(57)【要約】【課題】太陽電池モジュール１１に付加的な要素を加えることなく、簡便な手段によりソーラーシミュレータ３１よりサイズの大きい太陽電池モジュール１１の電流−電圧特性測定方法を提供する。【解決手段】有効照射領域３２の中に太陽電池セル２１の全体が収まるように太陽電池モジュール１１を配置し、他の太陽電池セル２２等は遮光板５１ａ等で全体を完全に遮光する。ソーラーシミュレータ３１から太陽電池セル２１に光を照射し、出力端４１と４２との間の電流−電圧特性ＩＶ１を電流−電圧特性測定器６１により測定する。太陽電池モジュール１１を移動させ、他の太陽電池セル２２等についても同様に測定する。太陽電池セル２１等の全てを遮光した状態における電流−電圧特性ＩＶｄを測定する。電流−電圧特性ＩＶ１等の４つの特性を直列に合成した電流−電圧特性ＩＶｐを求める。ＩＶｐからＩＶｄの３倍を減じた電流−電圧特性ＩＶｍを求める。【選択図】  図１
2006228926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソーラーシミュレータの有効照射領域よりサイズの大きい太陽電池モジュールの電流−電圧特性を測定する太陽電池モジュールの電流−電圧特性測定方法であって、該太陽電池モジュールに含まれる太陽電池セルは、各々が該有効照射領域内に収まる数の太陽電池セルを含むｋ個の所定の形態で電気的に接続された太陽電池セル群に分割されており、
前記有効照射領域の中に第１太陽電池セル群の全体が収まる状態に配置すると共に、他の太陽電池セル群は各々遮光手段で全体を完全に遮光する工程と、
前記ソーラーシミュレータから第１太陽電池セル群に光を照射し、前記太陽電池モジュールの出力端間の第１電流−電圧特性を特性測定器により測定する測定工程と、
第１太陽電池セル群を前記有効照射領域外へ移動させ、該有効照射領域の中に第１太陽電池セル群に隣接する第２太陽電池セル群の全体が収まる状態に配置すると共に、第２太陽電池セル群を除く他の太陽電池セル群を各々遮光手段で全体を完全に遮光する配置工程と、
第２太陽電池セル群から第ｋ太陽電池セル群までの各太陽電池セル群について、前記測定工程から前記配置工程までを繰返し、第２電流−電圧特性から第ｋ電流−電圧特性を測定する工程と、
前記太陽電池セル群の全てを遮光した状態における電流−電圧特性を測定する全遮光状態測定工程と、
第１電流−電圧特性から第ｋ電流−電圧特性を前記所定の形態に基づき合成した電流−電圧特性を求める合成工程と、
前記合成工程で求められた前記所定の形態に基づき合成した電流−電圧特性から前記全遮光状態測定工程で測定された遮光した状態における電流−電圧特性の（ｋ−１）倍を減じた電流−電圧特性を求め、該電流−電圧特性を前記太陽電池モジュール全体に光を照射した場合の電流−電圧特性とする工程とを備えたことを特徴とする太陽電池モジュールの電流−電圧特性測定方法。
【請求項２】
請求項１記載の太陽電池モジュールの電流−電圧特性測定方法において、前記所定の形態は直列又は並列であることを特徴とする太陽電池モジュールの電流−電圧特性測定方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の太陽電池モジュールの電流−電圧特性測定方法において、前記太陽電池セルは結晶太陽電池セルよりリーク電流が大きい種類の太陽電池セルであることを特徴とする太陽電池モジュールの電流−電圧特性測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソーラーシミュレータの有効照射領域よりサイズの大きい太陽電池モジュールの電流−電圧特性を測定する太陽電池モジュールの電流−電圧特性測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護重視の観点からいわゆるクリーンエネルギーの研究開発が進められている。その中でも太陽電池は、太陽エネルギーを直接電気エネルギーへ変換するものであるため従来の他の発電と比較して無公害であり、その資源である太陽光が事実上無限に利用可能であること等からクリーンエネルギー源のエースとして期待を集めている。
【０００３】
同一基板上に形成された複数の太陽電池素子が直列接続された構造の太陽電池の代表例は、多結晶シリコンまたはアモルファスシリコン等を材料とする薄膜太陽電池である。薄膜太陽電池は、現在市場で中心的な位置を占めている結晶シリコンと比べて、（１）薄型で軽量であり、原料の使用量が少ないこと、（２）大面積化が容易であること、（３）可撓性（フレキシブル性）を生かしたロールツーロール（Roll to Roll）方式を用いた連続形成による製造方法によって大量生産が可能であること、（４）プラスチックフィルム等の可撓性基板上に形成することにより曲面上に設置することが可能であること、（５）上述のように１枚の基板上に直列接続構造を形成可能であるため、例えばインバータ等に接続するための２００Ｖ程度の電圧を１枚の基板上で得ることも容易であること、等の特長を有している。
【０００４】
