JP2002280583A - Method for evaluating performance of hybrid thin film solar cell - Google Patents

Method for evaluating performance of hybrid thin film solar cell

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JP2002280583A
JP2002280583A JP2001078461A JP2001078461A JP2002280583A JP 2002280583 A JP2002280583 A JP 2002280583A JP 2001078461 A JP2001078461 A JP 2001078461A JP 2001078461 A JP2001078461 A JP 2001078461A JP 2002280583 A JP2002280583 A JP 2002280583A
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solar cell
photoelectric conversion
wavelength range
performance
film solar
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Akihiko Nakajima
昭彦 中島
Hironori Takada
弘規 高田
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for accurately evaluating the performance of a hybrid thin film solar cell which can be displayed under natural sunshine, using a solar simulator. SOLUTION: According to the method for evaluating the performance of the hybrid thin film solar cell having an amorphous silicon type photoelectric conversion unit and a crystalline silicon type photoelectric conversion unit laminated one above the other at a light incident side, the ratio of maximum peak intensity in a wavelength range of 800-900 nm to maximum peak intensity in the wavelength range of 450-500 nm in a spectrum distribution of pseudo sunshine composed of a single xenon lamp type solar simulator in Class A in the JIS standard and an additional filter having a transmittance of 70% or more in the long wavelength range of 400-700 nm and a minimum transmittance of 10% or less in the wavelength range of 800-900 nm ranges from 0.5 to 2.0 and the performance of the solar cell is evaluated from the value of output power, based on irradiation with the pseudo sunshine.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は薄膜太陽電池に関
し、特に、ハイブリッド型薄膜太陽電池の性能評価方法
に関するものである。
The present invention relates to a thin-film solar cell, and more particularly, to a method for evaluating the performance of a hybrid thin-film solar cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年では、薄膜太陽電池も多様化し、従
来の非晶質薄膜太陽電池の他に結晶質薄膜太陽電池も開
発され、これらを積層したハイブリッド型薄膜太陽電池
も実用化されつつある。
2. Description of the Related Art In recent years, thin-film solar cells have been diversified, crystalline thin-film solar cells have been developed in addition to conventional amorphous thin-film solar cells, and hybrid thin-film solar cells obtained by laminating these have been put into practical use. .

【0003】一般に、半導体薄膜太陽電池は、少なくと
も表面が絶縁性の基板上に順に積層された第1電極、1
以上の半導体薄膜光電変換ユニット、および第2電極を
含んでいる。そして、1つの光電変換ユニットは、p型
層とn型層でサンドイッチされたi型層を含んでいる。
In general, a semiconductor thin-film solar cell comprises a first electrode, a first electrode and a second electrode which are sequentially laminated on at least a surface of an insulating substrate.
The semiconductor thin-film photoelectric conversion unit described above and the second electrode are included. Then, one photoelectric conversion unit includes an i-type layer sandwiched between a p-type layer and an n-type layer.

【0004】光電変換ユニットの厚さの大部分を占める
i型層は実質的に真性の半導体層であって、光電変換作
用は主としてこのi型層内で生じる。したがって、i型
光電変換層は光吸収のためには厚い方が好ましいが、必
要以上に厚くすればその堆積のためのコストと時間が増
大することになる。
[0004] The i-type layer that occupies most of the thickness of the photoelectric conversion unit is a substantially intrinsic semiconductor layer, and the photoelectric conversion action mainly occurs in the i-type layer. Therefore, it is preferable that the i-type photoelectric conversion layer is thicker for light absorption.

【0005】他方、p型やn型の導電型層は光電変換ユ
ニット内に拡散電位を生じさせる役割を果たし、この拡
散電位の大きさによって薄膜太陽電池の重要な特性の1
つである開放端電圧の値が左右される。しかし、これら
の導電型層は光電変換に直接寄与しない不活性な層であ
り、導電型層にドープされた不純物によって吸収される
光は発電に寄与しない損失となる。したがって、p型と
n型の導電型層は、十分な拡散電位を生じさせる範囲内
でできるだけ薄いことが好ましく、i型層に比べてはる
かに小さな厚さを有している。
On the other hand, the p-type or n-type conductive layer plays a role of generating a diffusion potential in the photoelectric conversion unit, and one of the important characteristics of the thin-film solar cell depends on the magnitude of the diffusion potential.
The value of the open-circuit voltage, which is one of the two, is affected. However, these conductive type layers are inactive layers that do not directly contribute to photoelectric conversion, and light absorbed by impurities doped in the conductive type layers is a loss that does not contribute to power generation. Therefore, it is preferable that the p-type and n-type conductive layers be as thin as possible within a range where a sufficient diffusion potential is generated, and have a much smaller thickness than the i-type layer.

