(57)【要約】      （修正有）【課題】太陽光シミュレータによって生成される出力スペクトルの再現性及び効率を改善する方法および装置を提供する。【解決手段】太陽光放射のシミュレートされたスペクトル１５を用いて光電池デバイス１７を試験する装置１０は、太陽光放射のスペクトル１５を再現するように構成される光源デバイスであって、複数のセルに分割される放射板１３を備え、セルはそれぞれ、少なくとも２つの異なる波長を放出する複数の発光ダイオードを備える、光源デバイスと、光源デバイスと向かい合って配置される基板支持体１６とを含む。複数の発光ダイオードは、青色、緑色、黄色、赤色、互いに異なる波長を有する赤外線における少なくとも第１の色及び第２の色からなるグループから選択される波長を放出する。【選択図】図１
2018153083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光放射のスペクトルを再現するように構成される光源デバイスであって、複数のセルに分割される放射板を備え、前記セルはそれぞれ、少なくとも２つの異なる波長を放出する複数の発光ダイオードを備える、光源デバイスと、
前記光源デバイスと向かい合って配置される基板支持体と、
前記基板支持体に近接して配置され、前記放射板によって放出される前記放射を検出する１つ又は複数のセンサと、
前記１つ又は複数のセンサに接続されて、時間の経過とともに前記放射板によって実際に放出されたスペクトルに関連付けられる情報を受信し、かつ前記放出パラメータを調節することにより、少なくとも変動を最小化し、かつ放出される前記放射を空間的に均質化するように構成される制御システムと
を備える装置。
【請求項２】
前記放射板の前記セルはそれぞれ、その発光ダイオードの少なくとも前記放出パラメータに関して独立制御される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも２つの異なる波長は、太陽光放射の発光スペクトル全体にわたって選択される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記複数の発光ダイオードは、青色、緑色、黄色、赤色、互いに異なる波長を有する赤外線における少なくとも第１の色及び第２の色からなる群から選択される波長を放出する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
赤外線における前記第１の色及び前記第２の色は約０．７μｍ〜約１，０００μｍにわたる波長を有する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記光源デバイスと前記基板支持体との間に配置される１つ又は複数の光学レンズを更に備える請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記１つ又は複数のセンサは前記基板支持体の各側方に配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記１つ又は複数のセンサは半導体系フォトダイオードを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
光電池デバイスを試験する方法であって、
光電池デバイスに向かって、太陽光放射のスペクトルをシミュレートする出力スペクトルを与える少なくとも２つの異なる波長を放出する光源デバイスを提供することと、
前記光源デバイスによって放出された前記出力スペクトルを検出することと、
前記光源デバイスによって放出された前記出力スペクトルを、放出されるべき所定のスペクトルと比較することと、
前記光源デバイスの機能パラメータを補正することにより、前記光源デバイスによって放出された前記出力スペクトルと、前記放出されるべき所定のスペクトルとの間の変動を取り除くことと
を含む、光電池デバイスを試験する方法。
【請求項１０】