薄膜太陽電池では、一般に１枚の基板上に直列接続構造を形成する場合が多い。このように形成された直列接続構造を「（太陽電池）サブモジュール」と称しており、直列接続構造を形成しない「（太陽電池）セル」とは区別する場合が多い。しかし、本明細書等においては特に両者を区別する必要がないため、両者を総称して「（太陽電池）セル」と呼ぶ。
【０００５】
太陽電池セルは、長期に亘って雨等の環境要因からその半導体部分を保護するために、表面保護材および裏面保護材でパッケージングされており、このパッケージングを施したものを「太陽電池モジュール」と称している。
【０００６】
太陽電池の市場は年々拡大を続けており、これに伴って、太陽電池モジュールの大面積化および形状の多様化も進んでいる。この場合、太陽電池太陽電池セルそのもののサイズを大きくすることは製造プロセスの大幅な変更を必要とし容易ではない。このため、１枚の太陽電池モジュール中に収める太陽電池セルの数を増やすことにより太陽電池モジュールの大面積化を図るケースも多い。
【０００７】
製造ラインで作られた太陽電池モジュールは、その電気性能を全数検査することを求められている。電気性能の検査では、一般に、ＪＩＳ規格またはＩＥＣ（International Electrotechnical Commission：国際電気標準会議）国際規格に規定されたソーラーシミュレータ（solar simulator: 擬似太陽光照射装置）を用いて、一定の光照射条件における電流−電圧特性を測定する。通常用いられているソーラーシミュレータ（定常光型ソーラーシミュレータ等）は、一般に、キセノンランプを光源とし、基準太陽光スペクトルに合致さ太陽電池セルように補正フィルタを組み合わせるなどとすることによりスペクトルの調整を行った装置である。有効照射面積内での照射強度面内均一性についてもＪＩＳ規格等で定められており、ＪＩＳ Ｃ８９３３では、Ａグレードが±２％、Ｂグレードが±３％と規定されている。これらの基準太陽光スペクトルとのスペクトル合致度、有効照射面積内での照射強度面内均―性の他、時間変動率が少ないこと等の仕様を満たす必要があることから、ソーラーシミュレータは高価な装置となっている。
【０００８】
太陽電池モジュールの大型化に伴い、検査に必要となるソーラーシミュレータも大型化する。製品の多様化によりサイズが異なる太陽電池モジュールを製造するケースも増えており、例えば、大部分の太陽電池モジュールはある一定のサイズであるが、一部にこの数倍のサイズの太陽電池モジュールも製造するというようなケースも生じている。このような場合、想定される最大のサイズに合わせて大型ソーラーシミュレータを導入すると大幅なコストアップ要因となる。
【０００９】
大型ソーラーシミュレータの導入を回避し、小型ソーラーシミュレータを用いて当該小型ソーラーシミュレータよりサイズの大きい太陽電池モジュールの電流−電圧特性を測定する方法として、特許文献１に記載されているようなバイパスダイオードを用いる方法がある。この方法は、太陽電池セルと並列回路を形成するように太陽電池セル毎にバイパスダイオードを挿入しておき、光が照射されない太陽電池セルでは電流をバイパスダイオード中に流すことにより、順次、光を照射した太陽電池セルの電流−電圧特性を求めていく方法である。この場合、バイパスダイオードの電圧ロスがゼロではないため、この電圧ロス分は別途評価して補正を行うことになる。最終的な太陽電池モジュールの電流−電圧特性は、各太陽電池セルの電流−電圧特性を太陽電池モジュール内での直並列配線に応じて合成することにより求めている。
【００１０】
【特許文献１】特開平９−４３３０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述の方法を採用した場合、ソーラーシミュレータよりサイズの大きい太陽電池モジュールの電流−電圧特性を測定することができる。しかし、この方法には以下のようなデメリットがある。即ち、複数の太陽電池セルから太陽電池モジュールを構成する際における各太陽電池セルに並列にバイパスダイオードを挿入する作業は、極めて煩雑であり且つコストアップ要因となる。さらにバイパスダイオードは、通常、太陽電池モジュールの中に埋め込む形となるため、バイパスダイオードを挿入した部分が凸状態となり、この結果、表面保護材等との一体化（ラミネート）作業時に不良が発生しやすくなるという問題があった。
【００１２】
一方、各太陽電池セルに並列にバイパスダイオードの挿入を行う代わりに、太陽電池セル単位で＋および−の出力端から計測用リード線を太陽電池モジュール外へ出しておくという方法も考えられる。このように太陽電池モジュール外へ出された計測用リード線を利用することにより、容易に太陽電池セル単位での電流−電圧特性を直接測定することができ、合成して太陽電池モジュール特性を求めることも容易である。しかし、太陽電池モジュール外へ出された計測用リード線は太陽電池モジュールの本来の動作には不要なものである。すなわち、太陽電池モジュール全体の出力端からのリード線のみ必要である。このため、太陽電池モジュール内部から外部へ取り出すリード線の数が増えると長期耐久性（耐環境性）を損なう危険が増大するという問題があった。