JP5013415B2 - 光源装置および擬似太陽光照射装置 - Google Patents
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Description
同図において、101はソーラシミュレータに用いられる長尺ランプとして代表的な長尺キセノンフラッシュランプ、102は長尺キセノンフラッシュランプ101を冷却するために設けられた冷却用ガラス管、103は長尺キセノンフラッシュランプ101から放射された光を反射してスペクトル変換フィルタ104に向けて放射する反射鏡、104は長尺キセノンフラッシュランプ101または反射鏡103から放射された光を入射して不図示の太陽電池モジュールに所望のスペクトル分布を有する光を出射するスペクトル変換フィルタである。ここで、長尺キセノンフラッシュランプ101の中心軸は紙面に垂直な方向に配置され、長尺キセノンフラッシュランプ101の中心軸と平行にスペクトル変換フィルタ104が配置されている。
同図において、105は長尺キセノンフラッシュランプ101から放射された光および反射鏡103から反射された光を反射してスペクトル変換フィルタ104に向けて放射する凹面状反射鏡、106は長尺キセノンフラッシュランプ101または凹面状反射鏡105から放射された光を入射して不図示の太陽電池モジュールに所望のスペクトル分布を有する光を出射するスペクトル変換フィルタである。なお、その他の構成は図5に示した同符号の構成に対応する。
一般に、光学フィルタは、入射光の入射角が0度(法線方位)であることを前提として設計されているが、仮に入射光に0度以外の入射光成分が存在すると、出射光の波長特性は、0度の入射光だけの場合と異なってくる。実際に、入射角が0度、10度、20度、30度……と変化する場合の波長カットフィルタの入射角の変化による透過率の変化について調べた。ここで使用した波長カットフィルタは、入射角0度の場合、基準波長512nmの透過率を長波長側透過率の約半分の42%とし、450nm以下はカットする仕様を持つ。この波長カットフィルタに対し、入射角度を0度から50度へと変化させると、透過率曲線が短波長側へ移動し、カット波長も450nmから425nmへと短波長側へ25nmだけシフトした。すなわち、入射角度が0度から50度へと大きくなるにつれ、波長カットフィルタを透過した光が、所期の波長以下においてカットすることができず、設計上の所望の性能が得られなかった。この例に限らず、スペクトル変換フィルタについても、入射角0度の光に、これと異なる入射角成分が加わると、スペクトル変換フィルタが本来有している出射光の分光純度が低下することが知られている。スペクトル変換フィルタの場合も波長カットフィルタと同様に山谷の特性を持つため、特定の波長帯において入射角が変わることにより、透過率が大きく変動する。
第1の手段は、長尺フラッシュランプと、該長尺フラッシュランプの中心軸と同心円筒状に形成されたスペクトル変換フィルタとからなるとともに、入射される光の入射角を制限するために、前記長尺フラッシュランプと前記スペクトル変換フィルタとの間に、前記長尺フラッシュランプの中心軸と同心のワッシャー形状の隔壁を前記中心軸方向に一定の間隔を置いて複数個配置したことを特徴とする光源装置である。
第2の手段は、第1の手段において、前記スペクトル変換フィルタは、前記長尺フラッシュランプの中心軸方向に、複数個に分割されて直列に接続されていることを特徴とする光源装置である。
第3の手段は、第1の手段ないし第2の手段のいずれか1つの手段において、前記スペクトル変換フィルタの外側に、前記長尺フラッシュランプの中心軸方向に、透過率の異なる複数個に分割されて直列に接続された機械メッシュフイルタが配置されていることを特徴とする光源装置である。
第4の手段は、第1の手段ないし第3の手段のいずれか1つの手段に記載の光源装置と、該光源装置と照射対象物との間に表面に反射防止処理部材が設けられた透明ガラスとを配置し、前記照射対象物に照射後反射された光を前記反射防止処理部材で吸収するようにしたことを特徴とする擬似太陽光照射装置である。
請求項2に記載の発明によれば、スペクトル変換フィルタの製作費および交換の手間を小さくすることができる。
請求項3に記載の発明によれば、長尺キセノンフラッシュランプの中心軸方向の中央付近と両端付近の照度を均一化することができる等、長尺キセノンフラッシュランプの中心軸方向の照度ムラを解消することができる。
請求項4に記載の発明によれば、照射対象物と透明ガラスとの間での多重反射を解消することができ、照射対象物の測定データへの悪影響を防止することができる。
図1は、本実施形態の発明に係る擬似太陽光照射装置に使用される光源装置の構成を示す断面図である。