前記少なくとも２つの異なる波長は太陽光放射の発光スペクトル全体にわたって選択される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記光源デバイスは、複数のセルに分割される放射板を備え、各セルは複数の発光ダイオードを備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記複数の発光ダイオードは、青色、緑色、黄色、赤色、互いに異なる波長を有する赤外線における少なくとも第１の色及び第２の色からなる群から選択される波長を放出する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記光源デバイスの機能パラメータを前記補正することは、前記放射板の中央領域内に位置する発光ダイオードを停止することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記光源デバイスの機能パラメータを前記補正することは、前記放射板の周辺領域内に位置する発光ダイオードを停止することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記光源デバイスによって放出された前記出力スペクトルを前記検出することは、前記光電池デバイスに近接して配置される１つ又は複数のセンサを通して実行される、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的に、光電池デバイスを試験する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光電池デバイスの製造時に、実験室条件下において、太陽光スペクトルをシミュレートする放射を再現するデバイスを用いて対象物に対して必要な試験及び検査を実行し、光電池デバイスの動作信頼性及び全変換効率を検証することがよく知られている。
【０００３】
産業界は、３つの性能分野、すなわち太陽光スペクトルに対するスペクトル周波数の一致と、照明される対象物の表面上の放射照度の空間均一性と、生成される光量の時間安定性とに関する太陽光シミュレータ性能を規定する標準規格を開発した。従来の太陽光シミュレータでは、キセノンアークランプが広く使用されてきた。しかしながら、キセノンタイプのランプは幾つかの欠点を有する。例えば、キセノンアークランプによって生成される光は、標準的な太陽光スペクトルのいずれにおいても見られない、近赤外線領域内のかなり強い複数の強度ピークを含む。したがって、キセノンアークランプは、出力光分布の均質性及び放射照度効率が良くないだけでなく、そのようなランプによって生成されるスペクトルと太陽光スペクトルとの間のスペクトル精度が低いという難点がある。
【０００４】
キセノンタイプのランプの別の欠点は、出力光スペクトルが通常、ランプに供給される電流及び電圧を制御して光の強度を変更することによって調整されることである。しかしながら、これらのパラメータを変更することによって、一般的に、ランプによって生成される全ての波長に影響が及ぶ。それゆえ、種々の応用形態において、ランプによって生成される光スペクトルが太陽光スペクトルとできる限り類似するように、個々の波長を選択して、変更することはできない。
【０００５】
キセノンタイプのランプの更なる欠点は、ランプの放射照度強度が一般的に安定せず、環境条件又は電力条件の変化によって引き起こされる（種々のランプに供給される）電流の変動に起因して変動を受けることである。これは、ランプによって生成される出力スペクトルの変動の量に影響を及ぼし、それゆえ、試験から得られた結果の信頼性及び反復性に影響を及ぼす。
【発明の概要】
【０００６】
それゆえ、いかなる状況下でも太陽光シミュレータによって生成される出力スペクトルの再現性及び効率を改善することが、当該技術分野において必要とされている。
【０００７】
一実施形態では、装置は、太陽光放射に類似のスペクトルを有する光を再現するように構成される光源デバイスであって、複数のセル又はゾーンに分割される放射板を備え、各セルが、少なくとも２つの異なる波長（色）を放出する複数の発光ダイオードを備える、光源デバイスと、光源デバイスと向かい合って配置される基板支持体とを含む。複数の発光ダイオードはそれぞれ、青色、緑色、黄色、赤色、互いに異なる波長を有する赤外線における少なくとも第１の色及び第２の色からなる群から選択される波長を放出するように構成される。