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、上記問題を解決するためになされたものであり、太陽電池セルと並列回路を形成するように太陽電池セル毎にバイパスダイオードを挿入したり、あるいは太陽電池セル単位で＋および−の出力端から計測用リード線を太陽電池モジュール外へ出しておく等のように、太陽電池モジュールに付加的な要素を加えることなく、簡便な手段によりソーラーシミュレータよりサイズの大きい太陽電池モジュールの電流−電圧特性測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明の太陽電池モジュールの電流−電圧特性測定方法は、ソーラーシミュレータの有効照射領域よりサイズの大きい太陽電池モジュールの電流−電圧特性を測定する太陽電池モジュールの電流−電圧特性測定方法であって、該太陽電池モジュールに含まれる太陽電池セルは、各々が該有効照射領域内に収まる数の太陽電池セルを含むｋ個の所定の形態で電気的に接続された太陽電池セル群に分割されており、前記有効照射領域の中に第１太陽電池セル群の全体が収まる状態に配置すると共に、他の太陽電池セル群は各々遮光手段（好適には遮光板）で全体を完全に遮光する工程と、前記ソーラーシミュレータから第１太陽電池セル群に光を照射し、前記太陽電池モジュールの出力端間の第１電流−電圧特性を特性測定器により測定する測定工程と、第１太陽電池セル群を前記有効照射領域外へ移動させ、該有効照射領域の中に第１太陽電池セル群に隣接する第２太陽電池セル群の全体が収まる状態に配置すると共に、第２太陽電池セル群を除く他の太陽電池セル群を各々遮光手段で全体を完全に遮光する配置工程と、第２太陽電池セル群から第ｋ太陽電池セル群までの各太陽電池セル群について、前記測定工程から前記配置工程までを繰返し、第２電流−電圧特性から第ｋ電流−電圧特性を測定する工程と、前記太陽電池セル群の全てを遮光した状態における電流−電圧特性を測定する全遮光状態測定工程と、第１電流−電圧特性から第ｋ電流−電圧特性を前記所定の形態に基づき合成した電流−電圧特性を求める合成工程と、前記合成工程で求められた前記所定の形態に基づき合成した電流−電圧特性から前記全遮光状態測定工程で測定された遮光した状態における電流−電圧特性の（ｋ−１）倍を減じた電流−電圧特性を求め、該電流−電圧特性を前記太陽電池モジュール全体に光を照射した場合の電流−電圧特性とする工程とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
ここで、この発明の太陽電池モジュールの電流−電圧特性測定方法において、前記所定の形態は直列又は並列であるものとすることができる。
【００１６】
ここで、この発明の太陽電池モジュールの電流−電圧特性測定方法において、前記太陽電池セルは結晶太陽電池セルよりリーク電流が大きい種類の太陽電池セル（好適にはアモルファス太陽電池セル）であるものとすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の太陽電池モジュールの電流−電圧特性測定方法によれば、（１）有効照射領域の中に直列または並列に接続された太陽電池セル（群）の全体が収まるように太陽電池モジュールを配置し、他の太陽電池セル（群）は光が照射されないように各々遮光板で全体を完全に遮光する。（２）ソーラーシミュレータから太陽電池セル（群）に光を照射し、太陽電池モジュールの出力端間の電流−電圧特性ＩＶ１を電流−電圧特性測定器により測定する。（３）次に、太陽電池モジュールを移動させ、有効照射領域の中に次の太陽電池セル（群）の全体が収まるようにする。最初の太陽電池セル（群）の部分を遮光していた遮光板を外し、その遮光板で次の太陽電池セル（群）を遮光する。（４）ソーラーシミュレータから次の太陽電池セル（群）に光を照射し、太陽電池モジュールの出力端間の電流−電圧特性（ＩＶ２）を測定する。（５）同様な操作を順次繰り返し、続く太陽電池セル（群）についても電流−電圧特性（ＩＶｋ）を測定する。（６）太陽電池セル（群）の全てを遮光した状態における電流−電圧特性（ＩＶｄ）を測定する。（７）電流−電圧特性ＩＶ１〜ＩＶｋのｋ個の特性を直列または並列に合成した電流−電圧特性ＩＶｐを求める。（８）直列または並列に合成した電流−電圧特性ＩＶｐから遮光した状態における電流−電圧特性ＩＶｄの（ｋ−１）倍を減じた電流−電圧特性（ＩＶｍ）を求める。
【００１８】
以上の測定方法により、光遮断下での特性の部分がキャンセルされて、光照射下での特性のみ直列接続された電流−電圧特性が得られる。この光照射下での特性のみ直列接続された電流−電圧特性は、即ち太陽電池モジュール全体をソーラーシミュレータにより検査した場合の電流−電圧特性に相当する。この結果、太陽電池セルと並列回路を形成するように太陽電池セル毎にバイパスダイオードを挿入したり、あるいは太陽電池セル単位で＋および−の出力端から計測用リード線を太陽電池モジュール外へ出しておく等のように、太陽電池モジュールに付加的な要素を加えることなく、簡便な手段によりソーラーシミュレータよりサイズの大きい太陽電池モジュールの電流−電圧特性測定方法を提供することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、各実施例について図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明の実施例１における太陽電池モジュールの電流−電圧特性測定方法を示すための模式図である。