JP5288557B2 - Evaluation method, evaluation apparatus and manufacturing method of thin film solar cell, and evaluation method and evaluation apparatus of series resistance in transparent conductive film electrode - Google Patents

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Description

本発明は、薄膜太陽電池の性能を評価する評価方法および評価装置に関し、特に、薄膜太陽電池の直列抵抗を評価するための評価方法および評価装置に関するものである。   The present invention relates to an evaluation method and an evaluation apparatus for evaluating the performance of a thin film solar cell, and particularly to an evaluation method and an evaluation apparatus for evaluating the series resistance of a thin film solar cell.

近年、薄膜太陽電池は、大面積・低コストの太陽電池が実現できる次世代素子として期待されており、さらなる普及に向けて、薄膜太陽電池の変換効率を向上させる技術の開発が進められている。   In recent years, thin-film solar cells are expected as next-generation devices that can realize large-area and low-cost solar cells, and development of technology for improving the conversion efficiency of thin-film solar cells is being promoted for further popularization .

一般的に、太陽電池の変換効率を向上させるためには、太陽光を受光し発電する半導体層および半導体層で発生した電流が流れる電極(特に直列抵抗成分)の性能を主に考慮する必要がある。例えば、より多くの太陽光を受光できる半導体層、より効率的に電流を発生させることができる半導体層、エネルギーの損失が少ない(抵抗値が低い)直列抵抗成分を有する電極の素材や形状の設計など観点から開発が進められている。   In general, in order to improve the conversion efficiency of a solar cell, it is necessary to mainly consider the performance of a semiconductor layer that receives sunlight to generate power and an electrode (particularly a series resistance component) through which a current generated in the semiconductor layer flows. is there. For example, a semiconductor layer that can receive more sunlight, a semiconductor layer that can generate current more efficiently, and a material and shape design for electrodes that have a series resistance component with low energy loss (low resistance) Development is proceeding from such a viewpoint.

ここで、薄膜太陽電池の基本的な構造について図2(a)を用いて説明する。図2(a)は、スーパーストレイト型の薄膜太陽電池の構造の一例を示す模式図である。図示のように、薄膜太陽電池7では、光電変換層である半導体層33が、ガラス基板31および上部透明導電膜電極32を透過した太陽光36を受光する。半導体層33で発生した電流(図中、白矢印A)は、下部金属電極34および上部透明導電膜電極32を介して取り出される(図中、黒矢印A’)。   Here, the basic structure of the thin film solar cell will be described with reference to FIG. FIG. 2A is a schematic diagram showing an example of the structure of a super straight type thin film solar cell. As illustrated, in the thin film solar cell 7, the semiconductor layer 33 that is a photoelectric conversion layer receives sunlight 36 that has passed through the glass substrate 31 and the upper transparent conductive film electrode 32. The current generated in the semiconductor layer 33 (white arrow A in the figure) is taken out via the lower metal electrode 34 and the upper transparent conductive film electrode 32 (black arrow A 'in the figure).

このように、上部透明導電膜電極32は、半導体層33で発生した電流を流すだけではなく、太陽光を透過するものでなければならい。太陽光を効率的に透過させるためには、上部透明導電膜電極32は、太陽光が透過する透明な素材で構成され、かつ、その形状を可能な限り薄くしなければならない。そのため、上部透明導電膜電極32は、素材や形状の設計の面で制限されることになり、その結果、金属などで構成される下部電極に比べて、抵抗値が大きくなってしまう。   As described above, the upper transparent conductive film electrode 32 must not only pass the current generated in the semiconductor layer 33 but also transmit sunlight. In order to efficiently transmit sunlight, the upper transparent conductive film electrode 32 is made of a transparent material that allows sunlight to pass through, and its shape must be as thin as possible. Therefore, the upper transparent conductive film electrode 32 is limited in terms of material and shape design, and as a result, the resistance value becomes larger than the lower electrode made of metal or the like.

つまり、薄膜太陽電池の場合、従来の結晶系の太陽電池に比べて、その構造上の理由により、電極の直列抵抗成分が薄膜太陽電池の発電効率に与える影響が大きくなる。それゆえ、薄膜太陽電池の開発では、透明導電膜電極の直列抵抗成分を正確に把握し評価することが重要になってくる。   That is, in the case of a thin-film solar cell, the influence of the series resistance component of the electrode on the power generation efficiency of the thin-film solar cell is greater for structural reasons than a conventional crystalline solar cell. Therefore, in developing a thin film solar cell, it is important to accurately grasp and evaluate the series resistance component of the transparent conductive film electrode.