【０００８】
別の実施形態では、光電池デバイスを試験する方法が提供される。その方法は、光電池デバイスに向かって、太陽光放射をシミュレートする出力スペクトルとなる少なくとも２つの異なる波長を放出する光源デバイスを提供することと、光源デバイスによって放出された出力スペクトルを検出することと、光源デバイスによって放出された出力スペクトルを放出されるべき所定のスペクトルと比較することと、光源デバイスの機能パラメータを補正して、光源デバイスによって放出された出力スペクトルと放出されるべき所定のスペクトルとの間の変動を除去することとを含む。
【０００９】
本発明の、先に記載された特徴を細部にわたって理解することができるように、複数の実施形態を参照することによって、先に手短に要約された本発明の更に詳細な説明を行うことができ、それらの実施形態のうちの幾つかが添付の図面において例示される。しかしながら、本発明は他の同様に実効的な実施形態を受け入れることができるものであり、添付の図面が本発明の典型的な実施形態のみを示すこと、それゆえ、本発明の範囲を限定するものと見なされるべきでないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態による、太陽光放射を再現するために太陽光シミュレータを使用する試験及び検査デバイスを示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態による、例示的な太陽光シミュレータを示す図である。
【図３】ａ及びｂは、本発明の一実施形態による、図２の太陽光シミュレータ内のセルに可能な構成を示す図である。
【図４】ａ及びｂは、本発明の一実施形態による、ＬＥＤランプに可能な配列を示す図である。
【図５】本発明の別の実施形態による、３つの異なるゾーンに分割される放射板を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
理解を容易にするために、複数の図面に共通する同一の要素を指示するために、可能であれば同一の参照番号が使用されている。１つの実施形態において開示される要素は、具体的に記載されなくても、他の実施形態において有益に利用される場合があると考えられる。
【００１２】
本明細書において論じられる実施形態は、光電池デバイス又は他の同等のデバイスを試験／検査する目的で太陽光放射のスペクトルを再現するか、又はシミュレートするために、実験室又は試験チャンバのような閉ざされた環境において用いられる光源デバイスに関連する。本発明の種々の実施形態において、その光源デバイスは、発光ダイオード（ＬＥＤ）のような少なくとも１つの半導体利用光源を含むことができる。任意の他の半導体利用光源、例えば、レーザダイオード（ＬＤ）を用いることもできると考えられる。本発明の関連において、用語「ＬＥＤランプ」は、単一の格納構造（その中に複数のＬＥＤチップを入れることができる）又は単一の格納構造上に任意の所望のパターンで組み込まれる複数の格納ユニットを指す場合がある。
【００１３】
本発明の種々の実施形態において、光源デバイスは１つ又は複数のＬＥＤランプを含むことができる。一実施例では、試験される光電池デバイスの表面に面する２つ以上のＬＥＤランプを配置することができる。少なくとも２つのＬＥＤランプが設けられる場合、照明される対象物の表面上に生成される光放射の最適な空間均質性を得るために、試験される対象物の表面に対して配列されるＬＥＤランプの数及び位置は、具体的な状況及び応用形態によって決まる。従来のランプ、詳細には先に論じられたようなキセノンランプの代わりにＬＥＤランプを用いることによって、キセノンランプの問題を抱えることなく、光度及び光質に関して平均的に自然太陽光に近い光スペクトルが得られるようになる。特に、ＬＥＤランプは、エネルギー消費が少ない、耐用年数が長いなどの、従来のランプよりも優れた多くの利点を与える。
【００１４】
本発明の種々の実施形態において、本発明による光源デバイスにおいて用いられるＬＥＤランプは、少なくとも２つの異なる波長を放出するように構成することができる。少なくとも２つの異なる波長は、太陽光放射の周波数の発光スペクトル全体にわたって選択することができる。一実施例では、少なくとも２つの異なる波長は、青色、黄色、緑色、赤色及び赤外線波長範囲内の少なくとも２つの異なる色から選択される。本明細書において用いられるときに、用語「赤外線」は、一般的に赤外線として分類される光の任意の特定の波長を表さないことを理解されたい。むしろ、用語「赤外線」は、全波長範囲を指している。一実施例では、青色ＬＥＤランプの公称波長は約４５０ｎｍ〜約５００ｎｍであり、黄色ＬＥＤランプの公称波長は約５７０ｎｍ〜約５９０ｎｍであり、緑色ＬＥＤランプの公称波長は約５００ｎｍ〜約５７０ｎｍであり、赤色ＬＥＤランプの公称波長は約６１０ｎｍ〜約７６０ｎｍであり、赤外色ＬＥＤランプの公称波長は約７６０ｎｍ〜約１０００ｎｍである。幾つかの実施形態において、ＬＥＤランプのうちの１つ又は複数が、紫外線（例えば、＜４００ｎｍ）、青紫色（例えば、４００ｎｍ〜４５０ｎｍ）、橙色（例えば、５９０ｎｍ〜６１０ｎｍ）、紫色、桃色又は他の有用な色のような他のランプ出力色を用いることもできる。
【００１５】
図１は、支持体１６上に置かれた太陽光／光電池デバイス１７上で試験及び検査を実行するために用いられる試験及び検査用デバイス１０を概略的に示す。太陽光／光電池デバイスが以下の説明において具体的に論じられるが、本発明は、太陽光スペクトルをシミュレートする光放射の照明を必要とする他の基板又はデバイスにも適用可能であることを理解されたい。試験及び検査用デバイス１０は包括的に、太陽光シミュレータ１１のような光源デバイスと、太陽光／光電池デバイス１７が置かれる支持体１６とを含む。太陽光シミュレータ１１は、支持体１６上に置かれた太陽光／光電池デバイス１７に向かって電磁放射１５を放出するように構成される放射板１３を含む。図１に示されるように、１つの構成では、放射板１３は、太陽光／光電池デバイス１７から距離「ｈ」に配置される。放射板１３と太陽光／光電池デバイス１７との間の距離ｈは、用いられるＬＥＤランプの数、及び試験される太陽光／光電池デバイス１７の表面全体に放出される放射の空間均一性を保証するＬＥＤの能力に応じて、５０ｍｍ〜８００ｍｍ又はそれ以上の間で決まる。
【００１６】
出力光をできる限り均質にして全放射照度効率を高めるために、放射板１３と支持体１６との間の中間位置にオプションで１つ又は複数の光学レンズ１４を設けることができ、これにより、１つ又は複数のレンズ１４を通り抜ける電磁放射１５が均質化されて、最大の光分布性能で太陽光／光電池デバイス１７の表面全体に達する。光学レンズ１４は、アクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、高密度ポリエチレン（ＨＯＰＥ）のようなプラスチック材料で形成することができる。代替的には、光学レンズ１４は、石英のようなガラス質材料で形成することができる。
【００１７】
試験及び検査用デバイス１０は、試験される太陽光／光電池デバイス１７に近接して配置される１つ又は複数のセンサ１９も含むことができる。センサ１９は、太陽光／光電池デバイス１７によって得られた光強度及び／又はスペクトルを正確に測定するために、電磁放射１５を電気信号に変換するように構成される。用いられるセンサ１９のタイプは、デバイス１７を照明するために用いられる光スペクトルによって決まる。センサ１９は、スペクトルを正確に測定するために光を電気信号に変換することができる、フォトダイオードのような任意の光検出器とすることができる。そのフォトダイオードは、Ｓｉ系、Ｇｅ系又はＧａＡｓ系フォトダイオードとすることができる。例えば、シリコン系フォトダイオードは、可視光及び赤外光の両方に対して感度がある。異なる半導体材料から形成されたフォトダイオードは、入射光の異なる波長に対して感度がある。例えば、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）系フォトダイオードは、可視光及び紫外光の両方に対して感度がある。ＬＥＤランプによって生成されたスペクトルと太陽光スペクトルとを（同じくリアルタイムで）比較することによって、ＬＥＤランプによって放出されたスペクトルと目標スペクトルとの間の変動を補正することができる。その補正は、応用形態に応じて、対象とする任意の特定の波長の観点から、ＬＥＤランプの全て又は一部と関連付けることができる。
【００１８】
一実施形態では、１つ又は複数のセンサ１９は、支持体１６の上面に隣接して配置されるか、又は太陽光／光電池デバイス１７の表面に近く、かつ電磁放射１５によって照明される任意の適切な位置に隣接して配置される。本発明の一実施形態は、太陽光／光電池デバイス１７のそれぞれの側方に少なくとも２つのセンサ１９が存在することを条件とする。別の実施形態は、センサ１９の動作を制御するために、各センサ１９に隣接して制御ＬＥＤが位置することを条件とする。一実施形態では、制御ＬＥＤは、ＬＥＤランプのうちの２つのＬＥＤランプの波長間の波長を有するように選択される。別の実施形態では、制御ＬＥＤは、試験及び検査用デバイス１０において見られるＬＥＤランプの波長のうちの１つと同じ波長を有する。一構成例では、制御ＬＥＤは、センサ１９の応答を時間の関数として検証するように、１つ又は複数のセンサ１９の近くに位置決めされる。動作時に、ランプが或る期間だけ機能した後に、ＬＥＤが点滅できるようにし、センサ１９の周波数スペクトルが捕捉され、そのスペクトルが或る期間にわたって一定であるか否かが検証される。センサ１９の応答が所望の範囲から外れている場合、これは、センサが故障しており、交換されなければならないことを意味する。
【００１９】
時間の経過とともに放射板１３によって実際に放出されたスペクトルに関連付けられる情報を送信するために、１つ又は複数のセンサ１９は制御システム２１に接続される。制御システム２１は、太陽光シミュレータ１１に接続され、ＬＥＤランプ１０３の光度の変動を、同じくリアルタイムで調節及び／又は最小化するように構成され、それにより閉ループ制御が形成されて、この閉ループ制御により、試験用デバイスの高いスループットを可能にする反復可能な高効率デバイスが形成される。実際に、その閉ループ制御は、放出をリアルタイムで補正するための情報を提供することができ、それゆえ、いかなる無駄時間又は損失時間も生じることなく、補正を実行することができる。制御システム２１は、中央処理装置（ＣＰＵ）（図示せず）、メモリ（図示せず）及び支援回路（又はＩ／Ｏ）（図示せず）を含むことができる。制御システム２１内に制御システムによって読み出し可能なプログラム（又はコンピュータ命令／コード）を設けて、具体的な制御パラメータ及び試験中に関与する状況に従って再現される目標スペクトルを記憶することができる。コマンド及び制御ユニット２１はデータベース（図示せず）も備えることができ、データベースには複数の放出構成のそれぞれが記憶され、状況及び具体的な試験の応用形態に従って作業者によって個別に用いられる。
【００２０】
動作時に、制御システム２１は、所定の時間に基づいて、又はリアルタイムで、放射板１３のＬＥＤランプ１０３によって実際に放出されたスペクトルと、制御システム２１に記憶された目標スペクトルとを比較し、行われるべき適切な補正を決定することができる。より厳密には、目標スペクトルは、試験される太陽光／光電池デバイス１７の表面全体にわたるスペクトルの均質性を最大化し、かつ放出される放射の経時的な安定性を最大化するように設計することができる。制御システム２１が、その比較から差を検出する場合、制御システム２１は、検出された任意の差を除去するために、放射板１３の機能パラメータに介入することができ、例えば、１つ又は複数の電気供給量及び／又は放出の空間分布若しくは時間分布を変更することができる。詳細には、制御システム２１は、セル１７に向かって放出される放射１５がセル１７の表面全体にわたって均一かつ均質に分布することを保証するように構成される。センサ１９が、セル１７の１つ又は複数のエリアにおいて、同じセルの他のエリアに対して放射が均一でないか、又は均質でないことを検出する場合、制御システム２１は、放出される放射を変更し、セル１７全体における放射の均一性を復旧するために、個々のＬＥＤランプ１０３、単一のＬＥＤ又は一群のＬＥＤに作用する。本発明は、以下に論じられる放射板１３のセル又はゾーン設計によって、及び各セル又はゾーン内のＬＥＤの分布によって、デバイスパラメータ、例えば、互いに独立して各ＬＥＤに供給される電流を変更し、調整して、試験及び検査用デバイス１０のプロセス又は試験結果をより良好に制御することができる。それゆえ、本発明の実施形態によれば、特に空間均質性及び経時的な安定性に関して、所望のパラメータ内で放出される放射を同じくリアルタイムで保持することができ、試験される基板の異なるエリアにわたる局所的ピーク及び放射量変動を回避することができる。
【００２１】
図２は、本発明の一実施形態による例示的な放射板１３の側面を示す。放射板１３は複数のセル１０１に分割することができ、各セルは１つ又は複数のＬＥＤランプ１０３を収容するためのサイズ及び形状を有する空間を画定する。必要なら、各セル１０１は、ＬＥＤランプ１０３を独自に構成し、隣接して位置決めされるセル１０１と同じ又は異なる光学特性を有することができる。ＬＥＤランプ１０３は、応用形態に応じて、互いに選択的に起動及び停止することができ、それにより、電磁放射１５の所望の波長分布及び量が、太陽光／光電池デバイス１７の特定のゾーンに向けられる。一実施例では、入力電流のパラメータを放射ゾーンとの関連で選択的に調整することにより、放射板１３内の１つ又は複数の特定のセル１０１を完全に点灯又は消灯することができ、それにより、デバイス１７の１つ又は複数の特定の領域に対する放射板１３の放出の空間分布が最適化される。
【００２２】
図３ａ及び図３ｂは、本発明による、図２の放射板１３内のセル１０１に可能な構成を示す。図３ａに示される一実施形態では、放射板１３はＬＥＤランプ１０３の高密度アレイを有し、ＬＥＤランプがセル１０１の表面全体にわたって配置される。１つの構成では、各セル１０１は、垂直及び水平の両方に整列して配置される複数のＬＥＤランプ１０３を含む。一方、図３ｂに示される別の実施形態では、放射板１３は、セル１０１のうちの幾つかにおいて、ＬＥＤランプ１０３の低い密度のアレイを有する。この構成では、ＬＥＤランプ１０３は意図的に停止される場合があるか、又はセル１０１の幾つかのエリア、例えば、図３ｂに示される空所１０２内に配置されない場合がある。空所１０２の配列は、応用形態に応じて、中央ゾーンに集中するか、又はセル１０１にわたって散在し、試験中の太陽光／光電池デバイス１７の完全性に有害でありうるデバイス１７の対応するエリア内の光度のピークを低減することができる。このようにして、中央ゾーン又は周辺ゾーン内の光度を横方向又は隣接するゾーン内の光度と比較し、必要に応じて調整して、デバイス１７の表面全体にわたって放出の所望の均一性を得ることができる。放射板１３ごとのセル１０１の数及びセル１０１ごとのＬＥＤランプ１０３の数は、プロセス要件又は具体的な動作条件によって異なる場合があることに留意されたい。また、セル１０１内のＬＥＤランプ１０３の配列も異なる場合があり、図３ａ及び図３ｂに示されるような構成に限定されるものではない。例えば、ＬＥＤランプ１０３は、デバイス１７の所望の光度分布パターンに従って隣接するＬＥＤランプと整列することができるか、又は互い違いにすることができる。
【００２３】
図４ａ及び図４ｂは、本発明の一実施形態による、セル１０１内のＬＥＤランプ１０３に可能な配列を示す。図４ａは、円形構成に配列される複数の等間隔に位置するＬＥＤ１０４を含むＬＥＤランプ１０３を示しており、図４ｂは、矩形構成に配列される複数のＬＥＤランプ１０４を含むＬＥＤランプ１０３を示す。特定の色配列は個々のＬＥＤの光スペクトルに影響を与えるのではなく、太陽光シミュレータの要件を満たすような光放出全体の均質性に影響を与える。所望の光度分布パターンに応じて、ＬＥＤ１０４は、任意の構成を有することが可能と考えられる。
【００２４】
図４ａ及び図４ｂに示される一実施例では、ＬＥＤランプ１０３は、青色の波長に等しい波長を有する第１のＬＥＤ１０５と、黄色の波長に等しい波長を有する第２のＬＥＤ１０７と、緑色の波長に等しい波長を有する第３のＬＥＤ１０９と、赤色の波長に等しい波長を有する第４のＬＥＤ１１１と、赤外線における波長を有する第５のＬＥＤ１１３と、赤外線における別の波長を有する第６のＬＥＤ１１５とを含む６個のＬＥＤ１０４を備える。第５のＬＥＤ１１３及び第６のＬＥＤ１１５の赤外光の波長範囲は、約０．７μｍ〜約１，０００μｍの範囲に及びうる。ＬＥＤランプ１０３内に与えられるＬＥＤ１０４のタイプ及び量は、電磁放射１５のスペクトル特性を決定し、試験される太陽光／光電池デバイス１７の種々のプロセス要件及び特性に基づいて選択される。
【００２５】
図５は、放射板１３が３つの異なるゾーン（ランプ）、それぞれ２１３ａ、２１３ｂ及び２１３ｃに分割される本発明の更なる実施形態を示す。各ゾーン２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃは、緑色、青色、赤色と、互いに異なる波長を有する赤外線における第１、第２又は第３の色との間で選択された異なる波長のＬＥＤを備える。各ゾーン２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、及び異なるタイプの各ＬＥＤは、放出された放射の均一性及び均質性をできる限り高くするために、放射板１３の制御システム２１（図１）によって独立して駆動される。ゾーンごとに６色、すなわち、６つの異なる波長が用いられる場合、１８段階の異なる電流を用いて、異なる各ゾーンの異なる各色を別々に駆動しなければならない。このようにして、異なるゾーン及び異なる電流を使用することによって、各ゾーンによって放出される放射を非常に正確に、かつ個別に制御できるようになり、その結果、試験される太陽光／光電池デバイス１７の表面全体に対して、高い放出均一性及び均質性を得ることができる。
【００２６】
幾つかの実施形態では、放射板１３内の異なる各色のＬＥＤランプの位置は、試験される太陽光／光電池デバイス１７全体に対する所望の放出均一性及び／又は均質性を達成するために、所望の波長及び強度放出パターンを形成するように位置決め及び／又は構成することができる。一実施例では、図５に示される放射板１３の拡大図（例えば、左下隅）に示されるように、異なる各色のＬＥＤランプは、所望の均質性又は均一性を達成するように所望のパターンに位置決めされ、その場合、図示される拡大領域内で、異なる各ＬＥＤランプのタイプは、それぞれの文字（例えば、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）及びＹ（黄色）、並びに２つの赤外色を識別するＸ及びＺ）によって識別される。放射板１３の種々の領域又はゾーン内で所望の放出均一性及び／又は均質性を達成するＬＥＤランプの構成は、各領域又はゾーン内のＬＥＤランプの放出強度及び密度が変化するにつれて変化するので、図５に示される構成は、本明細書において記述される本発明の範囲に関する制限を意図していないことは、当業者には理解されよう。
【００２７】
本発明の更なる実施形態は、ランプ付近の位置に温度検出器が設けられることを条件とする。一実施形態において、温度検出器は、ランプの少なくとも一部と接触して位置する熱電対を備えることができる。温度検出器は制御システムに接続され、ランプの温度が所定のレベルを超えて上昇する場合には、制御システムは、ランプを消すように指示する。本発明の別の実施形態では、制御システム２１の一部として熱補償システムを設け、ＬＥＤランプ１０３、又はその一部の温度が過度に上昇することを完全に回避する。熱補償システムは、例えば、ペルチェ効果を使用するシステムのような、能動タイプのものでよい。
【００２８】
上記説明は本発明の実施形態を対象とするものであるが、本発明の基本的範囲から逸脱することなく、本発明の他の実施形態及び更なる実施形態を考案することができ、本発明の範囲は特許請求の範囲によって決定される。
【図１】
2018153083.tif 000003
【図２】
2018153083.tif 000004
【図３】
2018153083.tif 000005
【図４】
2018153083.tif 000006
【図５】
2018153083.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月20日(2018.3.20)
【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】
明細書に記載された発明。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
上記説明は本発明の実施形態を対象とするものであるが、本発明の基本的範囲から逸脱することなく、本発明の他の実施形態及び更なる実施形態を考案することができ、本発明の範囲は特許請求の範囲によって決定される。  また、本願は以下に記載する態様を含む。
（態様１）
太陽光放射のスペクトルを再現するように構成される光源デバイスであって、複数のセルに分割される放射板を備え、前記セルはそれぞれ、少なくとも２つの異なる波長を放出する複数の発光ダイオードを備える、光源デバイスと、
前記光源デバイスと向かい合って配置される基板支持体と、
前記基板支持体に近接して配置され、前記放射板によって放出される前記放射を検出する１つ又は複数のセンサと、
前記１つ又は複数のセンサに接続されて、時間の経過とともに前記放射板によって実際に放出されたスペクトルに関連付けられる情報を受信し、かつ前記放出パラメータを調節することにより、少なくとも変動を最小化し、かつ放出される前記放射を空間的に均質化するように構成される制御システムと
を備える装置。
（態様２）
前記放射板の前記セルはそれぞれ、その発光ダイオードの少なくとも前記放出パラメータに関して独立制御される、態様１に記載の装置。
（態様３）
前記少なくとも２つの異なる波長は、太陽光放射の発光スペクトル全体にわたって選択される、態様１に記載の装置。
（態様４）
前記複数の発光ダイオードは、青色、緑色、黄色、赤色、互いに異なる波長を有する赤外線における少なくとも第１の色及び第２の色からなる群から選択される波長を放出する、態様１に記載の装置。
（態様５）
赤外線における前記第１の色及び前記第２の色は約０．７μｍ〜約１，０００μｍにわたる波長を有する、態様４に記載の装置。
（態様６）
前記光源デバイスと前記基板支持体との間に配置される１つ又は複数の光学レンズを更に備える態様１に記載の装置。
（態様７）
前記１つ又は複数のセンサは前記基板支持体の各側方に配置される、態様１に記載の装置。
（態様８）
前記１つ又は複数のセンサは半導体系フォトダイオードを含む、態様１に記載の装置。
（態様９）
光電池デバイスを試験する方法であって、
光電池デバイスに向かって、太陽光放射のスペクトルをシミュレートする出力スペクトルを与える少なくとも２つの異なる波長を放出する光源デバイスを提供することと、
前記光源デバイスによって放出された前記出力スペクトルを検出することと、
前記光源デバイスによって放出された前記出力スペクトルを、放出されるべき所定のスペクトルと比較することと、
前記光源デバイスの機能パラメータを補正することにより、前記光源デバイスによって放出された前記出力スペクトルと、前記放出されるべき所定のスペクトルとの間の変動を取り除くことと
を含む、光電池デバイスを試験する方法。
（態様１０）
前記少なくとも２つの異なる波長は太陽光放射の発光スペクトル全体にわたって選択される、態様９に記載の方法。
（態様１１）
前記光源デバイスは、複数のセルに分割される放射板を備え、各セルは複数の発光ダイオードを備える、態様９に記載の方法。
（態様１２）
前記複数の発光ダイオードは、青色、緑色、黄色、赤色、互いに異なる波長を有する赤外線における少なくとも第１の色及び第２の色からなる群から選択される波長を放出する、態様１１に記載の方法。
（態様１３）
前記光源デバイスの機能パラメータを前記補正することは、前記放射板の中央領域内に位置する発光ダイオードを停止することを含む、態様９に記載の方法。
（態様１４）
前記光源デバイスの機能パラメータを前記補正することは、前記放射板の周辺領域内に位置する発光ダイオードを停止することを含む、態様９に記載の方法。
（態様１５）
前記光源デバイスによって放出された前記出力スペクトルを前記検出することは、前記光電池デバイスに近接して配置される１つ又は複数のセンサを通して実行される、態様９に記載の方法。
【外国語明細書】
2018153083000001.pdf