(57)【要約】【課題】費用、労力を少なくし、設置場所で性能向上及び劣化した性能を簡単に回復させることができる光増感色素で担持した酸化チタン膜及び電解質を構造中に有する対象太陽電池の性能向上方法及び性能回復方法並びに太陽電池システムを提供する。【解決手段】色素で担持した酸化チタン膜及び電解質を構造中に有する太陽電池及びモジュール、さらにこれらによる太陽光発電システムに、遮光または光起電力を生じない状態にある夜間において、（１）初期性能向上処理においては単位電池の受光面積当たり０．１ｍＡ／ｃｍ2から２ｍＡ／ｃｍ2の範囲で、（２）また劣化回復処理においては０．２ｍＡ／ｃｍ2から３ｍＡ／ｃｍ2の範囲で、各々順方向電流を通電して行なう。【選択図】図１
2009146585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光増感色素で担持した酸化チタン膜及び電解質を構造中に有する対象太陽電池に性能改善が行える順方向電流を通電することを特徴とする前記太陽電池の性能回復方法。
【請求項２】
前記太陽電池を、製造後で且つ太陽電池として使用前に、性能改善が行える順方向電流を通電することを特徴とする請求項１記載の前記太陽電池の性能向上方法。
【請求項３】
単位電池の受光面積当たり０．１ｍＡ／ｃｍ2から２ｍＡ／ｃｍ2の範囲内の任意の値で性能改善が行える順方向電流を1０時間から５０時間の範囲内の任意の時間通電することを特徴とする請求項２記載の前記太陽電池の性能向上方法。
【請求項４】
前記太陽電池を、遮光した状態または夜間において、単位電池の受光面積当たり０．２ｍＡ／ｃｍ2から３ｍＡ／ｃｍ2の範囲内の任意の値で性能改善が行える順方向電流を通電することを特徴とする請求項１記載の前記太陽電池の性能回復方法。
【請求項５】
基準太陽電池の基準値と前記対象太陽電池の劣化値を比較し、前記劣化値が閾値を超えた時点で対象太陽電池に回復処理を施すことを特徴とする請求項４記載の前記太陽電池の性能回復方法。
【請求項６】
前記劣化値は使用当初の変換効率の−１０％から−５０％の範囲内の任意の値に設定することを特徴とする請求項４又は５記載の前記太陽電池の性能回復方法。
【請求項７】
前記基準太陽電池の出力と前記対象太陽電池の出力とを比較することにより、当該対象太陽電池の劣化の程度、及び/または、回復の程度を認識することを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項記載の前記太陽電池の性能回復方法。
【請求項８】
比較の対象となる前記参照用太陽電池と前記薄膜太陽電池の出力は、出力電圧または最大出力としたことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項記載の前記太陽電池の性能回復方法。
【請求項９】
夜間または受光面が遮光された状態で通電を行うことを特徴とする請求項４乃至８のいずれか１項記載の前記太陽電池の性能回復方法。
【請求項１０】
太陽電池の直列接続体が複数個並列に配置されてなる各直列接続体毎に独立に順方向電流を供給することを特徴とする請求項４乃至９のいずれか１項記載の前記太陽電池の性能回復方法。
【請求項１１】
前記対象太陽電池を太陽電池モジュールとしたことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項記載の前記太陽電池の性能回復方法。
【請求項１２】
回復処理の対象となる対象太陽電池と、
前記対象太陽電池に切換えて回復電流を計測しながら給電する回復処理手段と、
前記対象太陽電池の出力特性を計測すると供に切換えて基準太陽電池の出力特性を計測する太陽電池劣化検出手段と、