従来、透明導電膜電極の直列抵抗成分を評価する様々な技術としては、例えば、薄膜太陽電池素子の製造途中において、ガラス基板に透明導電膜電極を堆積した状態で、透明導電膜電極の抵抗を直接測定して評価する手法などがある。   Conventionally, various techniques for evaluating the series resistance component of a transparent conductive film electrode include, for example, the resistance of a transparent conductive film electrode in a state where the transparent conductive film electrode is deposited on a glass substrate during the production of a thin film solar cell element. There are methods for direct measurement and evaluation.

また、薄膜太陽電池素子ではなく、結晶系素子の直列抵抗成分の評価技術として、非特許文献1の技術が報告されている。本非特許文献1には、単結晶シリコン素子に電圧を印加し、素子から発光される光の強度と、その強度を電圧に対して微分した値とを解析して、直列抵抗の抵抗値を算出する方法が開示されている。   Moreover, the technique of a nonpatent literature 1 is reported as an evaluation technique of the series resistance component of a crystal-type element instead of a thin film solar cell element. In this Non-Patent Document 1, a voltage is applied to a single crystal silicon element, the intensity of light emitted from the element and the value obtained by differentiating the intensity with respect to the voltage are analyzed, and the resistance value of the series resistance is calculated. A method for calculating is disclosed.

David Hinken, et. al.,“SERIES RESISTANCE IMAGING OF SOLAR CELLS BY VOLTAGE DEPENDENT ELCTROLUMINESCENCE”Technical Digest of the International PVSEC-17,Fukuoka,Japan,5O-M3-04,2007David Hinken, et. Al., “SERIES RESISTANCE IMAGING OF SOLAR CELLS BY VOLTAGE DEPENDENT ELCTROLUMINESCENCE” Technical Digest of the International PVSEC-17, Fukuoka, Japan, 5O-M3-04, 2007

薄膜太陽電池の直列抵抗成分の評価は、製品化された状態で行われることが望ましい。しかしながら、上述のような透明導電膜電極の抵抗を直接測定する技術は、製品化された薄膜太陽電池には適用することは困難である。また、非特許文献1の技術は、結晶系シリコン素子のエミッタ層(n型あるいはp型半導体層)の抵抗成分の評価方法であり、薄膜系素子に適用することができない。そのため、製品化された状態であっても、薄膜太陽電池の透明導電膜電極の抵抗成分を評価できる技術の開発が強く求められていた。   The evaluation of the series resistance component of the thin film solar cell is desirably performed in a commercialized state. However, the technique for directly measuring the resistance of the transparent conductive film electrode as described above is difficult to apply to a commercialized thin film solar cell. The technique of Non-Patent Document 1 is a method for evaluating the resistance component of the emitter layer (n-type or p-type semiconductor layer) of a crystalline silicon element, and cannot be applied to a thin film element. Therefore, development of the technique which can evaluate the resistance component of the transparent conductive film electrode of a thin film solar cell was strongly calculated | required even if it was a commercialized state.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、薄膜太陽電池の直列抵抗成分、特に薄膜太陽電池の透明導電膜電極の直列抵抗成分を評価することが可能な評価方法および評価装置を実現することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to evaluate a series resistance component of a thin film solar cell, particularly a series resistance component of a transparent conductive film electrode of a thin film solar cell. To realize a method and an evaluation apparatus.

本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意研究の結果、薄膜太陽電池素子に対して、電流を順方向に導通させると、薄膜太陽電池素子の発光強度にばらつきがあるのを発見し、その発光強度のばらつきが薄膜太陽電池素子の直列抵抗成分におけるエネルギー損失に起因するものであることを見出した。この知見に基づいて、本発明者らは、薄膜太陽電池素子に電流を導入し発光させ、その発光強度を指標として、当該薄膜太陽電池素子の直列抵抗を簡単に評価することができるという本発明を完成させるに至った。すなわち、本発明は、産業上有用な方法またはその利用として、以下の発明を包含するものである。   As a result of diligent research in view of the above problems, the present inventors have found that when the current is conducted in the forward direction with respect to the thin film solar cell element, there is a variation in the emission intensity of the thin film solar cell element. It was found that the intensity variation was caused by energy loss in the series resistance component of the thin film solar cell element. Based on this knowledge, the present inventors can introduce a current into a thin-film solar cell element to emit light, and can easily evaluate the series resistance of the thin-film solar cell element using the emission intensity as an index. It came to complete. That is, this invention includes the following invention as an industrially useful method or its utilization.