図１において、符号３１はキセノンランプを光源とするソーラーシミュレータ、２１、２２、２３および２４は各々４５ｃｍ×８０ｃｍのサイズのアモルファス太陽電池の太陽電池セル、１１は４枚の太陽電池セル２１〜２４から構成される太陽電池モジュール、５１ａ、５１ｂおよび５１ｃは遮光板、３２は面積が５０ｃｍ×１００ｃｍの均一性を保証された有効照射領域、４１および４２は各々太陽電池モジュール１１の出力端、６１は太陽電池モジュール１１の出力端４１と４２との間の電流−電圧特性を測定するための電流−電圧特性測定器（特性測定器）である。図１に示されるように、太陽電池セル２１〜２４はその長辺方向に並べられている。
【００２１】
図２は、本発明の実施例１における太陽電池セル２１〜２４の配線を示す模式図である。図２で図１と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため説明は省略する。図２に示されるように、太陽電池セル２１〜２４は直列（所定の形態）に電気配線されている。
【００２２】
次に、ソーラーシミュレータ３１の有効照射領域３２よりサイズの大きい太陽電池モジュール１１の光照射下における電流−電圧特性を測定する方法について、図１を参照しながら順次説明する。
（１）図１に示されるように、まず有効照射領域３２の中に太陽電池セル２１（第１太陽電池セル群）の全体が収まるように太陽電池モジュール１１を配置し、太陽電池セル２２〜２４は光が照射されないように各々遮光板５１ａ〜５１ｃ（または遮光布等の遮光手段）で全体を完全に遮光する。
（２）ソーラーシミュレータ３１から太陽電池セル２１に光を照射し、太陽電池モジュール１１の出力端４１と４２との間の電流−電圧特性（ＩＶ１。第１電流−電圧特性）を電流−電圧特性測定器６１により測定する（測定工程）。
（３）次に、太陽電池モジュール１１を図１中左方向へ移動させ、有効照射領域３２の中に太陽電池セル２１に隣接する太陽電池セル２２（第２太陽電池セル群）の全体が収まるようにする。太陽電池セル２２の部分を遮光していた遮光板５１ａを外し、その遮光板５１ａで太陽電池セル２１を遮光する（配置工程）。
（４）ソーラーシミュレータ３１から太陽電池セル２２に光を照射し、太陽電池モジュール１１の出力端４１と４２との間の電流−電圧特性（ＩＶ２。第２電流−電圧特性）を測定する。
（５）手順（３）から（４）と同様な操作を順次繰り返し、ソーラーシミュレータ３１から太陽電池セル２３のみに光を照射し、他の太陽電池セル２１等は遮光板５１ａ等により遮光した状態における電流−電圧特性（ＩＶ３）の測定と、ソーラーシミュレータ３１から太陽電池セル２４のみに光を照射し、他の太陽電池セル２１等は遮光板５１ａ等により遮光した状態における電流−電圧特性（ＩＶ４。第ｋ電流−電圧特性。ここでｋ＝４。）の測定とを行なう。
（６）太陽電池セル２１〜２４の全てを遮光した状態における電流−電圧特性（ＩＶｄ）を測定する（全遮光状態測定工程）。
（７）電流−電圧特性ＩＶ１〜ＩＶ４の４つの特性を直列に合成した電流−電圧特性ＩＶｐを求める（合成工程）。ここで「直列に合成する」とは、４つの電流−電圧特性ＩＶ１〜ＩＶ４で、電流の等しい点の電圧を４つ足し合わせた電圧をその電流での電圧とすることを意味する。
（８）直列に合成した電流−電圧特性ＩＶｐから遮光した状態における電流−電圧特性ＩＶｄの３（＝ｋ−１）倍を減じた電流−電圧特性（ＩＶｍ）を求める。この電流−電圧特性ＩＶｍは太陽電池モジュール１１全体に光を照射した場合の電流−電圧特性に相当する。ここで「３倍を減じる」とは、直列に合成した電流−電圧特性ＩＶｐと遮光した状態における電流−電圧特性ＩＶｄとの各電流において、直列に合成した電流−電圧特性ＩＶｐの電圧から遮光した状態におけるＩＶｄの電圧の３倍を差し引いた電圧をその電流に対応する電圧とすることを意味する。
【００２３】
図３は、本発明の実施例１における１個の太陽電池セル２１等の電流（縦軸）−電圧（横軸）特性ＩＶ１等を模式的に示す。図３において、曲線ａはソーラーシミュレータ３１から１個の太陽電池セル２１等へ光を照射した場合における電流−電圧特性ＩＶ１等、曲線ｂは太陽電池セル２１〜２４の全てを遮光した状態における１個の太陽電池セル２１等の電流−電圧特性ＩＶｄである。
【００２４】
上述の手順
（１）〜（５）で電流−電圧特性ＩＶ１〜ＩＶ４を求めると、各々の電流−電圧特性ＩＶ１等は１個の光照射下における特性と３個の光遮断下における特性とが直列合成された特性となっている。例えば、光照射下における太陽電池セル２１の電圧をＶ１ｒ、光遮断下における太陽電池セル２２〜２４の電圧を各々Ｖ２ｓ〜Ｖ４ｓとすると、電流−電圧特性ＩＶ１における出力端４１と４２との間の電圧Ｖ１は、Ｖ１＝Ｖ１ｒ＋Ｖ２ｓ＋Ｖ３ｓ＋Ｖ４ｓとなる。同様にして、光照射下における太陽電池セル２２の電圧をＶ２ｒ、光遮断下における太陽電池セル２１、２３〜２４の電圧を各々Ｖ１ｓ、Ｖ３ｓ〜Ｖ４ｓとすると、電流−電圧特性ＩＶ２における出力端４１と４２との間の電圧Ｖ２は、Ｖ２＝Ｖ１ｓ＋Ｖ２ｒ＋Ｖ３ｓ＋Ｖ４ｓとなる。電流−電圧特性ＩＶ３およびＩＶ４についても同様であり、各々の電流−電圧特性ＩＶ１等は１個の光照射下における特性と３個の光遮断下における特性とが直列合成された特性となっている。
