(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライトソーキングの必要な評価対象の太陽電池に、ライトソーキングのためのライトソーキング光を照射するライトソーキング光照射部と、
前記太陽電池に、評価を行うための評価光を照射する評価光照射部と、
前記太陽電池の出力を検出する検出部と、
前記評価光照射部によって前記評価光を前記太陽電池に照射することで得られた前記検出部の検出結果に基づいて前記太陽電池を評価する評価部と、
前記ライトソーキング光照射部を制御する照射制御部とを備え、
前記照射制御部は、予め設定された所定の条件を満たすまで、前記太陽電池に前記ライトソーキング光を照射するように、前記ライトソーキング光照射部を制御し、ライトソーキングの終了後に、前記太陽電池に前記評価光を照射するように、前記評価光照射部を制御し、
前記照射制御部は、前記検出部によって検出された前記太陽電池の出力が、予め設定された、前記太陽電池または前記太陽電池と同種の太陽電池における定常状態での、設定出力値となった場合に、前記予め設定された所定の条件を満たすと判定すること
を特徴とする太陽電池評価装置。
【請求項２】
前記照射制御部は、前記検出部によって検出された前記太陽電池の出力が、所定の範囲内で、予め設定された、前記太陽電池または前記太陽電池と同種の太陽電池における定常状態での、設定出力値となった場合に、前記予め設定された所定の条件を満たすと判定し、
前記所定の範囲を外部から入力する入力部をさらに備えること
を特徴とする請求項１に記載の太陽電池評価装置。
【請求項３】
前記設定出力値は、評価前に実測された出力値であること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の太陽電池評価装置。
【請求項４】
ライトソーキングの必要な評価対象の太陽電池に、ライトソーキングのためのライトソーキング光を照射するライトソーキング光照射部と、
前記太陽電池に、評価を行うための評価光を照射する評価光照射部と、
前記太陽電池の出力を検出する検出部と、
前記評価光照射部によって前記評価光を前記太陽電池に照射することで得られた前記検出部の検出結果に基づいて前記太陽電池を評価する評価部と、
前記ライトソーキング光照射部を制御する照射制御部とを備え、
前記照射制御部は、予め設定された所定の条件を満たすまで、前記太陽電池に前記ライトソーキング光を照射するように、前記ライトソーキング光照射部を制御し、ライトソーキングの終了後に、前記太陽電池に前記評価光を照射するように、前記評価光照射部を制御し、
前記照射制御部は、前記ライトソーキング光の照射開始からの経過時間が、予め設定された、前記太陽電池または前記太陽電池と同種の太陽電池が光の照射開始から定常状態となるまでの設定時間となった場合に、前記予め設定された所定の条件を満たすと判定すること
を特徴とする太陽電池評価装置。
【請求項５】
前記設定時間は、評価前に実測された実測時間であること
を特徴とする請求項４に記載の太陽電池評価装置。
【請求項６】
前記検出部は、前記太陽電池の出力電流を検出し、
前記評価は、太陽電池の分光感度であり、
前記評価部は、１回のライトソーキング後に、複数の波長に対して、前記評価光照射部によって前記評価光を前記太陽電池に照射することで前記検出部によって得られた前記太陽電池の出力電流に基づいて前記太陽電池の分光感度を求めること
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の太陽電池評価装置。
【請求項７】
ライトソーキングの必要な評価対象の太陽電池に、ライトソーキングのためのライトソーキング光を照射するライトソーキング光照射工程と、
前記太陽電池に、評価を行うための評価光を照射する評価光照射工程と、
前記太陽電池の出力を検出する検出工程と、
前記評価光照射工程によって前記評価光を前記太陽電池に照射することで得られた前記検出工程の検出結果に基づいて前記太陽電池を評価する評価工程とを備え、
前記ライトソーキング光照射工程は、予め設定された所定の条件を満たすまで、前記太陽電池に前記ライトソーキング光を照射し、
前記ライトソーキング光照射工程は、前記検出工程によって検出された前記太陽電池の出力が、予め設定された、前記太陽電池または前記太陽電池と同種の太陽電池における定常状態での、設定出力値となった場合に、前記予め設定された所定の条件を満たすと判定し、
前記評価光照射工程は、前記ライトソーキング光照射工程後に、実行され、
前記評価工程は、前記ライトソーキング光照射工程後に、実行されること
を特徴とする太陽電池評価方法。
【請求項８】
ライトソーキングの必要な評価対象の太陽電池に、ライトソーキングのためのライトソーキング光を照射するライトソーキング光照射工程と、
前記太陽電池に、評価を行うための評価光を照射する評価光照射工程と、
前記太陽電池の出力を検出する検出工程と、
前記評価光照射工程によって前記評価光を前記太陽電池に照射することで得られた前記検出工程の検出結果に基づいて前記太陽電池を評価する評価工程とを備え、
前記ライトソーキング光照射工程は、予め設定された所定の条件を満たすまで、前記太陽電池に前記ライトソーキング光を照射し、
前記ライトソーキング光照射工程は、前記ライトソーキング光の照射開始からの経過時間が、予め設定された、前記太陽電池または前記太陽電池と同種の太陽電池が光の照射開始から定常状態となるまでの設定時間となった場合に、前記予め設定された所定の条件を満たすと判定し、
前記評価光照射工程は、前記ライトソーキング光照射工程後に、実行され、
前記評価工程は、前記ライトソーキング光照射工程後に、実行されること
を特徴とする太陽電池評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池を評価するための太陽電池評価装置および太陽電池評価方法に関し、特に、ライトソーキングの必要な太陽電池を適切に評価することができる太陽電池評価装置および太陽電池評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、光起電力効果を利用することによって光エネルギーを直接電力へ変換する素子であり、様々な太陽電池が研究、開発され、近年、広く普及し始めている。この太陽電池（以下、適宜「ＰＶ」と略記する）には、シリコン（Ｓｉ）を用いたシリコン系ＰＶ、ＩｎＧａＡｓ等の化合物半導体を用いた化合物系ＰＶおよび有機半導体を用いた有機系ＰＶ等の様々な種類があり、有機系ＰＶには、２種類の有機半導体を用いてＰＮ接合を形成しＰＮ接合における電子の光励起によって光起電力を得るＰＮ接合型ＰＶと、有機色素中の電子の光励起によって光起電力を得る色素増感太陽電池とがある。
【０００３】
このような様々な太陽電池の中には、例えばシリコン系ＰＶに代表される、光を照射した直後に、安定した電流値（略一定の電流値）の出力電流を出力する太陽電池がある一方、例えば有機系ＰＶに代表される、図６および図７に示すように、出力電流が光の照射時間の経過に伴って徐々に大きくなり（過渡状態）、やがて飽和して安定した電流値となる（定常状態）太陽電池がある。
【０００４】
このような光の照射直後に定常状態にならない太陽電池を適切に評価するためには、前記定常状態で前記太陽電池を評価する必要があり、ライトソーキング（Light Soaking）と呼ばれる光の照射が評価前に太陽電池に対し行われる（例えば非特許文献１および非特許文献２参照）。
【０００５】
そして、このようなライトソーキングの効果は、ライトソーキングの光照射を停止した直後に失われないが、図６に示すように、徐々に失われる。このため、ライトソーキングの光照射を停止した後に、太陽電池を評価するために光を照射した場合に、太陽電池から出力される出力電流は、図８に示すように、時間経過に伴って徐々に低下する。したがって、太陽電池の分光感度を複数回測定すると、図９に示すように、同一の太陽電池であっても異なる分光感度となる。
【０００６】
なお、図６は、白色光の照射に対するライトソーキングの効果を説明するための図であり、その横軸は、経過時間であり、その縦軸は、ＰＶの出力電流である。図７は、ライトソーキングの効果を示すための実測結果を示す図であり、実線は、出力電流（ｍＡ）を示し、破線は、電圧（ｍＶ）を示す。図７の横軸は、経過時間であり、その紙面右縦軸は、電圧であり、紙面左縦軸は、電流である。図８は、ライトソーキングの停止後における太陽電池の短絡電流の実測結果を示す図であり、その横軸は、経過時間であり、その縦軸は、太陽電池の短絡電流である。図９は、ライトソーキングの停止後における太陽電池の分光感度の実測結果を示す図であり、その横軸は、波長（ｎｍ）であり、その縦軸は、太陽電池の分光感度である。