本発明に係る評価方法は、上記課題を解決するために、薄膜太陽電池の性能評価を行う薄膜太陽電池の評価方法であって、上記薄膜太陽電池を構成する薄膜太陽電池素子に対して、順方向に直流電流を導入する電流導入工程と、上記電流導入工程によって、上記薄膜太陽電池素子から生じる光の発光強度を測定する発光強度測定工程と、上記発光強度測定工程によって測定された上記発光強度について、上記薄膜太陽電池素子の横方向の距離に対する変化量を算出する変化量算出工程とを含むことを特徴としている。   An evaluation method according to the present invention is an evaluation method for a thin-film solar cell that evaluates the performance of the thin-film solar cell in order to solve the above-described problems, and is in order with respect to the thin-film solar cell element constituting the thin-film solar cell. A current introduction step for introducing a direct current in the direction, a light emission intensity measurement step for measuring light emission intensity of light generated from the thin film solar cell element by the current introduction step, and the light emission intensity measured by the light emission intensity measurement step. And a change amount calculating step of calculating a change amount with respect to the lateral distance of the thin film solar cell element.

また、本発明に係る評価装置は、上記課題を解決するために、薄膜太陽電池の性能評価を行う薄膜太陽電池の評価装置であって、上記薄膜太陽電池を構成する薄膜太陽電池素子に対して、順方向に直流電流を導入する電流導入手段と、上記電流導入手段が導入した直流電流によって、上記薄膜太陽電池素子から生じる光の発光強度を測定する発光強度測定手段と、上記発光強度測定手段が測定した上記発光強度について、上記薄膜太陽電池素子の横方向の距離に対する変化量を算出する変化量算出手段とを備えることを特徴としている。   Moreover, in order to solve the said subject, the evaluation apparatus which concerns on this invention is an evaluation apparatus of the thin film solar cell which performs the performance evaluation of a thin film solar cell, Comprising: With respect to the thin film solar cell element which comprises the said thin film solar cell A current introduction means for introducing a direct current in a forward direction, a light emission intensity measurement means for measuring the light emission intensity of light generated from the thin film solar cell element by the direct current introduced by the current introduction means, and the light emission intensity measurement means And a change amount calculating means for calculating a change amount with respect to a lateral distance of the thin film solar cell element.

また、本発明に係る評価方法は、さらに、上記変化量算出工程において算出した変化量が所定の値より大きい場合には、直列抵抗値が大きいと判定し、所定の値より小さい場合には直列抵抗値が小さいと判定する抵抗値判定工程を含むことが好ましい。   The evaluation method according to the present invention further determines that the series resistance value is large when the amount of change calculated in the change amount calculating step is larger than a predetermined value, and series when it is smaller than the predetermined value. It is preferable to include a resistance value determination step for determining that the resistance value is small.

また、本発明に係る評価装置は、さらに、上記変化量算出手段が算出した変化量が所定の値より大きい場合には、直列抵抗値が大きいと判定し、所定の値より小さい場合には直列抵抗値が小さいと判定する抵抗値判定手段を備えることが好ましい。   Further, the evaluation device according to the present invention further determines that the series resistance value is large when the change amount calculated by the change amount calculation means is larger than a predetermined value, and series when it is smaller than the predetermined value. It is preferable to include a resistance value determining unit that determines that the resistance value is small.

また、本発明に係る評価方法は、さらに、上記変化量算出工程において算出した変化量に基づいて、上記薄膜太陽電池の直列抵抗値を算出する抵抗値算出工程を含むことが好ましい。   Moreover, it is preferable that the evaluation method according to the present invention further includes a resistance value calculation step of calculating a series resistance value of the thin-film solar cell based on the change amount calculated in the change amount calculation step.

また、本発明に係る評価装置は、さらに、上記変化量算出手段が算出した変化量に基づいて、上記薄膜太陽電池の直列抵抗値を算出する抵抗値算出手段を備えることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the evaluation apparatus according to the present invention further includes resistance value calculation means for calculating a series resistance value of the thin-film solar cell based on the change amount calculated by the change amount calculation means.