前記計測した計測値に基づき前記対象太陽電池の劣化を判断し、必要に応じて回復処理を行う制御装置を有することを特徴とする太陽電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光増感色素で担持した酸化チタンの膜及び電解質を構造中に有する太陽電池及びモジュール、及びこれらによって構成される太陽光発電システムに関し、特に、色素増感太陽電池・モジュールの初期性能向上、及び長期耐久性の向上を図って性能を安定化するために、製造後の性能を向上させると共に、性能劣化を検出して、劣化を回復させる光増感色素で担持した酸化チタン膜及び電解質を構造中に有する対象太陽電池の性能向上方法及び性能回復方法並びに太陽電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、種々の材料により形成されているが、その材料により性能が大きく異なる。性能劣化を検出して、劣化を回復させることができる材料として、アモルファスシリコン（例えば、特許文献１参照）や化合物半導体系（例えば、特許文献２参照）の材料は知られていた。
色素増感太陽電池及びモジュールは、製造プロセスにおいて、性能の向上及び長寿命化のための研究開発及び構造設計等が進められており、これによって高効率化とともに劣化の程度を抑制しつつあるが、劣化を止めることは今のところ不可能である。そのため、製品の設置、稼動後は劣化等によって性能が維持できなくなる段階で、交換または廃棄となる。
【特許文献１】特開２００２−１６７８７４号公報
【特許文献２】特開２００５−１４２１８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来、上記アモルファスシリコン薄膜太陽電池においては、１００℃前後で熱処理することにより、劣化した性能が回復する現象が確認されている。しかしながら、費用、労力が膨大になり、また設置された光発電システムをその場で処理することができず、実用性に乏しいという問題点があった。又、上記化合物半導体系薄膜太陽電池においては、通電により劣化した性能が回復する現象が確認されている。しかしながら、回復に長時間を要し、使用者の判断で操作しなければならない等の制約があり、費用、労力が膨大になり、使い勝手が悪く実用的でないという問題点があった。
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、費用、労力を少なくし、設置場所で性能向上及び劣化した性能を簡単に回復させることができる光増感色素で担持した酸化チタン膜及び電解質を構造中に有する対象太陽電池の性能向上方法及び性能回復方法並びに太陽電池システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的を達成するための性能向上処理及び劣化の回復処理は、色素で担持した酸化チタン膜及び電解質を構造中に有する太陽電池及びモジュール、さらにこれらによる太陽光発電システムに、遮光または光起電力を生じない状態にある夜間において、
（１）初期性能向上処理においては単位電池の受光面積当たり０．１ｍＡ／ｃｍ2から２ｍＡ／ｃｍ2の範囲で、
（２）また劣化回復処理においては０．２ｍＡ／ｃｍ2から３ｍＡ／ｃｍ2の範囲で、
各々順方向電流を通電して行なう。
モジュール及び発電システムにおいては単位電池が直列または直並列に接続されているため、通電に必要な電圧レベルの電源を要する。電流値の管理は重要である。
劣化回復処理においては、通電処理を実施するための判断は、構成されたモニター電池の短絡電流（Ｉｓｃ）または最大出力（Ｐｍａｘ）と、対象とする太陽電池・モジュールまたは発電システムのＩｓｃまたはＰｍａｘを比較し、個別仕様で設定した劣化レベルにあるか否かを判断する。この判断は設定したレベルと自動的に比較する方法によるがマニュアルによる方法でも可能である。
装置は、校正されたモニター太陽電池、モニター値と対象との性能劣化レベルを比較し、設定仕様に基づいた通電判定を行なう回路、電流源、自動で行なう場合の電流源駆動回路及び対象電池・モジュール、インバータ等、及びシステムと、外部回路との切り替え駆動回路、及びそのトリガー回路等で構成される。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は、太陽光発電システムに供された色素増感型太陽電池・モジュールの初期性能を向上させ、長期間に渡って良好な性能を維持させることができる。
期間の経過とともに次第に劣化した性能を実使用環境において短時間で回復させることができる。
遮光状態または起電力が発生しない夜間時に、太陽電池・モジュールの受光面に微弱順電流を通電することにより、初期性能に近い回復処理を行なうことができる。これによって、設置環境において、太陽光発電システムの劣化寿命を延ばすことができる。
