(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイアス光の光量を調節して前記バイアス光を出射する第１の光源部と、
単色光の光量を調節して前記単色光を出射する第２の光源部と、
測定対象の太陽電池の短絡電流を測定する電流測定部と、
前記バイアス光の光量である第１の光量と前記単色光の光量である第２の光量との予め定められた比を示す値を記憶する光量比記憶部と、
互いに異なる複数の前記第１の光量を記憶するバイアス光量記憶部と、
前記バイアス光量記憶部に記憶されている複数の前記第１の光量のそれぞれに対応する複数の前記第２の光量を、前記光量比記憶部に記憶されている前記比を示す値を用いて算出し、前記第１の光量と前記第１の光量に対応する前記第２の光量との組み合わせを複数作成する組合作成部と、
前記組合作成部によって作成された複数の前記組み合わせのそれぞれについて、前記第１の光源部に前記第１の光量の前記バイアス光を出射させ、前記第２の光源部に前記第２の光量の前記単色光を出射させる出射制御部と、
前記組合作成部によって作成された複数の前記組み合わせのそれぞれについて、前記出射制御部の制御によって前記第１の光源部から出射された前記バイアス光と前記第２の光源部から出射された前記単色光とを重ねて前記太陽電池に照射された状態で、前記電流測定部によって測定された短絡電流を用いて差分分光感度を算出することにより、複数の前記差分分光感度を求める差分分光感度算出部と、
前記差分分光感度算出部によって求められた複数の前記差分分光感度を用いて、前記太陽電池の絶対分光感度を算出する絶対分光感度算出部と、を備える分光感度測定装置。
【請求項２】
前記組合作成部は、前記比を示す値を用いて算出した複数の前記第２の光量のうち、予め定められた下限値以下の前記第２の光量について、前記下限値を前記第２の光量とする請求項１に記載の分光感度測定装置。
【請求項３】
前記光量比記憶部は、複数の前記第１の光量のそれぞれに割り当てられた、複数の前記比を示す値を記憶しており、
前記組合作成部は、複数の前記第１の光量のそれぞれに割り当てられた前記比を示す値を用いて、複数の前記第１の光量のそれぞれに対応する複数の前記第２の光量を算出する請求項１又は２に記載の分光感度測定装置。
【請求項４】
前記第１の光源部は、前記バイアス光を放射する第１の発光部と、前記第１の発光部によって放射された前記バイアス光の光量を調節する第１の調節部と、を含み、
前記分光感度測定装置は、さらに、
予め定められた条件での短絡電流及び分光感度が特定されている基準検知器に対して、前記バイアス光量記憶部に記憶されている前記第１の光量の前記バイアス光が照射された状態で前記基準検知器から出力される短絡電流を第１の短絡電流とし、前記バイアス光量記憶部に記憶されている複数の前記第１の光量と、第１の所定式とを用いて、複数の前記第１の光量のそれぞれに対応する複数の前記第１の短絡電流を算出する第１の短絡電流算出部と、
前記基準検知器が前記第１の短絡電流を出力するために前記第１の調節部に設定される値を第１の設定値とし、前記バイアス光が前記基準検知器に照射された状態で前記電流測定部によって測定された短絡電流を、前記第１の短絡電流算出部によって算出された複数の前記第１の短絡電流のそれぞれと比較して、複数の前記第１の短絡電流のそれぞれに対応する複数の前記第１の設定値を算出する第１の設定値算出部と、
前記第１の設定値算出部によって算出された複数の前記第１の設定値を記憶する第１の設定値記憶部と、を備え、
前記出射制御部は、前記第１の設定値記憶部に記憶されている複数の前記第１の設定値のそれぞれを前記第１の調節部に設定して、前記第１の光源部に前記バイアス光を出射させる請求項１〜３のいずれか一項に記載の分光感度測定装置。
【請求項５】
前記第２の光源部は、第２の発光部と、前記第２の発光部によって放射された光を用いて前記単色光を生成する単色光生成部と、前記単色光生成部によって生成された前記単色光の光量を調節する第２の調節部と、を含み、
前記分光感度測定装置は、さらに、
前記基準検知器に対して、前記組合作成部によって算出された前記第２の光量の前記単色光が照射された状態で前記基準検知器から出力される短絡電流を第２の短絡電流とし、前記組合作成部によって算出された前記第２の光量、第２の所定式及び前記基準検知器の前記分光感度を用いて、互いに異なる波長の二以上の前記単色光のそれぞれに対応する二以上の前記第２の短絡電流を算出する第２の短絡電流算出部と、
前記基準検知器が前記第２の短絡電流を出力するために前記第２の調節部に設定される値を第２の設定値とし、前記単色光が前記基準検知器に照射された状態で前記電流測定部によって測定された短絡電流を、前記第２の短絡電流算出部によって算出された二以上の前記第２の短絡電流のそれぞれと比較して、二以上の前記第２の短絡電流のそれぞれに対応する二以上の前記第２の設定値を算出する第２の設定値算出部と、を備え、
前記第２の短絡電流算出部は、複数の前記第２の光量のそれぞれについて、二以上の前記第２の短絡電流を算出し、
前記第２の設定値算出部は、複数の前記第２の光量のそれぞれについて、二以上の前記第２の設定値を算出し、
前記分光感度測定装置は、さらに、
前記第２の設定値算出部によって算出された、複数の前記第２の光量のそれぞれについての二以上の前記第２の設定値を、複数の前記第２の設定値とし、複数の前記第２の設定値を記憶する第２の設定値記憶部を備え、
前記出射制御部は、前記第２の設定値記憶部に記憶されている複数の前記第２の設定値のそれぞれを前記第２の調節部に設定して、前記第２の光源部に前記単色光を出射させる請求項４に記載の分光感度測定装置。
【請求項６】
前記第１の調節部は、第１の絞り及び第１のＮＤフィルタの少なくとも一方であり、
前記第２の調節部は、第２の絞り及び第２のＮＤフィルタの少なくとも一方である請求項５に記載の分光感度測定装置。
【請求項７】
前記予め定められた条件は、太陽電池の性能を評価するための条件であるＳＴＣである請求項４〜６のいずれか一項に記載の分光感度測定装置。
【請求項８】
前記光量比記憶部に記憶されている前記比を示す値は、デフォルト値である請求項１〜７のいずれか一項に記載の分光感度測定装置。
【請求項９】
入力部と、
前記入力部が操作されて入力された値を、前記比を示す値として前記光量比記憶部に記憶させる記憶制御部と、をさらに備える請求項１〜７のいずれか一項に記載の分光感度測定装置。
【請求項１０】
前記組合作成部によって作成された複数の前記組み合わせのそれぞれについて、前記出射制御部の制御によって前記第１の光源部から出射された前記バイアス光と前記第２の光源部から出射された前記単色光とを重ねて前記太陽電池に照射された状態で、前記電流測定部によって測定された短絡電流の中から、前記単色光による短絡電流を検出する機能を持つロックインアンプをさらに備え、
前記差分分光感度算出部は、前記ロックインアンプによって、検出された前記単色光による短絡電流を用いて、前記差分分光感度を算出する請求項１〜９のいずれか一項に記載の分光感度測定装置。
【請求項１１】
前記第１の絞りは、開口率がそれぞれ異なる複数の貫通穴を有する第１の板部材を含み、前記第２の絞りは、開口率がそれぞれ異なる複数の貫通穴を有する第２の板部材を含む請求項６に記載の分光感度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池の絶対分光感度を測定する分光感度測定装置に関する。
【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。太陽電池には、シリコン（Ｓｉ）を用いたシリコン系太陽電池、ＩｎＧａＡｓ等の化合物半導体を用いた化合物系太陽電池、及び、有機半導体を用いた有機系太陽電池等の様々な種類がある。有機系太陽電池には、シリコン系太陽電池と異なり、短絡電流が、放射照度に対して線形で変化しない特性を持つ物が存在する。
【０００３】
