(57)【要約】      （修正有）【課題】多接合太陽電池及び多接合太陽電池を含む光起電モジュールのパラメータ、特に多接合太陽電池の性能を正確に決定するための方法並びに基準セル及び基準モジュールを提供する。【解決手段】サブセルはｐ導体層ｐ１、ｐ２、真性半導体層ｉ１、ｉ２及びｎ導体層ｎ１、ｎ２を有する。各サブセルに基準セルＲｂが形成される。基準セルＲｂのサブセルは多接合太陽電池の２つ以上のサブセルの１つのサブセルに対応する。他方、多接合太陽電池のもう１つのサブセルのｉ層ｉ１、ｉ２に対応する基準セルＲｂは、ドープして導電層ｉ１、ｉ２に変換された層ｌ１、ｌ２を有する。基準セルＲｂのスペクトル感度が計測される。多接合太陽電池のパラメータを決定するため、基準セルＲｂ及び多接合太陽電池のパラメータを同一の条件において基準セルに合わせて較正した太陽光シミュレータで計測する。【選択図】図２
2012054554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに重ねられ、電気的に接続され、光学的に直列の少なくとも２つのサブセル（１、２）を含み、これらのサブセルのそれぞれはｐ導体層（ｐ１、ｐ２）、真性半導体層（ｉ１、ｉ２）及びｎ導体層（ｎ１、ｎ２）からなる少なくとも１つの多接合太陽電池を有する検査されるべき光起電デバイスのパラメータを決定するために、
検査されるべき光起電デバイスの少なくとも１つの多接合太陽電池の少なくとも２つのサブセル（１、２）のそれぞれについて、少なくとも２つのサブセル（１、２）を有する基準セル（Ｒｂ、Ｒｔ）が形成されており、
それぞれの基準セル（Ｒｂ、Ｒｔ）の一つのサブセル（２、１）は、検査されるべき光起電デバイスの少なくとも１つの多接合太陽電池の少なくとも２つのサブセル（１、２）の一つのサブセル（２、１）と対応しており、
他方、それぞれの基準セル（Ｒｂ、Ｒｔ）の少なくとももう１つのサブセル（１、２）は、少なくとも１つの層（ｌ１、ｌ２）を有し、それは検査されるべき光起電デバイスの少なくとも１つの多接合太陽電池の少なくとももう１つのサブセル（１、２）の真性半導体層（ｉ１、ｉ２）と対応するが、ドーピングにより導電層（ｌ１、ｌ２）に変換されているところ、
基準セル（Ｒｂ、Ｒｔ）のスペクトル感度を計測し、かつ、
少なくとも１つの多接合太陽電池のパラメータを決定するために、基準セル（Ｒｂ、Ｒｔ）のパラメータ及び少なくとも１つの多接合太陽電池のパラメータを、同一の条件において基準セル（Ｒｂ、Ｒｔ）に合わせて較正した太陽光シミュレータにより計測する、
前記光起電デバイスのパラメータを決定するための方法。
【請求項２】
基準セル（Ｒｂ、Ｒｔ）の少なくとももう１つのサブセル（１、２）は、真性半導体層（ｉ１、ｉ２）をドーピングにより導電層（ｌ１、ｌ２）に変換した層並びに検査されるべき光起電デバイスの少なくとも１つの多接合太陽電池の少なくとももう１つのサブセル（１、２）のｐ導体層（ｐ１、ｐ２）及び／又はｎ導体層（ｎ１、ｎ２）を含んでいることを特徴とする、
請求項１の方法。
【請求項３】
シリコン多接合太陽電池のパラメータを決定することを特徴とする、
請求項１又は２の方法。
【請求項４】
シリコン多接合太陽電池の真性半導体層（ｉ１、ｉ２）は、同一又は異なるバンドギャップのシリコン材料により形成されていることを特徴とする、
請求項３の方法。
【請求項５】
ドーピングにより導電層（ｌ１、ｌ２）に変換された真性半導体層（ｉ１、ｉ２）の暗導電率は、少なくとも１つの１０Ｅ−５Ｓ／ｃｍであることを特徴とする、
請求項１から４までのいずれかの請求項の方法。
【請求項６】
放射スペクトルが基準太陽光スペクトルからずれている太陽光シミュレータを使用することを特徴とする、
請求項１から５までのいずれかの請求項の方法。
【請求項７】
基準セル及び少なくとも１つの多接合太陽電池の性能を決定するのに必要なパラメータを決定することを特徴とする、
請求項１から６までのいずれかの請求項の方法。
【請求項８】