【０００７】
また、太陽電池の分光感度は、太陽電池における、入射光の各波長での光電変換効率であり、太陽電池に入射される光エネルギーに対する太陽電池の出力電流として通常Ａ／Ｗ（アンペア／ワット）の単位で表される。したがって、太陽電池の分光感度は、異なる波長の入射光に対し、太陽電池がどの程度の出力電流を有するかを表しており、太陽電池の分光感度は、太陽電池の性能を評価するための評価指標になり得る。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】「色素増感太陽電池の性能評価方法」、財団法人光産業技術振興協会発行、２００９年３月制定
【非特許文献２】「地上設置の薄膜太陽電池（ＰＶ）モジュール−設計適格性確認試験及び形式認証のための要求事項」の１０．１９．３  手順参照、ＪＩＳ  Ｃ  ８９９１、２０１１年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、太陽電池を評価する際に太陽電池が定常状態となっているか否かの判定は、従来、経験的に行われている。例えば、前記判定は、ライトソーキングを所定時間行った後に評価を行う処理を複数回行い、その各評価結果が略同等である否かをオペレータが判断することによって行われている。その結果、各評価結果が略同等ではない場合には、ライトソーキングの光強度を強くする対処やライトソーキングの前記所定時間を長くする対処等の様々な対処が経験的に為されている。
【００１０】
このように過渡状態を経て定常状態となる太陽電池の評価は、経験的に行われており、その評価結果の信頼性を保証し難い。また、評価結果を得るために、複数回の前記処理を行う必要があり、そして、ライトソーキングの効果が徐々に失われるので一度のライトソーキングで多数の評価を行うことができない。このため、前記太陽電池の評価に手間がかかってしまう。
【００１１】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、ライトソーキングの必要な太陽電池をより高い信頼性でより少ない手間で評価することができる太陽電池評価装置および太陽電池評価方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかる太陽電池評価装置は、ライトソーキングの必要な評価対象の太陽電池に、ライトソーキングのためのライトソーキング光を照射するライトソーキング光照射部と、前記太陽電池に、評価を行うための評価光を照射する評価光照射部と、前記太陽電池の出力を検出する検出部と、前記評価光照射部によって前記評価光を前記太陽電池に照射することで得られた前記検出部の検出結果に基づいて前記太陽電池を評価する評価部と、前記ライトソーキング光照射部を制御する照射制御部とを備え、前記照射制御部は、予め設定された所定の条件を満たすまで、前記太陽電池に前記ライトソーキング光を照射するように、前記ライトソーキング光照射部を制御し、ライトソーキングの終了後に、前記太陽電池に前記評価光を照射するように、前記評価光照射部を制御することを特徴とする。
【００１３】
このような構成の太陽電池評価装置は、ライトソーキングの必要な太陽電池の評価を行うごとに、予め設定された所定の条件を満たすか否かが判定され、前記所定の条件を満たすまで、評価対象の太陽電池にライトソーキング光を照射するので、定常状態で評価することができるから、ライトソーキングの必要な太陽電池をより高い信頼性で評価することができる。そして、このような構成の太陽電池評価装置は、照射制御部が予め設定された所定の条件を満たすか否かの判定を行うので、評価対象の太陽電池をより少ない手間で評価することができる。
【００１４】
そして、本発明では、上述の太陽電池評価装置において、前記照射制御部は、前記検出部によって検出された前記太陽電池の出力が、予め設定された、前記太陽電池または前記太陽電池と同種の太陽電池における定常状態での、設定出力値となった場合に、前記予め設定された所定の条件を満たすと判定することを特徴とする。
【００１５】
このような構成の太陽電池評価装置は、検出部によって太陽電池の出力を実測しながら前記太陽電池が定常状態となったか否かを判定するので、より確実に前記太陽電池が定常状態となった状態で評価光による検出結果を得られるから、より高い信頼性で評価することができる。
【００１６】
また、他の一態様では、上述の太陽電池評価装置において、前記照射制御部は、前記検出部によって検出された前記太陽電池の出力が、所定の範囲内で、予め設定された、前記太陽電池または前記太陽電池と同種の太陽電池における定常状態での、設定出力値となった場合に、前記予め設定された所定の条件を満たすと判定し、前記所定の範囲を外部から入力する入力部をさらに備えることを特徴とする。
【００１７】
このような構成の太陽電池評価装置は、前記所定の範囲を外部から入力する入力部をさらに備えるので、評価に求められる信頼性に応じて適宜に前記所定の範囲を変えることができる。
【００１８】
また、他の一態様では、これら上述の太陽電池評価装置において、前記設定出力値は、評価前に実測された出力値であることを特徴とする。
【００１９】
このような構成の太陽電池評価装置は、評価対象の太陽電池ごとに定常状態の出力値にバラツキがある場合でも、前記設定出力値を評価前に実測するので、このようなバラツキに対処することができ、より高い信頼性で評価することができる。
【００２０】
また、本発明の他の一態様にかかる太陽電池評価装置は、ライトソーキングの必要な評価対象の太陽電池に、ライトソーキングのためのライトソーキング光を照射するライトソーキング光照射部と、前記太陽電池に、評価を行うための評価光を照射する評価光照射部と、前記太陽電池の出力を検出する検出部と、前記評価光照射部によって前記評価光を前記太陽電池に照射することで得られた前記検出部の検出結果に基づいて前記太陽電池を評価する評価部と、前記ライトソーキング光照射部を制御する照射制御部とを備え、前記照射制御部は、予め設定された所定の条件を満たすまで、前記太陽電池に前記ライトソーキング光を照射するように、前記ライトソーキング光照射部を制御し、ライトソーキングの終了後に、前記太陽電池に前記評価光を照射するように、前記評価光照射部を制御し、前記照射制御部は、前記ライトソーキング光の照射開始からの経過時間が、予め設定された、前記太陽電池または前記太陽電池と同種の太陽電池が光の照射開始から定常状態となるまでの設定時間となった場合に、前記予め設定された所定の条件を満たすと判定することを特徴とする。
【００２１】
このような構成の太陽電池評価装置は、予め設定された光の照射開始から定常状態となるまでの設定時間、評価対象の太陽電池にライトソーキング光を照射するので、より確実に前記太陽電池が定常状態となった状態で評価光による検出結果を得られるから、より高い信頼性で評価することができる。
【００２２】
また、他の一態様では、上述の太陽電池評価装置において、前記設定時間は、評価前に実測された実測時間であることを特徴とする。
【００２３】
このような構成の太陽電池評価装置は、評価対象の太陽電池ごとに定常状態となるまでの時間のバラツキがある場合でも、前記設定時間を評価前に実測するので、このようなバラツキに対処することができ、より高い信頼性で評価することができる。
【００２４】
また、他の一態様では、上述の太陽電池評価装置において、前記検出部は、前記太陽電池の出力電流を検出し、前記評価は、太陽電池の分光感度であり、前記評価部は、１回のライトソーキング後に、複数の波長に対して、前記評価光照射部によって前記評価光を前記太陽電池に照射することで前記検出部によって得られた前記太陽電池の出力電流に基づいて前記太陽電池の分光感度を求めることを特徴とする。
【００２５】
