JP2003057114A - Spectral sensitivity measuring device for pigment- sensitized solar battery - Google Patents

Spectral sensitivity measuring device for pigment- sensitized solar battery

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JP2003057114A
JP2003057114A JP2001249112A JP2001249112A JP2003057114A JP 2003057114 A JP2003057114 A JP 2003057114A JP 2001249112 A JP2001249112 A JP 2001249112A JP 2001249112 A JP2001249112 A JP 2001249112A JP 2003057114 A JP2003057114 A JP 2003057114A
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Japan
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spectral sensitivity
monochromatic light
dye
sensitized solar
solar cell
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Application number
JP2001249112A
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Japanese (ja)
Inventor
Kojiro Hara
浩二郎 原
Kazuhiro Sayama
和弘 佐山
Hironori Arakawa
裕則 荒川
Seiichi Kusano
清一 草野
Tsuneo Asano
恒夫 浅野
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BUNKOH KEIKI CO Ltd
BUNKOH-KEIKI CO Ltd
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
BUNKOH KEIKI CO Ltd
BUNKOH-KEIKI CO Ltd
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Filing date
Publication date
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    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542Dye sensitized solar cells

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spectral sensitivity measuring device for pigment- sensitized solar battery capable of exact measurement of spectral sensitivity for monochromatic light. SOLUTION: The device comprises a monochromatic light irradiator 11 for condensing monochromatic light SB produced by a monochromatic light source 111 with a condensing mirror 112 and irradiating a pigment-sensitized solar battery cell (CUT) to be measured by way of an incidence optical system 113, an incidence slit 114 and an emission optical system 115, a bias irradiator 12 for irradiating with white bias light BB generated by a bias light source 121 overlapping the monochromatic light SB, and a spectral sensitivity measuring device 13 for measuring the output signal of the pigment-sensitized solar battery cell to be measured. The intensity of the monochromatic light SB produced by the monochromatic light source 111 is let 0.5 to 5 mW/c.

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、正確な単色光の分
光感度の測定が可能な色素増感型太陽電池の分光感度測
定装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a spectral sensitivity measuring device for a dye-sensitized solar cell capable of accurately measuring the spectral sensitivity of monochromatic light.

【0002】[0002]

【技術背景】色素増感型太陽電池は、材料が安価である
こと、製造に大規模な設備を必要としないこと等から低
コストの太陽電池として注目されている。一般に、色素
増感型太陽電池は、ヨウ素溶液を介した電気化学的なセ
ル構造を持ち、具体的には、透明な導電性ガラス板にT
iO粉末を焼き付け、色素(DYE)を吸着させた電
極と、黒鉛や白金でコーティングされた導電性ガラス板
の対極から構成される。
BACKGROUND OF THE INVENTION Dye-sensitized solar cells are attracting attention as low-cost solar cells because they are inexpensive materials and do not require large-scale equipment for manufacturing. Generally, a dye-sensitized solar cell has an electrochemical cell structure through an iodine solution, and specifically, a transparent conductive glass plate has a T-shaped structure.
It is composed of an electrode on which an io 2 powder is baked and a dye (DYE) is adsorbed, and a counter electrode of a conductive glass plate coated with graphite or platinum.

【0003】色素増感型太陽電池の分光感度測定装置9
は、図17に示すように、単色光照射装置91と、バイ
アス光照射装置92と、分光感度測定装置93を備えて
おり、それら単色光照射装置91並びにバイアス光照射
装置92から出射される光を、被測定色素増感型太陽電
池セル(以下、「被測定セル」と言う)CUTに照射し、
その状態で分光感度測定装置93で測定する。
Spectral sensitivity measuring device 9 for dye-sensitized solar cell
17, includes a monochromatic light irradiation device 91, a bias light irradiation device 92, and a spectral sensitivity measurement device 93. Light emitted from the monochromatic light irradiation device 91 and the bias light irradiation device 92. To a dye-sensitized solar cell to be measured (hereinafter, referred to as “cell to be measured”) CUT,
In this state, the spectral sensitivity measuring device 93 measures.

【0004】単色光照射装置91は、被測定セルCUT
に単色光(たとえば、強度50μmW/cm)SBを
照射するもので、単色光源911と、集光鏡912と、
入射光学系(集光レンズ)913と、入射スリット91
4と、モノクロメータ915と、出射スリット916
と、出射光学系(集光レンズ)917とを含む。
The monochromatic light irradiator 91 is a cell to be measured CUT.
Is irradiated with monochromatic light (for example, an intensity of 50 μmW / cm 2 ) SB, and a monochromatic light source 911, a condenser mirror 912,
Incident optical system (condensing lens) 913 and incident slit 91
4, the monochromator 915, and the exit slit 916.
And an emission optical system (condensing lens) 917.

【0005】つまり、光軸に沿って集光鏡912,単色
光源911,入射光学系913,入射スリット914,
モノクロメータ915,出射スリット916並びに出射
光学系917の順に配置し、単色光源911から出射さ
れた光の一部は直接入射光学系913に与えられ、また
他の一部は集光鏡912により反射されて入射光学系9
13に与えられる。そして、入射光学系913により収
束された収束光が入射スリット914を介してモノクロ
メータ915に与えられ、そのモノクロメータ915で
分光されて得られた所望の光成分が出射スリット916
から出射する。その出射した光は出射光学系917にて
集光されて被測定セルCUTに照射されるようにしてい
る。
That is, along the optical axis, a condenser mirror 912, a monochromatic light source 911, an incident optical system 913, an incident slit 914, and the like.
The monochromator 915, the exit slit 916, and the exit optical system 917 are arranged in this order. Part of the light emitted from the monochromatic light source 911 is directly given to the entrance optical system 913, and the other part is reflected by the condenser mirror 912. The incident optical system 9
Given to 13. Then, the converged light converged by the incident optical system 913 is given to the monochromator 915 through the incident slit 914, and a desired light component obtained by being separated by the monochromator 915 is emitted from the exit slit 916.
Exit from. The emitted light is condensed by the emission optical system 917 and applied to the measured cell CUT.

【0006】バイアス光照射装置92は、白色バイアス
光(たとえば、強度100mW/cm:擬似太陽光と
も称する)BBを発生する。すなわち、バイアス光源9
21が発生する白色バイアス光BBは、単色光SBに重
畳され、被測定セルCUTに照射される。
The bias light irradiation device 92 generates white bias light (for example, intensity 100 mW / cm 2 : also referred to as pseudo sunlight) BB. That is, the bias light source 9
The white bias light BB generated by 21 is superimposed on the monochromatic light SB and is irradiated on the measured cell CUT.

【0007】分光感度測定装置93は、被測定セルCU
Tの出力信号を測定するもので、測定値(電流値)か
ら、白色バイアス光BBによる電流成分を減算すること
で単色光SBの電流成分を求めることができる。なお、
分光感度測定装置93は、AC測定モードにおいて使用
されるロックインアンプ(図示せず)を内蔵する。
The spectral sensitivity measuring device 93 is a cell to be measured CU.
The output signal of T is measured, and the current component of the monochromatic light SB can be obtained by subtracting the current component of the white bias light BB from the measured value (current value). In addition,
The spectral sensitivity measurement device 93 incorporates a lock-in amplifier (not shown) used in the AC measurement mode.

【0008】分光感度の測定に際しては、バイアス光照
射装置92により白色バイアス光BBを被測定セルCU
Tに照射して、当該セルを励起し、被測定セルCUTに
単色光SBを重畳して照射し、DC測定モードおよびA
C測定モードでの光電流の単色光SB成分のみを取り出
す。
At the time of measuring the spectral sensitivity, the bias light irradiation device 92 applies the white bias light BB to the measured cell CU.
Irradiate T to excite the cell, to irradiate the cell to be measured CUT with the monochromatic light SB superimposed thereon, in the DC measurement mode and A
Only the monochromatic light SB component of the photocurrent in the C measurement mode is extracted.

