JP2633953B2 - 積層型太陽電池の特性測定方法 - Google Patents
積層型太陽電池の特性測定方法Info
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- JP2633953B2 JP2633953B2 JP1077462A JP7746289A JP2633953B2 JP 2633953 B2 JP2633953 B2 JP 2633953B2 JP 1077462 A JP1077462 A JP 1077462A JP 7746289 A JP7746289 A JP 7746289A JP 2633953 B2 JP2633953 B2 JP 2633953B2
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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- Photovoltaic Devices (AREA)
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は積層型太陽電池の電流−電圧特性の測定方法
に関する。
に関する。
＜従来技術及び解決しようとする課題＞ 積層型太陽電池は、太陽光などの光源が持つ波長領域
のうち、有効に利用できる領域が広いという特徴を持
ち、高効率の太陽電池として注目されている。特に非晶
質シリコン太陽電池を初めとする薄膜太陽電池において
は、半導体のバンドギャップの制御が容易であること
や、積層化が容易であることにより積層型太陽電池の開
発が盛んである。またガリウムひ素等の化合物半導体に
おいても開発が進められている。
のうち、有効に利用できる領域が広いという特徴を持
ち、高効率の太陽電池として注目されている。特に非晶
質シリコン太陽電池を初めとする薄膜太陽電池において
は、半導体のバンドギャップの制御が容易であること
や、積層化が容易であることにより積層型太陽電池の開
発が盛んである。またガリウムひ素等の化合物半導体に
おいても開発が進められている。
しかしながら積層型太陽電池は、各構成太陽電池を直
列接続のかたちで積層するため各電圧領域で各構成太陽
電池の電流が等しいことが要件となる。積層型太陽電池
にある電圧を印加した場合、各構成太陽電池の電流が等
しくなるように、電圧が各構成太陽電池に配分される。
またある構成太陽電池の発生電流が、他の構成太陽電池
の電流より小さい場合には、全体の電流は電流の小さい
該構成太陽電池の発生電流に等しくなり、電流が制限さ
れることになる。従って積層型太陽電池においては、各
構成太陽電池の電流を全電圧領域で等しくなるように設
計することが望ましい。実際には全電圧領域で各構成太
陽電池の電流を等しくするのは困難であり、その場合に
は動作点付近での各構成太陽電池の電流を等しくするこ
とが望ましい。さらに積層型太陽電池では、光源のスペ
クトルにより各構成太陽電池の発生電流が異なるため光
源に応じた設計をする必要がある。
列接続のかたちで積層するため各電圧領域で各構成太陽
電池の電流が等しいことが要件となる。積層型太陽電池
にある電圧を印加した場合、各構成太陽電池の電流が等
しくなるように、電圧が各構成太陽電池に配分される。
またある構成太陽電池の発生電流が、他の構成太陽電池
の電流より小さい場合には、全体の電流は電流の小さい
該構成太陽電池の発生電流に等しくなり、電流が制限さ
れることになる。従って積層型太陽電池においては、各
構成太陽電池の電流を全電圧領域で等しくなるように設
計することが望ましい。実際には全電圧領域で各構成太
陽電池の電流を等しくするのは困難であり、その場合に
は動作点付近での各構成太陽電池の電流を等しくするこ
とが望ましい。さらに積層型太陽電池では、光源のスペ
クトルにより各構成太陽電池の発生電流が異なるため光
源に応じた設計をする必要がある。
ところが、積層型太陽電池の電流−電圧特性の測定を
行なっても、その各構成太陽電池の電流−電圧特性を知
ることはできず、このことが設計を困難にしていた。
行なっても、その各構成太陽電池の電流−電圧特性を知
ることはできず、このことが設計を困難にしていた。
＜課題を解決するための手段＞ 本発明は上述する課題を解決するためになされたもの
で、積層型太陽電池の電流−電圧特性を、目的とするス
ペクトルを有した光源の下で測定する際、 前記光源と、積層型太陽電池を成した個々の太陽電池
が比較的強い感度を有する波長領域内に、波長領域が含
まれた狭波長領域の光或いは単色光とを照射しながら電
流−電圧特性を測定している積層型太陽電池の特性測定
方法を提供するものである。
で、積層型太陽電池の電流−電圧特性を、目的とするス
ペクトルを有した光源の下で測定する際、 前記光源と、積層型太陽電池を成した個々の太陽電池
