(57)【要約】【課題】本発明は、スペクトルの変化に関するずれを補正でき、より正確に分光放射照度を測定できる分光放射照度測定装置および該方法ならびに分光型基準セルを提供する。【解決手段】本発明の分光放射照度測定装置ＬＭは、測定対象の光源から放射される照明光の分光放射照度を測定する分光放射照度測定部１と、光エネルギーを電気エネルギーへ変換する複数の光電変換素子を有する光電変換素子部５と、前記複数の光電変換素子の各絶対値分光感度を予め記憶する絶対値分光感度記憶部３２と、前記照明光で照明した場合における前記複数の光電変換素子の各短絡電流を各実測短絡電流として実測する短絡電流測定部４と、これら各絶対値分光感度および各実測短絡電流に基づいて、分光放射照度測定部１で測定された分光放射照度を補正することで、前記照明光の絶対値分光放射照度を求める分光放射照度演算部２２とを備える。【選択図】図１
2016003983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の光源から放射される照明光の分光放射照度を測定する分光放射照度測定部と、
光エネルギーを電気エネルギーへ変換する複数の光電変換素子と、
前記複数の光電変換素子それぞれにおける各絶対値分光感度を予め記憶する絶対値分光感度記憶部と、
前記複数の光電変換素子それぞれにおける、前記測定対象の光源から放射される前記照明光で照明した場合の各短絡電流を、各実測短絡電流として実測する短絡電流測定部と、
前記複数の光電変換素子それぞれにおける、前記絶対値分光感度記憶部に予め記憶された前記各絶対値分光感度および前記短絡電流測定部で実測された前記各実測短絡電流に基づいて、前記分光放射照度測定部で測定された前記分光放射照度を補正することで、前記照明光の絶対値分光放射照度を求める分光放射照度演算部とを備えること
を特徴とする分光放射照度測定装置。
【請求項２】
前記分光放射照度演算部は、
前記絶対値分光感度記憶部に予め記憶された前記各絶対値分光感度から、前記複数の光電変換素子それぞれにおける前記各絶対値分光感度の各重心波長を求める重心波長演算部と、
前記絶対値分光感度記憶部に予め記憶された前記各絶対値分光感度および前記分光放射照度測定部で測定された前記分光放射照度に基づいて、前記複数の光電変換素子それぞれにおける各短絡電流を演算して求める短絡電流演算部と、
前記複数の光電変換素子それぞれにおける、前記短絡電流測定部で実測された前記各実測短絡電流、前記短絡電流演算部で求められた前記各演算短絡電流、および、前記重心波長演算部で求められた前記各重心波長に基づいて、前記分光放射照度に対する補正係数を求める補正係数演算部と、
前記補正係数演算部で求めた補正係数に基づいて、前記分光放射照度測定部で測定された前記分光放射照度を補正することで、前記測定対象の光源から放射される前記照明光の絶対値分光放射照度を求める絶対値分光放射照度演算部とを備えること
を特徴とする請求項１に記載の分光照射照度測定装置。
【請求項３】
前記補正係数演算部は、前記複数の光電変換素子それぞれにおける、前記短絡電流測定部で実測された前記各実測短絡電流、前記短絡電流演算部で求められた前記各演算短絡電流、および、前記重心波長演算部で求められた前記各重心波長に基づいて、回帰曲線を求めることで前記分光放射照度に対する補正係数を求めること
を特徴とする請求項２に記載の分光照射照度測定装置。
【請求項４】
前記複数の光電変換素子は、それぞれ、光起電力効果によって光エネルギーを電気エネルギーへ変換する太陽電池であり、
前記複数の光電変換素子それぞれにおける、各相対分光感度、前記太陽電池の性能評価に用いられる標準試験条件での各短絡電流および各受光面積に基づいて、前記複数の光電変換素子それぞれにおける各絶対値分光感度を求め、前記求めた各絶対値分光感度を前記絶対値分光感度記憶部に予め記憶する絶対値分光感度演算部をさらに備えること
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の分光照射照度測定装置。
【請求項５】
前記測定対象の光源は、基準太陽光のスペクトルに近似させた所定の分光放射照度を持つ擬似太陽光を前記照明光として放射するソーラシミュレータであること
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の分光照射照度測定装置。
【請求項６】
測定対象の光源から放射される照明光の分光放射照度を測定する分光放射照度測定工程と、
光エネルギーを電気エネルギーへ変換する複数の光電変換素子それぞれにおける各絶対値分光感度を絶対値分光感度記憶部に予め記憶する絶対値分光感度記憶工程と、
前記複数の光電変換素子それぞれにおける、前記測定対象の光源から放射される前記照明光で照明した場合の各短絡電流を、各実測短絡電流として実測する短絡電流実測工程と、
前記複数の光電変換素子それぞれにおける、前記絶対値分光感度記憶部に予め記憶された前記各絶対値分光感度および前記短絡電流実測工程で実測された前記各実測短絡電流に基づいて、前記分光放射照度測定工程で測定された前記分光放射照度を補正することで、前記測定対象の光源から放射される前記照明光の絶対値分光放射照度を求める分光放射照度演算工程とを備えること
を特徴とする分光放射照度測定方法。
【請求項７】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の分光放射照度測定装置と、
前記複数の光電変換素子それぞれにおける前記各絶対値分光感度を入力して前記絶対値分光感度記憶部に記憶するための入力部と、
前記分光放射照度演算部で求めた前記測定対象の光源から放射される前記照明光の絶対値分光放射照度を出力する出力部とを備えること
を特徴とする分光型基準セル。
【請求項８】
前記光電変換素子の温度を測定する温度測定部をさらに備え、
前記短絡電流測定部は、前記温度測定部で測定した温度に基づいて前記実測短絡電流を標準試験条件に換算するように補正して新たな実測短絡電流とする電流補正部を備えること
を特徴とする請求項７に記載の分光型基準セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源の分光放射照度を測定する分光放射照度測定装置および分光放射照度測定方法に関し、特に、評価対象の太陽電池にいわゆる標準試験条件で擬似太陽光を照射するソーラシミュレータの絶対分光放射照度を好適に測定できる分光放射照度測定装置および分光放射照度測定方法に関する。そして、本発明は、前記分光放射照度測定装置を持つ分光型基準セルに関する。
【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およ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り、有機系太陽電池には、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接合型太陽電池と、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】