【0009】ところが、図3に示すように、分光感度
(A/W)のS/N比は、単色光SBの強度に依存す
る。図3では、強度が強い単色光の分光感度を(実
線)で示し、強度が弱い単色光の分光感度を(破線)
で示してある。
However, as shown in FIG. 3, the S / N ratio of the spectral sensitivity (A / W) depends on the intensity of the monochromatic light SB. In FIG. 3, the spectral sensitivity of monochromatic light having high intensity is indicated by (solid line), and the spectral sensitivity of monochromatic light having low intensity is indicated by broken line.
It is indicated by.

【0010】ところが、図17の分光感度測定装置9で
は、単色光強度が弱いため、良好なS/N比を得ること
ができず正確な測定ができない。また、分光感度測定に
は、照度分布の均一性が重視されるため、図17に示し
た分光感度測定装置9では、集光鏡912により集光し
た単色光SBを、凸レンズを用いた入射光学系913を
介して入射スリット914から出射させるという構成を
とらざるを得ない。このため、単色光源911の利用で
きる立体角は小さく(単色光源が発生する光のうち一部
しか使用できず)、強い照度を得ることが困難である。
However, in the spectral sensitivity measuring device 9 of FIG. 17, since the monochromatic light intensity is weak, a good S / N ratio cannot be obtained and accurate measurement cannot be performed. Further, since the uniformity of the illuminance distribution is important in the spectral sensitivity measurement, in the spectral sensitivity measuring device 9 shown in FIG. 17, the monochromatic light SB condensed by the condenser mirror 912 is incident on the incident optical using a convex lens. There is no choice but to adopt a configuration in which the light is emitted from the entrance slit 914 via the system 913. Therefore, the solid angle that can be used by the monochromatic light source 911 is small (only a part of the light generated by the monochromatic light source can be used), and it is difficult to obtain strong illuminance.

【0011】図17の分光感度測定装置9では、白色バ
イアス光BBの強度(100mW/cm)に対し、単
色光SBの強度(50μmW/cm)は1/2000
しかない。図18に、AC測定モードにおいて、分光感
度測定装置93により測定される単色光SBによる光電
流iSBと、白色バイアス光BBによる光電流iBB
のレベル関係を示す。
In the spectral sensitivity measuring device 9 of FIG. 17, the intensity of the monochromatic light SB (50 μmW / cm 2 ) is 1/2000 with respect to the intensity of the white bias light BB (100 mW / cm 2 ).
There is nothing. FIG. 18 shows the level relationship between the photocurrent i SB of the monochromatic light SB and the photocurrent i BB of the white bias light BB measured by the spectral sensitivity measurement device 93 in the AC measurement mode.

【0012】特に、研究開発途上にある色素増感型太陽
電池は、感度が悪くS/N比が低いため、単色光SB
は、白色バイアス光BBのノイズに埋もれてしまい、た
とえばDC測定モードにおいて単色光SBだけを取り出
すことは不可能であるし、AC測定モードにおいても正
確な測定ができない。
In particular, the dye-sensitized solar cell under research and development has poor sensitivity and a low S / N ratio, so that the monochromatic light SB
Is buried in the noise of the white bias light BB, for example, it is impossible to extract only the monochromatic light SB in the DC measurement mode, and accurate measurement cannot be performed in the AC measurement mode.

【0013】さらに、図17の分光感度測定装置9で
は、出射光学系(集光レンズ)917には、縮小像を得
るために短焦点対物レンズを用いているので、被測定セ
ルCUTとの間に短い作動距離しか取ることができず操
作性が悪くなる。
Further, in the spectral sensitivity measuring device 9 of FIG. 17, a short-focus objective lens is used for the emission optical system (condensing lens) 917 to obtain a reduced image. The operating distance is extremely short and the operability is poor.

【0014】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、上記した問題を解決
し、正確な単色光の分光感度の測定が可能な色素増感型
太陽電池の分光感度測定装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above background, and an object thereof is to solve the above problems and to accurately measure the spectral sensitivity of monochromatic light. Another object of the present invention is to provide a spectral sensitivity measuring device.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明の色素増感型太陽
電池の分光感度測定装置(以下、「分光感度測定装置」と
言う)は、単色光源が生成する単色光を、集光鏡により
集光し、入射光学系、入射スリット,モノクロメータ,
出射スリットおよび出射光学系を介して、被測定セルに
照射する単色光照射手段と、バイアス光源が発生する白
色バイアス光を、単色光に重畳させて照射するバイアス
光照射手段と、被測定セルの出力信号を測定する分光感
度測定手段とを含んでなるもので、単色光源が生成する
単色光の強度が、0.5〜5mW/cmであることを
特徴とする。
A spectral sensitivity measuring device for a dye-sensitized solar cell of the present invention (hereinafter, referred to as "spectral sensitivity measuring device") uses a condensing mirror to convert monochromatic light generated by a monochromatic light source. Focusing, incident optical system, incident slit, monochromator,
Through the emission slit and the emission optical system, a monochromatic light irradiating means for irradiating the measured cell, a bias light irradiating means for irradiating the white bias light generated by the bias light source by superimposing it on the monochromatic light, and a measured cell of the measured cell. A spectral sensitivity measuring unit for measuring an output signal is included, and the intensity of monochromatic light generated by the monochromatic light source is 0.5 to 5 mW / cm 2 .

【0016】通常の分光感度測定における単色光強度
は、図17において説明したように50μW/cm
度である。したがって、本発明における単色光強度は、
図17の分光感度測定における単色光強度の約100倍
となる。単色光強度が強ければ、図17における分光感
度曲線のS/N比は大きくなり、単色光のDC測定モー
ドにおいても正確な測定ができる。
The monochromatic light intensity in the usual spectral sensitivity measurement is about 50 μW / cm 2 as described in FIG. Therefore, the monochromatic light intensity in the present invention is
It is about 100 times the monochromatic light intensity in the spectral sensitivity measurement of FIG. If the monochromatic light intensity is high, the S / N ratio of the spectral sensitivity curve in FIG. 17 is large, and accurate measurement can be performed even in the DC measurement mode of monochromatic light.

【0017】本発明の分光感度測定装置では、単色光源
として、キセノンランプ,ハロゲンランプ等を使用する
ことができ、当該キセノン光源が発する単色光の強度
は、0.5〜5mW/cmとすることができる。な
お、白色バイアス光の光源として、キセノンランプ,ハ
ロゲンランプ等(たとえば、強度が50〜500mW/
cmの)を使用することができる。
In the spectral sensitivity measuring device of the present invention, a xenon lamp, a halogen lamp or the like can be used as a monochromatic light source, and the intensity of monochromatic light emitted by the xenon light source is 0.5 to 5 mW / cm 2 . be able to. As a light source for the white bias light, a xenon lamp, a halogen lamp, or the like (for example, an intensity of 50 to 500 mW /
cm 2 ) can be used.

【0018】本発明の分光感度測定装置では、入射光学
系は、入射スリットの直前に、照度分布のドーナツ化を
防止するドーナツ化防止レンズ系を含むことができる。
具体的には、ドーナツ化防止レンズ系として、凹レンズ
を用いることができる。このレンズを設けることによ
り、単色光源が反射鏡(集光鏡)の影になったとして
も、良好な単色光の照射分布の均一性が実現される。
In the spectral sensitivity measuring apparatus of the present invention, the entrance optical system can include a donut prevention lens system for preventing the donut from changing in the illuminance distribution just before the entrance slit.
Specifically, a concave lens can be used as the donut prevention lens system. By providing this lens, even if the monochromatic light source is in the shadow of the reflecting mirror (condensing mirror), good uniformity of irradiation distribution of monochromatic light is realized.