が比較的強い感度を有する波長領域内に、波長領域が含
まれた狭波長領域の光或いは単色光とを照射しながら電
流−電圧特性を測定している積層型太陽電池の特性測定
方法を提供するものである。
＜作 用＞ 以下に図を用いて本発明による測定方法を説明する。
第１図は２層の積層型太陽電池の構造を示したもので、
図中11は上部〔光入射側〕太陽電池であり、12は下部太
陽電池である。また第２図はこの太陽電池の等価回路を
示したものである。
第１図は２層の積層型太陽電池の構造を示したもので、
図中11は上部〔光入射側〕太陽電池であり、12は下部太
陽電池である。また第２図はこの太陽電池の等価回路を
示したものである。
第３図はこの太陽電池の分光感度の一例を示したもの
であり、曲線31は上部太陽電池の分光感度であり、曲線
32は下部太陽電池の分光感度である。この例においては
上部太陽電池に比して下部太陽電池のほうが広い波長領
域で感度を持っており、太陽光等の下では、発生電流は
下部太陽電池のほうが大きくなる。
であり、曲線31は上部太陽電池の分光感度であり、曲線
32は下部太陽電池の分光感度である。この例においては
上部太陽電池に比して下部太陽電池のほうが広い波長領
域で感度を持っており、太陽光等の下では、発生電流は
下部太陽電池のほうが大きくなる。
第４図（ａ）〜（ｃ）はこの太陽電池の電流−電圧特
性の一例を示したものである。第４図（ａ）中の曲線41
は上部太陽電池の電流−電圧特性を、第４図（ｂ）中の
曲線42は下部太陽電池の電流−電圧特性を示している。
第４図（ｃ）中の曲線43は積層型太陽電池の電流−電圧
特性であり、これは曲線41と曲線42の特性の電流が等し
いときのそれぞれの電圧を加えることによって合成でき
る。この場合には発生電流は上部太陽電池のほうが小さ
くなっているため、積層型太陽電池の電流は上部太陽電
池の電流で制限されている。実際に測定が可能であるの
は曲線43の積層型太陽電池の電流−電圧特性であり、曲
線41および42の個々の構成太陽電池の電流−電圧特性の
測定は不可能であるため、どちらの構成太陽電池が電流
を制限しているかは判別できない。
性の一例を示したものである。第４図（ａ）中の曲線41
は上部太陽電池の電流−電圧特性を、第４図（ｂ）中の
曲線42は下部太陽電池の電流−電圧特性を示している。
第４図（ｃ）中の曲線43は積層型太陽電池の電流−電圧
特性であり、これは曲線41と曲線42の特性の電流が等し
いときのそれぞれの電圧を加えることによって合成でき
る。この場合には発生電流は上部太陽電池のほうが小さ
くなっているため、積層型太陽電池の電流は上部太陽電
池の電流で制限されている。実際に測定が可能であるの
は曲線43の積層型太陽電池の電流−電圧特性であり、曲
線41および42の個々の構成太陽電池の電流−電圧特性の
測定は不可能であるため、どちらの構成太陽電池が電流
を制限しているかは判別できない。
そこで本発明による電流−電圧特性測定法として、第
５図に示した波長領域を有する単色光を加えて電流−電
圧特性の測定を行なう。曲線51は第３図中の曲線31の上
部太陽電池の分光感度に対応した波長領域を有してお
り、曲線52は第３図中の曲線32の下部太陽電池の分光感
度に対応した波長領域を有している。
５図に示した波長領域を有する単色光を加えて電流−電
圧特性の測定を行なう。曲線51は第３図中の曲線31の上
部太陽電池の分光感度に対応した波長領域を有してお
り、曲線52は第３図中の曲線32の下部太陽電池の分光感
度に対応した波長領域を有している。
曲線51の単色光を加えて電流−電圧特性を測定すれ
ば、上部太陽電池の電流は第６図（ａ）に示す曲線61の
ごとく単色光を吸収して電流が増加するのに対し、下部
太陽電池の電流は第６図（ｂ）に示す曲線62のごとく変
化しない。従って積層型太陽電池の電流−電圧特性は第
６図（ｃ）に示す曲線63のごとく曲線43に比して電流が
増加した特性となる。
ば、上部太陽電池の電流は第６図（ａ）に示す曲線61の
ごとく単色光を吸収して電流が増加するのに対し、下部
太陽電池の電流は第６図（ｂ）に示す曲線62のごとく変
化しない。従って積層型太陽電池の電流−電圧特性は第
６図（ｃ）に示す曲線63のごとく曲線43に比して電流が
増加した特性となる。
曲線52の単色光を加えて電流−電圧特性を測定すれ
ば、上部太陽電池の電流は第６図（ｄ）に示す曲線64の
ごとく変化しないのに対し、下部太陽電池の電流は第６
図（ｅ）に示す曲線65のごとく、単色光を吸収して電流
が増加する。しかしながら積層型太陽電池の電流−電圧
特性は第６図（ｆ）に示す曲線66のごとく上部太陽電池
の電流で制限され、曲線43と殆んど変わらない。
ば、上部太陽電池の電流は第６図（ｄ）に示す曲線64の
ごとく変化しないのに対し、下部太陽電池の電流は第６
図（ｅ）に示す曲線65のごとく、単色光を吸収して電流
が増加する。しかしながら積層型太陽電池の電流−電圧