同図において、1はソーラシミュレータに用いられる長尺ランプとして代表的なランプであって、紙面に垂直な方向に中心軸が配置された長尺キセノンフラッシュランプ、2は長尺キセノンフラッシュランプ1を冷却するために、長尺キセノンフラッシュランプ1の中心軸と同心円筒状に形成された冷却用ガラス管、3は長尺キセノンフラッシュランプ1から放射された光を入射して不図示の太陽電池モジュールに所望のスペクトル分布を有する光を出射するために、冷却用ガラス管2の外側に、長尺キセノンフラッシュランプの中心軸と同心円筒状に形成されたスペクトル変換フィルタ、4はスペクトル変換フィルタ3の周辺に設けられ、スペクトル変換フィルタ3から放射された光を所望の方向に反射するために設けられた反射板である。
図2は、本実施形態の光源装置に設けられる隔壁12を拡大して示した長尺キセノンフラッシュランプ1の中心軸を通る断面図である。
同図において、12は長尺フラッシュランプ1とスペクトル変換フィルタ3との間にある冷却用ガラス管2の内側に、長尺フラッシュランプ1の中心軸と同心でワッシャー形状に形成され、長尺キセノンフラッシュランプ1の中心軸方向に一定の間隔を置いて複数個設置された隔壁である。
同図において、各隔壁12間の長さd、長尺キセノンフラッシュランプ1の管径をD、ワッシャー形状の隔壁12の管径方向の長さをH、長さdと管径Dの2辺を持つ長方形の外接円の直径をAとするとき、直径A=SQRT(D2+d2)で与えられ、δ=atan(A/H)で与えられる。
図3は、本実施形態の発明に係る擬似太陽光照射装置に使用される光源装置の構成を示す断面図である。
同図において、5は、スペクトル変換フィルタ3の外側にあって、長尺キセノンフラッシュランプ1の中心軸方向に、光の透過率の異なる複数個が接続されて構成された機械メッシュフイルタである。なお、その他の構成は図1に示した同符号の構成に対応する。
同図に示すように、機械メッシュフイルタ5は、スペクトル変換フィルタ3によって波長変換されたスペクトル光を分光の対波長分布を変化させずに減光する目的で設けられるものであり、長尺キセノンフラッシュランプ1を中心にして対称的に配置される。機械メッシュフイルタ5の装着は、長尺キセノンフラッシュランプ1の中心軸方向に沿ってスライド挿入する。機械メッシュフイルタ5を配置することにより、長尺キセノンフラッシュランプ1から放射される光量および中心軸方向の照度ムラを調整することができる。
図4は、本実施形態の発明に係る擬似太陽光照射装置の構成を示す断面図である。
同図において、6は第1の実施形態ないし第3の実施形態のいずれかに記載された光源装置、7は、光源装置6から放射された光を反射して上方向に反射させる反射鏡、8は反射鏡7から反射された光を入射して拡散光Dzを出射する光形成拡散板、9は光形成拡散板8から放射された拡散光Dzを入射させる透明ガラス、10は透明ガラス9表面上に化学処理によって形成された無反射コート、無反射シールまたは光形成拡散部材が貼り付けられた反射防止処理部材、11は太陽電池や太陽電池モジュール等の照射対象物である。
2 冷却用ガラス管
3 スペクトル変換フィルタ
4 反射板
5 機械メッシュフイルタ
6 光源装置
7 反射鏡
8 光形成拡散板
9 透明ガラス
10 反射防止処理部材
11 照射対象物
12 隔壁
Claims (4)
- 長尺フラッシュランプと、該長尺フラッシュランプの中心軸と同心円筒状に形成されたスペクトル変換フィルタとからなるとともに、入射される光の入射角を制限するために、前記長尺フラッシュランプと前記スペクトル変換フィルタとの間に、前記長尺フラッシュランプの中心軸と同心のワッシャー形状の隔壁を前記中心軸方向に一定の間隔を置いて複数個配置したことを特徴とする光源装置。
- 前記スペクトル変換フィルタは、前記長尺フラッシュランプの中心軸方向に、複数個に分割されて直列に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 前記スペクトル変換フィルタの外側に、前記長尺フラッシュランプの中心軸方向に、透過率の異なる複数個に分割されて直列に接続された機械メッシュフイルタが配置されていることを特徴とする請求項1ないし請求項2のいずれか1つの請求項に記載の光源装置。
- 請求項1ないし請求項3のいずれか1つの請求項に記載の光源装置と、該光源装置と照射対象物との間に表面に反射防止処理部材が設けられた透明ガラスとを配置し、前記照射対象物に照射後反射された光を前記反射防止処理部材で吸収するようにしたことを特徴とする擬似太陽光照射装置。
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