このような太陽電池の屋外における実際の出力は、太陽電池が受ける光の量および質に依存するので、天候の影響を受ける太陽光を使った性能評価では、測定再現性が悪い。このため、太陽電池の性能を評価するために、例えばＩＥＣ６０９０４やＪＩＳ  Ｃ８９０５〜Ｃ８９９１等で定義された評価方法がある。なお、ＩＥＣは、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｏｃａｌ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ（国際電気標準会議）の略称であり、ＪＩＳは、Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ（日本工業規格）の略称である。太陽電池の発電定格は、上記規約で国際的に統一された標準試験条件（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ、ＳＴＣ）として規定されている。この標準試験条件は、温度２５℃、放射照度１０００Ｗ／ｍ２、ＡＭ１．５Ｇの基準太陽光である。測定では、基準太陽光のスペクトルに近似した分光放射照度を持つ擬似太陽光を照明光として放射するいわゆるソーラシミュレータの照明位置に測定対象の太陽電池が配置され、この太陽電池の温度が２５℃となるように管理され、太陽電池の発電定格が測定されている（例えばＩＥＣ６０９０４−１参照）。ここで、基準太陽光のスペクトルとソーラシミュレータにおける照明光の分光放射照度との間に差があると、測定された太陽電池の発電定格に誤差が含まれることになる。このため、ソーラシミュレータにおける照明光の分光放射照度は、基準太陽光のスペクトルに高度に近似していることが望ましい。しかしながら、基準太陽光のスペクトルは、複雑であり、基準太陽光のスペクトルに高度に近似したソーラシミュレータは、技術的に難しく、高価となってしまう。
【０００４】
そこで、現在では、多くの場合、以下のようにして、ソーラシミュレータが校正されている。まず、測定者は、例えば、産業技術総合技術研究所（＝国際的に統一された基準太陽光スペクトル等を持っている国立またはそれに準じる機関）に、評価する太陽電池と同様の分光感度特性を有する太陽電池をサンプルとして送付してその測定を依頼する。それに応じて該機関は、所有している限りなく基準太陽光に近い高近似のソーラシミュレータを用いることによって、標準試験条件で前記サンプルの短絡電流ＩＳＴＣを求め、そのＩＳＴＣを前記測定者に返送する。これを受けて前記測定者は、返送されて来た前記サンプルを、以降、自社の基準セルとして、ソーラシミュレータの光量調整用に使用している。すなわち、前記測定者は、前記基準セルを用いて、前記短絡電流ＩＳＴＣとなるように、ソーラシミュレータの光量を調整してから、実際に測定すべき（検査対象の製品の）太陽電池の特性を測定している。
【０００５】
しかしながら、このソーラシミュレータの光量調整用の基準セルは、上述の通り、実際に測定すべき太陽電池と同様の分光感度特性を有する必要があるため、実際に測定すべき太陽電池（製品の種類）ごとに基準セルが必要となり、基準セルの作成とその測定値ＩＳＴＣの入手に時間および費用がかかる。
【０００６】
このため、この解決方法が例えば特許文献１に提案されている。この特許文献１に開示された太陽電池評価装置は、光源評価装置と、基準太陽光を模した光を発生し、測定対象の太陽電池に照射する光源としてのソーラシミュレータと、前記ソーラシミュレータからの照射光による前記太陽電池の発電特性を測定する電流・電圧計とを備える。前記光源評価装置は、太陽電池を照明する光源の分光放射照度を測定する分光放射計と、予め測定されている基準太陽光の分光放射照度を記憶する第１の記憶部と、予め複数の各照度レベルで測定されている前記太陽電池の白色バイアス光による短絡電流の波長毎の依存性を、前記各照度レベルにおける分光感度として記憶する第２の記憶部と、前記太陽電池の複数の各照度レベルにおける分光感度と、前記基準太陽光の分光放射照度と、前記光源の分光放射照度とを用いて演算で求める分光感度を用いて、太陽電池を照明する光源の光量調整用の値を演算する演算部とを含む。そして、前記演算部は、前記予め複数の照度で測定されている前記太陽電池の分光感度と、前記光源の分光放射照度とから、絶対値分光感度法を用いて、被測定物の分光感度において、前記基準太陽光の照射照度が１０００Ｗ／ｍ２の場合と同じ短絡電流となるように、前記光源の光量を調整するものである。このような太陽電池評価装置では、ＩＥＣ６０９０４−４で規定された絶対値分光感度ＳＡＢＳ（λ）と、ＩＥＣ６０９０４−３で定義された基準太陽光ＡＭ１．５ＧのスペクトルＥＡＭ１．５Ｇ（λ）とから、標準試験条件での短絡電流ＩＳＴＣ＿ＲＥＦが次式（Ａ）によって求められ、ソーラシミュレータの絶対値分光放射照度ＥＳＳ（λ）から、ソーラシミュレータの照明光での短絡電流ＩＳＳが次式（Ｂ）によって求められ、これら求められた標準試験条件での短絡電流ＩＳＴＣ＿ＲＥＦとソーラシミュレータの照明光での短絡電流ＩＳＳとが互いに一致するように（ＩＳＣＴ＿ＲＥＦ＝ＩＳＳ）、ソーラシミュレータの光量が調整される。
ＩＳＣＴ＿ＲＥＦ＝∫ＳＡＢＳ（λ）・ＥＡＭ１．５Ｇ（λ）ｄλ      ・・・（Ａ）
ＩＳＳ＝∫ＳＡＢＳ（λ）・ＥＳＳ（λ）ｄλ      ・・・（Ｂ）
【０００７】
ここで、前記絶対値分光放射照度は、分光放射計（分光放射照度測定装置）によって測定される。しかし、この絶対値分光放射計は、例えば光学素子の汚れや紫外線照射による光学素子の変色等の、経年による光学素子の性能劣化、および、例えば衝撃等による各光学素子間の配置位置の変化等の、機械的な変化等により、使用初期の測定値に対し測定値にずれを生じてしまう。
【０００８】
そこで、その解決方法が例えば特許文献２に提案されている。この特許文献２に開示された分光放射照度測定装置は、基準太陽光の分光放射照度を模した照射光を照射するソーラシミュレータの前記照射光の分光放射照度を測定する分光放射照度測定装置であって、前記ソーラシミュレータの前記照射光の分光放射照度を測定する分光放射照度測定部と、前記基準太陽光を照射した場合の短絡電流と絶対値分光感度とが予め測定されている基準光起電力素子を用いて、前記基準光起電力素子の前記短絡電流と、前記分光放射照度測定部で測定された分光放射照度と前記基準光起電力素子の前記絶対値分光感度の積との比から校正係数を求め、前記分光放射照度測定部で測定された分光放射照度に波長ごとに該校正係数を乗じて校正する分光放射照度校正演算部とを備える。このような分光放射照度測定装置では、前記機関において標準試験条件で値付けされた基準光起電力素子（基準セル）の絶対値分光感度ＳＡＢＳ（λ）と、該基準光起電力素子（基準セル）をソーラシミュレータの照射光で照明して実測した短絡電流ＩＳＣ＿ＳＳと、ソーラシミュレータの照射光を分光放射照度測定部で実測したソーラシミュレータの照射光における実測の分光放射照度ＥＳＳ（λ）とから、次式（Ｃ）となる校正係数ｋが求められ、前記実測の分光放射照度ＥＳＳ（λ）に校正係数ｋを乗じることで、前記実測の分光放射照度ＥＳＳ（λ）が校正されている（ＥＡＢＳ（λ）＝ｋ×ＥＳＳ（λ））。
ＩＳＣ＿ＳＳ＝ｋ×∫ＳＡＢＳ（λ）・ＥＳＳ（λ）ｄλ＝∫ＳＡＢＳ（λ）・ＥＡＢＳ（λ）ｄλ      ・・・（Ｃ）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４９４４２３１号公報（特開２０１２−３９０３６号公報）
【特許文献２】国際公開ＷＯ２０１２／０８１１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、前記特許文献２に開示された分光放射照度測定装置は、光量の変化に関し、測定値のずれを補正している。しかしながら、相対分光放射照度のスペクトルが変化する虞があり、測定値のずれは、光量の変化に起因して生じるずれ（光量の変化に関するずれ）だけでなく、スペクトルの変化に起因して生じるずれ（スペクトルの変化に関するずれ）もある。したがって、スペクトルの変化に関するずれも補正することが望まれる。
【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、スペクトルの変化に関するずれを補正でき、より正確に分光放射照度を測定できる分光放射照度測定装置および分光放射照度測定方法を提供することを目的とする。そして、本発明は、前記分光放射照度測定装置を含む分光型基準セル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】
【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分光放射照度測定装置は、測定対象の光源から放射される照明光の分光放射照度を測定する分光放射照度測定部と、光エネルギーを電気エネルギーへ変換する複数の光電変換素子と、前記複数の光電変換素子それぞれにおける各絶対値分光感度を予め記憶する絶対値分光感度記憶部と、前記複数の光電変換素子それぞれにおける、前記測定対象の光源から放射される前記照明光で照明した場合の各短絡電流を、各実測短絡電流として実測する短絡電流測定部と、前記複数の光電変換素子それぞれにおける、前記絶対値分光感度記憶部に予め記憶された前記各絶対値分光感度および前記短絡電流測定部で実測された前記各実測短絡電流に基づいて、前記分光放射照度測定部で測定された前記分光放射照度を補正することで、前記照明光の絶対値分光放射照度を求める分光放射照度演算部とを備えることを特徴とする。
【００１３】
このような分光放射照度測定装置は、複数の光電変換素子それぞれにおける、予め得た各絶対値分光感度および各実測短絡電流を用いることで、スペクトルの変化に関するずれを補正でき、より正確に分光放射照度を測定できる。
【００１４】
また、他の一態様では、上述の分光放射照度測定装置において、前記分光放射照度演算部は、前記絶対値分光感度記憶部に予め記憶された前記各絶対値分光感度から、前記複数の光電変換素子それぞれにおける前記各絶対値分光感度の各重心波長を求める重心波長演算部と、前記絶対値分光感度記憶部に予め記憶された前記各絶対値分光感度および前記分光放射照度測定部で測定された前記分光放射照度に基づいて、前記複数の光電変換素子それぞれにおける各短絡電流を演算して求める短絡電流演算部と、前記複数の光電変換素子それぞれにおける、前記短絡電流測定部で実測された前記各実測短絡電流、前記短絡電流演算部で求められた前記各演算短絡電流、および、前記重心波長演算部で求められた前記各重心波長に基づいて、前記分光放射照度に対する補正係数を求める補正係数演算部と、前記補正係数演算部で求めた補正係数に基づいて、前記分光放射照度測定部で測定された前記分光放射照度を補正することで、前記測定対象の光源から放射される前記照明光の絶対値分光放射照度を求める絶対値分光放射照度演算部とを備えることを特徴とする。
【００１５】
このような分光照射照度測定装置では、絶対値分光感度記憶部に予め記憶された各絶対値分光感度から、複数の光電変換素子それぞれにおける各絶対値分光感度の各重心波長が求められる。絶対値分光感度記憶部に予め記憶された各絶対値分光感度および分光放射照度測定部で測定された分光放射照度に基づいて、複数の光電変換素子それぞれにおける各短絡電流が各演算短絡電流として求められる。そして、複数の光電変換素子それぞれにおける各実測短絡電流、各演算短絡電流および各重心波長に基づいて、分光放射照度に対する補正係数が求められ、この求めた補正係数に基づいて、分光放射照度測定部で測定された分光放射照度を補正することで、測定対象の光源から放射される前記照明光の絶対値分光放射照度が求められる。前記補正係数は、波長に依存して（波長の関数として）求められるので、上記分光放射照度測定装置は、スペクトルの変化に関するずれを補正でき、より正確に分光放射照度を測定できる。
【００１６】
また、他の一態様では、これら上述の分光放射照度測定装置において、前記補正係数演算部は、前記複数の光電変換素子それぞれにおける、前記短絡電流測定部で実測された前記各実測短絡電流、前記短絡電流演算部で求められた前記各演算短絡電流、および、前記重心波長演算部で求められた前記各重心波長に基づいて、回帰曲線を求めることで前記分光放射照度に対する補正係数を求めることを特徴とする。
【００１７】
このような分光照射照度測定装置は、回帰曲線を求めるので、複数の光電変換素子それぞれにおける各実測短絡電流、各演算短絡電流および各重心波長に最もフィットした補正係数、すなわち、各重心波長での各誤差の総和が最も小さくなる補正係数を求めることができる。
【００１８】
また、他の一態様では、これら上述の分光放射照度測定装置において、前記複数の光電変換素子は、それぞれ、光起電力効果によって光エネルギーを電気エネルギーへ変換する太陽電池であり、前記複数の光電変換素子それぞれにおける、各相対分光感度、前記太陽電池の性能評価に用いられる標準試験条件での各短絡電流および各受光面積に基づいて、前記複数の光電変換素子それぞれにおける各絶対値分光感度を求め、前記求めた各絶対値分光感度を前記絶対値分光感度記憶部に予め記憶する絶対値分光感度演算部をさらに備えることを特徴とする。
【００１９】
複数の光電変換素子それぞれにおける各絶対値分光感度は、別途、予め求めて上記分光放射照度測定装置の絶対値分光感度記憶部に予め記憶しておいても良いが、このような分光放射照度測定装置は、絶対値分光感度演算部をさらに備えるので、この絶対値分光感度演算部によって複数の光電変換素子それぞれにおける各絶対値分光感度を求めることができ、前記各絶対値分光感度を別途に予め求めておく必要がない。
【００２０】
また、他の一態様では、これら上述の分光放射照度測定装置において、前記測定対象の光源は、基準太陽光のスペクトルに近似させた所定の分光放射照度を持つ擬似太陽光を前記照明光として放射するソーラシミュレータであることを特徴とする。
【００２１】
このような分光照射照度測定装置は、ソーラシミュレータの擬似太陽光の絶対値分光放射照度を求めることができる。
【００２２】
そして、本発明の他の一態様にかかる分光放射照度測定方法は、測定対象の光源から放射される照明光の分光放射照度を測定する分光放射照度測定工程と、光エネルギーを電気エネルギーへ変換する複数の光電変換素子それぞれにおける各絶対値分光感度を絶対値分光感度記憶部に予め記憶する絶対値分光感度記憶工程と、前記複数の光電変換素子それぞれにおける、前記測定対象の光源から放射される前記照明光で照明した場合の各短絡電流を、各実測短絡電流として実測する短絡電流実測工程と、前記複数の光電変換素子それぞれにおける、前記絶対値分光感度記憶部に予め記憶された前記各絶対値分光感度および前記短絡電流実測工程で実測された前記各実測短絡電流に基づいて、前記分光放射照度測定工程で測定された前記分光放射照度を補正することで、前記測定対象の光源から放射される前記照明光の絶対値分光放射照度を求める分光放射照度演算工程とを備えることを特徴とする。
【００２３】
このような分光放射照度測定方法は、複数の光電変換素子それぞれにおける、予め得た各絶対値分光感度および各実測短絡電流を用いることで、スペクトルの変化に関するずれを補正でき、より正確に分光放射照度を測定できる。
【００２４】
そして、本発明の他の一態様にかかる分光型基準セルは、これら上述のいずれかの分光放射照度測定装置と、前記複数の光電変換素子それぞれにおける前記各絶対値分光感度を入力して前記絶対値分光感度記憶部に記憶するための入力部と、前記分光放射照度演算部で求めた前記測定対象の光源から放射される前記照明光の絶対値分光放射照度を出力する出力部とを備えることを特徴とする。
【００２５】