特性は第６図（ｆ）に示す曲線66のごとく上部太陽電池
の電流で制限され、曲線43と殆んど変わらない。
以上のように二種類の単色光を加えて電流−電圧特性
を測定し、どちらの単色光によって電流が増加するかを
知るという簡便な方法によって、どちらの構成太陽電池
が電流を制限しているかが判別できる。積層型太陽電池
の最適設計が可能となる。
を測定し、どちらの単色光によって電流が増加するかを
知るという簡便な方法によって、どちらの構成太陽電池
が電流を制限しているかが判別できる。積層型太陽電池
の最適設計が可能となる。
＜実施例＞ 二層積層型太陽電池をAM1光下、AM1光と共にArレーザ
ーまたはHeNeレーザーを加えた下で、電流−電圧特性を
測定し表１に示した値を得た。短絡電流がArレーザーに
より増加していることより短絡状態付近の電圧領域では
上部太陽電池が電流を制限しているが、最適動作点付近
ではHeNeレーザーにより電流が増加していることから、
この付近の電圧領域では下部太陽電池が電流を制限して
いると推定した。実際に下部太陽電池の発生電流を増や
すことによって積層型太陽電池の最適設計がなされた。
このように電圧領域により、電流を制限している構成太
陽電池が変わる場合においても本発明による測定方法が
有効であることが確認された。
ーまたはHeNeレーザーを加えた下で、電流−電圧特性を
測定し表１に示した値を得た。短絡電流がArレーザーに
より増加していることより短絡状態付近の電圧領域では
上部太陽電池が電流を制限しているが、最適動作点付近
ではHeNeレーザーにより電流が増加していることから、
この付近の電圧領域では下部太陽電池が電流を制限して
いると推定した。実際に下部太陽電池の発生電流を増や
すことによって積層型太陽電池の最適設計がなされた。
このように電圧領域により、電流を制限している構成太
陽電池が変わる場合においても本発明による測定方法が
有効であることが確認された。
三層積層型太陽電池をAM1光下、およびAM1光と共に、
白色光を460nm、560nm、720nmにそれぞれピークをもつ
帯域透過フィルターを透過させて得た狭波長領域光を加
えた下で電流−電圧特性を測定した。その結果最適動作
点付近では、AM1光と共に白色光を560nmにピークをもつ
帯域透過フィルターを透過させて得た狭波長領域光を加
えた下で電流の増加がみられ、この付近の電圧領域では
第２層の太陽電池が電流を制限していると推定した。こ
のように三層あるいはそれ以上の積層型太陽電池におい
ても本発明による測定方法が有効であることが確認され
た。
白色光を460nm、560nm、720nmにそれぞれピークをもつ
帯域透過フィルターを透過させて得た狭波長領域光を加
えた下で電流−電圧特性を測定した。その結果最適動作
点付近では、AM1光と共に白色光を560nmにピークをもつ
帯域透過フィルターを透過させて得た狭波長領域光を加
えた下で電流の増加がみられ、この付近の電圧領域では
第２層の太陽電池が電流を制限していると推定した。こ
のように三層あるいはそれ以上の積層型太陽電池におい
ても本発明による測定方法が有効であることが確認され
た。
＜発明の効果＞ 本発明による測定方法により、測定を短い時間で行う
ことができ、しかも電流−電圧特性を直接判定するため
に、積層素子の電流バランスが見易く、各々の素子のバ
ランス評価を精確に行うことができる。したがって、積
層型太陽電池においてどの構成太陽電池が電流を制限し
ているかを簡便に判別することが可能となった。それに
よって各構成太陽電池の電流を等しくでき、積層型太陽
電池の最適設計が可能となった。
ことができ、しかも電流−電圧特性を直接判定するため
に、積層素子の電流バランスが見易く、各々の素子のバ
ランス評価を精確に行うことができる。したがって、積
層型太陽電池においてどの構成太陽電池が電流を制限し
ているかを簡便に判別することが可能となった。それに
よって各構成太陽電池の電流を等しくでき、積層型太陽
電池の最適設計が可能となった。
第１図は本発明の説明に供する積層型太陽電池の構造
図、第２図はこの太陽電池の等価回路を示した図、第３
図はこの太陽電池の分光感度特性の一例を示した図、第
４図（ａ）〜（ｃ）はこの太陽電池の電流−電圧特性の
一例を示した図、第５図はこの太陽電池に対して、本発
明による測定方法で用いる単色光の波長領域を示した
図、第６図（ａ）〜（ｆ）はこの太陽電池に対して、本
発明による測定方法を用いた場合の電流−電圧特性を示
した図である。 11……上部太陽電池、12……下部太陽電池 31……上部太陽電池の分光感度 32……下部太陽電池の分光感度 41……上部太陽電池の電流−電圧特性 42……下部太陽電池の電流−電圧特性 43……積層型太陽電池の電流−電圧特性 51,52……単色光の波長領域 61,64……上部太陽電池の電流−電圧特性 62,65……下部太陽電池の電流−電圧特性 63,66……積層型太陽電池の電流−電圧特性