【００２５】
さらに上述の手順（７）で電流−電圧特性ＩＶ１〜ＩＶ４を直列合成して求めた電流−電圧特性ＩＶｐは、太陽電池セル２１〜２４の光照射下における特性を各１個、光遮断下における特性を各３個直列接続した場合に相当する電流−電圧特性になっている。例えば、電流−電圧特性ＩＶｐでの電圧Ｖｐは以下の式１に示されるようになる。
【００２６】
【数１】
2006228926.tif 000003
【００２７】
一方、手順（６）で求めた電流−電圧特性ＩＶｄは、太陽電池セル２１〜２４の光遮断下における電流−電圧特性を直列に合成した特性である。例えば、電流−電圧特性ＩＶｄでの電圧Ｖｄは以下の式２に示されるようになる。
【００２８】
【数２】
2006228926.tif 000004
【００２９】
従って、直列合成して求めた電流−電圧特性ＩＶｐ（式１の電圧Ｖｐ）から光遮断下における電流−電圧特性ＩＶｄ（式２のＶｄ）の３倍（＝３Ｖｄ）を減じる、即ち、直列合成して求めた電流−電圧特性ＩＶｐと光遮断下における電流−電圧特性ＩＶｄを反転させた特性とを３個直列合成すると、光遮断下での特性の部分（＝３Ｖｄ）がキャンセルされて、光照射下での特性のみ直列接続された電流−電圧特性（式１の最右辺の第１項）が得られることになる。この光照射下での特性のみ直列接続された電流−電圧特性は、即ち太陽電池モジュール１１全体をソーラーシミュレータ３１により検査した場合の電流−電圧特性に相当する。上述の方法では手順（１）〜（８）と記載している。しかし、実際には途中段階であるＩＶｐを求める必要はなく、電流−電圧特性ＩＶ１〜ＩＶ４および光遮断下における電流−電圧特性ＩＶｄの５つの測定データから、直接コンピュータを用いた計算により電流−電圧特性ＩＶｍを算出すればよい。
【００３０】
上述の実施例では太陽電池モジュール１１を太陽電池セル２１等単位で４つに分割して特性測定を行っているが、必ずしも１太陽電池セル２１等単位に分割する必要はない。例えば、１太陽電池モジュール１１中に含まれる太陽電池セル２１等の数が７枚で、ソーラーシミュレータ３１の有効照射面積３２の中に入る太陽電池セル２１等の数が２枚の場合について説明する。この場合、太陽電池モジュール１１を太陽電池セル２１等が２枚ずつ含まれる３つの領域と太陽電池セル２１等が１枚だけ含まれる１つの領域との計４つの領域（太陽電池セル群）に分割する。これらの太陽電池セル群を上述の実施例における太陽電池セル２１〜２４に置き換えて、同様の手順により太陽電池モジュール１１全体についての光照射下における電流−電圧特性を求めることができる。
【００３１】
同様にして、１太陽電池モジュール１１中に含まれる太陽電池セル２１等の数が７枚で、ソーラーシミュレータ３１の有効照射面積３２の中に入る太陽電池セル２１等の数が３枚の場合、７枚の太陽電池セル２１等を３枚、２枚および２枚に分割して３つの太陽電池セル群として測定を行えばよい。この場合、太陽電池セル群の総数が３であるため、上述の手順（８）での、（直列に合成した電流−電圧特性ＩＶｐから遮光した状態における）「電流−電圧特性ＩＶｄの３倍を減じた」（電流−電圧特性（ＩＶｍ）を求める。）の「」部分は、「電流−電圧特性ＩＶｄの２（＝太陽電池モジュール群の総数ｋ−１）倍を減じた」に置き換えればよいことになる。
【００３２】
上述の方法によれば、簡便にソーラーシミュレータ３１の有効照射面積３２のサイズより大きい太陽電池モジュール１１の電流−電圧特性を求めることができる。但し、実際に測定を行うにあたっては、特に以下の２つの点に注意を払う必要がある。
【００３３】
１点目は、測定を行う電流−電圧の範囲についての注意である。図３に示されるように、電流−電圧の向き（符号）は、太陽電池セル２１等に光が照射され、太陽電池セル２１等が発電する時の向きを＋（正）として図示している。しかし、太陽電池セル２１等の光遮断状態（曲線ｂ）では光照射状態（曲線ａ）と電流−電圧の向きが異なる。光照射状態における電流−電圧特性（曲線ａ）と光遮断状態における電流−電圧特性（曲線ｂ）とを直列に合成する場合、最終的に求めたい特性は光照射伏態における電流−電圧特性であることから、図３の曲線ａで測定電流範囲Ｓと記した範囲の電流（０から太陽電池セル２１等の短絡電流Ｉｃまで）が測定対象となる。従って、光遮断状態における電流−電圧特性（曲線ｂ）でもこの測定電流範囲Ｓに対応した電流領域が測定しなければならない電流の範囲となる。この場合、測定電流範囲Ｓにおける図３の曲線ｂから分かるように、光遮断状態では太陽電池セル２１等の両端には逆方向（−）の電圧がかかることになる。特に、光照射状態における短絡電流に相当する電流を流そうとすると大きな逆電圧が必要となる。このため、直列に接続する太陽電池セル２１等の数が多い場合は、十分大きな電圧を印加することができる電源を準備しなければならない点に注意を払う必要がある。
【００３４】
