの時間は長くなり、電流ｉが大きいほど電圧が安定するまでの時間は短くなる。【００７５】
このため、電圧の安定したことの検知を時間により行うようにした実施例１の場合、基準となる設定時間は、電流ｉの小さいところでも十分に電圧が安定するような時間に設定する必要があるため、長めの時間に設定されることになり、全体の測定時間が長くなることは否めない。【００７６】
実施例２の場合は、電圧変化を監視して、電荷変化が０になったところを検出するので、実施例１のように所定時間を待つ必要がなく、電圧の安定したところで直ちに測定ができること、および電流の大きいところでは電圧が按手するまでの時間が早くなることにより、測定時間を早くすることが可能となる。
【実施例３】
【００７７】
次に、屋外に設置された太陽電池の出力の電流−電圧特性をその都度の気象条件の下で測定する場合に、より正確に最大電力点を求めることができるように発展させたこの発明の実施例３の測定装置について説明する。【００７８】
太陽電池は一般に屋外の自然の太陽光の下で出力の電流−電圧特性の測定を行う場合、その都度の気象条件によって出力特性が大幅に変わる性質を有している。特に、日射の強度によって太陽電池から取り出する出力電流は著しく変動することは周知のとおりである。【００７９】
また、太陽電池の公称されている定格値は、基準状態（太陽電池モジュール温度２５℃、日射強度1000Ｗ／ｍ２）で測定した出力特性値に基づいて決められている。このため、屋外に設置された太陽電池の出力特性をその都度の気象条件の下で測定した場合、定格の特性を下回る傾向が多い。【００８０】
そして、例えば、定格の短絡電流値が１０Ａの太陽電池の特性測定を屋外の自然の太陽光の下で行う際は、前記実施例１または２の測定装置により、測定電流範囲を定格値に合わせて１０Ａに設定して、測定装置で決められた測定回数の範囲で電流調整しながらを測定したのでは次のような不都合が生じる。【００８１】
すなわち、屋外に設置した太陽電池の特性測定の際に、気象条件が悪いため、実施の短絡電流（最大出力電流）が定格の半分の５Ａしか得られないような場合、測定装置において決められた測定回数の半分の測定データが無駄なデータとなって、測定の分解能が粗く、低下する。【００８２】
このように、測定の分解能が低下すると、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｃ８９１３およびＣ８９１４等により定められているように、ラグランジュ２次補間方式により測定値の最大電力となる測定ポイント（Ｐｉ，Ｖｉ）とその前後の測定ポイント（Ｐi-1,Ｖi-1）および（Ｐi+1,Ｖi+1）の３点から近似的に最大電力点電力Ｐmおよびその点の電圧Ｖmを求める場合、この３点の測定値が大きく離れてしまう（相互の偏差が大きくなる）ことにより求めた最大電力点電力が実際の最大電力点電力から大きくずれ、正確に最大電力点を求めることができないのである。【００８３】
実施例３の測定装置は、このような不都合を解消して、より正確に最大電力点を求めることができるようにするため、図１および図５に示す実施例１または実施例２の測定装置に負荷制御パターン設定手段９１をＭＰＵ９にソフトウエアとして付加するものである。【００８４】
図８に実施例３の測定装置の構成を示すが、基本的な構成は、図１に示す実施例１の測定装置と同じで、ＭＰＵ９内にソフトウエアで構成した負荷制御パターン設定手段９１を付加した点が異なるだけである。この負荷制御パターン設定手段９１は、図９に示すような処理動作を行う。【００８５】
この図８の実施例１の測定装置に負荷制御パターン設定手段９１を付加した測定装置について以下にその動作を説明する。【００８６】
図８の測定装置を測定対象の屋外の自然の太陽光の下に設置された太陽電池に接続して特性測定を開始する前に、負荷制御パターン設定手段９１に、図９のステップＳ20で設定開始指令を与える。これにより、負荷制御パターン設定手段９１が動作を開始し、次のステップＳ21で電子負荷装置７をオフして太陽電池１の出力端子を開放した状態で、電圧検出器２で検出される電圧を太陽電池の開放電圧Ｖocとして読み込んで格納する開放電圧測定処理を実行する。【００８７】
この処理が終わるとステップＳ22へ進み、電子負荷装置７を予め設定された最大負荷電流Ｉssに設定してオンすることにより、太陽電池１に最大負荷を与える処理を行う。【００８８】
次のステップＳ23においては、太陽電池１に電子負荷装置７により最大負荷を与えた状態で電圧検出器２および電流検出器３により検出された太陽電池１の出力電圧および電流を短絡電圧値Ｖscおよび短絡電流値Ｉscとして読み取り格納する、短絡電圧・電流測定処理を行う。【００８９】
この処理の後、ステップＳ24においては、測定対象の太陽電池の容量と、使用している測定装置の容量とが適合しているものか否かを判定するために、前ステップＳ23で読み取った短絡電圧Ｖscが、予め、例えば開放電圧Ｖocの３％に設定した所定の判定基準電圧以下の電圧に低下しているか否かを判定する処理を行う。この結果、短絡電圧Ｖscが、判定基準電圧より高い場合は、測定対象の太陽電池の容量が測定装置の定格容量、特に定格電流容量より大きく、測定装置の定格容量に適合していないと判断して、分岐ＮからステップＳ241へ進んで異常処理を行い、太陽電池と測定装置の容量が適合しないことを警報、表示して、その後の測定動作を中止する。【００９０】
また、短絡電圧Ｖscが、判定基準電圧より低い場合には、太陽電池と、測定装置の容量が適合していると判断されるため、分岐ＹからステップＳ25へ進んで、ステップＳ23で測定し、取り込んだ短絡電流Ｉscに基づいて、太陽電池１に加える負荷電流を予め設定された測定ポイント数の範囲で段階的に変化させる制御パターンを作成して設定する、負荷制御パターン設定処理を実行する。【００９１】
この処理が終了すると、図４または図７に示す実施例１または２の装置の測定開始ステップＳ0またはＳ10へ進み、新たに設定された負荷制御パターンで太陽電池に負荷を加えて動作特性の測定を実行する。【００９２】
前記の負荷制御パターン設定処理における負荷制御パターンの具体的な作成方法について、開放電圧２０．５０Ｖ、短絡電流５．１３Ａ、最大電力７７．２５Ｗ、最大電力点電圧１６．４３Ｖ、最大電力点電流４．７０Ａ、で動作している太陽電池の動作特性を、定格最大負荷電流容量が１０Ａの測定装置を用いて測定する場合について説明する。ここで、測定装置は、測定ポイント数が４０ポイントに設定されている。この測定ポイント数は、この４０ポイントに限らず、任意の数に設定することができる。
（１）実施例１の設定方法
実施例１の測定装置での負荷制御パターンの第１の設定方法は、特性測定開始前に開放電圧および短絡電流の測定を行わないので、測定装置の定格電流容量で決まる電流（ここでは１０Ａ）を最大負荷電流に設定して、これに基づいて、設定するものである。この負荷制御パターンによって形成される負荷電流指令値Ｉｓは、１０Ａから０Ａまで段階的に４０段階（測定ポイント数）に変化するものとなる。【００９３】
このような負荷制御パターンにしたがって太陽電池１の特性を測定した時の測定データを図１０に示す。この図１０は、測定ポイント１から４０のそれぞれにおける負荷電流指令値Ｉｓ、測定電圧Ｖ、測定電流Ｉ、測定電力Ｗを示すものである。【００９４】
電子負荷装置７に与えられる負荷電流指令Ｉｓは、設定された負荷制御パターンにしたがって、図１０の負荷電流指令値Ｉｓの欄に示すように４０段階で１０Ａから０Ａまでほぼ一定の変化幅で変化する。【００９５】
しかし、測定対象の太陽電池は短絡状態での電流が５．１３Ａにしかならない能力の太陽電池であるため、図１０の測定ポイント１から１９までの測定データは、この太陽電池の特性を示すデータとしては役に立たない無駄なデータとなり、測定ポイント２０から４０までの測定データのみが有効データとなる。【００９６】
この結果、この方法では、測定ポイント数４０の測定装置で測定したにもかかわらず、太陽電池の短絡状態から開放状態となる負荷状態を２１段階に分解した測定データしか有効ではなく、測定データの分解能が低くなる。
（２）実施例３の設定方法１