【0006】このようなことから、光電変換ユニットま
たは薄膜太陽電池は、それに含まれるp型とn型の導電
型層が非晶質か結晶質かにかかわらず、その主要部を占
めるi型の光電変換層が非晶質のものは非晶質ユニット
または非晶質薄膜太陽電池と称され、i型層が結晶質の
ものは結晶質ユニットまたは結晶質薄膜太陽電池と称さ
れる。
For this reason, a photoelectric conversion unit or a thin-film solar cell has an i-type which occupies a major part thereof regardless of whether the p-type and n-type conductive layers contained therein are amorphous or crystalline. An amorphous photoelectric conversion layer is called an amorphous unit or an amorphous thin film solar cell, and an i-type layer having a crystalline photoelectric conversion layer is called a crystalline unit or a crystalline thin film solar cell.

【0007】ところで、薄膜太陽電池の変換効率を向上
させる方法として、2以上の光電変換ユニットを積層し
てタンデム型にする方法がある。この方法においては、
薄膜太陽電池の光入射側に大きなバンドギャップを有す
る光電変換層を含む前方ユニットを配置し、その後ろに
順に小さなバンドギャップを有する(たとえばSi−G
e合金などの)光電変換層を含む後方ユニットを配置す
ることにより、入射光の広い波長範囲にわたって光電変
換を可能にし、これによって太陽電池全体としての光電
変換効率の向上が図られる。このようなタンデム型薄膜
太陽電池の中でも、非晶質光電変換ユニットと結晶質光
電変換ユニットの両方を含むものは、特にハイブリッド
型薄膜太陽電池と称される。
As a method of improving the conversion efficiency of a thin-film solar cell, there is a method of stacking two or more photoelectric conversion units to form a tandem type. In this method,
A front unit including a photoelectric conversion layer having a large band gap is arranged on the light incident side of a thin-film solar cell, and a small band gap (for example, Si-G
By arranging a rear unit including a photoelectric conversion layer (such as an e-alloy), photoelectric conversion can be performed over a wide wavelength range of incident light, thereby improving the photoelectric conversion efficiency of the entire solar cell. Among such tandem-type thin-film solar cells, those that include both an amorphous photoelectric conversion unit and a crystalline photoelectric conversion unit are particularly referred to as hybrid thin-film solar cells.

【0008】たとえば、非晶質i型シリコンが光電変換
し得る光の波長は長波長側において800nm程度まで
であるが、結晶質i型シリコンはそれより長い約110
0nm程度の波長の光までを光電変換することができ
る。ここで、光吸収係数の大きな非晶質シリコン光電変
換層は光吸収のためには単一光電変換ユニットの場合で
も0.3μm以下の厚さで十分であるが、光吸収係数の
小さな結晶質シリコン光電変換層は長波長の光をも十分
に吸収するためには単一光電変換ユニットの場合では2
〜3μm程度以上の厚さを有することが好ましい。すな
わち、結晶質光電変換層は、通常は、非晶質光電変換層
に比べて10倍程度に大きな厚さを有することが望まれ
る。ただし、ハイブリッド型薄膜太陽電池においては、
単一ユニットの場合に比べて、各光電変換層を比較的薄
くすることができる。
For example, the wavelength of light that can be photoelectrically converted by amorphous i-type silicon is up to about 800 nm on the longer wavelength side, whereas crystalline i-type silicon is about 110 nm longer than that.
It is possible to photoelectrically convert light having a wavelength of about 0 nm. Here, the amorphous silicon photoelectric conversion layer having a large light absorption coefficient requires a thickness of 0.3 μm or less for a single photoelectric conversion unit to absorb light. In order to sufficiently absorb long-wavelength light, the silicon photoelectric conversion layer needs to be 2 in the case of a single photoelectric conversion unit.
It preferably has a thickness of about 3 μm or more. That is, it is generally desired that the crystalline photoelectric conversion layer has a thickness that is about 10 times as large as that of the amorphous photoelectric conversion layer. However, in hybrid type thin film solar cells,
Each photoelectric conversion layer can be made relatively thin as compared with the case of a single unit.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】薄膜太陽電池を工場か
ら出荷する場合、一般には、JIS規格で等級Aのスペ
クトル分布を有する一灯式ソーラシミュレータの光量を
基準出力性能を有する標準セルを用いて調整した後に、
その光の照射下で太陽電池の出力性能を評価している。
そして、規格された出力性能を満たさない製品は、欠陥
品として出荷から排除される。そのような一灯式ソーラ
シミュレータは、ひとつのキセノンランプとエアマスフ
ィルタを含んでいる。
When a thin film solar cell is shipped from a factory, the light quantity of a single-lamp solar simulator having a spectrum distribution of class A according to JIS is generally measured using a standard cell having a reference output performance. After adjusting,
The output performance of the solar cell is evaluated under the light irradiation.
Products that do not satisfy the specified output performance are excluded from shipment as defective products. Such a single lamp solar simulator includes a single xenon lamp and an air mass filter.

【0010】JIS規格では、ソーラシミュレータの光
波長区分ごとのエネルギ分布に関して、バルク結晶太陽
電池測定用ソーラシミュレータ(JIS C 891
3)と非晶質薄膜太陽電池測定用ソーラシミュレータ
(JIS C 8933)とを個別に規定している。し
かし、市販されているソーラシミュレータでJIS規格
の等級Aを満たすものは、一般にバルク結晶太陽電池と
非晶質薄膜太陽電池の両方の規格について等級Aを満た
すものがほとんどである。そのようなソーラシミュレー
タとして、たとえば米国Spire社製ソーラシミュレ
ータSUN−130iがある。
According to the JIS standard, regarding the energy distribution for each light wavelength division of the solar simulator, a solar simulator for measuring bulk crystal solar cells (JIS C 891).
3) and a solar simulator for measuring an amorphous thin-film solar cell (JIS C 8933) are separately specified. However, most of the commercially available solar simulators satisfying the grade A of the JIS standard generally satisfy the grade A for both the standards of the bulk crystal solar cell and the amorphous thin film solar cell. As such a solar simulator, for example, there is a solar simulator SUN-130i manufactured by Spire, USA.

【0011】しかし、このようなソーラシミュレータ1
30iを用いてハイブリッド型薄膜太陽電池を性能評価
した場合、出荷可能な性能規格を満たすと評価された太
陽電池の中にも、屋外における実際の太陽光のもとで所
期の性能を発揮しえないものもいくつか含まれているこ
とを本発明者が見出した。
However, such a solar simulator 1
When the performance of a hybrid thin-film solar cell is evaluated using 30i, even among solar cells that are evaluated to meet the performance standards that can be shipped, the expected performance is exhibited under actual sunlight outdoors. The present inventor has found that some of these are not included.

【0012】そこで本発明は、ハイブリッド型薄膜太陽
電池が屋外における実際の太陽光のもとで発揮し得る性
能についてソーラシミュレータを用いてより正確に予測
し得る性能評価方法を提供することを目的としている。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a performance evaluation method that can more accurately predict the performance that a hybrid thin-film solar cell can exhibit under actual sunlight outdoors using a solar simulator. I have.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、光入射
側から順次積層された非晶質光電変換ユニットと結晶質
光電変換ユニットとを含み、その非晶質光電変換ユニッ
トがおもに400〜800nmの波長範囲で光電変換作
用を受け持って結晶質光電変換ユニットがおもに700
〜1100nmの波長範囲で光電変換作用を受け持つハ
イブリッド型薄膜太陽電池の性能評価方法において、J
IS規格で等級Aのスペクトル分布を有するキセノン一
灯式ソーラシミュレータと付加的なフィルタとを用いて
得られる擬似太陽光をその太陽電池に照射し、その付加
的なフィルタは400〜700nmの波長範囲で70%
以上の透過率を有するとともに、800〜900nmの
波長範囲で最小値が10%以下の透過率を有し、太陽電
池に照射されるその擬似太陽光のスペクトル分布におい
て、450〜500nmの波長範囲に有る最高ピーク強
度に対して800〜900nmの波長範囲に有る最高ピ
ーク強度の比率が0.5〜2.0の範囲内に有り、その
擬似太陽光の照射にもとずく出力電力の大小によって太
陽電池の性能が評価されることを特徴としている。
According to the present invention, there is provided an amorphous photoelectric conversion unit and a crystalline photoelectric conversion unit which are sequentially stacked from the light incident side, and the amorphous photoelectric conversion unit is mainly composed of 400 to 400 nm. The crystalline photoelectric conversion unit is mainly responsible for the photoelectric conversion action in the wavelength range of 800 nm.
In a method for evaluating the performance of a hybrid thin-film solar cell having a photoelectric conversion effect in a wavelength range of
The solar cell is illuminated with simulated sunlight obtained by using a xenon single-lamp solar simulator having a spectrum distribution of Class A in IS standard and an additional filter, and the additional filter has a wavelength range of 400 to 700 nm. At 70%
In addition to having the above transmittance, the minimum value has a transmittance of 10% or less in the wavelength range of 800 to 900 nm, and the spectral distribution of the simulated sunlight radiated to the solar cell has the wavelength range of 450 to 500 nm. The ratio of the highest peak intensity in the wavelength range of 800 to 900 nm to the highest peak intensity is in the range of 0.5 to 2.0. It is characterized in that the performance of the battery is evaluated.

