JP2006229063A - Method for correcting and predicting measured result of current/voltage characteristic of photoelectric conversion element, method and device for measuring and for manufacturing photoelectric conversion element - Google Patents

Method for correcting and predicting measured result of current/voltage characteristic of photoelectric conversion element, method and device for measuring and for manufacturing photoelectric conversion element Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To increase a correction accuracy when the current/voltage characteristic of a photoelectric conversion element is corrected to a reference state. <P>SOLUTION: Data (V<SB>1</SB>, I<SB>1</SB>) about a set of current/voltage characteristics measured in a state other than a reference state are corrected to data (V<SB>2</SB>, I<SB>2</SB>) about the current/voltage characteristic in the reference state, according to a correction equation, I<SB>2</SB>=I<SB>1</SB>+ΔI<SB>1</SB>+α×ΔTV<SB>2</SB>=(V<SB>1</SB>-Rs×ΔI<SB>1</SB>)(1+β/Voc'×ΔT)-Ka×I<SB>2</SB>×ΔT. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光電変換素子の電流電圧特性の補正方法、特に光電変換素子の電流電圧特性を基準状態、あるいは任意の放射照度と素子温度の状態に、補正する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for correcting a current-voltage characteristic of a photoelectric conversion element, and more particularly to a method for correcting a current-voltage characteristic of a photoelectric conversion element to a reference state or an arbitrary irradiance and element temperature state.

光電変換素子の電流電圧特性を正確に測定することは、以下のような理由から非常に重要である。   It is very important to accurately measure the current-voltage characteristics of the photoelectric conversion element for the following reasons.

最大出力、開放電圧、短絡電流、曲線因子等の光電変換素子の出力特性は、電流電圧特性から求められる。例えば、最大出力が重要な光電変換素子を製造して出荷する場合、検査において最大出力が定格値に満たないものは不良品とするが、正確な電流電圧特性の測定ができなければ、出荷する光電変換素子の最大出力を保証することができない。また、電流電圧特性の測定誤差が大きく、例えば測定装置の状態によって測定値が変化すると、同じ品質の光電変換素子を製造していても、検査のしきい値が変化してしまうので、製造の歩留まりが不安定になってしまう。さらに、出荷品の品質を保証するため、電流電圧特性の測定の誤差分を検査のしきい値に上乗せすると、製造の歩留まりが低下してしまう。また、上記光電変換素子を使用した太陽光発電システムを構築する場合、光電変換素子の出力を正確に予測できないと、前記太陽光発電システム全体の誤差が大きくなったり、前記太陽光発電システムの効率が低下したりする。   The output characteristics of the photoelectric conversion element such as maximum output, open circuit voltage, short circuit current, and fill factor are obtained from the current voltage characteristics. For example, when manufacturing and shipping a photoelectric conversion element in which the maximum output is important, if the maximum output is less than the rated value in the inspection, it is considered a defective product, but if the current / voltage characteristics cannot be measured accurately, it will be shipped. The maximum output of the photoelectric conversion element cannot be guaranteed. In addition, the measurement error of the current-voltage characteristics is large. For example, if the measured value changes depending on the state of the measuring device, the inspection threshold value changes even if a photoelectric conversion element of the same quality is manufactured. Yield becomes unstable. Furthermore, if the error in measurement of the current-voltage characteristics is added to the inspection threshold value in order to guarantee the quality of the shipped product, the manufacturing yield will be reduced. Further, when constructing a photovoltaic power generation system using the photoelectric conversion element, if the output of the photoelectric conversion element cannot be accurately predicted, an error in the entire photovoltaic power generation system may increase or the efficiency of the photovoltaic power generation system may increase. Or drop.

ここで、光電変換素子の電流電圧特性は、基準状態での値を用いることが、後述の、非特許文献1および非特許文献2において、規格として標準化されており、IEC等の国際規格でも採用されている。
ここで、基準状態とは、下記の条件を満たす状態である。
太陽電池セル温度:25℃
分光分布:AM1.5全天日射基準太陽光
(基準太陽光のスペクトルは、JIS C 8911に規定されている。)
放射照度:1000W/m2
Here, as the current-voltage characteristics of the photoelectric conversion element, use of values in a reference state is standardized as a standard in Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 described later, and is also adopted in international standards such as IEC. Has been.
Here, the reference state is a state that satisfies the following conditions.
Solar cell temperature: 25 ° C
Spectral distribution: AM1.5 global solar standard sunlight (Spectrum of standard sunlight is defined in JIS C 8911.)
Irradiance: 1000 W / m 2

測定した光電変換素子の電流電圧特性を比較する場合、同じ条件で比較することが必須であるから、前記基準状態は、非常に重要である。しかしながら、前記基準状態を全て満たす条件で、光電変換素子の電流電圧特性を測定することは、実際には非常に困難である。   When comparing the measured current-voltage characteristics of the photoelectric conversion elements, it is essential to compare them under the same conditions. Therefore, the reference state is very important. However, it is actually very difficult to measure the current-voltage characteristics of the photoelectric conversion element under conditions that satisfy all of the reference states.

そこで、基準状態以外の条件で測定した光電変換素子の電流電圧特性を、基準状態での値に補正することが必須であり、重要となる。この時、少なくとも、光電変換素子の温度と照射光の放射照度をパラメータとして、電流電圧特性を補正することが必要である。   Therefore, it is essential and important to correct the current-voltage characteristics of the photoelectric conversion element measured under conditions other than the reference state to values in the reference state. At this time, it is necessary to correct the current-voltage characteristics using at least the temperature of the photoelectric conversion element and the irradiance of the irradiation light as parameters.

ところで、光電変換素子の電流電圧特性は、電流電圧特性曲線で表される。電流電圧特性曲線は、複数の電流電圧のデータ(以下IVデータと略記する)をつないで表される。例えば、n個のIVデータを測定して、一つの電流電圧特性曲線を表す時、1番目のIVデータを(V1-1,I1-1)、n番目のIVデータを(V1-n,I1-n)とすれば、一組のIVデータのセット{(V1-1,I1-1),(V1-2,I1-2),...,(V1-n,I1-n)}(以下これを一組の電流電圧特性、あるいは、一組のIVデータセットと呼ぶ)を電圧あるいは電流の順に整列して、横軸電圧、縦軸電流のグラフを作成し、グラフ上の各IVデータを、直線あるいは曲線で結ぶことによって、電流電圧特性曲線が得られる。 By the way, the current-voltage characteristic of a photoelectric conversion element is represented by a current-voltage characteristic curve. The current-voltage characteristic curve is represented by connecting a plurality of current-voltage data (hereinafter abbreviated as IV data). For example, when n pieces of IV data are measured to represent one current-voltage characteristic curve, the first IV data is (V 1-1 , I 1-1 ) and the nth IV data is (V 1− n , I 1-n ), a set of IV data {(V 1-1 , I 1-1 ), (V 1-2 , I 1-2 ),. . . , (V 1-n , I 1-n )} (hereinafter referred to as a set of current-voltage characteristics or a set of IV data sets) are arranged in the order of voltage or current, A current-voltage characteristic curve is obtained by creating a graph of the axial current and connecting each IV data on the graph with a straight line or a curve.

ここで、測定した一組のIVデータセットを構成する1点1点のIVデータを前記素子温度と放射照度をパラメータとして、後述するような方法で、基準状態での値に補正してやることによって、基準状態での一組のIVデータセット{(V2-1,I2-1),(V2-2,I2-2),...,(V2-n,I2-n)}が得られる。このIVデータセットを前述と同様に直線あるいは曲線で結ぶことによって、基準状態での電流電圧特性曲線が得られる。 Here, by correcting the IV data of each point constituting the measured IV data set to the values in the reference state by the method described later using the element temperature and irradiance as parameters, A set of IV data sets {(V 2-1 , I 2-1 ), (V 2-2 , I 2-2 ),. . . , (V 2-n , I 2-n )}. By connecting this IV data set with a straight line or a curve as described above, a current-voltage characteristic curve in the reference state can be obtained.

ある光電変換素子をある条件で測定したIVデータを(V1,I1)、基準状態でのIVデータを(V2,I2)とすれば、例えば、結晶系光電変換素子の場合、非特許文献2に記載されているように、以下の式(3)によって、(V1,I1)から(V2,I2)を求めることができる。このように、基準状態での値に換算する式は、補正式と呼ばれる。
2=I1+Isc・(E2/E1−1)+α(T2−T1
2=V1+β(T2−T1)−Rs・(I2−I1)−K・I2・(T2−T1
・・・(3)
ここで、E1:測定時の放射照度(W/m2
2:基準状態の放射照度(1000W/m2
1:測定時の光電変換素子の温度(℃)
2:基準状態の光電変換素子の温度(25℃)
α:光電変換素子の温度が1℃変動したときの短絡電流の変動値(A/℃)
β:光電変換素子の温度が1℃変動したときの開放電圧の変動値(V/℃)
Rs:光電変換素子の直列抵抗(Ω)
K:曲線補正因子(Ω/℃)
If the IV data obtained by measuring a certain photoelectric conversion element under certain conditions is (V 1 , I 1 ) and the IV data in the reference state is (V 2 , I 2 ), for example, in the case of a crystalline photoelectric conversion element, As described in Patent Document 2, (V 2 , I 2 ) can be obtained from (V 1 , I 1 ) by the following equation (3). In this way, the formula for converting to the value in the reference state is called a correction formula.
I 2 = I 1 + Isc · (E 2 / E 1 −1) + α (T 2 −T 1 )
V 2 = V 1 + β ( T 2 -T 1) -Rs · (I 2 -I 1) -K · I 2 · (T 2 -T 1)
... (3)
Here, E 1 : Irradiance at the time of measurement (W / m 2 )
E 2 : Irradiance in the standard state (1000 W / m 2 )
T 1 : Temperature of photoelectric conversion element during measurement (° C.)
T 2 : Temperature of the photoelectric conversion element in the standard state (25 ° C.)
α: Fluctuation value of short-circuit current when the temperature of the photoelectric conversion element fluctuates by 1 ° C. (A / ° C.)
β: fluctuation value of open-circuit voltage when the temperature of the photoelectric conversion element fluctuates by 1 ° C. (V / ° C.)
Rs: series resistance of photoelectric conversion element (Ω)
K: Curve correction factor (Ω / ° C)

以上の補正式は、結晶系光電変換素子用であり、半導体接合が、アモルファス半導体からなる場合は、正確な補正が困難である。そこで、光電変換素子が単接合のアモルファス半導体からなる場合に、二つの異なった放射照度E1、E3のもとで測定したIVデータ(V1,I1)、(V3,I3)を用いて、基準状態でのIVデータ(V2,I2)を下記の補正式(4)によって求めることが、非特許文献1の解説付録に修正直線補間法として記載されている。
2=I1+ΔI1+α(T2−T1
2=(V1−Rs・ΔI1){1+β/Voc・(T2−T1)}
・・・(4)
ここで、ΔI1=(E2−E1)/(E1−E3)・(I1−I3 *
ただし、E1、E3:測定時の放射照度(W/m2
2:基準状態の放射照度(1000W/m2
1、T3:測定時の光電変換素子の温度(℃)
(但し、T1−2≦T3≦T1+2を満たすこと。)
2:基準状態の光電変換素子の温度(25℃)
α:放射照度が1000W/m2での光電変換素子の温度が1℃変動したときの短絡電流の変動値(A/℃)
β:放射照度が1000W/m2での光電変換素子の温度が1℃変動したときの開放電圧の変動値(V/℃)
Rs:光電変換素子の直列抵抗(Ω)
3 *:(V3+Rs・I3,I3)が描く曲線上で、電圧=V1+Rs・I1の時の電流値
Voc:(V1−Rs・ΔI1,I2)が描く曲線から求まる開放電圧
The above correction formula is for a crystalline photoelectric conversion element. When the semiconductor junction is made of an amorphous semiconductor, accurate correction is difficult. Therefore, when the photoelectric conversion element is made of a single-junction amorphous semiconductor, IV data (V 1 , I 1 ) and (V 3 , I 3 ) measured under two different irradiances E 1 and E 3. Using IV, the IV data (V 2 , I 2 ) in the reference state is obtained by the following correction formula (4), which is described in the appendix of Non-Patent Document 1 as a corrected linear interpolation method.
I 2 = I 1 + ΔI 1 + α (T 2 −T 1 )
V 2 = (V 1 −Rs · ΔI 1 ) {1 + β / Voc · (T 2 −T 1 )}
... (4)
Here, ΔI 1 = (E 2 −E 1 ) / (E 1 −E 3 ) · (I 1 −I 3 * )
E 1 , E 3 : Irradiance during measurement (W / m 2 )
E 2 : Irradiance in the standard state (1000 W / m 2 )
T 1 , T 3 : Temperature of photoelectric conversion element during measurement (° C.)
(However, T 1 −2 ≦ T 3 ≦ T 1 +2 must be satisfied.)
T 2 : Temperature of the photoelectric conversion element in the standard state (25 ° C.)
α: Variation value of short-circuit current when the temperature of the photoelectric conversion element varies by 1 ° C. when the irradiance is 1000 W / m 2 (A / ° C.)
β: Fluctuation value of open-circuit voltage when the temperature of the photoelectric conversion element fluctuates by 1 ° C. at irradiance of 1000 W / m 2 (V / ° C.)
Rs: series resistance of photoelectric conversion element (Ω)
On the curve drawn by I 3 * : (V 3 + Rs · I 3 , I 3 ), current value Voc: (V 1 −Rs · ΔI 1 , I 2 ) when voltage = V 1 + Rs · I 1 is drawn Open-circuit voltage obtained from the curve

しかしながら、前記アモルファス用の補正式(4)を用いた補正方法には、以下のような問題点が有った。   However, the correction method using the amorphous correction formula (4) has the following problems.

すなわち、第一に、二つの異なった放射照度E1、E3のもとで測定したIVデータを2組用いるため、2回分の電流電圧特性を測定するプロセスと、放射照度を変更するプロセスが必要となり、結晶系光電変換素子用の補正式(3)を用いる場合に比べて、2倍以上の測定時間がかかるという問題である。この問題は、例えば、光電変換素子製造の検査方法として、補正式(4)を用いた補正方法を用いる場合に、生産のタクトを遅らせることになるので、製造コストを上昇させることになって、深刻である。 That is, firstly, since two sets of IV data measured under two different irradiances E 1 and E 3 are used, a process for measuring current-voltage characteristics for two times and a process for changing irradiance are required. This is a problem that it takes two times or more measurement time compared to the case where the correction formula (3) for the crystalline photoelectric conversion element is used. For example, when using a correction method using the correction formula (4) as an inspection method for manufacturing a photoelectric conversion element, this problem delays production tact, and thus increases the manufacturing cost. Serious.

また、第二に、照射光の分光放射照度(以下スペクトルと略称する)の波長相対値(波長方向のスペクトルのグラフの形状)を保ったまま放射照度を変化させないと、補正が不正確になるという問題である。照射光スペクトルの波長相対値を保ったまま放射照度を変化させることは、不可能ではないが、測定装置が大掛かりなものになるので、事実上困難である。この問題は、特に光電変換素子が多接合タイプの場合は、その出力特性が照射光スペクトルに対し敏感に変化するので深刻である。   Second, correction is inaccurate unless the irradiance is changed while maintaining the wavelength relative value (the shape of the spectrum graph in the wavelength direction) of the spectral irradiance (hereinafter abbreviated as spectrum) of the irradiation light. It is a problem. Although it is not impossible to change the irradiance while maintaining the wavelength relative value of the irradiation light spectrum, it is practically difficult because the measurement apparatus becomes large. This problem is particularly serious when the photoelectric conversion element is a multi-junction type because its output characteristics change sensitively with respect to the irradiation light spectrum.

また、第三に、補正式(4)に光電変換素子の曲線因子(FF)の温度変化を補正する項がないため、最大出力(Pmax)と曲線因子(FF)の補正結果が不正確になるという問題である。   Third, since there is no term for correcting the temperature change of the fill factor (FF) of the photoelectric conversion element in the correction formula (4), the correction result of the maximum output (Pmax) and the fill factor (FF) is inaccurate. It is a problem.

JIS C 8934(アモルファス太陽電池セル出力測定方法)JIS C 8934 (Amorphous Solar Cell Output Measurement Method) JIS C 8913(結晶系太陽電池セル出力測定方法)JIS C 8913 (Measurement method of crystalline solar cell output)

本発明は、上述したような従来の補正式による補正の不正確さや測定プロセスの不具合を解決し、新しい補正式によって、光電変換素子の電流電圧特性の、精度の高い補正方法と迅速な測定プロセスを提供することを目的とする。また、高精度で能率的な測定プログラムと、測定装置を提供することを目的とする。   The present invention solves the inaccuracy of the correction by the conventional correction formula and the problem of the measurement process as described above, and a high-precision correction method and a quick measurement process of the current-voltage characteristics of the photoelectric conversion element by the new correction formula. The purpose is to provide. It is another object of the present invention to provide a highly accurate and efficient measurement program and a measurement apparatus.

上記の目的を達成すべく本発明では、光電変換素子の電流電圧特性の補正方法において、基準状態以外の状態で測定した一組の電流電圧特性のデータ(V1,I1)を以下の補正式(1)によって、基準状態の電流電圧特性のデータ(V2,I2)に補正することを特徴とする。
2=I1+ΔI1+α・ΔT
2=(V1−Rs・ΔI1)(1+β/Voc’・ΔT)−Ka・I2・ΔT
・・・(1)
ここで、
ΔI1=Isc1・(E2/E1−1)
ΔT=T2−T1
ただし、
1:測定時の放射照度(W/m2
2:基準状態の放射照度(1000W/m2
1:測定時の光電変換素子の温度(℃)
2:基準状態の光電変換素子の温度(25℃)
α:光電変換素子の温度が1℃変動したときの短絡電流の変動値(A/℃)
β:光電変換素子の温度が1℃変動したときの開放電圧の変動値(V/℃)
Rs:光電変換素子の直列抵抗(Ω)
Ka:曲線補正因子(Ω/℃)
Voc’:(V1−Rs・ΔI1,I2)が描く曲線から求まる開放電圧
Isc1:測定時の短絡電流
In order to achieve the above object, according to the present invention, in a method for correcting the current-voltage characteristics of a photoelectric conversion element, a set of current-voltage characteristics data (V 1 , I 1 ) measured in a state other than the reference state is corrected as follows. According to the equation (1), the current-voltage characteristic data (V 2 , I 2 ) in the reference state is corrected.
I 2 = I 1 + ΔI 1 + α · ΔT
V 2 = (V 1 −Rs · ΔI 1 ) (1 + β / Voc ′ · ΔT) −Ka · I 2 · ΔT
... (1)
here,
ΔI 1 = Isc 1 · (E 2 / E 1 −1)
ΔT = T 2 −T 1
However,
E 1 : Irradiance during measurement (W / m 2 )
E 2 : Irradiance in the standard state (1000 W / m 2 )
T 1 : Temperature of photoelectric conversion element during measurement (° C.)
T 2 : Temperature of the photoelectric conversion element in the standard state (25 ° C.)
α: Fluctuation value of short-circuit current when the temperature of the photoelectric conversion element fluctuates by 1 ° C. (A / ° C.)
β: fluctuation value of open-circuit voltage when the temperature of the photoelectric conversion element fluctuates by 1 ° C. (V / ° C.)
Rs: series resistance of photoelectric conversion element (Ω)
Ka: Curve correction factor (Ω / ° C)
Voc ′: open circuit voltage obtained from a curve drawn by (V 1 −Rs · ΔI 1 , I 2 ) Isc 1 : short circuit current during measurement

また、前記補正式(1)において、KaがΔTの関数であることを特徴とする。   In the correction equation (1), Ka is a function of ΔT.

また、前記補正式(1)において、Kaが以下の式(2)のようなΔTの一次関数であることを特徴とする。
Ka=ak・ΔT+bk ・・・(2)
ここで、ak、bkは定数。
In the correction equation (1), Ka is a linear function of ΔT as in the following equation (2).
Ka = ak · ΔT + bk (2)
Here, ak and bk are constants.

また、光電変換素子の電流電圧特性補正方法において、前記補正式(1)を用いた補正方法を、少なくとも一層の非単結晶半導体を有する光電変換素子に適用することを特徴とする。   In the current-voltage characteristic correction method for a photoelectric conversion element, the correction method using the correction formula (1) is applied to a photoelectric conversion element having at least one non-single-crystal semiconductor.

また、光電変換素子の電流電圧特性補正方法において、前記補正式(1)を用いた補正方法を、複数の半導体接合を有する多接合型光電変換素子に適用することを特徴とする。   Moreover, in the current-voltage characteristic correction method of a photoelectric conversion element, the correction method using the correction formula (1) is applied to a multi-junction photoelectric conversion element having a plurality of semiconductor junctions.

また、光電変換素子の電流電圧特性を補正するコンピュータプログラムにおいて、前記補正プログラムは前記補正式(1)を用いた補正方法を実現させるプログラムであることを特徴とする。   In the computer program for correcting the current-voltage characteristics of the photoelectric conversion element, the correction program is a program for realizing a correction method using the correction formula (1).

また、光電変換素子の基準状態における電流電圧特性の測定方法において、前記補正式(1)を用いた補正方法を用いたことを特徴とする。   Further, in the method for measuring the current-voltage characteristics in the reference state of the photoelectric conversion element, a correction method using the correction formula (1) is used.

また、光電変換素子の電流電圧特性測定装置において、前記補正式(1)を用いた補正方法を実現させるコンピュータプログラムを内蔵し、光電変換素子の基準状態における電流電圧特性を測定することを特徴とする。   In addition, the current-voltage characteristic measuring apparatus for the photoelectric conversion element includes a computer program for realizing the correction method using the correction formula (1), and measures the current-voltage characteristic in the reference state of the photoelectric conversion element. To do.

また、基板上に少なくとも1つ以上の光電変換部分を形成する工程と、前記工程により形成された光電変換素子の電流電圧特性を測定する工程とを有する光電変換素子の製造方法であって、前記電流電圧特性を測定する工程は、前記補正式(1)を用いた補正方法を用いた工程であることを特徴とする。   Further, a method for producing a photoelectric conversion element, comprising: a step of forming at least one photoelectric conversion portion on a substrate; and a step of measuring a current-voltage characteristic of the photoelectric conversion element formed by the step, The step of measuring the current-voltage characteristic is a step using a correction method using the correction formula (1).

また、前記光電変換素子の電流電圧特性を測定する工程は、前記光電変換素子を製造する複数の工程の中間段階にあることを特徴とする。   The step of measuring the current-voltage characteristics of the photoelectric conversion element is in an intermediate stage of a plurality of steps for manufacturing the photoelectric conversion element.

また、前記光電変換素子の電流電圧特性を測定する工程における測定値に基づいて、前記光電変換素子を形成する各工程の何れかを、前記測定値が所定の範囲内になるように調整することを特徴とする。   Further, based on the measurement value in the step of measuring the current-voltage characteristics of the photoelectric conversion element, any one of the steps for forming the photoelectric conversion element is adjusted so that the measurement value falls within a predetermined range. It is characterized by.

また、少なくとも光電変換部分形成手段と、電流電圧特性測定手段とを有する光電変換素子の製造装置であって、前記電流電圧特性測定手段は、前記補正式(1)を用いた補正方法を用いたものであることを特徴とする。   Moreover, it is a manufacturing apparatus of a photoelectric conversion element having at least a photoelectric conversion part forming unit and a current-voltage characteristic measuring unit, and the current-voltage characteristic measuring unit uses a correction method using the correction formula (1). It is characterized by being.

また、前記補正式(1)において、電流電圧特性のデータ(V1,I1)を基準状態での値とし、電流電圧特性のデータ(V2,I2)を任意の放射照度と素子温度における値と再定義することにより、基準状態での電流電圧特性のデータから、前記補正式(1)を用いて、任意の放射照度と素子温度における光電変換素子の電流電圧特性を計算することを特徴とする。 In the correction equation (1), the current voltage characteristics data (V 1 , I 1 ) is a value in the reference state, and the current voltage characteristics data (V 2 , I 2 ) is an arbitrary irradiance and element temperature. By redefining the value in the above, the current voltage characteristic of the photoelectric conversion element at an arbitrary irradiance and element temperature can be calculated from the data of the current voltage characteristic in the reference state using the correction formula (1). Features.

本発明によれば、光電変換素子の電流電圧特性の補正方法において、測定した一組の電流電圧特性のデータ(V1,I1)を前記補正式(1)によって、基準状態の電流電圧特性のデータ(V2,I2)に補正することによって、得られた基準状態での電流電圧特性のデータを高精度化することができる。すなわち、結晶系光電変換素子の放射照度依存性あるいは素子温度依存性と異なる挙動を示す光電変換素子の電流電圧特性を、正確に基準状態での特性に補正することができる。さらに、光電変換素子の曲線因子に温度依存性がある場合においても、電流電圧特性を正確に基準状態での特性に補正することができる。 According to the present invention, in the method for correcting the current-voltage characteristic of the photoelectric conversion element, the measured current-voltage characteristic data (V 1 , I 1 ) is converted into the current-voltage characteristic in the reference state by the correction equation (1). By correcting the data (V 2 , I 2 ), it is possible to improve the accuracy of the obtained current-voltage characteristic data in the reference state. That is, the current-voltage characteristic of the photoelectric conversion element that exhibits a behavior different from the irradiance dependency or the element temperature dependency of the crystalline photoelectric conversion element can be accurately corrected to the characteristic in the reference state. Furthermore, even when the curve factor of the photoelectric conversion element has temperature dependency, the current-voltage characteristic can be accurately corrected to the characteristic in the reference state.

さらに、前記補正式(1)において、KaをΔTの関数とすることにより、光電変換素子の曲線因子の温度依存が、非線形である場合でも、正確に、基準状態の電流電圧特性のデータに補正することができる。   Furthermore, in the correction equation (1), by using Ka as a function of ΔT, even if the temperature dependence of the fill factor of the photoelectric conversion element is nonlinear, it is accurately corrected to the current-voltage characteristic data in the reference state. can do.

さらに、前記補正式(1)において、Kaを前記式(2)のようなΔTの一次関数とすることによって、光電変換素子の曲線因子の温度依存を二次曲線で近似することができるので、パラメータフィッティングの簡便さを保ちつつ、正確な補正を実現できる。   Furthermore, in the correction equation (1), by making Ka a linear function of ΔT as in the equation (2), the temperature dependence of the curve factor of the photoelectric conversion element can be approximated by a quadratic curve. Accurate correction can be realized while maintaining the simplicity of parameter fitting.

また、前記本発明の補正方法を、少なくとも一層の非単結晶半導体を有する光電変換素子に適用することによって、非単結晶半導体を用いた光電変換素子の、電流電圧特性の照度特性と温度特性を適切に表現して、基準状態への電流電圧特性のデータの補正をより正確にすることができる。   Further, by applying the correction method of the present invention to a photoelectric conversion element having at least one non-single-crystal semiconductor, the illuminance characteristics and temperature characteristics of current-voltage characteristics of the photoelectric conversion element using the non-single-crystal semiconductor are obtained. When expressed appropriately, the correction of the data of the current-voltage characteristic to the reference state can be made more accurate.

また、前記本発明の補正方法を、複数の半導体接合を有する多接合型光電変換素子に適用することによって、多接合型光電変換素子の照射光スペクトルの変化に対する特性変化に起因する誤差を排除して、基準状態への電流電圧特性のデータの補正をより正確にすることができる。   Further, by applying the correction method of the present invention to a multi-junction photoelectric conversion element having a plurality of semiconductor junctions, errors due to characteristic changes with respect to changes in the irradiation light spectrum of the multi-junction photoelectric conversion element are eliminated. Thus, the correction of the current-voltage characteristic data to the reference state can be made more accurate.

また、前記本発明の補正方法を記述したコンピュータプログラムによって、補正パラメータを入力することにより、基準状態での電流電圧特性のデータを、迅速かつ正確に得ることができる。また、電流電圧特性のデータから、開放電圧、短絡電流、曲線因子、最大出力、変換効率等の出力特性を、迅速かつ正確に計算することができる。   Further, by inputting a correction parameter by a computer program describing the correction method of the present invention, current-voltage characteristic data in a reference state can be obtained quickly and accurately. In addition, output characteristics such as open-circuit voltage, short-circuit current, fill factor, maximum output, and conversion efficiency can be calculated quickly and accurately from the current-voltage characteristics data.

また、前記本発明の補正方法を用いた光電変換素子の電流電圧特性の測定方法によって、光電変換素子の基準状態での電流電圧特性のデータを正確に測定することができる。また、電流電圧特性のデータから、開放電圧、短絡電流、曲線因子、最大出力、変換効率等の出力特性を、正確に計算することができる。また、補正に必要な電流電圧特性のデータは一組で良いので、光電変換素子の電流電圧特性の測定時間を短縮し、かつ測定プロセスを簡略化することができる。さらに、異なる放射照度で二組の電流電圧特性を測定することがないため、二組のデータの間の照射光のスペクトルの違いに起因する誤差が排除されて、電流電圧特性の測定結果が正確になる。   Moreover, the current-voltage characteristic data in the reference state of the photoelectric conversion element can be accurately measured by the method for measuring the current-voltage characteristic of the photoelectric conversion element using the correction method of the present invention. Further, output characteristics such as open-circuit voltage, short-circuit current, fill factor, maximum output, and conversion efficiency can be accurately calculated from the data of current-voltage characteristics. In addition, since only one set of current-voltage characteristic data necessary for correction is required, the measurement time of the current-voltage characteristic of the photoelectric conversion element can be shortened and the measurement process can be simplified. In addition, since two sets of current-voltage characteristics are not measured at different irradiances, errors due to the difference in the spectrum of the irradiated light between the two sets of data are eliminated, and the current-voltage characteristics measurement results are accurate. become.

また、基板上に少なくとも1つ以上の光電変換部分を形成する工程と、前記工程により形成された光電変換素子の電流電圧特性を測定する工程とを有する光電変換素子の製造方法であって、前記電流電圧特性を測定する工程は、前記本発明の補正方法を用いた測定方法に基づく工程であることによって、製造する光電変換素子の特性の測定によるばらつきを抑制し、品質の安定性を高めることができる。さらに測定値に基づいて例えば光電変換素子の形成条件を適宜調整することにより、製造の歩留まりを向上させることができる。また、前述のごとく光電変換素子の電流電圧特性の測定時間を短縮できるので、光電変換素子の生産速度を向上させ、単位時間あたりの生産量を増やし、製造コストを低減することができる。   Further, a method for producing a photoelectric conversion element, comprising: a step of forming at least one photoelectric conversion portion on a substrate; and a step of measuring a current-voltage characteristic of the photoelectric conversion element formed by the step, The step of measuring the current-voltage characteristics is based on the measurement method using the correction method of the present invention, thereby suppressing variations due to the measurement of the characteristics of the photoelectric conversion element to be manufactured and improving the stability of quality. Can do. Furthermore, for example, by appropriately adjusting the formation conditions of the photoelectric conversion element based on the measured value, the manufacturing yield can be improved. Moreover, since the measurement time of the current-voltage characteristic of a photoelectric conversion element can be shortened as mentioned above, the production speed of a photoelectric conversion element can be improved, the production amount per unit time can be increased, and the manufacturing cost can be reduced.

また、前記補正式(1)において、電流電圧特性のデータ(V1,I1)を基準状態での値とし、電流電圧特性のデータ(V2,I2)を任意の放射照度と素子温度における値と再定義することにより、基準状態での電流電圧特性のデータから、前記補正式(1)を用いて、任意の放射照度と素子温度における光電変換素子の電流電圧特性を計算することができるので、光電変換素子を屋外に設置した場合等の任意の放射照度と素子温度における光電変換素子の発電量を従来より精度良く予測することができる。また、光電変換素子を用いた発電システムの設計を最適化でき、システム効率を向上できる。 In the correction equation (1), the current voltage characteristics data (V 1 , I 1 ) is a value in the reference state, and the current voltage characteristics data (V 2 , I 2 ) is an arbitrary irradiance and element temperature. By redefining the value in the above, the current-voltage characteristic of the photoelectric conversion element at an arbitrary irradiance and element temperature can be calculated from the data of the current-voltage characteristic in the reference state using the correction equation (1). Therefore, the power generation amount of the photoelectric conversion element at an arbitrary irradiance and element temperature when the photoelectric conversion element is installed outdoors can be predicted with higher accuracy than before. In addition, the design of the power generation system using the photoelectric conversion element can be optimized, and the system efficiency can be improved.

(補正式)
まず、本発明の光電変換素子の電流電圧特性補正方法の要である、補正式(1)の特徴をさらに詳細に述べる。
(Correction formula)
First, the feature of the correction equation (1), which is the key of the method for correcting the current-voltage characteristics of the photoelectric conversion element of the present invention, will be described in more detail.

第一に、補正式(1)によれば、結晶系光電変換素子の放射照度依存性あるいは温度依存性と異なる挙動を示す光電変換素子の電流電圧特性を、正確に基準状態での特性に補正することができる。これは、補正式(1)の電圧の補正式の右辺第一項が、結晶系光電変換素子の補正式(3)の電圧の補正式と異なっていることによる。補正式(1)によって、アモルファス半導体を光電変換層として用いた光電変換素子のみならず、微結晶半導体あるいは多結晶半導体を光電変換層として用いた光電変換素子の電流電圧特性も正確に補正できる。すなわち、補正式(1)は、単結晶半導体以外の非単結晶半導体を少なくとも一部の光電変換層として用いた、光電変換素子の電流電圧特性の補正に好適に適用できる。また、補正式(1)の電圧の補正式の右辺第二項(−Ka・I2・ΔT)によって、光電変換素子の曲線因子に温度依存性が認められる場合も、正確に基準状態での特性に補正することができる。補正式(1)の電圧の補正式の右辺第一項の形が好適である非単結晶半導体を光電変換層として用いた光電変換素子は、曲線因子に温度依存性が認められる場合が多いので、この項は重要である。なお、曲線因子に温度依存性がない場合は、Ka=0とすれば良い。 First, according to the correction formula (1), the current-voltage characteristic of the photoelectric conversion element that exhibits behavior different from the irradiance dependency or temperature dependency of the crystalline photoelectric conversion element is accurately corrected to the characteristic in the reference state. can do. This is because the first term on the right side of the voltage correction formula of the correction formula (1) is different from the voltage correction formula of the crystal-type photoelectric conversion element correction formula (3). According to the correction formula (1), not only a photoelectric conversion element using an amorphous semiconductor as a photoelectric conversion layer but also a current-voltage characteristic of a photoelectric conversion element using a microcrystalline semiconductor or a polycrystalline semiconductor as a photoelectric conversion layer can be accurately corrected. That is, the correction formula (1) can be suitably applied to the correction of the current-voltage characteristics of the photoelectric conversion element using a non-single crystal semiconductor other than the single crystal semiconductor as at least a part of the photoelectric conversion layer. Further, when the temperature dependence of the curve factor of the photoelectric conversion element is recognized by the second term (−Ka · I 2 · ΔT) on the right side of the correction equation of the voltage of the correction equation (1), The characteristic can be corrected. Since the photoelectric conversion element using a non-single crystal semiconductor as the photoelectric conversion layer in which the shape of the first term on the right side of the voltage correction formula of the correction formula (1) is suitable, temperature dependence is often recognized in the curve factor. This term is important. If the curve factor has no temperature dependence, Ka = 0 may be set.

また、補正式(1)によれば、基準状態の電流電圧特性に補正するのに必要な電流電圧特性のデータは、一組(V1,I1)で良い。従来のアモルファス用の補正式(4)のように、異なる照度で測定した二組のIVデータ(V1,I1)、(V3,I3)を必要としないので、光電変換素子の測定時間が短縮される。また、放射照度を変更する場合に起こりがちな放射照度スペクトルの変化による誤差の問題も無くなって、測定結果が正確になる。スペクトル変化の問題がないことは、多接合型の光電変換素子に対して、特に効果が大きい。 Further, according to the correction equation (1), a set of data (V 1 , I 1 ) is sufficient for the data of current-voltage characteristics necessary for correcting the current-voltage characteristics in the reference state. As in the conventional amorphous correction equation (4), two sets of IV data (V 1 , I 1 ) and (V 3 , I 3 ) measured at different illuminances are not required. Time is shortened. In addition, there is no problem of error due to a change in the irradiance spectrum that tends to occur when the irradiance is changed, and the measurement result becomes accurate. The fact that there is no problem of spectrum change is particularly effective for multi-junction photoelectric conversion elements.

一組のIVデータを用いて補正式(1)によって、基準状態の電流電圧特性に補正する場合に、光電変換素子の放射照度に対する短絡電流の直線性が悪く、電流電圧特性を測定した時の放射照度が、1000W/m2から離れている場合は、補正結果に誤差を生じることが心配されるが、以下の方法で解決できる。すなわち、放射照度を測定する検出器として、電流電圧特性を測定する光電変換素子と同じ材料を用いた光電変換素子を基準デバイスとして用意し、該基準デバイスによって放射照度を測定することによって、該基準デバイスの光強度に対する短絡電流の変化と被測定光電変換素子の光強度に対する短絡電流の変化が比例関係となり、検出された放射照度に対する被測定光電変換素子の短絡電流の直線性が維持される。また、アモルファス半導体を用いていても、光電変換素子の曲線因子が0.5を下回るようなことがなければ、光電変換素子の放射照度に対する短絡電流の直線性が損なわれることは、まれである。 When correcting to the current-voltage characteristic in the reference state by the correction formula (1) using a set of IV data, the linearity of the short-circuit current with respect to the irradiance of the photoelectric conversion element is poor, and the current-voltage characteristic is measured. When the irradiance is far from 1000 W / m 2 , there is a concern that an error occurs in the correction result, but this can be solved by the following method. That is, as a detector for measuring irradiance, a photoelectric conversion element using the same material as the photoelectric conversion element for measuring current-voltage characteristics is prepared as a reference device, and the reference device is used to measure the irradiance. The change of the short-circuit current with respect to the light intensity of the device and the change of the short-circuit current with respect to the light intensity of the measured photoelectric conversion element have a proportional relationship, and the linearity of the short-circuit current of the measured photoelectric conversion element with respect to the detected irradiance is maintained. Even if an amorphous semiconductor is used, the linearity of the short-circuit current with respect to the irradiance of the photoelectric conversion element is rarely lost unless the fill factor of the photoelectric conversion element is less than 0.5. .

また、Kaの値が定数である場合には、曲線因子の温度に対する変化が、線形である場合しか正確に補正できないが、Kaを定数ではなく、ΔTの関数とすることによって、曲線因子の温度に対する変化が、非線形である場合にも、正確に補正することができる。ΔTの関数形は、曲線因子の温度に対する変化に応じて適宜選択すれば良い。   In addition, when the value of Ka is a constant, the change of the fill factor with respect to the temperature can be accurately corrected only when it is linear, but by making Ka a function of ΔT instead of a constant, the temperature of the fill factor can be corrected. Even when the change to is non-linear, it can be corrected accurately. The function form of ΔT may be appropriately selected according to the change of the fill factor with respect to the temperature.

例えば、曲線因子の温度に対する変化が、温度を横軸、曲線因子を縦軸としたグラフで、上に凸あるいは下に凸の曲線になる場合には、Kaを前記式(2)のようなΔTの一次関数とすることによって、精度良く補正できる。その場合に、25℃近傍のグラフの曲線を最も良く再現するように、式(2)のak、bkを最適化してやることによって、さらに補正の精度を向上させることができる。   For example, when the change of the curve factor with respect to the temperature is a graph with the temperature as the horizontal axis and the curve factor as the vertical axis, the curve is convex upward or convex downward, Ka is expressed by the equation (2). By using a linear function of ΔT, correction can be performed with high accuracy. In that case, the accuracy of correction can be further improved by optimizing ak and bk in Equation (2) so that the curve of the graph near 25 ° C. is best reproduced.

この時、式(2)における、定数ak、bkの決定は、25℃を中心とした光電変換素子の電流電圧特性の温度依存性を、少なくとも10℃間隔以下、望ましくは5℃間隔以下で、実際の測定温度領域を含む範囲で測定し、補正式(1)による補正結果が、25℃での測定結果に、最も良く一致するように行うと良い。例えば、温度t℃で測定した電流電圧特性を式(1)で補正した結果から計算した曲線因子が、25℃での曲線因子に一致するような定数ak(t)、bk(t)を計算し、得られた複数の定数ak(t)、bk(t)から、最小自乗法によって、ak、bkを決定する方法がある。その場合に、25℃近傍のak(t)、bk(t)の偏差が小さくなるように、定数ak、bkを決定すれば、25℃近傍で測定された電流電圧特性の温度補正の精度を向上させることができる。   At this time, in the determination of the constants ak and bk in the formula (2), the temperature dependence of the current-voltage characteristics of the photoelectric conversion element centered on 25 ° C. is at least 10 ° C. or less, preferably 5 ° C. or less. It is preferable that the measurement is performed in a range including the actual measurement temperature region, and the correction result by the correction formula (1) is best matched with the measurement result at 25 ° C. For example, constants ak (t) and bk (t) are calculated such that the curve factor calculated from the result of correcting the current-voltage characteristic measured at the temperature t ° C. by the equation (1) matches the curve factor at 25 ° C. Then, there is a method of determining ak and bk from the obtained constants ak (t) and bk (t) by the method of least squares. In this case, if the constants ak and bk are determined so that the deviation between ak (t) and bk (t) near 25 ° C. becomes small, the accuracy of temperature correction of the current-voltage characteristics measured near 25 ° C. can be improved. Can be improved.

また、曲線因子の温度に対する変化が、前記のごとく比較的単純な曲線にならない場合には、KaをΔTの2次以上の高次関数とすること、あるいは、例えば、光電変換素子の温度T1(絶対温度)に対して、指数や対数を含んだ関数形にすることによって、正確に補正することができる。 Further, when the change of the fill factor with respect to the temperature does not become a relatively simple curve as described above, Ka is set to a higher-order function of ΔT or higher, or, for example, the temperature T 1 of the photoelectric conversion element. (Absolute temperature) can be accurately corrected by using a function form including an exponent and a logarithm.

例えば、KaをΔTの以下のような関数形にすることができる。(以下の式で、ck、dk、ek、fk、gk、hk、ikは、定数)
Ka=ck・ΔT2+dk・ΔT+ek ・・・(5)
Ka=fk・log(T1)+gk ・・・(6)
Ka=hk・exp(T1)+ik ・・・(7)
For example, Ka can be a function form of ΔT as follows. (In the following formula, ck, dk, ek, fk, gk, hk, ik are constants)
Ka = ck · ΔT 2 + dk · ΔT + ek (5)
Ka = fk · log (T 1 ) + gk (6)
Ka = hk · exp (T 1 ) + ik (7)

KaのΔTの関数形は、例えば、前述のように25℃を中心として、ある温度間隔で、光電変換素子の電流電圧特性の温度依存性を測定し、温度t℃で測定した電流電圧特性の補正結果が、25℃での電流電圧特性に最も近くなるKaを定数として計算して、Ka(t)とすれば、横軸温度t、縦軸Ka(t)としてグラフにして、Ka(t)をΔTの2次以上の高次関数として、そのグラフを最も良く近似できる近似式を最小自乗法等の方法で求めることによって、決定することができる。ただし、Ka(t)をΔTの複雑な関数形にし過ぎると、補正パラメータの数が増えて、補正が煩雑になる。   The functional form of ΔT of Ka is, for example, that the temperature dependence of the current-voltage characteristics of the photoelectric conversion element is measured at a certain temperature interval around 25 ° C. as described above, and the current-voltage characteristics measured at the temperature t ° C. If the correction result is calculated by using Ka as the constant and Ka (t) closest to the current-voltage characteristic at 25 ° C., the horizontal axis temperature t and the vertical axis Ka (t) are graphed, and Ka (t ) As a higher-order function of ΔT or higher, and an approximate expression that can best approximate the graph is obtained by a method such as a least square method. However, if Ka (t) is too complex in function of ΔT, the number of correction parameters increases and the correction becomes complicated.

また、光電変換素子を生産する場合など、同じタイプの光電変換素子を多数測定する場合は、平均的な特性を持つ光電変換素子の電流電圧特性の放射照度依存性と温度依存性を測定して、補正式(1)の各補正パラメータを決定し、同じ補正パラメータを用いて、多数の光電変換素子の電流電圧特性を基準状態に補正することができる。   Also, when measuring a large number of photoelectric conversion elements of the same type, such as when producing photoelectric conversion elements, measure the irradiance dependence and temperature dependence of the current-voltage characteristics of photoelectric conversion elements with average characteristics. Each correction parameter of the correction formula (1) is determined, and the current-voltage characteristics of a large number of photoelectric conversion elements can be corrected to the reference state using the same correction parameter.

(測定方法)
本発明の光電変換素子の電流電圧特性測定方法は、前記本発明の補正式を用いることを特徴とする。電流電圧特性の取得方法については、公知の方法を用いれば良い。また、光電変換素子の電流電圧特性を測定する場合には、光電変換素子は、可能ならば25±2℃になるように温度調整することが望ましい。温度調整することが困難である場合であっても、25℃になるべく近い温度で測定することが望ましい。また、測定する時の放射照度は、1000W/m2に近いことが望ましい。
(Measuring method)
The method for measuring current-voltage characteristics of a photoelectric conversion element of the present invention is characterized by using the correction formula of the present invention. As a method for obtaining the current-voltage characteristics, a known method may be used. Further, when measuring the current-voltage characteristics of the photoelectric conversion element, it is desirable to adjust the temperature of the photoelectric conversion element to be 25 ± 2 ° C. if possible. Even when it is difficult to adjust the temperature, it is desirable to measure at a temperature as close as possible to 25 ° C. Moreover, it is desirable that the irradiance when measuring is close to 1000 W / m 2 .

(測定装置)
本発明の光電変換素子の電流電圧特性測定装置は、本発明の補正式を用いた補正プログラムを内蔵し、光電変換素子の基準状態における電流電圧特性を測定することを特徴とする。
(measuring device)
The photoelectric conversion element current-voltage characteristic measuring apparatus of the present invention includes a correction program using the correction formula of the present invention, and measures the current-voltage characteristic of the photoelectric conversion element in the reference state.

電流電圧特性のデータを取得するために必要な装置は、光照射装置、電流電圧特性測定手段、電圧可変手段等の公知の装置を用いれば良い。電流電圧特性測定手段は、電圧検出手段と電流検出手段からなる。   A known device such as a light irradiation device, a current-voltage characteristic measuring unit, or a voltage varying unit may be used as a device necessary for acquiring current-voltage characteristic data. The current-voltage characteristic measuring unit includes a voltage detection unit and a current detection unit.

電圧検出手段と電流検出手段は、デジタルマルチメータ、または、アナログデジタル変換ボード(A/Dボード)と抵抗を組み合わせたもの等、公知の手段を用いれば良い。   As the voltage detection means and the current detection means, a known means such as a digital multimeter or a combination of an analog-digital conversion board (A / D board) and a resistor may be used.

測定対象の光電変換素子の電圧を可変させる手段(電圧可変手段)は、バイポーラ電源、電子負荷、コンデンサに蓄積した電荷の放電等、公知の手段を用いればよい。また、光電変換素子に流れる電流を制御しつつ変化させて、光電変換素子の電圧を測定しても良い。   As a means for varying the voltage of the photoelectric conversion element to be measured (voltage varying means), a known means such as a bipolar power source, an electronic load, or discharge of charges accumulated in a capacitor may be used. Further, the voltage of the photoelectric conversion element may be measured by changing the current flowing through the photoelectric conversion element while controlling it.

電圧または電流を制御しつつ変化させる場合に、電流電圧特性測定を得るためには、電圧または電流を掃引しなければならない。この掃引は、連続的変化でもステップ状変化でも良いが、測定対象の光電変換素子の充放電に対する時定数を考慮し、充放電の時定数よりも十分長い測定間隔でIVデータを測定するようにすることが望ましい。このことは、静電容量の大きい光電変換素子を測定する場合に特に重要である。   In order to obtain a current-voltage characteristic measurement when the voltage or current is controlled and changed, the voltage or current must be swept. Although this sweep may be a continuous change or a step change, the IV data is measured at a measurement interval sufficiently longer than the charge / discharge time constant in consideration of the charge / discharge time constant of the photoelectric conversion element to be measured. It is desirable to do. This is particularly important when measuring a photoelectric conversion element having a large capacitance.

以上の計測器を制御する手段および計測されたデータを処理する手段として、パーソナルコンピュータ等の計測器とデータのやりとりが可能なデータ処理手段を設けることが望ましい。また、データ処理手段は、計測器の制御が可能な機能も有しているものが望ましく、計測器の制御をプログラミングできるものがさらに望ましい。   As means for controlling the measuring instrument and means for processing the measured data, it is desirable to provide a data processing means capable of exchanging data with a measuring instrument such as a personal computer. Further, it is desirable that the data processing means has a function capable of controlling the measuring instrument, and it is more desirable that the data processing means can program the control of the measuring instrument.

また、測定された電流電圧特性を本発明の補正式を用いて、基準状態の電流電圧特性に補正することができる補正プログラムを内蔵した、データ処理手段が必要である。このデータ処理手段は、前記計測制御/データ処理手段と兼ねさせることができる。また、基準状態に補正した電流電圧特性から、開放電圧、短絡電流、曲線因子、最大出力、光電変換効率、直列抵抗、並列抵抗等の諸特性を計算するプログラムを内蔵していることが望ましい。また、補正前の電流電圧特性データ、補正後の電流電圧特性データ、前記諸特性の計算結果を保存する記憶媒体を備えていることが望ましい。   Further, there is a need for a data processing means that incorporates a correction program that can correct the measured current-voltage characteristic to the current-voltage characteristic in the reference state using the correction formula of the present invention. This data processing means can also serve as the measurement control / data processing means. It is desirable to incorporate a program for calculating various characteristics such as open-circuit voltage, short-circuit current, fill factor, maximum output, photoelectric conversion efficiency, series resistance, and parallel resistance from the current-voltage characteristics corrected to the reference state. Further, it is desirable to provide a storage medium for storing current-voltage characteristic data before correction, current-voltage characteristic data after correction, and calculation results of the various characteristics.

(光電変換素子)
本発明の補正方法によって測定される光電変換素子の種類としては、太陽電池、フォトダイオード等の光起電力素子、光センサー、電子写真感光体等が挙げられる。
(Photoelectric conversion element)
Examples of the types of photoelectric conversion elements measured by the correction method of the present invention include photovoltaic elements such as solar cells and photodiodes, photosensors, electrophotographic photoreceptors, and the like.

光電変換の機能を有するのは、主に半導体接合であり、半導体接合の種類としては、pn接合、pin接合、ショットキー接合、MIS型接合などが挙げられる。また、他の種類の光電変換素子として、例えば、色素増感型太陽電池等の湿式太陽電池も挙げられる。   The semiconductor junction mainly has a photoelectric conversion function. Examples of the semiconductor junction include a pn junction, a pin junction, a Schottky junction, and an MIS type junction. In addition, as other types of photoelectric conversion elements, for example, wet solar cells such as dye-sensitized solar cells are also included.

半導体材料としては、結晶質、多結晶質、微結晶質、非晶質のものが挙げられ、物質としては、Si、SiC、SiGe、C、Ge等のIV族あるいはIV族化合物、GaAs、AlGaAs、InP、InSb等のIII−V族化合物、ZnSe、ZnO、CdS、CdTe、Cu2S等のII−VI族化合物、CuInSe2、CuInS2等のI−III−VI2族化合物、有機半導体等、あるいは上述の化合物の混合物が挙げられる。 Examples of the semiconductor material include crystalline, polycrystalline, microcrystalline, and amorphous materials. Examples of the material include group IV or group IV compounds such as Si, SiC, SiGe, C, and Ge, GaAs, and AlGaAs. III-V group compounds such as InP and InSb, II-VI group compounds such as ZnSe, ZnO, CdS, CdTe and Cu 2 S, I-III-VI 2 group compounds such as CuInSe 2 and CuInS 2 , organic semiconductors, etc. Or a mixture of the above-mentioned compounds.

また、光電変換素子を直列あるいは並列に接続したり、耐環境性容器に封入したりして作成された、光電変換装置も光電変換素子と同様に、本発明の補正方法を用いた測定方法によって測定される。   In addition, the photoelectric conversion device created by connecting the photoelectric conversion elements in series or in parallel or encapsulating them in an environmentally resistant container is also measured by the measuring method using the correction method of the present invention, as with the photoelectric conversion elements. Measured.

また、本発明の補正方法は、上記の光電変換素子の内、多結晶質、微結晶質、非晶質等の非単結晶半導体を少なくとも一部に用いたものに特に好適に適用される。非単結晶半導体を一部に用いた光電変換素子は、従来の補正式(3)とは、放射照度と素子温度に対する特性の依存性が異なるものが多く、従来の補正式(3)では、正確に補正できないものが多いからである。   In addition, the correction method of the present invention is particularly preferably applied to the photoelectric conversion element using at least a part of a non-single crystal semiconductor such as polycrystalline, microcrystalline, or amorphous. The photoelectric conversion element using a non-single-crystal semiconductor in part is often different from the conventional correction formula (3) in the dependence of the characteristics on the irradiance and the element temperature. In the conventional correction formula (3), This is because there are many things that cannot be corrected accurately.

さらに、本発明の補正方法は、上記の光電変換素子の内、複数の半導体接合を積層した多接合型光電変換素子に、特に好適に適用される。これは、前述のごとく、多接合型光電変換素子が、照射光のスペクトルに対する特性の変化が敏感なことによる。   Furthermore, the correction method of the present invention is particularly preferably applied to a multi-junction photoelectric conversion element in which a plurality of semiconductor junctions are stacked among the photoelectric conversion elements described above. As described above, this is because the multi-junction photoelectric conversion element is sensitive to changes in characteristics with respect to the spectrum of irradiation light.

また、本発明の測定方法を適用する被測定光電変換素子は、照射光の放射照度に対する電流電圧特性の依存性(照度依存性)が分かっていることが必要である。少なくとも、照度補正に用いる素子の直列抵抗成分Rsが判明しているか、あるいは同等の光電変換素子から推測できることが必要である。   In addition, the photoelectric conversion element to be measured to which the measurement method of the present invention is applied needs to know the dependency of the current-voltage characteristics (illuminance dependency) on the irradiance of the irradiated light. It is necessary that at least the series resistance component Rs of the element used for illuminance correction is known or can be estimated from an equivalent photoelectric conversion element.

また、被測定光電変換素子は、電流電圧特性の温度係数が分かっていることが必要である。具体的には、開放電圧と短絡電流の温度係数が分かっていることが必要である。電流電圧特性を測定する光電変換素子自体の温度係数を測定することが困難である場合は、同等の光電変換素子の温度係数の代表値を用いても良い。   Further, the photoelectric conversion element to be measured needs to have a known temperature coefficient of current-voltage characteristics. Specifically, it is necessary to know the temperature coefficients of the open circuit voltage and the short circuit current. When it is difficult to measure the temperature coefficient of the photoelectric conversion element itself that measures the current-voltage characteristics, a representative value of the temperature coefficient of the equivalent photoelectric conversion element may be used.

(照射光)
本発明の測定方法に用いられる光は、太陽光でも人工光源による光でも良い。人工光源の場合は、後述する疑似太陽光光源が望ましい。
(Irradiation light)
The light used in the measurement method of the present invention may be sunlight or light from an artificial light source. In the case of an artificial light source, a pseudo solar light source described later is desirable.

照射光の放射照度は、好ましくは、500〜1500W/m2、より好ましくは800〜1200W/m2、最適には950〜1050W/m2の範囲で測定することが望ましい。放射照度が、1000W/m2に近いほど、照度補正の補正量が少ないので、照度補正による誤差がより小さくなって望ましい。 Irradiance of the irradiating light is preferably, 500~1500W / m 2, more preferably 800~1200W / m 2, and optimally it is desirable to measure the range of 950~1050W / m 2. The closer the irradiance is to 1000 W / m 2 , the smaller the amount of correction for illuminance correction, so the error due to illuminance correction is preferably smaller.

照射光として、太陽光を用いる場合は、太陽光の放射照度が安定している快晴時が望ましい。疑似太陽光光源を用いる場合、公知のソーラーシミュレータが適している。光源のランプとしては、キセノンランプ、メタルハライドランプ等が好適に用いられる。点灯方法は、連続点灯(定常光)でもパルス点灯(パルス光)でも良い。   When sunlight is used as the irradiating light, it is desirable to have a clear day when the irradiance of sunlight is stable. When using a pseudo solar light source, a known solar simulator is suitable. As the light source lamp, a xenon lamp, a metal halide lamp or the like is preferably used. The lighting method may be continuous lighting (steady light) or pulse lighting (pulse light).

(基準デバイス)
基準デバイスは、本発明の測定方法において、照射光の放射照度を検出するために用いられる。放射照度の検出は、基準デバイスの短絡電流の測定値を、基準状態での短絡電流値(これは、一般に基準デバイスの校正値と呼ばれる)と比較することによってなされる。基準デバイスの短絡電流は、基準デバイスの電極間に接続したシャント抵抗の両端の電圧を測定することによって、近似的に求められる。このときシャント抵抗の抵抗値は、シャント抵抗による基準デバイスへの順バイアスが、基準デバイスの短絡電流の検出に与える誤差として十分に小さいような小さい抵抗値であることが望ましい。基準デバイスの校正値は、公知の方法によって、公的な校正機関によって測定される。公的な校正機関によって校正できない事情がある場合には、事業者自ら校正しても良い。また、基準デバイスは、その大きさによって、基準セル、基準サブモジュール、基準モジュール等があり、用途によって適宜選択される。また、基準デバイスは、基本的には前記被測定光電変換素子と同じ構成の素子を用いることが望ましいが、異なる材料によって構成されていても良い。
(Reference device)
The reference device is used for detecting the irradiance of the irradiation light in the measurement method of the present invention. The detection of irradiance is done by comparing the measured value of the short circuit current of the reference device with the short circuit current value in the reference state (this is commonly referred to as the calibration value of the reference device). The short-circuit current of the reference device is approximately determined by measuring the voltage across the shunt resistor connected between the electrodes of the reference device. At this time, the resistance value of the shunt resistor is desirably a small resistance value such that the forward bias to the reference device by the shunt resistor is sufficiently small as an error given to the detection of the short-circuit current of the reference device. The calibration value of the reference device is measured by a public calibration authority by a known method. If there are circumstances that cannot be calibrated by a public proofreading organization, the operator may proofread it. The reference device includes a reference cell, a reference submodule, a reference module, and the like depending on the size thereof, and is appropriately selected depending on the application. The reference device basically desirably uses an element having the same configuration as the photoelectric conversion element to be measured, but may be composed of a different material.

例えば、前述のごとく、被測定光電変換素子の光強度に対する直線性が悪い場合には、基準デバイスとして、前記被測定光電変換素子と同じ材料で同じ構成の素子(面積は異なっていても良い)を用いることが望ましい。それによって、光電変換素子の検出された放射照度に対する直線性が維持される。   For example, as described above, when the linearity with respect to the light intensity of the photoelectric conversion element to be measured is poor, an element having the same configuration and the same material as the photoelectric conversion element to be measured as a reference device (the areas may be different) It is desirable to use Thereby, the linearity with respect to the detected irradiance of the photoelectric conversion element is maintained.

また、基準デバイスとして異なる材料のものを用いた場合は、基準デバイスの分光感度が、光電変換素子と近似した分光感度を有するようにフィルタ等で、分光感度を調整することが望ましい。それによって、基準デバイスを用いて照射光の放射照度を測定するときに、照射光のスペクトルと光電変換素子の分光感度に起因する誤差が少なくなり、光電変換素子の電流電圧特性の測定結果が正確になる。   When a different material is used as the reference device, it is desirable to adjust the spectral sensitivity with a filter or the like so that the spectral sensitivity of the reference device approximates that of the photoelectric conversion element. As a result, when measuring the irradiance of the irradiated light using a reference device, errors due to the spectrum of the irradiated light and the spectral sensitivity of the photoelectric conversion element are reduced, and the measurement result of the current-voltage characteristics of the photoelectric conversion element is accurate. become.

また、基準デバイスは、経時的に特性が安定であるように処理されていることが望ましい。基準デバイスを、光、熱、湿度等に対して、安定化させることにより、基準デバイスの校正値の信頼性が高まり、光電変換素子の電流電圧特性の測定が正確になる。また、基準状態における校正値を再測定する時間間隔を広くとることができる。   Further, it is desirable that the reference device is processed so that the characteristics are stable over time. By stabilizing the reference device against light, heat, humidity, etc., the reliability of the calibration value of the reference device is increased, and the measurement of the current-voltage characteristics of the photoelectric conversion element becomes accurate. Further, the time interval for re-measurement of the calibration value in the reference state can be widened.

また、基準デバイスは、前記基準状態における短絡電流(校正値)があらかじめ測定されていることが望ましい。校正値の測定方法は、例えば、JIS C 8911:二次基準結晶系太陽電池用セル、あるいは、IEC 60904−2:Photovoltaic devices Part2 Requirements for reference solar cells、あるいは、IEC 60904−6:Photovoltaic devices Part6 Requirements for reference solar modules等の規格に記載された公知の方法を取れば良い。定められた規格にしたがって、公的な機関で測定された値は、校正値と呼ばれる。基準デバイスの基準状態における短絡電流は、公的機関で校正値として値付けされていることが望ましい。なお、基準デバイスを複数用い、これらを常用一次基準デバイス、常用二次基準デバイスとすれば、常用一次基準デバイスは、公的機関で校正し、常用二次基準デバイスは、事業者自ら、常用一次基準デバイスから、値を移し替えて使用しても良い。   Further, it is desirable that the reference device has previously measured a short circuit current (calibration value) in the reference state. The measurement method of the calibration value is, for example, JIS C 8911: Secondary reference crystal solar cell, IEC 60904-2: Photovoltaic devices Part 2 Requirements for reference solar cells, or IEC 60904-6: Petovolt 6 What is necessary is just to take the well-known method described in standards, such as for reference solar modules. A value measured by a public institution according to a defined standard is called a calibration value. The short-circuit current in the reference state of the reference device is desirably priced as a calibration value by a public institution. If multiple reference devices are used, and these are used as primary primary reference devices and secondary secondary reference devices, the primary primary reference device is calibrated by a public institution, and the secondary secondary reference device is the primary primary The value may be transferred from the reference device.

また、基準デバイスは、短絡電流の温度係数が分かっているものを使用することが望ましい。基準デバイス自体の温度係数を測定することが困難である場合は、同じ構成の光電変換素子の温度係数の値を用いても良い。また、基準デバイスを用いて、光電変換素子を測定する場合に、基準デバイスは、25±2℃になるように温度調整することが望ましい。温度調整することが困難である場合には、前述の温度係数を用い、規格に述べられた公知の温度補正方法によって温度補正を行って、25℃における短絡電流を求めることが必要である。   In addition, it is desirable to use a reference device whose temperature coefficient of short circuit current is known. When it is difficult to measure the temperature coefficient of the reference device itself, the value of the temperature coefficient of the photoelectric conversion element having the same configuration may be used. Moreover, when measuring a photoelectric conversion element using a reference device, it is desirable to adjust the temperature of the reference device to be 25 ± 2 ° C. When it is difficult to adjust the temperature, it is necessary to obtain a short-circuit current at 25 ° C. by performing temperature correction by the known temperature correction method described in the standard using the temperature coefficient described above.

また、基準デバイスと光電変換素子の分光感度の関係が、式(8)で計算されるミスマッチ係数Mnが0.98以上1.02以下であることが望ましい。
Mn=∫Eo(λ)Qr(λ)dλ/∫Et(λ)Qr(λ)dλ
×∫Et(λ)Qs(λ)dλ/∫Eo(λ)Qs(λ)dλ
・・・(8)
ここで、
Eo(λ):基準太陽光の分光放射照度
Et(λ):照射光の分光放射照度
Qr(λ):基準デバイスの分光感度
Qs(λ):被測定光電変換素子の分光感度
Moreover, as for the relationship between the spectral sensitivity of the reference device and the photoelectric conversion element, it is desirable that the mismatch coefficient Mn calculated by Expression (8) is 0.98 or more and 1.02 or less.
Mn = ∫Eo (λ) Qr (λ) dλ / ∫Et (λ) Qr (λ) dλ
× ∫Et (λ) Qs (λ) dλ / ∫Eo (λ) Qs (λ) dλ
... (8)
here,
Eo (λ): Spectral irradiance of reference sunlight Et (λ): Spectral irradiance of irradiated light Qr (λ): Spectral sensitivity of reference device Qs (λ): Spectral sensitivity of measured photoelectric conversion element

人工光源を用いる場合のように、照射光の放射照度に場所むらが有る場合は、基準デバイスの発電部面積は、被測定光電変換素子の発電部面積と、好ましくは、±20%以下、より好ましくは、±10%以下、最適には±5%以下の範囲で近似していることが望ましい。基準デバイスと光電変換素子の発電部面積が近似することによって、照射される光の場所むらによる誤差が大幅に低減されるからである。なお、放射照度の場所むらがほとんどない太陽光による測定の場合、あるいは、前記常用二次基準デバイスを、光電変換素子の電流電圧特性測定中に、照射光の放射照度をモニターするために用いる場合は、発電部面積が近似してなくても良い。ただし、照射エリアのどの部分に常用二次基準デバイスを設置するかは、固定しておくことが望ましい。また、照射光の放射照度あるいはスペクトルの場所むらが変化した場合は、前記常用一次基準デバイスから前記常用二次基準デバイスへの値の移し替えをやり直す必要がある。   When there is unevenness in the irradiance of the irradiation light as in the case of using an artificial light source, the power generation unit area of the reference device is preferably ± 20% or less, more preferably the power generation unit area of the photoelectric conversion element to be measured. Preferably, it is desirable to approximate within a range of ± 10% or less, optimally ± 5% or less. This is because the error due to the uneven location of the irradiated light is greatly reduced by approximating the power generation area of the reference device and the photoelectric conversion element. In the case of measurement using sunlight with almost no uneven irradiance, or when the above-mentioned secondary reference device is used to monitor the irradiance of irradiated light during measurement of the current-voltage characteristics of the photoelectric conversion element. May not approximate the power generation area. However, it is desirable to fix in which part of the irradiation area the common secondary reference device is installed. In addition, when the irradiance of the irradiation light or the spectral location variation changes, it is necessary to transfer the value from the regular primary reference device to the regular secondary reference device again.

(光電変換素子の製造)
また本発明においては、上記光電変換素子の電流電圧特性測定方法を、光電変換素子の製造工程の一部に組み込むことにより、製造する光電変換素子の特性のばらつきを抑制し、品質の安定性を高めることができる。さらに測定値に基づいて例えば光電変換素子の形成条件を適宜調整することにより、歩留まりをさらに向上させることができる。
(Manufacture of photoelectric conversion elements)
Further, in the present invention, by incorporating the method for measuring current-voltage characteristics of the photoelectric conversion element into a part of the manufacturing process of the photoelectric conversion element, variation in characteristics of the photoelectric conversion element to be manufactured is suppressed, and quality stability is improved. Can be increased. Furthermore, the yield can be further improved by appropriately adjusting, for example, the formation conditions of the photoelectric conversion elements based on the measured values.

例えば、特開2002−252362号公報に開示されている光電変換素子の一例である太陽電池モジュールの製造工程において、樹脂封止工程の前に直列あるいは並列に接続する前の単位素子(いわゆる太陽電池セル)の電流電圧特性を測定する工程として、本発明の補正方法による光電変換素子の電流電圧特性測定工程を組み込むことができる。   For example, in a manufacturing process of a solar cell module which is an example of a photoelectric conversion element disclosed in JP-A-2002-252362, unit elements (so-called solar cells) before being connected in series or in parallel before the resin sealing step As the step of measuring the current-voltage characteristics of the cell), a step of measuring the current-voltage characteristics of the photoelectric conversion element by the correction method of the present invention can be incorporated.

このように光電変換素子の製造工程に本発明の光電変換素子の電流電圧特性測定工程を組み込むことにより、光電変換素子の完成に至る中間の段階で、素子特性を正確に把握することができるため、製造工程の早い段階で、不良品を選別することが可能になる。それによって、中間段階で選別した良品のみ、以降の工程に流すようにすることができ、不良品に費やされる材料あるいは工程を削減できて、光電変換素子の製造コストを低減できる。しかも従来の測定方法では必ずしも正確に測定できなかった電流電圧特性を、より正確に測定することができるため、測定誤差による光電変換素子製造歩留まりの変動を抑制し、製造歩留まりを安定化させることができる。また、本発明の測定方法による正確な電流電圧特性の測定によって、製造する光電変換素子の特性のばらつきを抑制し、品質の安定性を高めることができる。さらに、必要に応じて測定値に基づいて例えば光電変換素子の形成条件を適宜調整することにより、歩留まりをさらに向上させることができる。これは例えば何らかの原因(例えばプラズマCVD工程における高周波電力の不足など)で、光電変換素子特性に異常が発生した場合であっても、本発明の光電変換素子の電流電圧特性測定工程が、中間段階に挿入されていることによって、異常をいち早く検出し、早期に対応することができて、対応の間に作成されてしまう不良品の量を削減することができることによるものである。   By incorporating the current-voltage characteristics measurement process of the photoelectric conversion element of the present invention into the photoelectric conversion element manufacturing process in this way, it is possible to accurately grasp the element characteristics at an intermediate stage until the photoelectric conversion element is completed. It becomes possible to sort out defective products at an early stage of the manufacturing process. As a result, only non-defective products selected in the intermediate stage can be flowed to the subsequent processes, and materials or processes spent on defective products can be reduced, and the manufacturing cost of the photoelectric conversion element can be reduced. In addition, since current-voltage characteristics that cannot always be measured accurately by conventional measurement methods can be measured more accurately, fluctuations in photoelectric conversion element manufacturing yield due to measurement errors can be suppressed, and manufacturing yield can be stabilized. it can. In addition, the accurate measurement of current-voltage characteristics by the measurement method of the present invention can suppress variations in characteristics of the photoelectric conversion elements to be manufactured, and can improve the stability of quality. Furthermore, the yield can be further improved by appropriately adjusting, for example, the formation conditions of the photoelectric conversion elements based on the measured values as necessary. For example, even if an abnormality occurs in the characteristics of the photoelectric conversion element due to some cause (for example, lack of high-frequency power in the plasma CVD process), the current-voltage characteristic measurement process of the photoelectric conversion element of the present invention is an intermediate stage. This is because it is possible to quickly detect an abnormality and to deal with it early, and to reduce the amount of defective products created during the handling.

また、例えば、前記太陽電池モジュールの製造工程において、完成した太陽電池モジュールの電流電圧特性を測定する最終検査工程として、本発明の光電変換素子の電流電圧特性測定工程を組み込むことができる。   In addition, for example, in the manufacturing process of the solar cell module, the current-voltage characteristic measurement step of the photoelectric conversion element of the present invention can be incorporated as a final inspection step for measuring the current-voltage characteristic of the completed solar cell module.

光電変換素子の製造工程の最終検査工程として、本発明の光電変換素子の電流電圧特性測定工程を組み込むことによって、従来よりも正確に電流電圧特性を測定することができるため、製造歩留まりの変動を抑制し、製造歩留まりを安定化させることができ、また、出荷する光電変換素子の品質の安定性を高めることができる。   By incorporating the current-voltage characteristics measurement process of the photoelectric conversion element of the present invention as the final inspection process of the photoelectric conversion element manufacturing process, the current-voltage characteristics can be measured more accurately than before, so the fluctuation in the manufacturing yield can be reduced. Therefore, the production yield can be stabilized and the stability of the quality of the photoelectric conversion element to be shipped can be improved.

さらに、本発明の光電変換素子の電流電圧特性測定方法を、光電変換素子の製造工程の中間段階および最終段階の両方の検査工程として組み込むことによって、上述の効果に加えて、光電変換素子の各製造工程が光電変換素子の特性に及ぼす影響あるいは製造歩留まりへの影響を分析することが容易になり、製造歩留まり、あるいは出荷する光電変換素子の品質をさらに向上させることができる。   Furthermore, in addition to the above-described effects, the photoelectric conversion element current / voltage characteristic measurement method of the photoelectric conversion element of the present invention is incorporated as an inspection process in both the intermediate stage and the final stage of the photoelectric conversion element manufacturing process. It is easy to analyze the influence of the manufacturing process on the characteristics of the photoelectric conversion element or the influence on the manufacturing yield, and the manufacturing yield or the quality of the photoelectric conversion element to be shipped can be further improved.

以下に本発明の実施例を示すが、以下の実施例で本発明の内容が限定されるものではない。   Although the Example of this invention is shown below, the content of this invention is not limited by the following Example.

(実施例1)
被測定光電変換素子(サンプル)として、光入射側からアモルファスシリコンをi層に用いたpin接合(以下トップセルと略記する)と、アモルファスシリコンゲルマニウムをi層に用いたpin接合(以下ミドルセルと略記する)と、アモルファスシリコンゲルマニウムをi層に用いたpin接合(以下ボトムセルと略記する)をこの順に積層した構造のトリプル型太陽電池モジュールの電流電圧特性を以下のごとく屋外にて太陽光で測定した。
Example 1
As a photoelectric conversion element to be measured (sample), a pin junction using amorphous silicon as an i layer (hereinafter abbreviated as a top cell) and a pin junction using amorphous silicon germanium as an i layer (hereinafter abbreviated as a middle cell) from the light incident side. The current-voltage characteristics of a triple solar cell module having a structure in which pin junctions (hereinafter abbreviated as bottom cells) using amorphous silicon germanium for the i layer are stacked in this order were measured outdoors with sunlight as follows. .

前記トリプル型太陽電池モジュールは、1枚のステンレス基板上に作成された、35cm×24cmの大きさのセルを、支持板上でバイパスダイオードを挿入しつつ5枚直列に接続し、表面保護層を形成したものであり、外形の大きさは、約140cm×42cmである。   In the triple solar cell module, a cell having a size of 35 cm × 24 cm formed on one stainless steel substrate is connected in series while inserting a bypass diode on a support plate, and a surface protective layer is formed. The size of the outer shape is about 140 cm × 42 cm.

また、前記トリプル型太陽電池モジュールは、モジュール温度を50℃に保ちつつ、ソーラーシミュレータによって、900W/m2で200時間光照射して光劣化させ、電流電圧特性の安定化したものを用いた。 Also, the triple type solar cell module, while keeping the module temperature at 50 ° C., by a solar simulator, 900 W / m 2 in irradiated for 200 hours light is light degradation, was used as the stabilized current-voltage characteristic.

前記モジュールの電流電圧特性を以下のように測定した。
モジュールの電流電圧特性の測定は、雲のほとんど無い快晴の日を選び、前記モジュールを、太陽光のモジュール表面への入射角が一定になるように自動的に太陽を追尾する架台(以下、自動追尾架台と略記する)の上に搭載して、直達太陽光が常にモジュール平面に対し、概略垂直に入射するようにして行った。屋外で、モジュールの温度を調整することは困難であるので、空調された室内から遮光板を取り付けたモジュールをすばやく運び出して、前記自動追尾架台にセットし、遮光板を取り外した後、以下のように電流電圧特性を測定した。
The current-voltage characteristics of the module were measured as follows.
The module's current-voltage characteristics are measured by selecting a clear day with almost no clouds, and a module that automatically tracks the sun so that the incident angle of sunlight on the module surface is constant (hereinafter referred to as “automatic”). It was mounted on a tracking base) so that direct sunlight was always incident substantially perpendicular to the module plane. Since it is difficult to adjust the module temperature outdoors, quickly remove the module with the light-shielding plate attached from the air-conditioned room, place it on the automatic tracking stand, remove the light-shielding plate, and The current-voltage characteristics were measured.

電圧可変手段としては、公知のプログラマブルのバイポーラー電源(アドバンテスト(株)製 R6246)を用い、パーソナルコンピューターによって、バイポーラー電源を制御し、階段状に電圧を掃引させた。また、電圧検出手段および電流検出手段としては、前述のR6246に測定機能があるのでこれを兼用した。このとき電流の測定は、電圧の立ち上がり時間とサンプルセルのキャパシタンスを考慮して電圧設定から電流測定までの間に遅延時間を設定した。ここで、設定電圧は、モジュールの開放電圧に近い電圧ほど掃引電圧間隔が狭くなるようにしつつ、128点設定した。それによって、同じ電圧設定点数でも、等間隔に電圧を掃引するよりも、最大出力付近のデータを細かく測定することができ、測定精度が向上した。以上の手順によって、測定するモジュールの電流電圧特性を得た。また、掃引電圧のデータセットを予めバイポーラー電源のメモリーに記憶させてから測定することにより、128点の測定を0.5秒以下で実施することができた。遮光板をはずした直後のモジュールの温度上昇は、太陽光の放射照度が1000W/m2(1sun)の場合、約0.15℃/secであったので、電流電圧特性測定中のモジュール温度による誤差を十分少なくすることができた。 As the voltage variable means, a known programmable bipolar power supply (R6246 manufactured by Advantest Co., Ltd.) was used, and the bipolar power supply was controlled by a personal computer, and the voltage was swept stepwise. Also, as the voltage detection means and current detection means, the above-described R6246 has a measurement function, so that it is also used. At this time, in measuring the current, a delay time was set between the voltage setting and the current measurement in consideration of the voltage rise time and the capacitance of the sample cell. Here, the set voltage was set at 128 points while the sweep voltage interval was narrowed as the voltage was closer to the open circuit voltage of the module. As a result, even when the number of voltage setting points is the same, data near the maximum output can be measured more finely than when the voltage is swept at equal intervals, and the measurement accuracy is improved. The current-voltage characteristics of the module to be measured were obtained by the above procedure. In addition, by measuring the data set of the sweep voltage stored in the memory of the bipolar power source in advance, 128 points could be measured in 0.5 seconds or less. The temperature rise of the module immediately after removing the light shielding plate was about 0.15 ° C./sec when the irradiance of sunlight was 1000 W / m 2 (1 sun). The error could be reduced sufficiently.

また、前記遮光板を外した後、太陽光によって、モジュールの温度が上昇するが、温度上昇の過程で、何度か電流電圧特性の測定を繰り返すことによって、異なる3点の温度での、3組のIVデータセット(1回目、2回目、3回目)を取得した。   In addition, after removing the light shielding plate, the temperature of the module rises due to sunlight, but by repeating the measurement of the current-voltage characteristics several times in the course of the temperature rise, A set of IV data sets (first, second, third) was acquired.

ここで、モジュール温度の測定は、モジュールの裏面にシート型の熱電対を貼り付けて測定する方法と電流電圧特性から求めた開放電圧からモジュール温度を計算する方法の2種類の方法で行った。開放電圧からモジュール温度を計算する方法は、モジュールの基準状態における開放電圧と、開放電圧の温度係数を予め測定しておき、照度補正後の開放電圧と基準状態における開放電圧を比較して計算する公知の方法を用いた。後者の方法で求めた温度の方が、モジュールの半導体接合部分の温度に近いと考えて、後者の温度を採用した。前者の熱電対によるモジュール裏面の温度は参考とした。なお、モジュールの基準状態における開放電圧としては、モジュールを25℃±2℃に温度調整した状態で、パルス型ソーラシミュレータを用いて測定した、屋内測定値を用いた。   Here, the module temperature was measured by two methods: a method in which a sheet-type thermocouple was attached to the back surface of the module, and a method in which the module temperature was calculated from the open-circuit voltage obtained from the current-voltage characteristics. The method for calculating the module temperature from the open circuit voltage is to calculate the open circuit voltage in the reference state of the module and the temperature coefficient of the open circuit voltage in advance, and compare the open circuit voltage after illuminance correction with the open circuit voltage in the reference state. A known method was used. The latter temperature was adopted on the assumption that the temperature obtained by the latter method is closer to the temperature of the semiconductor junction portion of the module. The temperature on the back of the module by the former thermocouple was used as a reference. As an open circuit voltage in the reference state of the module, an indoor measurement value measured using a pulse type solar simulator in a state where the temperature of the module was adjusted to 25 ° C. ± 2 ° C. was used.

前者の方法は、基準状態での開放電圧が不明で、推定困難である場合に望ましく、後者の方法は、基準状態での開放電圧が推定できる場合に、モジュールの半導体接合部分の平均温度がより正確に測定できるので望ましい。本実施例では、ソーラシミュレータによる屋内測定を予め行うことによって、基準状態での開放電圧が推定できたので、後者の方法を用いた。後者の方法によって求められた温度は、1回目:20.4℃、2回目:25.7℃、3回目:43.1℃であった。   The former method is preferable when the open-circuit voltage in the reference state is unknown and difficult to estimate, and the latter method is more effective when the open-circuit voltage in the reference state can be estimated. It is desirable because it can be measured accurately. In the present embodiment, the latter method was used because the open circuit voltage in the reference state could be estimated by performing indoor measurement with a solar simulator in advance. The temperature determined by the latter method was 1st: 20.4 ° C, 2nd: 25.7 ° C, 3rd: 43.1 ° C.

ここで、基準セルとしては、同じ1cm×1cmの大きさの結晶シリコン太陽電池の光入射側に以下の3つの組み合わせの光学フィルタを取り付けて、3つの基準セル(基準セル1,2,3)を作成した。   Here, as a reference cell, three reference cells (reference cells 1, 2, and 3) are attached by attaching the following three combinations of optical filters to the light incident side of a crystalline silicon solar cell having the same size of 1 cm × 1 cm. It was created.

基準セル1としては、主としてトップセルの感度の高い波長である青色の光を透過させるフィルタと赤外光を吸収するフィルタを組み合わせたものを用いた。フィルタとしては、例えば、HOYA(株)製のHA30とB460を用いることができる。それによって、被測定太陽電池モジュールのトップセルの分光感度と近似した分光感度をもつ基準セル1を作成した。   As the reference cell 1, a combination of a filter that transmits blue light, which is a wavelength with high sensitivity of the top cell, and a filter that absorbs infrared light is used. As the filter, for example, HA30 and B460 manufactured by HOYA Corporation can be used. Thereby, the reference cell 1 having a spectral sensitivity approximate to the spectral sensitivity of the top cell of the solar cell module to be measured was created.

基準セル2は、ミドルセルの分光感度と近似させるため、フィルタとして、HOYA(株)製のHA30と東芝硝子(株)製のLB−A8を用いた。その結果、被測定太陽電池モジュールのミドルセルの分光感度と近似した分光感度を得た。   For the reference cell 2, in order to approximate the spectral sensitivity of the middle cell, HA30 manufactured by HOYA and LB-A8 manufactured by Toshiba Glass were used as filters. As a result, the spectral sensitivity approximated to the spectral sensitivity of the middle cell of the solar cell module to be measured was obtained.

基準セル3は、ボトムセルの分光感度と近似させるため、フィルタとして、HOYA(株)製のCF870(長波側をカットするコールドフィルタと呼ばれる干渉フィルタ)と東芝硝子(株)製のA−73Bを用いた。その結果、被測定太陽電池モジュールのボトムセルの分光感度と近似した分光感度を得た。   In order to approximate the spectral sensitivity of the bottom cell, the reference cell 3 uses a CF870 manufactured by HOYA (an interference filter called a cold filter that cuts the long wave side) and an A-73B manufactured by Toshiba Glass Co., Ltd. It was. As a result, the spectral sensitivity approximated to the spectral sensitivity of the bottom cell of the solar cell module to be measured was obtained.

また、それぞれの基準セルは、予め、公的機関に、一次基準太陽電池としての校正を依頼し、基準状態における短絡電流の値(校正値)を求めた。その結果、それぞれの基準セルの校正値は、基準セル1が5.17mA、基準セル2が7.56mA、基準セル3が7.29mAであった。   In addition, each reference cell requested a public institution to perform calibration as a primary reference solar cell in advance, and obtained a short-circuit current value (calibration value) in a reference state. As a result, the calibration values of the respective reference cells were 5.17 mA for the reference cell 1, 7.56 mA for the reference cell 2, and 7.29 mA for the reference cell 3.

また、基準セルのパッケージは、表面に黒色アルマイト処理を施したアルミニウムのブロックを用いた公知のもの(例えばJIS C 8911に示されている)を用い、パッケージの外側にペルチェ素子を取り付けて、セルの温度が、25℃±2℃になるように温度調整した。   In addition, the standard cell package is a well-known one (for example, shown in JIS C 8911) using a black anodized aluminum block on the surface, and a Peltier element is attached to the outside of the package, The temperature was adjusted to 25 ° C. ± 2 ° C.

放射照度検出手段としては、被測定太陽電池モジュールの律速セル(多接合太陽電池の短絡電流を律速する半導体接合)がトップセルであったので、前記基準セル1を用いた。基準セルは、前記自動追尾架台上に、すなわち被測定モジュールと同一平面上に設置した。   As the irradiance detecting means, the reference cell 1 was used because the rate-limiting cell (semiconductor junction that controls the short-circuit current of the multi-junction solar cell) of the solar cell module to be measured was the top cell. The reference cell was installed on the automatic tracking platform, that is, on the same plane as the module to be measured.

前記3組のIVデータセットを取得した時の放射照度は、それぞれ、1回目:998W/m2、2回目:996W/m2、3回目:983W/m2であった。 The irradiance when the three IV data sets were acquired was 1st: 998 W / m 2 , 2nd: 996 W / m 2 , 3rd: 983 W / m 2 , respectively.

以上のごとく、3組のIVカーブが測定された条件は、基準状態と異なるため、基準状態での値に補正することが必要である。   As described above, since the conditions under which the three sets of IV curves are measured are different from the reference state, it is necessary to correct the values in the reference state.

そこで、(1)の補正式を用いた本発明の補正方法によって、前記3組のIVデータセットを基準状態での値に補正した。補正前の3組のIVデータセットを図1に、補正後の3組のIVデータセットを図2に示す。図1と図2の凡例の数字は、IVデータセットを取得した時の太陽電池モジュールの温度を示す。   Therefore, the three IV data sets were corrected to the values in the reference state by the correction method of the present invention using the correction formula (1). FIG. 1 shows three IV data sets before correction, and FIG. 2 shows three IV data sets after correction. The numbers in the legends of FIGS. 1 and 2 indicate the temperature of the solar cell module when the IV data set is acquired.

補正前の3組のIVデータセットから、補正前の開放電圧(Voc)、短絡電流(Isc)、曲線因子(FF)、最大出力(Pmax)を求め、表1にまとめた。   The open circuit voltage (Voc), short circuit current (Isc), fill factor (FF), and maximum output (Pmax) before correction were determined from the three IV data sets before correction, and are summarized in Table 1.

また、本発明の補正方法によって補正した、補正後の3組のIVデータセットから、同様にVoc、Isc、FF、Pmaxを求め、表2にまとめた。さらに、補正後の1回目と3回目のVoc、Isc、FF、Pmaxを2回目の値で除したものを、表3にまとめた。   Further, Voc, Isc, FF, and Pmax were similarly obtained from the three corrected IV data sets corrected by the correction method of the present invention, and are summarized in Table 2. Further, Table 3 summarizes the first and third corrected Voc, Isc, FF, and Pmax divided by the second value.

図2から、前記補正後の3組のIVデータセットによる電流電圧特性曲線が、ほぼ重なっていることから、前記3組のIVデータセットが、本発明の補正方法によって、基準状態での値に精度良く補正されたことが分かる。   From FIG. 2, since the current-voltage characteristic curves of the three corrected IV data sets are almost overlapped, the three IV data sets are converted to the values in the reference state by the correction method of the present invention. It can be seen that the correction was made with high accuracy.

また、表3から、測定条件が最も基準状態に近かった2回目の測定による特性値に、1回目と3回目の測定による特性値が近くなることから、前記3組のIVデータセットが、本発明の補正方法によって、基準状態での値に精度良く補正されたことが分かる。   Also, from Table 3, since the characteristic values from the first measurement and the third measurement are close to the characteristic values from the second measurement when the measurement conditions are closest to the reference state, the three IV data sets are It can be seen that the value in the reference state was accurately corrected by the correction method of the invention.

Figure 2006229063
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このとき、補正式(1)のパラメータ、α、β、Rs、Kaは、以下のようにして求めたものを用いた。   At this time, the parameters, α, β, Rs, and Ka of the correction formula (1) were obtained as follows.

まず、Iscの温度係数αとVocの温度係数βは、前記トリプル型太陽電池モジュールに用いた35cm×24cmの大きさのセルと同一構成のセルを数枚選択して、温度係数を公知の温度係数測定方法で求め、規格化温度係数α/Isc、β/Vocを算出し、α/Isc、β/Vocの平均値(0.000682、−0.00373)を求めた後、前記被測定太陽電池モジュールの屋内測定値から求められたIscとVocを乗じて求めた。   First, the temperature coefficient α of Isc and the temperature coefficient β of Voc are selected from several cells having the same configuration as the 35 cm × 24 cm cell used in the triple solar cell module, and the temperature coefficient is set to a known temperature. Obtained by a coefficient measurement method, normalized temperature coefficients α / Isc and β / Voc are calculated, and average values of α / Isc and β / Voc (0.000682, −0.00373) are obtained, and then the measured sun It was obtained by multiplying Isc and Voc obtained from the indoor measurement value of the battery module.

次に、シリーズ抵抗Rsは、予め、モジュールを屋内で照度を変化させて電流電圧特性を測定して求める公知の方法で測定した値(Rs=0.35Ω)を用いた。   Next, as the series resistance Rs, a value (Rs = 0.35Ω) measured in advance by a known method obtained by measuring the current-voltage characteristics by changing the illuminance of the module indoors was used.

さらに、Kaは、3回目のIVデータセットの補正後の曲線因子が、2回目のIVデータセットの補正後の曲線因子にほぼ一致するような固定値(Ka=−0.0006)を用いた。   Furthermore, Ka used a fixed value (Ka = −0.0006) such that the curve factor after the correction of the third IV data set almost coincides with the curve factor after the correction of the second IV data set. .

(比較例1)
実施例1において、取得した3組のIVデータセットを、非特許文献1の解説付録に記載された、式(4)を用いる修正直線補間法で補正しようとした。しかしながら、補正に用いる2組のIVデータセットを測定した時の放射照度E1とE3の差が少な過ぎたことと、2組のIVデータセット測定時の太陽電池モジュールの温度T1とT3の差が2℃を越えていたことから、この補正方法を用いることができず、基準状態に補正することができなかった。
(Comparative Example 1)
In Example 1, the obtained three IV data sets were tried to be corrected by the modified linear interpolation method using Expression (4) described in the appendix of Non-Patent Document 1. However, the difference between the irradiance E 1 and E 3 when measuring two sets of IV data sets used for correction was too small, and the temperature T 1 and T of the solar cell module when measuring the two sets of IV data sets Since the difference of 3 exceeded 2 ° C., this correction method could not be used and the reference state could not be corrected.

なお、放射照度E1とE3の差をつけることは、太陽電池モジュールに対する太陽光の入射角をわざとずらすことにより可能であるが、放射照度を検出する基準セルと被測定太陽電池モジュールの入射角依存が一致していない限り、入射角による誤差が大きくなってしまうので困難である。 The difference between the irradiances E 1 and E 3 can be obtained by intentionally shifting the incident angle of sunlight with respect to the solar cell module, but the incident between the reference cell for detecting the irradiance and the measured solar cell module. Unless the angular dependence is consistent, the error due to the incident angle becomes large, which is difficult.

また、測定する時間をずらして、放射照度E1とE3の差をつけることも可能であるが、エアマス等の条件が変化して、太陽電池モジュールに入射する太陽光の分光放射照度が変化して、被測定太陽電池モジュールの曲線因子を変化させてしまうので、それらの2組のIVデータセットを補正に用いるのは不適切である。 It is also possible to shift the measurement time to make the difference between the irradiance E 1 and E 3 , but the conditions such as air mass change, and the spectral irradiance of sunlight incident on the solar cell module changes. Then, since the fill factor of the solar cell module to be measured is changed, it is inappropriate to use these two IV data sets for correction.

このように、非特許文献1の解説付録に記載された修正直線補間法を補正方法として用いることはできなかった。   Thus, the corrected linear interpolation method described in the appendix of Non-Patent Document 1 cannot be used as a correction method.

(比較例2)
実施例1において、取得した3組のIVデータセットを、非特許文献2に記載された式(3)を用いる方法で補正した。補正後の3組のIVデータセットを図3に示した。また、実施例1と同様に補正後の3組のIVデータセットから、Voc、Isc、FF、Pmaxを求め、表4にまとめた。さらに、1回目と3回目の補正後のVoc、Isc、FF、Pmaxを2回目の値で除したものを、表5にまとめた。
(Comparative Example 2)
In Example 1, the obtained three IV data sets were corrected by a method using Equation (3) described in Non-Patent Document 2. Three corrected IV data sets are shown in FIG. Similarly to Example 1, Voc, Isc, FF, and Pmax were obtained from three corrected IV data sets and are summarized in Table 4. In addition, Table 5 shows Voc, Isc, FF, and Pmax after the first and third corrections divided by the second value.

Figure 2006229063
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Figure 2006229063
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このとき、式(3)における、α、β、Rsは、実施例1と同じ値を用いた。また、式(3)における、Kの値は、3回目のIVデータセットの補正後の曲線因子が、2回目のIVデータセットの補正後の曲線因子にほぼ一致するような固定値(K=−0.0025)を用いた。   At this time, the same values as in Example 1 were used for α, β, and Rs in Equation (3). In Equation (3), the value of K is a fixed value (K =) such that the curve factor after correction of the third IV data set substantially matches the curve factor after correction of the second IV data set. -0.0025) was used.

表3と表5を比較すれば、実施例1の補正方法の方が比較例2の補正方法よりも精度良く補正されたことが分かる。   Comparing Table 3 and Table 5, it can be seen that the correction method of Example 1 was corrected with higher accuracy than the correction method of Comparative Example 2.

ここで、実施例1の補正方法と比較例2の補正方法の違いを明らかにするため、実施例1の図2と比較例2の図3の、電圧6V以下の拡大図を図4と図5に示す。図4と図5から、実施例1(図4)の方が、比較例2(図5)より、3本のIVカーブが互いに近接していることが分かる。このことはすなわち、補正後のIVカーブが、基準状態(1000W/m2、25℃)でのIVカーブに近いことを意味し、補正が適切に精度良く行われていることを示す。 Here, in order to clarify the difference between the correction method of Example 1 and the correction method of Comparative Example 2, FIG. 4 and FIG. 4 are enlarged views of FIG. 2 of Example 1 and FIG. As shown in FIG. From FIG. 4 and FIG. 5, it can be seen that the three IV curves are closer to each other in Example 1 (FIG. 4) than in Comparative Example 2 (FIG. 5). This means that the corrected IV curve is close to the IV curve in the reference state (1000 W / m 2 , 25 ° C.), and indicates that the correction is appropriately performed with high accuracy.

次に、上記補正の違いをさらに明らかにするため、補正後のIVカーブにおいて、電流が5.2Aの電圧を求めて、表6と表7に示した。表6は、実施例1の補正後のIVカーブから求めたものであり、表7は、比較例2の補正後のIVカーブから求めたものである。また、求めた電圧を、測定条件が最も基準状態に近かった2回目の測定の補正後電圧値で除した値を、表6と表7に示した。この値が1に近いほど、精度の良い補正が行われたことを示す。   Next, in order to further clarify the difference between the corrections, a voltage with a current of 5.2 A was obtained in the corrected IV curve and shown in Tables 6 and 7. Table 6 is obtained from the corrected IV curve of Example 1, and Table 7 is obtained from the corrected IV curve of Comparative Example 2. Tables 6 and 7 show values obtained by dividing the obtained voltage by the corrected voltage value of the second measurement in which the measurement conditions are closest to the reference state. The closer this value is to 1, the more accurate correction is performed.

Figure 2006229063
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Figure 2006229063
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表6と表7から、補正後の電圧を2回目の値で除した1回目と3回目の相対値が、実施例1場合0.993と1.040であるのに対し、比較例2の場合0.982と1.071で、本発明の補正方法を用いた実施例1の方が1に近く、従来の補正方法を用いた比較例2より、精度良く補正されたことが分かる。   From Tables 6 and 7, the first and third relative values obtained by dividing the corrected voltage by the second value are 0.993 and 1.040 in Example 1, while In the cases 0.982 and 1.071, it can be seen that the first embodiment using the correction method of the present invention is closer to 1, and the correction is performed more accurately than the second comparative example using the conventional correction method.

(実施例2)
実施例1において、取得した3組のIVデータセットを、補正式(1)を用いて補正する場合に、Kaを(2)式のように、ΔTの一次関数として補正した。
(Example 2)
In Example 1, when the three acquired IV data sets were corrected using the correction formula (1), Ka was corrected as a linear function of ΔT as in the formula (2).

このとき、補正式(1)のパラメータ、α、β、Rsは、実施例1と同じ値を用い、Kaについては、(2)式のakとbkを、それぞれ、4.66×10-5、−0.00148とした。すなわち、
Ka=4.66×10-5×ΔT−0.00148
として、補正を行った。
At this time, the parameters, α, β, and Rs of the correction formula (1) use the same values as in the first embodiment, and for Ka, ak and bk in the formula (2) are each 4.66 × 10 −5. , −0.00148. That is,
Ka = 4.66 × 10 −5 × ΔT−0.00148
As a correction.

本実施例による補正後のIVデータセットから、Voc、Isc、FF、Pmax計算した結果を表8に示す。また、補正後の1回目と3回目のVoc、Isc、FF、Pmaxを2回目の値で除したものを、表9にまとめた。   Table 8 shows the calculation results of Voc, Isc, FF, and Pmax from the corrected IV data set according to this example. Table 9 summarizes the first and third corrected Voc, Isc, FF, and Pmax divided by the second value after correction.

Figure 2006229063
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Figure 2006229063
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表9から明らかなように、Kaを(2)式のように、ΔTの一次関数とすることによって、曲線因子の温度依存性を正確に補正することができ、1回目と3回目の補正後の曲線因子の値が、±0.05%未満の範囲で、2回目の補正後の値に一致した。その結果、補正後の1回目と3回目のPmaxの2回目に対するずれも、0.1%までに抑え込むことができた。このように、KaをΔTの一次関数とすることによって、実施例1のIVデータセットの補正結果よりさらに正確な補正結果を得ることができた。   As is apparent from Table 9, by making Ka a linear function of ΔT as shown in equation (2), the temperature dependence of the fill factor can be accurately corrected, and after the first and third corrections. The value of the curve factor was in the range of less than ± 0.05%, and coincided with the value after the second correction. As a result, the deviation of the first and third Pmax after correction relative to the second time could be suppressed to 0.1%. Thus, by making Ka a linear function of ΔT, a more accurate correction result than the correction result of the IV data set of Example 1 could be obtained.

(実施例3)
光入射側からアモルファスシリコンをi層に用いたpin接合(トップa−Siセル)と、微結晶シリコンをi層に用いたpin接合(ミドルμc−Siセル)と、微結晶シリコンをi層に用いたpin接合(ボトムμc−Siセル)をこの順に積層した構造のa−Si/μc−Si/μc−Siトリプル型太陽電池セルの出力を、以下のごとく太陽電池セルを製造する生産ラインの出力検査装置において測定した。
(Example 3)
From the light incident side, a pin junction (top a-Si cell) using amorphous silicon as the i layer, a pin junction (middle μc-Si cell) using microcrystalline silicon as the i layer, and microcrystalline silicon as the i layer The output of the a-Si / μc-Si / μc-Si triple solar cell having a structure in which the used pin junction (bottom μc-Si cell) is laminated in this order is used for the production line for manufacturing the solar cell as follows. Measured in an output inspection device.

前記トリプル型太陽電池セルは、1枚のステンレス基板上に作成された、35cm×24cmの大きさのものである。   The triple solar cell has a size of 35 cm × 24 cm formed on a single stainless steel substrate.

セルの電流電圧特性の測定は、プローブを用いて電極に電気的接触をとった以外は、電気的には実施例1と同様の方法で行い、光源として太陽光の代わりに、有効照射面積40cm×40cm、等級Aの擬似太陽光光源(ソーラシミュレータ)を用いた。   The measurement of the current-voltage characteristics of the cell is performed in the same manner as in Example 1 except that the probe is used to make electrical contact with the electrode, and an effective irradiation area of 40 cm is used instead of sunlight as the light source. A pseudo solar light source (solar simulator) of × 40 cm, grade A was used.

また、本来生産ラインでは光照射履歴のない太陽電池セルを測定するが、本実施例では、補正方法の効果を明らかにするため、被測定太陽電池セルは、温度を50℃に保ちつつ、ソーラーシミュレータによって、900W/m2で200時間光照射して光劣化させ、電流電圧特性の安定化したものを用いた。また、電流電圧特性測定用のソーラシミュレータのシャッタを通常より長時間開けたままにして、わざと被測定太陽電池セルの温度を上昇させ、異なる3点の温度での、3組のIVデータセット(1回目、2回目、3回目)を取得した。被測定太陽電池セルの温度は、1回目:26.1℃、2回目:29.4℃、3回目:31.5℃であった。 In addition, solar cells that have no light irradiation history are originally measured on the production line. In this example, in order to clarify the effect of the correction method, the solar cells to be measured are kept at a temperature of 50 ° C. Using a simulator, the light voltage was deteriorated by irradiating light at 900 W / m 2 for 200 hours to stabilize the current-voltage characteristics. In addition, while keeping the shutter of the solar simulator for current-voltage characteristics measurement longer than usual, the temperature of the solar cell to be measured is intentionally increased, and three sets of IV data sets at three different temperatures ( 1st time, 2nd time, 3rd time) were obtained. The temperature of the solar cell to be measured was 1st: 26.1 ° C, 2nd: 29.4 ° C, 3rd: 31.5 ° C.

ここで、ソーラシミュレータによる擬似太陽光の放射照度は、実施例1と同様に基準セルによって測定した。基準セルは、フィルタの種類と組み合わせが異なる以外は実施例1と同様に、トップa−Siセル、ミドルμc−Siセル、ボトムμc−Siセル、それぞれの分光感度に近似させた分光感度を持つ、基準セル4、基準セル5、基準セル6を用意した。ここで、被測定太陽電池セルは、ミドルμc−Siセルが律速セルであったので、基準セル5を用いて、放射照度を測定した。   Here, the irradiance of the simulated sunlight by the solar simulator was measured by the reference cell in the same manner as in Example 1. The reference cell has a spectral sensitivity that approximates the spectral sensitivity of each of the top a-Si cell, the middle μc-Si cell, and the bottom μc-Si cell, as in Example 1, except that the type and combination of the filters are different. Reference cell 4, reference cell 5, and reference cell 6 were prepared. Here, since the measured solar cell was the middle μc-Si cell, the irradiance was measured using the reference cell 5.

前記3組のIVデータセットを取得した時の放射照度は、それぞれ、1回目:994W/m2、2回目:992W/m2、3回目:994W/m2であった。 The irradiance when the three IV data sets were acquired was 1st: 994 W / m 2 , 2nd: 992 W / m 2 , 3rd: 994 W / m 2 , respectively.

前記(1)の補正式を用いた本発明の補正方法によって、前記3組のIVデータセットを基準状態での値に補正した。ここで、Iscの温度係数αとVocの温度係数βは、実施例1と同様に、同一構成のセル数枚から、規格化温度係数α/Isc、β/Vocの平均値(0.00047、−0.00363)を求めた後、前記被測定太陽電池セルと近い製造番号の太陽電池セルの屋内測定値から求められたIscとVocを乗じて求めた。また、Rsは、0.025Ω、Kaは、式(5)のように、ΔTの2次関数とし、各係数は、
ck=−2.46×10-6
dk=2.96×10-5
ek=7.16×10-5
とした。
The three IV data sets were corrected to the values in the reference state by the correction method of the present invention using the correction formula (1). Here, the temperature coefficient α of Isc and the temperature coefficient β of Voc are average values of standardized temperature coefficients α / Isc and β / Voc (0.00047, from several cells having the same configuration, as in the first embodiment. -0.00363), and then obtained by multiplying Isc and Voc obtained from the indoor measurement value of the solar cell having a production number close to that of the solar cell to be measured. Also, Rs is 0.025Ω, Ka is a quadratic function of ΔT as shown in Equation (5), and each coefficient is
ck = −2.46 × 10 −6
dk = 2.96 × 10 −5
ek = 7.16 × 10 −5
It was.

補正前および補正後の3組のIVデータセットから、Voc、Isc、FF、Pmaxを求め、表10と表11にまとめた。さらに、表10と表11の2回目と3回目のVoc、Isc、FF、Pmaxを1回目の値で除したものを、表12と表13にまとめた。   Voc, Isc, FF, and Pmax were obtained from three sets of IV data before and after correction, and are summarized in Tables 10 and 11. Further, Tables 12 and 13 are obtained by dividing the second and third times Voc, Isc, FF, and Pmax in Tables 10 and 11 by the first value.

表12と表13から、本発明の補正によって、3回の内最も基準状態に近い条件の1回目の測定結果に、2回目と3回目の補正後の測定結果が、良く一致したことが分かる。すなわち、2回目と3回目の補正後の曲線因子の値が、±0.05%未満の範囲で、1回目の補正後の値に一致した。その結果、補正後の2回目と3回目のPmaxの1回目補正後の値に対するずれも、0.2%までに抑え込むことができた。このように、本発明の補正方法によって、前記3組のIVデータセットが、基準状態での値に精度良く補正されたことが分かる。   From Table 12 and Table 13, it can be seen that the measurement results after the second correction and the third correction are in good agreement with the first measurement result under the condition closest to the reference state among the three corrections according to the correction of the present invention. . That is, the value of the curve factor after the second correction and the third correction matched the value after the first correction within a range of less than ± 0.05%. As a result, the deviation of the second and third Pmax after the correction from the value after the first correction could be suppressed to 0.2%. Thus, it can be seen that the three IV data sets were accurately corrected to the values in the reference state by the correction method of the present invention.

Figure 2006229063
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上述の本発明の電流電圧特性補正方法を用いて、前記太陽電池セルを製造する生産ラインの出力検査装置において、製造中の太陽電池セルの基準状態における電流電圧特性を測定した。太陽電池セルの電流電圧特性は、本発明の補正プログラムを含む測定プログラムを内蔵した制御装置を用いた電流電圧特性測定装置を含む、前記出力検査装置において測定した。測定した電流電圧特性に基づいて、前記Voc、Isc、FF、Pmaxに加えて、最大出力動作電圧(Vpm)、最大出力動作電流(Ipm)、光電変換効率(η)、シャント抵抗(Rsh)、シリーズ抵抗(Rs)等の太陽電池セルの基準状態における諸特性値を計算した。なお、これらの諸特性値の計算も前記測定プログラムに含まれる。計算した前記諸特性値は、前記検査装置に付随する制御装置の記憶装置に保存した。これらの諸特性の内、例えば、ηとRsh等、適宜選択した特性値を基準値と比較して、太陽電池セルの合否を判定した。基準値に合格しなかった太陽電池セルは、不良として排出し、これ以降の生産工程に流さないようにした。   Using the current-voltage characteristic correction method of the present invention described above, the current-voltage characteristic in the reference state of the solar cell being manufactured was measured in the output inspection device of the production line for manufacturing the solar cell. The current-voltage characteristic of the solar battery cell was measured by the output inspection apparatus including a current-voltage characteristic measuring apparatus using a control device incorporating a measurement program including the correction program of the present invention. Based on the measured current-voltage characteristics, in addition to the Voc, Isc, FF, and Pmax, the maximum output operating voltage (Vpm), the maximum output operating current (Ipm), the photoelectric conversion efficiency (η), the shunt resistance (Rsh), Various characteristic values in the reference state of the solar battery cell such as series resistance (Rs) were calculated. The calculation of these various characteristic values is also included in the measurement program. The calculated various characteristic values were stored in a storage device of a control device attached to the inspection device. Of these various characteristics, for example, η and Rsh were appropriately selected and compared with a reference value to determine whether the solar cell passed or failed. Solar cells that did not pass the standard value were discharged as defective and were not allowed to flow into subsequent production processes.

このような本発明の電流電圧特性測定方法を用いることによって、太陽電池セルの電流電圧特性を、より正確に測定することができるため、測定誤差による光電変換素子製造歩留まりの変動を抑制し、製造歩留まりを安定化させることができた。また、製造する光電変換素子の特性の測定によるばらつきを抑制し、品質の安定性を高めることができた。さらに、測定した前記諸特性値に基づいて太陽電池セルの形成条件を適宜調整することにより、歩留まりを向上させることができた。   By using such a method for measuring current-voltage characteristics of the present invention, the current-voltage characteristics of solar cells can be measured more accurately, so that fluctuation in photoelectric conversion element manufacturing yield due to measurement errors can be suppressed, and manufacturing can be performed. Yield was stabilized. Moreover, the variation by the measurement of the characteristic of the photoelectric conversion element to manufacture was suppressed, and the stability of quality could be improved. Furthermore, the yield could be improved by appropriately adjusting the formation conditions of the solar cells based on the measured characteristic values.

本実施例において、これ以降の生産工程(モジュール化工程と呼ぶことにする)は、例えば、太陽電池セルをバイパスダイオードを組み込みつつ適宜直並列化する工程、直並列化した太陽電池セルの表裏に被覆材を取り付ける工程等があって、最終的に太陽電池モジュールとして完成される。前述のように、基準値に合格しなかった太陽電池セルを前記モジュール化工程に流さないようにすることによって、太陽電池モジュールの製造の歩留まりを向上させることができ、また、前記モジュール化工程で不良品に費やされていた材料あるいは工程を削減できて、太陽電池モジュールの製造コストを低減できた。また、太陽電池モジュールの品質を安定化させることができた。   In the present embodiment, the subsequent production process (referred to as modularization process) is, for example, a process of appropriately serially paralleling the solar cells while incorporating the bypass diode, on the front and back of the solar cells that are serially parallelized There is a process of attaching a covering material and the like, and finally the solar cell module is completed. As described above, by preventing the solar cells that have not passed the reference value from flowing into the modularization process, it is possible to improve the production yield of the solar battery module, and in the modularization process. Materials or processes spent on defective products could be reduced, and the manufacturing cost of the solar cell module could be reduced. In addition, the quality of the solar cell module could be stabilized.

(実施例4)
実施例3と同様のa−Si/μc−Si/μc−Siトリプル型太陽電池セルの電流電圧特性を実施例3と同様にソーラシミュレータを用いて測定し、補正式(1)を用いた本発明の補正方法によって、基準状態の電流電圧特性を求めた。
このとき、
α=0.00354A/℃
β=−0.00668V/℃
Rs=0.024Ω、
Ka=5.0×10-6×ΔT−1.0×10-5
とした。
Example 4
The current-voltage characteristics of the a-Si / [mu] c-Si / [mu] c-Si triple solar cell similar to that in Example 3 were measured using a solar simulator in the same manner as in Example 3, and a book using the correction formula (1) The current-voltage characteristics in the reference state were obtained by the correction method of the invention.
At this time,
α = 0.00354A / ° C
β = −0.00668V / ° C
Rs = 0.024Ω,
Ka = 5.0 × 10 −6 × ΔT−1.0 × 10 −5
It was.

次に、基準状態に補正した電流電圧特性を(V1,I1)、E1=1000W/m2、T1=25℃とし、任意の状態(放射照度E2、太陽電池の温度T2)の電流電圧特性(V2,I2)を、補正式(1)を用いて計算し、予測した。パラメータの値は、上述の基準状態への補正の場合と同じ値を用いた。 Next, the current-voltage characteristics corrected to the reference state are (V 1 , I 1 ), E 1 = 1000 W / m 2 , T 1 = 25 ° C., and any state (irradiance E 2 , solar cell temperature T 2 ) Current-voltage characteristics (V 2 , I 2 ) were calculated using the correction formula (1) and predicted. The parameter values used were the same as those in the above-described correction to the reference state.

図6に、太陽電池の温度25℃で、放射照度を、500W/m2、800W/m2、1100W/m2に変化させた場合の電流電圧特性予測結果を示す。(1000W/m2は、基準状態の電流電圧特性を示す。)
また、図7に、放射照度1000W/m2で、太陽電池の温度を、15℃、35℃、55℃と変化させた場合の電流電圧特性予測結果を示す。(25℃は、基準状態の電流電圧特性を示す。)
6, at a temperature 25 ° C. of the solar cell, showing a current-voltage characteristic estimation results when the irradiance was varied 500W / m 2, 800W / m 2, 1100W / m 2. (1000 W / m 2 indicates current-voltage characteristics in the reference state.)
FIG. 7 shows the current-voltage characteristic prediction results when the solar cell temperature is changed to 15 ° C., 35 ° C., and 55 ° C. with an irradiance of 1000 W / m 2 . (25 ° C. indicates current-voltage characteristics in the reference state.)

このように、本発明の電流電圧特性予測方法によって、任意の放射照度、任意の温度における太陽電池セルの電流電圧特性を予測することができた。   As described above, the current-voltage characteristic prediction method of the present invention was able to predict the current-voltage characteristic of the solar battery cell at an arbitrary irradiance and an arbitrary temperature.

(実施例5)
生産ラインの検査装置でないこと以外は、実施例3と同様のソーラシミュレータを用いた屋内測定方法によって、アモルファスシリコンのpin接合を1つ有する層構成の、アモルファスシリコン(a−Si)サブモジュールの電流電圧特性を測定し、実施例3と同様に本発明の補正方法によって、基準状態の電流電圧特性を求めた。前記アモルファスシリコンサブモジュールは、10cm×10cmの大きさで、ガラス基板上で10個のアモルファスシリコンセルを直列化したものである。
(Example 5)
The current of the amorphous silicon (a-Si) sub-module having a layer configuration having one amorphous silicon pin junction by the indoor measurement method using the solar simulator similar to that of Example 3 except that it is not a production line inspection apparatus. The voltage characteristics were measured, and the current-voltage characteristics in the reference state were obtained by the correction method of the present invention as in Example 3. The amorphous silicon submodule has a size of 10 cm × 10 cm, and is formed by serially connecting 10 amorphous silicon cells on a glass substrate.

電流電圧特性の測定は、2回行い、2組のIVデータセットを取得した。2回目は、ソーラシミュレータのシャッタを開けたままにして、わざと前記サブモジュールの温度を上昇させた。その結果、前記サブモジュールの温度は、1回目は、25.0℃、2回目は、26.4℃であった。   The current-voltage characteristics were measured twice, and two IV data sets were acquired. For the second time, the temperature of the sub-module was intentionally increased while keeping the solar simulator shutter open. As a result, the temperature of the submodule was 25.0 ° C. for the first time and 26.4 ° C. for the second time.

ここで、ソーラシミュレータによる擬似太陽光の放射照度は、実施例1と同様に基準セルによって測定した。基準セルは、前記サブモジュールと同じ材料で同様の製法で作成され、近似した分光感度を持つ、2cm×2cmの大きさのアモルファスシリコンセル(直並列化はされていないもの)で、公的機関によって校正値を付けられたものを用いた。この基準セルで放射照度を測定することによって、前記アモルファスシリコンサブモジュールのIscの放射照度に対する直線性が向上した。   Here, the irradiance of the simulated sunlight by the solar simulator was measured by the reference cell in the same manner as in Example 1. The reference cell is an amorphous silicon cell of 2cm x 2cm size (not serially parallelized) that is made of the same material as the submodule and manufactured by the same manufacturing method and has an approximate spectral sensitivity. The one with the calibration value attached was used. By measuring the irradiance with this reference cell, the linearity of the amorphous silicon sub-module with respect to the irradiance of Isc was improved.

前記2組のIVデータセットを取得した時の放射照度は、それぞれ、1回目:991W/m2、2回目:990W/m2であった。 The irradiance when the two IV data sets were acquired was 1st: 991 W / m 2 and 2nd: 990 W / m 2 , respectively.

前記(1)の補正式を用いた本発明の補正方法によって、前記2組のIVデータセットを基準状態での値に補正した。補正後の2組のIVデータセットを図8に示す。図8において、電流値と電圧値は、それぞれ、基準状態にほぼ近い1回目の電流電圧特性測定補正結果から求められた、IscとVocで規格化してある。図8から、2回目の電流電圧特性補正結果は、基準状態にほぼ近い1回目の電流電圧特性補正結果に良く一致するように補正されていることが分かる。   The two IV data sets were corrected to the values in the reference state by the correction method of the present invention using the correction formula (1). FIG. 8 shows two IV data sets after correction. In FIG. 8, the current value and the voltage value are normalized by Isc and Voc, respectively, obtained from the first current-voltage characteristic measurement correction result that is substantially close to the reference state. It can be seen from FIG. 8 that the second current-voltage characteristic correction result is corrected to be in good agreement with the first current-voltage characteristic correction result that is almost close to the reference state.

また、実施例1と同様に補正前後のIVデータセットから、Voc、Isc、FF、Pmaxの諸特性値を求め、1回目の補正後の特性値で除したものを、表14にまとめた。表14から、本発明の補正方法によって、2回目の補正後の特性値が、基準状態に近い1回目の補正後の特性値にほぼ一致することが分かる。したがって、本発明の補正方法によって、前記2組のIVデータセットが、基準状態での値に精度良く補正されたことが分かる。   Similarly to Example 1, various characteristic values of Voc, Isc, FF, and Pmax were obtained from the IV data set before and after correction, and divided by the characteristic value after the first correction are summarized in Table 14. From Table 14, it can be seen that the characteristic value after the second correction substantially matches the characteristic value after the first correction close to the reference state by the correction method of the present invention. Therefore, it can be seen that the two IV data sets are accurately corrected to the values in the reference state by the correction method of the present invention.

Figure 2006229063
Figure 2006229063

ここで、Iscの温度係数αとVocの温度係数βは、実施例1と同様に、同一構成のセル数枚から、規格化温度係数α/Isc、β/Vocの平均値(0.0007、−0.003)を求めた後、基準状態にほぼ近い1回目の電流電圧特性測定結果から求められた、IscとVocを乗じて求めた。また、Rsは、1.1Ω/A、Kaは、−0.036Ω/A/℃を用いた。ここでは、RsとKaは、Isc=1Aの値に規格化してある。   Here, the temperature coefficient α of Isc and the temperature coefficient β of Voc are the average values of normalized temperature coefficients α / Isc and β / Voc (0.0007, -0.003), and then obtained by multiplying Isc and Voc obtained from the first current-voltage characteristic measurement result almost close to the reference state. Further, Rs was 1.1Ω / A, and Ka was −0.036Ω / A / ° C. Here, Rs and Ka are normalized to a value of Isc = 1A.

光電変換素子の一例の電流電圧特性で、3組の異なる条件で取得された結果の一例を示したグラフである。It is the graph which showed an example of the result acquired on three different conditions by the current-voltage characteristic of an example of a photoelectric conversion element. 前記3組の電流電圧特性を、本発明の補正方法によって、基準状態での値に補正した電流電圧特性を示したグラフである。It is the graph which showed the current voltage characteristic which correct | amended the said 3 sets of current voltage characteristics to the value in a reference | standard state by the correction method of this invention. 前記3組の電流電圧特性を、従来の補正方法によって、基準状態での値に補正した電流電圧特性を示したグラフである。It is the graph which showed the current voltage characteristic which correct | amended the said 3 sets of current voltage characteristics to the value in a reference | standard state by the conventional correction method. 図2の一部を拡大した拡大図である。It is the enlarged view to which a part of FIG. 2 was expanded. 図3の一部を拡大した拡大図である。It is the enlarged view to which a part of FIG. 3 was expanded. 本発明の電流電圧特性予測方法によって、任意の放射照度における光電変換素子の電流電圧特性を予測した結果の一例を示したグラフである。It is the graph which showed an example of the result of having predicted the current voltage characteristic of the photoelectric conversion element in arbitrary irradiance by the current voltage characteristic prediction method of this invention. 本発明の電流電圧特性予測方法によって、任意の素子温度における光電変換素子の電流電圧特性を予測した結果の一例を示したグラフである。It is the graph which showed an example of the result of having predicted the current voltage characteristic of the photoelectric conversion element in arbitrary element temperature by the current voltage characteristic prediction method of this invention. 光電変換素子の他の一例の電流電圧特性で、2組の異なる条件で取得された結果を、本発明の補正方法によって、基準状態での値に補正した電流電圧特性を示したグラフである。It is the graph which showed the current-voltage characteristic which corrected the result acquired on two different conditions by the correction method of this invention into the value in a reference state by the current-voltage characteristic of another example of a photoelectric conversion element.

Claims (13)

光電変換素子の電流電圧特性の補正方法において、基準状態以外の状態で測定した一組の電流電圧特性のデータ(V1,I1)を以下の補正式(1)によって、基準状態の電流電圧特性のデータ(V2,I2)に補正することを特徴とする光電変換素子の電流電圧特性補正方法。
2=I1+ΔI1+α・ΔT
2=(V1−Rs・ΔI1)(1+β/Voc’・ΔT)−Ka・I2・ΔT
・・・(1)
ここで、
ΔI1=Isc1・(E2/E1−1)
ΔT=T2−T1
ただし、
1:測定時の放射照度(W/m2
2:基準状態の放射照度(1000W/m2
1:測定時の光電変換素子の温度(℃)
2:基準状態の光電変換素子の温度(25℃)
α:光電変換素子の温度が1℃変動したときの短絡電流の変動値(A/℃)
β:光電変換素子の温度が1℃変動したときの開放電圧の変動値(V/℃)
Rs:光電変換素子の直列抵抗(Ω)
Ka:曲線補正因子(Ω/℃)
Voc’:(V1−Rs・ΔI1,I2)が描く曲線から求まる開放電圧
Isc1:測定時の短絡電流
In the correction method of the current-voltage characteristics of the photoelectric conversion element, a set of current-voltage characteristics data (V 1 , I 1 ) measured in a state other than the reference state is obtained by using the following correction equation (1), A method of correcting a current-voltage characteristic of a photoelectric conversion element, wherein the characteristic data (V 2 , I 2 ) is corrected.
I 2 = I 1 + ΔI 1 + α · ΔT
V 2 = (V 1 −Rs · ΔI 1 ) (1 + β / Voc ′ · ΔT) −Ka · I 2 · ΔT
... (1)
here,
ΔI 1 = Isc 1 · (E 2 / E 1 −1)
ΔT = T 2 −T 1
However,
E 1 : Irradiance during measurement (W / m 2 )
E 2 : Irradiance in the standard state (1000 W / m 2 )
T 1 : Temperature of photoelectric conversion element during measurement (° C.)
T 2 : Temperature of the photoelectric conversion element in the standard state (25 ° C.)
α: Fluctuation value of short-circuit current when the temperature of the photoelectric conversion element fluctuates by 1 ° C. (A / ° C.)
β: fluctuation value of open-circuit voltage when the temperature of the photoelectric conversion element fluctuates by 1 ° C. (V / ° C.)
Rs: series resistance of photoelectric conversion element (Ω)
Ka: Curve correction factor (Ω / ° C)
Voc ′: open circuit voltage obtained from a curve drawn by (V 1 −Rs · ΔI 1 , I 2 ) Isc 1 : short circuit current during measurement
前記補正式(1)において、KaがΔTの関数であることを特徴とする請求項1に記載の光電変換素子の電流電圧特性補正方法。   2. The method of correcting a current-voltage characteristic of a photoelectric conversion element according to claim 1, wherein Ka is a function of ΔT in the correction equation (1). 前記補正式(1)において、Kaが以下の式(2)のようなΔTの一次関数であることを特徴とする請求項1に記載の光電変換素子の電流電圧特性補正方法。
Ka=ak・ΔT+bk ・・・(2)
(ここで、ak、bkは定数。)
2. The method of correcting a current-voltage characteristic of a photoelectric conversion element according to claim 1, wherein Ka is a linear function of [Delta] T in the correction formula (1) as shown in the following formula (2).
Ka = ak · ΔT + bk (2)
(Here, ak and bk are constants.)
前記光電変換素子が、少なくとも一層の非単結晶半導体を有することを特徴とする、請求項1に記載の光電変換素子の電流電圧特性補正方法。   The method for correcting a current-voltage characteristic of a photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the photoelectric conversion element includes at least one non-single-crystal semiconductor. 前記光電変換素子が、複数の半導体接合を有する多接合型光電変換素子であることを特徴とする、請求項1に記載の光電変換素子の電流電圧特性補正方法。   The method for correcting a current-voltage characteristic of a photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the photoelectric conversion element is a multi-junction photoelectric conversion element having a plurality of semiconductor junctions. 光電変換素子の電流電圧特性を補正するコンピュータプログラムにおいて、前記補正プログラムは請求項1に記載の補正方法を実現させるプログラムであることを特徴とするコンピュータプログラム。   A computer program for correcting a current-voltage characteristic of a photoelectric conversion element, wherein the correction program is a program for realizing the correction method according to claim 1. 光電変換素子の基準状態における電流電圧特性の測定方法において、請求項1に記載の補正方法を用いたことを特徴とする光電変換素子の電流電圧特性測定方法。   A method for measuring current-voltage characteristics of a photoelectric conversion element, wherein the correction method according to claim 1 is used in the method for measuring current-voltage characteristics in a reference state of the photoelectric conversion element. 光電変換素子の電流電圧特性測定装置において、請求項6に記載のコンピュータプログラムを内蔵し、光電変換素子の基準状態における電流電圧特性を測定することを特徴とする光電変換素子の電流電圧特性測定装置。   An apparatus for measuring current-voltage characteristics of a photoelectric conversion element, comprising the computer program according to claim 6 and measuring current-voltage characteristics in a reference state of the photoelectric conversion element. . 基板上に少なくとも1つ以上の光電変換部分を形成する工程と、前記工程により形成された光電変換素子の電流電圧特性を測定する工程とを有する光電変換素子の製造方法であって、前記電流電圧特性を測定する工程は、請求項7に記載の測定方法に基づく工程であることを特徴とする光電変換素子の製造方法。   A method for producing a photoelectric conversion element, comprising: a step of forming at least one photoelectric conversion portion on a substrate; and a step of measuring a current-voltage characteristic of the photoelectric conversion element formed by the step, wherein the current voltage The process for measuring characteristics is a process based on the measurement method according to claim 7. 前記光電変換素子の電流電圧特性を測定する工程は、前記光電変換素子を製造する複数の工程の中間段階にあることを特徴とする請求項9に記載の光電変換素子の製造方法。   The method for manufacturing a photoelectric conversion element according to claim 9, wherein the step of measuring the current-voltage characteristics of the photoelectric conversion element is in an intermediate stage of a plurality of steps for manufacturing the photoelectric conversion element. 前記光電変換素子の電流電圧特性を測定する工程における測定値に基づいて、前記光電変換素子を形成する各工程の何れかを、前記測定値が所定の範囲内になるように調整することを特徴とする請求項9又は10に記載の光電変換素子の製造方法。   Based on the measurement value in the step of measuring the current-voltage characteristics of the photoelectric conversion element, any one of the steps for forming the photoelectric conversion element is adjusted so that the measurement value falls within a predetermined range. The manufacturing method of the photoelectric conversion element of Claim 9 or 10. 少なくとも光電変換部分形成手段と、電流電圧特性測定手段とを有する光電変換素子の製造装置であって、前記電流電圧特性測定手段は、請求項8に記載の電流電圧特性測定装置を用いたものであることを特徴とする光電変換素子の製造装置。   An apparatus for manufacturing a photoelectric conversion element having at least a photoelectric conversion part forming unit and a current-voltage characteristic measurement unit, wherein the current-voltage characteristic measurement unit uses the current-voltage characteristic measurement device according to claim 8. An apparatus for manufacturing a photoelectric conversion element, comprising: 前記補正式(1)において、電流電圧特性のデータ(V1,I1)を基準状態での値とし、電流電圧特性のデータ(V2,I2)を任意の放射照度と素子温度における値と再定義することにより、基準状態での電流電圧特性のデータから、前記補正式(1)を用いて、任意の放射照度と素子温度における光電変換素子の電流電圧特性を計算することを特徴とする光電変換素子の電流電圧特性予測方法。 In the correction formula (1), the current-voltage characteristic data (V 1 , I 1 ) is a value in the reference state, and the current-voltage characteristic data (V 2 , I 2 ) is a value at an arbitrary irradiance and element temperature. The current-voltage characteristics of the photoelectric conversion element at an arbitrary irradiance and element temperature are calculated from the data of the current-voltage characteristics in the reference state by using the correction equation (1). To predict the current-voltage characteristics of a photoelectric conversion element.
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