(57)【要約】【課題】太陽電池の光電変換特性を測定するための光源システムを校正するために用いられる基準セルにおいて、シミュレータ光の曝露による劣化から保護する。【解決手段】前記太陽電池として、シリコン結晶系以外の特に多接合型の太陽電池を測定するにあたって、前記基準セル３が、安定なシリコンセンサ３１の上に光学フィルタ３２を貼り付けた擬似セルで構成される場合に、該基準セル３上に、シャッタなどの遮光部材４１と、その開閉機構４２とを備えて構成される保護装置４を被せて基準セル装置２を構成する。そして、ソーラシミュレータ１の測定制御部１２は、太陽電池の光電変換特性の測定時には基準セル３を遮光部材４１で覆い、該ソーラシミュレータ１の校正時には遮光部材４１を退避させる。したがって、光学フィルタ３２の、特に紫外光成分に対する不必要な曝露を無くし、該擬似セルの分光感度特性を、長期に亘り安定させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池の光電変換特性を測定するための光源の放射照度を校正するために用いる基準セルを保護するための保護装置であって、
紫外放射の入射をカットする減光部材と、
前記基準セルにおける被測定光の入射口に対して、前記太陽電池の光電変換特性の測定時には前記減光部材で覆い、前記光源の校正時には前記減光部材を退避させる駆動部とを含むことを特徴とする太陽電池測定用基準セル保護装置。
【請求項２】
前記減光部材は、被測定光の全波長域の光を遮断する遮光部材であることを特徴とする請求項１記載の太陽電池測定用基準セル保護装置。
【請求項３】
前記減光部材は、前記紫外放射の入射をカットするフィルタであることを特徴とする請求項１記載の太陽電池測定用基準セル保護装置。
【請求項４】
前記請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池測定用基準セル保護装置を、前記基準セルの入射口上に搭載して成ることを特徴とする太陽電池測定用基準セル装置。
【請求項５】
前記基準セルに隣接して、前記被測定光に対して、前記基準セルよりも紫外放射耐性が高く、かつ、精度に劣るモニタセルが設けられ、前記減光部材は、前記基準セルとモニタセルとの間を、前記駆動部によって往復動されることを特徴とする請求項４記載の太陽電池測定用基準セル装置。
【請求項６】
前記基準セルとモニタセルとの正負の出力端の少なくとも一方を、前記駆動部による減光部材の往復動に連動して、共通の出力端子に択一的に接続するスイッチをさらに備えることを特徴とする請求項５記載の太陽電池測定用基準セル装置。
【請求項７】
前記請求項５または６記載の太陽電池測定用基準セル装置を備え、前記モニタセルの出力から、予め定めるレベル以上の照射光量の変動が生じた場合には、前記駆動部に前記基準セルに切換えを行わせ、自身の発光光量を調整する測定制御部を備えることを特徴とする光源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池の光電変換特性を測定するための光源システムの放射照度を校正するために用いられる基準セルを、その劣化から保護するための保護装置ならびにその保護装置を搭載した基準セル装置およびその基準セル装置を使用する前記光源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光発電が大きく取り上げられている中、多接合型太陽電池を始めとする種々の発電特性を持つ新型太陽電池が開発されつつある。一方、それらの太陽電池の性能を正しく測定する上で、既に開発されている結晶シリコン系の評価技術の中で、そのまま新型に適用可能なものは、少ない。
【０００３】
それは、前記の新型太陽電池は、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ため、その光電変換特性が、性能評価用の照射光の分光放射照度に大きく依存するためである。それ以外にも、太陽電池の出力特性は、設置する場所の日射量や気温、風況等の気候により大きく変化する。そのため、一般に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に、基準太陽光に近似させた分光放射照度分布を持つ光源システム（ソーラシミュレータ）を用い、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を用いた測定では、正確な測定結果を得るために該ソーラシミュレータの分光放射照度分布を前記基準太陽光の分光放射照度分布と一致させる必要がある。しかし、実際には両者には差があるため、何らかの補正を施さない限り、スペクトルの不一致に起因する誤差が評価結果に系統的に含まれる。
【０００５】
図１９は、キセノンランプを光源とし、光学フィルタなどで近似度を向上させたソーラシミュレータと、基準太陽光との、分光放射照度の違いの一例を示すもので、実線が基準太陽光、破線がソーラシミュレータ光源の分光放射照度である。ソーラシミュレータ光源の分光放射照度は、短波長側では基準太陽光のスペクトルに比較的一致しているものの、長波長側では誤差が大きくなることが理解される。
【０００６】
このような分光放射照度の誤差を軽減するには、ソーラシミュレータ光源自体の前記基準太陽光に対する近似度を、一層向上させれば良いが、現実的には、技術的にもコスト的にも限界がある。そのため、ソーラシミュレータの放射照度を、前記標準試験条件相当に設定するという基準セル法が導入され、世界的に普及している。