これによれば、前記分光放射照度測定装置を含む分光型基準セルが提供される。そして、このような分光型基準セルは、前記分光放射照度測定装置を含むので、スペクトルの変化に関するずれを補正した絶対値分光放射照度を出力でき、例えばソーラシミュレータ等の前記測定対象の光源における光量を好適に調整できる。
【００２６】
また、他の一態様では、上述の分光型基準セルにおいて、前記光電変換素子の温度を測定する温度測定部をさらに備え、前記短絡電流測定部は、前記温度測定部で測定した温度に基づいて前記実測短絡電流を標準試験条件に換算するように補正して新たな実測短絡電流とする電流補正部を備える。
【００２７】
このような分光型基準セルは、温度測定部および電流補正部をさらに備えるので、光電変換素子の短絡電流が温度依存性を有する場合でも、より精度良く実測短絡電流を求めることができ、したがって、より精度良く絶対値分光放射照度を出力できる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明にかかる分光放射照度測定装置および分光放射照度測定方法は、スペクトルの変化に関するずれを補正でき、より正確に分光放射照度を測定できる。そして、本発明は、前記分光放射照度測定装置を含む分光型基準セルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態における分光型基準セルの構成を示すブロック図である。
【図２】前記分光型基準セルの光電変換素子部の構成を示す図である。
【図３】前記分光型基準セルにおける分光放射照度の補正方法を示すフローチャートである。
【図４】分光放射測定および分光放射照度校正の各様子を説明するための図である。
【図５】前記光電変換素子部における各光電変換素子の相対分光感度の一例を示す図である。
【図６】前記光電変換素子部における各光電変換素子の絶対値相対分光感度の一例を示す図である。
【図７】前記分光型基準セルによって求められた補正係数の一例を示す図である。
【図８】前記分光型基準セルによって求められた絶対値分光放射照度の一例を示す図である。
【図９】第１比較例として、光量の変化に関するずれのみを補正した絶対値分光放射照度の一例を示す図である。
【図１０】第２比較例として、光量の変化に関するずれのみを補正した絶対値分光放射照度の一例を示す図である。
【図１１】図８ないし図１０に示す各場合における誤差の算出に用いられた複数の基準セル（太陽電池）の各分光感度を示す図である。
【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。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。
【００３１】
図１は、実施形態における分光型基準セルの構成を示すブロック図である。図２は、前記分光型基準セルの光電変換素子部の構成を示す図である。
【００３２】
本実施形態における分光型基準セルＲＣは、被測定物の絶対値分光感度と基準太陽光の分光放射照度とに基づいて標準試験条件での短絡電流を演算で求め、被測定物の絶対値分光感度と光源の分光放射照度測定値から、演算により短絡電流を求める装置である。このような分光型基準セルＲＣは、例えば、図１に示すように、分光放射照度測定部１と、制御演算部２と、記憶部３と、短絡電流測定部４と、光電変換素子部５と、入力部６と、出力部７と、インターフェース部（以下、「ＩＦ部」と略記する）８とを備える。制御演算部２は、後述するように、機能的に、制御部２１と、分光放射照度演算部２２と、絶対値分光感度演算部２３とを備える。
【００３３】
ここで、分光放射照度測定部１と、制御演算部２の制御部２１と、制御演算部２の分光放射照度演算部２２とは、一例としての分光放射照度測定装置ＬＭを構成する。
【００３４】
ここで、各構成および動作を説明する前に、本明細書において使用される各記号の定義を説明する。
【００３５】
ＳＡＢＳ＿ｉ（λ）は、光電変換素子部５におけるｉ番目の基準セル５ｉの絶対値分光感度であり、その単位は、［Ａ／Ｗ／ｍ２／ｎｍ］である。
【００３６】
ＳＲＥＬ＿ｉ（λ）は、前記ｉ番目の基準セル５ｉの相対分光感度であり、その単位は、［％］である。
【００３７】
ＳＡＢＳ＿ＰＶ（λ）は、測定対象物の絶対値分光感度であり、その単位は、［Ａ／Ｗ／ｍ２／ｎｍ］である。
【００３８】
ＩＳＣ＿ＲＥＦ＿ｉは、前記ｉ番目の基準セル５ｉの標準試験条件（ＳＴＣ）での短絡電流であり、その単位は、［Ａ］である。
【００３９】
ＥＳＳ＿ＡＢＳ（λ）は、ソーラシミュレータＬＳの絶対値分光放射照度であり、その単位は、［Ｗ／ｍ２／ｎｍ］である。
【００４０】
ＥＳＳ（λ）は、ソーラシミュレータＬＳから放射された擬似太陽光を分光放射照度測定部１で実測した場合の分光放射照度であり、その単位は、［Ｗ／ｍ２／ｎｍ］である。
【００４１】
ＥＡＭ１．５Ｇ（λ）は、例えばＩＥＣ６０９０４−３で定義された基準太陽光ＡＭ１．５Ｇのスペクトル（分光放射照度）であり、その単位は、［Ｗ／ｍ２／ｎｍ］である。
【００４２】
ＩＳＣ＿ｃａｌ＿ｉは、前記ｉ番目の基準セル５ｉをＥＳＳ＿ＡＢＳ（λ）の光で照明した場合でのｉ番目の基準セル５ｉの演算短絡電流であり、その単位は、［Ａ］である。
【００４３】
ＩＳＣ＿ｍｅｓ＿ｉは、前記ｉ番目の基準セル５ｉをＥＳＳ（λ）の光で照明した場合でのｉ番目の基準セル５ｉの実測短絡電流であり、その単位は、［Ａ］である。
【００４４】
ＷＣ＿ｉは、前記ｉ番目の基準セル５ｉにおける絶対値分光感度の重心波長であり、その単位は、［ｎｍ］である。
【００４５】
ＩＳＣ＿ｒ＿ｉは、前記ｉ番目の基準セル５ｉにおける演算短絡電流ＩＳＣ＿ｃａｌ＿ｉと実測短絡電流ＩＳＣ＿ｍｅｓ＿ｉとの比である。例えば、ＩＳＣ＿ｒ＿ｉ＝ＩＳＣ＿ｃａｌ＿ｉ／ＩＳＣ＿ｍｅｓ＿ｉ
【００４６】
Ａ＿ｉは、前記ｉ番目の基準セル５ｉにおける面積であり、その単位は、［ｍ２］である。
【００４７】
次に、各構成について説明する。光電変換素子部５は、光エネルギーを電気エネルギーへ変換する複数の光電変換素子を備える。本実施形態では、光電変換素子部５は、例えば図２に示すように、２行２列に２次元アレイ状に配列された４個の第１ないし第４光電変換素子５１〜５４（５ｉ、ｉ＝１，２，３，４）を備えて構成される。光電変換素子５ｉは、互いに特性の異なる絶対値分光感度ＳＡＢＳ＿ｉ（λ）を備え、光起電力効果によって光エネルギーを電気エネルギーへ変換する素子であり、標準試験条件での短絡電流ＩＳＣ＿ＲＥＦ＿ｉで値付けされている。
【００４８】
入力部６は、制御演算部２に接続され、例えば、ソーラシミュレータＳＳの光量を調整するためのコマンド等の各種コマンド、および、例えば複数の光電変換素子５ｉそれぞれにおける、各相対分光感度（ＳＲＥＬ＿ｉ（λ））、前記標準試験条件での各短絡電流（ＩＳＣ＿ＲＥＦ＿ｉ）およびその受光面積（Ａ＿ｉ）や、測定対象の太陽電池ＳＭの絶対値分光感度等の各種情報を分光型基準セルＲＣに入力する装置であり、例えば、入力スイッチ、キーボードおよびマウス等である。
【００４９】
出力部７は、制御演算部２に接続され、制御演算部２の制御に従って、入力部６から入力されたコマンドや情報、および、測定結果を出力する機器であり、例えばＣＲＴディスプレイ、ＬＣＤおよび有機ＥＬディスプレイ等の表示装置やプリンタ等の印刷装置等である。
【００５０】
なお、入力部６および出力部７からタッチパネルが構成されてもよい。このタッチパネルを構成する場合において、入力部６は、例えば抵抗膜方式や静電容量方式等の操作位置を検出して入力する位置入力装置であり、出力部７は、表示装置である。このタッチパネルでは、表示装置の表示面上に位置入力装置が設けられ、表示装置に入力可能な１または複数の入力内容の候補が表示され、ユーザが、入力したい入力内容を表示した表示位置を触れると、位置入力装置によってその位置が検出され、検出された位置に表示された表示内容がユーザの操作入力内容として分光型基準セルＲＣに入力される。