図、第２図はこの太陽電池の等価回路を示した図、第３
図はこの太陽電池の分光感度特性の一例を示した図、第
４図（ａ）〜（ｃ）はこの太陽電池の電流−電圧特性の
一例を示した図、第５図はこの太陽電池に対して、本発
明による測定方法で用いる単色光の波長領域を示した
図、第６図（ａ）〜（ｆ）はこの太陽電池に対して、本
発明による測定方法を用いた場合の電流−電圧特性を示
した図である。 11……上部太陽電池、12……下部太陽電池 31……上部太陽電池の分光感度 32……下部太陽電池の分光感度 41……上部太陽電池の電流−電圧特性 42……下部太陽電池の電流−電圧特性 43……積層型太陽電池の電流−電圧特性 51,52……単色光の波長領域 61,64……上部太陽電池の電流−電圧特性 62,65……下部太陽電池の電流−電圧特性 63,66……積層型太陽電池の電流−電圧特性
Claims (1)
- 【請求項１】積層型太陽電池の電流−電圧特性を、目的
とするスペクトルを有した光源の下で測定する際、 前記光源と、積層型太陽電池を成した個々の太陽電池が
比較的強い感度を有する波長領域内に、波長領域が含ま
れた狭波長領域の光或いは単色光とを照射しながら電流
−電圧特性を測定することを特徴とする積層型太陽電池
の特性測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1077462A JP2633953B2 (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | 積層型太陽電池の特性測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1077462A JP2633953B2 (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | 積層型太陽電池の特性測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02254376A JPH02254376A (ja) | 1990-10-15 |
| JP2633953B2 true JP2633953B2 (ja) | 1997-07-23 |
Family
ID=13634673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1077462A Expired - Fee Related JP2633953B2 (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | 積層型太陽電池の特性測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2633953B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003511861A (ja) * | 1999-10-04 | 2003-03-25 | スティックティング・エネルギーオンデルズーク・セントルム・ネーデルランド | 光起電性素子における製造エラーを局所化する装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4139890B2 (ja) * | 2003-03-13 | 2008-08-27 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 太陽電池の特性評価方法 |
| JP4617141B2 (ja) * | 2004-11-18 | 2011-01-19 | 株式会社カネカ | 多接合型光電変換素子の特性制限要素セルの判定方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6376381A (ja) * | 1986-09-18 | 1988-04-06 | Sharp Corp | 太陽電池の分光感度測定法 |
-
1989
- 1989-03-28 JP JP1077462A patent/JP2633953B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003511861A (ja) * | 1999-10-04 | 2003-03-25 | スティックティング・エネルギーオンデルズーク・セントルム・ネーデルランド | 光起電性素子における製造エラーを局所化する装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02254376A (ja) | 1990-10-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |