JP3513043B2 - 太陽電池セルの測定方法及び測定装置 - Google Patents
太陽電池セルの測定方法及び測定装置Info
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一方向に第１導電
領域側の電極とこれと極性の異なる第２導電領域側の電
極とを有し、他方面に第３導電側電極を有する太陽電池
セルの測定方法及び測定装置に関する。
領域側の電極とこれと極性の異なる第２導電領域側の電
極とを有し、他方面に第３導電側電極を有する太陽電池
セルの測定方法及び測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４（ａ）に従来型シリコン太陽電池の
断面図、図４（ｂ）に従来型シリコン太陽電池の裏面図
を示す。図１は一般的にＢＳＦＲ（Ｂａｃｋ ｓｕｒｆ
ａｃｅｆｉｅｌｄ ａｎｄ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）型太
陽電池と呼ばれる。この太陽電池セル２０は、Ｐ型シリ
コン基板２１の表面に光エネルギーにより発生するキャ
リアーを効率よく取り込む為、Ｎ＋拡散層２２がＮ型不
純物を熱拡散することにより形成されており、その上に
は、発生した電気を効率よく取り出す為、表面電極２４
が櫛型状に形成されている。さらに、Ｎ＋拡散層２２と
表面電極２４は、入射する光の表面反射を低減する為、
反射防止膜２５によって覆われている。また、Ｐ型シリ
コン基板２１の裏面には、キャリア−の発生量を増加さ
せる為、Ｐ＋拡散層２３がＰ型不純物を熱拡散すること
により形成されており、その上には、裏面から抜け出し
てしまう長波長光を反射させ、かつ発生した電気を取り
出す為、図４（ｂ）に示すように裏面電極２６が太陽電
池裏面のほぼ全面に形成されている。
断面図、図４（ｂ）に従来型シリコン太陽電池の裏面図
を示す。図１は一般的にＢＳＦＲ（Ｂａｃｋ ｓｕｒｆ
ａｃｅｆｉｅｌｄ ａｎｄ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）型太
陽電池と呼ばれる。この太陽電池セル２０は、Ｐ型シリ
コン基板２１の表面に光エネルギーにより発生するキャ
リアーを効率よく取り込む為、Ｎ＋拡散層２２がＮ型不
純物を熱拡散することにより形成されており、その上に
は、発生した電気を効率よく取り出す為、表面電極２４
が櫛型状に形成されている。さらに、Ｎ＋拡散層２２と
表面電極２４は、入射する光の表面反射を低減する為、
反射防止膜２５によって覆われている。また、Ｐ型シリ
コン基板２１の裏面には、キャリア−の発生量を増加さ
せる為、Ｐ＋拡散層２３がＰ型不純物を熱拡散すること
により形成されており、その上には、裏面から抜け出し
てしまう長波長光を反射させ、かつ発生した電気を取り
出す為、図４（ｂ）に示すように裏面電極２６が太陽電
池裏面のほぼ全面に形成されている。
【０００３】図５（ａ）（ｂ）に従来型の太陽電池測定
装置を示す。図５（ａ）は従来型の太陽電池測定装置の
上面図、図５（ｂ）は従来型の太陽電池測定装置の側面
図のである。この測定装置３０は、上部からは疑似太陽
光を載置した太陽電池２０に照射して電圧対電流特性を
測定する。測定装置は、太陽電池セル２０を載置するた
めの銅材料からなるセル載置部３１と、セルを真空引き
してセル載置部３１に固定するための真空吸着部３２
と、セルの温度を検知する熱電対３３と、セル取り出し
開口３４とからなる熱伝導性ブロック３５、電圧検知用
プローブ３６と電流検知用プローブ３７を備える昇降装
置３９、昇降装置の昇降開始と停止、及び真空吸着部３
２のオンオフを行うスイッチ４０とからなる。
装置を示す。図５（ａ）は従来型の太陽電池測定装置の
上面図、図５（ｂ）は従来型の太陽電池測定装置の側面