【００５１】
ＩＦ部８は、制御演算部２に接続され、制御演算部２の制御に従って、外部機器との間でデータの入出力を行う回路であり、例えば、シリアル通信方式であるＲＳ−２３２Ｃのインターフェース回路、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格を用いたインターフェース回路、ＩｒＤＡ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｄａｔａ  Ａｓｓｃｏｉａｔｉｏｎ）規格等の赤外線通信を行うインターフェース回路、および、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）規格を用いたインターフェース回路等である。
【００５２】
分光放射照度測定装置ＬＭは、測定対象の光源から放射された照明光の絶対値分光放射照度ＥＡＢＳ（λ）を測定する装置である。本実施形態では、測定対象の光源は、その一例としてのソーラシミュレータＳＳであり、分光放射照度測定装置ＬＭは、ソーラシミュレータＳＳから放射された擬似太陽光の絶対値分光放射照度ＥＳＳ＿ＡＢＳ（λ）を測定する。ソーラシミュレータＳＳは、基準太陽光ＡＭ１．５Ｇのスペクトル（分光放射照度）ＥＡＭ１．５Ｇ（λ）に近似させた分光放射照度ＥＳＳ＿ＡＢＳ（λ）を持つ擬似太陽光光源である。
【００５３】
分光放射照度測定部１は、制御演算部２に接続され、制御演算部２の制御に従って、測定対象の光源から放射される照明光の分光放射照度を測定するものである。本実施形態では、分光放射照度測定部１は、ソーラシミュレータＳＳから放射された擬似太陽光の分光放射照度ＥＳＳ（λ）を測定する。分光放射照度測定部１は、その測定した擬似太陽光の分光放射照度ＥＳＳ（λ）を制御演算部２へ出力する。分光放射照度測定部１は、例えば、入射光を所定の波長間隔で分光する分光部と、前記分光部によって前記波長間隔で分光された各入射光の各エネルギーを前記波長間隔で測定する照度測定部とを備え、前記入射光（本実施形態ではソーラシミュレータＳＳから放射された擬似太陽光（前記照明光））の放射エネルギーを前記波長間隔で波長ごとに測定する。
【００５４】
記憶部３は、制御演算部２に接続され、制御演算部２の制御に従って、各種プログラムおよび各種データを記憶する装置である。前記各種プログラムには、例えば、補正係数ｋ（λ）を生成して絶対値分光放射照度を求めるための絶対値分光放射照度演算プログラム等の制御処理プログラムが含まれる。前記各種データには、複数の光電変換素子それぞれにおける、各相対分光感度、太陽電池の性能評価に用いられる標準試験条件での各短絡電流、各受光面積および各実測短絡電流等が含まれる。より具体的には、本実施形態では、前記各種データには、複数の光電変換素子５ｉそれぞれにおける、各相対分光感度ＳＲＥＬ＿ｉ（λ）、前記標準試験条件での各短絡電流ＩＳＣ＿ＲＥＦ＿ｉ、その受光面積Ａ＿ｉおよび実測短絡電流ＩＳＣ＿ｍｅｓ＿ｉ等が含まれる。このような記憶部３は、例えば不揮発性の記憶素子であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）や書き換え可能な不揮発性の記憶素子であるＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等を備える。そして、記憶部３は、前記所定のプログラムの実行中に生じるデータ等を記憶するいわゆる制御演算部２のワーキングメモリとなるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等を含む。
【００５５】
そして、記憶部３は、機能的に、相対分光感度等記憶部３１および絶対値分光感度記憶部３２を備える。
【００５６】
相対分光感度等記憶部３１は、複数の光電変換素子５ｉそれぞれにおける、各相対分光感度ＳＲＥＬ＿ｉ（λ）、前記標準試験条件での各短絡電流ＩＳＣ＿ＲＥＦ＿ｉ、および、その各受光面積Ａ＿ｉを予め記憶するものである。絶対値分光感度記憶部３２は、複数の基準セル５ｉそれぞれにおける各絶対値分光感度ＳＡＢＳ＿ｉ（λ）を予め記憶するものである。
【００５７】
短絡電流測定部４は、制御演算部２に接続され、制御演算部２の制御に従って、複数の光電変換素子５ｉそれぞれにおける、測定対象の光源から放射される照明光で照明した場合の各短絡電流ＩＳＣ＿ｉを、各実測短絡電流ＩＳＣ＿ｍｅｓ＿ｉとして測定する装置である。本実施形態では、短絡電流測定部４は、複数の基準セル５ｉそれぞれにおける、ソーラシミュレータＳＳから放射される擬似太陽光で照明した場合の各短絡電流ＩＳＣ＿ｉを各実測短絡電流ＩＳＣ＿ｍｅｓ＿ｉとして測定する。短絡電流測定部４は、これら測定した各実測短絡電流ＩＳＣ＿ｍｅｓ＿ｉを制御演算部２へ出力し、制御演算部２は、これら各実測短絡電流ＩＳＣ＿ｍｅｓ＿ｉを記憶部３に記憶する。短絡電流測定部４は、複数の光電変換素子５ｉそれぞれにおいて、短絡させた場合の短絡電流を測定する。
【００５８】
なお、本実施形態では、分光型基準セルＲＣ（分光放射照度測定装置ＬＭ）は、短絡電流測定部４を備えて各光電変換素子５ｉの各短絡電流ＩＳＣ＿ｉを測定し、これら各実測短絡電流ＩＳＣ＿ｍｅｓ＿ｉを記憶部３に記憶したが、記憶部３は、複数の光電変換素子５ｉそれぞれにおける各実測短絡電流ＩＳＣ＿ｍｅｓ＿ｉを記憶する実測短絡電流記憶部を機能的にさらに備え、別途の短絡電流測定計によって各光電変換素子５ｉの各短絡電流ＩＳＣ＿ｉが測定され、これら測定された各実測短絡電流ＩＳＣ＿ｍｅｓ＿ｉが入力部６から入力され、分光放射照度を測定する前に、予め前記実測短絡電流記憶部に記憶されても良い。
【００５９】
制御演算部２は、分光型基準セルＲＣ（分光放射照度測定装置ＬＭ）の各部を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、測定対象の光源（この例ではソーラシミュレータＳＳ）における絶対値分光放射照度を求めるための装置である。制御演算部２は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）およびその周辺回路を備えて構成される。制御演算部２には、所定のプログラムが実行されることによって、制御部２１、分光放射照度演算部２２および絶対値分光感度演算部２３が機能的に構成される。
【００６０】
制御部２１は、分光型基準セルＲＣ（分光放射照度測定装置ＬＭ）を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御するためのものである。
【００６１】
分光放射照度演算部２２は、複数の光電変換素子それぞれにおける、絶対値分光感度記憶部３２に予め記憶された各絶対値分光感度および短絡電流測定部４で実測された実測短絡電流に基づいて、分光放射照度測定部１で測定された分光放射照度を補正することで、測定対象の光源から放射される照明光の絶対値分光放射照度を求めるものである。本実施形態では、分光放射照度演算部２２は、複数の基準セル５ｉそれぞれにおける、絶対値分光感度記憶部３２に予め記憶された各絶対値分光感度ＳＡＢＳ＿ｉ（λ）および短絡電流測定部４で実測された各実測短絡電流ＩＳＣ＿ｍｅｓ＿ｉに基づいて、分光放射照度測定部１で測定された分光放射照度ＥＳＳ（λ）を補正することで、測定対象のソーラシミュレータＳＳから放射される擬似太陽光の絶対値分光放射照度ＥＳＳ＿ＡＢＳ（λ）を求めるものである。