実施例３の装置における負荷制御パターンの第１の設定方法は、測定対象の太陽電池が特性測定の前の太陽電池を短絡状態にして測定した短絡電流が５．１３Ａとなる特性を有する太陽電池であるので、この短絡電流値にもとづいて、最大負荷電流指令値を６Ａに設定し、測定ポイント数の４０段階に区分して与える負荷電流指令値を形成する負荷制御パターンを作成し、これを負荷制御パターンとして設定するものである。【００９７】
この方法で設定された負荷制御パターンにしたがって特性測定を行った結果を、図１１に示す。測定対象の太陽電池は前記と同じである。【００９８】
図１１から明らかなようにこの方法によれば、太陽電池の短絡状態での電流を予め測定し、この測定した電流に基づいて負荷制御パターン、特に最大負荷電流指令値を設定しているので、無駄となる測定データは、測定ポイント１から５の僅かな範囲となる。このため、前記（１）の方法に比べて測定データの分解能を高めることができる。
（３）実施例３の設定方法２
実施例３における第２の設定方法は、前記実施例３の第１の設定方法をさらに改善するものである。この方法は、負荷制御パターンを太陽電池の特性に合わせるものである。【００９９】
一般に、結晶半導体で形成された結晶系太陽電池は、開放電圧Ｖocの８０％、短絡電流Ｉscの９０％付近に最大電力点があり、非晶質半導体で形成されたアモルファス系太陽電池場合は、開放電圧Ｖocの７０％、短絡電流Ｉscの７０％付近に最大電力点があることが知られている。【０１００】
このような太陽電池の特性に合わせるために、この方法においては、太陽電池の種類によって分けなくていいように多少余裕をみて、短絡電流Ｉscの６０〜１００％の電流範囲では測定間隔が細かく（例えば、全測定ポイント数の６０％を割り振る）なり、残りの０〜６０％の電流範囲では測定間隔を広く（例えば、全測定ポイント数の４０％を割り振る）なるように、測定ポイントを割り振った負荷電流制御制御パターンとするのである。【０１０１】
この方法によって設定した負荷制御パターンにしたがって前記と同じ太陽電池の特性を測定した時の測定データは、図１２に示すとおりである。【０１０２】
この図１２に示されるとおり、負荷電流指令値Ｉsは、短絡電流Ｉscの１００〜６０％となる測定ポイント１〜２５の間では、０．１Ａ間隔で変化し、６０〜０％となる測定ポイント２６〜４０の間では０．２４Ａ間隔で変化するパターンとなっている。【０１０３】
このような負荷制御パターンにすると最大電力点含む測定範囲での測定間隔をより細かくすることができる。【０１０４】
前記３つの方法で負荷制御パターンの設定された測定装置による測定結果から、それぞれラグランジェ２次補間法によって最大電力点の電力等を求めた結果を対比して図１３に示す。【０１０５】
この図１３に示すとおり、実施例３の設定方法２での測定結果によって求め最大電力は７７．２４Ｗで測定対象の太陽電池の最大電力の７７．２５Ｗに最も近く、正確であることが理解できる。【０１０６】
また、実施例３の設定方法１での測定結果によって求めた最大電力７７．０８Ｗは、僅かではあるが、実施例１の設定方法での測定結果によって求めた最大電力７７．０６Ｗより最大電力の真値（７７．２５Ｗ）に近く、実施例１の設定方法に比して正確となる。【０１０７】
これは、実施例３の設定方法１および２の方法によって負荷制御パターンを設定することによって、それそれの測定結果（図１１、１２参照）における最大電力点となる測定ポイントとこのポイントと前後するポイントとの間の測定値の偏差を縮小することができたことによるものである。【０１０８】
最大電力点の電力を正確に求めるための負荷制御パターンの設定方法としては、その他にも次のような方法がある。
（ａ）  太陽電池の種類（結晶系、非結晶系）に対応して予め負荷制御パターンを用意し、太陽電池の周類に応じて切り替えて使用する。
（ｂ）予め１Ａ毎の負荷制御パターンを用意しておき、測定された短絡電流値に合わせた負荷制御パターンを選択して設定する。例えば短絡電流値が４．８Ａのであったとすれば５Ａの負荷制御パターンを適用する。
（ｃ）予め１Ａの負荷制御パターンを用意しておき、そのパターンの値に短絡電流値を乗じ値を制御データとして使用する。
（ｄ）測定装置の仕様上の最大電流で負荷制御パターンを用意し、それに「短絡電流値／最大電流値」を乗じて使用する。【０１０９】
前記の実施例においては、負荷制御パターンを電流で設定する方法を説明したが、この発明においては、特性の測定の開始前に太陽電池の開放状態の電圧を測定し、この開放電圧に基づいて、負荷制御パターンを設定するようにしてもよいのである。
【符号の説明】
【０１１０】
１：太陽電池
２：電圧検出器
３：電流検出器
７：電子負荷装置
７−１〜７−ｎ：電子負荷ユニット
８、８−１〜８−ｎ：測定スイッチ
９：演算処理装置（ＭＰＵ）
１０：通電制御用タイマ
１１―１〜１１−ｎ：電子負荷選択ゲート
【図１】
2010070952.tif 000003
【図２】
2010070952.tif 000004
【図３】
2010070952.tif 000005
【図４】
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【図５】
2010070952.tif 000007
【図６】
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【図７】
2010070952.tif 000009
【図８】
2010070952.tif 000010
【図９】
2010070952.tif 000011
【図１０】
2010070952.tif 000012
【図１１】
2010070952.tif 000013
【図１２】
2010070952.tif 000014
【図１３】
2010070952.tif 000015
【図１４】
2010070952.tif 000016
【図１５】
2010070952.tif 000017
【図１６】
2010070952.tif 000018
【図１７】
2010070952.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成22年5月11日(2010.5.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、太陽電池セルやモジュールの出力特性、特に電流―電圧（Ｉ−Ｖ）特性を測定する太陽電池の特性測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光のエネルギーを活用するため、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池が広く利用されている。
【０００３】
このような太陽電池の性能を評価するために、図１４に示すような出力特性すなわち電流−電圧（Ｉ−Ｖ）特性を測定する必要がある。
【０００４】
太陽電池の出力特性の測定は、擬似太陽光または自然太陽光を太陽電池に照射し、太陽電池の動作点を図１４における太陽電池の開放状態の電圧点Ｖocと短絡状態の電流点Ｉscとの間で変化させて、その時の出力電圧および出力電流を測定することにより行う。太陽電池の動作点を変化させる方式としては、例えば特許文献１に示されるようなコンデンサ負荷方式や、特許文献２に示されるような電子負荷方式がある。
【０００５】
図１５は、従来のコンデンサ負荷方式による太陽電池特性測定装置の概略の構成図である。
【０００６】
この測定装置において、１は出力特性の測定対象となる太陽電池、２は太陽電池１の出力電圧を検出する電圧検出器、３は太陽電池の出力電流を検出する電流検出器、５は電流検出器２および測定用スイッチ４を直列に介して太陽電池１の出力に接続された負荷コンデンサ、６は負荷コンデンサ５には並列に接続された放電用スイッチ６である。
【０００７】
出力特性の測定は、太陽電池１に疑似太陽光または自然太陽光を照射した状態で、測定用スイッチ４をオンにして太陽電池１から負荷コンデンサ５に充電電流を供給することにより、太陽電池１に負荷短絡状態から負荷開放状態になるまでの負荷状態を与えて、出力電圧Ｖおよび出力電流Ｉを電圧検出器２および電流検出器３により測定することにより行う。再測定は、測定用スイッチ４をオフにして、放電用スイッチ６をオンにすることにより、負荷コンデンサ５の充電電荷を放電してから行う。