光起電デバイスは複数の単セルを含む光起電モジュールからなることを特徴とする、請求項１の方法。
【請求項９】
少なくとも２つのサブセル（１、２）を有し、
基準セル（Ｒｂ、Ｒｔ）のうちの１つのサブセル（２、１）は、検査されるべき光起電デバイスの少なくとも１つの多接合太陽電池の少なくとも２つのサブセル（１、２）のうちの１つのサブセル（２、１）に対応し、
他方、それぞれの基準セル（Ｒｂ、Ｒｔ）の少なくとももう１つのサブセル（１、２）は、少なくとも１つの層（ｌ１、ｌ２）を有し、その層は、検査されるべき光起電デバイスの少なくとも１つの多接合太陽電池の少なくとも１つのサブセル（１、２）の真性半導体層（ｉ１、ｉ２）と対応するが、ドーピングにより導電層（ｌ１、ｌ２）に変換されていることを特徴とする。
請求項１から７までのいずれか請求項の方法を実施するための基準セル
【請求項１０】
基準セル（Ｒｂ、Ｒｔ）の少なくとももう１つのサブセル（２、１）は、検査されるべき光起電デバイスの少なくとも１つの多接合太陽電池の少なくとも２つのサブセル（１、２）の１つのサブセル（２、１）に対応しており、かつ、
基準セル（Ｒｂ、Ｒｔ）の少なくとも２つのサブセル（２、１）のうちの１つの少なくとも１つの導電層（ｌ１、ｌ２）は、検査されるべき光起電デバイスの１つの多接合太陽電池の少なくとももう１つのサブセル（１、２）の真性半導体層（ｉ１、ｉ２）と対応するが、これらの層は、ドーピングにより導電層（ｌ１、ｌ２）に変換されていることを特徴とする、
請求項９の基準セル。
【請求項１１】
基準セル（Ｒｂ、Ｒｔ）の少なくとももう１つのサブセル（１、２）は、真性半導体層（ｉ１、ｉ２）をドーピングにより導電層（ｌ１、ｌ２）に変換した層並びに多接合太陽電池の少なくとももう１つのサブセル（１、２）のｐ導体層（ｐ１、ｐ２）及び／又はｎ導体層（ｎ１、ｎ２）を含んでいることを特徴とする、
請求項９の基準セル。
【請求項１２】
基準セルは、複数の単セルを有し、それぞれ、互いに重ねられた層をなしており、かつ、電気的及び光学的に直列に接続された、少なくとも２つのサブセルを有する多接合太陽電池からなり、
それぞれの単セルは少なくとも２つのサブセルを有し、
少なくとも２つのサブセルのうちの１つは少なくとも１つの導電層（ｌ１、ｌ２）を有することを特徴とする、
請求項８の方法を実施するための基準モジュール。
【請求項１３】
それぞれの単セルの１つのサブセルは、検査されるべき光起電デバイスの多接合太陽電池の少なくとも２つのサブセルのうちの１つのサブセルに対応し、
他方、単セルの少なくともさらに１つのサブセルは、検査されるべき光起電デバイスの１つの多接合太陽電池のうちの少なくとももう１つのサブセルの真性半導体層に対応するが、ドーピングにより導電層に変換されている少なくとも１つの層を有することを特徴とする、
請求項８の方法を実施するための基準モジュール。
【請求項１４】
多接合太陽電池の単セルの少なくとももう１つのサブセルは、真性半導体層のドーピングにより導電層に変換した層並びに多接合太陽電池の単セルの少なくとももう１つのサブセルのｐ導体層及び／又はｎ導体層を有することを特徴とする、
請求項１３の基準モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの多接合太陽電池を持つ光起電デバイスのパラメータを決定するための方法に関する。この方法を実施するため、デバイスは、更に、重要な構成要素として基準セル及び／又は光起電基準モジュールを有する。
【背景技術】
【０００２】
一般的には、薄膜太陽電池は、ｐ−ｉ−ｎの層シーケンス、すなわち、ｐ導体層すなわちｐ層、真性半導体層すなわちｉ層及びｎ導体層すなわちｎ層を有し、ｉ層全体に電界が発生される。
【０００３】
ｐ−ｉ−ｎの層シーケンスを持つ２つ、３つ又はそれより多くのサブセルを含み、これらのサブセルが互いに重なった層をなし、電気的に接続され、光学的に直列の多接合太陽電池において、それぞれのｉ層は、同一又は異なるバンドギャップの材料により形成されることができる。特定の波長領域に対して最適化することにより、効率が向上する。