【０００７】
この基準セル法では、評価対象の太陽電池と同じ相対分光感度特性を持つ基準セル、具体的には、生産品の一部をサンプルとして切出し、所定のパッケージに封止したものを用意する。その後、この基準セルを用い、ソーラシミュレータの光量を調整する。
【０００８】
ここで、前記太陽電池には、単結晶シリコンを用いたシリコン結晶系等の特性の安定したものと、透明基板に、アモルファスシリコンや微結晶シリコンなどが成膜された薄膜シリコンなどの特性の安定していない太陽電池とに大別される。図２０に、前記シリコン結晶系太陽電池の分光感度特性を示す。
【０００９】
一方、図２１は、前記薄膜シリコン系太陽電池の分光感度特性を示す。この図で示すように、薄膜シリコンを用いた太陽電池では、比較的狭い波長帯域にしか感度が無い。このため、変換効率を高めるために、実線で示す短波長側に比較的感度が高いセルを表面側に形成し、破線で示す長波長側に比較的感度が高いセルを底面側に形成し、それらを接合した前記多接合型の太陽電池が製造されている。
【００１０】
図２０で示すように、前記シリコン結晶系の太陽電池は、広い波長範囲で分光感度がある。他方、図２１で示すように、多接合型の薄膜シリコン系太陽電池は、分光感度を持つ波長範囲が狭い上、基準太陽光とソーラシミュレータの分光放射照度が大きく異なる波長においても感度がある。したがって、前述の図１９から、このような多接合型の薄膜シリコン系太陽電池の測定に際しては、分光放射照度の合致度のより高いソーラシミュレータが必要になる。
【００１１】
ところで、前記シリコン結晶系の太陽電池は、その特性が安定であるため、安定な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。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に非常に難がある。
【００１２】
従来、上述のような薄膜シリコン系の基準セルとして、次の２種類の疑似セルが提案されている。先ず特許文献１では、目標とする擬似セルの相対分光感度特性を被測定太陽電池のそれに一致させるため、アモルファスシリコン層の膜厚を変化させた疑似セルを選択している。しかしながら、この方法では、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疑似セルを得ることができないという問題がある。
【００１３】
同様に、特許文献２にも、第０１４４段落に色ガラスフィルタを用いた擬似セルの例を記載しているが、図２２（ａ）および図２３（ａ）に示すように紫外線照射により、フィルタの特性が変化してしまうという問題点が存在する。図２２（ａ）および図２３（ａ）は、擬似セルに、ソーラシミュレータから１ｓｕｎの強さの光を連続照射したときの、照射１００時間後、２００時間後の受光感度の変化を示すグラフである。前記受光感度の変化は、照射前の透過率から、透過後の透過率を減算して求めている。これらの図２２（ａ）および図２３（ａ）は、前記の多接合型の薄膜シリコン系太陽電池の例を示しており、図２２は短波長側に比較的感度が高い表面側のセル（トップセル）を示し、図２３（ａ）は長波長側に比較的感度が高い底面側のセル（ボトムセル）を示す。
【００１４】
図２２（ａ）から、トップセルでは、たとえば４００ｎｍで、１００時間後、０．７％も受光感度が低下している。これに対して、図２３（ａ）から、ボトムセルでは、たとえば６００ｎｍで、１００時間後、０．１％受光感度が低下している。これらのトップセルおよびボトムセルの分光感度特性をそれぞれ図２２（ｂ）および図２３（ｂ）で示す。
【００１５】
ＪＩＳ  Ｃ８９４１では、上述したような疑似セルが持つ不安定性を克服するために、安定な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を認めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００６−１４７７５５号公報
【特許文献２】特開２００４−２７３８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上述のような擬似セルを吸収型の光学フィルタを用いて作成する場合、先ず所定の分光感度特性に合致し、光量減衰を少なくできるようにフィルタを選択する必要がある。しかし、ソーラシミュレータの放射照度は非常に大きく、１００ｍＷ／ｃｍ２にもなる。
【００１８】
したがって、前記のフィルタの選択の中で、ソーラリゼーション（紫外放射暴露によって分光透過率が劣化する現象）の少ないフィルタを優先すると選択技が狭まり、最も重要な前記分光感度特性および光量が犠牲となり、期待した擬似セルが得られなくなるという問題がある。
【００１９】
本発明の目的は、太陽電池測定用基準セルの分光感度特性を安定化できる太陽電池測定用基準セル保護装置ならびにそれを用いる基準セル装置および光源システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の太陽電池測定用基準セル保護装置は、太陽電池の光電変換特性を測定するための光源の放射照度を校正するために用いる基準セルを保護するための保護装置であって、紫外放射の入射をカットする減光部材と、前記基準セルにおける被測定光の入射口に対して、前記太陽電池の光電変換特性の測定時には前記減光部材で覆い、前記光源の校正時には前記減光部材を退避させる駆動部とを含むことを特徴とする。