【0019】本発明の分光感度測定装置では、出射光学
系に、レトロフォーカスレンズを組み込むことができ
る。これにより、短焦点で、かつ作動距離(出射光学系
と被測定セルとの距離)が長い出射光学系を得ることが
でき、操作性に優れた色素増感型太陽電池の分光感度測
定装置の提供が可能となる。
In the spectral sensitivity measuring device of the present invention, a retrofocus lens can be incorporated in the emission optical system. This makes it possible to obtain an emission optical system having a short focal length and a long working distance (distance between the emission optical system and the cell to be measured), which is excellent in operability. It becomes possible to provide.

【0020】さらに、本発明の分光感度測定装置では、
出射光学系に、フライアイレンズを組み込み、これを単
色光2次光源とすることができる。これによっても、単
色照射光の照度分布を均一化することができる。このフ
ライアイレンズは、上述したレトロフォーカスレンズと
組み合わせることで、操作性の向上および照度分布の均
一化を同時に実現できる。
Further, in the spectral sensitivity measuring device of the present invention,
A fly-eye lens can be incorporated in the emission optical system to be used as a monochromatic light secondary light source. This also makes it possible to make the illuminance distribution of the monochromatic irradiation light uniform. By combining this fly-eye lens with the retrofocus lens described above, it is possible to simultaneously improve operability and make the illuminance distribution uniform.

【0021】また、さらに本発明の分光感度測定装置で
は、分光感度測定手段に、被測定セルに生じる検出信号
から暗電流を除去する補正手段を含めることができる。
暗電流は、色素増感型太陽電池の電解液を流れる化学電
流に起因する。これを除去することで、正確な分光感度
スペクトルを得ることができる。
Further, in the spectral sensitivity measuring device of the present invention, the spectral sensitivity measuring means may include a correcting means for removing dark current from the detection signal generated in the cell to be measured.
Dark current results from the chemical current flowing through the electrolyte of a dye-sensitized solar cell. By removing this, an accurate spectral sensitivity spectrum can be obtained.

【0022】本発明の分光感度測定装置には、超低周波
動作機能を持つ光学チョッパを設けることができる。こ
の光学チョッパは、モータとしてサーボモータを使用す
ること、また光ブレードはサーボモータ回転軸に直結さ
せることが好適である。こうすることにより、光学チョ
ッパは、単色光の超低周波数での安定したチョッピング
を実現できる。
The spectral sensitivity measuring apparatus of the present invention can be provided with an optical chopper having an extremely low frequency operation function. It is preferable that this optical chopper uses a servo motor as a motor, and that the optical blade is directly connected to the servo motor rotating shaft. By doing so, the optical chopper can realize stable chopping of monochromatic light at an extremely low frequency.

【0023】本発明の分光感度測定装置では、光ブレー
ドの位相が異なる位置にフォトインタラプタを2つ設
け、かつ分光感度測定手段に、フォトインタラプタの一
方の検出信号を、他方の検出信号でラッチするラッチ回
路を設けることができる。このように構成することで、
サーボモータを超低速駆動する場合にも、チャタリング
が生じることはない。
In the spectral sensitivity measuring device of the present invention, two photo interrupters are provided at positions where the optical blades have different phases, and the spectral sensitivity measuring means latches one detection signal of the photo interrupter with the other detection signal. A latch circuit can be provided. With this configuration,
Chattering does not occur even when the servomotor is driven at an extremely low speed.

【0024】また、本発明の分光感度測定装置が、チョ
ピング周波数の表示機能を持つ場合には、サーボモータ
のシャフトに取り付けたエンコーダの出力信号の周波数
に基づき、光学チョッパの周波数表示を行うことができ
る。
When the spectral sensitivity measuring device of the present invention has a function of displaying the chopping frequency, the frequency of the optical chopper can be displayed based on the frequency of the output signal of the encoder mounted on the shaft of the servo motor. it can.

【0025】たとえば、光学チョッパに設けたフォトイ
ンタラプタの検出信号に基づいて周波数表示を行うと、
サーボモータを超低速で駆動させる場合に、その表示に
長時間がかかる。これに対して、サーボモータのシャフ
トに取り付けたエンコーダの出力信号に基づいて周波数
表示を行う場合には、光学チョッパの周波数を短時間で
(すなわち、リアルタイムで)表示することができる。
For example, when frequency display is performed based on the detection signal of the photo interrupter provided in the optical chopper,
It takes a long time to display the servo motor when it is driven at an extremely low speed. On the other hand, when the frequency is displayed based on the output signal of the encoder attached to the shaft of the servo motor, the frequency of the optical chopper can be displayed in a short time (that is, in real time).

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る分光感度測
定装置の好適な一実施の形態を示している。同図に示す
ように、基本的な構成は従来と同様であり、分光感度測
定装置1は、単色光照射装置11と、バイアス光照射装
置12と、分光感度測定装置13とを備えている。つま
り、バイアス光照射装置12から出射されるバイアス光
が被測定セルCUTに照射されている状態で単色光照射
装置11から出射される単色光を当該被測定セルCUT
に照射させ、そのときの被測定セルCUTの出力信号に
基づいて分光感度測定装置13で測定を行うものであ
る。
1 shows a preferred embodiment of a spectral sensitivity measuring apparatus according to the present invention. As shown in the figure, the basic configuration is the same as the conventional one, and the spectral sensitivity measurement device 1 includes a monochromatic light irradiation device 11, a bias light irradiation device 12, and a spectral sensitivity measurement device 13. That is, the monochromatic light emitted from the monochromatic light irradiation device 11 in the state where the bias light emitted from the bias light irradiation device 12 is applied to the measured cell CUT is the measured cell CUT.
The measurement is performed by the spectral sensitivity measurement device 13 based on the output signal of the measured cell CUT at that time.

【0027】そして、本形態における分光感度測定装置
1は、後述する光学チョッパ116を駆動することでA
C測定モードでの分光感度測定ができ、また停止するこ
とでDC測定モードでの分光感度測定ができる。
Then, the spectral sensitivity measuring apparatus 1 in this embodiment is driven by driving an optical chopper 116 described later.
Spectral sensitivity can be measured in the C measurement mode, and when stopped, spectral sensitivity can be measured in the DC measurement mode.

【0028】単色光照射装置11は、被測定セルCUT
に単色光SBを照射するもので、単色光源111と、集
光鏡112と、入射光学系(集光レンズ群)113と、
入射スリット114と、モノクロメータと、出射スリッ
トと、出射光学系115とを含む。つまり、光軸に沿っ
て集光鏡112,単色光源111,入射光学系113,
入射スリット114,モノクロメータ117,出射スリ
ット118並びに出射光学系115の順に配置し、単色
光源111から出射された光の一部は直接入射光学系1
13に与えられ、また他の一部は集光鏡112により反
射されて入射光学系113に与えられる。そして、入射
光学系113により収束された収束光が入射スリット1
14を通過し、モノクロメータ117になり、そこにお
いて分光されて所望スペクトルが出射スリット118か
ら出射する。その出射光が出射光学系115を介して被
測定セルCUTに照射されるようにしている。
The monochromatic light irradiating device 11 is a cell to be measured CUT.
The monochromatic light source 111, the condenser mirror 112, the incident optical system (condenser lens group) 113,
It includes an entrance slit 114, a monochromator, an exit slit, and an exit optical system 115. That is, along the optical axis, the condenser mirror 112, the monochromatic light source 111, the incident optical system 113,
The entrance slit 114, the monochromator 117, the exit slit 118, and the exit optical system 115 are arranged in this order, and a part of the light emitted from the monochromatic light source 111 is directly incident on the entrance optical system 1.
13 and the other part is reflected by the condenser mirror 112 and given to the incident optical system 113. Then, the converged light converged by the incident optical system 113 is incident slit 1
After passing through 14, it becomes a monochromator 117, in which the desired spectrum is emitted and emitted from the emission slit 118. The emitted light is applied to the cell to be measured CUT via the emission optical system 115.