太陽電池の性能を評価するために、例えばＩＥＣ６０９０４やＪＩＳ（Ｃ８９０５〜Ｃ８９９１）で定義された評価方法等がある。上記のような非線形太陽電池の分光感度の評価方法として、ＤＳＲ法（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｉｔｙ  ｍｅｔｈｏｄ）による太陽電池の絶対分光感度を測定する測定方法がある（例えば、特許文献１及び非特許文献１，２参照）。なお、ＩＥＣは、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ（国際電気標準会議）の略称である。ＪＩＳは、Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ（日本工業規格）の略称である。また、ＤＳＲ法以外の太陽電池の絶対分光感度を測定する測定方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
絶対分光感度及びこれに関連する用語を説明する。
（１）太陽電池の絶対分光感度は、測定したい分光放射照度の光源の下で測定した分光感度を意味する。なお、絶対分光感度と照射光の絶対値分光放射照度とを畳込み積分することによって、太陽電池の短絡電流が計算できる。
（２）短絡電流は、太陽電池の＋極と−極との電位差を０Ｖにしたときに、太陽電池に流れる電流である。
（３）太陽電池の分光感度[Ａ／Ｗ／ｍ２／ｎｍ]は、特定の波長の光を太陽電池に照射したときに太陽電池から出力される短絡電流を、照射したエネルギーで割ったものである。
（４）バイアス光は、差分分光感度を測定する時に、一定量のバイアス電流を流す為に、太陽電池に照射される光（例えば白色光）である。
（５）ＤＳＲ法は、バイアス光の照射エネルギーを順次に変えることによって各バイアス電流に対する各差分分光感度をそれぞれ測定し、これら測定した複数の差分分光感度と、求めたい照射光の分光放射照度分布から、太陽電池の絶対分光感度を求める方法である。詳細は非特許文献２に記載されている。
（６）差分分光感度は、各バイアス光の基での太陽電池において、任意の波長の分光エネルギーの微少な変動による短絡電流の変化率である。差分分光感度は、太陽電池における短絡電流（バイアス光照射の短絡電流）を測定し、照射エネルギーが微小な単色光をさらに照射した状態の短絡電流（バイアス光及び単色光照射の短絡電流）を測定し、バイアス光照射の短絡電流とバイアス光及び単色光照射の短絡電流との差を、単色光の照射エネルギーで割ることによって求められる。
（７）単色光は、差分分光感度を測定するために太陽電池に照射する任意波長の光である。通常、バイアス光（白色バイアス光）に対して十分小さいエネルギーに調整されて用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０８４４４１号パンフレット
【特許文献２】特開２００４−２８１７０６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】“Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌｓ．１：Ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｉｔｙ  ｍｅｔｈｏｄ”、１  Ｍａｙ  １９８７／Ｖｏｌ．２６  Ｎｏ．９  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｏｐｔｉｃｓ
【非特許文献２】ＩＥＣ  ６０９０４−８  Ｅｄｉｔｉｏｎ  ３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＩＥＣ  ６０９０４−８  Ｅｄｉｔｉｏｎ  ３では短絡電流が、放射照度に対して、線型でない非線形太陽電池の分光感度測定は、ＤＳＲ方式で求める事が要求されている。
【０００８】
しかし、このＤＳＲ法は、各バイアス光の放射照度に対して、単色光の放射照度が十分小さい事を前提としている。一般に１０００Ｗ／ｍ２の大きなバイアス放射照度の時には、単色光の放射照度を１Ｗ／ｍ２としても、白色光による短絡電流が大きく単色光による短絡電流の変化量は僅かなので、測定精度に対する影響は軽微である。他方、ＤＳＲ方式は、低照度から測定したい放射照度までバイアス光を変更しながら、各々の差分分光感度を測定するので、バイアス光の放射照度が、例えば、１０Ｗ／ｍ２、の時に単色光として、１Ｗ／ｍ２の放射照度を照射すると、単色光の光エネルギーにより、被測定物の太陽電池の短絡電流が大きく変化してしまい、低照度下での正確な差分分光感度が求められないという課題がある。
【０００９】
本発明は、ＤＳＲ法を用いた太陽電池の絶対分光感度の測定において、上記の問題を解決すべく、任意のバイアス光量下で、高精度に差分分光感度を求める事が可能な分光感度測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する本発明に係る分光感度測定装置は、バイアス光の光量を調節して前記バイアス光を出射する第１の光源部と、単色光の光量を調節して前記単色光を出射する第２の光源部と、測定対象の太陽電池の短絡電流を測定する電流測定部と、前記バイアス光の光量である第１の光量と前記単色光の光量である第２の光量との予め定められた比を示す値を記憶する光量比記憶部と、互いに異なる複数の前記第１の光量を記憶するバイアス光量記憶部と、前記バイアス光量記憶部に記憶されている複数の前記第１の光量のそれぞれに対応する複数の前記第２の光量を、前記光量比記憶部に記憶されている前記比を示す値を用いて算出し、前記第１の光量と前記第１の光量に対応する前記第２の光量との組み合わせを複数作成する組合作成部と、前記組合作成部によって作成された複数の前記組み合わせのそれぞれについて、前記第１の光源部に前記第１の光量の前記バイアス光を出射させ、前記第２の光源部に前記第２の光量の前記単色光を出射させる出射制御部と、前記組合作成部によって作成された複数の前記組み合わせのそれぞれについて、前記出射制御部の制御によって前記第１の光源部から出射された前記バイアス光と前記第２の光源部から出射された前記単色光とを重ねて前記太陽電池に照射された状態で、前記電流測定部によって測定された短絡電流を用いて差分分光感度を算出することにより、複数の前記差分分光感度を求める差分分光感度算出部と、前記差分分光感度算出部によって求められた複数の前記差分分光感度を用いて、前記太陽電池の絶対分光感度を算出する絶対分光感度算出部と、を備える。
【００１１】
ＤＳＲ法を用いた太陽電池の絶対分光感度測定は、バイアス光の光量を順次、変えることによって各光量に対する各差分分光感度をそれぞれ測定し、複数の差分分光感度を得る工程がある。本発明に係る分光感度測定装置では、バイアス光の光量と単色光の光量との比を予め設定することにより、上記工程において、バイアス光の光量が大きいとき、単色光の光量を大きくして単色光測定時のＳＮを向上させ、バイアス光の光量が小さいとき、単色光の光量を小さくする。これにより、各バイアス光について、バイアス光による短絡電流に対して、単色光による短絡電流の影響を相対的に小さくでき、各々の放射照度における短絡電流の変動の影響を排除できるので、ＤＳＲ法を用いた太陽電池の絶対分光感度の測定において、任意のバイアス光量下で、高精度に差分分光感度を求める事が可能となる。
【００１２】
上記構成において、前記組合作成部は、前記比を示す値を用いて算出した複数の前記第２の光量のうち、予め定められた下限値以下の前記第２の光量について、前記下限値を前記第２の光量とする。
【００１３】
単色光の光量である第２の光量がある値以下であれば、単色光による短絡電流がバイアス光による短絡電流に及ぼす影響が軽微なので、大きな測定誤差の原因とならない。他方、単色光の光量の大きさを問わず、光量比（比を示す値）を同じにしたとき、バイアス光が小さい場合、単色光による短絡電流測定のＳＮ比が悪くなる。これにより、逆に差分分光感度測定精度が悪化する場合があるので、単色光の光量に下限値を設ける。
【００１４】
上記構成において、前記光量比記憶部は、複数の前記第１の光量のそれぞれに割り当てられた、複数の前記比を示す値を記憶しており、前記組合作成部は、複数の前記第１の光量のそれぞれに割り当てられた前記比を示す値を用いて、複数の前記第１の光量のそれぞれに対応する複数の前記第２の光量を算出する。