【００２１】
したがって、前記基準セルが安定な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セルであっても、不必要な紫外放射暴露の期間を無くし、ソーラリゼーションの影響を最小化することによって、該擬似セルの分光感度特性を、長期に亘り安定させることができる。
【００２２】
また、本発明の太陽電池測定用基準セル保護装置では、前記減光部材は、被測定光の全波長域の光を遮断する遮光部材であることを特徴とする。
【００２３】
上記の構成によれば、前記減光部材としてシャッタのような遮光部材を設け、その遮光部材をソーラシミュレータの光量調整時にのみ開き、それ以外は閉じて基準（疑似）セルを覆うので、該基準（擬似）セルの劣化を防ぐことができる。
【００２４】
さらにまた、本発明の太陽電池測定用基準セル保護装置では、前記減光部材は、前記紫外放射の入射をカットするフィルタであることを特徴とする。
【００２５】
上記の構成によれば、前記減光部材として概ね４００ｎｍ以下の波長域の紫外放射をカットする紫外放射カットフィルタを設け、その紫外放射カットフィルタを光源の校正（光量調整）時は基準（擬似）セル上から退避させ、それ以外は該基準（擬似）セルに被せて該基準（擬似）セルの劣化（ソーラリゼーション）を防ぎつつ、使用時以外は、前記紫外放射以外の該基準（擬似）セルを劣化させる可能性の少ない照射光で、光源の光量の時間的変動をモニタすることができる。
【００２６】
また、本発明の太陽電池測定用基準セル装置は、前記の太陽電池測定用基準セル保護装置を、前記基準セルの入射口上に搭載して成ることを特徴とする。
【００２７】
上記の構成によれば、上記の保護装置を基準（擬似）セルの入射口上に搭載して、同一パッケージに収納する。
【００２８】
したがって、前記基準（擬似）セルの光学フィルタの分光透過特性を安定に維持できる基準セル装置を実現することができる。また、この基準セル装置は、ソーラシミュレータに限らず、一定の分光放射特性を要求されるあらゆる光源系の放射光のスペクトル分布の変化を認識できるので、これら光源の劣化判定に用いることもできる。
【００２９】
さらにまた、本発明の太陽電池測定用基準セル装置は、前記基準セルに隣接して、前記被測定光に対して、前記基準セルよりも紫外放射耐性が高く、かつ、精度に劣るモニタセルが設けられ、前記減光部材は、前記基準セルとモニタセルとの間を、前記駆動部によって往復動されることを特徴とする。
【００３０】
上記の構成によれば、前記基準セルに隣接して、フィルタ無しのシリコンセンサなどで実現され、前記被測定光に対して、前記基準セルよりも紫外放射耐性が高く、かつ、精度に劣る（分光感度にずれがある）モニタセルを併設し、前記減光部材を、その基準セルとモニタセルとの間を、前記駆動部によって往復動させる。
【００３１】
これにより、光源の校正（光量調整）は、基準（擬似）セルを用いて高精度に行うことができる。また、太陽電池の測定時においては、モニタセルを用いてソーラシミュレータの光量の時間的変動をモニタすることができる。また、基準（擬似）セルに併設されているモニタセル上の空間に、減光部材を不要な時に退避させるので、該基準セル装置をコンパクトに実現することができる。
【００３２】
また、本発明の太陽電池測定用基準セル装置は、前記基準セルとモニタセルとの正負の出力端の少なくとも一方を、前記駆動部による減光部材の往復動に連動して、共通の出力端子に択一的に接続するスイッチをさらに備えることを特徴とする。
【００３３】
上記の構成によれば、基準（擬似）セルに、その保護装置とモニタセルとを同一パッケージに収納しても、パッケージからの端子の引出し本数を削減することができる。
【００３４】
さらにまた、本発明の光源システムは、前記の太陽電池測定用基準セル装置を備え、前記モニタセルの出力から、予め定めるレベル以上の照射光量の変動が生じた場合には、前記駆動部に前記基準セルに切換えを行い、その出力を用いて自身の発光光量を調整する測定制御部を備えることを特徴とする。
【００３５】
上記の構成によれば、多接合型の太陽電池を始めとする種々の分光感度特性を持つ太陽電池の測定を、基準セルで値付けされた該光源システムによって行うことができる。しかも、前記基準セルによる値付けは、モニタセルの出力について所定量以上の変動が生じた場合に行うので、不安定な前記基準セルへの紫外放射の入射を最小限に抑えることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の太陽電池測定用基準セル保護装置ならびにそれを用いる基準セル装置および光源システムは、以上のように、太陽電池の光電変換特性を測定するための光源を校正（光量調整）するために用いられる基準セルを、光源光の主に紫外放射の入射による劣化から保護するにあたって、不必要な時間は、少なくとも前記紫外放射をカットする減光部材で該基準セルを覆う。
【００３７】
それゆえ、前記太陽電池として、シリコン結晶系以外の特に多接合型の太陽電池を測定するにあたり、基準セルが安定な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セルであっても、前記不必要な時間の紫外放射の入射を無くし、ソーラリゼーションの影響を最小化し、該擬似セルの分光感度特性を、長期に亘り安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の第１の形態に係る光源システムであるソーラシミュレータシステムのブロック図である。