【0029】本実施の形態では、単色光源111とし
て、高強度(例えば数百W〜数千W)のキセノンランプ
が用いられ、集光鏡112として、光利用効率が高い楕
円集光鏡が用いられている。
In this embodiment, a high intensity (for example, several hundred W to several thousand W) xenon lamp is used as the monochromatic light source 111, and an elliptical condensing mirror having high light utilization efficiency is used as the condensing mirror 112. Has been.

【0030】更に、出射スリット118と出射光学系1
15の間に、光学チョッパ116を介在させている。こ
の光学チョッパ116は、サーボモータ1161と、光
ブレード1162とからなる。ここで、サーボモータ1
161として、超低速で安定し駆動できるものが採用さ
れる。なお、光学チョッパ116は、AC測定モードで
は駆動されるが、DC測定モードでは駆動しない。サー
ボモータ1161のシャフトに、光ブレード1162を
直結することで、高周波数から超低周波数まで可変範囲
の広い光チョッパ116の実現が可能となる。
Further, the exit slit 118 and the exit optical system 1
An optical chopper 116 is interposed between the 15 parts. The optical chopper 116 includes a servo motor 1161 and an optical blade 1162. Here, servo motor 1
As the device 161, a device that can be stably driven at an ultra-low speed is adopted. The optical chopper 116 is driven in the AC measurement mode, but is not driven in the DC measurement mode. By directly connecting the optical blade 1162 to the shaft of the servo motor 1161, it is possible to realize the optical chopper 116 having a wide variable range from high frequency to ultra low frequency.

【0031】図2は、光学チョッパ116の正面図であ
る。光ブレード1162は、位相(信号位相)が1/π
異なる中心角90°の2つの扇形開口部O,Oが形
成された円板からなる。また、図1にも示されているよ
うに、光ブレード1162には、フォトインタラプタ1
121が設けられている。
FIG. 2 is a front view of the optical chopper 116. The optical blade 1162 has a phase (signal phase) of 1 / π.
It consists of a disk with two fan-shaped openings O 1 and O 2 having different central angles of 90 °. In addition, as shown in FIG. 1, the photo interrupter 1 is connected to the optical blade 1162.
121 is provided.

【0032】バイアス光照射装置12は、白色バイアス
光BBを発生する。この白色バイアス光BBは、単色光
SBに重畳され、被測定セルCUTに照射される。バイ
アス光照射装置12は、分光感度測定の技術分野におい
て一般的に使用される装置である。したがって、図には
バイアス光源121のみを示し、他の構成の図示は省略
してある。本実施の形態では、バイアス光源121とし
て、強度100mW/cmのキセノンランプが用いら
れている。
The bias light irradiation device 12 generates white bias light BB. The white bias light BB is superimposed on the monochromatic light SB and is applied to the measured cell CUT. The bias light irradiation device 12 is a device generally used in the technical field of spectral sensitivity measurement. Therefore, in the figure, only the bias light source 121 is shown, and the illustration of other configurations is omitted. In this embodiment, a xenon lamp having an intensity of 100 mW / cm 2 is used as the bias light source 121.

【0033】分光感度測定装置13は、図示はしないが
ロックインアンプを内蔵しており、当該ロックインアン
プにより、被測定セルCUTのAC測定モードでの光電
流を取り出すことができる。
The spectral sensitivity measuring device 13 has a lock-in amplifier (not shown) built therein, and the lock-in amplifier can extract the photocurrent in the AC measurement mode of the cell CUT to be measured.

【0034】DC測定モードでは、光学チョッパ116
は、単色光SBが扇形開口部OまたはOを通るよう
に光ブレード1162の回転位置を調整して、サーボモ
ータ1161の動作を停止させておく。そして、被測定
セルCUTに、バイアス光照射装置12により白色バイ
アス光BBを照射して被測定セルCUTを励起し、単色
光照射装置11により単色光SBを被測定セルCUTに
重畳して照射する。この後、分光感度測定装置13によ
り、被測定セルCUTの光電流を検出し、この光電流か
ら単色光SB成分を取り出す。
In the DC measurement mode, the optical chopper 116 is used.
Adjusts the rotation position of the optical blade 1162 so that the monochromatic light SB passes through the fan-shaped opening O 1 or O 2 , and stops the operation of the servo motor 1161. Then, the measured cell CUT is irradiated with the white bias light BB by the bias light irradiation device 12 to excite the measured cell CUT, and the monochromatic light SB is irradiated by superposing the monochromatic light SB on the measured cell CUT. . After that, the photosensitivity of the cell to be measured CUT is detected by the spectral sensitivity measuring device 13, and the monochromatic light SB component is extracted from this photocurrent.

【0035】図1に示した分光感度測定装置1では、単
色光SBの強度は強いので、図3の(実線)に示すよ
うに、良好な分光感度(すなわち良好なS/N比)を得
ることができる。通常白色バイアス光BBのノイズは1
%以下である。したがって、DC測定モードにおいて、
白色バイアス光BBのノイズに単色光SBが埋もれてし
まうことはない。
In the spectral sensitivity measuring device 1 shown in FIG. 1, since the intensity of the monochromatic light SB is high, a good spectral sensitivity (that is, a good S / N ratio) is obtained as shown by the solid line in FIG. be able to. The noise of normal white bias light BB is 1
% Or less. Therefore, in the DC measurement mode,
The monochromatic light SB is not buried in the noise of the white bias light BB.

【0036】また、AC測定モードにおいて、光学チョ
ッパ116は、サーボモータ1161を超低速で動作さ
せる。そして、被測定セルCUTに、バイアス光照射装
置12により白色バイアス光BBを被測定セルCUTに
照射するとともに、単色光照射装置11により、サーボ
モータ1161の回転数に応じた所定周波数の単色光S
Bを被測定セルCUTに重畳して照射する。
In the AC measurement mode, the optical chopper 116 operates the servo motor 1161 at an extremely low speed. Then, the bias light irradiation device 12 irradiates the measured cell CUT with the white bias light BB, and the monochromatic light irradiation device 11 causes the monochromatic light S having a predetermined frequency according to the rotation speed of the servo motor 1161.
B is superimposed on the measured cell CUT and irradiated.

【0037】図4は、AC測定モードにおいて、単色光
SBによる光電流iSBと、白色バイアス光BBによる
光電流iBBとのレベル関係を示す図である。図4に示
すように、本実施の形態では、単色光SBは、白色バイ
アス光BBの1/20なので、上述したように単色光S
Bが、白色バイアス光BBのノイズに埋もれてしまうこ
とはない。
FIG. 4 is a diagram showing the level relationship between the photocurrent i SB due to the monochromatic light SB and the photocurrent i BB due to the white bias light BB in the AC measurement mode. As shown in FIG. 4, in the present embodiment, since the monochromatic light SB is 1/20 of the white bias light BB, as described above, the monochromatic light S
B is not buried in the noise of the white bias light BB.