上述の実施例ではアモルファス太陽電池セルを用いているが、結晶太陽電池セルの場合は、一般にリーク電流が小さく太陽電池セルの直列接続数が多い。このため、光遮断状態で短絡電流に相当する電流を流すことが難しい。従って、直列接続の場合については、本発明の太陽電池モジュール１１の電流−電圧特性を測定する方法は、アモルファス太陽電池等のようにリーク電流が比較的大きな種類の太陽電池が好適な適用対象である。
【００３５】
ところで、図３では太陽電池セル２１等の電流−電圧特性を模式的に示しているが、実際には最終的な太陽電池モジュール１１の構造体の中における太陽電池セル２１等の電流−電圧特性は未知であり（未知であるから検査を行う）、測定電流範囲Ｓを厳密に定めることはできない。しかし、太陽電池モジュール化（ラミネート）を行う前の太陽電池セル２１等の電流−電圧特性に基づいて測定電流範囲Ｓの推定を行うことは十分可能であり、ばらつき等を考えて大きめに測定電流範囲Ｓの上限を定めておけば良い。
【００３６】
２点目は太陽電池モジュール１１の温度制御についての注意である。光遮断状態で電流−電圧特性を測定すると、電流×電圧に相当するエネルギーが太陽電池セル２１等の中で発生する。電流−電圧特性は太陽電池モジュール１１（太陽電池セル２１等）の温度によって変化するため、遮光板５１ａ等に冷却機能を持たせる等の手段を講じることにより、太陽電池モジュール１１（太陽電池セル２１）の温度が一定に維持されるように温度制御を行う点に注意を払う必要がある。
【００３７】
以上より、本発明の実施例１によれば、（１）まず有効照射領域３２の中に太陽電池セル２１の全体が収まるように太陽電池モジュール１１を配置し、太陽電池セル２２〜２４は光が照射されないように各々遮光板５１ａ〜５１ｃで全体を完全に遮光する。（２）ソーラーシミュレータ３１から太陽電池セル２１に光を照射し、太陽電池モジュール１１の出力端４１と４２との間の電流−電圧特性（ＩＶ１）を電流−電圧特性測定器６１により測定する。（３）次に、太陽電池モジュール１１を図１中左方向へ移動させ、有効照射領域３２の中に太陽電池セル２２の全体が収まるようにする。太陽電池セル２２の部分を遮光していた遮光板５１ａを外し、その遮光板５１ａで太陽電池セル２１を遮光する。（４）ソーラーシミュレータ３１から太陽電池セル２２に光を照射し、太陽電池モジュール１１の出力端４１と４２との間の電流−電圧特性（ＩＶ２）を測定する。（５）手順（３）から（４）と同様な操作を順次繰り返し、ソーラーシミュレータ３１から太陽電池セル２３のみに光を照射し、他の太陽電池セル２１等は遮光板５１ａ等により遮光した状態における電流−電圧特性（ＩＶ３）の測定と、ソーラーシミュレータ３１から太陽電池セル２４のみに光を照射し、他の太陽電池セル２１等は遮光板５１ａ等により遮光した状態における電流−電圧特性（ＩＶ４）の測定とを行なう。（６）太陽電池セル２１〜２４の全てを遮光した状態における電流−電圧特性（ＩＶｄ）を測定する。（７）電流−電圧特性ＩＶ１〜ＩＶ４の４つの特性を直列に合成した電流−電圧特性ＩＶｐを求める。（８）直列に合成した電流−電圧特性ＩＶｐから遮光した状態における電流−電圧特性ＩＶｄの３倍を減じた電流−電圧特性（ＩＶｍ）を求める。
【００３８】
以上のようにして、光遮断下での特性の部分がキャンセルされ、光照射下での特性のみ直列接続された電流−電圧特性が得られる。この光照射下での特性のみ直列接続された電流−電圧特性Ｉｍは、即ち太陽電池モジュール１１全体をソーラーシミュレータ３１により検査した場合の電流−電圧特性に相当する。この結果、太陽電池セルと並列回路を形成するように太陽電池セル毎にバイパスダイオードを挿入したり、あるいは太陽電池セル単位で＋および−の出力端から計測用リード線を太陽電池モジュール外へ出しておく等のように、太陽電池モジュール１１に付加的な要素を加えることなく、簡便な手段によりソーラーシミュレータ３１よりサイズの大きい太陽電池モジュール１１の電流−電圧特性測定方法を提供することができる。
【実施例２】
【００３９】
次に、実施例２として、太陽電池モジュール１１中の太陽電池セル２１等を並列に電気配線した場合について説明する。図４は、本発明の実施例２における太陽電池セル２１〜２４の配線を示す模式図である。図４で図２と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため説明は省略する。図４に示されるように、太陽電池モジュール１１は実施例１と同様に４５ｃｍ×８０ｃｍの太陽電池セル２１〜２４を４枚含むように構成したものであり、太陽電池セル２１〜２４がその長辺方向に並べられている。しかし、本実施例２では実施例１と異なり、図４に示されるように４枚の太陽電池セル２１等は並列（所定の形態）に電気配線されている。その他の測定環境は図１に示される実施例１と同様であり、ソーラーシミュレータ３１はキセノンランプを光源とし、均一性を保証された有効照射領域３２の面積は５０ｃｍ×１００ｃｍのものを用いた。次に、実施例２における、ソーラーシミュレータ３１の有効照射領域３２よりサイズの大きい太陽電池モジュー１１の光照射下における電流−電圧特性を測定する方法について、図１を参照しつつ順次説明する。
【００４０】
（１）図１に示されるように、まず有効照射領域３２の中に太陽電池セル２１の全体が収まるように太陽電池モジュール１１を配置し、太陽電池セル２２〜２４は光が照射されないように各々遮光板５１ａ〜５１ｃ（または遮光布等）で全体を完全に遮光する。
（２）ソーラーシミュレータ３１から太陽電池セル２１に光を照射し、太陽電池モジュール１１の出力端４１と４２との間の電流−電圧特性（ＩＶ１）を電流−電圧特性測定器６１により測定する。
（３）次に、太陽電池モジュール１１を図１中左方向へ移動させ、有効照射領域３２の中に太陽電池セル２２の全体が収まるようにする。太陽電池セル２２の部分を遮光していた遮光板５１ａを外し、その遮光板５１ａで太陽電池セル２１を遮光する。
（４）ソーラーシミュレータ３１から太陽電池セル２２に光を照射し、太陽電池モジュール１１の出力端４１と４２との間の電流−電圧特性（ＩＶ２）を測定する。
（５）手順（３）から（４）と同様な操作を順次繰り返し、ソーラーシミュレータ３１から太陽電池セル２３のみに光を照射し、他の太陽電池セル２１等は遮光板５１ａ等により遮光した状態における電流−電圧特性（ＩＶ３）の測定と、ソーラーシミュレータ３１から太陽電池セル２４のみに光を照射し、他の太陽電池セル２１等は遮光板５１ａ等により遮光した状態における電流−電圧特性（ＩＶ４）の測定とを行なう。
（６）太陽電池セル２１〜２４の全てを遮光した状態における電流−電圧特性（ＩＶｄ）を測定する。
（７）電流−電圧特性ＩＶ１〜ＩＶ４の４つの特性を並列に合成した電流−電圧特性ＩＶｐを求める。ここで「並列に合成する」とは、４つの電流−電圧特性ＩＶ１〜ＩＶ４で、電圧の等しい点の電流を４つ足し合わせた電流をその電圧での電流とすることを意味する。
（８）並列に合成した電流−電圧特性ＩＶｐから遮光した状態における電流−電圧特性ＩＶｄの３倍を減じた電流−電圧特性（ＩＶｍ）を求める。この電流−電圧特性ＩＶｍは太陽電池モジュール１１全体に光を照射した場合の電流−電圧特性に相当する。ここで「３倍を減じる」とは、並列に合成した電流−電圧特性ＩＶｐと遮光した状態における電流−電圧特性ＩＶｄとの各電圧において、並列に合成した電流−電圧特性ＩＶｐの電流から遮光した状態におけるＩＶｄの電流の３倍を差し引いた電流をその電圧に対応する電流とすることを意味する。
【００４１】
上述の手順
（１）〜（５）で電流−電圧特性ＩＶ１〜ＩＶ４を求めると、各々の電流−電圧特性ＩＶ１等は１個の光照射下における特性と３個の光遮断下における特性とが並列合成された特性となっている。例えば、光照射下における太陽電池セル２１の電流をＩ１ｒ、光遮断下における太陽電池セル２２〜２４の電流を各々Ｉ２ｓ〜Ｉ４ｓとすると、電流−電圧特性ＩＶ１における出力端４１と４２との間の電流Ｉ１は、Ｉ１＝Ｉ１ｒ＋Ｉ２ｓ＋Ｉ３ｓ＋Ｉ４ｓとなる。同様にして、光照射下における太陽電池セル２２の電流をＩ２ｒ、光遮断下における太陽電池セル２１、２３〜２４の電流を各々Ｉ１ｓ、Ｉ３ｓ〜Ｉ４ｓとすると、電流−電圧特性ＩＶ２における出力端４１と４２との間の電流Ｉ２は、Ｉ２＝Ｉ１ｓ＋Ｉ２ｒ＋Ｉ３ｓ＋Ｉ４ｓとなる。電流−電圧特性ＩＶ３およびＩＶ４についても同様であり、各々の電流−電圧特性ＩＶ１等は１個の光照射下における特性と３個の光遮断下における特性とが直列合成された特性となっている。
【００４２】
さらに上述の手順（７）で電流−電圧特性ＩＶ１〜ＩＶ４を並列合成して求めた電流−電圧特性ＩＶｐは、太陽電池セル２１〜２４の光照射下における特性を各１個、光遮断下における特性を各３個直列接続した場合に相当する電流−電圧特性になっている。例えば、電流−電圧特性ＩＶｐでの電流Ｉｐは以下の式３に示されるようになる。
【００４３】
【数３】
2006228926.tif 000005
【００４４】
一方、手順（６）で求めた電流−電圧特性ＩＶｄは、太陽電池セル２１〜２４の光遮断下における電流−電圧特性を直列に合成した特性である。例えば、電流−電圧特性ＩＶｄでの電流Ｉｄは以下の式４に示されるようになる。
【００４５】
【数４】
2006228926.tif 000006
【００４６】
従って、並列合成して求めた電流−電圧特性ＩＶｐ（式３の電圧Ｉｐ）から光遮断下における電流−電圧特性ＩＶｄ（式４のＩｄ）の３倍（＝３Ｉｄ）を減じる、即ち、並列合成して求めた電流−電圧特性ＩＶｐと光遮断下における電流−電圧特性ＩＶｄを反転させた特性とを３個並列合成すると、光遮断下での特性の部分（＝３Ｉｄ）がキャンセルされて、光照射下での特性のみ直列接続された電流−電圧特性（式３の最右辺の第１項）が得られることになる。この光照射下での特性のみ直列接続された電流−電圧特性は、即ち太陽電池モジュール１１全体をソーラーシミュレータ３１により検査した場合の電流−電圧特性に相当する。上述の方法では手順（１）〜（８）と記載している。しかし、実際には途中段階であるＩＶｐを求める必要はなく、実施例１と同様に、電流−電圧特性ＩＶ１〜ＩＶ４および光遮断下における電流−電圧特性ＩＶｄの５つの測定データから、直接コンピュータを用いた計算により電流−電圧特性ＩＶｍを算出すればよい。
【００４７】