【図２】図１で示すソーラシミュレータシステムにおける基準セル装置の一例を説明するための図である。
【図３】図２で示す基準セル装置の内部構造を示す図である。
【図４】図１で示すソーラシミュレータシステムにおける基準セル装置の他の例を説明するための図である。
【図５】図４で示す基準セル装置の内部構造を示す図である。
【図６】図２および図３で示す基準セル装置を用いた測定制御部による測定制御動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】従来の測定動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の実施の第２の形態に係るソーラシミュレータシステムのブロック図である。
【図９】前記基準セルとモニタセルとの切換え回路の一例を説明するための図である。
【図１０】図８で示すソーラシミュレータの測定制御部による測定制御動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の第３の形態に係るソーラシミュレータシステムのブロック図である。
【図１２】紫外放射カットフィルタの通過特性を示すグラフである。
【図１３】多接合型の太陽電池におけるボトムセルの分光感度特性に、さらに前記紫外放射カットフィルタを介在した場合の分光感度特性を示すグラフである。
【図１４】多接合型の太陽電池におけるトップセルの分光感度特性に、さらに前記紫外放射カットフィルタを介在した場合の分光感度特性を示すグラフである。
【図１５】図１１で示すソーラシミュレータの測定制御部による測定制御動作を説明するためのフローチャートである。
【図１６】本発明の実施の第４の形態に係る保護装置および基準セル装置を説明するための図である。
【図１７】図１６で示す保護装置に用いられるシャッタの一例の正面図である。
【図１８】前記シャッタの背面図である。
【図１９】基準太陽光とソーラシミュレータとの分光放射照度分布の違いを示すグラフである。
【図２０】単結晶シリコンを用いた太陽電池の分光感度特性を示すグラフである。
【図２１】薄膜シリコンを用いた太陽電池の分光感度特性を示すグラフである。
【図２２】前記薄膜シリコンを用いた多接合型の太陽電池のトップセルのソーラリゼーションの様子を説明するためのグラフである。
【図２３】前記薄膜シリコンを用いた多接合型の太陽電池のボトムセルのソーラリゼーションの様子を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の第１の形態に係る光源システムであるソーラシミュレータシステムのブロック図である。このソーラシミュレータシステムは、ソーラシミュレータ１に、その校正用の基準セル装置２を備えて構成される。ソーラシミュレータ１は、太陽電池の光電変換特性を測定するものであり、図示しない被測定太陽電池および基準セル装置２に、所定の光量に調整された照明光を照射する光源１１と、その光源１１の光量等、測定動作を制御する測定制御部１２から構成される。また、後述するように、所定時間（所定数量）の被測定太陽電池の特性の測定毎に、基準セル装置２を使用して、自機の光源１１の光量調整（校正）を行う。
【００４０】
注目すべきは、前記基準セル装置２が、基準セル３に、それを保護するための保護装置４を備えて構成されることである。前記基準セル３は、前記被測定太陽電池として、シリコン結晶系以外の、特に多接合型の太陽電池セルを使用する際に用いられるもので、安定なシリコン結晶系セルから成るセンサ３１の上に、光学フィルタ３２を貼り付けて成る擬似セルである。そして、前記光学フィルタ３２は、前記センサ３１の分光感度特性を、前記被測定太陽電池の分光感度特性に高精度に合致させるためのものである。前記センサ３１の両出力端子は、前記測定制御部１２に接続される。
【００４１】
一方、前記保護装置４は、シャッタなどの遮光部材４１と、前記基準セル３における被測定光の入射口に対して、前記太陽電池の光電変換特性の測定時には前記遮光部材４１で覆い、前記ソーラシミュレータ１の校正時には前記遮光部材４１を退避させる駆動部である開閉機構４２とを備えて構成される。
【００４２】
なお、ソーラシミュレータ１の校正にあたっては、前記センサ３１の温度を一定（２５℃）に保つことが必要で、このため前記センサ３１に密着して、温度センサ５１と、冷却機構５２とを備えて構成される冷却装置５が設けられている。
【００４３】
図２は、前記基準セル装置２の一例である基準セル装置２ａを説明するための図である。この基準セル装置２ａは、前記基準セル３に保護装置４が、筐体２５内に一体に封止されて構成される。前記保護装置４は前記基準セル３上に配置され、前記基準セル３における被測定光の入射口に連通する開口４３が、前記遮光部材４１である一対のシャッタ４１１，４１２で開閉されることで、図２（ｂ）で示す前記開口４３の開放状態と、図２（ａ）で示す閉鎖状態とを切換えるようになっている。これらの図２（ａ）および図２（ｂ）は基準セル装置２ａの正面図であり、図２（ｃ）は側面図である。
【００４４】
図３は、前記基準セル装置２ａの内部構造を示す図であり、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図である。前記一対のシャッタ４１１，４１２は、剛性を有する金属板などから成り、相互に離反および近接方向に移動することで、前記開口４３を、それぞれ開放および閉塞するようになっている。その開閉のメカニズムは、シャッタ４１１，４１２の前記近接・離反方向とは直交する側の一方の端部に設けられたブラケット４１１１，４１２１が、ガイド軸４１１２，４１２２上をそれぞれ摺動可能となっており、他方の端部に設けられたブラケット４１１３，４１２３にはモータ４１１４，４１２４の出力軸に固着されたスクリュー４１１５，４１２５が螺合しており、前記モータ４１１４，４１２４の回転によって、前記シャッタ４１１，４１２が相互に近接・離反変位するというものである。
【００４５】
前記モータ４１１４，４１２４からのリード線４１１６，４１２６は、外部接続端子４４に接続され、図示しないケーブルなどを介して、前記ソーラシミュレータ１の測定制御部１２に接続される。前記モータ４１１４，４１２４からのリード線４１１６，４１２６は、相互に並列に接続されて前記測定制御部１２によって一体で制御されてもよく、或いは個別に引回されてそれぞれ制御されてもよい。また、該保護装置４ａ内に前記モータ４１１４，４１２４の制御回路が設けられ、該制御回路は外部接続端子４４を介して前記測定制御部１２からの開閉信号を受信し、その開閉信号に応答して前記モータ４１１４，４１２４を制御してもよい。その場合、リミットスイッチや過電流保護回路を設け、シャッタ４１１，４１２の開閉動作や、異常の検知が行われてもよい。
【００４６】
図４は、前記基準セル装置２の他の一例である基準セル装置２ｂを説明するための図である。この基準セル装置２ｂも前述の基準セル装置２ａと同様に、保護装置４ｂは前記基準セル３に被せて使用され、前記基準セル３における被測定光の入射口に連通する開口４３が、前記遮光部材４１である一対のシャッタ４１３，４１４で開閉されることで、図４（ｂ）で示す前記開口４３の開放状態と、図４（ａ）で示す閉鎖状態とを切換えるようになっている。これらの図４（ａ）および図４（ｂ）は基準セル装置２ｂの正面図であり、図４（ｃ）は側面図である。
【００４７】
図５は、前記基準セル装置２ｂの内部構造を示す図であり、図５（ａ）および図５（ｂ）はそれぞれ図４（ａ）および図４（ｂ）に対応した正面図である。前記一対のシャッタ４１３，４１４は、剛性を有する金属板などから成り、相互に離反および近接方向に移動することで、前記開口４３を、それぞれ開放および閉塞するようになっている。そのため、まずこれらのシャッタ４１３，４１４は、図示しないガイドによって相互に近接・離反変位可能となっている。そして、これらのシャッタ４１３，４１４の前記近接・離反方向とは直交する側の両端部間には、それぞれ巻きばね４１５が懸架されている。
【００４８】
前記巻きばね４１５は、巻回部４１５ａから、その両端が２本の腕部４１５ｂ，４１５ｃとして延びて形成されており、前記腕部４１５ｂ，４１５が相互に閉じる方向に弾発力を発揮する。前記巻回部４１５ａには、ピン４１６が嵌め込まれており、このピン４１６は、筐体２６の上面板２６１において、前記シャッタ４１３，４１４の対向面と略平行に延びるガイド溝２６２に抜け止めされて摺動可能となっている。
【００４９】
したがって、通常状態では、前記巻きばね４１５の弾発力によって、前記シャッタ４１３，４１４が相互に近接、すなわち閉じられる方向に移動されるとともに、ピン４１６は前記ガイド溝２６２内を摺動し、前記開口４３から遠い側の端部２６２ａ付近に位置しており、図４（ａ）および図５（ａ）で示す状態となる。
【００５０】
これに対して、使用者が一対の前記ピン４１６を、前記巻きばね４１５の弾発力に抗して相互に近接するように変位させると、前記巻きばね４１５の２本の腕部４１５ｂ，４１５ｃは相互に離反し、これによって前記シャッタ４１３，４１４も相互に離反し、図４（ｂ）および図５（ｂ）で示す状態となる。この状態では、使用者は前記ガイド溝２６２の開口４３に近い側の端部２６２ｂに設けられる係止部に前記ピン４１６を係止させること
で、前記シャッタ４１３，４１４を開放状態で保持することができる。
【００５１】
使用者が前記係止部からピン４１６を離脱させることで、巻きばね４１５の弾発力によって、ピン４１６をガイド溝２６２の開口４３から遠い側の端部２６２ａに移動させ、シャッタ４１３，４１４を閉じることができ、前述の図４（ａ）および図５（ａ）で示す状態となる。
【００５２】
したがって、図２および図３で示す基準セル装置２ａはソーラシミュレータ１側の測定制御部１２に制御されてシャッタ４１１，４１２を自動的に開閉するのに対して、図４および図５で示す基準セル装置２ｂは、使用者の手動操作によってシャッタ４１３，４１４を開閉するようになっている。
【００５３】
図６は、前述の図２および図３で示す基準セル装置２ａを用いた測定制御部１２による測定制御動作を説明するためのフローチャートである。測定制御部１２は、ステップＳ１でソーラシミュレータ１の電源が投入されると、ステップＳ２でシャッタ４１１，４１２を開放し、ステップＳ３ではセンサ３１の出力をモニタし、安定するまで待機して、ステップＳ４に移る。
【００５４】
ステップＳ４では、測定制御部１２は、センサ３１の出力が該センサ３１に予め値付けされた基準値（短絡電流Ｉｓｃ）に一致しているか否を判断し、一致していない場合にはステップＳ５で光源１１の光量を調整（校正）して前記ステップＳ４に戻り、こうして光源１１の光量が一定になるまで調整（校正）が行われる。調整の後、測定制御部１２は、ステップＳ６でシャッタ４１１，４１２を閉塞し、ステップＳ７で被測定太陽電池の発電量の測定を行う。
【００５５】
ステップＳ８では、測定者は、測定すべき太陽電池が残されているか否かを判断し、総ての太陽電池の測定を終了した場合には処理を終了する。これに対して、前記ステップＳ８で測定すべき太陽電池が残されている場合には、測定制御部１２は、ステップＳ９で、先に光原１１の光量調整をしてから所定以上の時間経過しているか否かを判断し、経過している場合には前記ステップＳ２に戻って前記基準セル装置２ａを用いて光量調整を行い、経過していない場合にはステップＳ７に戻って測定を継続する。
【００５６】
一方、図７には、前記保護装置４ａが設けられていない、すなわち基準セル３だけを用いた従来のソーラシミュレータにおける測定動作を参考に示す。同じ処理には、同じステップ番号を付して示す。したがって、図６と比較して、ステップＳ２，Ｓ６のシャッタ４１１，４１２の開閉およびステップＳ９の周期的な光量調整（校正）タイミングの判定は行われない。そして、これらの図６および図７において、網掛けして示すステップが、基準セル３がソーラシミュレータ１からの照射光に暴露される期間で、図７では全測定期間を通して暴露されているのに対して、図６では光量調整（校正）期間のみの暴露となり、前記基準セル３の光学フィルタ３２の劣化を抑えることができる。
【００５７】
なお、上述の例では、保護装置４ａを用いてシャッタ４１１，４１２を自動的に開閉しているけれども、手動の保護装置４ｂａを用いる場合には、前記ステップＳ２，Ｓ６の開閉動作に代えて、使用者に開閉すべきことを表す報知を行えばよい。
【００５８】
以上のように、本実施の形態では、太陽電池の光電変換特性を測定するためのソーラシミュレータ１を校正するために用いられる基準セル３において、保護装置４ａ，４ｂを被せるようにし、その保護装置４ａ，４ｂを、前記基準セル３における被測定光の入射口に対して、前記太陽電池の光電変換特性の測定時に覆い、前記ソーラシミュレータ１の校正時には開放する遮光部材４１（シャッタ４１１，４１２；４１３，４１４）と、それを駆動する開閉機構４２とを備えて構成する。
【００５９】
したがって、前記太陽電池として、シリコン結晶系以外の、特に多接合型の太陽電池を測定するにあたって、基準セル３が、安定なシリコン結晶系セル（センサ３１）の上に光学フィルタ３２を貼り付けた擬似セルであっても、不必要な期間の照射光による暴露を無くし（光学フィルタ３２のソーラリゼーションの影響を最小化し）、該擬似セル（基準セル３）の分光感度特性を、長期に亘り安定させることができる。
【００６０】
また、基準（擬似）セル２の入射口上に、その保護装置４を搭載して、それらを同一パッケージに収納することで、前記基準（擬似）セル２の光学フィルタ３２の分光透過特性を安定に維持できる基準セル装置２を実現することができる。また、この基準セル装置２は、ソーラシミュレータ１に限らず、一定の分光放射特性を要求されるあらゆる光源系の放射光のスペクトル分布の変化を認識できるので、これら光源の性能劣化判定に用いることもできる。
【００６１】
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の第２の形態に係るソーラシミュレータシステムのブロック図である。このソーラシミュレータシステムは、前述の図１で示すソーラシミュレータシステムに類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、このソーラシミュレータシステムでは、基準セル装置２’において、前記基準セル３に隣接して、前記被測定光に対して、前記基準セル３よりも耐紫外放射性が高く、かつ、精度に劣る（分光感度にずれがある）モニタセルセル３’が設けられ、前記遮光部材４１は、前記基準セル３とモニタセル３’との間を、前記開閉機構４２によって往復動されることである。
【００６２】
具体的には、前記モニタセル３’は、光学フィルタ無しの安定なシリコンセンサ３１’などで実現される。そして、前記基準セル３は、前述のように光量（短絡電流Ｉｓｃ）調整、すなわち絶対値の調整に用いられるのに対して、このモニタセル３’は、その光量の時間的変動の確認のために用いられる。したがって、ソーラシミュレータ１’の測定制御部１２’には、２つのセンサ３１，３１’からの出力が入力される。
【００６３】
このように２つのセル３，３’を１つの基準セル装置２’に併設する場合、前記基準セル３とモニタセル３’との正負の出力端の少なくとも一方を、前記開閉機構４２による遮光部材４１の往復動に連動してスイッチ切換えし、共通の出力端子に択一的に接続するようにしてもよい。
【００６４】
図９は、前記基準セル３とモニタセル３’との正負両方の出力端をスイッチＦ１，Ｆ２で切換えし、正負の出力端子Ｐ１，Ｐ２に択一的に接続する例を示す。このように構成することで、基準セル３に、その保護装置４とモニタセル３’とを同一パッケージに収納しても、パッケージからの端子の引出し本数を削減することができる。
【００６５】
図１０は、前記ソーラシミュレータ１’の測定制御部１２’による測定制御動作を説明するためのフローチャートである。図６の処理に類似し、対応するステップには同一のステップ番号を付して示す。先ずこのソーラシミュレータ１’では、ステップＳ１でソーラシミュレータ１の電源が投入されると、測定制御部１２’は、ステップＳ２’で遮光部材４を駆動して、モニタセル３’（センサＢ）側を開放し、基準セル３（センサＡ）側を閉塞する。ステップＳ１１では、測定制御部１２’は、センサ３１’ （センサＢ）の出力をモニタし、安定するまで待機して、ステップＳ１２に移る。
【００６６】
ステップＳ１２では、測定制御部１２’は、遮光部材４を駆動して、基準セル３（センサＡ）側を開放し、モニタセル３’（センサＢ）側を閉塞する。続いてステップＳ３’では、測定制御部１２’は、センサ３１（センサＡ）の出力をモニタし、安定するまで待機して、ステップＳ４’に移る。ステップＳ４’では、測定制御部１２’は、センサ３１（センサＡ）の出力が該センサ３１に予め値付けされた基準値（短絡電流Ｉｓｃ）に一致しているか否を判断し、一致していない場合には、ステップＳ５で光源１１の光量を調整（校正）して前記ステップＳ４’に戻り、こうして光源１１の光量が一定になるまで調整（校正）が行われる。
【００６７】
調整の後、測定制御部１２’は、ステップＳ１３で遮光部材４を駆動して、モニタセル３’(センサＢ）側を開放し、基準セル３（センサＡ）側を閉塞する。これによって、前記ステップＳ５で調整された光量におけるモニタセル３’(センサＢ）の出力を値付けすることができ、測定制御部１２’は、ステップＳ１４で、その出力を値Ｘとして格納する。
【００６８】
以降、測定制御部１２’は、ステップＳ７で被測定太陽電池の発電量の測定を行いつつ、ステップＳ１５で前記モニタセル３’(センサＢ）の出力をチェックする。その結果、前記値Ｘから所定範囲±Ｙ％以内であるときには、測定制御部１２’は、前記ステップＳ８の終了判定を行い、測定すべき太陽電池が残されている場合には前記ステップＳ７に戻って測定を継続し、残されていない場合には処理を終了する。一方、前記ステップＳ１５において、モニタセル３’（センサＢ）の出力が前記値Ｘから所定範囲±Ｙ％を超えると、測定制御部１２’は、ステップＳ１２からの基準セル３を用いた光量調整を行う。
【００６９】
このように構成することで、校正（光量調整）は基準（擬似）セル３を用いて高精度に行うことができ、それ以外はモニタセル３’を用いてソーラシミュレータ１’の光量の時間的変動、すなわち光源１１の劣化をモニタし、光量を自動的に校正することができる。これによって、ソーラシミュレータ１’の信頼性を確保することができる。また、基準（擬似）セル３に併設されているモニタセル３’上の空間に、遮光部材４を不要な時に退避させるので、該基準セル装置２’をコンパクトに実現することができる。
【００７０】
一方、前記モニタセル３’に代えて、基準セル３と類似の構成のもう１つの基準セルを併設し、それらの間の光学フィルタ３２の分光感度特性を相互に異ならせておき、それらを交互に、或いは両方同時に、前記遮光部材４１を開閉させて光量測定を行うことで、ソーラシミュレータ１’の光源１１の経年による分光放射照度分布性の変化にも対応することができる。
【００７１】
（実施の形態３）
図１１は、本発明の実施の第３の形態に係るソーラシミュレータシステムのブロック図である。このソーラシミュレータシステムは、前述の図１で示すソーラシミュレータシステムに類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、このソーラシミュレータシステムでは、基準セル装置２''の保護装置４''において、遮光部材４１に代えて、紫外放射カットフィルタ４１''が用いられることである。この紫外放射カットフィルタ４１''は、図１２で示すように、概ね４００ｎｍ以下の波長域の光をカットする。
【００７２】
これにより、前述の多接合型の太陽電池において、長波長側に比較的感度が高いボトムセルの分光感度特性が、図１３において仮想線で示すところ、前記紫外放射カットフィルタ４１''を介在しても、実線で示す程度にしか、すなわち殆ど変化しないのに対して、短波長側に比較的感度が高いトップセルの分光感度特性は、図１４において仮想線で示す特性から、前記紫外放射カットフィルタ４１''を介在することで、破線で示す特性に変化し、斜線を施して示す短波長側の成分がカットされる。
【００７３】
しかしながら、前記紫外放射カットフィルタ４１''の透過域にもソーラシミュレータの照射光のエネルギーの多くが残されており、この透過域の光量を測定することで、前述の図８で示すモニタセル３’の機能を、基準セル３に持たせることができる。これにより、パッケージを小型化することができるとともに、端子の増加等もなく、ソーラシミュレータ１''の光量の時間的変動をモニタすることができる。
【００７４】
したがって、この基準セル装置２''を用いる場合のソーラシミュレータ１''の測定制御部１２''による測定制御動作は、図１５で示すようになる。この動作で、図６の動作に類似する動作には、同じステップ番号を付して示す。測定制御部１２''は、ステップＳ１でソーラシミュレータ１''の電源が投入されると、ステップＳ２１で紫外放射カットフィルタ４１''を挿入し、ステップＳ３ではセンサ３１の出力をモニタし、安定するまで待機して、ステップＳ２２で紫外放射カットフィルタ４１''を撤去し、ステップＳ４に移る。
【００７５】
ステップＳ４で、前記測定制御部１２''は、センサ３１の出力が該センサ３１に予め値付けされた基準値（短絡電流Ｉｓｃ）に一致しているか否を判断し、一致していない場合にはステップＳ５で光源１１の光量を調整（校正）して前記ステップＳ４に戻り、こうして光源１１の光量が一定になるまで調整（校正）が行われる。
【００７６】
調整の後、測定制御部１２''は、ステップＳ２３で紫外放射カットフィルタ４１''を挿入し、ステップＳ１４''で、その状態でのセンサ３１の出力を値Ｘとして格納する。以降、測定制御部１２''は、ステップＳ７で被測定太陽電池の発電量の測定を行いつつ、ステップＳ１５で前記センサ３１の出力をチェックする。その結果、前記値Ｘから所定範囲±Ｙ％以内であるときには、測定制御部１２’は、前記ステップＳ８の終了判定を行い、測定すべき太陽電池が残されている場合には前記ステップＳ７に戻って測定を継続し、残されていない場合には処理を終了する。一方、前記ステップＳ１５において、センサ３１の出力が前記値Ｘから所定範囲±Ｙ％を超えると、測定制御部１２''は、ステップＳ２２で前記紫外放射カットフィルタ４１''を撤去した後、ステップＳ４からの基準セル３を用いた光量調整を行う。
【００７７】
このように紫外放射カットフィルタ４１''をソーラシミュレータ１''の校正（光量調整）時は基準セル３上から退避させ、それ以外は該基準セル３に被せることで、該基準セル３の劣化（ソーラリゼーションの影響）を防ぎつつ、校正時以外は、該基準セル３を劣化させる可能性の少ない前記紫外成分以外のソーラシミュレータの放射により、ソーラシミュレータ１''の光量の時間的変動をモニタすることができる。
【００７８】
前記の紫外放射カットフィルタ４１''による効果を、図２２（ｃ）および図２３（ｃ）に示す。これらの図は、前述のように、薄膜シリコンを用いた多接合型の太陽電池におけるトップセルおよびボトムセルが、紫外放射カットフィルタ４１''を挿入した場合に、どのように感度が低下するかを示したものである。図２２（ｃ）で示すトップセルでは受光感度の低下の程度が小さくなり（４００ｎｍで１００時間後に０．２％低下に抑制）、図２３（ｃ）で示すボトムセルでは、受光感度の変化は殆ど無いことが理解される。
【００７９】
（実施の形態４）
図１６は、本発明の実施の第４の形態に係る保護装置４'''および基準セル装置２'''を説明するための図であり、図１６（ａ）および図１６（ｂ）はそれらの正面図および側面図である。注目すべきは、本実施の形態では、基準セル装置２'''は、前述の基準セル３を内蔵するだけであり、保護装置４'''は、この基準セル装置２'''と別体で構成され、基準セル装置２'''上に搭載されることである。したがって、既存の基準セル装置２'''に、後付けで、その保護のための保護装置４'''を設けることができる。
【００８０】
この保護装置４'''では、遮光部材として、先幕および後幕のそれぞれに４枚の羽根４９１〜４９４を有するシャッタ４９が用いられている。図１７は前記シャッタ４９の正面図であり、図１８は背面図である。図１７は前記シャッタ４９が閉じた状態、図１８は開放した状態をそれぞれ示す。図１７が、チャージされた（開放前）状態を示す場合は前記４枚の羽根４９１〜４９４は先幕４９１ｆ〜４９４ｆを示し、チャージされていない（開放後）状態を示す場合は前記４枚の羽根４９１〜４９４は後幕４９１ｒ〜４９４ｒを示す。
【００８１】
前記４枚の羽根４９１ｆ〜４９４ｆ；４９１ｒ〜４９４ｒは、それぞれリンク４９５ｆ，４９５ｒによって、基台４９６上を平行移動可能に支持されており、前記センサ３１に臨む開口４９７を開閉することができるようになっている。そして、前記羽根４９１ｆ〜４９４ｆ；４９１ｒ〜４９４ｒは、開閉機構である制御ユニット４９８内のチャージユニットによってチャージされ、レリーズユニットによって開閉が制御される。このように保護装置４'''と基準セル装置２'''とは、別体で構成されてもよい。
【００８２】
なお、上述の実施の形態では、ソーラシミュレータ１，１’，１''の光量を調整するために疑似セルを用いているが、光源は必ずしもソーラシミュレータに限定されるものでなく、様々な光源でもよい。たとえば、屋外等の実際の太陽光照明時のセンサ出力と、基準太陽光照明時のセンサ出力（＝基準値）とを比較することで、実際の太陽光が、基準太陽光に対する相対強度の比較が可能となる。
【符号の説明】
【００８３】
１，１’，１''    ソーラシミュレータ
１１    光源
１２，１２’，１２''    測定制御部
２；２ａ，２ｂ；２’；２''；２'''    基準セル装置
２５，２６    筐体
３    基準セル
３’    モニタセル
３１    センサ
３１’  シリコンセンサ
３２    光学フィルタ
４；４ａ，４ｂ；４''；４'''    保護装置
４１    遮光部材
４１''  紫外放射カットフィルタ
４１１，４１２；４１３，４１４    シャッタ
４１５  巻きばね
４１６  ピン
４２    開閉機構
４３    開口
４４    外部接続端子
４９    シャッタ
４９１〜４９４    羽根
４９１ｆ〜４９４ｆ    先幕
４９１ｒ〜４９４ｒ    後幕
４９５ｆ，４９５ｒ    リンク
４９７  開口
４９８  制御ユニット
５    冷却装置
５１    温度センサ
５２    冷却機構
Ｆ１，Ｆ２    スイッチ
Ｐ１，Ｐ２    出力端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2011258750.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2011258750.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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