【0038】ロックインアンプを用いた同期検波方式で
は、光ブレード1162の回転数の変動が大きくなる
と、光ブレード1162を通過する単色光SBと検出信
号(光電流iSB)との同期が取れず、エラーとなる。
本実施の形態では、超低速度回転においても速度変動が
小さいサーボモータ1161を使用しているので、上記
のエラーは生じない。
In the synchronous detection system using the lock-in amplifier, when the fluctuation of the rotation speed of the optical blade 1162 becomes large, the monochromatic light SB passing through the optical blade 1162 and the detection signal (photocurrent i SB ) cannot be synchronized. , Will result in an error.
In the present embodiment, since the servo motor 1161 whose speed fluctuation is small even at the ultra-low speed rotation is used, the above error does not occur.

【0039】図1および図2に示した光学チョッパ11
6に替えて、本発明では、図5に示した光学チョッパ1
16′を採用することもできる。この光学チョッパで
は、減速機(同図ではベルト)1165が接続されたモ
ータ1164により光ブレード1162を回転させてい
る。
The optical chopper 11 shown in FIGS. 1 and 2.
In the present invention, instead of 6, the optical chopper 1 shown in FIG.
16 'can also be adopted. In this optical chopper, an optical blade 1162 is rotated by a motor 1164 to which a speed reducer (belt in the figure) 1165 is connected.

【0040】しかし、AC測定モードでは、単色光SB
の照射周波数を大きくして、光電流iSBを測定する場
合も多い。このため、本実施の形態では、図1および図
2に示したように、光学チョッパ116のモータとして
サーボモータ1161を使用している。
However, in the AC measurement mode, the monochromatic light SB
In many cases, the photocurrent i SB is measured by increasing the irradiation frequency of. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the servo motor 1161 is used as the motor of the optical chopper 116.

【0041】図1の分光感度測定装置1では、サーボモ
ータ1161は、光ブレード1162を超低速で回転さ
せることができるので、光照射に対する応答が遅い被測
定色素増感型太陽電池セル(被測定セルCUT)の分光
感度測定を正確に行うことができる。
In the spectral sensitivity measuring apparatus 1 of FIG. 1, the servo motor 1161 can rotate the optical blade 1162 at an extremely low speed, so that the dye-sensitized solar cell (measurement target) to be measured has a slow response to light irradiation. The spectral sensitivity of the cell CUT) can be accurately measured.

【0042】図1および図2に示した光学チョッパ11
6では、サーボモータ1161を超低速で駆動すると、
フォトインタラプタ1121が、扇形開口部O,O
のエッジを検出する際に、光ブレード1162が慣性に
より振動することがある。この振動は、チャタリングを
引き起こし、フォトインタラプタ1121の検出信号に
は図6に示すようジッタが生じる。
The optical chopper 11 shown in FIGS. 1 and 2.
In 6, when the servo motor 1161 is driven at an extremely low speed,
The photo interrupter 1121 has fan-shaped openings O 1 and O 2.
The optical blade 1162 may vibrate due to inertia when detecting the edge of the. This vibration causes chattering, and jitter occurs in the detection signal of the photo interrupter 1121 as shown in FIG.

【0043】このチャタリングの発生を防止するため
に、図7に示すように、光チョッパ116の光ブレード
1162に、位相が異なる(図7では信号の位相差は9
0°)2つのフォトインタラプタ1121,1122を
設けることができる。
In order to prevent the occurrence of chattering, as shown in FIG. 7, the optical blade 1162 of the optical chopper 116 has a different phase (in FIG. 7, the phase difference between the signals is 9).
(0 °) Two photo interrupters 1121 and 1122 can be provided.

【0044】また、図7では、分光感度測定装置13
に、ラッチ回路131が設けられている。このラッチ回
路131は、フォトインタラプタ1121の検出信号を
ラッチ信号とし、フォトインタラプタ1121の検出信
号をラッチ回路131の入力信号としている。
Further, in FIG. 7, the spectral sensitivity measuring device 13
In addition, a latch circuit 131 is provided. The latch circuit 131 uses the detection signal of the photo interrupter 1121 as a latch signal and the detection signal of the photo interrupter 1121 as an input signal of the latch circuit 131.

【0045】図8(a)はラッチ回路131の入力信号
(フォトインタラプタ1122の検出信号)を、図8
(b)はラッチ回路131のラッチ信号(フォトインタ
ラプタ1121の検出信号)を示している。ラッチ回路
131の入力信号やラッチ信号にジッタが生じても、図
8(c)に示されるように、ラッチ回路131の出力信
号にはジッタは生じない。
FIG. 8A shows an input signal of the latch circuit 131 (detection signal of the photo interrupter 1122) as shown in FIG.
(B) shows a latch signal of the latch circuit 131 (a detection signal of the photo interrupter 1121). Even if jitter occurs in the input signal or the latch signal of the latch circuit 131, no jitter occurs in the output signal of the latch circuit 131 as shown in FIG. 8C.

【0046】ところで、単色光照射装置11の集光鏡1
12から反射する光が単色光源111に遮られて、図9
に示すように被測定セルCUTにドーナツ状の照度分布
が形成される場合がある。図9の単色光照射装置11で
は、説明の便宜上、入射光学系113および出射光学系
115の図示は省略してある。
By the way, the condenser mirror 1 of the monochromatic light irradiation device 11
The light reflected from 12 is blocked by the monochromatic light source 111, and
In some cases, a toroidal illuminance distribution is formed in the measured cell CUT as shown in FIG. In the monochromatic light irradiation device 11 of FIG. 9, the illustration of the entrance optical system 113 and the exit optical system 115 is omitted for convenience of description.

【0047】この場合には、図10に示すように、単色
光照射装置11の入射光学系113として、入射スリッ
ト114の直前に凹レンズ1131を配置したレンズ系
を採用することができる。凹レンズ1131は、照度分
布がドーナツ状となることを防止するドーナツ化防止レ
ンズ系として作用する。図10では、説明の便宜上、入
射光学系113を凹レンズ1131で示し、出射光学系
115の図示は省略してある。なお、コーンレンズを使
用することで、照度分布のドーナツ化を解消できるが価
格が高いという問題がある。したがって本実施の形態で
はドーナツ化防止レンズ系として凹レンズ1131を使
用している。
In this case, as shown in FIG. 10, a lens system in which a concave lens 1131 is arranged immediately before the entrance slit 114 can be adopted as the entrance optical system 113 of the monochromatic light irradiation device 11. The concave lens 1131 acts as a donut prevention lens system that prevents the illuminance distribution from becoming a donut shape. In FIG. 10, for convenience of explanation, the incident optical system 113 is shown by a concave lens 1131 and the output optical system 115 is not shown. By using a cone lens, it is possible to eliminate the donut from the illuminance distribution, but there is a problem that the price is high. Therefore, in this embodiment, the concave lens 1131 is used as the donut prevention lens system.

【0048】入射光学系113に凹レンズ1131を採
用しない場合はもちろん、凹レンズ1131を採用した
場合であっても、被測定セルCUTに照射される単色光
SBの照度分布が不均一となることがある。このような
場合に、後述するように出射光学系115にフライアイ
レンズ(図12の符号1152参照)を組み込むことが
できる。このフライアイレンズにより、単色光において
高強度および良好な照度均一性を実現することができ
る。
Not only when the concave lens 1131 is not used in the incident optical system 113 but also when the concave lens 1131 is adopted, the illuminance distribution of the monochromatic light SB irradiated on the cell to be measured CUT may become nonuniform. . In such a case, a fly-eye lens (see reference numeral 1152 in FIG. 12) can be incorporated in the emission optical system 115 as described later. With this fly-eye lens, it is possible to realize high intensity and good illuminance uniformity in monochromatic light.