【００６２】
このような分光放射照度演算部２２は、本実施形態では、機能的に、重心波長演算部２２１と、短絡電流演算部２２２と、補正係数演算部２２３と、絶対値分光放射照度演算部２２４とを備える。
【００６３】
重心波長演算部２２１は、絶対値分光感度記憶部３２に予め記憶された各絶対値分光感度から、複数の光電変換素子それぞれにおける各絶対値分光感度の各重心波長を求めるものである。本実施形態では、重心波長演算部２２１は、絶対値分光感度記憶部３２に予め記憶された各絶対値分光感度ＳＡＢＳ＿ｉ（λ）から、複数の光電変換素子５ｉそれぞれにおける各絶対値分光感度ＳＡＢＳ＿ｉ（λ）の各重心波長ＷＣ＿ｉを求める。
【００６４】
短絡電流演算部２２２は、絶対値分光感度記憶部３２に予め記憶された複数の光電変換素子５ｉの各絶対値分光感度および分光放射照度測定部１で測定された分光放射照度に基づいて、複数の光電変換素子それぞれにおける各短絡電流を各演算短絡電流として求めるものである。本実施形態では、短絡電流演算部２２２は、絶対値分光感度記憶部３２に予め記憶された各絶対値分光感度ＳＡＢＳ＿ｉ（λ）および分光放射照度測定部１で測定された分光放射照度ＥＳＳ（λ）に基づいて、複数の光電変換素子５ｉそれぞれにおける各短絡電流を各演算短絡電流ＩＳＣ＿ｃａｌ＿ｉとして求める。
【００６５】
補正係数演算部２２３は、複数の光電変換素子それぞれにおける、短絡電流測定部４で実測された各実測短絡電流、短絡電流演算部２２２で求められた各演算短絡電流、および、重心波長演算部２２１で求められた各重心波長に基づいて、分光放射照度に対する補正係数を求めるものである。より具体的には、補正係数演算部２３３は、複数の光電変換素子それぞれにおける前記各実測短絡電流、前記各演算短絡電流および前記各重心波長に基づいて、回帰曲線を求めることで、分光放射照度に対する補正係数を求める。
【００６６】
本実施形態では、補正係数演算部２２３は、複数の基準セル５ｉそれぞれにおける、短絡電流測定部４で実測された各実測短絡電流ＩＳＣ＿ｍｅｓ＿ｉ、短絡電流演算部２２２で求められた各演算短絡電流ＩＳＣ＿ｃａｌ＿ｉ、および、重心波長演算部２２１で求められた各重心波長ＷＣ＿ｉに基づいて、回帰曲線を求めることで、分光放射照度Ｅ（λ）に対する補正係数ｋ（λ）を求める。
【００６７】
絶対値分光放射照度演算部２２４は、補正係数演算部２２３で求めた補正係数に基づいて、分光放射照度測定部１で測定された分光放射照度を補正することで、測定対象の光源から放射される照明光の絶対値分光放射照度を求めるものである。本実施形態では、絶対値分光放射照度演算部２２４は、補正係数演算部２２３で求めた補正係数ｋ（λ）に基づいて、分光放射照度測定部１で測定された分光放射照度ＥＳＳ（λ）を補正することで、ソーラシミュレータＳＳから放射される擬似太陽光の絶対値分光放射照度ＥＳＳ＿ＡＢＳ（λ）を求めるものである。
【００６８】
ここで、複数の光電変換素子（本実施形態では複数の基準セル５ｉ）の各絶対値分光感度そのものが入力部６から入力され、分光放射照度を測定する前に、予め絶対値分光感度記憶部３２に記憶されても良いが、本実施形態では、相対分光感度等記憶部３１は、複数の基準セル５ｉそれぞれにおける、各相対分光感度、前記標準試験条件での各短絡電流およびその受光面積が入力部６から入力され、分光放射照度を測定する前に、相対分光感度等記憶部３１に予め記憶する。そして、絶対値分光感度は、これら相対分光感度等から演算によって求められる。前記絶対値分光感度演算部２３は、この演算を実施するものである。
【００６９】
この絶対値分光感度演算部２３は、複数の光電変換素子それぞれにおける、各相対分光感度、前記太陽電池の性能評価に用いられる標準試験条件での各短絡電流および各受光面積に基づいて、前記複数の光電変換素子それぞれにおける各絶対値分光感度を求め、この求めた各絶対値分光感度を絶対値分光感度記憶部３２に予め記憶するものである。本実施形態では、絶対値分光感度演算部２３は、複数の基準セル５ｉそれぞれにおける、各相対分光感度ＳＲＥＬ＿ｉ（λ）、前記標準試験条件での各短絡電流ＩＳＣ＿ＲＥＦ＿ｉおよび各受光面積Ａ＿ｉに基づいて、前記複数の基準セル５ｉそれぞれにおける各絶対値分光感度ＳＡＢＳ＿ｉ（λ）を求め、この求めた各絶対値分光感度ＳＡＢＳ＿ｉ（λ）を絶対値分光感度記憶部３２に予め記憶する。
【００７０】
次に、ソーラシミュレータＳＳの光量調整に関し、本実施形態における太陽電池評価装置ＡＤの動作を説明する。なお、以下では、光電変換素子の一例である基準セル５ｉを用い、より具体的に、その動作を説明する。
【００７１】
図３は、実施形態の分光型基準セルにおける分光放射照度の補正方法を示すフローチャートである。図４は、分光放射測定および分光放射照度校正の各様子を説明するための図である。図４（Ａ）は、分光放射照度測定部１をソーラシミュレータＳＳの下に配置して、分光放射照度の測定を行っている様子を示し、図４（Ｂ）は、光電変換素子部５をソーラシミュレータの下に配置して短絡電流の測定を行っている様子を示す。図５は、光電変換素子部５における各光電変換素子、本例では、各基準セル５ｉの相対分光感度の一例を示す図である。図５の横軸は、［ｎｍ］単位で表す波長であり、その縦軸は、［％］単位で表す相対感度である。図６は、光電変換素子部５における各光電変換素子、本例では、各基準セル５ｉの絶対値相対分光感度の一例を示す図である。図６の横軸は、［ｎｍ］単位で表す波長（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ）であり、その縦軸は、［Ａ／Ｗ／ｍ２／ｎｍ］単位で表す絶対値感度（Ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｉｔｙ）である。図７は、実施形態における分光型基準セルによって求められた補正係数の一例を示す図である。図７の横軸は、［ｎｍ］単位で表す波長（重心波長）（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ）であり、その縦軸は、［％］単位で表す演算短絡電流と実測短絡電流との比（すなわち、補正係数、Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  Ｆａｃｔｏｒ）である。
【００７２】
図３において、処理Ｓ１において、複数の光電変換素子５ｉそれぞれにおける、各相対分光感度ＳＲＥＬ＿ｉ（λ）、前記標準試験条件での各短絡電流ＩＳＣ＿ＲＥＦ＿ｉおよびその受光面積Ａ＿ｉが入力部６から入力され、これらが、制御演算部２によって、複数の光電変換素子５ｉそれぞれと対応付けられて相対分光感度等記憶部３１に予め記憶される。
【００７３】
なお、上述に代え、複数の光電変換素子５ｉそれぞれにおける各絶対値分光感度ＳＡＢＳ＿ｉ（λ）が入力部６から入力され、これらが、制御演算部２によって、複数の光電変換素子５ｉそれぞれと対応付けられて絶対値分光感度記憶部３２に予め記憶されてもよい。
【００７４】
次に、処理Ｓ２において、複数の光電変換素子５ｉそれぞれにおける各絶対値分光感度ＳＡＢＳ＿ｉ（λ）が、絶対値分光感度演算部２３によって求められ、この求められた各絶対値分光感度ＳＡＢＳ＿ｉ（λ）が、絶対値分光感度記憶部３２に記憶される。より具体的には、絶対値分光感度演算部２３は、相対分光感度等記憶部３１から、複数の光電変換素子５ｉそれぞれにおける、各相対分光感度ＳＲＥＬ＿ｉ（λ）、前記標準試験条件での各短絡電流ＩＳＣ＿ＲＥＦ＿ｉおよびその受光面積Ａ＿ｉを取り出し、複数の光電変換素子５ｉごとに、次式（１）によって各絶対値分光感度ＳＡＢＳ＿ｉ（λ）を求める。そして、絶対値分光感度演算部２３は、これら求めた各絶対値分光感度ＳＡＢＳ＿ｉ（λ）絶対値分光感度記憶部３２に記憶する。
ＳＡＢＳ＿ｉ（λ）＝ＩＣＳ＿ＲＥＦ＿ｉ／｛Ａ＿ｉ×∫ＳＲＥＬ＿ｉ（λ）×ＥＡＭ１．５Ｇ（λ）ｄλ｝×ＳＲＥＬ＿ｉ（λ）      ・・・（１）
【００７５】
図５には、複数の光電変換素子５ｉそれぞれにおける各相対分光感度ＳＲＥＬ＿ｉ（λ）の一例が示されており、図６には、上述の処理によって求められた複数の光電変換素子５ｉそれぞれにおける各絶対値分光感度ＳＡＢＳ＿ｉ（λ）の一例が示されている。図５および図６において、紙面左から右へ順に、第１光電変換素子５１のＳＲＥＬ＿１（λ）およびＳＡＢＳ＿１（λ）、第２光電変換素子５２のＳＲＥＬ＿２（λ）およびＳＡＢＳ＿２（λ）、第３光電変換素子５３のＳＲＥＬ＿３（λ）およびＳＡＢＳ＿３（λ）、ならびに、第４光電変換素子５４のＳＲＥＬ＿４（λ）およびＳＡＢＳ＿４（λ）である。
【００７６】
次に、処理Ｓ３において、複数の光電変換素子５ｉそれぞれにおける重心波長ＷＣ＿ｉが、重心波長演算部２２１によって求められ、記憶部３に記憶される。より具体的には、重心波長演算部２２１は、絶対値分光感度記憶部３２から、複数の光電変換素子５ｉそれぞれにおける、各絶対値分光感度ＳＡＢＳ＿ｉ（λ）を取り出し、複数の光電変換素子５ｉごとに、次式（２）によって各重心波長Ｗ＿ｉを求め、記憶部３に記憶する。
Ｗ＿ｉ＝∫ＳＡＢＳ＿ｉ（λ）×λｄλ／∫ＳＡＢＳ＿ｉ（λ）ｄλ      ・・・（２）
【００７７】
次に、処理Ｓ４において、図４（Ａ）に示すように、ソーラシミュレータＳＳの下に、分光型基準セルＲＣが配置され、ソーラシミュレータＳＳの分光放射照度ＥＳＳ（λ）が分光放射照度測定部１によって測定され、これが、制御演算部２によって記憶部３に記憶される。
【００７８】
次に、処理Ｓ５において、複数の光電変換素子５ｉそれぞれにおける各演算短絡電流ＩＳＣ＿ｃａｌ＿ｉが、短絡電流演算部２２２によって求められ、記憶部３に記憶される。より具体的には、短絡電流演算部２２２は、処理Ｓ４で実測したソーラシミュレータＳＳの分光放射照度ＥＳＳ（λ）を記憶部３から取り出し、処理Ｓ２で求めた複数の光電変換素子５ｉそれぞれにおける各絶対値分光感度ＳＡＢＳ＿ｉ（λ）を絶対値分光感度記憶部３２から取り出し、これらソーラシミュレータＳＳの分光放射照度ＥＳＳ（λ）および各絶対値分光感度ＳＡＢＳ＿ｉ（λ）に基づいて、複数の光電変換素子５ｉごとに、次式（３）によって各演算短絡電流ＩＳＣ＿ｃａｌ＿ｉを求め、記憶部３に記憶する。
ＩＳＣ＿ｃａｌ＿ｉ＝∫ＳＡＢＳ＿ｉ（λ）×ＥＳＳ（λ）ｄλ      ・・・（３）
【００７９】
次に、処理Ｓ６において、ソーラシミュレータＳＳから放射された擬似太陽光は、光電変換素子部５で受光され、その各短絡電流ＩＳＣ＿ｉが短絡電流測定部４によって測定される。短絡電流測定部４は、これら測定した各短絡電流ＩＳＣ＿ｉ（各実測短絡電流ＩＳＣ＿ｍｅｓ＿ｉ）を制御演算部２へ出力する。これら各短絡電流ＩＳＣ＿ｉを受けると、制御演算部２の制御部２１は、これら各短絡電流ＩＳＣ＿ｉを各実測短絡電流ＩＳＣ＿ｍｅｓ＿ｉとして複数の光電変換素子５ｉそれぞれと対応付けて記憶部３に記憶する。
【００８０】
次に、処理Ｓ７において、複数の光電変換素子５ｉそれぞれにおける、実測短絡電流ＩＳＣ＿ｍｅｓ＿ｉと演算短絡電流ＩＳＣ＿ｃａｌ＿ｉとの各比が、補正係数演算部２２３によって求められ、記憶部３に記憶される。より具体的には、補正係数演算部２２３は、処理Ｓ６で実測した複数の光電変換素子５ｉそれぞれにおける各実測短絡電流ＩＳＣ＿ｍｅｓ＿ｉを記憶部３から取り出し、処理Ｓ５で求めた複数の光電変換素子５ｉそれぞれにおける各演算短絡電流ＩＳＣ＿ｃａｌ＿ｉを記憶部３から取り出し、複数の光電変換素子５ｉごとに、次式（４）によって実測短絡電流ＩＳＣ＿ｍｅｓ＿ｉと演算短絡電流ＩＳＣ＿ｃａｌ＿ｉとの各比ＩＳＣ＿ｒ＿ｉを求め、記憶部３に記憶する。
ＩＳＣ＿ｒ＿ｉ＝ＩＳＣ＿ｃａｌ＿ｉ／ＩＳＣ＿ｍｅｓ＿ｉ      ・・・（４）
【００８１】
次に、処理Ｓ８において、補正係数ｋ（λ）が、補正係数演算部２２３によって回帰解析によって求められ、記憶部３に記憶される。より具体的には、補正係数演算部２２３は、波長λ（重心波長ＷＣ＿ｉ）を横軸に設定するとともに縦軸に前記比ＩＳＣ＿ｒ＿ｉを設定した座標空間に、処理Ｓ７で求めた、複数の光電変換素子５ｉそれぞれの各比ＩＳＣ＿ｒ＿ｉを、その重心波長ＷＣ＿ｉに応じてプロットする。そして、補正係数演算部２２３は、これら各点に最もフィット（適合）する回帰曲線を補正係数ｋ（λ）として、例えば最小二乗法等を用いることによって求め、記憶部３に記憶する。図７には、このような処理によって求められた回帰曲線の補正係数ｋ（λ）の一例が示されている。
【００８２】
次に、処理Ｓ９において、ソーラシミュレータＳＳにおける擬似太陽光の絶対値分光放射照度ＥＳＳ＿ＡＢＳ（λ）が、分光放射照度測定部１で測定された分光放射照度ＥＳＳ（λ）を補正係数ｋ（λ）で補正することで、絶対値分光放射照度演算部２２４によって求められ、処理が終了される。より具体的には、絶対値分光放射照度演算部２２４は、処理Ｓ４で実測したソーラシミュレータＳＳにおける擬似太陽光の分光放射照度ＥＳＳ（λ）を記憶部３から取り出し、処理Ｓ８で求めた補正係数ｋ（λ）を記憶部３から取り出し、これら分光放射照度ＥＳＳ（λ）および補正係数ｋ（λ）に基づいて、次式（５）によって絶対値分光放射照度ＥＳＳ＿ＡＢＳ（λ）を求める。
ＥＳＳ＿ＡＢＳ（λ）＝ｋ（λ）×ＥＳＳ（λ）      ・・・（５）
【００８３】
なお、必要に応じて、制御演算部２の制御部２１は、この求めた絶対値分光放射照度ＥＳＳ＿ＡＢＳ（λ）を出力部７に出力し、また、ＩＦ部８から外部の機器（不図示）へ出力する。
【００８４】
また、ソーラシミュレータＳＳの光量を調整する場合には、図４（Ａ）に示すように、再び、分光型基準セルＲＣがソーラシミュレータＳＳの下に配置され、ソーラシミュレータＳＳの絶対値分光放射照度ＥＳＳ＿ＡＢＳ（λ）が求められる。そして、その絶対値分光感度ＳＡＢＳ＿ｉ（λ）と前記基準太陽光のスペクトルＥＡＭ１．５Ｇ（λ）とから求めた標準試験条件での短絡電流ＩＳＣ＿ＲＥＦと、その絶対値分光感度ＳＡＢＳ＿ｉ（λ）と絶対値分光放射照度演算部２２４で求めたソーラシミュレータＳＳから放射される擬似太陽光の絶対値分光放射照度ＥＳＳ＿ＡＢＳ（λ）とから求めたソーラシミュレータＳＳの擬似太陽光での短絡電流ＩＳＣ＿ＣＡＬとが互いに一致するように、ソーラシミュレータＳＳの光量が調整される。
【００８５】
この求めたソーラシミュレータＳＳの絶対値分光放射照度ＥＳＳ＿ＡＢＳ（λ）は、上述のように補正係数ｋ（λ）が求められているので、ソーラシミュレータＳＳが経年変化していても、より適切にソーラシミュレータＳＳの光量が調整される。そして、ソーラシミュレータＳＳの光量が調整されると、分光型基準セルＲＣに代えて測定対象の太陽電池ＳＭが配置され、この測定対象の太陽電池ＳＭに、光量調整後の擬似太陽光がソーラシミュレータＳＳによって照明され、この状態において、測定対象の太陽電池ＳＭにおける短絡電流が測定され、この測定された短絡電流によって前記測定対象の太陽電池ＰＶが評価結果される。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態における分光放射照度測定装置ＬＭおよびこれに実装された分光放射照度測定方法ならびに分光型基準セルＲＣは、複数の光電変換素子５ｉそれぞれにおける、予め得た各絶対値分光感度（ＳＡＢＳ＿ｉ（λ））および各実測短絡電流（ＩＳＣ＿ｍｅｓ＿ｉ）とを用いることで、スペクトルの変化に関するずれを補正でき、より正確に絶対値分光放射照度ＥＳＳ＿ＡＢＳ（λ）を測定できる。
