JP2013007584A - 光照射試験方法および光照射試験装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】試料10に光照射を行う工程と、光照射を行わない工程とを少なくとも含む光照射試験方法であって、光が入射される保持槽15内に温度制御機構とその温度制御機構とは別の冷却用送風機構とを設け、光照射の有無および/または試料10の測定温度を起因として温度制御機構および/または冷却用送風機構を制御することによって試料の温度を調整することにより解決する。とりわけ、冷却用送風機構にボルテックスチューブ13が好適に用いられる。
【選択図】図1
Description
該試料を保持するための保持槽があり、
該保持槽には該保持槽内の雰囲気温度を一定温度に制御する温度制御機構と
該温度制御機構とは別の冷却用送風機構とが設けられ、
光照射の有無および/または試料の測定温度を起因として、
温度制御機構および/または冷却用送風機構を制御することによって
試料の温度を調整する機能を有することを特徴とする光照射試験方法、である。
本発明の第6は、保持槽と光源装置とを少なくとも有し、
該光源装置より放射される照射光が該保持槽に形成された光照射窓を介して該保持槽に取り込まれる構成であり、
該保持槽は槽内を一定温度に制御する温度制御機構、および、保持槽が有する温度制御機構とは別の冷却用送風機構が設けられ、
光照射を行う工程と光照射を行わない工程とを少なくとも交互に行い得る機構を備え、
該光源の光照射の有無および/または試料の測定温度を起因として
温度制御機構および/または冷却用送風機構を制御することにより試料の温度を調整する機構を有することを特徴とする、光照射試験装置、である。
本発明の第7は、前記冷却用送風機構がボルテックスチューブを少なくとも含むこと特徴とする前記の光照射試験装置、である。
本発明の第8は、前記冷風が試料の光入射面の裏側の面から送風されることを特徴とする前記の光照射試験装置、である。
本発明に係る光照射試験装置は光照射のオンオフを繰り返した場合でも、試料の温度を一定に制御できるところにその本質がある。装置は主に保持槽と光源装置とから構成される。保持槽には、光源装置より放射される照射光を取り込む光照射窓が形成されており、光源装置より照射された光は光照射窓を通って保持槽に入射される。保持槽には光照射試験の対象たる試料(光電変換素子)が保持され、光照射される構成となっている。
光照射の光源としては光照射可能な発光素子であれば特段制限はない。例えば、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ、タングステンランプ、水銀ランプ、ナトリウムランプ等が上げられる。また、LED、各種レーザーを用いても良い。
本発明に係る光照射試験方法では試料(とりわけ、光電変換素子)に光照射を行う工程(明工程)と、光照射を行わない工程(暗工程)とを少なくとも含む。明工程および暗工程は少なくとも100回以上、好ましくは500回、もっとも好ましくは4000回以上行うことが好ましい。それぞれ、3カ月程度、1年程度、10年程度の光照射加速試験を行うには明工程および暗工程を上述の回数以上を繰り返し行う必要があるためである。
すでに述べたとおり保持槽には保持槽が有する温度制御機構とは別の冷却用送風機構が設けられる。そして、光照射のオンオフ制御機構、保持槽が有する温度制御機構および冷却用送風機構を連動させることにより、光照射に応じて該試料に対して冷風を吹きつけ該試料の温度調整をする。また、必要に応じて試料の温度を測定する温度測定機構も連動させることが好ましい。
具体的な試料温度調整態様の第一として、明工程では冷却用送風機構を稼動させ、暗工程では冷却用送風機構を停止させる。また、明工程および暗工程を通じては温度制御機構の温度設定は一定とする。
以下、本発明の実施例を図1を用いて説明する。図1は実施例の要部平面図である。本実施例にかかる装置は主に光源装置1と保持槽15とから構成される。光源装置1内部には光源1として、1.6kWのキセノンランプ(UXL−1600SX、ウシオ電機株式会社製)を配置した。光源1の周囲には集光鏡3が配置してある。光源より放射状に照射された光は集光鏡3により光源1の上部に設けられた第一鏡体4へと導かれる。なお、光源1の周囲には送風機が設けられ、光源1および周辺部材を冷却し外部に排気される(図示せず)。