【0049】図1の単色光照射装置11の出射光学系1
15には、集光レンズとして、図11に示すような複数
の凸レンズ1151を用いることができる。図11の出
射光学系115の短焦点対物レンズでは、被測定セルC
UTとの間に短い作動距離しかとることができないた
め、被測定セルCUTのセット等の操作性が悪くなるこ
とがある。
The emission optical system 1 of the monochromatic light irradiation device 11 of FIG.
A plurality of convex lenses 1151 as shown in FIG. 11 can be used for 15 as a condenser lens. In the short-focus objective lens of the emission optical system 115 shown in FIG.
Since only a short working distance can be provided between the UT and the UT, the operability of setting the cell to be measured CUT may be deteriorated.

【0050】被測定セルCUTとの間に長い作動距離を
とりたい場合には、図12に示すように、出射光学系1
15としてレトロフォーカスレンズ1153を採用する
ことができる。図12では、出射光学系115として、
コリメータレンズ1154,フライアイレンズ115
2,レトロフォーカスレンズ1153の順に配置した構
造をとる。これによりコリメータレンズ1154によっ
て平行光線にされた光が前述したフライアイレンズ11
52に与えられ、そのフライアイレンズ1152を単色
光2次光源として、レトロフォーカスレンズ1153を
介して単色光SBを被測定セルCUTに照射するように
なる。
When it is desired to have a long working distance with the cell to be measured CUT, as shown in FIG.
A retro focus lens 1153 can be adopted as 15. In FIG. 12, as the emission optical system 115,
Collimator lens 1154, fly-eye lens 115
2, the retrofocus lens 1153 is arranged in this order. As a result, the light collimated by the collimator lens 1154 is converted into parallel rays, and
52, the fly-eye lens 1152 is used as a monochromatic light secondary light source to irradiate the cell CUT to be measured with monochromatic light SB via the retrofocus lens 1153.

【0051】これにより、単色照射光の被測定セルCU
T表面での分布が均一化されるとともに、被測定セルC
UTのセット空間の確保等の分光感度測定装置1の操作
性を向上させることができる。
As a result, the measured cell CU of monochromatic irradiation light is measured.
The distribution on the T surface is made uniform and the measured cell C
It is possible to improve the operability of the spectral sensitivity measurement device 1 such as securing a space for setting the UT.

【0052】色素増感型太陽電池において、電解液を流
れる化学電流が大きく、しかも変動するため、これが光
照射に依存しない暗電流となり、単色光SBの分光感度
の測定電流に誤差が生じる。
In the dye-sensitized solar cell, the chemical current flowing through the electrolytic solution is large and fluctuates, so that this becomes a dark current that does not depend on light irradiation, and an error occurs in the measurement current of the spectral sensitivity of the monochromatic light SB.

【0053】更にまた、被測定セルCUTの分光感度測
定値から暗電流分を除去するための補正装置(図示せ
ず)を設けることができる。この補正装置により、各測
定波長についての分光感度の実測値から、暗電流分を差
し引き、分光感度を求めることができる。
Furthermore, a correction device (not shown) for removing the dark current component from the spectral sensitivity measurement value of the cell to be measured CUT can be provided. With this correction device, the dark current component can be subtracted from the measured value of the spectral sensitivity for each measurement wavelength to obtain the spectral sensitivity.

【0054】暗電流は、単色光SBの光路中にシャッタ
ーを挿入して、シャッター挿入前の分光感度測定値か
ら、シャッター挿入後の分光感度測定値を差し引くこと
により求めることができる。
The dark current can be obtained by inserting a shutter in the optical path of the monochromatic light SB and subtracting the spectral sensitivity measurement value after the shutter insertion from the spectral sensitivity measurement value before the shutter insertion.

【0055】図13は、分光感度測定の直前に1回だけ
暗電流を測定し、この測定値により分光感度を補正した
場合のスペクトルを示している。ここでは、実測電流i
から暗電流分iを差し引き、測定電流iを求めて
おり、実際の暗電流の変動分iDDを破線で示す。この
補正では、測定開始時に1回だけしか暗電流を測定して
いないため、暗電流が時間変動する場合には、正確なス
ペクトルを得ることができない場合がある。
FIG. 13 shows a spectrum when the dark current is measured only once immediately before the measurement of the spectral sensitivity and the spectral sensitivity is corrected by the measured value. Here, the measured current i
The dark current component i D is subtracted from R to obtain the measured current i S , and the actual dark current fluctuation component i DD is indicated by a broken line. In this correction, the dark current is measured only once at the start of measurement, and therefore, when the dark current varies with time, an accurate spectrum may not be obtained.

【0056】図14は、測定直前、測定直後および光学
素子切換え時において暗電流を測定し、これらの値に基
き、暗電流を補完した場合のスペクトルを示している。
この補正では、各測定波長での実測電流iから補完し
た暗電流iとを差し引いているので、正確なスペクト
ルを得ることができる。図14では、実際の暗電流i
DDを破線で示し、補完値iを両向き矢印で示す。な
お、図13および図14では、被測定セルCUTのTi
によるピーク、および色素(DYE)によるピーク
を白抜き矢印で示してある。
FIG. 14 shows immediately before measurement, immediately after measurement, and optical measurement.
The dark current is measured when switching elements and based on these values.
Shows a spectrum when dark current is complemented.
In this correction, the measured current i at each measurement wavelength isRComplement from
Dark current iDSince we have subtracted
You can get In FIG. 14, the actual dark current i
DDIs indicated by a broken line, and the complementary value iDIs indicated by a double-headed arrow. Na
In FIGS. 13 and 14, the Ti of the measured cell CUT is
OTwoPeak due to and dye (DYE) peak
Is indicated by an outline arrow.

【0057】本実施の形態では、分光感度測定装置1に
光チョッパの周波数表示機能を持たせることができる。
図15では、光学チョッパ116の光ブレード1162
に設けたフォトインタラプタ1121の出力信号によ
り、ディスプレイ14に周波数表示をしているが、光ブ
レード1162の回転が超低周波になると周波数表示が
更新されるまでに長時間を要してしまう。
In the present embodiment, the spectral sensitivity measuring device 1 can be provided with the frequency display function of the optical chopper.
In FIG. 15, the optical blade 1162 of the optical chopper 116 is shown.
Although the frequency is displayed on the display 14 by the output signal of the photo interrupter 1121 provided in the above, if the rotation of the optical blade 1162 becomes an extremely low frequency, it takes a long time until the frequency display is updated.

【0058】この不都合を解消するために、図16(光
学チョッパ116をサーボモータ1161側から見た
図)に示すように、サーボモータ1161のエンコーダ
1166の出力パルスを利用してディスプレイ14に周
波数表示をすることができる。サーボモータ1161の
エンコーダ1166は、1回転につき数千カウントの計
数ができる。したがって、この出力信号に基づき光チョ
ッパの周波数表示を行い、光ブレード1162の回転周
波数表示の更新時間を短縮することができ、周波数の変
更・設定を短時間で行うことができるようになる。
In order to eliminate this inconvenience, as shown in FIG. 16 (a view of the optical chopper 116 viewed from the servo motor 1161 side), a frequency is displayed on the display 14 by using the output pulse of the encoder 1166 of the servo motor 1161. You can The encoder 1166 of the servo motor 1161 can count several thousand counts per rotation. Therefore, the frequency display of the optical chopper is performed based on this output signal, the update time of the rotation frequency display of the optical blade 1162 can be shortened, and the frequency can be changed / set in a short time.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明の色素増感型太陽電池の分光感度
測定装置、DC測定モード、AC測定モードによらず、
正確な単色光の分光感度の測定が可能となる。
EFFECT OF THE INVENTION Regardless of the spectral sensitivity measuring device of the dye-sensitized solar cell of the present invention, the DC measuring mode and the AC measuring mode,
It is possible to accurately measure the spectral sensitivity of monochromatic light.