本発明は色素で担持した酸化チタンの膜及び電解質をその構造中に有する太陽電池及びモジュールに特有な性能向上現象及び回復現象を利用することによって、僅かな費用と労力で、出荷時の性能アップを図れるとともに、電池・モジュール及び設置された光発電システムの劣化寿命をその場における回復処理で延ばすことができ、発電コストを下げる効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の実施の形態を図に基づいて詳細に説明する。
本装置は、色素増感太陽電池、即ち、色素で担持した酸化チタンの膜及び電解質をその構造中に有する太陽電池及びモジュール、さらにこれらで構成する太陽光発電システムの製造時及び経年に伴う劣化を回復させるための処理技術である。
暗状態下にある太陽電池・モジュールまたはこれらで構成された光発電システムに、微弱順電流を通電することによって、性能維持の効果を高める。
【実施例】
【０００７】
（作成後の太陽電池の微弱順方向電流通電による性能（エネルギー変換効率η）向上効果）：
太陽電池における、太陽光の経時的照射によって劣化した性能（エネルギー変換効率η）を回復させるために、この太陽電池に常温暗状態下で順方向電流を適当な時間０．２〜３ｍＡ／ｃｍ２通電する。
下記表１の太陽電池（セル）Ｎｏ．１〜４は適当なサンプルの測定値（エネルギー変換効率η）である。ここで、η＝単位面積当たりの最大出力（ｍｗ／ｃｍ２）／単位面性当たりの当たった光量（ｍｗ／ｃｍ２）、光量の標準値は1-SUN＝１００ｍｗ／ｃｍ２である。
例えば、η＝８．０８の場合は、入力を1-SUN＝１００ｍｗ／ｃｍ２とし、最大出力を８．０８ｍｗ／ｃｍ２とすると、η＝８．０８＝８．０８／１００を意味する。
【表１】
2009146585.tif 000003
この順方向電流通電による向上効果を向上量として表すと、表１のセルＮｏ．４は１２０ｈ順電流通電することにより初期性能に比べ約１６％の向上量となる。
【０００８】
ここで、性能向上効果を効果的に図示するために、例えば表１のセルＮｏ．４の特性を、初期性能の値を基準として規格化すると表２及び図１のようになる。
測定データは以下のようになる。
【表２】
2009146585.tif 000004
【０００９】
図１は、初期性能を向上させるために、製造後の太陽電池について、暗状態で０．５ｍＡ／ｍｃ2の微弱電流を１２０時間まで通電した時の性能（変換効率η）の向上曲線を示す特性図である。
図１の縦軸は「Increase rate in η」（η（エネルギー変換効率）の増加率）、横軸はTime(h)（１時間単位の時間）を表す。但し、向上率は通電開始時の値を０％とし、向上処理を行う前の初期値を１００％即ち「１」として表す。
図１の負荷を接続しない前の初期状態における太陽電池の立ち上がり特性は、「Increase rate in η」／Timeが０．０９／１５と急峻であることから、短い時間で殆ど向上することを意味する。また、特性上の飽和状態を「Increase rate in η」が１．１５とすると、この値の８０％向上時間となる性能改善の時定数はおよそ２０時間となる。
図１の特性図からわかるように、比較的短時間、この場合１５時間でエネルギー変換効率ηの増加率が飽和値の約６割近くまで増加する。このことから、向上処理を行うことは非常に有意義であるといえる。
【００１０】
図２は、使用で劣化した状態、即ち、マイナス時間領域で示した光照射（５９０時間）で一定負荷への給電でおよそ３５％劣化した状態の太陽電池について、０時から０．５ｍＡ／ｃｍ2でおよそ１２０時間通電した時の回復特性を示す特性図である。
この回復特性の測定データは下記表３のようになる。
【表３】
2009146585.tif 000005
図２の縦軸は「Degradation & Recovery in Normalised η」（規格化されたηの値で表記した劣化値及び回復値）、横軸はTime(h)（１時間単位の時間）を表す。但し、劣化値及び回復値は、エネルギー変換効率ηを規格化して表記したもので、通電開始時の値を０％とし、劣化処理を行う前の初期値を１００％即ち「１」として表す。
図２のＴｉｍｅが０ｈからの微弱電流注入による回復特性は、太陽電池（セル）を使用している状態においても、明確に回復させうることを示している。
【００１１】
これらのことから、実施例として、色素増感太陽電池を用いて実験を行なった結果、
（１）０．３ｍＡ／ｃｍ2で５０時間またはそれ以上通電することで、図１に示すようにおよそ１５パーセントの性能向上を確認した。
（２）図２に示すように、１−ＳＵＮの模擬太陽光でおよそ４００時間照射しておよそ３５％劣化した性能が０．５ｍＡ／ｃｍ2の通電で８５〜９５％回復する効果を確認した。
この図２の特性から、短時間の回復処理、この例では１４．５時間の回復処理により初期状態の約８８％程度まで回復させることができることがわかる。
【００１２】
図３は、Ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｒａｔｅのレンジを大きくして、回復曲線を拡大したものであり、回復の時定数はおよそ８時間である。時定数は通電電流のレベルを増加することによって小さくなる。縦軸は「Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  ｒａｔｅ（％）：回復率」、横軸は「Ｔｉｍｅ（ｈ）：時間」を示す。
図３の特性は、以下の表４のようになる。
【表４】
2009146585.tif 000006
図３の特性図からわかるように、比較的短時間、この場合１５時間で約７割近くまで回復する。このことから、回復処理を行うことは非常に有意義である。
【００１３】
図４は性能の劣化及び回復過程における順方向ダイオード特性の変化を示す。性能の回復は光照射による電池の構造的な欠陥が戻ることを示すものである。図中、「Ｉｎｉｔｉａｌ」は初期特性、「Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ」は光照射によって劣化状態にある特性、「Ｒｅｃｏｖｅｒｙ」は回復処理をしたときの特性である。
縦軸は通電電流（Ｃｕｒｒｅｎｔ：ｍＡ）、横軸は印加電圧（Ｖｏｌｔａｇｅ：Ｖ）。
図４の特性は、以下の表５のようになる。
【表５】
2009146585.tif 000007
この図４の特性から、劣化を回復することによって太陽電池（セル）のダイオード特性を正常に戻し、エネルギー変換効率を改善することができることがわかる。
【００１４】
図５は性能（エネルギー変換効率η）の劣化から回復までの過程において、短絡電流Ｉｓｃの変化過程との時系列相関を示す。性能の劣化状態は無負荷短絡電流（Ｉｓｃ）のモニターで判定できる。
縦軸は「短絡電流（Ｉｓｃ：ｍＡ／ｃｍ２）の劣化及び回復」、横軸は「性能（変換効率η：％）の劣化及び回復」の値を示す。
図５の特性は、表６のようになる。
【表６】
2009146585.tif 000008
図５の特性は、性能（エネルギー変換効率η）の値が太陽電池の劣化及び回復に応じて増減するのに比例して太陽電池の短絡電流（Ｉｓｃ）の値が太陽電池の劣化及び回復に応じて略直線的に増減する。
即ち、性能（エネルギー変換効率η）の回復が進むにつれて、線形比例して、短絡電流（Ｉｓｃ）の回復が進む。
【００１５】
図６は、本発明の回復処理を含む制御動作を行うための太陽電池システムの回路図である。
太陽電池システム１は、対象太陽電池２、回復処理手段３、セル側ＳＷ（スイッチ）４、太陽電池劣化検出手段５、負荷側ＳＷ６、負荷制御手段７、負荷８、ＡＤコンバータ９、制御装置１０、表示装置１１から構成される。上記各手段３、５、及び７は、それぞれ単独で所期の機能を奏する回路を構成し、他の回路を含めた任意の接続回路を構成することができる。制御装置１０はＣＰＵ（中央演算装置、メモリ、入出力Ｉ／Ｏ等を含む）。
太陽電池システム１において、回復処理を施す対象となる対象太陽電池２は、多数の太陽電池（セル）１を直列及び並列に接続して構成される。
回復処理手段３は、スイッチング動作させる半導体ＳＷ例えばＭＯＳＦＥＴから成るＳＷ（スイッチ）３ａ、電流計３ｂ、電流値を調節する電流調節手段３ｃ、バッテリー等の直流電源３ｄから構成される。回復処理手段３は、基本的に、対象太陽電池２に所定の値の順方向電流を給電できる機能を有するならば任意の回路構成ととることができる。
太陽電池劣化検出手段５は、基準太陽電池５ｂとその接続用のＳＷ５ａ、電圧計５ｃ、電流計５ｅとその接続用のＳＷ５ｄから構成される。
太陽電池劣化検出手段５は、対象太陽電池２の出力特性及び基準太陽電池５ｂの出力特性を測定する機能を有すれば任意の回路構成をとることができる。
負荷側ＳＷ６は、太陽電池劣化検出手段５と負荷制御手段（例えば、インバータ）７を接離する。負荷制御手段７は負荷８への給電制御を行う。
（劣化回復処理）
【００１６】
太陽電池劣化検出時には、測定対象として、太陽電池（セル）単体または複数太陽電池（セル）に接続を切り替えることができる。図６は太陽電池（セル）単体の場合を例示する。対象太陽電池２は、色素増感太陽電池、即ち、色素で担持した酸化チタンの膜及び電解質をその構造中に有する太陽電池及びモジュールを含む。
通常使用時には、対象太陽電池２は、図示省略した逆流阻止ダイオード、負荷側スイッチＳＷ６を介してインバータ７に接続されていて、太陽電池発電時にはインバータ７を介して負荷８に対して電力の供給を行っている。
単位電池の受光面積当たり０．２ｍＡ／ｃｍ２〜３ｍＡ／ｃｍ２の範囲でそれぞれ順方向電流を流して行う。通電時間は特性曲線に基づいて選択する。通常初期特性の８０％以上の回復を図る。
【００１７】
図６の回路の状態が、セル側ＳＷ４及び負荷側ＳＷ６がＯＮ状態、ＳＷ３ａ、５ａ、５ｄがＯＦＦ状態で、負荷８に給電運転している状態において、
対象太陽電池２の劣化がある程度進んだと判断されたとき（例えば、時間的に予め設定した基準劣化特性上における閾値より劣化したと制御装置９で判断したとき）、
負荷側ＳＷ６を開き、太陽電池劣化検出手段５のＳＷ５ｄをＯＮにして、対象太陽電池２の最大出力Ｐｍａｘを算出するために、出力電圧Ｖを電圧計５ｃで、出力電流Ｉを電流計５ｃでそれぞれ測定し、それらの測定値をＡＤコンバータ（アナログ・デジタル変換器）５ｆを介してデジタル信号に変換し、制御装置９へ取り込む。
次に、比較のために、基準太陽電池の最大出力を測定する。まず、セル側ＳＷ４をＯＦＦにし、ＳＷ５ａをＯＮし、基準太陽電池５ｂの出力電圧Ｖを電圧計５ｃで、出力電流Ｉを電流計５ｃでそれぞれ測定し、それらの測定値をＡＤコンバータ（アナログ・デジタル変換器）５ｆを介してデジタル信号に変換し、制御装置９へ取り込む。
この測定のとき、対象太陽電池２及び基準太陽電池５ｂは、特定の明るさの下で測定を行い、短絡光電流Ｉｓを求める。
【００１８】
測定の結果、制御装置９により対象太陽電池２に回復処理が必要であると判断された場合（例えば、基準太陽電池５ｂの最大出力の−１０％〜−５０％を閾値とする）には、セル側ＳＷ４をＯＦＦし、回復処理手段３のＳＷ３ａをＯＮにし、電流計３ｂ、電流値を調節する電流調節手段３ｃを介してバッテリー等の直流電源３ｄから対象太陽電池２へ所定制御値の順方向の電流を流し回復処理を施す。
回復処理は、対象太陽電池（または複数接続した太陽電池（セル）アレイの各太陽電池（セル））２へ順方向電流を供給することによって行われるが、このときの電流は電流計３ｂによって監視される。各太陽電池（セル）に流れる電流が受光面積あたり０．２ｍＡ／ｃｍ２から３ｍＡ／ｃｍ２の密度範囲内にない場合には、電流調節手段３ｃを調整してこの範囲内の電流が流れるようにする。一定時間通電を行った後、回復処理手段３の接続を解除して、太陽電池劣化検出手段５を再度接続して回復の程度を検証する。その結果、さらに回復処理を行う必要があると判断された場合には再び回復処理手段３を接続して回復処理を続行する。必要に応じて、測定、回復処理を複数回行って、所望レベルの回復を達成する。
【００１９】
（初期性能向上処理）
負荷へ給電する前に、単位電池の受光面積当たり０．１ｍＡ／ｃｍ２から２ｍＡ／ｃｍ２の範囲でそれぞれ各太陽電池（セル）に順方向電流を流して行う。
そのため、図６の回路の状態が、セル側ＳＷ４及び負荷側ＳＷ６がＯＦＦ状態、ＳＷ３ａ、５ａ、５ｄがＯＦＦ状態で、対象太陽電池２が接続されていない状態において、未使用の対象太陽電池２を図６のように回路に接続する。
向上のために処理手段３のＳＷ３ａをＯＮにし、電流計３ｂ、電流値を調節する電流調節手段３ｃを介してバッテリー等の直流電源３ｄから対象太陽電池２へ所定制御値の順方向の電流を流し向上処理を施す。通電時間は約1０時間から５０時間の範囲とする。
【００２０】
（他の回路例）
図６に示される処理方法では、対象太陽電池２が複数太陽電池（セル）からなるアレーの場合に、その各分枝の直列抵抗値にバラツキがあるとき、各分枝に均等な電流を供給することが難しく、回復レベルに差が生じてしまう。この不都合を回避するには、各分枝に独立に電流を供給できるようにすればよい。各分枝にスイッチを接続しておき、回復処理時にはこのスイッチを開き、それぞれの分枝にスイッチを介して、電流計、電流調節手段、電流源を接続できるようにする。
【００２１】
図７は、本発明による回復処理の流れを示すフローチャートである。以下の各ステップは制御装置１０にプログラムとして記憶されている。
ＳＴＡＲＴ
（１）接続解除（ステップＳ１）：
まず、ステップＳ１において、負荷側ＳＷ６をＯＦＦにし、処理対象である対象太陽電池２をインバータからなる負荷制御手段７及び負荷８から切り離す。なお、セル側ＳＷ４はＯＮのまま、ＳＷ３ａ、５ａ、５ｄはＯＦＦのままとする。
【００２２】
（２）対象太陽電池、基準太陽電池測定（ステップＳ２）：
次に、ステップＳ２において、ＳＷ５ｄをＯＮし、所定の明るさの下で太陽電池劣化検出手段５により対象太陽電池２の出力電圧、短絡電流の測定を行い、セル側ＳＷ４をＯＦＦにし、ＳＷ５ａをＯＮし、基準太陽電池５ｂの出力電圧、短絡電流の測定を行う。測定データはそれぞれＡＤコンバータを介して制御装置１０へ取り込む。
基準太陽電池５ｂは、基準光源（例えば、ＡＭ−１．５のスペクトルと光強度を実現する光源）でのＩＶ特性、最大出力Pmaxが既知であるものとする。ここで、参照太陽電池を用いるのは、一般的に屋外に設置された対象太陽電池を適当な光源を用いて照射することが困難であることによる。対象太陽電池と基準太陽電池とのＩＶ特性を測定し、それぞれの最大出力Pmaxを求める。求められた対象太陽電池の最大出力をPmax（Ｏ）とし、参照太陽電池の最大出力をPmax（Ｒ）とする。
【００２３】
（３）劣化レベル算出（ステップＳ３）：
次に、ステップＳ３において、対象太陽電池２の劣化率を数（１）式により算出する。
【００２４】
【数１】
2009146585.tif 000009
上式において、Pmax（O）initialは、対象太陽電池の基準光源の下での初期の最大出力、Pmax（R）normは、基準光源下での参照太陽電池の最大出力である。なお、Pmax（O）initialは予め取得する。ここで、劣化率が例えば0.2であれば、その対象太陽電池は、初期値から20％劣化したと見積もられる。
【００２５】
（４）劣化レベルは回復処理を必要とするか？（ステップＳ４）：
次に、ステップＳ４において、対象太陽電池の劣化率が回復処理を行うことが必要なレベルに達しているか否かが判断される。回復処理が必要な劣化レベルは予め定められているものであり、通常０．１〜０．５に設定されテーブルに記憶されているものであり、算出された劣化率がその設定値を上まわっていると判断される場合には回復処理を行う。
【００２６】
（５）対象太陽電池通電（ステップＳ５）：
ステップＳ４において、回復処理が必要と判断された場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ５へ進み、回復処理手段３を対象太陽電池２へＳＷ３ａをＯＮして接続し、対象太陽電池２への所定電流での通電を行う。即ち、各太陽電池（セル）の受光面に0.２mA/cm2から３mA/cm2の電流密度の順方向電流を供給して、対象太陽電池の特性回復を図る。
なお、劣化が相当程度にまで進行しており、回復処理が必要なことは測定を行うまでもなく明らかである場合（使用時間等から）には、ステップＳ２〜ステップＳ４の処理を行うことなく直ちにステップＳ５へ進んでもよい。
この通電は、夜間や遮光された状態など実質的に発電が行われていない状態で行う。
【００２７】
（６）対象太陽電池、基準太陽電池測定（ステップＳ６）：
ステップＳ５で回復に必要とする所定時間通電後、回復処理手段３の接続を解除し、ステップＳ６へ進み、ステップＳ２での測定と同様の測定を行って、基準太陽電池の最大出力Pmax（R）と回復処理経過後の対象太陽電池の最大出力Pmax（O）を求める。
【００２８】
（７）回復レベル算出（ステップＳ７）：
ステップＳ７において、対象太陽電池の回復率を数（2）式により算出する。
【数２】
2009146585.tif 000010
ここで、回復率が例えば0.9であれば、その対象太陽電池は、初期値の90％のレベルにまで回復したものと見積もられる。
【００２９】
（８）予定した回復レベルを越えたか？（ステップＳ８）：
次に、ステップＳ８において、対象太陽電池２の回復率が予定したレベルに達しているか否かが判断される。予定回復レベルは予め定められているものであり、通常０．８〜０．９５に設定される。予定回復率を０．９８以上に設定することも可能であるが、回復処理時間が長期化するため実用的ではない。
ステップＳ８において、算出された回復率が予定値を越えていないと判断された場合には、ステップＳ５へ戻り、再度対象太陽電池２への通電を行う。
ステップＳ８において、算出された回復率が予定値を越えたと判断された場合には、ステップＳ９へ進む。
【００３０】
（９）接続復帰（ステップＳ９）：
セル側ＳＷ４はＯＮ、負荷側ＳＷ６はＯＮ、ＳＷ３ａ、５ａ、５ｄはＯＦＦとする。
これにより、対象太陽電池２を負荷制御手段７や負荷８へ接続する。又、ステップＳ４において、劣化率が回復処理を必要とするレベルに達していないと判断された場合にもステップＳ９へ進む。なお、ステップＳ５〜ステップＳ８の過程を繰り返す途中においても、適宜対称太陽電池を負荷やインバータへ接続して発電運転を行うことができる。
【００３１】
上記した方法では、対象太陽電池の劣化率や回復率を求めるのに基準太陽電池を用いていたが、対象太陽電池が、基準光源などの適当な光源により光照射を行うことができる条件下に設置されている場合には必ずしも基準太陽電池の助けを借りなくてもよい。また、照度と出力（最大出力Ｐｍａｘや短絡電流Ｉｓｃ）との関係が既知であれば、照度計を用いることにより参照太陽電池を用いることなく劣化率や回復率を求めることができる。また、上記方法では、劣化率や回復率の算出を最大出力Ｐｍａｘに基づいて行っていたが、Ｐｍａｘに代えより簡易に求めることができる短絡電流Ｉｓｃを用いて、劣化レベルや回復レベルを算出するようにしてもよい。前述した図２は、太陽電池（セル）の変換効率η(または最大出力Ｐｍａｘ)と短絡電流Ｉｓｃとの時系列相関を示すグラフである。同図に示されるように、ηまたはＰｍａｘとＩｓｃとは比例関係にあるので、劣化レベルや回復レベルを求めるのに、Ｐｍａｘに代えてＩｓｃを用いてもほぼ同程度の精度の検知が可能である。
なお、上記回路構成は、所期の機能を有するそれぞれの構成要素を同様の機能を有する構成要素により置き換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】製造後の電池について、本発明を適用して暗状態で０．５ｍＡ／ｃｍ2の微弱電流を１２０時間まで通電した時の性能（変換効率）の向上曲線を示す特性図である。
【図２】マイナス時間領域において一定負荷への給電でおよそ３５％劣化した状態の太陽電池について、本発明を適用して０時から０．５ｍＡ／ｃｍ2でおよそ１２０時間通電した時の回復特性を示す特性図である。
【図３】本発明を適用した回復時間曲線の拡大図である。
【図４】本発明を適用したときの「太陽電池（セル）性能の光照射による劣化及びその後の電流注入による回復」に伴うダイオード特性の挙動を示す図である。
【図５】本発明を適用した太陽電池（セル）における発電性能（変換効率η）と短絡電流（Ｉｓｃ）の劣化及び回復過程の時系列相関図である。
【図６】本発明の太陽電池システムの構成図である。
【図７】本発明による回復処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３３】
１    太陽電池システム
２    対象太陽電池
３    回復処理手段
４    セル側ＳＷ
５    太陽電池劣化検出手段
６    負荷側ＳＷ
７    負荷制御手段
８    負荷
９    ＡＤコンバータ
１０    制御装置
１１    表示装置
【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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