【００８７】
図８は、実施形態における分光型基準セルによって求められた絶対値分光放射照度の一例を示す図である。図９は、第１比較例として、光量の変化に関するずれのみを補正した絶対値分光放射照度の一例を示す図である。図１０は、第２比較例として、光量の変化に関するずれのみを補正した絶対値分光放射照度の一例を示す図である。図８ないし図１０の各横軸は、［ｎｍ］単位で表す波長（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ）であり、その各縦軸は、［μＷ／ｃｍ２］単位で表す放射照度である。図１１は、図８ないし図１０に示す各場合における測定誤差の検証に用いた基準セルＡＫ−１２０、ＡＫ１３０、ＡＫ−１４０、ＡＫ−２００の各絶対値分光感度を示す図である。図１１の横軸は、［ｎｍ］単位で表す波長（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ）であり、その縦軸は、［Ａ／Ｗ／ｃｍ２］単位で表す感度（Ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｉｔｙ）である。また、下記表１は、図９の経年変化の場合に、前記特許文献２に開示された方法で補正した場合（光量の変化に関するずれの補正を行った場合）において、図１１に示す分光感度を持つ各基準セルに対する誤差を示す。下記表２は、図１０の経年変化の場合に、前記特許文献２に開示された方法で補正した場合（光量の変化に関するずれの補正を行った場合）において、図１１に示す分光感度を持つ各基準セルに対する誤差を示す。下記表３は、図１０の経年変化の場合に、本実施形態の方法で補正した場合（スペクトルの変化に関するずれの補正を行った場合）において、図１１に示す分光感度を持つ各基準セルに対する誤差を示す。
【００８８】
一例では、例えば、経年変化によって、ソーラシミュレータＬＳの分光放射照度において、そのスペクトルのプロファイル（全体形状）があまり変化せずに、その光量が変化した場合、図９に示すＥｓｓ／Ｅａｂｓは、波長依存性がないので、従来方式でも測定誤差は、大きくない。
【００８９】
一方、例えば、経年変化によって、ソーラシミュレータＬＳの分光放射照度において、そのスペクトルのプロファイル（全体形状）および光量が変化した場合（特に波長８００ｎｍ以降の長波長側で大きく変化している）、図１０に示すＥｓｓ／Ｅａｂｓは、波長依存性があり、従来方式では表２に示すように誤差が大きくなるのに対し、本方式を採用することで、表３に示すように誤差を約半減することが可能となる。
【００９０】
【表１】
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【００９１】
【表２】
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【００９２】
【表３】
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【００９３】
また、本実施形態における分光放射照度測定装置ＬＭおよびこれに実装された分光放射照度測定方法ならびに分光型基準セルＲＣは、補正係数ｋ（λ）を求める際に回帰曲線で求めているので、複数の光電変換素子５ｉそれぞれにおける各実測短絡電流（ＩＳＣ＿ｍｅｓ＿ｉ（λ））、各演算短絡電流（ＩＳＣ＿ｃａｌ＿ｉ（λ））および各重心波長（ＷＣ＿ｉ）に最もフィットした補正係数ｋ（λ）、すなわち、各重心波長（ＷＣ＿ｉ）での各誤差の総和が最も小さくなる補正係数ｋ（λ）を求めることができる。
【００９４】
また、複数の光電変換素子それぞれにおける各絶対値分光感度は、別途、予め求めて絶対値分光感度記憶部３２に予め記憶しておいても良いが、本実施形態における分光放射照度測定装置ＬＭおよびこれに実装された分光放射照度測定方法ならびに分光型基準セルＲＣは、絶対値分光感度演算部２３を備えるので、この絶対値分光感度演算部２３によって複数の光電変換素子（本実施形態では基準セル５ｉ）それぞれにおける各絶対値分光感度（ＳＡＢＳ＿ｉ（λ））を求めることができ、前記各絶対値分光感度（ＳＡＢＳ＿ｉ（λ））を別途に予め求めておく必要がない。
【００９５】
また、本実施形態における分光型基準セルＲＣは、分光放射照度測定装置ＬＭを含むので、スペクトルの変化に関するずれを補正した絶対値分光放射照度を出力でき、例えばソーラシミュレータＳＳ等の前記測定対象の光源における光量を好適に調整できる。
【００９６】
なお、上述の実施形態において、分光型基準セルＲＣは、光電変換素子５ｉの温度に応じて実測短絡電流を補正するように構成されても良い。このような分光型基準セルＲＣは、光電変換素子の短絡電流が温度依存性を有する場合でも、より精度良く実測短絡電流を求めることができ、したがって、より精度良く絶対値分光放射照度を出力できる。
【００９７】
より具体的には、例えば、図１に破線で示すように、光電変換素子部５は、光電変換素子５ｉの温度を測定する温度測定部５１をさらに備え、短絡電流測定部４は、温度測定部５で測定した温度に基づいて実測短絡電流を標準試験条件に換算するように補正して新たな実測短絡電流とする電流補正部４１をさらに備える。温度測定部５１は、例えばサーミスタ等の温度センサを備えて構成される。電流補正部４１は、例えば、実測した短絡電流に所定温度間隔で温度別に予め用意された温度補正係数を乗じることによって、標準試験条件である２５℃の短絡電流に換算して補正する。前記温度補正係数は、例えば生産時や出荷時等の適宜なタイミングで、光電変換素子５ｉに対し予め作成され、例えばルックアップテーブルや関数式等の所定の形式で、記憶部３に機能的に設けられた温度補正係数記憶部３３に予め記憶される。そして、図３を用いて説明した処理Ｓ６において、実測された各短絡電流がさらに電流補正部４１によって補正される。なお、温度補正部４１は、複数の光電変換素子５ｉに対し、一律に補正して良く、また個別に補正して良い。前記一律に補正する場合では、温度測定部５１は、複数の光電変換素子５ｉに対し、１個で足り、温度補正係数も各温度範囲それぞれに１個で足りる。一方、前記個別に補正する場合では、温度補正係数は、各温度範囲それぞれにおいて、複数の光電変換素子５ｉそれぞれに対応して複数設けられ、温度測定部５１は、複数の光電変換素子５ｉに対し共用するように１個であって良く、また、複数の光電変換素子５ｉに対し個別に設けられた複数であって良い。
【００９８】
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】
【００９９】
ＲＣ  分光型基準セル
ＬＭ  分光放射照度測定装置
１  分光放射照度測定部
２  制御演算部
３  記憶部
４  短絡電流測定部
５  光電変換素子部
６  入力部
７  出力部
８  インターフェース部
２１  制御部
２２  分光放射照度演算部
２３  絶対値分光感度演算
３１  相対分光感度等記憶部
３２  絶対値分光感度記憶部
３３  温度補正係数記憶部
４１  電流補正部
５１  温度測定部
２２１  重心波長演算部
２２２  短絡電流演算部
２２３  補正係数演算部
２２４  絶対値分光放射照度演算部
【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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