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

【図1】本発明に係る色素増感型太陽電池の分光感度測
定装置の一実施の形態を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a spectral sensitivity measuring apparatus for a dye-sensitized solar cell according to the present invention.

【図2】光学チョッパの正面図であり、分光感度測定装
置を示す図である。
FIG. 2 is a front view of an optical chopper and is a diagram showing a spectral sensitivity measuring device.

【図3】− 単色光強度が強い場合と、弱い場合の分光
感度を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing spectral sensitivities when monochromatic light intensity is strong and weak.

【図4】AC測定モードにおける単色光による光電流
と、白色バイアス光による光電流とのレベル関係を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing a level relationship between a photocurrent caused by monochromatic light and a photocurrent caused by white bias light in an AC measurement mode.

【図5】減速機が接続されたモータにより光ブレードを
回転させる光学チョッパを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an optical chopper that rotates an optical blade by a motor to which a speed reducer is connected.

【図6】チャタリングに起因するジッタが生じたフォト
インタラプタの検出信号を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a detection signal of a photo interrupter in which jitter caused by chattering has occurred.

【図7】2つのフォトインタラプタによりジッタの発生
を防止した光チョッパおよび分光感度測定装置に設けた
ラッチ回路を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an optical chopper in which the occurrence of jitter is prevented by two photo interrupters and a latch circuit provided in the spectral sensitivity measurement apparatus.

【図8】(a)〜(c)は、それぞれラッチ回路のラッ
チ信号,入力信号,出力信号を示す図である。
8A to 8C are diagrams showing a latch signal, an input signal, and an output signal of a latch circuit, respectively.

【図9】単色光照射装置の集光鏡から反射する光が単色
光源に遮られ、被測定セルにドーナツ状の照度分布が形
成された様子を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a state in which the light reflected from the condenser mirror of the monochromatic light irradiation device is blocked by the monochromatic light source, and a donut-shaped illuminance distribution is formed in the measured cell.

【図10】単色光照射装置の入射光学系として、入射ス
リットの直前に凹レンズを配置することで、被測定セル
にドーナツ状の照度分布が生じないようにした様子を示
す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a state in which a donut-shaped illuminance distribution is not generated in a cell to be measured by disposing a concave lens immediately before an entrance slit as an incident optical system of a monochromatic light irradiation device.

【図11】単色光照射装置の出射光学系に複数の凸レン
ズを用いた場合を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a case where a plurality of convex lenses are used in the emission optical system of the monochromatic light irradiation device.

【図12】単色光照射装置の出射光学系と、被測定セル
との間に長い作動距離をとるために、出射光学系として
レトロフォーカスレンズを採用した場合を示す図であ
る。
FIG. 12 is a diagram showing a case where a retrofocus lens is adopted as an emission optical system in order to maintain a long working distance between the emission optical system of the monochromatic light irradiation device and the cell to be measured.

【図13】分光感度測定の直前に一回だけ暗電流を求め
た場合の実測値と、この実測値から暗電流を差し引いた
補正後光電流とを示すスペクトル図である。
FIG. 13 is a spectrum diagram showing an actual measurement value obtained when the dark current is obtained only once immediately before the spectral sensitivity measurement, and a corrected photocurrent obtained by subtracting the dark current from the actual measurement value.

【図14】測定直前、測定直後および光学素子切換え時
において暗電流を求め、これらの値に基づき、各測定波
長での暗電流を補完した場合のスペクトルを示す図であ
る。
FIG. 14 is a diagram showing spectra when dark currents are obtained immediately before measurement, immediately after measurement, and at the time of switching optical elements, and dark currents at respective measurement wavelengths are complemented based on these values.

【図15】分光感度測定装置の光チョッパの周波数表示
機能の説明図であり、フォトインタラプタにより周波数
表示を行う場合を示す図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram of a frequency display function of the optical chopper of the spectral sensitivity measurement device, and is a diagram showing a case where frequency display is performed by a photo interrupter.

【図16】分光感度測定装置の光チョッパの周波数表示
機能の説明図であり、サーボモータに備えられたエンコ
ーダにより周波数表示を行う場合を示す図である。
FIG. 16 is an explanatory diagram of a frequency display function of the optical chopper of the spectral sensitivity measurement device, and is a diagram showing a case where frequency display is performed by an encoder provided in the servo motor.

【図17】色素増感型太陽電池の分光感度測定装置を示
す図である。
FIG. 17 is a diagram showing a spectral sensitivity measuring device for a dye-sensitized solar cell.

【図18】図17に示す装置におけるAC測定モードに
おける、単色光による光電流と、白色バイアス光による
光電流とのレベル関係を示す図である。
18 is a diagram showing the level relationship between the photocurrent of monochromatic light and the photocurrent of white bias light in the AC measurement mode of the apparatus shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 分光感度測定装置 9 分光感度測定装置 11 単色光照射装置 12 バイアス光照射装置 13 分光感度測定装置 14 ディスプレイ 91 単色光照射装置 92 バイアス光照射装置 93 分光感度測定装置 111 単色光源 112 集光鏡 113 入射光学系 114 入射スリット 115 出射光学系 116,116′ 光学チョッパ 117 モノクロメータ 118 出射スリット 121 バイアス光源 131 ラッチ回路 911 単色光源 912 集光鏡,球面鏡 913 入射光学系(集光レンズ) 914 入射スリット 921 バイアス光源 1121,1122 フォトインタラプタ 1131 凹レンズ 1151 凸レンズ 1152 フライアイレンズ 1153 レトロフォーカスレンズ 1154 コリメータレンズ 1161 サーボモータ 1162 光ブレード 1164 モータ 1165 減速機 1166 エンコーダ O,O 扇形開口部 BB 白色バイアス光 SB 単色光1 Spectral Sensitivity Measuring Device 9 Spectral Sensitivity Measuring Device 11 Monochromatic Light Irradiating Device 12 Bias Light Irradiating Device 13 Spectral Sensitivity Measuring Device 14 Display 91 Monochromatic Light Irradiating Device 92 Bias Light Irradiating Device 93 Spectral Sensitivity Measuring Device 111 Monochromatic Light Source 112 Condenser Mirror 113 Incident optical system 114 Incident slit 115 Ejection optical systems 116 and 116 'Optical chopper 117 Monochromator 118 Emission slit 121 Bias light source 131 Latch circuit 911 Monochromatic light source 912 Condensing mirror, spherical mirror 913 Incident optical system (condensing lens) 914 Incident slit 921 Bias light sources 1121 and 1122 Photo interrupter 1131 Concave lens 1151 Convex lens 1152 Fly eye lens 1153 Retrofocus lens 1154 Collimator lens 1161 Servo motor 1162 Optical blade 1164 Mo 1165 Reducer 1166 Encoder O 1 , O 2 Fan-shaped opening BB White bias light SB Monochromatic light

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 31/04 K (72)発明者 佐山 和弘 茨城県つくば市東1−1−1 独立行政法 人産業技術総合研究所つくばセンター内 (72)発明者 荒川 裕則 茨城県つくば市東1−1−1 独立行政法 人産業技術総合研究所つくばセンター内 (72)発明者 草野 清一 東京都八王子市高倉町4番8号 分光計器 株式会社内 (72)発明者 浅野 恒夫 東京都八王子市高倉町4番8号 分光計器 株式会社内 Fターム(参考) 2G020 AA04 BA20 CB26 CB32 CB43 CC01 CD24 CD51 2G059 AA03 BB16 EE12 EE17 GG03 GG07 HH02 JJ01 JJ11 JJ13 JJ24 NN01 PP04 5F051 AA14 BA00 FA01 GA03 5H032 AA06 AS16 CC16 EE02 EE07 EE16 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 31/04 K (72) Inventor Kazuhiro Sayama 1-1-1 Higashi, Tsukuba City, Ibaraki Prefecture Research Institute, Tsukuba Center (72) Inventor Hironori Arakawa 1-1-1 East, Tsukuba City, Ibaraki Prefecture Independent Administrative Law Institute of Industrial Science and Technology Tsukuba Center (72) Inventor Seiichi Kusano 4 Takakura-cho, Hachioji-shi, Tokyo No. 8 Spectrometer Co., Ltd. (72) Inventor Tsuneo Asano No. 4 Takakuracho, Hachioji-shi, Tokyo F-Term (Spec.) In Spectrometer Co., Ltd. (reference) 2G020 AA04 BA20 CB26 CB32 CB43 CC01 CD24 CD51 2G059 AA03 BB16 EE12 EE17 GG03 GG07 HH02 JJ01 JJ11 JJ13 JJ24 NN01 PP04 5F051 AA14 BA00 FA01 GA03 5H032 AA06 AS16 CC16 EE02 EE07 EE16

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 単色光源が生成する単色光を、集光鏡に
より集光し、入射光学系,入射スリット,モノクロメー
タ,出射スリットおよび出射光学系を介して、被測定色
素増感型太陽電池セルに照射する単色光照射手段と、 バイアス光源が発生する白色バイアス光を、前記単色光
に重畳させて照射するバイアス光照射手段と、 前記被測定色素増感型太陽電池セルの出力信号を測定す
る分光感度測定手段と、を含んでなる色素増感型太陽電
池の分光感度測定装置において、 前記単色光源が生成する単色光の強度は、0.5〜5m
W/cmであることを特徴とする色素増感型太陽電池
の分光感度測定装置。
1. A dye-sensitized solar cell to be measured, which collects monochromatic light generated by a monochromatic light source with a condensing mirror, and through an incident optical system, an entrance slit, a monochromator, an exit slit, and an exit optical system. A monochromatic light irradiating means for irradiating the cell, a bias light irradiating means for irradiating a white bias light generated by a bias light source on the monochromatic light, and measuring the output signal of the dye-sensitized solar cell to be measured. In the spectral sensitivity measurement device for a dye-sensitized solar cell, the intensity of monochromatic light generated by the monochromatic light source is 0.5 to 5 m.
A spectral sensitivity measuring device for a dye-sensitized solar cell, which is W / cm 2 .
【請求項2】 前記単色光源がキセノンランプであり、
当該キセノン光源が発する単色光の強度は、0.5〜5
mW/cmであることを特徴とする色素増感型太陽電
池の分光感度測定装置。
2. The monochromatic light source is a xenon lamp,
The intensity of monochromatic light emitted from the xenon light source is 0.5 to 5
A spectral sensitivity measuring device for a dye-sensitized solar cell, wherein the spectral sensitivity measuring device is mW / cm 2 .
【請求項3】 前記入射光学系は、入射スリットの直前
に、照度分布のドーナツ化を防止するドーナツ化防止レ
ンズ系を含むことを特徴とする請求項1または2に記載
の色素増感型太陽電池の分光感度測定装置。
3. The dye-sensitized sun according to claim 1, wherein the incident optical system includes a donut preventing lens system for preventing the donut from changing in illuminance distribution just before the entrance slit. Battery spectral sensitivity measurement device.
【請求項4】 前記ドーナツ化防止レンズ系が凹レンズ
であることを特徴とする請求項3に記載の色素増感型太
陽電池の分光感度測定装置。
4. The spectral sensitivity measuring device for a dye-sensitized solar cell according to claim 3, wherein the donut preventing lens system is a concave lens.
【請求項5】 前記出射光学系は、レトロフォーカスレ
ンズタイプであること特徴とする請求項1〜4の何れか
1項に記載の色素増感型太陽電池の分光感度測定装置。
5. The spectral sensitivity measuring device for a dye-sensitized solar cell according to claim 1, wherein the emission optical system is a retrofocus lens type.
【請求項6】 前記出射光学系には、フライアイレンズ
が組み込まれていることを特徴とする請求項1〜5の何
れか1項に記載の色素増感型太陽電池の分光感度装置。
6. The spectral sensitivity device for a dye-sensitized solar cell according to claim 1, wherein a fly's eye lens is incorporated in the emission optical system.
【請求項7】 前記分光感度測定手段は、被測定色素増
感型太陽電池セルの検出信号から暗電流分を除去する補
正手段を含むことを特徴とする請求項1〜6の何れか1
項に記載の色素増感型太陽電池の分光感度測定装置。
7. The spectral sensitivity measuring means includes a correcting means for removing a dark current component from a detection signal of the dye-sensitized solar cell to be measured, according to any one of claims 1 to 6.
Item 7. A spectral sensitivity measuring device for a dye-sensitized solar cell according to item.
【請求項8】 前記単色光照射手段は、被測定色素増感
型太陽電池セルに照射する単色光をチョッピングする超
低周波動作機能を持つ光学チョッパを含むことを特徴と
する請求項1〜請求項7の何れか1項に記載の色素増感
型太陽電池の分光感度測定装置。
8. The monochromatic light irradiation means includes an optical chopper having an ultra-low frequency operation function for chopping the monochromatic light with which the dye-sensitized solar cell to be measured is irradiated. Item 7. A spectral sensitivity measurement device for a dye-sensitized solar cell according to any one of items 7.
【請求項9】 前記光学チョッパは、モータと、当該モ
ータ回転軸に直結された光ブレードとからなることを特
徴とする請求項8に記載の色素増感型太陽電池の分光感
度測定装置。
9. The spectral sensitivity measuring device of a dye-sensitized solar cell according to claim 8, wherein the optical chopper includes a motor and an optical blade directly connected to the motor rotation shaft.
【請求項10】 前記光学チョッパには、光ブレードの
位相が異なる位置にフォトインタラプタが2つ設けら
れ、かつ前記分光感度測定手段には、前記フォトインタ
ラプタの一方の検出信号を、他方の検出信号でラッチす
る回路が設けられたことを特徴とする請求項9に記載の
色素増感型太陽電池の分光感度測定装置。
10. The optical chopper is provided with two photo interrupters at positions where optical blades have different phases, and the spectral sensitivity measuring means receives one detection signal of the photo interrupter and the other detection signal of the photo interrupter. 10. The spectral sensitivity measuring device for a dye-sensitized solar cell according to claim 9, wherein a circuit for latching is provided.
【請求項11】 前記光学チョッパの周波数表示機能を
持つ請求項9または10に記載の色素増感型太陽電池の
分光感度測定装置であって、前記モータに備えたエンコ
ーダの出力信号の周波数に基づき、前記光学チョッパの
周波数表示を行うことを特徴とする色素増感型太陽電池
の分光感度測定装置。
11. The spectral sensitivity measurement device for a dye-sensitized solar cell according to claim 9, which has a frequency display function of the optical chopper, wherein the spectral sensitivity measurement device is based on a frequency of an output signal of an encoder provided in the motor. A spectral sensitivity measuring device for a dye-sensitized solar cell, which displays the frequency of the optical chopper.
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