実施例１と同様に、太陽電池モジュール１１の分割は必ずしも１太陽電池セル２１等単位に行なう必要はない。太陽電池モジュール１１を太陽電池セル２１等が所望の枚数ずつ含まれるいくつかの領域（太陽電池セル群）に分割し、これらの太陽電池セル群を上述の実施例における太陽電池セル２１〜２４に置き換えて、同様の手順により太陽電池モジュール１１全体についての光照射下における電流−電圧特性を求めることができる。実施例１と同様に、太陽電池セル群の総数がｋである場合、上述の手順（８）での、（並列に合成した電流−電圧特性ＩＶｐから遮光した状態における）「電流−電圧特性ＩＶｄの３倍を減じた」（電流−電圧特性（ＩＶｍ）を求める。）の「」部分は、「電流−電圧特性ＩＶｄのｋ−１（＝太陽電池モジュール群の総数ｋ−１）倍を減じた」に置き換えればよい。
【００４８】
並列接続である実施例２の場合の電流−電圧の範囲は、実施例１の直列接続の場合と異なり電圧の範囲で規定され、図３の曲線ａに測定電圧範囲Ｔとして示した０から開放電圧Ｖｏまでの範囲となる。光遮断状態における測定範囲もこの測定電圧範囲Ｔに対応した電圧範囲が測定しなければならない電圧範囲となり、この場合の電流の向きは光照射状態とは逆の向きとなる。
【００４９】
並列接続の場合も光遮断状態における太陽電池セル２１等の中で電流×電圧に相当するエネルギーが熱として発生するが、逆方向電圧が印加される直列接続の場合に比べると発熱量が少なく比較的温度制御が容易となる。
【００５０】
以上より、本発明の実施例２によれば、（１）まず有効照射領域３２の中に、並列に電気配線された太陽電池セル２１の全体が収まるように太陽電池モジュール１１を配置し、太陽電池セル２２〜２４は光が照射されないように各々遮光板５１ａ〜５１ｃ（または遮光布等）で全体を完全に遮光する。（２）ソーラーシミュレータ３１から太陽電池セル２１に光を照射し、太陽電池モジュール１１の出力端４１と４２との間の電流−電圧特性（ＩＶ１）を電流−電圧特性測定器６１により測定する。（３）次に、太陽電池モジュール１１を図１中左方向へ移動させ、有効照射領域３２の中に太陽電池セル２２の全体が収まるようにする。太陽電池セル２２の部分を遮光していた遮光板５１ａを外し、その遮光板５１ａで太陽電池セル２１を遮光する。（４）ソーラーシミュレータ３１から太陽電池セル２２に光を照射し、太陽電池モジュール１１の出力端４１と４２との間の電流−電圧特性（ＩＶ２）を測定する。（５）手順（３）から（４）と同様な操作を順次繰り返し、ソーラーシミュレータ３１から太陽電池セル２３のみに光を照射し、他の太陽電池セル２１等は遮光板５１ａ等により遮光した状態における電流−電圧特性（ＩＶ３）の測定と、ソーラーシミュレータ３１から太陽電池セル２４のみに光を照射し、他の太陽電池セル２１等は遮光板５１ａ等により遮光した状態における電流−電圧特性（ＩＶ４）の測定とを行なう。（６）太陽電池セル２１〜２４の全てを遮光した状態における電流−電圧特性（ＩＶｄ）を測定する。（７）電流−電圧特性ＩＶ１〜ＩＶ４の４つの特性を並列に合成した電流−電圧特性ＩＶｐを求める。（８）並列に合成した電流−電圧特性ＩＶｐから遮光した状態における電流−電圧特性ＩＶｄの３倍を減じた電流−電圧特性（ＩＶｍ）を求める。
【００５１】
以上のようにして、光遮断下での特性の部分がキャンセルされ、光照射下での特性のみ直列接続された電流−電圧特性が得られる。この光照射下での特性のみ並列接続された電流−電圧特性は、即ち太陽電池モジュール１１全体をソーラーシミュレータ３１により検査した場合の電流−電圧特性に相当する。この結果、太陽電池セルと並列回路を形成するように太陽電池セル毎にバイパスダイオードを挿入したり、あるいは太陽電池セル単位で＋および−の出力端から計測用リード線を太陽電池モジュール外へ出しておく等のように、太陽電池モジュール１１に付加的な要素を加えることなく、簡便な手段によりソーラーシミュレータ３１よりサイズの大きい太陽電池モジュール１１の電流−電圧特性測定方法を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の活用例として、アモルファス太陽電池等のようにリーク電流が比較的大きな種類の太陽電池セルにより構成される太陽電池モジュールの電流−電圧特性測定方法への適用が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施例１および２における太陽電池モジュールの電流−電圧特性測定方法を示すための模式図である。
【図２】本発明の実施例１における太陽電池セル２１〜２４の配線を示す模式図である。
【図３】本発明の実施例１における１個の太陽電池セル２１等の電流（縦軸）−電圧（横軸）特性ＩＶ１等を模式的に示す図である。
【図４】本発明の実施例２における太陽電池セル２１〜２４の配線を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５４】
１１  太陽電池モジュール、  ２１、２２、２３、２４  太陽電池セル、  ３１  ソーラーシミュレータ、  ３２  有効照射領域、  ４１、４２  出力端、  ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ  遮光板、  ６１  電流−電圧特性測定器。
【図１】
2006228926.tif 000007
【図２】
2006228926.tif 000008
【図３】
2006228926.tif 000009
【図４】
2006228926.tif 000010