【０００４】
太陽電池の開発の枠組みにおいても、生産管理のためにも、太陽光シミュレータ、例えば、キセノンランプが使用される。これは、照光された太陽電池のＩＶ特性を、セル効率又はモジュール出力に関して、標準的な試験条件において、計測するためである。
【０００５】
好ましくは、基準太陽光スペクトルと対応する放射スペクトルを有する太陽光シミュレータを使用する。しかしながら、ＩＥＣ６０９０４−９において最高精度とされるクラスＡの太陽光シミュレータにおいてさえも、所定の波長範囲で最大２５％のスペクトル偏差が許容されている。
【０００６】
較正された基準セルにより、太陽光シミュレータの光のスペクトル領域を計測することができ、このようにして、例えば、太陽電池の生産を管理することができる。
【０００７】
薄膜太陽電池及びモジュールについて、多くの場合、着色ガラスフィルタを持つ結晶質太陽電池が基準セルとして使用される。着色ガラスフィルタの目的は、基準セルのスペクトル感度すなわち量子効率を、検査されるべき太陽電池及び／又は検査されるべきモジュールの量子効率に、できるだけ適合することにある。適当な着色ガラスフィルタの範囲が限られているため、基準セルのスペクトル感度に、検査対象のスペクトル感度を、完全には適合することができない。これにより、検査対象と基準セルとの間でスペクトルミスマッチが生じ、それをスペクトルミスマッチファクタにより検査対象のパラメータを十分に調整することが必要となる。そのためには、ＩＥＣ６０９０４−３において示されるように、太陽基準放射照度のスペクトル分布、例えば、計測中の入射光のスペクトル放射照度分布並びに基準セル及び検査対象のスペクトル感度が必要とされる。
【０００８】
このようにして、相当の手数が必要とされるが、十分な精度で、パラメータを、特に単太陽電池（単接合デバイス）の性能を、検査することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】ＩＥＣ６０９０４−３
【非特許文献２】ＤＩＮ  ＥＮ  ６０９０４−７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、多接合太陽電池（多接合デバイス）の電気的計測は、単太陽電池よりも、はるかに困難である。それは、サブセルへの電気的アクセスが不可能であること、並びに多接合太陽電池は、このようにして、２つの接続部を介して１つの電気的及び光学的な単位としてしか、計測することができないからである。
【００１１】
確かに、ＤＩＮ  ＥＮ  ６０９０４−７には、スペクトルミスマッチファクタについての方程式は、多接合太陽電池にも適用することができると記載されている。しかし、このようなミスマッチを多接合太陽電池に適用することは実際には困難である。多接合太陽電池を較正する場合、基準セルと多接合太陽電池の対応するサブセルとの間のスペクトルミスマッチを考慮するためには、複数の光源を太陽光シミュレータとして使用しなければならない。この較正は、時間を要する反復的な手順である。それは、部分光源の放射強度を調節するとスペクトル累積分布が変化することから、通常、ミスマッチファクタの再計算が必要となることによる。
【００１２】
それ以外には、互いに独立したｎ個の部分光源について、ｎ個の方程式を含む連立１次方程式を解くことは、それほど複雑ではない。しかしながら、そのためには、部分光源のスペクトル分布が強度の変化により変わらないことが必要とされる。これが可能であるのは、１次近似がわずかに変化する場合のみである。さらに、フィルタを備えた基準太陽電池の縦横が小さく、数平方センチメートルに過ぎないことも不利である。スペクトル及び強度が局所的に不均等であるため、面積が大きい太陽光シミュレータは、計測に関するかなりの労力及び時間を費やさなければ、このような小面積の基準セルについて較正することができない。特に薄膜光電池モジュールの生産において、このような労力は望ましくない。
【００１３】
このようにして、本発明の技術的課題は、多接合太陽電池及び多接合太陽電池を含む光起電モジュールのパラメータ、特に多接合太陽電池の性能を正確に決定するための方法並びに基準セル及び基準モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明においては、この課題は、請求項１に記載の方法により達成される。本発明による方法の有利な実施態様は、請求項２から８までに記載されている。基準セルは、請求項９から１１までにその特徴が記載されており、本発明における方法を実施するための基準モジュールは、請求項１２及び１３において特定されている。
【００１５】
本発明においては、互いに重ねたられた少なくとも２つのサブセルを含み、これらのサブセルが電気的及び光学的に直列に接続されており、各サブセルがｐ層、ｉ層及びｎ層を有する少なくとも１つの多接合太陽電池を持つ光起電デバイスのパラメータを決定するために、本発明においては、多接合太陽電池のそれぞれのサブセルについて基準セルが形成される。それぞれの基準セルは、多接合太陽電池と同数のサブセル、したがって、少なくとも２つのサブセルを含む。
【００１６】
各基準セルの少なくとも２つのサブセルのうちの１つが、多接合太陽電池の少なくとも２つのサブセルのうちの１つに、特に、基準セルの位置、材料及び層の厚さ並びに好ましくはドーピング、光学的バンドギャップ、バンドギャップのグレージング、結晶性、特にラマン結晶性、欠陥密度及びバッファ層について、対応する。
【００１７】
これが意味することは、それぞれの基準セルの少なくとも２つのサブセルのうちの１つにが、基準セルにおいて積層されているサブセルにおける位置が、多接合太陽電池の少なくとも２つのサブセルのうちの１つと同じ位置を有するということである。
【００１８】
ダブルセルすなわちタンデムセルの多接合太陽電池においては、このようにして、２つの基準セルが形成され、１つの基準セルとしてのボトムセルがタンデムセルのボトムセルと対応し、もう１つの基準セルとしてのトップセルがタンデムセルのトップセルと対応する。
【００１９】
また、それぞれの基準セルの少なくとも２つのサブセルのうちの１つが、多接合太陽電池の少なくとも２つのサブセルのうちの１つと同じ材料からなり、したがって、同じ半導体材料及びドーパント濃度を含めて同じドーパントからなる。
【００２０】
さらに、それぞれの基準セルの少なくとも２つのサブセルのうちの１つの層の厚さ、すなわち、ｐ層、ｉ層及びｎ層の層の厚さは、多接合太陽電池の１つのサブセルと同じである。
【００２１】
また、このほかの全ての特徴も、特に、基準セルの少なくとも２つのサブセルのうちの１つの光学的バンドギャップ、バンドギャップのグレージング、結晶性、特にラマン結晶性、欠陥密度及びバッファ層は、多接合太陽電池の少なくとも２つのサブセルのうちの１つと同じであることが好ましい。
【００２２】
すなわち、多接合太陽電池としてのタンデムセルにおいては、２つの基準セルが形成され、基準セルのうちの１つがボトムセルとして、かつ、基準セルのうちのもう１つがトップセルとして、特にタンデムセルのボトムセル及び／又はトップセルと同じ材料及び同じ層の厚さからなり、基準セルのうちの１つのボトムセル及び基準セルのうちのもう１つのトップセルの光学的バンドギャップ、バンドギャップのグレージング、結晶性、特にラマン結晶性は、タンデムセルのボトムセル及び／又はトップセルと一致するように対応することが好ましい。
【００２３】
これとは対照的に、それぞれの基準セルのうちの少なくとももう１つサブセルは、少なくとも１つの層を有しており、その層は、多接合太陽電池のうちの少なくとももう１つのサブセルのｉ層に対応しているが、ドーピングにより導電層に変換されている。
【００２４】
さらなるサブセル、又は２つより多いサブセルを有する多接合太陽電池におけるそれぞれの基準セルについてのさらなるサブセルは、ドーピングにより導電層に変換されているが、したがって、光起電的に不活性である。
【００２５】
これが意味することは、本発明においては、多接合太陽電池のそれぞれのサブセルについて基準セルが形成されるが、その際、多接合太陽電池の少なくとももう１つのサブセルの真性半導体層はドーピングにより導電層に変換されるが、基準セルについての少なくとももう１つのサブセルのｐ導体層若しくはｎ導体層又はｐ導体層及びｎ導体層についてはそのようにはされないということである。
【００２６】
したがって、それぞれの基準セルは、１つのｐ−ｉ−ｎ構造の第１のサブセルと、光起電的に不活性の少なくとも１つのサブセルを有するが、この光起電的に不活性のサブセルは、導体層を有するが、多接合太陽電池の少なくとももう１つのサブセルと同じ半導体材料からなり、かつ、同じ層の厚さを有する。
【００２７】
しかし、基準セルの少なくとももう１つのサブセルは、ｉ層のドーピングにより導電層に変換した層並びに多接合太陽電池の少なくとももう１つのサブセルのｐ導体層及び／又はｎ導体層を含むことが好ましく、特に基準セルが、もう１つのサブセルがｉ層をドーピングにより導電層に変換した層並びに多接合太陽電池の少なくとももう１つのサブセルのｐ導体層及びｎ導体層からなるときは、多接合太陽電池のパラメータ、特にその性能を正確に決定することができる。
【００２８】
すなわち、ダブルセルすなわちタンデムセルの太陽電池においては、基準セルが、２つのサブセルのそれぞれについて、別のサブセルの真性半導体層をドーピングにより導電層に変換することにより形成されることが好ましいが、他方、２つよりも多いサブ層を有する多接合太陽電池においては、基準セルが、多接合太陽電池のさらなるサブセルの真性半導体層をドーピングすることにより、すなわち、導電層に変換することにより、それぞれのサブセルについて形成される。
【００２９】
このようにして形成された基準セルの量子効率又はスペクトル感度を太陽光シミュレータによって計測する。さらに、基準セルのパラメータ及び多接合太陽電池のパラメータを、太陽光シミュレータにより同じ条件で計測する。多接合太陽電池のパラメータを基準セルのパラメータと比較することにより、特に多接合太陽電池の性能を決定することができる。
【００３０】
本発明においては、サブセルに対する基準セルのスペクトル感度は、このようにして、多接合太陽電池の前記のサブセルのスペクトル感度とほぼ同じになるように調節される。
【００３１】
本発明における方法は、特に、シリコン薄膜多接合太陽電池のパラメータの決定に適している。
【００３２】
シリコン薄膜多接合太陽電池の少なくとも１つのサブセルのｐ層及び／又はｎ層は、ンドギャップを増大するため、炭素、酸素及び／又は窒素を混ぜてもよい。サブセルのｐ層をドーピングするため、例えば、ホウ素を使用することもできるし、ｎ層をドーピングするため、リンを使用することもできる。
【００３３】
多接合太陽電池を形成するためには、ＣＶＤ法によること、特にプラズマＣＶＤ法によることが好ましい。
【００３４】
個々のサブセルの層は、プラズマ中においてシリコンを含有するガスを分解することにより形成される。通常、シラン又はジシランが蒸着ガスとして用いられる。（ドーピングがなされていない）ｉ層に加えて、ドーピングしたｐ層及びｎ層が蒸着されるが、それぞれのサブセルのｉ層まで光を透過するｐ層は、通常、ジボラン又はトリメチルホウ素を蒸着ガスと混合することにより形成され、ｎ層は、蒸着ガスにリンを混合することにより形成される。サブセルのｉ層は、同じバンドギャップのシリコン材料、例えば、もっぱらアモルフォスシリコンで形成されていてもよく、バンドギャップが異なるシリコン材料、例えば、多接合太陽電池における、１つ若しくはそれより多くのサブセルにおいてアモルフォスシリコン及びそのサブセル若しくは別のサブセルにおいて微晶質シリコン、又はそのサブセル若しくはそれより多くのサブセルにおいてアモルフォスシリコン及びそのサブセル若しくは別のサブセルにおいてアモルフォスシリコンゲルマニウム（Ｓｉ−Ｇｅ混合物）により形成されていてもよい。
【００３５】
本発明においては、タンデム太陽電池において、ボトムセル又はトップセルは単セルとして光学的感度又は量子効率をほぼ完全に再現し、それは基準セル及び／又は大面積基準モジュールとして使用される。タンデムセル内のこのようなサブセルの量子効率は、層の厚さが約５ナノメートルから３０００ナノメートルの１０枚を超える単一の層の平滑でない表面における薄膜システムの光学的な相互作用の複合的な結果である。したがって、従来技術による光学的フィルタを用いて量子効率の再現をしようとすることは無意味である。
【００３６】
本発明においては、多接合太陽電池のそれ以外のサブセルの真性で通常はドーピングがされていない層は、すなわち、上述したタンデム太陽電池の例における真性で通常はドーピングがされていないトップセルの層は、ｎドーピング又はｐドーピングされており、その程度は、ｐドーピング層の暗導電率が少なくとも１０Ｅ−５  Ｓ／ｃｍであり、少なくとも特に１０Ｅ−４  Ｓ／ｃｍである。同じことが、ボトムセルのｉ層についてもいえる。
【００３７】
本発明における方法は、特に、多接合太陽電池及び光起電モジュールの性能を決定しようとするものである。標準的な試験条件としては、多接合太陽電池及び／又はモジュールの層に対する太陽光シミュレータの放射照度は、例えば、１０００Ｗ／ｍ２であり、太陽電池の定常の温度は、例えば、２５度であり、及び、例えば、ＡＭ１．５Ｇのスペクトル、すなわち、垂直方向に４８度の入射角での全天日射スペクトルが適用される。
【００３８】
その性能は、太陽光シミュレータにより照光された太陽電池のＩＶ特性を計測する場合、その最大作動点における電流及び電圧の積から得られる。
【００３９】
本発明においては、タンデム太陽電池においては、２つの基準セルが形成され、これらの基準セルは、タンデム太陽電池と同じ順序の層を有するが、トップセル及び／又はボトムセルのｉ層は、ドーピングによって導電層に変換されており、ボトムセル及び／又はトップセル用の基準セルを構成する。
【００４０】
次いで、２つの基準セルとこのようにしてボトムセル及びトップセルのスペクトル感度が決定され、それは、性能が決定されるべきタンデム太陽電池のボトムセル及びトップセルのスペクトル感度と一致する。
【００４１】
２つの基準セルの性能は、太陽光基準スペクトル、例えば、ＡＭ１．５Ｇの場合においては、決定されたスペクトル感度に基づいて計測又は計算することができる。代表的には、このような較正の方法は、計測学の研究所、例えば、Physikalisch-Technische Bundesanstalt（ＰＴＢ）（連邦物理学・計測学研究所）など、又は認定された試験所、例えば、フラウンホーファー太陽エネルギシステム研究所（ＩＳＥ）などで実施されている。
【００４２】
パラメータ、すなわち、検査されるべきタンデム太陽電池の性能の決定については、スペクトルの調節が可能な太陽光シミュレータを使用するが、その放射スペクトルは、基準となる太陽光スペクトルと一致する必要はない。しかし、太陽光シミュレータの放射スペクトルは、タンデムセルにおいては、２つの基準セルの性能が、較正の方法により決定された性能と一致するように調節される。
【００４３】
その目的のために、放射の周波数のスペクトルが異なる２つ又はそれより多くの光源からの混合光を太陽光シミュレータを用いて発生させることができるが、その際、必要があれば、混合光をフィルタにより追加的に変更することもできる。混合光を発生するための太陽光シミュレータは、例えば、キセノンランプ、メタルハライドランプなどがあり、様々な放射スペクトルを有していてもよく、フラッシュライトシミュレータでもよい。
【００４４】
このことから、このように調節された太陽光シミュレータは、太陽光の基準スペクトルから大幅に乖離することも可能であり、すなわち、太陽光シミュレータをスペクトル精度クラスＢ若しくはＣ又はそれより劣るものとも適合することもできる。さらに、太陽光シミュレータの放射スペクトルを計測することも本発明における方法においては必ずしも必要ではない。
【００４５】
したがって、例えば、タンデム太陽電池のトップセル及び／又はボトムセルの２つの基準セルの性能は、基準となる太陽光スペクトル、例えば、ＡＭ１．５Ｇのスペクトルにおけるタンデム太陽電池の性能に一致する。
【００４６】
放射照度を、例えば、１０００Ｗ／ｍ２に設定することも、太陽光シミュレータの距離及び／又はその性能により可能である。検査されるべきタンデム太陽電池の性能は、同じ条件において、太陽光シミュレータにより計測される。
【００４７】
したがって、検査されるべきタンデム太陽電池又は多接合太陽電池の性能の基準セル全体の性能からのずれを高い精度（５％かそれよりも大幅に低い。）により決定することができる。
【００４８】
本発明においては、同じような正確性により、直列に相互に連結された複数の単セルを含み、必要により、すり板、ケーブル、後側封入体などとともにすぐに使用可能なもモジュールを構成する光起電モジュールの性能を計測することができる。
【００４９】
このような目的のために、基準モジュールが、直列に相互に連結されたモジュールの単セルを構成する多接合太陽電池のそれぞれのサブセルについて、形成される。個々の基準モジュールの相互の相違点は、いずれの場合においても、モジュールの多接合太陽電池のある別のサブセルはｐ−ｉ−ｎの順序の層を有するが、他方、モジュールの多接合太陽電池のそれ以外のサブセルにおいては、そのｉ層が導電層に変換されている点、すなわち短絡されているという点にある。
【００５０】
したがって、本発明における方法は、どのような大きさ及び設計であれ、同じように構成された大面積のモジュールにも適している。
【００５１】
さらに、本発明における方法は、プロセスの開発及び／又はモジュールの製造におけるプロセスの制御のための評価及び監視手段としての応用にもよく適している。
【００５２】
願書に添付した図面を参照しながら、本発明について、例を示しながらより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は、タンデム太陽電池の構造の概略である。
【図２】図２は、タンデム太陽電池のボトムセルについての基準セルの構造の概略である。
【図３】図３は、タンデム太陽電池のトップセルについての基準セルの構造の概略である。
【図４】図４は、図２における基準セルのボトムセル及び検査されるべきタンデム太陽電池のボトムセル及びトップセルのスペクトル感度を示す。
【図５】図５は、本発明におけるボトムセルについての基準セルのＩＶ特性及びパラメータを示しており、一覧表にも示している。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
図１においては、タンデム太陽電池は、透明で導電性のある前面の電極層ＴＣＯ、光が当たる第１のサブセルすなわちトップセル１、第２のサブセルすなわちボトムセル２及び後面の電極層すなわち反射層３を含む。
【００５５】
トップセル１及びボトムセル２は、それぞれ、ｐ−ｉ−ｎセルとして形成され、ｐ層であるｐ１、ｐ２を前面側、すなわち、光が入射する側に有しており、かつ、ｎ層であるｎ１、ｎ２を後面側に有している。真性半導体層すなわちｉ層であるｉ１、ｉ２は、それぞれサブセル１、２のｐ層であるｐ１、ｐ２と、ｎ層であるｎ１、ｎ２との間に設けられている。
【００５６】
ｐ層であるｐ１、ｐ２及びｎ層であるｎ１、ｎ２は、それぞれ、非晶質シリコンからなり、トップセル１のｉ層ｉ１も同様である。ボトムセル２のｉ層であるｉ２は、例えば、微晶質シリコンからなる。後面側の電極かつ反射層３は、いくつかの積層された金属層であるＭｅ１、Ｍｅ２及びＭｅ３、例えば、Ｃｕ（Ｍｅ１）、Ａｇ（Ｍｅ２）及びＮｉＶ（Ｍｅ３）からなる。
【００５７】
図２においては、図１におけるタンデム太陽電池のボトムセル２のパラメータを決定するために、基準セルであるＲｂは、図１におけるタンデム太陽電池と同じ順序の層を有しているが、トップセル１のｉ層であるｉ１が導電層ｌ１に変換されている点、すなわち短絡されている点において異なる。
【００５８】
図３においては、図１におけるタンデム太陽電池のトップセル１のパラメータを決定するため、基準セルであるＲｔもまた図１におけるタンデム太陽電池と同じ順序の層を有しているが、ボトムセル２のｉ層であるｉ２が導電層ｌ２に変換されている点、すなわち短絡されている点において異なる。
【００５９】
図４の曲線４は、図１におけるタンデム太陽電池のボトムセル２のスペクトル感度すなわち量子効率を示しており、曲線５は、図１におけるタンデム太陽電池と同じｉ層であるｉ２を有する図２における基準セルであるＲｂのボトムセル２のスペクトル感度又は量子効率を示している。
【００６０】
図１におけるタンデム太陽電池のボトムセル２のスペクトル感度は、基準セルであるＲｂのボトムセル２のスペクトル感度とほぼ一致することが明らかである。
【００６１】
これが意味することは、図１におけるように形成された、検査されるべきタンデム太陽電池のパラメータ並びに基準セルであるＲｂ及びＲｔのパラメータが、同一の条件において基準セルであるＲｂ及びＲｔに合わせて較正された太陽光シミュレータにより計測されたとき、検査されるべきタンデム太陽電池のパラメータを、特にタンデム太陽電池の性能について、高い精度において、かつ、スペクトルミスマッチファクタを加えることなく、決定することができるということである。
【００６２】
同じことが、検査されるべきタンデム太陽電池のトップセル１のスペクトル感度についても、基準セルであるＲｔとの関係において、当てはまり、図４の曲線６は、図１におけるタンデム太陽電池のトップセル１のスペクトル感度を示している。
【００６３】
これに対し、図４において破線で示されている曲線７は、従来の技術において使用されていた着色ガラスによりフィルタがされた基準セルのスペクトル感度を示している。
【００６４】
図２及び図３においては、基準セルであるＲｂ及びＲｔは、それぞれ、トップセル１及び／又はボトムセル２を有しており、この場合、トップセル１及び／又はボトムセル２の真性半導体層を導電性かつ光起電不活性層ｌ１及び／又はｌ２に変換してあるが、ｐ導電層であるｐ１及び／又はｐ２並びにｎ導体層であるｎ１及び／又はｎ２は、図１におけるタンデム太陽電池におけるものと同様のものが設けられている。
【００６５】
しかし、多接合太陽電池のパラメータ、特にその性能の正確な決定に大きな影響を及ぼすことなく、基準セルであるＲｂのトップセル１のｐ導体層であるｐ１及びｎ導体層であるｎ１並びに基準セルであるＲｔのｐ導体層であるｐ２及びｎ導体層であるｎ２を省略することも、真性半導体層が導電層であるｌ１及び／又はｌ２に変換してある場合には可能である。しかし、この場合には、層ｌ１及び／又はｌ２の層の厚さは、図１におけるタンデム太陽電池のサブセル１及び／又は２におけるものと同じである。すなわち、基準セルであるＲｂ及び／又はＲｔのサブセル１及び／又は２からなる半導体層全体は、導電層ｌ１及びｌ２にドーピングされている。このようにして、導電層ｌ１及びｌ２は、図１におけるタンデム太陽電池のサブセル１及び／又は２と同じ厚さの層を有する。
【符号の説明】
【００６６】
１  第１のサブセル、すなわち、トップセル
２  第２のサブセル、すなわち、ボトムセル
３  後面側の電極層、すなわち、反射層
ｐ１、ｐ２  ｐ層
ｎ１、ｎ２  ｎ層
ｉ１、ｉ２  真性半導体層、すなわち、ｉ層
ｌ１、ｌ２  導電層
Ｒｂ、Ｒｔ  基準セル
ＴＣＯ  導電性前面電極層
【図１】
2012054554.tif 000003
【図２】
2012054554.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012054554.tif 000006
【図５】
2012054554.tif 000007
【外国語明細書】
2012054554000001.pdf