【0014】なお、そのような付加的なフィルタは、複
数の高屈折率層と低屈折率層を含む多層構造を有する膜
を利用して形成することができる。
Incidentally, such an additional filter can be formed by using a film having a multilayer structure including a plurality of high refractive index layers and a low refractive index layer.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】まず本発明者は、ソーラシミュレ
ータ130iを用いた測定に基づいて出荷可能な性能規
格を満たすと評価された太陽電池の中にも屋外で実際の
太陽光のもとで所期の性能を発揮しえないものも含まれ
得る原因を明らかにすべく、ソーラシミュレータ130
iから照射される擬似太陽光のスペクトル分布を詳細に
調べた。その結果が、図2のグラフに示されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION First, the present inventor has found that a solar cell which is evaluated to satisfy a performance standard that can be shipped based on measurement using a solar simulator 130i can be used outdoors under actual sunlight. In order to clarify the causes that may include those that cannot perform the intended performance, the solar simulator 130
The spectral distribution of the simulated sunlight irradiated from i was examined in detail. The result is shown in the graph of FIG.

【0016】図2のグラフにおいて、横軸は波長(n
m)を表し、縦軸は各スペクトルの光強度(任意単位)
を表している。このグラフにおいて観察されるように、
800〜900nmの波長範囲内で、キセノンの輝線に
基づく異常に高い強度ピークが存在している。
In the graph of FIG. 2, the horizontal axis represents the wavelength (n
m), and the vertical axis indicates the light intensity of each spectrum (arbitrary unit)
Is represented. As observed in this graph,
An abnormally high intensity peak based on the xenon emission line exists within the wavelength range of 800 to 900 nm.

【0017】他方、ハイブリッド型薄膜太陽電池におい
ては、それに含まれる非晶質光電変換ユニットと結晶質
光電変換ユニットとの関係をまったく同じ条件になるよ
うに再現性良く製造することが困難である。すなわち製
造ロットに依存して、非晶質ユニットと結晶質ユニット
との厚さの比率が微妙に変化したり、結晶質ユニット中
の光電変換層の結晶の質が変化したりすることがある。
On the other hand, in a hybrid thin-film solar cell, it is difficult to manufacture the hybrid photoelectric conversion unit with good reproducibility so that the relation between the amorphous photoelectric conversion unit and the crystalline photoelectric conversion unit included in the hybrid thin-film solar cell is exactly the same. That is, depending on the manufacturing lot, the ratio of the thickness of the amorphous unit to the thickness of the crystalline unit may be slightly changed, or the crystal quality of the photoelectric conversion layer in the crystalline unit may be changed.

【0018】ところで、前述のように非晶質ユニットは
約800nm程度の長波長の光まで光電変換することが
できるのに対して、結晶質ユニットでは1100nm程
度の長波長の光までを光電変換することができる。した
がって、ハイブリッド薄膜太陽電池においては、約80
0nm程度までの波長の光は主として前方の非晶質ユニ
ットで光電変換され、約700nmより長い波長の光は
主として後方の結晶質ユニットで光電変換される。
By the way, as described above, the amorphous unit can photoelectrically convert light having a long wavelength of about 800 nm, while the crystalline unit photoelectrically converts light having a long wavelength of about 1100 nm. be able to. Therefore, in a hybrid thin film solar cell, about 80
Light having a wavelength up to about 0 nm is mainly photoelectrically converted by the front amorphous unit, and light having a wavelength longer than about 700 nm is mainly photoelectrically converted by the rear crystalline unit.

【0019】このような状況において、単一の非晶質ユ
ニットのみを含む従来の非晶質薄膜太陽電池では、図2
に示されているようなスペクトル分布を有するソーラシ
ミュレータを用いて性能評価をしても、800〜900
nmの波長範囲内に有る高い強度ピークがその性能評価
にほとんど影響を及ぼすことがなかった。しかしハイブ
リッド型薄膜太陽電池においては、その800〜900
nmの波長範囲に有る高い強度ピークが直接的に結晶質
ユニットの出力に影響することになる。したがってハイ
ブリッド型薄膜太陽電池では、それに含まれる結晶質ユ
ニットの厚さや結晶の質が製造ロットごとに少し変化す
ることに基づいて、ソーラシミュレータで評価した性能
と屋外の実際の太陽光のもとで発揮し得る性能とが無視
できない程度にずれることが有ると考えられる。
In such a situation, a conventional amorphous thin-film solar cell including only a single amorphous unit has a structure shown in FIG.
The performance is evaluated using a solar simulator having a spectrum distribution as shown in FIG.
High intensity peaks in the nm wavelength range had little effect on the performance evaluation. However, in a hybrid thin-film solar cell, the 800-900
High intensity peaks in the nm wavelength range will directly affect the output of the crystalline unit. Therefore, in the hybrid thin-film solar cell, based on the fact that the thickness and crystalline quality of the crystalline unit contained in it vary slightly from production lot to production lot, the performance evaluated by the solar simulator and the actual outdoor sunlight It is considered that the performance that can be exhibited is sometimes deviated to a degree that cannot be ignored.

【0020】そこで、本発明者は、図1のグラフに示さ
れているような透光特性を有するフィルタをソーラシミ
ュレータ130iと組み合わせて用いることによってハ
イブリッド型薄膜太陽電池の性能を評価することを考え
出した。このグラフにおいて、横軸は波長(nm)を表
し、縦軸は透光率(%)を表している。すなわち、図1
のフィルタは400〜700nmの波長範囲で70%以
上の透過率を有するとともに、800〜900nmの波
長範囲で最小値が10%以下で8%の透過率を有してい
る。これは、400〜700nmの波長範囲内の最高ピ
ーク強度に比べて、800〜900nmの波長範囲内で
異常に高い最高ピーク強度を相対的に低下させることを
目的としているからである。
The present inventor has conceived of evaluating the performance of a hybrid thin-film solar cell by using a filter having a light-transmitting characteristic as shown in the graph of FIG. 1 in combination with a solar simulator 130i. Was. In this graph, the horizontal axis represents wavelength (nm), and the vertical axis represents light transmittance (%). That is, FIG.
Has a transmittance of 70% or more in a wavelength range of 400 to 700 nm, and has a transmittance of 8% with a minimum value of 10% or less in a wavelength range of 800 to 900 nm. This is because the purpose is to relatively lower the extraordinarily high maximum peak intensity in the wavelength range of 800 to 900 nm compared to the maximum peak intensity in the wavelength range of 400 to 700 nm.

【0021】なお、図1に示されているような透光特性
を有するフィルタは、複数の高屈折率層と低屈折率層を
含む多層構造を有する膜を利用して形成することができ
る。たとえば、高屈折率の層はTiO2、Al23、S
iO2などを用いて形成することができ、低屈折率の層
はMgFやCaFなどを用いて形成することができる。
The filter having the light-transmitting characteristics as shown in FIG. 1 can be formed using a film having a multilayer structure including a plurality of high refractive index layers and low refractive index layers. For example, high refractive index layers are TiO 2 , Al 2 O 3 , S
It can be formed using iO 2 or the like, and the low refractive index layer can be formed using MgF or CaF.

【0022】図3は、図2に類似しているが、図1の透
光特性を有するフィルタをソーラシミュレータ130i
と組み合わせて得られる擬似太陽光におけるスペクトル
強度分布を示している。この図3と図2との比較から、
ソーラシミュレータ130iの擬似太陽光を図1のフィ
ルタに通すことによって、800〜900nmの波長範
囲内に有る異常に高いピーク強度が適度に低下させられ
ていることがわかる。なお、ソーラシミュレータ130
iの擬似太陽光を付加的なフィルタに通した後において
は、450〜500nmの波長範囲に有る最高ピーク強
度I1に対して800〜900nmの波長範囲に有る最
高ピーク強度I2の比率I2/I1が0.5〜2.0の
範囲内に有ることが好ましい。なぜならば、このピーク
強度比率I2/I1が0.5より小さければハイブリッ
ド型薄膜太陽電池中の結晶質ユニットの出力を実際の太
陽光のもとに比べて小さく見積もることになるからであ
り、逆にこの比率I2/I1が2.0より大きければハ
イブリッド型薄膜太陽電池中の結晶質ユニットの出力を
実際の太陽光のもとに比べて大きく見積もることになる
からである。
FIG. 3 is similar to FIG. 2 except that the filter having the light transmitting characteristics of FIG.
5 shows a spectrum intensity distribution in pseudo sunlight obtained by combining the above. From the comparison between FIG. 3 and FIG. 2,
It can be seen that by passing the simulated sunlight of the solar simulator 130i through the filter of FIG. 1, the abnormally high peak intensity within the wavelength range of 800 to 900 nm is appropriately reduced. The solar simulator 130
After passing the simulated sunlight of i through the additional filter, the ratio I2 / I1 of the highest peak intensity I2 in the wavelength range of 800 to 900 nm to the highest peak intensity I1 in the wavelength range of 450 to 500 nm is obtained. It is preferably in the range of 0.5 to 2.0. The reason is that if the peak intensity ratio I2 / I1 is smaller than 0.5, the output of the crystalline unit in the hybrid thin-film solar cell is estimated to be smaller than that under actual sunlight. This is because if the ratio I2 / I1 is larger than 2.0, the output of the crystalline unit in the hybrid thin-film solar cell will be largely estimated as compared with the actual sunlight.

【0023】(実施例)実施例として、実際に作製され
たハイブリッド型薄膜太陽電池について、本発明による
方法によって性能が評価された。それらのハイブリッド
型太陽電池は0から16までのロットで作製され、いず
れのロットにおいても、非晶質ユニットが270nmの
厚さで、結晶質ユニットの厚さが1.9μmになるよう
に作製された。
Example As an example, the performance of a hybrid thin-film solar cell actually manufactured was evaluated by the method according to the present invention. These hybrid solar cells are manufactured in lots from 0 to 16, and in each of the lots, the amorphous unit is 270 nm thick and the crystalline unit is 1.9 μm thick. Was.

【0024】こうして作製された、ロット番号0から1
6のハイブリッド型薄膜太陽電池について、従来の方法
と本発明の方法とによって性能評価がなされた。すなわ
ち、従来の方法ではソーラシミュレータ130iのみを
用いて性能評価がなされ、本発明の方法ではソーラシミ
ュレータ130iとともに図1のフィルタを用いて性能
評価された。換言すれば、従来法で用いられた擬似太陽
光は図2のスペクトル分布を有し、本発明法で用いられ
た擬似太陽光は図3のスペクトル分布を有していた。こ
の性能評価の結果が、図4において示されている。この
グラフにおいて、横軸は性能評価されたハイブリッド型
薄膜太陽電池のロット番号を示し、縦軸はそれらの太陽
電池の評価出力(W)を表している。
The lot numbers 0 to 1 thus produced
The performance of the hybrid thin-film solar cell No. 6 was evaluated by the conventional method and the method of the present invention. That is, in the conventional method, the performance was evaluated using only the solar simulator 130i, and in the method of the present invention, the performance was evaluated using the filter of FIG. 1 together with the solar simulator 130i. In other words, the simulated sunlight used in the conventional method has the spectral distribution of FIG. 2, and the simulated sunlight used in the method of the present invention has the spectral distribution of FIG. The result of the performance evaluation is shown in FIG. In this graph, the horizontal axis indicates the lot number of the hybrid thin-film solar cell whose performance was evaluated, and the vertical axis indicates the evaluation output (W) of those solar cells.

【0025】まず、すべてのロット番号のハイブリッド
型薄膜太陽電池について、従来法によって性能評価がな
された。その結果が、図4のグラフ中の折れ線Aで示さ
れている。この折れ線Aによれば、ロット番号0から1
6のすべてのハイブリッド型薄膜太陽電池が、出荷可能
規格として規定されている8.5Wを上回る出力を有す
るものとして評価されている。
First, the performance of hybrid type thin film solar cells of all lot numbers was evaluated by the conventional method. The result is shown by the polygonal line A in the graph of FIG. According to the broken line A, the lot numbers 0 to 1
All six hybrid thin-film solar cells are evaluated as having an output exceeding 8.5 W specified as a shippable standard.

【0026】しかし、AM1.5の基準太陽光に最も近
い自然太陽光の得られる気候と天候のもとで屋外におい
てそれらの太陽電池の出力を測定したところ、ロット番
号0〜9および11〜16の製品については出荷可能規
格の8.5W以上の出力が得られたが、ロット番号10
の製品については8.2Wの出力しか得られなかった。
このことは、従来法によって出荷可能規格を満たすと性
能評価されたロット番号10の製品を実際に出荷すれ
ば、屋外における実際の使用状況において所期の性能を
発揮し得ない欠陥品であるということになる。
However, when the output of those solar cells was measured outdoors under the climate and weather where natural sunlight closest to the AM1.5 reference sunlight was obtained, lot numbers 0 to 9 and 11 to 16 were measured. Although the product with the output of 8.5W or more of the standard that can be shipped was obtained, the lot number 10
With respect to the product (1), only an output of 8.2 W was obtained.
This means that if the product of Lot No. 10 whose performance has been evaluated to satisfy the shippable standard by the conventional method is actually shipped, it is a defective product that cannot exhibit the expected performance under actual use conditions outdoors. Will be.

【0027】次に、上述のすべてのロット番号のハイブ
リッド型薄膜太陽電池について、本発明法によって性能
評価がなされた。その結果が、図4のグラフ中の折れ線
Bで示されている。この折れ線Bによれば、ロット番号
0〜9および11〜16のハイブリッド型薄膜太陽電池
は出荷可能規格の8.5Wを上回る出力を有するものと
して評価されているが、ロット番号10の製品では8.
5Wを下回る出力しか有しない出荷不適品として評価さ
れている。すなわち、本発明による性能評価方法は、ハ
イブリッド型薄膜太陽電池の品質管理において、従来法
よりも高い信頼性を有していることが明らかである。
Next, the performance of the hybrid thin-film solar cells of all the lot numbers described above was evaluated by the method of the present invention. The result is shown by the polygonal line B in the graph of FIG. According to the broken line B, the hybrid type thin-film solar cells of lot numbers 0 to 9 and 11 to 16 are evaluated as having an output exceeding the dispatchable standard of 8.5 W. .
It is rated as an unsuitable product with an output of less than 5W. That is, it is clear that the performance evaluation method according to the present invention has higher reliability in quality control of the hybrid thin-film solar cell than the conventional method.

【0028】また、たとえばロット番号2と3の製品の
性能に注目すれば、従来の性能評価法ではロット番号2
に比べて3の製品のほうが少し出力が高いという評価に
なるが、本発明方法では逆にロット番号3よりも2の製
品のほうが高い出力性能を有していることになる。すな
わち、本発明による性能評価方法は、ハイブリッド型薄
膜太陽電池の出荷可能規格上の品質管理のみならず、ロ
ットの異なる製品間における相対的な性能比較において
も、従来法に比べて高い精度が期待され得る。
Further, for example, when attention is paid to the performance of the products of lot numbers 2 and 3, the lot number 2
It is evaluated that the output of the product No. 3 is slightly higher than that of the product No. 3, but in the method of the present invention, on the contrary, the product No. 2 has higher output performance than the lot No. 3. In other words, the performance evaluation method according to the present invention is expected to have higher accuracy than the conventional method, not only in the quality control of the hybrid thin-film solar cell according to the shipping standard, but also in the relative performance comparison between products of different lots. Can be done.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ハイブ
リッド型薄膜太陽電池が屋外における実際の太陽光のも
とで発揮し得る性能をソーラシミュレータを用いてより
正確に予測し得る性能評価方法を提供することができ
る。
As described above, according to the present invention, a performance evaluation that can more accurately predict the performance that a hybrid thin-film solar cell can exhibit under actual sunlight outdoors using a solar simulator. A method can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施例によるハイブリッド型薄膜
太陽電池の性能評価方法において好ましく用いられ得る
フィルタの透光特性を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing light transmission characteristics of a filter that can be preferably used in a performance evaluation method of a hybrid thin-film solar cell according to one embodiment of the present invention.

【図2】 Spire社製ソーラシミュレータSUN−
130iの擬似太陽光におけるスペクトル分布を示すグ
ラフである。
FIG. 2 Solar simulator SUN- manufactured by Spire.
It is a graph which shows the spectrum distribution in 130i of simulated sunlight.

【図3】 ソーラシミュレータ130iに加えて図1の
フィルタを用いた場合の擬似太陽光におけるスペクトル
分布を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a spectrum distribution in simulated sunlight when the filter of FIG. 1 is used in addition to the solar simulator 130i.

【図4】 種々のロットで作製されたハイブリッド型薄
膜太陽電池の出力性能を従来の方法と本発明の方法とに
よって評価した結果を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the results of evaluating the output performance of hybrid thin-film solar cells manufactured in various lots by a conventional method and the method of the present invention.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光入射側から順次積層された非晶質光電
変換ユニットと結晶質光電変換ユニットとを含み、前記
非晶質光電変換ユニットがおもに400〜800nmの
波長範囲で光電変換作用を受け持って前記結晶質光電変
換ユニットがおもに700〜1100nmの波長範囲で
光電変換作用を受け持つハイブリッド型薄膜太陽電池の
性能評価方法であって、 JIS規格で等級Aのスペクトル分布を有するキセノン
一灯式ソーラシミュレータと付加的なフィルタとを用い
て得られる擬似太陽光を前記太陽電池に照射し、 前記付加的なフィルタは400〜700nmの波長範囲
で70%以上の透過率を有するとともに、800〜90
0nmの波長範囲で最小値が10%以下の透過率を有
し、 前記太陽電池に照射される前記擬似太陽光のスペクトル
分布において、450〜500nmの波長範囲に有る最
高ピーク強度に対して800〜900nmの波長範囲に
有る最高ピーク強度の比率が0.5〜2.0の範囲内に
有り、 前記擬似太陽光の照射にもとずく出力電力の大小によっ
て前記太陽電池の性能が評価される方法。
1. An amorphous photoelectric conversion unit and a crystalline photoelectric conversion unit which are sequentially stacked from a light incident side, wherein the amorphous photoelectric conversion unit mainly performs a photoelectric conversion action in a wavelength range of 400 to 800 nm. A method for evaluating the performance of a hybrid thin-film solar cell in which the crystalline photoelectric conversion unit mainly performs photoelectric conversion in a wavelength range of 700 to 1100 nm, comprising: a xenon single-lamp solar simulator having a class A spectrum distribution according to JIS. And irradiating the solar cell with simulated sunlight obtained using an additional filter. The additional filter has a transmittance of 70% or more in a wavelength range of 400 to 700 nm, and 800 to 90.
In the wavelength range of 0 nm, the minimum value has a transmittance of 10% or less, and in the spectral distribution of the simulated sunlight irradiated on the solar cell, the maximum peak intensity in the wavelength range of 450 to 500 nm is 800 to A method in which the ratio of the highest peak intensity in the wavelength range of 900 nm is in the range of 0.5 to 2.0, and the performance of the solar cell is evaluated based on the magnitude of the output power based on the irradiation of the simulated sunlight. .
【請求項2】 前記付加的なフィルタは、複数の高屈折
率層と低屈折率層を含む多層構造を有する膜を含むこと
を特徴とする請求項1に記載の方法。
2. The method of claim 1, wherein the additional filter comprises a film having a multilayer structure including a plurality of high and low refractive index layers.
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JP2007165376A (en) * 2005-12-09 2007-06-28 Nisshinbo Ind Inc Solar simulator for measuring output of solar cell
JP2011242314A (en) * 2010-05-20 2011-12-01 Konica Minolta Sensing Inc Spectral characteristic measuring device and calibration method of the same

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