【０００８】
また、電子負荷方式の測定装置は、図１６に示すように、負荷コンデンサ５の代わりに、電界効果トランジスタなどからなる電子制御素子７１とこの電子制御素子を駆動するための演算増幅器７２等で構成した電子負荷７を用いて、この電子負荷７により太陽電池１の負荷電流または電圧の調整を行うように構成される。この電子負荷７の演算増幅器７２の入力に太陽電池の出力電流を連続的に変化させる信号を与え、コンデンサ負荷方式の場合と同様に太陽電池の負荷状態を負荷開放状態から負荷短絡状態となるまで変化させて出力電圧および出力電流を電圧検出器２および電流検出器３により測定することにより出力特性の測定を行うものである。
【０００９】
ところで、太陽電池は、結晶形、非結晶形の何れの形式の太陽電池であってもＰＮ接合部を備え、この接合部に接合容量が存在する。この接合容量のために、太陽電池から負荷電流を取り出す際に、出力電圧Ｖは、図１７に示すように、負荷が投入されてからその値が真の値に安定するまでに、接合容量の電荷の充放電時間に相当する電圧の安定しない電圧非安定期間（ｔ1−ｔ3）が存在する。
【００１０】
このため、前記した従来の太陽電池出力特性測定装置においては、測定開始時に電圧が真値に立ち上るまでに遅れが生じるため、太陽電池の負荷投入直後は出力電圧を正確に測定することができず、測定誤差が発生する。また、出力電流も接合容量に電荷が充放電する分大き目の値になるため、出力特性を正確に測定することができないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−１９６１１５号公報
【特許文献２】特開２００３−０２８９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
この発明は、従来装置におけるこのような問題を解決するために、太陽電池の接合容量の影響を避けて太陽電池の出力特性を正確に測定することのできる太陽電池特性測定装置を提供することを課題とするものである。さらに、別の課題は、特性測定のために使用する太陽電池の動作点を変更するための電子負荷装置を小形にすることのできる太陽電池特性測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような課題を解決するため、この発明は、太陽電池に負荷電流または負荷電圧の可変設定が可能な電子負荷装置を接続して構成した太陽電池の負荷回路と、この負荷回路に電圧検出器および電流検出器を接続して構成した測定回路とを備えた太陽電池特性測定装置において、前記負荷回路における電子負荷装置を周期的に断続駆動しながら、前記太陽電池からとる負荷の大きさを、太陽電池を開放する状態から短絡する状態にいたる範囲で複数に区分して段階的に変更して太陽電池の動作点を制御する動作点制御手段と、前記電子負荷装置の駆動周期ごとに太陽電池の出力電圧または電流の安定した期間において記測定回路の電圧検出器および電流検出器の検出値を読み込み、読み込んだデータを処理して出力特性を求める処理手段とを設け、前記動作点制御手段が、周期的に前記電子負荷装置に、前記太陽電池に負荷を加えてから出力電圧または電流が安定する時間より長い時間幅の駆動指令を与えてこれを駆動し、前記処理手段が前記電子負荷に駆動指令が与えられてから所定時間後に前記太陽電池の出力電圧または電流の安定したところで前記測定回路の電圧検出器および電流検出器の検出値の読み込みを行い、この読み込み動作後直ちに前記動作点制御手段が前記駆動指令を次の駆動指令まで停止して電子負荷装置を休止させるようにしたことを特徴とするものである。
【００１４】
また、この発明においては、前記電子負荷装置に駆動指令を与えてから太陽電池の出力電圧または電流の変化を監視し、変化がなくなったところを検知し、この検知時点おいて前記処理手段により前記電圧検出器および電流検出器の検出値の読み込みを行うようにしてもよい。
【００１５】
そして前記の駆動指令の時間幅は、電子負荷装置に指令する負荷電流値に応じて変更することもできる。
【００１６】
さらにこの発明おいては、前記動作点制御手段から電子負荷装置に与えられる駆動指令が所定時間以上継続したときこれを強制遮断する手段を設けることにより、電子負荷装置
の過熱を防止することができる。
【００１７】
さらにまた、この発明おいては、前記電子負荷装置を複数個の電子負荷ユニットにより構成し、この電子負荷ユニットを１個または複数個ずつ組み合わせて選択的に駆動するようにすることにより、測定を高速化できる。
【００１８】
この発明においては、特性の測定を開始する前に太陽電池の開放状態の電圧および短絡状態の電流を測定し、この測定した開放電圧または短絡電流に基づいて負荷制御パターンを作成し、設定する負荷制御パターン設定手段を設け、この負荷制御パターン設定手段により設定された負荷制御パターンに従って前記電子負荷装置を制御して特性測定を行うようにすることができ、その際、前記負荷制御パターン設定手段は、前記測定した開放電圧または短絡電流の５０％より大きい範囲で測定区分を細かく設定するようにするのがよい。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、太陽電池に負荷電流または電圧の可変設定が可能な電子負荷装置を接続し、この電子負荷装置のとる負荷の大きさを太陽電池の開放状態から短絡状態にいたる範囲で複数に区分して段階的に制御して太陽電池の動作点を変更し、各段階において、太陽電池に負荷がかかり出力電圧が安定したところで、太陽電池の測定回路の電圧検出器および電流検出器の検出値を読み取るようにしたので、太陽電池の接合容量に影響されることなく正確に太陽電池の出力電圧および出力電流を測定することができ、太陽電池の出力特性を正確に求めることができる。また、この発明においては、太陽電池の動作点を変更するための電子負荷装置は、各断続周期において記太陽電池に負荷を加えてから出力電圧または電流が安定する時間より長い時間幅の駆動指令が与えられるが、太陽電池の出力電圧または電流が安定したところで電圧、電流検出値の読み取りが行われると、直ちに駆動指令を停止して電子負荷装置を次の駆動指令まで休止すようにしていることにより、駆動時間を短くすることができるため、熱容量の小さい、小形のものを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施例１の太陽電池の特性測定装置の構成を示すブロック回路図である。
【図２】この発明の実施例１の装置の動作説明に用いる測定動作中の負荷電流指令Ｉs、太陽電池出力電流Ｉおよび太陽電池出力電圧Ｖの時間的変化を示す図である。
【図３】この発明の実施例１の装置における太陽電池の出力電圧Ｖおよび出力電流Ｉの動作波形図である。
【図４】この発明の実施例１の装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施例２の太陽電池の特性測定装置の構成を示すブロック回路図である。
【図６】この発明の実施例１および実施例２の電子負荷装置の制御パターンを示す図である。
【図７】この発明の実施例２の装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施例３の太陽電池の特性測定装置の構成を示すブロック回路図である。
【図９】この発明の実施例３の装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】この発明の実施例１の装置による測定結果を示す図である。
【図１１】この発明の実施例３の装置の設定方法１による測定結果を示す図である。
【図１２】この発明の実施例１の装置の設定方法２よる測定結果を示す図である。
【図１３】この発明における負荷制御パターンの３つの設定方法により求めた特性値を比較して示す図である。
【図１４】太陽電池の一般的な出力特性を示す電流―電圧曲線図である。
【図１５】従来のコンデンサ負荷方式の太陽電池の特性装置の構成を示すブロック回路図である。
【図１６】従来の電子負荷方式の太陽電池の特性装置の構成を示すブロック回路図である。
【図１７】太陽電池への負荷投入に伴う電圧および電流の変化を示す波形図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
この発明の実施の形態を図に示す実施例について説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は、この発明の第１の実施例の太陽電池の特性測定装置の構成を示すブロック回路図である。
【００２３】
この図１において、１は測定対象の太陽電池、２はこの太陽電池１の出力電圧Ｖを検出する電圧検出器、３は太陽電池１の出力電流Ｉを検出する電流検出器である。また、７は太陽電池１の出力端に接続されて太陽電池１への負荷量を調整する電子負荷装置である。この電子負荷装置７は、電界効果トランジスタ等からなる電子制御素子７１とこの電子制御素子７１を駆動制御する演算増幅器で構成された駆動増幅器７２と基準抵抗Ｒにより構成されている。９は、装置全体の制御を行うマイクロプロセッサにより構成された演算処理装置（以下においてはＭＰＵと称する）であり、内蔵したプログラムに従って周期的に測定スイッチ８を介して、電子負荷装置７へ動作電流値を指令したり、この測定スイッチ８の開閉を制御するタイマ１０のセット（Ｓ）、リセット（Ｒ）を指令したりする。さらに、このＭＰＵ９は、内臓のプログラムにしたがって電圧検出器２および電流検出器３から最適のタイミングで電圧、電流の検出値（測定値）をＡ／Ｄ変換して読み取り、内蔵のメモリに格納し、格納した測定値に基づいて太陽電池の出力特性を求める処理を行う。
【００２４】
この実施例１においては、電子負荷装置７は、単一の電子負荷ユニットで構成されているので、この電子負荷装置７は、測定対象の太陽電池１の出力の全容量を賄える容量を備える必要がある。
【００２５】
この実施例１の装置による太陽電池の特性の測定は、基本的には図１６に示した従来の電子負荷方式の測定装置と同じである、すなわち、電子負荷装置７の駆動増幅器７２に種々の負荷電流指令Ｉsを与えることにより、電子制御素子７１が太陽電池１の負荷電流Ｉを指令された電流値になるように制御して太陽電池１の動作点を変更するので、変更された動作点のそれぞれにおいて、太陽電池１の負荷回路の電圧および電流を電圧検出器２および電流検出器３により測定して太陽電池の出力特性を求めるのである。
【００２６】
このとき、太陽電池１の動作点を変更するための電子負荷装置７への負荷電流指令Ｉsを、従来から行われているように連続的に与えるようにすると、電子負荷装置７が連続して動作するため、電子制御素子７１を連続定格の大きな熱容量とする必要があるとともに、これにともなってこれに結合される放熱器も熱容量の大きい大形の放熱器とが必要となるので、電子負荷装置７の全体が大形になる。
【００２７】
この発明おいては、放熱器を含めた電子負荷装置７全体が小形になるようにするため、電子負荷装置７に与える負荷電流指令ＩsをＭＰＵ９から図２（ａ）に示すように所定の断続周期Ｔで、数ms〜１０ms程度の短い時間ずつ与えるようにして、電子負荷装置７の電子制御素子７１の負荷電流を負担する駆動期間（オン期間）Ｔonを可能な限り短くするようにしている。
【００２８】
この発明に従って一定の周期Ｔで可変される負荷電流指令Ｉsにより電子負荷装置７を断続駆動して太陽電池１の出力特性を測定するときの、負荷電流指令Ｉsと太陽電池１の出力電流Ｉおよび出力電圧Ｖの単純化した波形をそれぞれ図２（ｂ）および（ｃ）に示す。ここでは電子負荷装置７に負荷電流指令Ｉsを与えてこれを駆動しているオン期間Ｔonは、断続周期Ｔのほぼ１／５とし、駆動を停止しているオフ期間Ｔoffを４／５として示しているが、これは、これに限るものでなく、使用する電子負荷装置７の電子制御素子７１の特性等によって任意に決めることができる。
【００２９】
すなわち、オン期間Ｔonでは、電子負荷装置７が太陽電池１の負荷電流Ｉを負担するので、これにより発熱し、その熱を蓄積する。この負荷電流による蓄積熱は小さい方がよいので、このオン期間Ｔonは、可能な限り短くすることが好ましい。そして電子負荷装置７がオフされ発熱を停止しているオフ期間Ｔoffは、オン期間Ｔonにおいて電子制御素子７１に蓄えられた熱を放熱して次の負荷電流の負担に備える期間となるので、オン期間Ｔonにおいて電子負荷装置７に蓄積された熱が十分に放熱できる時間に選ぶ必要があり、電子負荷装置７の熱特性に応じて決められることになる。
【００３０】
電子負荷装置７に与える負荷電流指令Ｉsは、図２（ａ）に示すように太陽電池を解放状態にする負荷電流指令値Ｉs0から短絡状態する負荷電流指令値Ｉssの範囲を、Ｉs0，Ｉs1，Ｉs2・・・・Ｉss等のように複数段階に区分して設定する。このように区分された各段階の負荷電流指令Ｉsを所定の周期Ｔで順次電子負荷装置７に与えると、これに応じて太陽電池１の出力電流Ｉが電子負荷装置７によって図２（ｂ）に示すように指令された電流値に応じた電流Ｉ0、Ｉ1、Ｉ2・・Ｉscに制御される。また、このように負荷電流Ｉが制御されることにより、出力電圧Ｖが、図２（ｃ）示すようにそれぞれの負荷電流に応じた電圧Ｖop、Ｖ1、Ｖ2・・・Ｖspとなり、太陽電池１の開放状態から短絡状態までの範囲に複数の動作点が設定されることになる。
【００３１】
このため、各断続周期における電子負荷装置７が駆動されて太陽電池１から負荷をとっているオン期間Ｔonにおいて、太陽電池１の出力電圧Ｖおよび出力電流Ｉをそれぞれ電圧検出器２および電流検出器３で測定し、その測定値から太陽電池１の出力の電流−電圧特性を求めることができる。
【００３２】
太陽電池１は結晶形、非結晶形に拘わらず接合容量を有するため、各断続周期における出力電圧Ｖおよび電流Ｉは、図３（ａ）および（ｂ）に示すような波形を示す。
【００３３】
すなわち、図３におけるｔm1時点でＭＰＵ９から電子負荷装置７に負荷電流指令Ｉsmが与えられると、電子負荷装置７が直ちにオンし、太陽電池１の出力（負荷）電流Ｉを指令された電流値Ｉmになるように調整する。
【００３４】
また、太陽電池１の出力電圧Ｖは、図３（ａ）に示すように、同様に接合容量の充電電荷の放電時間に相当する期間Ｔusの間、負荷回路の時定数に従って開放状態電圧Ｖoｃから負荷電流Ｉmに相当する電圧Ｖmまで緩やかに降下して、安定した電圧となる。太陽電池１は、電子負荷装置７が投入されると必ずこのような電圧変化を示すが、ここでは、この電圧が変化して安定しない期間Ｔusを電圧非安定期間と呼び、所定の電圧に安定している期間Ｔstを電圧安定期間と呼ぶ。
【００３５】
電子負荷７が投入されているオン期間Ｔonにおける前記電圧非安定期間Ｔusで電圧、電流の測定を行ったのでは、太陽電池１の出力電圧が真の値を示さないため正確な測定ができないことになる。
【００３６】
そこで、この発明では、電子負荷装置７のオン期間Ｔonの電圧非安定期間Ｔusを経過した後の電圧安定期間ＴstにおいてＭＰＵ９が電圧検出器２および電流検出器３の検出値を読み込むことにより、電圧、電流の測定が正確に行われるようにする。したがって、オン期間Ｔonは、前記の電圧非安定期間Ｔus経過後に、電圧、電流の測定を行うのに十分な長さの電圧安定期間Ｔstを確保できる時間に選ばれる。
【００３７】
次に、図１の実施例１の装置による太陽電池１の出力特性の具体的な測定動作を図４に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３８】
ステップS０において、ＭＰＵ９に測定開始を指令すると、ステップＳ１において、ＭＰＵ９から電子負荷装置７への予め設定されたプログラムにしたがって負荷電流指令Ｉsが測定スイッチ８に出力される。この測定スイッチ８に出力される負荷電流指令Ｉsは、振幅がその都度の指令値に対応する高さに設定され、時間幅が予め設定されたオン期間Ｔon（図２、図３参照）に設定されたパルス信号として与えられる。
【００３９】
次のステップＳ２において、ＭＰＵ９からタイマ１０にセット信号Ｓを与え、タイマ１０をセットする。このタイマ１０は、ワンショットタイマ回路等で構成され、セット信号Ｓが入力されると予め設定された時間だけ出力を発生し、設定時間内にリセット信号Ｒが入力されるとその時点で出力信号を停止するように動作する。タイマ１０の設定時間は、電子負荷装置７の電子制御素子７１が通電によって過熱されないように、その熱特性等から決められた最大の許容通電時間Ｔmaxに設定される。ＭＰＵ９からセット信号Ｓが与えられることによりタイマ１０は、計時動作を開始し、リセット信号Ｒが入力されるか、または設定時間Ｔmaxに達してリセットされるまで測定スイッチ８にオン信号を出力する。このため、測定スイッチ８はタイマ１０がセットされている期間は、測定スイッチ８がオンされ、負荷電流指令Ｉsを電子負荷装置７の駆動増幅器７２に与えて、電子制御素子７１をオンさせる。オンした電子制御素子７１を流れる負荷電流Ｉは、駆動増幅器７２によって指令された電流値になるように調整される。
【００４０】
このように、電子負荷装置７がオンされると、ＭＰＵ９はステップＳ３においてオンした時点から太陽電池１の接合容量に伴う電圧非安定期間Ｔusを経過して電圧安定期間Ｔstに至ったことを検知するために、電子負荷装置７がオンされた時点からの経過時間が予め前記の予想される電圧非安定期間Ｔusより大きい時間に設定した規定時間を経過したか否かを判定し、経過していなければ、分岐ＮでステップＳ３の入口へ戻り、経過時間が規定時間を経過するまでステップＳ３の判定処理を繰り返し行う。
【００４１】
ステップＳ３において規定時間を経過したことが判定されると、分岐ＹからステップＳ４へ進み、電圧検出器２および電流検出器３の検出値をＡ/Ｄ変換してＭＰＵ９で測定データとして読み取り、読み取った測定データを内部のメモリに格納する。この電圧、電流測定処理が終了すると、ステップＳ５へ進み、ＭＰＵ９からタイマ１０をリセットする処理を行う。これによりタイマ１０がリセットされ、出力を停止することにより、測定スイッチ８がオフして電子負荷装置７への負荷電流指令Ｉsを遮断するので、電子負荷装置７がオフする。
【００４２】
この処理で１回の電圧、電流の測定処理が終了するので、この処理を測定処理回数に加えて、現在の測定処理回数ＮがステップＳ６において予め設定された設定回数Ｎsに達したか否かの判定を行う。測定処理回数Ｎが設定回数Ｎsに達していなければ、分岐ＮでステップＳ６１へ移行する。
【００４３】
ステップＳ６１においては、前記の電子負荷装置７の断続周期Ｔにおけるオン期間Ｔon後に電子負荷装置７を放熱させるために設定したオフ期間Ｔoffを次の測定処理へ移行するまでの待機時間の設定値として設定し、測定処理終了後の時間を計時し、この計時時間が設定した待機時間を経過したか否かを、この設定された待機時間を経過するまで判定し、経過したことが判定されたとき分岐ＹでステップＳ１に戻り、電子負荷装置７への負荷電流指令の設定値を新たな設定値に変更して測定処理を実行する。
【００４４】
このような処理を繰り返し実行し、測定処理回数Ｎが設定回数Ｎｓに達したとことが、ステップＳ６において判定されることにより、分岐ＹからステップＳ７へ移行し、測定を終了する。
【００４５】
このような処理において、各回の測定おいて段階的に電子負荷装置７を短時間だけオンさせて負荷電流を流し、太陽電池１の出力電流を調整することにより太陽電池の動作点を太陽電池の開放状態から短絡状態までの全範囲にわたって電圧、電流を測定することができる。この測定した電圧、電流の全データから太陽電池の電流−電圧特性を求めることができる。
【００４６】
この実施例１によれば、太陽電池１の電圧、電流の測定を行うとき、複数回に分けて数ｍｓ程度の極めて短時間ずつ電子負荷装置７をオンし、この電子負荷装置７のオン期間内で太陽電池１の出力電圧Ｖの安定する電圧安定期間において電圧、電流の測定を行うので、電子負荷装置として熱容量の小さい、小形のものを使用することができるとともに、電圧、電流の測定を正確に行うことができる。また、実施例１は、電子負荷装置として電流制御を行う電流制御素子を用いたものを示したが、電圧を制御する電圧制御素子を用いて、太陽電池の出力電圧を調整して動作点を変更しながら、電圧、電流の測定を測定するようにすることもできる。
【実施例２】
【００４７】
図５にこの発明の第２の実施例を示すので、以下にこれについて説明する。
【００４８】
この実施例２の構成は、基本的には前記実施例１の構成と同じであるが、実施例２は、電子負荷装置７を、複数（ｎ個）の電子負荷ユニット７−１〜７−ｎで構成し、選択可能な複数の測定スイッチ８−１〜８−ｎを介してＭＰＵ９接続したこと、および、電圧、電流の測定時期を経過時間で決定するのでなく、太陽電池１の負荷投入時の電圧の変化を監視して実際に電圧の安定しことを検知して測定時期を決定するようにしたことが実施例１とは異なっている。この実施例２は、これによって測定時間をより短縮して測定の高速化を図るものである。
【００４９】
電子負荷装置７の電子負荷ユニット７−１〜７−ｎの容量は、ここでは電子負荷装置７の全容量の１/ｎの均等な容量に選ばれているが、電子負荷装置７は必ずしもこのように均等な容量の電子負荷ユニットを組み合わせて構成するのでなく異なる容量のユニットを組み合わせて構成するようにしてもよい。
【００５０】
また、電子負荷装置７の各電子負荷ユニットは、ここでは、所定の時間Ｔだけ駆動されて負荷電流を負担し、この駆動時間Ｔの４倍の休止時間４Ｔの間オフするサイクルで駆動される例を示す。電子負荷ユニットはこのようなサイクルで断続制御されると、駆動時間１Ｔの間に発生した熱が、休止時間４Ｔで放熱されることにより過熱されることなく安全に動作する。
【００５１】
図５に示す実施例２においては、電子負荷装置７の複数の電子負荷ユニット７−１〜７−ｎを選択的に作動させるために選択ゲート１１−１〜１１−ｎが設けられ、ＭＰＵ９からこの選択ゲートに電子負荷ユニットを選択する信号Ｓ１〜Ｓｎが与えられる。選択ゲート１１−１〜１１−ｎにはこの選択信号Ｓ１〜Ｓｎのほかに、共通にタイマ１０から測定スイッチ８−１から８−ｎへの開閉信号が与えられている。また、測定スイッチ８−１〜８−ｎには、ＭＰＵ９から電子負荷装置への負荷電流指令Ｉsが共通に与えられる。
【００５２】
太陽電池１の特性測定を行う場合は、予め設定したプログラムにしたがってＭＰＵ９から所定の順序で段階的に調整された負荷電流指令Ｉsと選択信号Ｓ１〜Ｓｎが出力されるとともに、これと同期してタイマ１０へセット信号が出力される。これにより、例えば、選択信号Ｓ１が出力され、タイマ１０から測定スイッチ８−１に投入信号が与えられることによりゲート１１−１が開き、測定スイッチ８−１がオンし、ＭＰＵ９からの負荷電流指令Ｉsが電子負荷ユニット７−１に与えられ、これがオンし、太陽電池１の負荷回路の電流を指令された電流値に調整する。この状態で、電圧検出器２および電流検出器３により検出された太陽電池１出力の電圧Ｖおよび電流Ｉの検出値をＭＰＵ９に読み込み格納して１回の測定が終了し、測定の終了にしたがってＭＰＵ９は、タイマ１０にリセット信号を送り、これをリセットする。
【００５３】
選択する電子負荷ユニットおよび負荷電流指令Ｉsを段階的に変更しながら太陽電池１の開放状態から短絡状態までの負荷状態の全域の電圧、電流を測定して、出力（電流−電圧）特性を求める。
【００５４】
負荷電流指令Ｉsの変更にしたがった電子負荷装置７の電子負荷ユニットの制御パターンの一例を図６（ｂ）を参照して説明する。
【００５５】
この図６（ｂ）に示す電子負荷ユニットの制御パターンは、電子負荷装置をその全電流容量Ｉａの１／４の電流容量に選らばれた電子負荷ユニット４個で構成し、Ｉａ／１６単位の電流で調整する場合の制御パターンの例を示すものである。
【００５６】
負荷電流がＩａ／４までは、単一の電子負荷ユニットで負担できるので、通電時間Ｔの周期で連続して電子負荷ユニット７−１〜７−４を負荷電流指令Ｉsを与えてオンさせ、負荷電流をＩａ／１６ずつ段階的に増大させることができる。
【００５７】
負荷電流がＩａ／４を超えて２Ｉａ／４となるまでは、２個の電子負荷ユニットで負担できるので、電子負荷ユニットを２個ずつ選択してオンさせて、負荷電流をＩａ／１６ずつ段階的に増大させて調整する。このときは、個々の電子負荷ユニットはオフさせてから次にオンさせるまでに最小でも４Ｔの休止期間を必要とするため、１Ｔまたは２Ｔの休止期間をおいて電子負荷ユニットが２個ずつ交互にオンされようになる。
【００５８】
負荷電流が２Ｉａ／４を超えて３Ｉａ/４となるまでは、３個の電子負荷ユニットで負担できるので、３個の電子負荷ユニットを選択して同時にオンさせ、同様に負荷電流をＩａ／１６ずつ段階的に増大させて調整する。
【００５９】
そして、負荷電流が３Ｉａ／４を超えてＩａとなるまでは、４個の電子負荷ユニットで負担する必要があるため、４個の電子負荷ユニットを選択して同時にオンさせ、同様に負荷電流をＩａ／１６ずつ段階的に増大させて調整する。
【００６０】
負荷電流が２Ｉａ／４を超えてＩａとなるまでは４個の電子負荷ユニットのうちの３個または４個の電子負荷ユニットを選択するので、オン期間の間の休止期間は４Ｔが必要となる。
【００６１】
ここでは複数の電子負荷ユニットを同時にオンさせるときは複数の電子負荷ユニットが均等に電流を負担するものとして示している。
【００６２】
実施例２の装置は、電子負荷装置を複数の電子負荷ユニットで構成して、図６（ｂ）に示すようパターンで負荷電流を制御して測定を行うので、特に負荷電流の小さい範囲での測定時間を大幅に短縮することができ、測定の高速化が図れる。
【００６３】
図６（ａ）に電子負荷装置を単一の電子負荷ユニットで構成した前記実施例１の電子負荷装置の制御パターンを示すが、この実施例１の装置は、電子負荷ユニットが１個であるため、電子負荷装置は最初から最後まで１Ｔのオン期間の後に、４Ｔの休止期間を入れた制御パターンとなる。
【００６４】
図６（ａ）と図６（ｂ）に示す制御パターンを比較すると明らかなように、実施例２の装置によれば、負荷電流が２Ｉａ／４以下の小電流の範囲では測定時間が、実施例１の装置の場合の半分以下に短縮され、より高速の測定が可能となることが理解できる。
【００６５】
このような太陽電池１の特性測定のための負荷電流の制御パターンは、すべて、ＭＰＵ９によって形成され、このパターンに従って電子負荷装置の各電子負荷ユニットへ指令される。
【００６６】
実施例２の装置による太陽電池１の出力特性の具体的な測定動作を図７に示すフローチャートを参照して説明する。
【００６７】
ステップＳ１０において、ＭＰＵ９に測定開始を指令すると、ステップＳ１１において、ＭＰＵ９から電子負荷装置７へ予め設定されたプログラムにしたがって負荷電流指令Ｉsがセットされる。ステップ１２においてセットされた負荷電流指令値Ｉsに基づいて駆動される電子負荷ユニットの個数ｎ（ｎ＝Ｉs／電子負荷ユニットの電流容量）を決定し、決定された駆動ユニット数に応じて、次のステップＳ１３において駆動される電子負荷ユニットの選択を行い、電子負荷ユニット選択信号を選択ゲートへ出力して、次のステップＳ１４へ移行する。ステップＳ１４においてはタイマ１０のセットが行われる。
【００６８】
これによって、選択されたゲート１１−１〜１１−ｎがオンして対応した測定スイッチ８−１〜８−ｎを投入し、選択された電子負荷ユニットに負荷電流指令Ｉsが与えられ、これが作動し、太陽電池１の負荷回路の電流Ｉを指令された電流値に調整する。これによって太陽電池１の出力電圧はその接合容量の影響で、実施例１の場合と同様に、図３（ａ）に示すように変化する。この実施例２においては、このように変化する電圧が安定状態になったことを検知するため、ＭＰＵ９において、ステップＳ１５に示すように電圧検出器２の出力から電圧変化を監視し、その変化が０になったか否かを判定するようにしている。電圧変化が０でない場合は、分岐ＮからステップＳ１５1へ移行する。
【００６９】
ステップＳ１５１においては電圧変化の監視時間を監視して、この時間がタイマ１０に設定された時間を経過したか否かを判定する。経過していなければ、分岐ＮからステップＳ１５へ戻り、電圧変化の監視を継続する。設定時間を経過することになるのは、何らかの異常により、電子負荷装置への通電時間が予め設定した最大許容時間を超過する場合であるので、この場合は、電子負荷装置を過熱から保護するために、分岐ＹからステップＳ１５２へ進んで、測定を止めて異常処理を行う。
【００７０】
ステップＳ１５において、電圧変化が０になって電圧安定期間になったことが判定されると、分岐ＹからステップＳ１６へ進んで、電圧検出器２および電流検出器３の検出値の読み込みおよび格納処理を行う。この処理が済むと、ステップＳ１７におけるタイマ１０をリセットして電子負荷装置７をオフにする処理とステップＳ１８における電子負荷ユニットの選択を解除する処理を続けて行う。
【００７１】
つづいて、ステップＳ１９において、測定回数が規定の測定回数に達したか否かの判定処理を行い、規定測定回数に達していなければ分岐ＮからステップＳ１９1移行する。ステップＳ１９1においては、電子負荷装置７への通電を停止して測定終了してからの時間が、次の測定までの所定の待機時間を経過したか否かの判定処理を行う。この所定の待機時間は常に一定でなく、前記図６の電子負荷ユニットの制御パターンで説明した通り、その都度の負荷状態すなわち、現在稼働している電子負荷ユニットと次に駆動の選択される電子負荷ユニットの状況に応じて決められことになる。この所定の待機時間に達していない場合は、次の測定を行うことができないので、分岐ＮからステップＳ１９１へ戻り、所定の待機時間を経過するまでこの判定処理を繰り返す。所定の待機時間を経過したことが判定されると、分岐Ｙから最初のステップＳ１１へ戻り、新たな回の測定に移行し、以後これを規定の回数に達するまで繰り返し行う。そして、測定回数が規定の回数に達すると、ステップＳ１９において、分岐Ｙから、ステップＳ２０へ移行し測定処理を終了する。このようにして、規定の回数の測定処理を行うことにより、太陽電池１の開放状態から短絡状態までの負荷状態の全域の電圧、電流を測定し、記録することができる。
【００７２】
このように、実施例２においては、測定を高速化するために、電子負荷装置７を複数の分割された電子負荷ユニット７−１〜７−ｎで構成することに加えて、各回の測定時に電圧の安定期間の検知を、電子負荷投入時の太陽電池の電圧の変化を監視し、電圧変化が０になったことを検出することによって行っている。
【００７３】
太陽電池の負荷変更時の電圧の変化の遅延は、太陽電池の有する接合容量によって生じるものであり、この容量に充放電される電荷ｑは
ｑ  ＝ｉ（電流）×ｔ（時間）
の関係を有するので、太陽電池１から取り出される電流ｉが小さいほど電圧が安定するまでの時間は長くなり、電流ｉが大きいほど電圧が安定するまでの時間は短くなる。
【００７４】
このため、電圧の安定したことの検知を時間により行うようにした実施例１の場合、基準となる設定時間は、電流ｉの小さいところでも十分に電圧が安定するような時間に設定する必要があるため、長めの時間に設定されることになり、全体の測定時間が長くなることは否めない。
【００７５】
実施例２の場合は、電圧変化を監視して、電荷変化が０になったところを検出するので、実施例１のように所定時間を待つ必要がなく、電圧の安定したところで直ちに測定ができること、および電流の大きいところでは電圧が安定するまでの時間が早くなることにより、測定時間を早くすることが可能となる。
【実施例３】
【００７６】
次に、屋外に設置された太陽電池の出力の電流−電圧特性をその都度の気象条件の下で測定する場合に、より正確に最大電力点を求めることができるように発展させたこの発明の実施例３の測定装置について説明する。
【００７７】
太陽電池は一般に屋外の自然の太陽光の下で出力の電流−電圧特性の測定を行う場合、その都度の気象条件によって出力特性が大幅に変わる性質を有している。特に、日射の強度によって太陽電池から取り出する出力電流は著しく変動することは周知のとおりである。
【００７８】
また、太陽電池の公称されている定格値は、基準状態（太陽電池モジュール温度２５℃、日射強度1000Ｗ／ｍ2）で測定した出力特性値に基づいて決められている。このため、屋外に設置された太陽電池の出力特性をその都度の気象条件の下で測定した場合、定格の特性を下回る傾向が多い。
【００７９】
そして、例えば、定格の短絡電流値が１０Ａの太陽電池の特性測定を屋外の自然の太陽光の下で行う際は、前記実施例１または２の測定装置により、測定電流範囲を定格値に合わせて１０Ａに設定して、測定装置で決められた測定回数の範囲で電流調整しながら測定したのでは次のような不都合が生じる。
【００８０】
すなわち、屋外に設置した太陽電池の特性測定の際に、気象条件が悪いため、実際の短絡電流（最大出力電流）が定格の半分の５Ａしか得られないような場合、測定装置において決められた測定回数の半分の測定データが無駄なデータとなって、測定の分解能が粗く、低下する。
【００８１】
このように、測定の分解能が低下すると、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｃ８９１３およびＣ８９１４等により定められているように、ラグランジュ２次補間方式により測定値の最大電力となる測定ポイント（Ｐｉ，Ｖｉ）とその前後の測定ポイント（Ｐi-1,Ｖi-1）および（Ｐi+1,Ｖi+1）の３点から近似的に最大電力点電力Ｐmおよびその点の電圧Ｖmを求める場合、この３点の測定値が大きく離れてしまう（相互の偏差が大きくなる）ことにより求めた最大電力点電力が実際の最大電力点電力から大きくずれ、正確に最大電力点を求めることができないのである。
【００８２】
実施例３の測定装置は、このような不都合を解消して、より正確に最大電力点を求めることができるようにするため、図１および図５に示す実施例１または実施例２の測定装置に負荷制御パターン設定手段９１をＭＰＵ９にソフトウエアとして付加するものである。
【００８３】
図８に実施例３の測定装置の構成を示すが、基本的な構成は、図１に示す実施例１の測定装置と同じで、ＭＰＵ９内にソフトウエアで構成した負荷制御パターン設定手段９１を付加した点が異なるだけである。この負荷制御パターン設定手段９１は、図９に示すような処理動作を行う。
【００８４】
この図８の実施例１の測定装置に負荷制御パターン設定手段９１を付加した測定装置について以下にその動作を説明する。
【００８５】
図８の測定装置を測定対象の屋外の自然の太陽光の下に設置された太陽電池に接続して特性測定を開始する前に、負荷制御パターン設定手段９１に、図９のステップＳ20で設定開始指令を与える。これにより、負荷制御パターン設定手段９１が動作を開始し、次のステップＳ21で電子負荷装置７をオフして太陽電池１の出力端子を開放した状態で、電圧検出器２で検出される電圧を太陽電池の開放電圧Ｖocとして読み込んで格納する開放電圧測定処理を実行する。
【００８６】
この処理が終わるとステップＳ22へ進み、電子負荷装置７を予め設定された最大負荷電流Ｉssに設定してオンすることにより、太陽電池１に最大負荷を与える処理を行う。
【００８７】
次のステップＳ23においては、太陽電池１に電子負荷装置７により最大負荷を与えた状態で電圧検出器２および電流検出器３により検出された太陽電池１の出力電圧および電流を短絡電圧値Ｖscおよび短絡電流値Ｉscとして読み取り格納する、短絡電圧・電流測定処理を行う。
【００８８】
この処理の後、ステップＳ24においては、測定対象の太陽電池の容量と、使用している測定装置の容量とが適合しているものか否かを判定するために、前ステップＳ23で読み取った短絡電圧Ｖscが、予め、例えば開放電圧Ｖocの３％に設定した所定の判定基準電圧以下の電圧に低下しているか否かを判定する処理を行う。この結果、短絡電圧Ｖscが、判定基準電圧より高い場合は、測定対象の太陽電池の容量が測定装置の定格容量、特に定格電流容量より大きく、測定装置の定格容量に適合していないと判断して、分岐ＮからステップＳ241へ進んで異常処理を行い、太陽電池と測定装置の容量が適合しないことを警報、表示して、その後の測定動作を中止する。
【００８９】
また、短絡電圧Ｖscが、判定基準電圧より低い場合には、太陽電池と、測定装置の容量が適合していると判断されるため、分岐ＹからステップＳ25へ進んで、ステップＳ23で測定し、取り込んだ短絡電流Ｉscに基づいて、太陽電池１に加える負荷電流を予め設定された測定ポイント数の範囲で段階的に変化させる制御パターンを作成して設定する、負荷制御パターン設定処理を実行する。
【００９０】
この処理が終了すると、図４または図７に示す実施例１または２の装置の測定開始ステップＳ0またはＳ10へ進み、新たに設定された負荷制御パターンで太陽電池に負荷を加えて動作特性の測定を実行する。
【００９１】
前記の負荷制御パターン設定処理における負荷制御パターンの具体的な作成方法について、開放電圧２０．５０Ｖ、短絡電流５．１３Ａ、最大電力７７．２５Ｗ、最大電力点電圧１６．４３Ｖ、最大電力点電流４．７０Ａ、で動作している太陽電池の動作特性を、定格最大負荷電流容量が１０Ａの測定装置を用いて測定する場合について説明する。ここで、測定装置は、測定ポイント数が４０ポイントに設定されている。この測定ポイント数は、この４０ポイントに限らず、任意の数に設定することができる。
（１）実施例１の設定方法
実施例１の測定装置での負荷制御パターンの第１の設定方法は、特性測定開始前に開放電圧および短絡電流の測定を行わないので、測定装置の定格電流容量で決まる電流（ここでは１０Ａ）を最大負荷電流に設定して、これに基づいて、設定するものである。この負荷制御パターンによって形成される負荷電流指令値Ｉｓは、１０Ａから０Ａまで段階的に４０段階（測定ポイント数）に変化するものとなる。
【００９２】
このような負荷制御パターンにしたがって太陽電池１の特性を測定した時の測定データを図１０に示す。この図１０は、測定ポイント１から４０のそれぞれにおける負荷電流指令値Ｉｓ、測定電圧Ｖ、測定電流Ｉ、測定電力Ｗを示すものである。
【００９３】
電子負荷装置７に与えられる負荷電流指令Ｉｓは、設定された負荷制御パターンにしたがって、図１０の負荷電流指令値Ｉｓの欄に示すように４０段階で１０Ａから０Ａまでほぼ一定の変化幅で変化する。
【００９４】
しかし、測定対象の太陽電池は短絡状態での電流が５．１３Ａにしかならない能力の太陽電池であるため、図１０の測定ポイント１から１９までの測定データは、この太陽電池の特性を示すデータとしては役に立たない無駄なデータとなり、測定ポイント２０から４０までの測定データのみが有効データとなる。
【００９５】
この結果、この方法では、測定ポイント数４０の測定装置で測定したにもかかわらず、太陽電池の短絡状態から開放状態となる負荷状態を２１段階に分解した測定データしか有効ではなく、測定データの分解能が低くなる。
（２）実施例３の設定方法１
実施例３の装置における負荷制御パターンの第１の設定方法は、測定対象の太陽電池が特性測定の前の太陽電池を短絡状態にして測定した短絡電流が５．１３Ａとなる特性を有する太陽電池であるので、この短絡電流値にもとづいて、最大負荷電流指令値を６Ａに設定し、測定ポイント数の４０段階に区分して与える負荷電流指令値を形成する負荷制御パターンを作成し、これを負荷制御パターンとして設定するものである。
【００９６】
この方法で設定された負荷制御パターンにしたがって特性測定を行った結果を、図１１に示す。測定対象の太陽電池は前記と同じである。
【００９７】
図１１から明らかなようにこの方法によれば、太陽電池の短絡状態での電流を予め測定し、この測定した電流に基づいて負荷制御パターン、特に最大負荷電流指令値を設定しているので、無駄となる測定データは、測定ポイント１から５の僅かな範囲となる。このため、前記（１）の方法に比べて測定データの分解能を高めることができる。
（３）実施例３の設定方法２
実施例３における第２の設定方法は、前記実施例３の第１の設定方法をさらに改善するものである。この方法は、負荷制御パターンを太陽電池の特性に合わせるものである。
【００９８】
一般に、結晶半導体で形成された結晶系太陽電池は、開放電圧Ｖocの８０％、短絡電流Ｉscの９０％付近に最大電力点があり、非晶質半導体で形成されたアモルファス系太陽電池場合は、開放電圧Ｖocの７０％、短絡電流Ｉscの７０％付近に最大電力点があることが知られている。
【００９９】
このような太陽電池の特性に合わせるために、この方法においては、太陽電池の種類によって分けなくていいように多少余裕をみて、短絡電流Ｉscの６０〜１００％の電流範囲では測定間隔が細かく（例えば、全測定ポイント数の６０％を割り振る）なり、残りの０〜６０％の電流範囲では測定間隔を広く（例えば、全測定ポイント数の４０％を割り振る）なるように、測定ポイントを割り振った負荷電流制御制御パターンとするのである。
【０１００】
この方法によって設定した負荷制御パターンにしたがって前記と同じ太陽電池の特性を測定した時の測定データは、図１２に示すとおりである。
【０１０１】
この図１２に示されるとおり、負荷電流指令値Ｉsは、短絡電流Ｉscの１００〜６０％となる測定ポイント１〜２５の間では、０．１Ａ間隔で変化し、６０〜０％となる測定ポイント２６〜４０の間では０．２４Ａ間隔で変化するパターンとなっている。
【０１０２】
このような負荷制御パターンにすると最大電力点含む測定範囲での測定間隔をより細かくすることができる。
【０１０３】
前記３つの方法で負荷制御パターンの設定された測定装置による測定結果から、それぞれラグランジェ２次補間法によって最大電力点の電力等を求めた結果を対比して図１３に示す。
【０１０４】
この図１３に示すとおり、実施例３の設定方法２での測定結果によって求め最大電力は７７．２４Ｗで測定対象の太陽電池の最大電力の７７．２５Ｗに最も近く、正確であることが理解できる。
【０１０５】
また、実施例３の設定方法１での測定結果によって求めた最大電力７７．０８Ｗは、僅かではあるが、実施例１の設定方法での測定結果によって求めた最大電力７７．０６Ｗより最大電力の真値（７７．２５Ｗ）に近く、実施例１の設定方法に比して正確となる。
【０１０６】
これは、実施例３の設定方法１および２の方法によって負荷制御パターンを設定することによって、それぞれの測定結果（図１１、１２参照）における最大電力点となる測定ポイントとこのポイントと前後するポイントとの間の測定値の偏差を縮小することができたことによるものである。
【０１０７】
最大電力点の電力を正確に求めるための負荷制御パターンの設定方法としては、その他にも次のような方法がある。
（ａ）  太陽電池の種類（結晶系、非結晶系）に対応して予め負荷制御パターンを用意し、太陽電池の周類に応じて切り替えて使用する。
（ｂ）予め１Ａ毎の負荷制御パターンを用意しておき、測定された短絡電流値に合わせた負荷制御パターンを選択して設定する。例えば短絡電流値が４．８Ａのであったとすれば５Ａの負荷制御パターンを適用する。
（ｃ）予め１Ａの負荷制御パターンを用意しておき、そのパターンの値に短絡電流値を乗じた値を制御データとして使用する。
（ｄ）測定装置の仕様上の最大電流で負荷制御パターンを用意し、それに「短絡電流値／最大電流値」を乗じて使用する。
【０１０８】
前記の実施例においては、負荷制御パターンを電流で設定する方法を説明したが、この発明においては、特性の測定の開始前に太陽電池の開放状態の電圧を測定し、この開放電圧に基づいて、負荷制御パターンを設定するようにしてもよいのである。
【符号の説明】
【０１０９】
１：太陽電池
２：電圧検出器
３：電流検出器
７：電子負荷装置
７−１〜７−ｎ：電子負荷ユニット
８、８−１〜８−ｎ：測定スイッチ
９：演算処理装置（ＭＰＵ）
１０：通電制御用タイマ
１１―１〜１１−ｎ：電子負荷選択ゲート
【手続補正２】
【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】
太陽電池に負荷電流または負荷電圧の可変設定が可能な電子負荷装置を接続して構成した太陽電池の負荷回路と、この負荷回路に電圧検出器および電流検出器を接続して構成した測定回路とを備えた太陽電池特性測定装置において、前記負荷回路における電子負荷装置を周期的に断続駆動しながら、前記太陽電池からとる負荷の大きさを、太陽電池を開放する状態から短絡する状態にいたる範囲で複数に区分して段階的に変更して太陽電池の動作点を制御する動作点制御手段と、前記電子負荷装置の駆動周期ごとに太陽電池の出力電圧または電流の安定した期間において記測定回路の電圧検出器および電流検出器の検出値を読み込み、読み込んだデータを処理して出力特性を求める処理手段とを設け、前記動作点制御手段が、周期的に前記電子負荷装置に、前記太陽電池に負荷を加えてから出力電圧または電流が安定する時間より長い時間幅の駆動指令を与えてこれを駆動し、前記処理手段が前記電子負荷に駆動指令が与えられてから所定時間後に前記太陽電池の出力電圧または電流の安定したところで前記測定回路の電圧検出器および電流検出器の検出値の読み込みを行い、この読み込み動作後直ちに前記動作点制御手段が前記駆動指令を次の駆動指令まで停止して電子負荷装置を休止させるようにしたことを特徴とする太陽電池の特性測定装置。
【請求項２】
太陽電池に負荷電流または負荷電圧の可変設定が可能な電子負荷装置を接続して構成した太陽電池の負荷回路と、この負荷回路に電圧検出器および電流検出器を接続して構成した測定回路とを備えた太陽電池特性測定装置において、前記負荷回路における電子負荷装置を周期的に断続駆動しながら、前記太陽電池からとる負荷の大きさを、太陽電池を開放する状態から短絡する状態にいたる範囲で複数に区分して段階的に変更して太陽電池の動作点を制御する動作点制御手段と、前記電子負荷装置の駆動周期ごとに太陽電池の出力電圧の安定した期間において記測定回路の電圧検出器および電流検出器の検出値を読み込み、読み込んだデータを処理して出力特性を求める処理手段とを設け、前記動作点制御手段が、周期的に前記電子負荷装置に、前記太陽電池に負荷を加えてから出力電圧または電流が安定する時間より長い時間幅の駆動指令を与えてこれを駆動し、前記処理手段が前記電子負荷装置に駆動指令が与えられてから太陽電池の出力電圧または電流の変化を監視し、変化がなくなったことを検知した時点おいて前記電圧検出器および電流検出器の検出値の読み込みを行い、この読み込み動作後直ちに前記動作点制御手段が前記駆動指令を停止して電子負荷装置を次の駆動指令まで休止させるようにしたことを特徴とする太陽電池の特性測定装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の太陽電池の特性測定装置において、前記電子負荷装置に与える駆動指令の時間幅は、電子負荷装置に指令する負荷電流値または電圧値に応じて変更することを特徴とする太陽電池の特性測定装置。
【請求項４】
請求項１ないし３項の何れか１項に記載の太陽電池の特性測定装置において、前記動作点制御手段から電子負荷装置に与えられる駆動指令が所定時間以上継続したときこれを強制遮断する手段を設けたことを特徴とする太陽電池の特性測定装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか１項に記載の太陽電池の特性測定装置において、前記電子負荷装置を複数個の電子負荷ユニットにより構成し、この電子負荷ユニットを１個または複数個ずつ組み合わせて選択的に駆動するようにすることを特徴とする太陽電池の特性測定装置。
【請求項６】
請求項１ないし５項のいずれか１項に記載の太陽電池の特性測定装置において、特性測定を開始する前に太陽電池の開放状態の電圧および短絡状態の電流を測定し、この測定した開放電圧または短絡電流に基づいて負荷制御パターンを作成し、設定する負荷制御パターン設定手段を設け、この負荷制御パターン設定手段により設定された負荷制御パターンに従って前記電子負荷装置を制御して特性測定を行うことを特徴とする太陽電池の特性測定装置。
【請求項７】
請求項６に記載の太陽電池の特性測定装置において、前記負荷制御パターン設定手段は、前記測定した開放電圧または短絡電流の５０％より大きい範囲で測定区分を細かくすることを特徴とする太陽電池の特性測定装置。
【国際調査報告】
2010070952.tif 000020
2010070952.tif 000021
2010070952.tif 000022
2010070952.tif 000023