図のである。この測定装置３０は、上部からは疑似太陽
光を載置した太陽電池２０に照射して電圧対電流特性を
測定する。測定装置は、太陽電池セル２０を載置するた
めの銅材料からなるセル載置部３１と、セルを真空引き
してセル載置部３１に固定するための真空吸着部３２
と、セルの温度を検知する熱電対３３と、セル取り出し
開口３４とからなる熱伝導性ブロック３５、電圧検知用
プローブ３６と電流検知用プローブ３７を備える昇降装
置３９、昇降装置の昇降開始と停止、及び真空吸着部３
２のオンオフを行うスイッチ４０とからなる。
【０００４】図６に直列４端子法の基本回路を示す。図
５の測定装置（測定時の接続は図示せず）を用いて図６
のように電気接続し疑似太陽光を照射して電圧対電流特
性を測定する。すなわち、セルの表面電極２４と裏面電
極に電圧計と電流計２８を接続して、開放電圧の測定時
には電流計回路を切断して測定し、短絡電流測定時には
電圧計回路を切断して測定する。
５の測定装置（測定時の接続は図示せず）を用いて図６
のように電気接続し疑似太陽光を照射して電圧対電流特
性を測定する。すなわち、セルの表面電極２４と裏面電
極に電圧計と電流計２８を接続して、開放電圧の測定時
には電流計回路を切断して測定し、短絡電流測定時には
電圧計回路を切断して測定する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
測定装置は、従来の太陽電池セルに適したものであった
ため、両面接合型太陽電池セルの測定には使用できない
という問題点を有していた。両面接合型太陽電池セルの
測定に従来の測定装置を使用すると以下のような問題が
発生する。
測定装置は、従来の太陽電池セルに適したものであった
ため、両面接合型太陽電池セルの測定には使用できない
という問題点を有していた。両面接合型太陽電池セルの
測定に従来の測定装置を使用すると以下のような問題が
発生する。
【０００６】両面接合型太陽電池セルの裏面側にはＰ電
極とＮ電極の導電極性の異なる裏面電極があるため、短
絡してしまう。また、従来の測定装置では、このような
２種類の電極に対応した端子がないため、太陽電池のセ
ルを移動させたり、一部の電極を絶縁したりする必要が
あり、測定が繁雑であった。
極とＮ電極の導電極性の異なる裏面電極があるため、短
絡してしまう。また、従来の測定装置では、このような
２種類の電極に対応した端子がないため、太陽電池のセ
ルを移動させたり、一部の電極を絶縁したりする必要が
あり、測定が繁雑であった。
【０００７】本発明の目的は、上記問題点に鑑み、両面
接合型太陽電池セルの出力を簡単に測定できる測定方法
及び測定装置を提供することにある。
接合型太陽電池セルの出力を簡単に測定できる測定方法
及び測定装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の太陽電池
セルの測定方法は、一方面に第１導電側電極と第２導電
側電極とを有し、他方面に第３導電側電極を有する太陽
電池セルの測定方法であって、第３導電側電極と第２導
電側電極との接続を選択することでその間に発生する電
流及び電圧を測定し、第１導電側電極と第２導電側電極
との接続を選択することでその間に発生する電流及び電
圧を測定することを特徴とする。
セルの測定方法は、一方面に第１導電側電極と第２導電
側電極とを有し、他方面に第３導電側電極を有する太陽
電池セルの測定方法であって、第３導電側電極と第２導
電側電極との接続を選択することでその間に発生する電
流及び電圧を測定し、第１導電側電極と第２導電側電極
との接続を選択することでその間に発生する電流及び電
圧を測定することを特徴とする。
【０００９】請求項２記載の太陽電池セルの測定方法
は、請求項１記載の太陽電池セルの測定方法において、
他方面の第３導電側電極にプローブが接続されたのに応
答して当該第３導電側電極または第１導電側電極のいず
れか一方を選択することを特徴とする。
は、請求項１記載の太陽電池セルの測定方法において、
他方面の第３導電側電極にプローブが接続されたのに応
答して当該第３導電側電極または第１導電側電極のいず
れか一方を選択することを特徴とする。
【００１０】請求項３記載の太陽電池セルの測定装置
は、一方面に第１導電側電極と第２導電側電極とを有
し、他方面に第３導電側電極を有する太陽電池セルの測
定装置であって、太陽電池セルの一方面が接触する部分
に設けられ互いに電気的に分離された第１導電側電極に
対応する第１端子及び第２導電側電極に対応する第２端
子と、第３導電側電極に接続される第３端子と、第３端
子と第２端子との接続または第１端子と第２端子との接
続のいずれか一方を選択する手段と、選択された第３端
子と第２端子との接続により第３導電側電極と第２導電
側電極との間に発生する電流または電圧を測定する手段
と、選択された第１端子と第２端子との接続により第１
導電側電極と第２導電側電極との間に発生する電流また
は電圧を測定する手段と、を有することを特徴とする。
は、一方面に第１導電側電極と第２導電側電極とを有
し、他方面に第３導電側電極を有する太陽電池セルの測
定装置であって、太陽電池セルの一方面が接触する部分
に設けられ互いに電気的に分離された第１導電側電極に
対応する第１端子及び第２導電側電極に対応する第２端
子と、第３導電側電極に接続される第３端子と、第３端
子と第２端子との接続または第１端子と第２端子との接
続のいずれか一方を選択する手段と、選択された第３端
子と第２端子との接続により第３導電側電極と第２導電
側電極との間に発生する電流または電圧を測定する手段
と、選択された第１端子と第２端子との接続により第１
導電側電極と第２導電側電極との間に発生する電流また
は電圧を測定する手段と、を有することを特徴とする。
【００１１】請求項４記載の太陽電池セルの測定装置
は、請求項３記載の太陽電池セルの測定装置において、
互いに電気的に分離された第１導電側電極に対応する端
子と第２導電側電極に対応する端子とを有することを特
徴とする。
は、請求項３記載の太陽電池セルの測定装置において、
互いに電気的に分離された第１導電側電極に対応する端
子と第２導電側電極に対応する端子とを有することを特
徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１（ａ）に両面接合型太陽電池
の断面図、図１（ｂ）に両面接合型太陽電池の裏面図を
示す。図１は従来のＢＳＦＲ型太陽電池を改良した太陽
電池であり、一般的に両面接合型太陽電池と呼ばれる。
図１の太陽電池セル１の表面側の構造は従来のＢＳＦＲ
型太陽電池とまったく変わらず、Ｐ型シリコン基板２の
表面側には、Ｎ＋拡散層３、この拡散層に接続された表
面電極４（第３導電側電極）、反射防止膜５が設けられ
ている。一方、Ｐ型シリコン基板２の裏面には、Ｐ型不
純物を熱拡散することにより形成されたＰ＋拡散層６，
Ｎ型不純物を熱拡散することにより形成されたＮ＋拡散
層７それぞれが部分的に形成されている。それらの上に
は酸化膜層８が形成され、その酸化膜層８の開口を介し
て、図１（ｂ）に示すように、電気的に分離された、Ｐ
＋拡散層６上には裏面Ｐ電極９Ａ（第２導電側電極）と
Ｎ＋拡散層７上には裏面Ｎ電極９Ｂ（第１導電側電極）
とからなる裏面電極９が設けられている。
の断面図、図１（ｂ）に両面接合型太陽電池の裏面図を
示す。図１は従来のＢＳＦＲ型太陽電池を改良した太陽
電池であり、一般的に両面接合型太陽電池と呼ばれる。
図１の太陽電池セル１の表面側の構造は従来のＢＳＦＲ
型太陽電池とまったく変わらず、Ｐ型シリコン基板２の
表面側には、Ｎ＋拡散層３、この拡散層に接続された表
面電極４（第３導電側電極）、反射防止膜５が設けられ
ている。一方、Ｐ型シリコン基板２の裏面には、Ｐ型不
純物を熱拡散することにより形成されたＰ＋拡散層６，
Ｎ型不純物を熱拡散することにより形成されたＮ＋拡散
層７それぞれが部分的に形成されている。それらの上に
は酸化膜層８が形成され、その酸化膜層８の開口を介し
て、図１（ｂ）に示すように、電気的に分離された、Ｐ
＋拡散層６上には裏面Ｐ電極９Ａ（第２導電側電極）と
Ｎ＋拡散層７上には裏面Ｎ電極９Ｂ（第１導電側電極）
とからなる裏面電極９が設けられている。
【００１３】図２に両面接合型太陽電池セルの測定装置
を示す。図２（ａ）は測定装置の上面図、図２（ｂ）は
側面図である。この測定装置１０は、図示しない温度調
整器の上に載置され、両面接合型太陽電池セルを測定で
きるように、太陽電池セルの裏面側が接触する部分に、
電気的に互いに分離された電流端子１２Ｉ，１３Ｉ、電
圧端子１２Ｖ，１３Ｖが設けられ、図１の太陽電池セル
１がこの測定装置に載置されると、裏面Ｐ電極９Ａと裏
面Ｎ電極９Ｂとが、それぞれ、端子１２Ｉ，１２Ｖ（第
２端子）と端子１３Ｉ，１３Ｖ（第１端子）とに接続さ
れる。この測定装置は、太陽電池を載置するためのセル
載置部１１Ａと上記４つの各端子を電気的に分離するた
めの熱伝導性の良い電気絶縁部１１Ｂからなる熱伝導性
ブロック１１が設けられ、熱伝導性ブロック１１は、銅
などの熱伝導性のよい材料でできており、さらに、太陽
電池セルの温度を検知して設定温度に維持するための熱
電対１５、セル載置部１１Ａに載置された太陽電池セル
１を固着するために真空引きを行う真空吸着部１６、太
陽電池セルの取り出すための開口１８が設けられてい
る。なお、セル載置部１１Ａの表面は、シート状または
テープ状の熱伝導性のよい絶縁材料でおおわれて極性の
異なる裏面電極が互いに短絡しないようにしている。ま
た、図１の太陽電池セル１の表面電極４に接続されるべ
き電圧検知用プローブ１４Ｖと電流検知用プローブ１４
Ｉ（第３端子）を上昇または下降させるための昇降装置
１７が設けられ、測定時には、電圧検知用プローブ１４
Ｖと電流検知用プローブ１４Ｉを下降させて表面電極４
に接触すると共に下降しきったことを検知して、切り替
えスイッチ１９が動作し、セル載置部１１Ａに載置され
た太陽電池セル１は真空引きされて固定される。
を示す。図２（ａ）は測定装置の上面図、図２（ｂ）は
側面図である。この測定装置１０は、図示しない温度調
整器の上に載置され、両面接合型太陽電池セルを測定で
きるように、太陽電池セルの裏面側が接触する部分に、
電気的に互いに分離された電流端子１２Ｉ，１３Ｉ、電
圧端子１２Ｖ，１３Ｖが設けられ、図１の太陽電池セル
１がこの測定装置に載置されると、裏面Ｐ電極９Ａと裏
面Ｎ電極９Ｂとが、それぞれ、端子１２Ｉ，１２Ｖ（第
２端子）と端子１３Ｉ，１３Ｖ（第１端子）とに接続さ
れる。この測定装置は、太陽電池を載置するためのセル
載置部１１Ａと上記４つの各端子を電気的に分離するた
めの熱伝導性の良い電気絶縁部１１Ｂからなる熱伝導性
ブロック１１が設けられ、熱伝導性ブロック１１は、銅
などの熱伝導性のよい材料でできており、さらに、太陽
電池セルの温度を検知して設定温度に維持するための熱
電対１５、セル載置部１１Ａに載置された太陽電池セル
１を固着するために真空引きを行う真空吸着部１６、太
陽電池セルの取り出すための開口１８が設けられてい
る。なお、セル載置部１１Ａの表面は、シート状または
テープ状の熱伝導性のよい絶縁材料でおおわれて極性の
異なる裏面電極が互いに短絡しないようにしている。ま
た、図１の太陽電池セル１の表面電極４に接続されるべ
き電圧検知用プローブ１４Ｖと電流検知用プローブ１４
Ｉ（第３端子）を上昇または下降させるための昇降装置
１７が設けられ、測定時には、電圧検知用プローブ１４
Ｖと電流検知用プローブ１４Ｉを下降させて表面電極４
に接触すると共に下降しきったことを検知して、切り替
えスイッチ１９が動作し、セル載置部１１Ａに載置され
た太陽電池セル１は真空引きされて固定される。
【００１４】昇降装置１７の下降の完了により、測定の
準備が整う。この時の回路構成を、図３に示す。疑似太
陽光ＳＳを照射して熱電対１５により所定温度に制御す
る。切り替えスイッチ１９は、表面電極４からの出力を
検知するための電圧検知用プローブ１４Ｖと電流検知用
プローブ１４Ｉを選択する場合（測定モード１）と端子
１３Ｉと１３Ｖとを選択する場合（測定モード２）があ
る。測定モード１では、表面電極４と裏面Ｐ電極９Ａと
の間に発生する電流及び電圧を４端子法で測定し、測定
モード２では、裏面Ｐ電極９Ａと裏面Ｎ電極９Ｂとの間
に発生する電流及び電圧を４端子法で測定する。なお、
切り替えスイッチ１９を、１３Ｉと１４Ｉ双方に接続
し、１３Ｉと１３Ｖ双方に接続するような測定モード
（測定モード３）を設ければ、表面電極４と裏面Ｐ電極
９Ａ及び裏面Ｎ電極９Ｂとの間に発生する電流及び電圧
を４端子法で測定できる。各測定モードでは、可変電圧
源Ｅ０を変化させて各電圧値と電流値を読み取る。ま
た、切り替えスイッチ１９は、本実施の形態の場合、昇
降装置１７の下降の完了に応答して、直ちにいずれかの
測定モードにして測定可能にしたが、手動で切り替えス
イッチ１９を操作してもよいが、本実施の形態のように
することで、迅速な測定が可能になる。また、太陽電池
のセルの電極の配置が、この測定装置の各端子に対応す
るのであれば、両面接合型太陽電池に限らず、広く他の
太陽電池セルの測定に用いることができる。
準備が整う。この時の回路構成を、図３に示す。疑似太
陽光ＳＳを照射して熱電対１５により所定温度に制御す
る。切り替えスイッチ１９は、表面電極４からの出力を
検知するための電圧検知用プローブ１４Ｖと電流検知用
プローブ１４Ｉを選択する場合（測定モード１）と端子
１３Ｉと１３Ｖとを選択する場合（測定モード２）があ
る。測定モード１では、表面電極４と裏面Ｐ電極９Ａと
の間に発生する電流及び電圧を４端子法で測定し、測定
モード２では、裏面Ｐ電極９Ａと裏面Ｎ電極９Ｂとの間
に発生する電流及び電圧を４端子法で測定する。なお、
切り替えスイッチ１９を、１３Ｉと１４Ｉ双方に接続
し、１３Ｉと１３Ｖ双方に接続するような測定モード
（測定モード３）を設ければ、表面電極４と裏面Ｐ電極
９Ａ及び裏面Ｎ電極９Ｂとの間に発生する電流及び電圧
を４端子法で測定できる。各測定モードでは、可変電圧
源Ｅ０を変化させて各電圧値と電流値を読み取る。ま
た、切り替えスイッチ１９は、本実施の形態の場合、昇
降装置１７の下降の完了に応答して、直ちにいずれかの
測定モードにして測定可能にしたが、手動で切り替えス
イッチ１９を操作してもよいが、本実施の形態のように
することで、迅速な測定が可能になる。また、太陽電池
のセルの電極の配置が、この測定装置の各端子に対応す
るのであれば、両面接合型太陽電池に限らず、広く他の
太陽電池セルの測定に用いることができる。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、一方面側に両方の極性
の電極を有する太陽電池セルを簡単に測定する事ができ
る。
の電極を有する太陽電池セルを簡単に測定する事ができ
る。
【図１】両面接合型太陽電池の断面図と裏面図である。
【図２】本発明の測定装置の上面図と側面図である。
【図３】本発明の直流４端子法（６端子）の基本回路で
ある。
ある。
【図４】従来のＢＳＦＲ型太陽電池の断面図と裏面図で
ある。
ある。
【図５】従来型太陽電池測定装置の上面図と側面図であ
る。
る。
【図６】直流４端子法の基本回路である。
１ 太陽電池セル
２ Ｐ型シリコン基板
３ Ｎ＋拡散層
４ 表面電極
５ 反射防止膜
６ Ｐ＋拡散層
７ Ｎ＋拡散層
８ 酸化膜層
９ 裏面電極
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 31/04 - 31/078
H01R 31/26
Claims (3)
- 【請求項１】一方面に第１導電側電極と第２導電側電極
とを有し、他方面に第３導電側電極を有する太陽電池セ
ルの測定方法であって、第３導電側電極と第２導電側電極との接続を選択するこ
とでその間に発生する電流及び電圧を測定し、第１導電
側電極と第２導電側電極との接続を選択することでその
間に発生する 電流及び電圧を測定することを特徴とする
太陽電池セルの測定方法。 - 【請求項２】他方面の第３導電側電極にプローブが接続
されたのに応答して当該第３導電側電極または第１導電
側電極のいずれか一方を選択することを特徴とする請求
項１記載の太陽電池セルの測定方法。 - 【請求項３】一方面に第１導電側電極と第２導電側電極
とを有し、他方面に第３導電側電極を有する太陽電池セ
ルの測定装置であって、太陽電池セルの一方面が接触する部分に設けられ互いに
電気的に分離された第１導電側電極に対応する第１端子
及び第２導電側電極に対応する第２端子と、第３導電側
電極に接続される第３端子と、第３端子と第２端子との
接続または第１端子と第２端子との接続のいずれか一方
を選択する手段と、選択された第３端子と第２端子との
接続により第３導電側電極と第２導電側電極との間に発
生する電流または電圧を測定する手段と、選択された第
１端子と第２端子との接続により第１導電側電極と第２
導電側電極との間に発生する電流または電圧を測定する
手段と、を有することを特徴とする太陽電池セルの測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04939199A JP3513043B2 (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 太陽電池セルの測定方法及び測定装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04939199A JP3513043B2 (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 太陽電池セルの測定方法及び測定装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000252483A JP2000252483A (ja) | 2000-09-14 |
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ID=12829742
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
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|---|---|---|---|---|
| JP4461625B2 (ja) * | 2001-03-13 | 2010-05-12 | 富士電機ホールディングス株式会社 | 太陽電池セル特性の連続自動測定方法および装置 |
| JP2015036671A (ja) * | 2013-08-16 | 2015-02-23 | 横河電機株式会社 | 光起電力測定システム |
-
1999
- 1999-02-26 JP JP04939199A patent/JP3513043B2/ja not_active Expired - Fee Related
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