分光感度は、互いに異なる複数の波長について、太陽電池の出力電流を測定する必要があり、波長ごとにライトソーキングを行うと、分光感度の測定に比較的長い時間が必要となる。また、ライトソーキングの効果は、上述したように、ライトソーキング光を停止すると低下するが、太陽電池によっては、かなり緩やかに低下するものもあり、また、太陽電池評価装置の精度に関する仕様によっては、若干の低下を許容できる場合もある。上記構成の太陽電池評価装置は、１回のライトソーキング後に、複数の波長に対して、太陽電池の出力電流に基づいて太陽電池の分光感度を求めるので、波長ごとにライトソーキングを行う場合に比較して、分光感度の測定時間をより短くすることができる。
【００２６】
そして、本発明の他の一態様にかかる太陽電池評価方法は、ライトソーキングの必要な評価対象の太陽電池に、ライトソーキングのためのライトソーキング光を照射するライトソーキング光照射工程と、前記太陽電池に、評価を行うための評価光を照射する評価光照射工程と、前記太陽電池の出力を検出する検出工程と、前記評価光照射工程によって前記評価光を前記太陽電池に照射することで得られた前記検出工程の検出結果に基づいて前記太陽電池を評価する評価工程とを備え、前記ライトソーキング光照射工程は、予め設定された所定の条件を満たすまで、前記太陽電池に前記ライトソーキング光を照射し、前記ライトソーキング光照射工程は、前記検出工程によって検出された前記太陽電池の出力が、予め設定された、前記太陽電池または前記太陽電池と同種の太陽電池における定常状態での、設定出力値となった場合に、前記予め設定された所定の条件を満たすと判定し、前記評価光照射工程は、前記ライトソーキング光照射工程後に、実行され、前記評価工程は、前記ライトソーキング光照射工程後に、実行されることを特徴とする。このような構成の太陽電池評価方法は、評価を行うごとに、予め設定された所定の条件を満たすか否かが判定され、前記所定の条件を満たすまで、評価対象の太陽電池にライトソーキング光を照射するので、ライトソーキングの必要な太陽電池をより高い信頼性で評価することができる。そして、このような構成の太陽電池評価方法は、ライトソーキング光照射工程を制御する照射制御部に、予め設定された所定の条件を満たすか否かの判定を行わせることができるので、評価対象の太陽電池をより少ない手間で評価することができる。また、このような構成の太陽電池評価方法は、検出工程によって太陽電池の出力を実測しながら前記太陽電池が定常状態となったか否かを判定するので、より確実に前記太陽電池が定常状態となった状態で評価光による検出結果を得られるから、より高い信頼性で評価することができる。
【００２７】
そして、本発明の他の一態様にかかる太陽電池評価方法は、ライトソーキングの必要な評価対象の太陽電池に、ライトソーキングのためのライトソーキング光を照射するライトソーキング光照射工程と、前記太陽電池に、評価を行うための評価光を照射する評価光照射工程と、前記太陽電池の出力を検出する検出工程と、前記評価光照射工程によって前記評価光を前記太陽電池に照射することで得られた前記検出工程の検出結果に基づいて前記太陽電池を評価する評価工程とを備え、前記ライトソーキング光照射工程は、予め設定された所定の条件を満たすまで、前記太陽電池に前記ライトソーキング光を照射し、前記ライトソーキング光照射工程は、前記ライトソーキング光の照射開始からの経過時間が、予め設定された、前記太陽電池または前記太陽電池と同種の太陽電池が光の照射開始から定常状態となるまでの設定時間となった場合に、前記予め設定された所定の条件を満たすと判定し、前記評価光照射工程は、前記ライトソーキング光照射工程後に、実行され、前記評価工程は、前記ライトソーキング光照射工程後に、実行されることを特徴とする。このような構成の太陽電池評価方法は、予め設定された光の照射開始から定常状態となるまでの設定時間、評価対象の太陽電池にライトソーキング光を照射するので、より確実に前記太陽電池が定常状態となった状態で評価光による検出結果を得られるから、より高い信頼性で評価することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明にかかる太陽電池評価装置および太陽電池評価方法は、ライトソーキングの必要な太陽電池をより高い信頼性でより少ない手間で評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態における太陽電池評価装置の構成を示す図である。
【図２】第１実施形態における太陽電池評価装置の動作を示すフローチャート図である。
【図３】実施形態の太陽電池評価装置における測定タイミングを説明するための図である。
【図４】第２実施形態における太陽電池評価装置の動作を示すフローチャート図である。
【図５】第１および第２実施形態の太陽電池評価装置の変形形態における、測定タイミングを説明するための図である。
【図６】白色光の照射に対するライトソーキングの効果を説明するための図である。
【図７】ライトソーキングの効果を示すための実測結果を示す図である。
【図８】ライトソーキングの停止後における太陽電池の短絡電流の実測結果を示す図である。
【図９】ライトソーキングの停止後における太陽電池の分光感度の実測結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。
【００３１】
（第１実施形態）
図１は、実施形態における太陽電池評価装置の構成を示す図である。第１実施形態における太陽電池評価装置Ｓａは、ライトソーキングが必要な評価対象の太陽電池ＳＭを所定の評価項目で評価する装置であって、例えば、図１に示すように、評価光照射部１と、ＬＳ光照射部２と、検出部３と、演算制御部４ａと、入力部５と、出力部６と、インターフェース部（ＩＦ部）７と、記憶部８と、照射光学系９とを備える。
【００３２】
評価光照射部１は、演算制御部４ａの制御に従い、前記所定の評価項目で評価を行うための評価光を照射する装置である。本実施形態では、前記所定の評価項目が太陽電池の分光感度であるので、評価光は、照射光エネルギーの分かる単色光であって、さらに、その単色光の波長が可変である必要がある。前記単色光の可変波長帯域は、前記太陽電池ＳＭが感度を有する波長域を含む。このため、評価光照射部１は、演算制御部４ａの制御に従って、単色光の波長を選択（可変）する機能、前記単色光の放射光強度を調整する機能、および、前記単色光を点灯および消灯する機能等の諸機能を備える装置である。このような分光感度で評価するための評価光照射部１は、例えば、図１に示すように、評価光光源駆動制御部１１と、評価光光源部１２と、モノクロメータ１４と、放射照度検知部１７と、光学系１３、１５と、分岐光カプラ部１６と、増幅部１８とを備える。
【００３３】
評価光光源部１２は、モノクロメータ１４から射出される単色光の波長を含む、所定の波長帯域の光を放射する光源装置であり、例えば、キセノンランプ等の白色ランプである。キセノンランプは、輝度および色温度が高く、そして、紫外から可視を介して赤外までの広帯域に亘る連続スペクトルで光を放射するため、分光感度の測定に好適である。評価光光源駆動制御部１１は、演算制御部４ａの制御に従って、例えば評価光光源部１２で放射される前記光の放射（点灯）および停止（消灯）の駆動制御や前記光の放射光強度の調整制御等の、評価光光源部１２を駆動および制御する装置である。
【００３４】
光学系１３および光学系１５は、その用途に応じて光を集中、または、コリメート（平行光化）させるためのレンズ等の光学素子である。評価光光源駆動制御部１１の制御に従って評価光光源部１２から放射された光は、光学系１３を介してモノクロメータ１４へ入射される。
【００３５】
モノクロメータ１４は、演算制御部４ａの制御に従い、評価光光源部１２から光学系１３を介して入射された光を、演算制御部４ａの指示（選択）に応じた所定の波長で単色光化して射出する装置である。モノクロメータ１４は、例えば、評価光光源部１２から放射された前記所定の波長帯域の光を空間的に分散させ、それをスリット等で狭い範囲の波長のみを取り出す分光器である。このようなモノクロメータ１４は、例えば、入射スリット、第１反射鏡、回折格子、第２反射鏡および出射スリットを備え、入射スリットを介して入射された入射光束を第１反射鏡で回折格子へ反射し、回折格子で回折された入射光束の回折光を第２反射鏡で出射スリットへ反射する装置である。モノクロメータ１４は、このような構成によって、回折格子等を回転させてスリットの位置に到達する光の波長を選択させ、所望の範囲の波長のみを取り出すこと（単色光化）ができる。モノクロメータ１４は、前記所望する範囲の波長を取り出すように演算制御部４ａによって制御される。モノクロメータ１４から射出された評価光としての単色光は、光学系１５を介して分岐光カプラ部１６へ入射される。
【００３６】
分岐光カプラ部１６は、入射光を２つの光に分配して射出する光部品である。分岐光カプラ部１６に入射された単色光は、分岐光カプラ部１６で分配され、その一方は、放射照度検知部１７に入射され、その他方は、照射光学系９を介して、評価対象の太陽電池ＳＭへ入射される。
【００３７】
放射照度検知部１７は、分岐光カプラ部１６によって分配された単色光（モノクロメータ１４から射出された単色光）の放射照度（分光放射照度ではない）を測定する装置（基準検知器）であり、その測定結果を増幅部１８へ出力する。増幅部１８は、放射照度検知部１７で測定された放射照度を所定の増幅率で増幅して演算制御部４ａへ出力する。
【００３８】
ライトソーキング光照射部（ＬＳ光照射部）２は、演算制御部４ａの制御に従い、ライトソーキングのためのライトソーキング光（ＬＳ光）を照射する装置である。ＬＳ光における放射光強度および波長帯は、評価対象の太陽電池ＳＭにおけるライトソーキングに関する特性に応じて適宜に選択される。このため、ＬＳ光照射部２は、演算制御部４ａの制御に従って、ＬＳ光の放射光強度を調整する機能、および、前記ＬＳ光を点灯および消灯する機能等の諸機能を備える装置である。このような分光感度で評価するための評価光照射部１は、例えば、図１に示すように、光学系２１と、ライトソーキング光光源部（ＬＳ光光源部）２２と、ライトソーキング光光源駆動制御部（ＬＳ光光源駆動制御部）２３とを備える。
【００３９】
ＬＳ光光源部２２は、ライトソーキングのための所定の波長帯域の光を放射する光源装置であり、評価対象の太陽電池ＳＭに応じて適宜に選択される。例えば、前記太陽電池ＳＭが太陽光による発電を目的する太陽電池である場合では、ＬＳ光光源部２２は、ＪＩＳ  Ｃ  ８９１２（１９９８年）に規格されているような、相対分光照度および放射照度がともに自然太陽光（例えば１０００Ｗ／ｍ２でＡＭ１．５等の太陽光）に近似した白色光を放射するいわゆるソーラシミュレータであることが好ましい。また例えば、前記太陽電池ＳＭが室内光による発電を目的する太陽電池である場合では、ＬＳ光光源部２２は、例えば１０Ｗ／ｍ２で電球、蛍光灯、白色ＬＥＤおよびタングステンランプ等の室内照明に用いられる光源装置であることが好ましい。このようにＬＳ光光源部２２は、前記太陽電池ＳＭが発電のために受光する光に近似した相対分光照度および放射照度を持つ光を放射する光源装置であることが好ましい。
【００４０】
ＬＳ光光源駆動制御部２３は、演算制御部４ａの制御に従って、例えばＬＳ光の放射（点灯）および停止（消灯）の駆動制御やＬＳ光の放射光強度の調整制御等の、ＬＳ光光源部２２を駆動および制御する装置である。光学系２１は、その用途に応じて光を集中、または、コリメート（平行光化）させるためのレンズ等の光学素子である。ＬＳ光光源駆動制御部２３の制御に従ってＬＳ光光源部２２から放射されたＬＳ光は、光学系２１を介して照射光学系９へ入射される。
【００４１】
照射光学系９は、評価光照射部１から放射された評価光（本実施形態では単色光）を評価対象の太陽電池ＳＭへ照射し、また、ＬＳ光照射部２から放射されたＬＳ光を前記太陽電池ＳＭへ照射する光学系である。
【００４２】
評価光は、前記太陽電池ＳＭに略均一な照度分布で照射されることが好ましく、このため、照射光学系９は、評価光照射部１から放射された評価光を略均一な照度分布で照射するための光学系９１を備えている。そして、前記太陽電池ＳＭにおけるＬＳ光が照射されたＬＳ光照射領域内に、評価光も照射される必要がある一方、評価光照射部１の光軸とＬＳ光照射部２の光軸とが本実施形態では直交しているため、照射光学系９は、ＬＳ光照射部２の光路を曲げる光学素子９２をさらに備えている。この光学素子９２には、例えば、本実施形態では、前記太陽電池ＳＭの法線方向に沿って評価光およびＬＳ光を照射するために、ハーフミラー９２が用いられている。
【００４３】
このような構成の照射光学系９では、ＬＳ光照射部２から放射されたＬＳ光は、ハーフミラー９２に入射され、ハーフミラー９２で反射してその進行方向（光路）が９０度折り曲げられたＬＳ光は、前記太陽電池ＳＭに照射され、そして、評価光照射部１から放射された評価光は、光学系９１を介してハーフミラー９２に入射され、ハーフミラー９２を透過した評価光は、前記ＬＳ光のＬＳ光照射領域内で前記太陽電池ＳＭに照射される。
【００４４】
なお、本実施形態では、照射光学系９は、上述したように、前記太陽電池ＳＭの法線方向に沿って評価光およびＬＳ光を照射するために、ハーフミラー９２を備えて構成されたが、例えば、前記太陽電池ＳＭの法線を含む前記太陽電池ＳＭの垂直面内で、評価光照射部１の光軸とＬＳ光照射部２の光軸とが前記太陽電池ＳＭの表面上で交差（例えばＶ字で交差）するように、評価光照射部１とＬＳ光照射部２と配置される場合には、ハーフミラー９２を省略することができる。
【００４５】
検出部３は、評価項目に応じた評価対象の太陽電池ＳＭの出力を検出する装置である。本実施形態では、前記所定の評価項目が太陽電池の分光感度であるので、検出部３は、前記太陽電池ＳＭの電圧および電流が分かる装置である。より具体的には、検出部３は、演算制御部４ａの制御に従った所定の電圧値の電圧Ｖｂを前記太陽電池ＳＭに印加して前記太陽電池ＳＭの出力電流Ｉを測定することができるとともに、前記所定の電圧値を変えることができる、いわゆるソースメータである。検出部３は、その検出した前記太陽電池ＳＭの出力を演算制御部４ａへ出力する。
【００４６】
演算制御部４ａは、各部を当該機能に応じてそれぞれ制御することによって太陽電池評価装置Ｓａ全体の動作を司るとともに、前記太陽電池ＳＭの評価を求める装置である。演算制御部４ａは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置）、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶素子およびこれらの周辺回路とを備えて構成されるマイクロコンピュータ等である。
【００４７】
演算制御部４ａには、演算制御プログラムが実行されることによって、制御部４１、照射制御部４２ａおよび評価部４３が機能的に構成される。
【００４８】
制御部４１は、検出部２、入力部５、出力部６、ＩＦ部７および記憶部８等の各部を当該機能に応じてそれぞれ制御することによってこれら各部の動作を司るものである。
【００４９】
照射制御部４２ａは、評価光照射部１およびＬＳ光照射部２を制御するものである。照射制御部４２ａは、本実施形態では、評価光照射部１に対し、評価光としての単色光の波長の選択、放射光強度および点消灯を後述のように制御し、そして、ＬＳ光照射部２に対し、ＬＳ光の放射光強度および点消灯を後述のように制御する。前記ＬＳ光の点消灯の制御に関し、照射制御部４２ａは、予め設定された所定の条件を満たすまで、前記太陽電池ＳＭにＬＳ光を照射するように、ＬＳ光照射部２を制御する。より具体的には、本実施形態では、照射制御部４２ａは、ＬＳ光の照射開始（点灯開始）からの経過時間が、予め設定された、前記太陽電池ＳＭまたは前記太陽電池ＳＭと同種の太陽電池が光の照射開始から定常状態となるまでの設定時間となった場合に、前記予め設定された所定の条件を満たすと判定する。前記設定時間は、ライトソーキングの実施時間（ライトソーキング時間、ＬＳ時間）であり、本実施形態では、後述するように、評価前に実測される実測時間である。なお、前記設定時間は、他の測定装置を用いることによって評価対象の前記太陽電池ＳＭまたはこの太陽電池ＳＭと同種の太陽電池について予め実測し、本機Ｓの記憶部８に入力部５を介して記憶されてもよい。また、前記設定時間は、同種の複数の太陽電池に対してそれぞれ測定し、それらの平均値を求める平均処理等の統計処理された値であることが好ましい。
【００５０】
同種の太陽電池とは、同じ組成および構造を持つものである。好ましくは、同種の太陽電池は、同じ組成および構造を持ち、かつ、同じ製造条件で製造されたものである。
【００５１】
評価部４３は、評価光照射部１によって評価光を前記太陽電池ＳＭに照射することで得られた検出部３の検出結果に基づいて所定の評価項目で前記太陽電池ＳＭを評価するものである。より具体的には、本実施形態では、評価部４３は、評価光照射部１によって単色光を前記太陽電池ＳＭに照射することで検出部３で得られた前記太陽電池ＳＭの出力電流、放射照度検知部１７で得られた前記単色光の放射照度および予め記憶された前記太陽電池ＳＭにおける単色光の照射領域面積に基づいて前記太陽電池ＳＭの分光感度を求める。
【００５２】
入力部５は、外部からコマンド（命令）やデータ等を太陽電池評価装置Ｓａに入力するための装置であり、例えばタッチパネルやキーボード等である。出力部６は、入力部５から入力されたコマンドやデータおよび演算制御部４ａの演算結果等を出力するための装置であり、例えばＬＣＤ（液晶ディスプレイ）や有機ＥＬディスプレイ等の表示装置や、例えばプリンタ等の印刷装置である。ＩＦ部７は、本太陽電池評価装置Ｓａと外部の他の装置との間で互いにデータを交換するための通信インターフェースであり、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格に対応した装置やＲＳ２３２Ｃ規格に対応した装置である。記憶部８は、例えばハードディスク装置やＣＤ−Ｒドライブ装置等の外部記憶装置であり、例えば、検出部３の検出結果や演算制御部４ａの演算結果等を記憶するものである。
【００５３】
これら太陽電池評価装置Ｓａの演算制御部４ａ、入力部５、出力部６、ＩＦ部７および記憶部８は、例えば、マイクロプロセッサ、メモリおよび周辺機器を備えるパーソナルコンピュータによって構成可能である。
【００５４】
次に、本実施形態の動作について説明する。図２は、第１実施形態における太陽電池評価装置の動作を示すフローチャート図である。図３は、実施形態の太陽電池評価装置における測定タイミングを説明するための図である。
【００５５】
図２において、まず、評価対象の太陽電池ＳＭが太陽電池評価装置Ｓａにおける図略の試料台等の所定の位置に配置（セット）される（Ｓ１１）。そして、オペレータ（ユーザ）が入力部５を介して太陽電池評価装置Ｓａに評価開始の指示を与える。評価開始の指示を受け付けた演算制御部４ａは、前記太陽電池ＳＭの評価を開始する。
【００５６】
そして、第１に、演算制御部４ａは、前記設定時間としての前記太陽電池ＳＭにおけるＬＳ時間を決定する。より具体的には、このＬＳ時間を決定するために、演算制御部４ａの照射制御部４２ａは、ＬＳ光照射部２を制御することによって前記太陽電池ＳＭにＬＳ光を照射するとともに、計時を開始する（Ｓ１２）。そして、照射制御部４２ａは、前記太陽電池ＳＭの出力を検出部３によって検出する（Ｓ１３）。すなわち、照射制御部４２ａの制御に従ってＬＳ光光源駆動制御部２３は、ＬＳ光光源部２２を駆動し、ＬＳ光光源部２２に所定の光強度でＬＳ光を放射させるとともに、ライトソーキング時間を求めるために計時を開始する。ＬＳ光光源部２２から放射されたＬＳは、光学系２１および光学系９のハーフミラー９２を介して前記太陽電池ＳＭに照射される。前記太陽電池ＳＭにＬＳ光が入射されると、前記太陽電池ＳＭは、光起電力効果によって光エネルギーを直接電力へ変換し、電流を出力し、その出力電流の電流値Ｉは、検出部３によって測定され（その電圧値Ｖｂは検出部３によって設定される）、検出部３は、その測定結果の電流値Ｉを演算制御部４ａへ出力する。これによって前記太陽電池ＳＭの出力電流が測定される。
【００５７】
次に、照射制御部４２ａは、検出部３から入力された測定結果の電流値Ｉに基づいて前記太陽電池ＳＭが定常状態になっているか否か（安定したか否か）を判定する（Ｓ１４）。この判定は、所定の単位時間変化に対する太陽電池の出力電流の変化が無いまたは所定の範囲内であるか否かによって判断され、所定の単位時間変化に対する太陽電池の出力電流の変化が無いまたは所定の範囲内である場合では、前記太陽電池ＳＭが定常状態になっている（安定した）と判定され、それ以外の場合では、前記太陽電池ＳＭが過渡状態である（安定していない）と判定される。
【００５８】
より具体的には、検出部３が所定のサンプリング間隔で前記太陽電池ＳＭの出力電流をサンプリング（検出）している場合に、前記所定の単位時間は、このサンプリング間隔とされる。そして、照射制御部４２ａは、今回ｊのサンプリング（検出）によって検出部３で得られた前記太陽電池ＳＭの出力電流Ｉｊから前回ｊ−１のサンプリング（検出）によって検出部３で得られた前記太陽電池ＳＭの出力電流Ｉｊ−１を減算し、その減算結果の絶対値（＝｜Ｉｊ−Ｉｊ−１｜）が予め設定された所定の閾値Ｔｈ１以下であるか否かを判断する（｜Ｉｊ−Ｉｊ−１｜≦Ｔｈ１？）。この判断の結果、前記減算結果の絶対値が前記所定の閾値以下である場合（｜Ｉｊ−Ｉｊ−１｜≦Ｔｈ１）には、照射制御部４２ａは、前記太陽電池ＳＭが定常状態になっている（安定した）と判定され、前記減算結果の絶対値が前記所定の閾値を超えている場合（｜Ｉｊ−Ｉｊ−１｜＞Ｔｈ１）には、照射制御部４２ａは、前記太陽電池ＳＭが過渡状態である（安定していない）と判定される。また例えば、ＪＩＳ  Ｃ  ８９９１によれば、温度が４０〜６０℃の範囲で、４３ｋＷｈ・ｍ−２以上の積算照射量を１つの区間として、２つの連続する区間の測定値が（Ｐｍａｘ−Ｐｍｉｎ）／Ｐａｖｅｒａｇ＜２％を満足する場合に、安定したと見なされる。なお、積算照射量は、ＬＳ光光源部２２から放射されるＬＳ光の放射照度、前記太陽電池ＳＭにおけるＬＳ光の照射領域面積およびサンプリング回数（１つの区間におけるＬＳ光の照射時間）に基づいて求められ、前記太陽電池ＳＭの出力電力Ｐは、検出部３の印加電圧Ｖｂおよび検出部３で得られた前記太陽電池ＳＭの出力電流Ｉに基づいて求められる。
【００５９】
なお、処理Ｓ１４の判定は、上述した、前記太陽電池ＳＭが定常状態になっている（安定した）と判定される条件を、複数回（例えば３回や５回等）、満たした場合に、初めて、前記太陽電池ＳＭが定常状態になっている（安定した）と判断してもよい。
【００６０】
処理Ｓ１４における判定の結果、前記太陽電池ＳＭが定常状態になっている（安定した）と判定された場合（Ｙｅｓ）には、照射制御部４２ａは、前記計時を終了し、ＬＳ光照射部２を制御することによってＬＳ光の放射を停止し、次の処理Ｓ１５を実行する。一方、前記処理Ｓ１４の判定の結果、前記太陽電池ＳＭが定常状態になっている（安定した）と判定されない場合（Ｎｏ）には、照射制御部４２ａは、処理を上述の処理Ｓ１３に戻し、実行する。すなわち、次のサンプリングが行われる。
【００６１】
例えば、図３に示すように、ＬＳ光の照射を開始した時点Ｔ１０から、評価対象の太陽電池ＳＭは、電流を出力し始め、ＬＳ光の照射の継続に伴って出力電流は、徐々に大きくなる。この過渡状態では、処理Ｓ１４における判定の結果は、前記太陽電池ＳＭが定常状態になっている（安定した）と判定されないので、処理は、処理Ｓ１３に戻され、処理Ｓ１３および処理Ｓ１４が繰り返される。このため、過渡状態では、ＬＳ光の照射が継続される。ＬＳ光の照射が継続されると、前記太陽電池ＳＭの出力電流は、図３に示すように、やがて飽和して略一定となり、経過時間に対する出力電流を表す図３の曲線における今回ｊの点での接線の傾きが略ゼロとなる。この時点Ｔ１１では、処理Ｓ１４における判定の結果は、前記太陽電池ＳＭが定常状態になっている（安定した）と判定されるので、ＬＳ光の照射が停止されるともに計時が終了され、次の処理Ｓ１５が実行される。
【００６２】
処理Ｓ１５において、照射制御部４２ａは、処理Ｓ１２で計時を始めてから処理Ｓ１４で計時を終了するまでの時間を、ライトソーキングを実施する実施時間である前記設定時間とする。これによって、前記太陽電池ＳＭがライトソーキングの開始から安定するまでの待ち時間が評価前の実測によって決定される。
【００６３】
そして、第２に、演算制御部４ａは、所定の評価項目の評価を行う。本実施形態では、前記所定の評価項目が太陽電池の分光感度であるので、演算制御部４ａは、太陽電池の分光感度を測定する。より具体的には、処理Ｓ１５の次に、照射制御部４２ａは、評価光照射部１を制御することによって評価光照射部１から放射されるべき単色光の波長を設定する（Ｓ１６）。最初の測定では、単色光の波長は、測定波長範囲における測定開始の場合の波長λ０（例えば３００ｎｍ等）に設定され、次回以降の測定では、単色光の波長は、所定の波長間隔Δλ（例えば５ｎｍ等）で順次に設定される（λｎ＝λ０＋ｎ×Δλ）。なお、本実施形態では、分光感度における各波長の感度は、短波長側から長波長側へ順次に測定されるが、逆に、長波長側から短波長側へ順次に測定されてもよく、また例えば、測定波超範囲でランダム（無作為）の順番で測定されてもよい。
【００６４】
次に、照射制御部４２ａは、ＬＳ光照射部２を制御することによって前記太陽電池ＳＭにＬＳ光を照射するとともに、計時を開始する（Ｓ１７）。前記太陽電池ＳＭには、上述の動作と同様の動作によってＬＳ光が照射される。
【００６５】
次に、照射制御部４２ａは、処理Ｓ１５で設定した設定時間だけ時間待ち（Ｗａｉｔ）を行う（Ｓ１８）。この間、ＬＳ光照射部２は、前記太陽電池ＳＭにＬＳ光を照射し続け、ライトソーキングが行われる。
【００６６】
設定時間が経過すると、照射制御部４２ａは、ＬＳ光照射部２を制御することによってＬＳ光の放射を停止する（Ｓ１９）。これによってライトソーキングが終了する。
【００６７】
次に、照射制御部４２ａは、評価光照射部１を制御することによって前記太陽電池ＳＭに処理Ｓ１６で設定した波長の単色光を照射する。そして、単色光が照射されると、放射照度検知部１７は、単色光の放射照度を測定し、その測定結果を増幅部１８を介して演算制御部４ａに出力し、検出部３は、前記太陽電池ＳＭの出力（本実施形態では出力電流Ｉ）を測定し、この測定結果を演算制御部４ａに出力する（Ｓ２０）。
【００６８】
より具体的には、照射制御部４２ａの制御に従って評価光光源駆動制御部１１は、評価光光源部１２を駆動し、評価光光源部１２に前記所定の波長帯域の前記光を放射させる。評価光光源部１２から放射された前記所定の波長帯域の前記光は、光学系１３を介してモノクロメータ１４に入射される。モノクロメータ１４は、この入射された前記所定の波長帯域の前記光から、照射制御部４２ａの制御に従って処理Ｓ１６で設定された波長λｋの光（単色光）を抽出し、この所望の波長λｋの単色光を射出する。これによって前記所定の波長帯域の前記光は、モノクロメータ１４によって単色光化される。このモノクロメータ１４から射出された波長λｋの単色光は、光学系１５を介して分岐光カプラ部１６に入射される。分岐光カプラ部１６は、この入射された単色光を２つに分配し、その一方を放射照度検知部１７に入射させ、その他方を評価光照射部１から放射させる。分岐光カプラ部１６から単色光が入射されると、放射照度検知部１７は、単色光を検出し、その検出結果を増幅部１８へ出力する。増幅部１８は、予め設定された増幅率で放射照度検知部１７の出力を増幅し、波長λｋの単色光の放射照度として演算制御部４ａへ出力する。評価光照射部１から放射された単色光は、照射光学系９に入射され、照射光学系９の光学系９１およびハーフミラー９２を介して、前記太陽電池ＳＭにおける処理Ｓ１７ないし処理Ｓ１９でＬＳ光が照射されていたＬＳ光照射領域内に、照射される。波長λｋの単色光が入射されると、前記太陽電池ＳＭは、光起電力効果によって光エネルギーを直接電力へ変換し、その出力電流は、検出部３によって測定される。ここで、前記太陽電池ＳＭには、演算制御部４ａの制御に従って設定された電圧値Ｖｂの電圧が印加される。検出部３は、この測定結果を演算制御部４ａに出力する。これによって波長λｋの分光感度を求めるためのデータが測定される。
【００６９】
次に、照射制御部４２ａは、分光感度を求めるために、予め設定された全ての波長について測定を終了したか否かを判定する（Ｓ２１）。この処理Ｓ２１における判定の結果、全ての波長について測定を終了している場合（Ｙｅｓ）には、次の処理Ｓ２２が実行される。一方、処理Ｓ２１における判定の結果、全ての波長について測定を終了していない場合（Ｎｏ）には、次の波長λｋ＋１のデータを取得するために、処理が処理Ｓ１６に戻される。
【００７０】
例えば、図３に示すように、処理Ｓ１７によってＬＳ光の照射を開始した時点Ｔ１２から、評価対象の太陽電池ＳＭは、電流を出力し始め、ＬＳ光の照射の継続に伴って出力電流は、徐々に大きくなる（過渡状態）。処理Ｓ１８の設定時間だけ時間待ちした時点Ｔ１３では、ライトソーキングにより、評価対象の太陽電池ＳＭは、定常状態となり、その出力電流は、略一定となる。そして、処理Ｓ１９によってＬＳ光の照射が終了され、処理Ｓ２０によって波長λｋの分光感度を求めるためのデータが測定される。そして、処理Ｓ２１で処理が処理Ｓ１６に戻され、図３に示すように、時点Ｔ１４で処理Ｓ１７によってＬＳ光の照射が開始され、同様な動作が繰り返される。このように本実施形態では、測定波長範囲における各波長ごとにライトソーキングが行われ、波長λｋの分光感度を求めるためのデータが測定される。
【００７１】
そして、処理Ｓ２２では、評価部４３は、処理Ｓ１６ないし処理Ｓ２１を実行することによって取得された検出部３の検出結果に基づいて前記太陽電池ＳＭを評価する。本実施形態では、評価部４３は、各波長λｋの各データのそれぞれについて、評価光照射部１によって単色光を前記太陽電池ＳＭに照射することで検出部３で得られた前記太陽電池ＳＭの出力電流、放射照度検知部１７で得られた、単位面積当たりの前記単色光の放射照度および予め記憶された前記太陽電池ＳＭにおける単色光の照射領域面積に基づいて前記太陽電池ＳＭにおける各波長λｋの分光感度を求め、これらを前記太陽電池ＳＭの分光感度とする。
【００７２】
そして、評価部４３は、各波長λｋの各データおよび前記太陽電池ＳＭの分光感度を出力部６に出力し、必要に応じてこれらをＩＦ部７へ出力し、また必要に応じてこれらを記憶部８へ出力して記憶させる。
【００７３】
本実施形態の太陽電池評価装置Ｓａは、ライトソーキングの必要な評価対象の太陽電池ＳＭの評価、本実施形態では、各波長λｋの分光感度を求めるためのデータの測定を行うごとに、予め設定された所定の条件を満たすか否かが判定され、前記所定の条件を満たすまで、前記太陽電池ＳＭにＬＳ光を照射するので、ライトソーキングの必要な前記太陽電池ＳＭをより高い信頼性で評価することができる。そして、このような構成の太陽電池評価装置Ｓａは、照射制御部４２が予め設定された所定の条件を満たすか否かの判定を自動的に行うので、機械任せにすることができ、前記太陽電池ＳＭをより少ない手間で評価することができる。
【００７４】
また、本実施形態の太陽電池評価装置Ｓａは、予め設定された光の照射開始から定常状態となるまでの前記設定時間、評価対象の太陽電池ＳＭにＬＳ光を照射するので、より確実に前記太陽電池ＳＭが定常状態となった状態で評価光による検出結果を得られるから、より高い信頼性で評価することができる。
【００７５】
そして、本実施形態の太陽電池評価装置Ｓａでは、各波長ごとにライトソーキングを行うので、確実に定常状態でのデータが得られるから、より高い信頼性で評価することができる。
【００７６】
また、本実施形態の太陽電池評価装置Ｓａは、評価対象の太陽電池ＳＭごとに定常状態となるまでの時間のバラツキがある場合でも、前記設定時間を評価前に実測するので、このようなバラツキに対処することができ、より高い信頼性で評価することができる。
【００７７】
次に、別の実施形態について説明する。
【００７８】
（第２実施形態）
上述の第１実施形態の太陽電池評価装置Ｓａは、ＬＳ光の照射開始から定常状態となるまでのＬＳ時間を実測し、各評価（測定）の際には、前記ＬＳ時間でライトソーキングを行ったが、第２実施形態の太陽電池評価装置Ｓｂは、定常状態の電流値を実測し、各評価（測定）の際には、ライトソーキングの開始から前記定常状態の電流値となるまでライトソーキングを行うものである。
【００７９】
このため、第２実施形態の太陽電池評価装置Ｓｂは、第１実施形態の太陽電池評価装置Ｓａにおける演算制御部４ａに代え、演算制御部４ｂを用いる点を除き、第１実施形態の太陽電池評価装置Ｓａと同様である。すなわち、第２実施形態の太陽電池評価装置Ｓｂは、評価光照射部１と、ＬＳ光照射部２と、検出部３と、演算制御部４ｂと、入力部５と、出力部６と、ＩＦ部７と、記憶部８と、照射光学系９とを備え、これら第２実施形態の太陽電池評価装置Ｓｂにおける評価光照射部１、ＬＳ光照射部２、検出部３、入力部５、出力部６、ＩＦ部７、記憶部８および照射光学系９は、それぞれ、第１実施形態の太陽電池評価装置Ｓａにおける評価光照射部１、ＬＳ光照射部２、検出部３、入力部５、出力部６、ＩＦ部７、記憶部８および照射光学系９と同様であり、その説明を省略する。なお、図１には、第２実施形態の太陽電池評価装置Ｓｂにおいて、第１実施形態の太陽電池評価装置Ｓａと異なる構成の符号が括弧書きで示されている。
【００８０】
演算制御部４ｂは、第１実施形態の演算制御部４ａと同様に、各部を当該機能に応じてそれぞれ制御することによって太陽電池評価装置Ｓｂ全体の動作を司るとともに、前記太陽電池ＳＭの評価を求める装置である。演算制御部４ｂには、演算制御プログラムが実行されることによって、制御部４１、照射制御部４２ｂおよび評価部４３が機能的に構成される。これら第２実施形態の演算制御部４ｂにおける制御部４１おとび評価部４３は、それぞれ、第１実施形態の演算制御部４ａにおける制御部４１おとび評価部４３と同様であるので、その説明を省略する。
【００８１】
照射制御部４２ｂは、評価光照射部１およびＬＳ光照射部２を制御するものである。照射制御部４２ｂは、本実施形態では、評価光照射部１に対し、評価光としての単色光の波長の選択、放射光強度および点消灯を後述のように制御し、そして、ＬＳ光照射部２に対し、ＬＳ光の放射光強度および点消灯を後述のように制御する。前記ＬＳ光の点消灯の制御に関し、照射制御部４２ｂは、予め設定された所定の条件を満たすまで、前記太陽電池ＳＭにＬＳ光を照射するように、ＬＳ光照射部２を制御する。より具体的には、本実施形態では、照射制御部４２ｂは、検出部３によって検出された前記太陽電池ＳＭの出力が、予め設定された、前記太陽電池ＳＭまたは前記太陽電池ＳＭと同種の太陽電池における定常状態での、設定出力値となった場合に、前記予め設定された所定の条件を満たすと判定する。
【００８２】
なお、好ましくは、照射制御部４２ｂは、検出部３によって検出された前記太陽電池ＳＭの出力が、所定の範囲内で、予め設定された前記設定出力値となった場合に、前記予め設定された所定の条件を満たすと判定する。そして、前記所定の範囲は、外部から入力部５によって入力されてもよい。例えば、ＪＩＳ  Ｃ  ８９９１を参考に、出力短絡電流が（その最大値（ｍａｘ）−その最小値（ｍｉｎ））／その平均値（ａｖｇ）＜２％の２％とされてよい。このような構成では、前記所定の範囲を外部から入力されるので、評価に求められる信頼性に応じて適宜に前記所定の範囲を変えることができる。あるいは、前記所定の範囲は、検出部３の電流レンジ、測定系のインピーダンスおよび太陽電池評価装置Ｓｂの仕様によって規定された測定精度等から自動的に決定されてもよい。
【００８３】
また、前記設定出力値は、他の測定装置を用いることによって評価対象の前記太陽電池ＳＭまたはこの太陽電池ＳＭと同種の太陽電池について予め実測し、本機Ｓｂの記憶部８に入力部５を介して記憶されてもよい。また、前記設定出力値は、同種の複数の太陽電池に対してそれぞれ測定し、それらの平均値を求める平均処理等の統計処理された値であることが好ましい。
【００８４】
次に、本実施形態の動作について説明する。図４は、第２実施形態における太陽電池評価装置の動作を示すフローチャート図である。
【００８５】
図４において、まず、図２に示すＳ１１と同様に、評価対象の太陽電池ＳＭが太陽電池評価装置Ｓｂにおける図略の試料台等の所定の位置に配置（セット）される（Ｓ３１）。そして、オペレータ（ユーザ）が入力部５を介して太陽電池評価装置Ｓｂに評価開始の指示を与える。評価開始の指示を受け付けた演算制御部４ｂは、前記太陽電池ＳＭの評価を開始する。
【００８６】
そして、第１に、演算制御部４ｂは、前記設定出力値としての前記太陽電池ＳＭにおける定常状態の出力値を決定する。より具体的には、この前記定常状態の出力値を決定するために、演算制御部４ｂの照射制御部４２ｂは、ＬＳ光照射部２を制御することによって前記太陽電池ＳＭにＬＳ光を照射する（Ｓ３２）。そして、照射制御部４２ｂは、前記太陽電池ＳＭの出力を検出部３によって検出する（Ｓ３３）。すなわち、照射制御部４２ｂの制御に従ってＬＳ光光源駆動制御部２３は、ＬＳ光光源部２２を駆動し、ＬＳ光光源部２２に所定の光強度でＬＳ光を放射させる。これによって前記太陽電池ＳＭにはＬＳ光が照射され、前記太陽電池ＳＭの出力電流の電流値Ｉは、検出部３によって測定され（その電圧値Ｖｂは検出部３によって設定される）、検出部３は、その測定結果の電流値Ｉを演算制御部４ｂへ出力する。これによって前記太陽電池ＳＭの出力電流が測定される。
【００８７】
次に、演算制御部４ｂの照射制御部４２ｂは、図２に示すＳ１４と同様に、検出部３から入力された測定結果の電流値Ｉに基づいて前記太陽電池ＳＭが定常状態になっているか否か（安定したか否か）を判定する（Ｓ３４）。
【００８８】
処理Ｓ３４の判定の結果、前記太陽電池ＳＭが定常状態になっている（安定した）と判定されない場合（Ｎｏ）には、照射制御部４２ｂは、処理を上述の処理Ｓ３３に戻し、実行する。すなわち、次のサンプリングが行われる。一方、前記処理Ｓ３４における判定の結果、前記太陽電池ＳＭが定常状態になっている（安定した）と判定された場合（Ｙｅｓ）には、次の処理Ｓ３５を実行する。
【００８９】
例えば、図３に示すように、ＬＳ光の照射を開始した時点Ｔ１０から、評価対象の太陽電池ＳＭは、電流を出力し始め、ＬＳ光の照射の継続に伴って出力電流は、徐々に大きくなる。この過渡状態では、処理Ｓ３４における判定の結果は、前記太陽電池ＳＭが定常状態になっている（安定した）と判定されないので、処理は、処理Ｓ３３に戻され、処理Ｓ３３および処理Ｓ３４が繰り返される。このため、過渡状態では、ＬＳ光の照射が継続される。ＬＳ光の照射が継続されると、前記太陽電池ＳＭの出力電流は、図３に示すように、やがて飽和して略一定となり、経過時間に対する出力電流を表す図３の曲線における今回ｊの点での接線の傾きが略ゼロとなる。この時点Ｔ１１では、処理Ｓ３４における判定の結果は、前記太陽電池ＳＭが定常状態になっている（安定した）と判定されるので、処理は、次の処理Ｓ３５が実行される。
【００９０】
処理Ｓ３５において、照射制御部４２ｂは、検出部３の出力の出力値をサンプリングし、この出力値を前記太陽電池ＳＭの定常状態の出力値とし、これを設定出力値Ｉｓｅｔとする。これによって、前記太陽電池ＳＭがライトソーキングの開始から安定し、前記定常状態での出力値が評価前の実測によって決定される。そして、照射制御部４２ｂは、ＬＳ光照射部２を制御することによってＬＳ光の放射を停止する。なお、この処理Ｓ３５において、処理Ｓ３４で前記太陽電池ＳＭが定常状態になっている（安定した）と判定した場合における検出部３の出力の出力値を設定出力値Ｉｓｅｔとしてもよい。すなわち、処理Ｓ３５における上述のサンプリングが省略され、処理Ｓ３４でＬＳ光の放射が停止されてもよい。
【００９１】
そして、第２に、演算制御部４ｂは、所定の評価項目の評価を行う。本実施形態では、前記所定の評価項目が太陽電池の分光感度であるので、演算制御部４ｂは、太陽電池の分光感度を測定する。より具体的には、前記処理Ｓ３５の次に、照射制御部４２ｂは、図２に示す処理Ｓ１６と同様に、評価光照射部１を制御することによって評価光照射部１から放射されるべき単色光の波長を設定する（Ｓ３６）。
【００９２】
次に、照射制御部４２ｂは、ＬＳ光照射部２を制御することによって前記太陽電池ＳＭにＬＳ光を照射する（Ｓ３７）。そして、照射制御部４２ｂは、前記太陽電池ＳＭの出力を検出部３によって検出する（Ｓ３８）。上述の動作と同様の動作によって、前記太陽電池ＳＭには、ＬＳ光が照射され、前記太陽電池ＳＭの出力電流の電流値Ｉが検出部３から演算制御部４ｂへ出力され、前記太陽電池ＳＭの出力電流が測定される。
【００９３】
次に、照射制御部４２ｂは、前記処理Ｓ３５で設定された設定出力値Ｉｓｅｔを用いることによって、検出部３から入力された測定結果の電流値Ｉに基づいて前記太陽電池ＳＭが定常状態になっているか否か（安定したか否か）を判定する（Ｓ３９）。この判定は、検出部３から入力された測定結果の電流値Ｉが略設定出力値Ｉｓｅｔと一致した場合には、前記太陽電池ＳＭが定常状態になっていると判定され、一致しない場合には、前記太陽電池ＳＭが定常状態になっていると判定されない。例えば、照射制御部４２ｂは、前記設定出力値Ｉｓｅｔから、今回ｊのサンプリング（検出）によって検出部３で得られた前記太陽電池ＳＭの出力電流Ｉｊを減算し、その減算結果の絶対値（＝｜Ｉｓｅｔ−Ｉｊ｜）が予め設定された所定の閾値Ｔｈ２以下であるか否かを判断する（｜Ｉｓｅｔ−Ｉｊ｜≦Ｔｈ２？）。この判断の結果、前記減算結果の絶対値が前記所定の閾値以下である場合（｜Ｉｓｅｔ−Ｉｊ｜≦Ｔｈ２）には、照射制御部４２ｂは、前記太陽電池ＳＭが定常状態になっている（安定した）と判定され、前記減算結果の絶対値が前記所定の閾値を超えている場合（｜Ｉｓｅｔ−Ｉｊ｜＞Ｔｈ２）には、照射制御部４２ｂは、前記太陽電池ＳＭが過渡状態である（安定していない）と判定される。
【００９４】
この処理Ｓ３９の判定の結果、前記太陽電池ＳＭが定常状態になっていると判定されない場合（前記太陽電池ＳＭが過渡状態である（安定していない）と判定される場合）（Ｎｏ）には、照射制御部４２ｂは、処理を処理Ｓ３８に戻す。すなわち、ＬＳ光照射部２は、前記太陽電池ＳＭにＬＳ光を照射し続け、ライトソーキングが行われる。
【００９５】
一方、前記処理Ｓ３９の判定の結果、前記太陽電池ＳＭが定常状態になっていると判定される場合（Ｙｅｓ）には、照射制御部４２ｂは、図２に示す処理Ｓ１９と同様に、ＬＳ光照射部２を制御することによってＬＳ光の放射を停止する（Ｓ４０）。これによってライトソーキングが終了する。
【００９６】
次に、図２に示す処理Ｓ２０と同様に、照射制御部４２ｂは、評価光照射部１を制御することによって前記太陽電池ＳＭに処理Ｓ３６で設定した波長λｋの単色光を照射する。そして、単色光が照射されると、放射照度検知部１７は、単色光の放射照度を測定し、その測定結果を増幅部１８を介して演算制御部４ｂに出力し、検出部３は、前記太陽電池ＳＭの出力（本実施形態では出力電流Ｉ）を測定し、この測定結果を演算制御部４ｂに出力する（Ｓ４１）。これによって波長λｋの分光感度を求めるためのデータが測定される。
【００９７】
次に、照射制御部４２ｂは、図２に示す処理Ｓ２１と同様に、分光感度を求めるために、予め設定された全ての波長について測定を終了したか否かを判定する（Ｓ４２）。この処理Ｓ４２における判定の結果、全ての波長について測定を終了している場合（Ｙｅｓ）には、次の処理Ｓ４３が実行される。一方、処理Ｓ４２における判定の結果、全ての波長について測定を終了していない場合（Ｎｏ）には、次の波長λｋ＋１のデータを取得するために、処理が処理Ｓ３６に戻される。
【００９８】
例えば、図３に示すように、処理Ｓ３７によってＬＳ光の照射を開始した時点Ｔ１２から、評価対象の太陽電池ＳＭは、電流を出力し始め、ＬＳ光の照射の継続に伴って出力電流は、徐々に大きくなる（過渡状態）。そして、時点Ｔ１３では、ライトソーキングにより、評価対象の太陽電池ＳＭは、定常状態となり、その出力電流は、略設定出力値Ｉｓｅｔとなる。そして、処理Ｓ３９の判定を介して、処理Ｓ４０によってＬＳ光の照射が終了され、処理Ｓ４１によって波長λｋの分光感度を求めるためのデータが測定される。そして、処理Ｓ４２で処理が処理Ｓ３６に戻され、図３に示すように、時点Ｔ１４で処理Ｓ３７によってＬＳ光の照射が開始され、同様な動作が繰り返される。このように本実施形態では、測定波長範囲における各波長ごとにライトソーキングが行われ、波長λｋの分光感度を求めるためのデータが測定される。
【００９９】
そして、処理Ｓ４３では、評価部４３は、処理Ｓ３６ないし処理Ｓ４２を実行することによって取得された検出部３の検出結果に基づいて前記太陽電池ＳＭを評価する。本実施形態では、評価部４３は、各波長λｋの各データのそれぞれについて、評価光照射部１によって単色光を前記太陽電池ＳＭに照射することで検出部３で得られた前記太陽電池ＳＭの出力電流、放射照度検知部１７で得られた、単位面積当たりの前記単色光の放射照度および予め記憶された前記太陽電池ＳＭにおける単色光の照射領域面積に基づいて前記太陽電池ＳＭにおける各波長λｋの分光感度を求め、これらを前記太陽電池ＳＭの分光感度とする。
【０１００】
そして、評価部４３は、各波長λｋの各データおよび前記太陽電池ＳＭの分光感度を出力部６に出力し、必要に応じてこれらをＩＦ部７へ出力し、また必要に応じてこれらを記憶部８へ出力して記憶させる。
【０１０１】
本実施形態の太陽電池評価装置Ｓｂは、第１実施形態の太陽電池評価装置Ｓａと同様に、ライトソーキングの必要な前記太陽電池ＳＭをより高い信頼性で評価することができ、前記太陽電池ＳＭをより少ない手間で評価することができる。
【０１０２】
また、本実施形態の太陽電池評価装置Ｓｂは、予め設定された光の照射開始から、定常状態で出力される前記設定出力値まで、評価対象の太陽電池ＳＭにＬＳ光を照射するので、より確実に前記太陽電池ＳＭが定常状態となった状態で評価光による検出結果を得られるから、より高い信頼性で評価することができる。
【０１０３】
そして、本実施形態の太陽電池評価装置Ｓｂでは、各波長ごとにライトソーキングを行うので、確実に定常状態でのデータが得られるから、より高い信頼性で評価することができる。
【０１０４】
また、本実施形態の太陽電池評価装置Ｓｂは、評価対象の太陽電池ＳＭごとに定常状態の出力値にバラツキがある場合でも、前記設定出力値を評価前に実測するので、このようなバラツキに対処することができ、より高い信頼性で評価することができる。
【０１０５】
なお、ライトソーキングの効果は、図６に示すように、直ちに消失するものではないので、ライトソーキング光の照射停止後、第１および第２太陽電池評価装置Ｓａ、Ｓｂの各仕様によって許容される各誤差の範囲内で、複数回測定することも可能である。このため、上述の第１および第２実施形態において、１回のライトソーキング後に、複数回、評価光を前記太陽電池ＳＷに照射し、検出部３から各評価光に対する検出結果を得るように、第１および第２太陽電池評価装置Ｓａ、Ｓｂが構成されてもよい。
【０１０６】
前記１回のライトソーキングで測定される回数は、例えば、ライトソーキング効果の維持時間を予め実測することで、その維持時間および太陽電池評価装置Ｓａ、Ｓｂに仕様によって許容される精度等に基づいて予め設定される。ライトソーキング効果の維持期間の測定は、例えば、ライトソーキング後に単色光またはライトソーキングに使用したエネルギーより十分小さいエネルギーの白色光で前記太陽電池ＳＭに照射し、その出力電流を連続的に測定することによって行われる。ライトソーキング効果の維持期間中では、出力電流は、一定しているが、ライトソーキング効果が薄れるに従って出力電流が変化し、完全にその効果がなくなった時点ではその出力電流で安定する。この出力電圧が変化するまでの時間を計測することで、ライトソーキング効果の維持時間を測定することができる。
【０１０７】
例えば、第１および第２実施形態の太陽電池評価装置Ｓａ、Ｓｂにおいて、照射制御部４２ａ、４２ｂは、１回のライトソーキング後（例えば図５に示す時点Ｔ２０から時点Ｔ２１までのライトソーキング後）に、複数の波長（例えば上記図５に示すＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６の６個の波長）に対して、評価光を前記太陽電池ＳＭに照射するように、評価光照射部１を制御し、評価部４３、４３は、１回のライトソーキング後に、複数の波長に対して、評価光照射部１、１によって前記評価光を前記太陽電池ＳＭに照射することで検出部３、３によって得られた前記太陽電池ＳＭの出力電流に基づいて前記太陽電池ＳＭの分光感度を求める。
【０１０８】
より具体的には、第１実施形態の太陽電池評価装置Ｓａでは、照射制御部４２ａは、１回のライトソーキング後に、複数の波長の個数だけ、処理Ｓ１６ないし処理Ｓ２０が繰り返され、処理Ｓ２２では、評価部４３は、上述と同様の処理を実行する。また、第２実施形態の太陽電池評価装置Ｓｂでは、照射制御部４２ｂは、１回のライトソーキング後に、複数の波長の個数だけ、処理Ｓ３６ないし処理Ｓ４１が繰り返され、処理Ｓ４３では、評価部４３は、上述と同様の処理を実行する。
【０１０９】
このように構成することによって、第１および第２太陽電池評価装置Ｓａ、Ｓｂは、波長ごとにライトソーキングを行う場合に比較して、分光感度の測定時間をより短くすることができる。
【０１１０】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【符号の説明】
【０１１１】
Ｓａ、Ｓｂ  太陽電池評価装置
ＳＭ  太陽電池
１  評価光照射部
２  ライトソーキング光照射部
３  検出部
４ａ、４ｂ  演算制御部
５  入力部
４２ａ、４２ｂ  照射制御部
４３  評価部
【図１】
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【図２】
0005811938.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0005811938.tif 000007
【図７】
0005811938.tif 000008
【図８】
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【図９】
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