試料台11での光放射強度は350mW/cm2(ミリワットパー平方センチメートル)に設定した。5分間光照射、5分間光非照射を1サイクルとして、5サイクルを試料(光電変換素子)の温度を20度に制御することを試みた。試料として10センチ角の光電変換素子を用い、試料台11に固定した。光電変換素子の裏面には4隅および中央部に熱電対を取り付け、5秒ごとの温度プロファイルを測定できるようにした。光照射時にのみボルテックスチューブが動作するとともに、恒温槽の循環空気温度は、光照射時には17度、光非照射時には20度になるように制御した。図2は光電変換素子の中央および四隅に取り付けた5個の熱電対の温度プロファイルを示している。光のオンオフ時にも温度の急激な変化を抑え、試料の全面で温度を18度から22度の間に保持できたことが分かる。
試料台11での光放射強度は350mW/cm2(ミリワットパー平方センチメートル)に設定した。5分間光照射、5分間光非照射を1サイクルとして、5サイクルを試料(光電変換素子)の温度を20度に制御することを試みた。試料として10センチ角の光電変換素子を用い、試料台11に固定した。光電変換素子の裏面には4隅および中央部に熱電対を取り付け、5秒ごとの温度プロファイルを測定できるようにした。恒温槽の循環空気温度は、光照射時には17度、光非照射時には20度になるように制御した。光電変換素子の温度がある基準温度を超えた場合ボルテックスチューブが動作するとともに、光照射状態から光非照射状態に変わる場合にボルテックスチューブが停止するように、プログラムを設定した。光劣化加速試験パターン1と同様の光照射試験を行ったところ、光劣化加速試験パターン1と同程度に光オンオフ時の温度制御が可能であった。
光劣化加速試験パターン1において、試料台11、冷風分散板12およびボルテックスチューブ13に代えて、ペルチェ素子からなる試料台を用いたことを除いては、実施例1記載と同様にして光劣化加速試験を行った。しかし、試料とペルチェ素子の密着性にムラがあるために、試料全面を均一に温度制御することができなかった。また、冷却能力が不十分なため、光非照射状態から光照射状態へ切り替わる際に試料の温度上昇を抑えることができなかった。
2.光源
3.集光鏡
4.第一鏡体
5.インテグレータレンズ
6.シャッター
7.A.M.1.5フィルター
8.第二鏡体
9.コリメータレンズ
10.試料(光電変換素子)
11.試料台
12.冷風分散板
13.ボルテックスチューブ
14.光照射窓
15.保持槽
Claims (8)
- 試料に光照射を行う工程と、光照射を行わない工程とを少なくとも含む光照射試験方法であって、
該試料を保持するための保持槽があり、
該保持槽には該保持槽内の雰囲気温度を一定温度に制御する温度制御機構と
該温度制御機構とは別の冷却用送風機構とが設けられ、
光照射の有無および/または試料の測定温度を起因として、
温度制御機構および/または冷却用送風機構を制御することによって
試料の温度を調整する機能を有することを特徴とする、光照射試験方法。 - 請求項1に記載の光照射試験方法であって、前記冷却用送風機構にボルテックスチューブを少なくとも含む、光照射試験方法。
- 前記冷却用送風機構による冷風が試料の光入射面の裏側の面から送風されることを特徴とする請求項1または2に記載の光照射試験方法。
- 光照射を行う工程の時間および光照射を行わない工程の時間がいずれも少なくとも2分以上15分以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光照射試験方法。
- 試料に光照射を行う工程と、光照射を行わない工程とを少なくとも100回以上行うことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の光照射試験方法。
- 保持槽と光源装置とを少なくとも有し、
該光源装置より放射される照射光が該保持槽に形成された光照射窓を介して該保持槽に取り込まれる構成であり、
該保持槽は槽内を一定温度に制御する温度制御機構、および、保持槽が有する温度制御機構とは別の冷却用送風機構が設けられ、
光照射を行う工程と光照射を行わない工程とを少なくとも交互に行い得る機構を備え、
該光源の光照射の有無および/または試料の測定温度を起因として
温度制御機構および/または冷却用送風機構を制御することにより試料の温度を調整する機構を有することを特徴とする、光照射試験装置。 - 前記冷却用送風機構がボルテックスチューブを少なくとも含むこと特徴とする請求項6に記載の光照射試験装置。
- 前記冷風が試料の光入射面の裏側の面から送風されることを特徴とする請求項6または7に記載の光照射試験装置。
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