【００１５】
この構成によれば、複数の第１の光量のそれぞれに応じて、比を変えることができるので、複数の第２の光量を最適な値に設定することができる。
【００１６】
即ち、複数の第１の光量に応じて、比が互いに異なるようにすることができる。例えば、複数の第１の光量を小さい順に、光量Ａ、光量Ｂ、光量Ｃ、光量Ｄ、光量Ｅとする。光量Ａに割り当てる比を２００：１、光量Ｂに割り当てる比を４００：１、光量Ｃに割り当てる比を６００：１、光量Ｄに割り当てる比を８００：１、光量Ｅに割り当てる比を１０００：１とする。
【００１７】
また、複数の第１の光量をいくつかのグループに分けて、グループに応じて、比が互いに異なるようにしてもよい。例えば、光量Ａ、光量Ｂ及び光量Ｃのグループに割り当てる比を５００：１、光量Ｄと光量Ｅのグループに割り当てる比を１０００：１とする。
【００１８】
上記構成において、前記第１の光源部は、前記バイアス光を放射する第１の発光部、及び、前記第１の発光部によって放射された前記バイアス光の光量を調節する第１の調節部を含み、前記分光感度測定装置は、さらに、予め定められた条件での短絡電流及び分光感度が特定されている基準検知器に対して、前記バイアス光量記憶部に記憶されている前記第１の光量の前記バイアス光が照射された状態で前記基準検知器から出力される短絡電流を第１の短絡電流とし、前記バイアス光量記憶部に記憶されている複数の前記第１の光量と、第１の所定式とを用いて、複数の前記第１の光量のそれぞれに対応する複数の前記第１の短絡電流を算出する第１の短絡電流算出部と、前記基準検知器が前記第１の短絡電流を出力するために前記第１の調節部に設定される値を第１の設定値とし、前記バイアス光が前記基準検知器に照射された状態で前記電流測定部によって測定された短絡電流を、前記第１の短絡電流算出部によって算出された複数の前記第１の短絡電流のそれぞれと比較して、複数の前記第１の短絡電流のそれぞれに対応する複数の前記第１の設定値を算出する第１の設定値算出部と、前記第１の設定値算出部によって算出された複数の前記第１の設定値を記憶する第１の設定値記憶部と、を備え、前記出射制御部は、前記第１の設定値記憶部に記憶されている複数の前記第１の設定値のそれぞれを前記第１の調節部に設定して、前記第１の光源部に前記バイアス光を出射させる。
【００１９】
この構成は、第１の設定値を算出する手段を規定している。第１の設定値は、上記の通り、基準検知器が第１の短絡電流を出力するために第１の調節部に設定される値である。この構成によれば、放射照度を測定するのでなく基準検知器からの電流値を基に、バイアス光を出射するための設定値を決定できる。
【００２０】
上記構成において、前記第２の光源部は、第２の発光部、前記第２の発光部によって放射された光を用いて前記単色光を生成する単色光生成部、及び、前記単色光生成部によって生成された前記単色光の光量を調節する第２の調節部を含み、前記分光感度測定装置は、さらに、前記基準検知器に対して、前記組合作成部によって算出された前記第２の光量の前記単色光が照射された状態で前記基準検知器から出力される短絡電流を第２の短絡電流とし、前記組合作成部によって算出された前記第２の光量、第２の所定式及び前記基準検知器の前記分光感度を用いて、互いに異なる波長の二以上の前記単色光のそれぞれに対応する二以上の前記第２の短絡電流を算出する第２の短絡電流算出部と、前記基準検知器が前記第２の短絡電流を出力するために前記第２の調節部に設定される値を第２の設定値とし、前記単色光が前記基準検知器に照射された状態で前記電流測定部によって測定された短絡電流を、前記第２の短絡電流算出部によって算出された二以上の前記第２の短絡電流のそれぞれと比較して、二以上の前記第２の短絡電流のそれぞれに対応する二以上の前記第２の設定値を算出する第２の設定値算出部と、を備え、前記第２の短絡電流算出部は、複数の前記第２の光量のそれぞれについて、二以上の前記第２の短絡電流を算出し、前記第２の設定値算出部は、複数の前記第２の光量のそれぞれについて、二以上の前記第２の設定値を算出し、前記分光感度測定装置は、さらに、前記第２の設定値算出部によって算出された、複数の前記第２の光量のそれぞれについての二以上の前記第２の設定値を、複数の前記第２の設定値とし、複数の前記第２の設定値を記憶する第２の設定値記憶部を備え、前記出射制御部は、前記第２の設定値記憶部に記憶されている複数の前記第２の設定値のそれぞれを前記第２の調節部に設定して、前記第２の光源部に前記単色光を出射させる。
【００２１】
この構成は、第２の設定値を算出する手段を規定している。第２の設定値は、上記の通り、基準検知器が第２の短絡電流を出力するために第２の調節部に設定される値である。この構成によれば、放射照度を測定するのでなく基準検知器からの電流値を基に、単色光を出射するための設定値を決定できる。
【００２２】
「複数」及び「二以上」は、２以上の整数である。「複数」をｎ、「二以上」をｍとする。ｎとｍとは、同じでもよいし、異なっていてもよい。第２の短絡電流算出部は、ｎ×ｍ個の（複数の）第２の短絡電流を算出し、第２の設定値算出部は、ｎ×ｍ個の（複数の）第２の設定値を算出する。
【００２３】
上記構成において、前記第１の調節部は、第１の絞り及び第１のＮＤフィルタの少なくとも一方であり、前記第２の調節部は、第２の絞り及び第２のＮＤフィルタの少なくとも一方である。
【００２４】
ＮＤフィルタ、絞り等により、バイアス光及び単色光の光量を減衰させることで、所定の光量になるように設定できる。第１の絞りとして、開口率がそれぞれ異なる複数の貫通穴を有する第１の板部材を含むタイプの絞りを用いることができる。第２の絞りとして、開口率がそれぞれ異なる複数の貫通穴を有する第２の板部材を含むタイプの絞りを用いることができる。
【００２５】
上記構成において、前記予め定められた条件は、太陽電池の性能を評価するための条件であるＳＴＣである。
【００２６】
上記構成において、前記光量比記憶部に記憶されている前記比を示す値は、デフォルト値である。
【００２７】
この構成によれば、比を示す値を分光感度測定装置に入力する操作を省略できる。比を示す値として、どのような値にすれば分からないときに有効である。
【００２８】
上記構成において、入力部と、前記入力部が操作されて入力された値を、前記比を示す値として前記光量比記憶部に記憶させる記憶制御部と、をさらに備える。
【００２９】
この構成によれば、分光感度測定装置の操作者は、比を示す値として、所望の値を、分光感度測定装置に入力できる。
【００３０】
上記構成において、前記組合作成部によって作成された複数の前記組み合わせのそれぞれについて、前記出射制御部の制御によって前記第１の光源部から出射された前記バイアス光と前記第２の光源部から出射された前記単色光とを重ねて前記太陽電池に照射された状態で、前記電流測定部によって測定された短絡電流の中から、前記単色光による短絡電流を検出する機能を持つロックインアンプをさらに備え、前記差分分光感度算出部は、前記ロックインアンプによって、検出された前記単色光による短絡電流を用いて、前記差分分光感度を算出する。
【００３１】
バイアス光による短絡電流（定常光）と単色光をチョッピングした短絡電流（ＡＣ光）から、ロックインアンプにより  ＡＣ成分の単色光を取り出す事が可能になる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、ＤＳＲ法を用いた太陽電池の絶対分光感度の測定において、任意のバイアス光量下で、高精度に差分分光感度を求める事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】白色バイアス光と単色光とを重ねた光（合成光）の波長と、太陽電池の短絡電流との関係の第１例を示すグラフである。
【図２】同第２例を示すグラフである。
【図３】同第３例を示すグラフである。
【図４】本実施形態に係る分光感度測定装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本実施形態に係る分光感度測定装置に備えられる制御部の機能ブロックを説明する説明図である。
【図６】本実施形態に係る分光感度測定装置の動作を説明するフローチャートの前半である。
