JP2011009358A - Solar cell evaluation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光波長の異なる複数のLEDから疑似太陽光を太陽電池に照射して該太陽電池の出力特性を評価するための太陽電池評価装置に関するものである。 The present invention relates to a solar cell evaluation device for irradiating a solar cell with a plurality of LEDs having different emission wavelengths to evaluate the output characteristics of the solar cell.
太陽エネルギーの有効利用する一手段として太陽電池が知られているが、実用上は、この太陽電池を複数接続して成る太陽電池モジュールによって構成された太陽電池パネルをビルや一般家屋の屋根等に敷設することによって太陽エネルギーを電気エネルギーに変換することが行われている。 Solar cells are known as a means of effectively using solar energy, but in practice, solar cell panels composed of solar cell modules formed by connecting a plurality of solar cells are used on the roofs of buildings and general houses. Solar energy is converted into electric energy by laying.
ところで、太陽電池の出力特性を評価することは、太陽電池の製造後の検査や太陽電池の研究開発において重要であるが、その評価を太陽電池に太陽光を照射することによって行うことは、天候等によって太陽光の強度が変動するために常に正しい結果を期待することは困難である。 By the way, it is important to evaluate the output characteristics of the solar cell in the inspection after the manufacture of the solar cell and the research and development of the solar cell, but the evaluation is performed by irradiating the solar cell with sunlight. It is difficult to always expect a correct result because the intensity of sunlight fluctuates due to, for example.
そこで、特許文献1には、光源としてLEDを用いた太陽電池の評価方法が提案されている。この方法は、多波長のLED発光部からの光を太陽電池に照射し、多波長発光部からの各波長毎の照射光強度(W)と各波長毎の太陽電池の出力短絡電流(A)とから太陽電池の絶対分光感度(A/W)を測定するする方法である。
Therefore,
又、特許文献2には、複数の要素セルを積層して成る太陽電池等の光電変換素子の基準状態での出力を評価するための出力測定方法が提案されている。
ところで、分光感度の異なる複数の要素セルを積層することによって変換効率を高めた多接合太陽電池が知られているが、この多接合太陽電池によれば、入射光の広い波長領域に亘って光電変換が可能となり、全体としての変換効率が高められる。 By the way, a multijunction solar cell is known in which conversion efficiency is improved by stacking a plurality of element cells having different spectral sensitivities. According to this multijunction solar cell, photoelectric conversion is performed over a wide wavelength region of incident light. Conversion is possible, and overall conversion efficiency is increased.
斯かる多接合太陽電池の出力特性は特許文献1,2等において提案された方法によって評価されるが、多接合太陽電池の故障の有無の判定、特に故障が発生している箇所と故障している要素セルの特定を行うことはできなかった。
The output characteristics of such a multi-junction solar cell are evaluated by the methods proposed in
従って、本発明は、簡易な構成にて太陽電池の故障している箇所と多接合太陽電池の故障の有無を判定することができる太陽電池評価装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of this invention is to provide the solar cell evaluation apparatus which can determine the location of the failure of a solar cell and the presence or absence of failure of a multijunction solar cell with a simple configuration.
又、特許文献1,2には、LEDの点灯及び試験環境によってLED温度が室温以上になった場合の対策、例えば冷却手段を設けること等に関しては何ら開示されていない。一般にLEDの発光効率は温度上昇に伴って低下するため、LED温度が上昇すると該LEDからの出力が変動し、太陽電池の出力特性を高精度に評価することができないという問題が発生する。又、特に発光色の異なるLED素子を用いる場合には、異色のLEDでは温度−発光効率の特性が異なるため、LED温度が上昇すると照射光の色ムラが発生し、太陽電池の出力特性を高精度に評価することができなくなってしまう。
Further,
従って、本発明は、疑似太陽光の照度ムラや色ムラの発生を抑えて太陽電池の出力特性を高精度に評価することができる太陽電池評価装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a solar cell evaluation apparatus that can highly accurately evaluate the output characteristics of a solar cell while suppressing the occurrence of illuminance unevenness and color unevenness of pseudo-sunlight.
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、太陽電池に、発光波長の異なる複数のLEDを備えた試験用LED光源から疑似太陽光を照射して該太陽電池の出力特性を評価する太陽電池評価装置において、前記試験用LED光源の各LEDにパルス電圧を所定の時間差をもって順次印加する電圧印加手段と、各LEDから出射される光の照射を受けて起電力を発生する前記太陽電池の出力状況に基づいて該太陽電池の故障の有無及び故障位置を判定する判定手段を設けたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention described in
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記試験用LED光源を、発光波長の異なる複数のLEDと該LEDを冷却する水冷ユニットを備えた水冷式LEDユニットを複数配置して構成したことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the test LED light source includes a plurality of water-cooled LED units including a plurality of LEDs having different emission wavelengths and a water-cooling unit that cools the LEDs. It is characterized by comprising.
請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記太陽電池が分光感度の異なる複数の要素セルを積層して成る多接合太陽電池であることを特徴とする。
The invention described in
請求項4記載の発明は、請求項3記載の発明において、前記試験用LED光源と前記多接合太陽電池を相対応する複数のブロックにそれぞれ分割し、前記電圧印加手段による各LEDへのパルス電圧の印加と前記判定手段による多接合太陽電池の故障の有無の判定を各ブロックごとに順次行うことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention of the third aspect, the test LED light source and the multi-junction solar cell are each divided into a plurality of corresponding blocks, and a pulse voltage applied to each LED by the voltage applying means. And determining whether or not there is a failure of the multi-junction solar cell by the determination means is sequentially performed for each block.
本発明によれば、太陽電池が例えば多接合太陽電池である場合、電圧印加手段によって試験用LED光源の各LEDにパルス電圧を所定の時間差をもって順次印加すると、多接合太陽電池に故障が発生していない場合には、該多接合太陽電池の複数の要素セルのうち、各LEDの発光波長に対して高い分光感度を示す要素セルが所定の時間差をもって起電力を発生するが、何れかの要素セルに故障が発生している場合には、その故障している要素セルから起電力が出力されないため、これをもって判定手段は多接合太陽電池の故障の有無と故障箇所を判定することができる。 According to the present invention, when the solar cell is, for example, a multi-junction solar cell, a failure occurs in the multi-junction solar cell if a voltage application means sequentially applies a pulse voltage to each LED of the test LED light source with a predetermined time difference. If not, among the plurality of element cells of the multi-junction solar cell, the element cell showing high spectral sensitivity with respect to the emission wavelength of each LED generates an electromotive force with a predetermined time difference. When a failure has occurred in the cell, no electromotive force is output from the failed element cell, so that the determination means can determine whether or not the multijunction solar cell has failed and the location of the failure.
又、本発明によれば、試験用LED光源を構成する各水冷式LEDユニットに設けられた水冷ユニットによって発熱源である複数のLEDが強制冷却されるため、該LEDの温度上昇が抑えられ、LED温度が一定に保たれて該LEDの出力変動及び試験用LED光源から出射される擬似太陽光の照度ムラや色ムラの発生が抑えられ、太陽電池の出力特性の評価を高精度に行うことができる。 In addition, according to the present invention, a plurality of LEDs that are heat generation sources are forcibly cooled by the water cooling units provided in each of the water-cooled LED units constituting the test LED light source, so that the temperature rise of the LEDs is suppressed, The LED temperature is kept constant, and fluctuations in the output of the LED and the occurrence of illuminance unevenness and color unevenness of the pseudo-sunlight emitted from the test LED light source are suppressed, and the output characteristics of the solar cell are evaluated with high accuracy. Can do.
更に、本発明によれば、試験用LED光源と多接合太陽電池を相対応する複数のブロックにそれぞれ分割し、電圧印加手段による各LEDへのパルス電圧の印加と判定手段による多接合太陽電池の故障の有無の判定を各ブロックごとに順次行うようにしたため、多接合太陽電池の故障が発生しているブロック(箇所)と故障している要素セルを特定することができる。 Furthermore, according to the present invention, the test LED light source and the multi-junction solar cell are divided into a plurality of corresponding blocks, and the application of the pulse voltage to each LED by the voltage application unit and the multi-junction solar cell by the determination unit Since the determination of the presence / absence of the failure is sequentially performed for each block, the block (location) where the failure of the multi-junction solar cell has occurred and the failed element cell can be specified.
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。尚、以下の説明において、「発光波長の異なるLED」とは、LED(発光ダイオード)素子からの発光波長が異なるもののみでなく、LED素子から照射された光の全部若しくは一部を波長変換することで異なる発光波長としたLEDを含むものとする。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the following description, “LEDs having different emission wavelengths” are not only those having different emission wavelengths from LED (light emitting diode) elements, but also wavelength-converting all or part of the light emitted from the LED elements. In this way, LEDs having different emission wavelengths are included.
図1は本発明に係る多接合太陽電池評価装置の構成を示す斜視図であり、図示の多接合太陽電池評価装置20は、矩形ボックス状の試験室21内に収容されたパネル状の多接合太陽電池22に疑似太陽光を照射して該多接合太陽電池22の出力特性を評価する装置であって、多接合太陽電池22に疑似太陽光を照射する光源として試験用LED光源23が使用される。
FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a multijunction solar cell evaluation apparatus according to the present invention. The illustrated multijunction solar
上記試験用LED光源23は、縦及び横方向に複数(本実施の形態では横6個×縦5個=計30個)の水冷式LEDユニット1をマトリックス状に配置して構成されている。尚、図示しないが、試験室21内に収容された多接合太陽電池22と試験用LED光源23との間には、試験用LED光源23からの疑似太陽光を透過させ且つ湿気の通過を遮断する石英ガラス等の透明部材が配置されている。
The test
次に、試験用LED光源23を構成する各水冷式LEDユニット1の構成を図2〜図7に基づいて説明する。尚、全ての水冷式LEDユニット1の構成は同じであるため、以下、1つの水冷式LEDユニット1についてのみ説明する。
Next, the configuration of each water-cooled
図2は水冷式LEDユニットの斜視図、図3は同水冷式LEDユニットの正面図(図2の矢視A方向の図)、図4は同水冷式LEDユニットの側面図(図2の矢視B方向の図)、図5は図4のC−C線断面図、図6は図4のD−D線断面図、図7は水冷式LEDユニットにおけるLEDの配置と該LEDへのパルス電圧の印加を示す図である。 2 is a perspective view of the water-cooled LED unit, FIG. 3 is a front view of the water-cooled LED unit (a view in the direction of arrow A in FIG. 2), and FIG. 4 is a side view of the water-cooled LED unit (arrow in FIG. 2). 5 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 4, FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 4, and FIG. 7 is an LED arrangement and a pulse to the LED in the water-cooled LED unit. It is a figure which shows application of a voltage.
水冷式LEDユニット1は、図5及び図6に示すように、矩形ボックス状のハウジング2の内部に光源ユニット3と制御回路4及び水冷ユニット5を組み込んで構成されている。尚、水冷式LEDユニット1の光照射方向は図2の下方であって、該水冷式LEDユニット1は図1に示すように光照射方向が水平方向となるよう設置されるが、以下の説明における水冷式LEDユニット1の上下は図2に示す状態における上下を言うものとする。
As shown in FIGS. 5 and 6, the water-cooled
上記ハウジング2は、PC等の樹脂或いはアルミニウム等の金属で構成されており、図2に示すように、その周面には縦方向に長い複数のスリットから成る吸気口6が形成され、上面には扇形の複数のスリットから成る排気口7が形成されている。そして、このハウジング2の下面は開口しており、この開口部には前記光源ユニット3が嵌め込まれて固定されている。
The
上記光源ユニット3は、図5及び図6に示すように、光源として発光波長の異なる(発光波長0.3μm〜1.5μmの間)の4種のLED8a,8b,8c,8d(図7参照)を実装して成る基板9と、該基板9を取り付ける矩形プレート状のベース10及びハウジング2の下面開口部に嵌め込まれる矩形プレート状の透明な樹脂製のレンズ11を含んで構成されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
ここで、発光波長の異なるLED8a〜8dのうち、LED8aはGaAlAs系の赤外LED(波長850nm)、LED8bはGaN系の紫外(波長365nm)LED、LED8cはGaAlAs系の赤(波長630nm)LED、LED8dはGaN系の青(波長455nm)LEDであって、これらは基板9上に配置されている。又、これらのLED8a〜8dの温度(℃)と駆動電流(A)との関係を図8に示すが、同図から明らかなように温度が50℃を超えると各LED8a〜8dへの駆動電流が下がり、各LED8a〜8dの使用最高温度は80℃である。ここで、LED8a〜8dの温度とは、チップ接合部の温度であるジャンクション温度を指す。尚、図7には2つの水冷式LEDユニット1におけるLED8a〜8dの配置と該LED8a〜8dへのパルス電圧の印加を示す。
Here, among the
又、前記制御回路4は、図5に示すように、下面が開口する矩形ボックス状の回路ケース12の内部に各種電子部品が実装された不図示の回路基板を組み込み、回路ケース12の下面開口部を矩形プレート状のカバー13によって覆うことによって構成されている。ここで、回路ケース12は熱伝導率の高いアルミダイキャスト等によって成形されており、その上面には放熱部を構成する多数の放熱ピン14が一体に突設されている。
In addition, as shown in FIG. 5, the
前記水冷ユニット5は、図5及び図6に示すように、熱交換器である水冷ジャケット15と、該水冷ジャケット15において受熱して温度が高くなった冷却水を外気(冷却風)との熱交換によって冷却するラジエータ16と、該ラジエータ16に冷却風を供給するファン17と、冷却水を閉ループの循環経路内で循環させる循環ポンプ18及び冷却水を貯留するリザーブタンク19を備えており、ファン17はラジエータ16と対向してこれの上方に配置されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
本実施の形態では、図5及び図6に示すように、ハウジング2内下部の底部に水冷ジャケット15が水平に配置されており、この水冷ジャケット15を挟んでこれの上下に制御回路4と光源ユニット3が配置されている。ここで、制御回路4は、そのカバー13が水冷ジャケット15の上面に密着する状態で該水冷ジャケット15の上面側に配置されている。尚、本実施の形態では、冷却水として水にプロピレングリコールを混合して成る不凍液が使用されている。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, a
他方、図5及び図6に示すように、ハウジング2内の水冷ジャケット15から離間した上部には前記ラジエータ16とファン17が配置されており、水冷ジャケット15とラジエータ16との間の空間部には制御回路4と循環ポンプ18及びリザーブタンク19が配置されている。
On the other hand, as shown in FIGS. 5 and 6, the
而して、以上のように構成された水冷式LEDユニット1が起動されて光源ユニット3と制御回路4及び水冷ユニット5に電源が供給されると、光源ユニット3の発光波長の異なる4種のLED8a〜8dが発光し、各色の光が合成されて疑似太陽光がレンズ11を透過して図2の下方に向かって照射される。このとき、光源ユニット3の点灯制御は制御回路4によってなされ、駆動中において光源ユニット3のLED8a〜8d及び制御回路4の各種電子部品(不図示)が発熱し、そのままでは光源ユニット3と制御回路4が過熱されてこれらの温度が上昇する。光源ユニット3の各種LED8a〜8dの温度が上昇すると発光効率が低下することは前述の通りであり、供給電流も低下することは図8に示す通りである。
Thus, when the water-cooled
然るに、本実施の形態では、水冷ユニット5が同時に駆動され、光源ユニット3と制御回路4は、閉ループを形成する循環経路を循環する冷却水によって強制冷却されてその温度上昇が抑えられる。即ち、循環ポンプ18によって循環経路を循環する冷却水は、水冷ジャケット15において光源ユニット3及び制御回路4において発生する熱を受熱して光源ユニット3及び制御回路4を冷却し、受熱して温度の高くなった冷却水はラジエータ16へと導入される。
However, in the present embodiment, the
他方、ファン17が不図示のモータによって回転駆動されると、外気がハウジング2の周面に形成された吸気口6から冷却風としてハウジング2内に側方から吸引され、この冷却風は水冷ジャケット15とラジエータ16との間に形成された空間部を上方に向かって流れ、その過程でラジエータ16を通過し、ハウジング2の上面に開口する排気口7から外部に排出される。そして、ラジエータ16においては、ここを通過する冷却風によって冷却水の熱が外部に放熱されて該冷却水が冷却され、温度の下がった冷却液水は循環ポンプ18に吸引される。
On the other hand, when the
循環ポンプ18に吸引された冷却水は、昇圧された後に循環ポンプ18からリザーブタンク19へと送り出され、その一部はリザーブタンク19に貯留され、残りの冷却水はリザーブタンク19から水冷ジャケット15へと導入されて光源ユニット3と制御回路4の冷却に供される。そして、以上の作用(冷却サイクル)が連続的に繰り返されて光源ユニット3と制御回路4が水冷ジャケット15を流れる冷却水によって強制冷却され、それらの温度上昇が一定値以下に抑えられる。又、本実施の形態では、制御回路4の下面を水冷ジャケット15に密着させ、上面に放熱部を構成する多数の放熱ピン14を突設したため、制御回路4が冷却水によって強制冷却されると同時に放熱ピン14から自然放熱され、該制御回路4が効率良く冷却されてその温度上昇が一層効果的に抑えられる。
The cooling water sucked into the
以上のように各LED8a〜8dの温度上昇が防がれ、その温度が一定に保たれる結果、各LED8a〜8dの出力変動及び照射光である疑似太陽光の照度ムラや色ムラの発生が抑えられる。
As described above, the temperature rise of each of the
而して、試験用LED光源23を備えた図1に示す多接合太陽電池評価装置20は、所定の試験環境(湿度10%〜100%、温度20℃〜90℃)において試験用LED光源23から出射される疑似太陽光を不図示の透明部材を介して多接合太陽電池22に照射する加速試験を行うことによって該多接合太陽電池22の出力特性を評価するが、本実施の形態では、図2〜図6に示した水冷式LEDユニット1を複数設置して構成された試験用LED光源23によって多接合太陽電池22に疑似太陽光を照射するようにしたため、前述のように各水冷式LEDユニット1の各種LED8a〜8d(図7参照)の温度が一定に保たれる。このため、試験用LED光源23から出射される擬似太陽光の照度ムラや色ムラの発生が抑えられ、多接合太陽電池22の出力特性が高精度に評価される。
Thus, the multi-junction solar
又、本実施の形態では、試験室21内に収容された多接合太陽電池22と試験用LED光源23との間に石英ガラス等の不図示の透明部材を配置したため、試験室21内の湿気の試験用LED光源23への侵入が透明部材によって遮断され、試験用LED光源23が湿気によって悪影響を受けることがなく、該試験用LED光源23の安定した動作が可能となる。この場合、試験用LED光源23からの擬似太陽光は透明部材を透過して多接合太陽電池22に安定的に照射される。
In this embodiment, since a transparent member (not shown) such as quartz glass is disposed between the multi-junction
ところで、多接合太陽電池22は、試験用LED光源23の各LED8a〜8dの発光波長に対して異なる分光感度を示す要素セルを積層して構成されている。要素セルが直列に接続された場合、多接合太陽電池の出力特性は各要素セルにより出力される電流値により制限される。例えば、薄膜Si型太陽電池として実用化されている2接合タンデム構造の太陽電池では、トップ層としてアモルファスシリコンを用い、ボトム層として微結晶シリコンを用いた太陽電池がある。3接合(トリプル構造)になると材料の組み合わせが多様になり、例えばトップ層から順にアモルファスSi、アモルファスSiGe、微結晶Si等の要素セルの直列接合がある。又、多接合太陽電池22は、試験用LED光源23を構成する1つの水冷式LEDユニット1と対応する区画を1つのセルとする複数のセルから成るモジュール(本実施の形態では、30個のセル)から成る。尚、該モジュールは太陽電池セルを多数枚接続した後にガラスとバック・フィルムで封止された既知の構成とされている。
By the way, the multi-junction
而して、本発明に係る多接合太陽電池評価装置20は、多接合太陽電池22の故障の有無の判定を行うことができ、更に故障が発生しているセルを特定することができる。更に、モジュール内における故障箇所と故障している要素セルをLED光源の並びに照射波長に対応して特定することができる。以下、これについて図7、図9及び図10を参照しながら説明する。
Thus, the multi-junction solar
図7は水冷式LEDユニットにおけるLEDの配置と該LEDへのパルス電圧の印加を模式的に示す図、図9は本発明に係る多接合太陽電池評価装置の基本構成を示すブロック図、図10は多接合太陽電池での起電力の発生を示す図である。 FIG. 7 is a diagram schematically showing LED arrangement and application of pulse voltage to the LED in the water-cooled LED unit, FIG. 9 is a block diagram showing the basic configuration of the multi-junction solar cell evaluation apparatus according to the present invention, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing generation of electromotive force in a multijunction solar cell.
水冷式LEDユニット1におけるLEDの配置は4種類のLEDが列状に繰り返して配列され、各々の列は上段と下段とに分かれており、各々が同一種類の複数のLEDから成るブロックを形成する。尚、図7はLEDユニットの列状に配列したLEDの一部を模式的に示すもので、8個のLEDブロック(8a×2、8b×2、8c×2、8d×2)を示している。
The arrangement of the LEDs in the water-cooled
本発明に係る多接合太陽電池評価装置20には、図9に示すように、試験用LED光源23を構成する各水冷式LEDユニット1の各LED8a〜8dに図7に示すようなパルス電圧を所定の時間差をもって順次印加する電圧印加手段24と、各LED8a〜8dから出射される光の照射を受けて起電力を発生する多接合太陽電池22の出力状況(起電力)をモニターする電気出力測定装置及び多接合太陽電池22の故障の有無を判定する判定装置を備えた評価手段25が設けられている。
In the multi-junction solar
而して、本実施の形態では、試験用LED光源23と多接合太陽電池22を相対応する複数のブロック(本実施の形態では、試験用LED光源23を構成する水冷式LEDユニット1を1つのセルとして30個のセルから成るミジュール)にそれぞれ分割し、前記電圧印加手段24による各LED8a〜8dへのパルス電圧の印加と前記判定装置(評価手段25)による多接合太陽電池22の故障の有無の判定を各セルごとに順次行うようにしている。
Thus, in the present embodiment, a plurality of blocks corresponding to the test
上述のように電圧印加手段24によって試験用LED光源23を構成する各水冷式LEDユニット1に配置されたLED8a〜8dに図7に示すようなDC電圧にパルス電圧が重畳されたV1〜V4を所定の時間差をもって順次印加する。図10では時間T1を繰り返して順次駆動している。
As described above, V1 to V4 in which a pulse voltage is superimposed on a DC voltage as shown in FIG. 7 are applied to the
多接合太陽電池22に故障が発生していない場合には、図10(B)にPにて示すように、LEDの発光に対応して、例えばV1,V2,V3及びV4を印加している時間(発光時間)に対応して多接合太陽電池22に印加パルス電圧から予想された起電力Pが発生する。尚、LED8bは紫外線であり、主に太陽電池に用いている樹脂材料の劣化を評価するために用いており、ここでは単純化するために起電力を生じないものとして説明する。
When no failure has occurred in the multi-junction
このとき、以前得られた起電力Pを基準として規格化したとき、例えばLED8dに対応する時間の起電力が低下している信号P2が得られた場合には、当該波長に発光感度を有する太陽電池に故障が存在すると判定する。
At this time, when standardizing the electromotive force P obtained previously as a reference, for example, when a signal P2 having a reduced electromotive force in the time corresponding to the
多接合太陽電池22が2接合の場合、要素セルのうち第1層と第2層の要素セルの分光感度特性が異なる。そこで、LED8d(波長455nm)に対応する分光感度の相違により何れかの要素セルにて生じる電流量が減少し、結果として多接合太陽電池22全体の起電力が低下する。波長455nmにおける第1層及び第2層の各々の分光感度を事前に調べておくことで、何れの要素セルが故障しているのかについて判断することができる。
When the multi-junction
同様に、例えばLED8d(波長455nm)に対応して多接合太陽電池22全体の起電力が低下したときには、V4に対応する時間の起電力が低下したP1が得られる。この場合、何れの要素セルが故障しているのかについて判断することができる。
Similarly, for example, when the electromotive force of the entire multi-junction
これら個別のセルに対して行われた一連の手続きをモジュールを構成する各セル全てに亘って順次行うことによって、起電力が低下している時間を特定することによって故障している要素セルの位置及び多接合の要素セルを特定することができる。具体的には、上記したパルス電圧V1〜V4の印加を、図7に示す各LEDブロックごとに順次走査することで、多接合太陽電池22の1つのモジュール内において、どのLEDブロックに対応する領域に故障が存在するかを特定することができる。詳細には、各々の起電力P同士を比較又は上記した要素セル故障の判断を行うことで、故障の区画をLEDブロックに対応する範囲で特定することが可能となる。
The location of the failed element cell by identifying the time during which the electromotive force is lowered by sequentially performing a series of procedures performed on these individual cells over all the cells constituting the module. And multi-junction element cells can be identified. Specifically, the region corresponding to which LED block in one module of the multijunction
又、本実施の形態では、試験用LED光源23としてLED8a〜8dを冷却する水冷ユニット5を備えた水冷式LEDユニット1を複数配置しているため、LED8a〜8dの出力特性のバラツキを抑えることができ、多接合太陽電池22の出力特性の変化も高精度に評価することができ、これにより故障箇所を簡易な構成で特定することができる。
In this embodiment, since a plurality of water-cooled
以上のように、本実施の形態では、試験用LED光源23と多接合太陽電池22を相対応する複数のブロックにそれぞれ分割し、電圧印加手段24による各LED8a〜8dへのパルス電圧の印加と評価手段25による多接合太陽電池22の故障の有無の判定を各ブロックごとに順次行うようにしたため、多接合太陽電池22の故障が発生しているブロック(箇所)と故障している要素セルを特定することができる。
As described above, in the present embodiment, the test
尚、各水冷式LEDユニット1の各種LED8a〜8dの基板9上への配置は図7に示したものに限定されず、任意に設定し得るものである。又、LEDの発光波長及び種類も上記してものに限定されず、任意に設定し得るものである。例えば、LED8a〜8dとしてGaAlAs系、GaN系のLEDを用いたが、GaAlInP系等の他の結晶材料系統のものを使用しても良く、又、GaN系の結晶材料とYAG蛍光体等の波長変換材料との組み合わせから成るLEDを用いても良い。LED8a〜8dを同じ結晶材料系統、例えばGaN系(GaInN、GaInAlN)とし、これと組み合わせる波長変換材料を異なるものとすることによって、異なる発光波長のLED8a〜8dを得ることもできる。利用する発光変換材料により異なる発光波長のLEDとした場合には、LED素子自体は同一材料系であるためジャンクション温度がほぼ同一となる。よって、LED8a〜8dの温度特性が同じになるため、温度による発光効率変動のバラツキをより一層低減することができる。
In addition, arrangement | positioning on the board |
1 水冷式LEDユニット
2 ハウジング
3 光源ユニット
4 制御回路
5 水冷ユニット
6 吸気口
7 排気口
8a〜8d LED
9 基板
10 ベース
11 レンズ
12 回路ケース
13 カバー
14 放熱ピン
15 水冷ジャケット
16 ラジエータ
17 ファン
18 循環ポンプ
19 リザーブタンク
20 多接合太陽電池評価装置
21 試験室
22 多接合太陽電池
23 試験用LED光源
24 電圧印加手段
25 評価手段
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記試験用LED光源の各LEDにパルス電圧を所定の時間差をもって順次印加する電圧印加手段と、各LEDから出射される光の照射を受けて起電力を発生する前記太陽電池の出力状況に基づいて該太陽電池の故障の有無及び故障位置を判定する判定手段を設けたことを特徴とする太陽電池評価装置。 In a solar cell evaluation apparatus that evaluates the output characteristics of the solar cell by irradiating the solar cell with simulated sunlight from a test LED light source including a plurality of LEDs having different emission wavelengths,
Based on the voltage application means for sequentially applying a pulse voltage to each LED of the test LED light source with a predetermined time difference, and the output status of the solar cell that generates an electromotive force upon irradiation with light emitted from each LED A solar cell evaluation apparatus, comprising: a determination unit that determines the presence / absence and failure position of the solar cell.
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