【図７】同フローチャートの後半である。
【図８】太陽電池の絶対分光感度を測定する前提となる各種設定をまとめた表である。
【図９】第１の設定値を求める工程を説明するフローチャートである。
【図１０】第２の発光部として用いられるキセノンランプについて、波長と放射照度との関係を示すグラフである。
【図１１】第２の設定値を求める工程を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００３５】
発明が解決しようとする課題の欄で述べた測定誤差の原因について説明する。図１は、白色バイアス光と単色光とを重ねた光（合成光）の波長と、太陽電池の短絡電流との関係の第１例を示すグラフである。図２は、同第２例を示すグラフである。図３は、同第３例を示すグラフである。図１〜図３において、横軸は、白色バイアス光と単色光とを重ねた光の波長を示し、縦軸は、太陽電池の短絡電流を示す。
【００３６】
図１〜図３を参照して、ハッチングが密の領域が単色光による短絡電流を表し、ハッチングが粗の領域が広い波長範囲を持つ白色バイアス光（例えばＡＭ１．５Ｇ）による短絡電流を表し、ハッチングが密の領域とハッチングが粗の領域とを合わせた領域が、白色バイアス光と単色光とを重ねた光による短絡電流を表している。
【００３７】
白色バイアス光による短絡電流は、太陽電池の分光感度と照射した光源の放射照度の畳み込み積分のより求まる値であり、波長依存性がない。他方、単色光による短絡電流は、３００〜１１００ｎｍの波長において異なる。ＤＳＲの演算においては、各白色バイアス光毎に、測定した白色バイアスのよる短絡電流を基に演算しているので、単色光により基となる白色バイアス光による短絡電流が大きく変化してしまう。これが絶対分光感度の測定誤差の原因となる。
【００３８】
図１に示すグラフは、１０００Ｗ／ｍ２の白色バイアス光、１Ｗ／ｍ２の単色光の場合を示している。ｉｂ＿１０００Ｗで示すハッチングが粗の領域は、１０００Ｗ／ｍ２の白色バイアス光による短絡電流を表している。ｉｂ＿ｓ（λ）で示すハッチングが密の領域は、１Ｗ／ｍ２の単色光による短絡電流を表している。
【００３９】
１０００Ｗ／ｍ２の白色バイアス光、１Ｗ／ｍ２の単色光の場合では、放射照度の比が１０００：１であり、比が大きいので、白色バイアス光による短絡電流に対して、単色光による短絡電流の変動が相対的に小さい。このため、絶対分光感度の測定誤差量が少ない。
【００４０】
本発明者の実測によれば、１０００Ｗ／ｍ２の白色バイアス光による短絡電流は、８ｍＡであり、１Ｗ／ｍ２の単色光（波長５４６ｎｍ）による短絡電流は、８６μＡであった。従って、白色バイアス光による短絡電流に対して、単色光による短絡電流の比は、約１％（＝（８６μＡ／８ｍＡ）×１００）であった。これは、白色バイアス光による短絡電流に対して、単色光による短絡電流の変動が相対的に小さいことを示している。
【００４１】
非線形の太陽電池は、放射照度により分光感度が異なる太陽電池である。ＤＳＲ法によって、非線形の太陽電池の絶対分光感度を測定するとき、短絡電流が大きく変化する白色バイアス光の放射照度において、差分分光感度を測定する必要がある。例えば、色素増感太陽電池は、１０Ｗ／ｍ２付近で大きな非線形性を有する物がある。このような太陽電池の絶対分光感度を測定する場合、１０Ｗ／ｍ２の白色バイアス光において、差分分光感度を測定することが重要となる。
【００４２】
図２に示すグラフは、１０Ｗ／ｍ２の白色バイアス光、１Ｗ／ｍ２の単色光の場合を示している。ｉｂ＿１０Ｗで示すハッチングが粗の領域は、１０Ｗ／ｍ２の白色バイアス光による短絡電流を表している。ｉｂ＿ｓ（λ）で示すハッチングが密の領域は、１Ｗ／ｍ２の単色光による短絡電流を表している。
【００４３】
１０Ｗ／ｍ２の白色バイアス光、１Ｗ／ｍ２の単色光の場合では、放射照度の比が１０：１であり、放射照度の比が小さいので、白色バイアス光による短絡電流に対して、単色光による短絡電流の変動が相対的に大きい。また、測定対象の太陽電池の分光感度特性のために、単色光の波長に応じて、単色光による短絡電流が大きく変動する。これらが、絶対分光感度の測定誤差の原因になる。
【００４４】
本発明者の実測によれば、１０Ｗ／ｍ２の白色バイアス光による短絡電流は、８０μＡであり、１Ｗ／ｍ２の単色光（波長５４６ｎｍ）による短絡電流は、８６μＡであった。従って、白色バイアス光による短絡電流に対して、単色光による短絡電流の比は、約１０８％（＝（８６μＡ／８０μＡ）×１００）であった。これは、白色バイアス光による短絡電流に対して、単色光による短絡電流の変動が相対的に大きいことを示している。
【００４５】
以上説明したように、ＤＳＲ法において、白色バイアス光の放射照度を順次に変えることによって各放射照度に対する各差分分光感度をそれぞれ測定する際に、単色光の放射照度を同じにすれば、絶対分光感度の測定誤差の原因となる。
【００４６】
そこで、白色バイアス光の放射照度と単色光の放射照度との比を予め設定することにより、白色バイアス光の放射照度が大きいとき、単色光の放射照度を大きくし、白色バイアス光の放射照度が小さいとき、単色光の放射照度を小さくする。
【００４７】
例えば、白色バイアス光の放射照度と単色光の放射照度との比を、１０００：１とする。１０００Ｗ／ｍ２の白色バイアス光のとき、単色光は、１Ｗ／ｍ２となる。この場合は、図１に示すグラフとなるので、白色バイアス光による短絡電流に対して、単色光による短絡電流の変動が相対的に小さくなる。
【００４８】
１０Ｗ／ｍ２の白色バイアス光のとき、単色光は、０．０１Ｗ／ｍ２となる。この場合は、図２に示すグラフでなく、図３に示すグラフとなる。ｉｂ＿１０Ｗで示すハッチングが粗の領域は、１０Ｗ／ｍ２の白色バイアス光による短絡電流を表している。ｉｂ＿ｓ（λ）で示すハッチングが密の領域は、０．０１Ｗ／ｍ２の単色光による短絡電流を表している。白色バイアス光による短絡電流に対して、単色光による短絡電流の変動が相対的に小さくなる。
【００４９】
本発明者の実測によれば、１０Ｗ／ｍ２の白色バイアス光による短絡電流は、８０μＡであり、０．０１Ｗ／ｍ２の単色光（波長５４６ｎｍ）による短絡電流は、８６０ｎＡであった。従って、白色バイアス光による短絡電流に対して、単色光による短絡電流の比は、約１％（＝（８６０ｎＡ／８０μＡ）×１００）であった。これは、白色バイアス光による短絡電流に対して、単色光による短絡電流の変動が相対的に小さいことを示している。
【００５０】
次に、本実施形態に係る分光感度測定装置１の構成を説明する。図４は、その構成を示すブロック図である。分光感度測定装置１は、第１の光源部２、第２の光源部３、照射部４、電流測定部５、制御部６、入力部７及び出力部８を備える。
【００５１】
第１の光源部２は、白色バイアス光の光量を調節して白色バイアス光を出射する。白色バイアス光は、バイアス光の一例である。第１の光源部２は、第１の発光部２０、平面鏡２１、シャッタ２２、光学フィルタ２３、絞り２４（第１の絞りの具体例）及びＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタ２５（第１のＮＤフィルタの具体例）を備える。
【００５２】
第１の発光部２０は、白色バイアス光を放射する。白色バイアス光は、測定対象Ｗの太陽電池に一定量の短絡電流を流す為の光である。第１の発光部２０は、例えば、ハロゲンランプ又はキセノンランプである。
【００５３】
第１の発光部２０が放射した白色バイアス光の光路に、平面鏡２１が配置されている。平面鏡２１は、第１の発光部２０が放射した白色バイアス光を反射する。
【００５４】
平面鏡２１で９０度反射された白色バイアス光の光路に、シャッタ２２、光学フィルタ２３、絞り２４及びＮＤフィルタ２５が順に配置されている。
【００５５】
シャッタ２２が開かれていると、第１の光源部２から白色バイアス光が出射され、シャッタ２２が閉じられていると、遮光され、第１の光源部２から白色バイアス光が出射されない。第１の発光部２０が安定した白色バイアス光を放射するのに時間がかかるので、分光感度測定装置１の使用中、第１の発光部２０は、ＯＮ状態であり、白色バイアス光を放射している。白色バイアス光を使用するとき、シャッタ２２が開けられ、白色バイアス光を使用しないとき、シャッタ２２が閉じられる。
【００５６】
国際規格では、太陽電池評価用の基準太陽光として、ＡＭ１．５Ｇ（Ａｉｒ  Ｍａｓｓ  １．５Ｇ）を定義している。光学フィルタ２３は、第１の発光部２０が放射した白色バイアス光を、ＡＭ１．５Ｇで定義された基準太陽光が有する分光スペクトルと近似する分光スペクトルを有する白色バイアス光（擬似太陽光）に変換する。
【００５７】
光学フィルタ２３で、擬似太陽光に変換された白色バイアス光の光量は、絞り２４及びＮＤフィルタ２５によって調節される。絞り２４は、例えば、開口面積を可変する光彩絞りである。なお、絞り２４として、光彩絞りに替えて、開口率がそれぞれ異なる複数の貫通穴を有する板部材を用いてもよい。板部材は、具体的には、開口率がそれぞれ異なる複数の貫通穴が２次元に形成されたパンチングメタルである。絞り２４及びＮＤフィルタ２５は、第１の発光部２０によって放射された白色バイアス光の光量を調節する第１の調節部２６として機能する。絞り２４、ＮＤフィルタ２５により、白色バイアス光の光量を減衰させることで、所定の光量になるように設定できる。絞り２４及びＮＤフィルタ２５の両方を配置せずに、いずれか一方を配置して、第１の調節部２６としてもよい。
【００５８】
絞り２４及びＮＤフィルタ２５を通過した白色バイアス光は、第１の光源部２から外部に出射され、この白色バイアス光は、照射部４に入射する。
【００５９】
第２の光源部３は、単色光の光量を調節して単色光を出射する。第２の光源部３は、第２の発光部３０、スリット３１、絞り３２（第２の絞りの具体例）、回折格子３３、シャッタ３４、ＮＤフィルタ３５（第２のＮＤフィルタの具体例）及びチョッパ３６を備える。
【００６０】
第２の発光部３０は、回折格子３３によって選択された単色光の波長を含む、所定の波長帯域の光を放射する。第２の発光部３０は、例えば、キセノンランプ等の白色ランプである。なお、第２の光源部３において、第１の発光部２０からの光と第２の発光部３０からの光とが交差しているが、これは作図上の理由であり、実際には交差していない。
【００６１】
第２の発光部３０が放射した光の光路に、スリット３１、絞り３２及び回折格子３３が配置されている。第２の光源部３は、スリット３１及び回折格子３３を構成要素として含むモノクロメータ３８を備える。モノクロメータ３８は、単色光生成部の具体例であり、第２の発光部３０によって放射された光を用いて単色光を生成する。
【００６２】
モノクロメータ３８は、第２の発光部３０が放射した光を、制御部６の指示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３８は、例えば、第２の発光部３０から放射された所定の波長帯域の光を回折格子３３で回折し、狭い範囲の波長のみを取り出す分光器である。
【００６３】
モノクロメータ３８は、例えば、入射スリット（スリット３１）、反射型の回折格子３３及び出射スリット（不図示）を備え、入射スリットを介して入射された入射光束を反射型の回折格子３３で回折し、回折格子３３で回折された入射光束の回折光のうち、出射スリットで所定の波長のみを取り出す装置である。モノクロメータ３８は、このような構成によって、回折格子３３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。
【００６４】
モノクロメータ３８は、所望する範囲の波長を取り出すように制御部６によって制御される。
【００６５】
絞り３２は、例えば、光彩絞りであり、スリット３１を通過した光の光量を調節する。絞り３２は、後で説明する第２の調節部３７として機能する。なお、絞り３２として、光彩絞りに替えて、開口率がそれぞれ異なる複数の貫通穴を有する板部材を用いてもよい。板部材は、具体的には、開口率がそれぞれ異なる複数の貫通穴が２次元に形成されたパンチングメタルである。
【００６６】
モノクロメータ３８から射出された単色光の光路に、シャッタ３４、ＮＤフィルタ３５及びチョッパ３６が順に配置されている。
【００６７】
シャッタ３４が開かれていると、第２の光源部３から単色光が出射され、シャッタ３４が閉じられていると、遮光して、第２の光源部３から単色光が出射されない。第２の発光部３０が安定した光を放射するのに時間がかかるので、分光感度測定装置１の使用中、第２の発光部３０は、ＯＮ状態であり、光を放射している。単色光を使用するとき、シャッタ３４が開けられ、単色光を使用しないとき、シャッタ３４が閉じられる。
【００６８】
ＮＤフィルタ３５及び絞り３２は、モノクロメータ３８（単色光生成部）によって生成された単色光の光量を調節する第２の調節部３７として機能する。ＮＤフィルタ３５、絞り３２により、単色光の光量を減衰させることで、所定の光量になるように設定できる。ＮＤフィルタ３５及び絞り３２の両方を配置せずに、いずれか一方を配置して、第２の調節部３７としてもよい。
【００６９】
ＮＤフィルタ３５により光量が調節された単色光は、チョッパ３６に入射する。チョッパ３６は、入射した単色光を周期的にチョッピングすることによって、点灯と消灯とを交互に起こさせる。これにより光量がパルス状に変化する単色光が得られる。この単色光は、第２の光源部３から外部に出射され、照射部４に入射する。
【００７０】
照射部４は、第１の光源部２から出射された白色バイアス光と第２の光源部３から出射された単色光とを重ねた光である合成光を生成し、ステージ９に載置された測定対象Ｗに照射する。測定対象Ｗは、基準検知器や太陽電池である。
【００７１】
太陽電池の絶対分光感度を測定するとき、測定対象Ｗは太陽電池である。この測定をする前に、後で説明するように白色バイアス光及び単色光が所望の光量になるように、分光感度測定装置１が校正される。この校正作業時には、測定対象Ｗは基準検知器である。
【００７２】
基準検知器は、例えばＳＴＣ（１０００Ｗ／ｍ２、２５度、ＡＭ１．５Ｇ）において、基準検知器から出力される短絡電流及び分光感度が予め特定されている機器である。基準検知器は、例えば、基準太陽電池セルであったり、Ｓｉフォトダイオードである。
【００７３】
照射部４は、ハーフミラー４０、投光レンズ４１及びマスク４２を備える。第１の光源部２から出射された白色バイアス光及び第２の光源部３から出射された単色光は、ハーフミラー４０で重ねられ、白色バイアス光と単色光とを重ねた光（合成光）が生成される。合成光は、投光レンズ４１で集光され、マスク４２を介して、測定対象Ｗに照射される。
【００７４】
合成光は、その断面の中央部において、一様な明るさを有するが、周辺部ではレンズのシェーディング特性等により、明るさが均一でなくなる。この為に、マスク４２により、合成光の中央部だけを測定対象Ｗに照射されるようにする。
【００７５】
電流測定部５は、測定対象Ｗの短絡電流を測定する。電流測定部５は、ロックインアンプ５０を備える。ロックインアンプ５０は、照射部４が上記合成光を測定対象Ｗに照射した状態で（言い換えれば、組合作成部６２によって作成された複数の組み合わせのそれぞれについて、出射制御部６３の制御によって第１の光源部２から出射されたバイアス光と第２の光源部３から出射された単色光とを重ねて測定対象Ｗに照射された状態で）、電流測定部５によって測定された短絡電流の中から、単色光による短絡電流だけを検出して増幅する機能を持っている回路である。別法として、ロックインアンプを使わずに、定常光とＡＣ光の合成した光からの短絡電流を、測定して演算によりＡＣ光成分を取り出してもよい。
【００７６】
制御部６は、分光感度測定装置１を制御する。図５は、制御部６の機能ブロックを説明する説明図である。制御部６は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等によって実現され、機能ブロックとして、光量比記憶部６０、バイアス光量記憶部６１、組合作成部６２、出射制御部６３、差分分光感度算出部６４、絶対分光感度算出部６５、第１の短絡電流算出部６６、第１の設定値算出部６７、第１の設定値記憶部６８、第２の短絡電流算出部６９、第２の設定値算出部７０、第２の設定値記憶部７１及び記憶制御部７２を備える。これらのブロックの詳細は、後で説明する。
【００７７】
図４を参照して、入力部７は、外部からコマンド（命令）やデータ等を分光感度測定装置１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。
【００７８】
出力部８は、入力部７から入力されたコマンドやデータ及び制御部６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。
【００７９】
本実施形態に係る分光感度測定装置１の動作を説明する。図６及び図７は、その動作を説明するフローチャートである。分光感度測定装置１は、太陽電池の絶対分光感度を測定する前提として、各種設定をする。図８は、各種設定をまとめた表である。この表については、分光感度測定装置１の動作と一緒に説明する。
【００８０】
図４〜図６を参照して、操作者は、入力部７を操作して、太陽電池の絶対分光感度を測定するために、装置の光量の絶対値校正を行う。この絶対値校正の行うために、出射制御部６３は、第１の光源部２のシャッタ２２及び第２の光源部３のシャッタ３４を閉じる制御をし、かつ、第１の発光部２０及び第２の発光部３０を点灯させる制御をする（ステップＳ１）。第１の発光部２０が放射する白色バイアス光及び第２の発光部３０が放射する光が安定するのに時間がかかるので、予め、第１の発光部２０及び第２の発光部３０を点灯する。
【００８１】
操作者は、入力部７を操作して、白色バイアス光の光量である第１の光量と単色光の光量である第２の光量との比を示す値Ｋを入力する（ステップＳ２）。例えば、第１の光量：第２の光量＝１０００：１のとき、値Ｋとして、１０００を入力する。記憶制御部７２は、入力された値Ｋを光量比記憶部６０に記憶させる。操作者は、比を示す値Ｋとして、所望の値を、分光感度測定装置１に入力できる。
【００８２】
なお、値Ｋをデフォルト値にしてもよい。すなわち、光量比記憶部６０に、値Ｋがデフォルトで設定されている。これによれば、比を示す値Ｋを分光感度測定装置１に入力する操作（ステップＳ２）を省略できる。比を示す値Ｋとして、どのような値にすれば分からないときに有効である。
【００８３】
操作者は、入力部７を操作して、互いに異なる複数の第１の光量を入力する（ステップＳ３）。Ｅｂ＿ｉは、第１の光量を示している。ｉは、１〜ｎのいずれかの数を示している。ｎは、１より大きい整数である。ｎは、例えば、１０（すなわち、１０種類の第１の光量）であるが、説明の簡略化のため、ｎが３（すなわち、３個の第１の光量）を例にして説明する。
【００８４】
Ｅｂ＿１で示される第１の光量（例えば、１０００）、Ｅｂ＿２で示される第１の光量（例えば、５００）、Ｅｂ＿３で示される第１の光量（例えば、１００）が入力されたとする。記憶制御部７２は、入力された互いに異なる複数の第１の光量をバイアス光量記憶部６１に記憶させる。図８において、第１の光量の欄に示される数字（１０００、５００、１００）は、入力された第１の光量と対応する。
【００８５】
組合作成部６２は、バイアス光量記憶部６１に記憶されている複数の第１の光量のそれぞれに対応する複数の第２の光量を、光量比記憶部６０に記憶されている比を示す値Ｋを用いて算出し、第１の光量とその第１の光量に対応する第２の光量との組み合わせを複数作成する（ステップＳ４）。Ｅｍ＿ｉは、第２の光量を示している。
【００８６】
値Ｋが１０００とする。Ｅｂ＿１で示される第１の光量が１０００のとき、Ｅｍ＿１で示される第２の光量は１であり、これらが一つの組み合わせとなる。Ｅｂ＿２で示される第１の光量が５００のとき、Ｅｍ＿２で示される第２の光量は０．５であり、これらが一つの組み合わせとなる。Ｅｂ＿３で示される第１の光量が１００のとき、Ｅｍ＿３で示される第２の光量は０．１であり、これらが一つの組み合わせとなる。複数の組み合わせの数は、複数の第１の光量の数や複数の第２の光量の数と同じである。
【００８７】
図８において、第２の光量の欄に示される数字（１、０．５、０．１）は、値Ｋを用いて算出された第２の光量と対応する。
【００８８】
次に、第１の光源が出射する白色バイアス光の光量の絶対値を求める（ステップＳ５〜ステップＳ８）。詳しく説明すると、操作者は、ステージ９に基準検知器（測定対象Ｗ）を載置する。制御部６は、白色バイアス光の光量の絶対値を求める命令を入力する。これにより、出射制御部６３は、第１の光源部２のシャッタ２２を開け、かつ、第２の光源部３のシャッタ３４を閉じる制御をする。この制御によって、第１の光源部２から出射された白色バイアス光は、照射部４によって、測定対象Ｗの基準検知器に照射される。電流測定部５は、その状態で、基準検知器から出力されている短絡電流Ｉｂ＿ｓｔｃを測定する（ステップＳ５）。
【００８９】
出射制御部６３は、短絡電流Ｉｂ＿ｓｔｃが、短絡電流Ｉｓｔｃと一致するか否かを判定する（ステップＳ６）。短絡電流Ｉｓｔｃは、ＳＴＣにおいて、基準検知器から出力される短絡電流であり、予め特定されている。
【００９０】
出射制御部６３が、短絡電流Ｉｂ＿ｓｔｃが短絡電流Ｉｓｔｃと一致しないと判定したとき（ステップＳ６でＮｏ）、第１の調節部２６（つまり、第１の光源部２の絞り２４及びＮＤフィルタ２５）を制御して、第１の光源部２から出射される白色バイアス光の光量を調節する（ステップＳ７）。そして、ステップＳ５に戻る。
【００９１】
出射制御部６３が、短絡電流Ｉｂ＿ｓｔｃが短絡電流Ｉｓｔｃと一致すると判定したとき（ステップＳ６でＹｅｓ）、白色バイアス光の光量の絶対値が確定される。出射制御部６３は、この時点で第１の調節部２６に設定されている値（つまり、第１の光源部２の絞り２４及びＮＤフィルタ２５に設定されている値）を記憶する（ステップＳ８）。
【００９２】
図７を参照して、白色バイアス光の光量を、ステップＳ３で説明した複数の第１の光量にするための設定値である第１の設定値が求められる（ステップＳ９）。図９は、これを説明するフローチャートである。
【００９３】
図４、図５及び図９を参照して、ステージ９には、基準検知器（測定対象Ｗ）が引き続き載置されている。第１の短絡電流算出部６６は、バイアス光量記憶部６１に記憶されている複数の第１の光量と、第１の所定式とを用いて、複数の第１の光量のそれぞれに対応する複数の第１の短絡電流を算出する。第１の短絡電流とは、基準検知器に対して、ステップＳ３で説明した第１の光量のバイアス光が照射された状態で基準検知器から出力される短絡電流である。
【００９４】
第１の短絡電流算出部６６は、以下に示す第１の所定式を記憶している。
【００９５】
Ｉｂ＿ｉ＝Ｉｓｔｃ／１０００×Ｅｂ＿ｉ
Ｉｂ＿ｉは、第１の短絡電流である。Ｉｓｔｃは、ＳＴＣにおいて、基準検知器から出力される短絡電流である。Ｅｂ＿ｉは、第１の放射照度である。１０００は、Ｉｓｔｃが、放射照度１０００[Ｗ／ｍ２]で定義されているので、単位放射照度当たりの電流に変換するための値である。
【００９６】
第１の短絡電流算出部６６は、ｉ＝１を設定する（ステップＴ１）。第１の短絡電流算出部６６は、複数の第１の光量のうち、Ｅｂ＿１で示される第１の光量の白色バイアス光が基準検知器に照射されたとき、基準検知器から出力される第１の短絡電流Ｉｂ＿１を算出する（ステップＴ２）。
【００９７】
出射制御部６３は、第１の光源部２のシャッタ２２を開け、かつ、第２の光源部３のシャッタ３４を閉じる制御をする。これにより、第１の光源部２から出射された白色バイアス光は、照射部４によって、基準検知器に照射される。電流測定部５は、その状態で、基準検知器から出力されている短絡電流Ｉｂを測定する（ステップＴ３）。
【００９８】
第１の設定値算出部６７は、白色バイアス光が基準検知器に照射された状態で電流測定部５によって測定された短絡電流を、第１の短絡電流算出部６６によって算出された複数の第１の短絡電流のそれぞれと比較して、複数の第１の短絡電流のそれぞれに対応する複数の第１の設定値を算出する。第１の設定値は、基準検知器が第１の短絡電流を出力するために、第１の調節部２６に設定される値である。これにより、放射照度を測定するのでなく基準検知器からの電流値を基に、バイアス光を出射するための設定値を決定できる。
【００９９】
第１の設定値算出部６７について、詳しく説明する。第１の設定値算出部６７は、電流測定部５によって測定されている基準検知器からの短絡電流Ｉｂが、第１の短絡電流Ｉｂ＿１と一致するか否かを判定する（ステップＴ４）。
【０１００】
第１の設定値算出部６７が、短絡電流Ｉｂが第１の短絡電流Ｉｂ＿１と一致しないと判定したとき（ステップＴ４でＮｏ）、出射制御部６３は、第１の調節部２６を制御して、第１の光源部２から出射される白色バイアス光の光量を調節する（ステップＴ５）。そして、ステップＴ３に戻る。
【０１０１】
第１の設定値算出部６７が、短絡電流Ｉｂが第１の短絡電流Ｉｂ＿１と一致すると判定したとき（ステップＴ４でＹｅｓ）、この時点で第１の調節部２６に設定されている値（つまり、第１の光源部２の絞り２４及びＮＤフィルタ２５に設定されている値）を第１の設定値として、第１の設定値記憶部６８に記憶させる（ステップＴ６）。
【０１０２】
第１の短絡電流算出部６６は、ｉ＝ｎか否かを判定する（ステップＴ７）。本実施形態では、ｎ＝３である。ｉ＝１なので、第１の短絡電流算出部６６は、ｉ＝２にする（ステップＴ８）。そして、ステップＴ２に戻る。
【０１０３】
第１の短絡電流算出部６６が、ｉ＝ｎと判定したとき（ステップＴ７でＹｅｓ）、第１の設定値を求める処理が終了する。第１の設定値記憶部６８には、第１の設定値算出部６７によって算出された複数（ｎ個）の第１の設定値が記憶されている。図８において、第１の設定値の欄に示される記号は、第１の設定値を示している。以上が、図７のステップＳ９の説明である。
【０１０４】
図７を参照して、単色光の光量を、ステップＳ４で説明した複数の第２の光量にするための設定値である第２の設定値が求められる（ステップＳ１０）。第２の設定値は、第２の調節部３７に設定される値である。波長毎に第２の設定値が必要な理由を説明する。
【０１０５】
図１０は、第２の発光部３０として用いられるキセノンランプについて、波長と放射照度との関係を示すグラフである。横軸は、キセノンランプが放射した光の波長を示す。縦軸は、キセノンランプが放射した光の放射照度を示す。
【０１０６】
キセノンランプが放射した光は、波長に応じて、放射照度が異なっていることが分かる。第２の設定値は、第２の発光部３０が放射する光の波長毎に定められ、第２の光源部３から出射される単色光が、波長が異なっていても同じ放射照度（第２の光量）になるように、第２の調節部３７に設定される値である。第２の調節部３７に設定される値を第２の設定値にすることにより、第２の光源部３から出射される単色光は、図１０の点線で示すように、波長が異なっても、同じ放射照度となる。
【０１０７】
図１１は、第２の設定値を求める工程を説明するフローチャートである。図４、図５及び図１１を参照して、ステージ９には、基準検知器（測定対象Ｗ）が引き続き載置されている。第２の短絡電流算出部６９は、組合作成部６２によって算出された第２の光量、第２の所定式及び基準検知器の分光感度を用いて、互いに異なる波長の二以上の単色光のそれぞれに対応する二以上の第２の短絡電流を算出する。第２の短絡電流とは、基準検知器に対して、ステップＳ４で説明した第２の光量の単色光が照射された状態で、基準検知器から出力される短絡電流である。第２の短絡電流算出部６９は、ステップＳ４で説明した複数の第２の光量のそれぞれについて、二以上の第２の短絡電流を算出する。
【０１０８】
第２の短絡電流算出部６９は、以下に示す第２の所定式を記憶している。
【０１０９】
Ｉｍ＿ｉ＿λｊ＝Ｓ（λｊ）×Ｅｍ＿ｉ
Ｉｍ＿ｉ＿λｊは、第２の短絡電流である。第２の短絡電流は、第２の光量が同じでも、単色光の波長に応じて異なる。Ｓ（λｊ）は、基準検知器の分光感度であり、単色光の波長に応じて異なる。
【０１１０】
ｊは、１〜ｍのいずれかの数を示している。ｍは、１より大きい整数である。例えば、３００〜１１００ｎｍの波長の範囲を、１０ｎｍの単位で分けたとき、ｍは８０となる。説明の簡略化のため、ｍが４を例にして説明する。３００〜１１００ｎｍの波長の範囲を、２００ｎｍの単位で分けたとき、ｍは４となる。例えば、３００ｎｍ≦λ１＜５００ｎｍにおいて、４００ｎｍをλ１の代表値とし、５００ｎｍ≦λ２＜７００ｎｍにおいて、６００ｎｍをλ２の代表値とし、７００ｎｍ≦λ３＜９００ｎｍにおいて、８００ｎｍをλ３の代表値とし、９００ｎｍ≦λ４≦１１００ｎｍにおいて、１０００ｎｍをλ４の代表値とする。図８において、４００ｎｍ、６００ｎｍ、８００ｎｍ、１０００ｎｍは、ｍ４の場合と対応する。
【０１１１】
ｉ＝１、ｊ＝１において、第２の短絡電流算出部６９は、Ｅｍ＿１で示される第２の光量の単色光が基準検知器に照射されたとき、基準検知器から出力される第２の短絡電流Ｉｍ＿１＿λ１を算出する（ステップＵ２）。
【０１１２】
出射制御部６３は、第１の光源部２のシャッタ２２を閉じ、かつ、第２の光源部３のシャッタ３４を開ける制御をする。これにより、第２の光源部３から出射された波長λ１の単色光は、照射部４によって、基準検知器に照射される。電流測定部５は、その状態で、基準検知器から出力されている短絡電流Ｉｍｅｓ＿１＿１を測定する（ステップＵ３）。
【０１１３】
第２の設定値算出部７０は、単色光が基準検知器に照射された状態で電流測定部５によって測定された短絡電流を、第２の短絡電流算出部６９によって算出された二以上の第２の短絡電流のそれぞれと比較して、二以上の第２の短絡電流のそれぞれに対応する二以上の第２の設定値を算出する。第２の設定値は、基準検知器が第２の短絡電流を出力するために、第２の調節部３７に設定される値である。これにより、放射照度を測定するのでなく基準検知器からの電流値を基に、単色光を出射するための設定値を決定できる。第２の設定値算出部７０は、複数の第２の光量のそれぞれについて、二以上の第２の設定値を算出する。
【０１１４】
「複数」及び「二以上」は、２以上の整数である。「複数」をｎ、「二以上」をｍとする。ｎとｍとは、同じでもよいし、異なっていてもよい。第２の短絡電流算出部６９は、ｎ×ｍ個の第２の短絡電流を算出し、第２の設定値算出部７０は、ｎ×ｍ個の第２の設定値を算出する。
【０１１５】
第２の設定値算出部７０について、詳しく説明する。第２の設定値算出部７０は、電流測定部５によって測定されている基準検知器からの短絡電流Ｉｍｅｓ＿１＿１が、第２の短絡電流Ｉｍ＿１＿λ１と一致するか否かを判定する（ステップＵ４）。
【０１１６】
第２の設定値算出部７０が、短絡電流Ｉｍｅｓ＿１＿１が第２の短絡電流Ｉｍ＿１＿λ１と一致しないと判定したとき（ステップＵ４でＮｏ）、出射制御部６３は、第２の調節部３７を制御して、第２の光源部３から出射される単色光の光量を調節する（ステップＵ５）。そして、ステップＵ３に戻る。
【０１１７】
第２の設定値算出部７０が、短絡電流Ｉｍｅｓ＿１＿１が第２の短絡電流Ｉｍ＿１＿λ１と一致すると判定したとき（ステップＵ４でＹｅｓ）、この時点で第２の調節部３７に設定されている値（つまり、第２の光源部３の絞り３２及びＮＤフィルタ３５に設定されている値）を第２の設定値として、第２の設定値記憶部７１に記憶させる（ステップＵ６）。
【０１１８】
第２の短絡電流算出部６９は、ｊ＝ｍか否かを判定する（ステップＵ７）。本実施形態では、ｍ＝４である。ｊ＝１なので、第２の短絡電流算出部６９は、ｊ＝ｍでないと判定する（ステップＵ７でＮｏ）。第２の短絡電流算出部６９は、ｊ＝２にする（ステップＵ８）。そして、ステップＵ２に戻る。
【０１１９】
第２の短絡電流算出部６９が、ｊ＝ｍと判定したとき（ステップＵ７でＹｅｓ）、第２の短絡電流算出部６９は、ｉ＝ｎか否かを判定する（ステップＵ９）。本実施形態では、ｎ＝３である。第２の短絡電流算出部６９が、ｉ＝ｎでないと判定したとき（ステップＵ９でＮｏ）、第２の短絡電流算出部６９は、ｉ＝ｉ＋１にする（ステップＵ１０）。そして、ステップＵ２に戻る。
【０１２０】
第２の短絡電流算出部６９が、ｉ＝ｎと判定したとき（ステップＵ９でＹｅｓ）、第２の設定値を求める処理が終了する。第２の設定値記憶部７１には、第２の設定値算出部７０によって算出された、複数（ｎ個）の第２の光量のそれぞれについての二以上（ｍ個）の第２の設定値が、複数（ｎ×ｍ個）の第２の設定値として、記憶される。図８において、第２の設定値の欄に示される記号は、第２の設定値を示している。以上が、図７のステップＳ１０の説明である。
【０１２１】
ステップＳ１〜ステップＳ１０までが、太陽電池の絶対分光感度を測定するための各種設定である。次に、太陽電池の絶対分光感度の算出について説明する。図４、図５及び図７を参照して、操作者は、ステージ９に測定対象Ｗの太陽電池を載置する。操作者は、入力部７を操作して、絶対分光感度を測定する命令を入力する。これにより、出射制御部６３は、第１の設定値記憶部６８に記憶されている複数の第１の設定値のうち、Ｅｂ＿１で示される第１の光量が得られる第１の設定値を読み出し、これを第１の調節部２６に設定する（ステップＳ１１）。そして、出射制御部６３は、第２の設定値記憶部７１に記憶されている複数の第２の設定値のうち、波長λ１〜λｍのそれぞれにおいて、Ｅｍ＿１で示される第２の光量が得られる第２の設定値を読み出し、これらを第２の調節部３７に順番に設定する（ステップＳ１２）。
【０１２２】
出射制御部６３は、第１の光源部２のシャッタ２２及び第２の光源部３のシャッタ３４を開ける制御をする。これにより、第１の光源部２から出射された白色バイアス光と第２の光源部３から出射された単色光とが照射部４で合成され、この合成光が太陽電池（測定対象Ｗ）に照射される。電流測定部５は、その状態で、太陽電池から出力されている短絡電流を測定する（測定ステップ）。差分分光感度算出部６４は、その短絡電流及び単色光による短絡電流を用いて、白色バイアス光がＥｂ＿１で示される第１の光量のとき、差分分光感度を算出する（ステップＳ１３）。
【０１２３】
なお、単色光による短絡電流の測定には、ロックインアンプ５０が用いられる。ロックインアンプ５０は、上記測定ステップで測定された短絡電流の中から、単色光による短絡電流を検出して増幅する。差分分光感度算出部６４は、差分分光感度を算出において、ロックインアンプ５０によって、検出された単色光による短絡電流を用いる。白色バイアス光による短絡電流（定常光）と単色光をチョッピングした短絡電流（ＡＣ光）から、ロックインアンプ５０により  ＡＣ成分の単色光を取り出す事が可能になる。
【０１２４】
単色光による短絡電流の測定は、以下の方法でもよい。出射制御部６３の制御によって、第１の光源部２に白色バイアス光を出射させないで、かつ、第２の光源部３に単色光を出射させた状態、電流測定部５によって測定された短絡電流を、単色光による短絡電流とする。差分分光感度算出部６４は、差分分光感度の算出において、該短絡電流を用いる。
【０１２５】
差分分光感度算出部６４は、ｉ＝ｎか否かを判定する（ステップＳ１４）。本実施形態では、ｎ＝３である。ｉ＝１なので、差分分光感度算出部６４は、ｉ＝２にする（ステップＳ１５）。そして、ステップＳ１１に戻る。
【０１２６】
ステップＳ１１、ステップＳ１２、ステップＳ１３、ステップＳ１４でＮｏ及びステップＳ１５の処理において、出射制御部６３及び差分分光感度算出部６４の動作をまとめると、以下の通りである。出射制御部６３は、組合作成部６２によって作成された複数の組み合わせのそれぞれについて（図６のステップＳ４）、第１の光源部２に第１の光量の白色バイアス光を出射させ、第２の光源部３に第２の光量の単色光を出射させる。詳しくは、出射制御部６３は、第１の設定値記憶部６８に記憶されている複数の第１の設定値のそれぞれを第１の調節部２６に設定して、第１の光源部２に白色バイアス光を出射させ、かつ、出射制御部６３は、第２の設定値記憶部７１に記憶されている複数の第２の設定値のそれぞれを第２の調節部３７に設定して、第２の光源部３に単色光を出射させる。差分分光感度算出部６４は、組合作成部６２によって作成された複数の組み合わせのそれぞれについて、照射部４が合成光を太陽電池に照射した状態で、電流測定部５によって測定された短絡電流を用いて差分分光感度を算出することにより、複数の差分分光感度を求める。
【０１２７】
差分分光感度算出部６４が、ｉ＝ｎと判定したとき（ステップＳ１４でＹｅｓ）、絶対分光感度算出部６５は、差分分光感度算出部６４によって求められた複数（ｎ個）の差分分光感度を用いて、太陽電池の絶対分光感度を算出する（ステップＳ１６）。
【０１２８】
本実施形態の主な効果を説明する。ＤＳＲ法を用いた太陽電池の絶対分光感度測定は、白色バイアス光の光量を順次、変えることによって各光量に対する各差分分光感度をそれぞれ測定し、複数の差分分光感度を求める工程がある（ステップＳ１１、ステップＳ１２、ステップＳ１３、ステップＳ１４でＮｏ、ステップＳ１５）。本実施形態に係る分光感度測定装置１では、白色バイアス光の光量と単色光の光量との比を予め設定することにより（図６のステップＳ２）、上記工程において、白色バイアス光の光量が大きいとき、単色光の光量を大きくして単色光測定時のＳＮを向上させ、白色バイアス光の光量が小さいとき、単色光の光量を小さくする。これにより、各白色バイアス光について、白色バイアス光による短絡電流に対して、単色光による短絡電流の影響を相対的に小さくでき、各々の放射照度における短絡電流の変動の影響を排除できるので、ＤＳＲ法を用いた太陽電池の絶対分光感度の測定において、任意のバイアス光量下で、高精度に差分分光感度を求める事が可能となる。
【０１２９】
本実施形態には、第１変形例及び第２変形例がある。第１変形例を説明する。図６のステップＳ４において、組合作成部６２（図５）は、比を示す値Ｋを用いて算出した複数の第２の光量のうち、予め定められた下限値以下の第２の光量について、下限値を第２の光量とする。
【０１３０】
単色光の光量である第２の光量がある値以下であれば、単色光による短絡電流が白色バイアス光による短絡電流に及ぼす影響が軽微なので、大きな測定誤差の原因とならない。他方、単色光の光量の大きさを問わず、光量比（比を示す値）を同じにしたとき、白色バイアス光が小さい場合、単色光による短絡電流測定のＳＮ比が悪くなる。これにより、逆に差分分光感度測定精度が悪化する場合があるので、単色光の光量に下限値を設ける。
【０１３１】
第２変形例を説明する。図６のステップＳ２において、光量比記憶部６０（図５）は、複数の第１の光量のそれぞれに割り当てられた、複数の比を示す値Ｋを記憶している。組合作成部６２は、複数の第１の光量のそれぞれに割り当てられた比を示す値Ｋを用いて、複数の第１の光量のそれぞれに対応する複数の第２の光量を算出する。
【０１３２】
第２変形例によれば、複数の第１の光量のそれぞれに応じて、比を変えることができるので、複数の第２の光量を最適な値に設定することができる。
【０１３３】
複数の第１の光量に応じて、比が互いに異なるようにすることができる。例えば、複数の第１の光量を小さい順に、光量Ａ、光量Ｂ、光量Ｃ、光量Ｄ、光量Ｅとする。光量Ａに割り当てる比を２００：１、光量Ｂに割り当てる比を４００：１、光量Ｃに割り当てる比を６００：１、光量Ｄに割り当てる比を８００：１、光量Ｅに割り当てる比を１０００：１とする。
【０１３４】
また、複数の第１の光量をいくつかのグループに分けて、グループに応じて、比が互いに異なるようにしてもよい。例えば、光量Ａ、光量Ｂ及び光量Ｃのグループに割り当てる比を５００：１、光量Ｄと光量Ｅのグループに割り当てる比を１０００：１とする。
【符号の説明】
【０１３５】
１  分光感度測定装置
２  第１の光源部
３  第２の光源部
４  照射部
５  電流測定部
２０  第１の発光部
２６  第１の調節部
３０  第２の発光部
３７  第２の調節部
３８  モノクロメータ（単色光生成部の具体例）
５０  ロックインアンプ
６０  光量比記憶部
６１  バイアス光量記憶部
６２  組合作成部
６３  出射制御部
６４  差分分光感度算出部
６５  絶対分光感度算出部
６６  第１の短絡電流算出部
６７  第１の設定値算出部
６８  第１の設定値記憶部
６９  第２の短絡電流算出部
７０  第２の設定値算出部
７１  第２の設定値記憶部
７２  記憶制御部
Ｗ  測定対象
Ｅｂ＿ｉ  第１の光量
Ｅｍ＿ｉ  第２の光量
Ｉｂ＿ｉ  第１の短絡電流
Ｉｍ＿ｉ＿λｊ  第２の短絡電流
【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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