また、本発明に係る評価方法は、上記電流導入工程において、直流電流の電流値を任意に設定した複数の所定の電流値にて、薄膜太陽電池素子に対して、順方向に直流電流を導入し、上記発光強度測定工程において、上記複数の所定の電流値に対応する発光強度をそれぞれ測定し、上記変化量算出工程において、測定された各発光強度について、上記薄膜太陽電池素子の横方向の距離に対する変化量をそれぞれ算出し、さらに、得られた複数の算出結果について、変化量が実質的にゼロであるかどうかを判断し、実質的にゼロと判断した変化量に対応する電流値を特定する電流値特定工程を含むことが好ましい。   The evaluation method according to the present invention introduces a direct current in the forward direction with respect to the thin film solar cell element at a plurality of predetermined current values in which the current value of the direct current is arbitrarily set in the current introduction step. In the emission intensity measurement step, the emission intensity corresponding to the plurality of predetermined current values is measured, and in the change amount calculation step, the measured emission intensity is measured in the lateral direction of the thin-film solar cell element. The amount of change with respect to each distance is calculated, and for each of the obtained calculation results, it is determined whether the amount of change is substantially zero, and the current value corresponding to the amount of change determined to be substantially zero is determined. It is preferable to include a current value specifying step of specifying.

また、本発明に係る評価装置は、上記電流導入手段は、直流電流の電流値を任意に設定した複数の所定の電流値にて、薄膜太陽電池素子に対して、順方向に直流電流を導入するものであり、上記発光強度測定手段は、上記複数の所定の電流値に対応する発光強度をそれぞれ測定するものであり、上記変化量算出手段は、上記発光強度測定手段が測定した各発光強度について、上記薄膜太陽電池素子の横方向の距離に対する変化量をそれぞれ算出するものであり、さらに、得られた複数の算出結果について、変化量が実質的にゼロであるかどうかを判断し、実質的にゼロと判断した変化量に対応する電流値を特定する電流値特定手段を備えることが好ましい。   Further, in the evaluation apparatus according to the present invention, the current introduction means introduces a direct current in a forward direction with respect to the thin-film solar cell element at a plurality of predetermined current values in which a direct current value is arbitrarily set. The emission intensity measuring means measures emission intensity corresponding to the plurality of predetermined current values, and the change amount calculating means includes the emission intensity measured by the emission intensity measuring means. For each of the above-mentioned thin film solar cell elements to calculate the amount of change with respect to the distance in the lateral direction, and further determine whether the amount of change is substantially zero for the obtained plurality of calculation results, It is preferable to include a current value specifying means for specifying a current value corresponding to the change amount determined to be zero.

また、本発明に係る評価方法は、さらに、上記電流値特定工程によって、特定された電流値の中から、最も大きい電流値を上記薄膜太陽電池素子の作動電流の電流値として決定する作動電流決定工程を含むことが好ましい。   Further, the evaluation method according to the present invention further includes an operating current determination for determining the largest current value among the current values specified by the current value specifying step as the current value of the operating current of the thin-film solar cell element. It is preferable to include a process.

また、本発明に係る評価装置は、さらに、上記電流値特定手段が特定した電流値の中から、最も大きい電流値を上記薄膜太陽電池素子の作動電流の電流値として決定する作動電流決定手段を備えることが好ましい。   The evaluation apparatus according to the present invention further includes an operating current determining unit that determines the largest current value as the current value of the operating current of the thin-film solar cell element from the current values specified by the current value specifying unit. It is preferable to provide.

また、本発明に係る透明導電膜電極における直列抵抗の評価方法は、上記薄膜太陽電池素子の評価方法を用いて、薄膜太陽電池素子における透明導電膜電極の直列抵抗を評価することが好ましい。   Moreover, it is preferable that the serial resistance evaluation method in the transparent conductive film electrode which concerns on this invention evaluates the serial resistance of the transparent conductive film electrode in a thin film solar cell element using the said evaluation method of a thin film solar cell element.

また、本発明に係る透明導電膜電極における直列抵抗の評価装置は、上記薄膜太陽電池素子の評価装置を備え、さらに当該評価装置の結果に基づき、透明導電膜電極における直列抵抗を評価する評価手段を備えることが好ましい。   Moreover, the evaluation apparatus of the series resistance in the transparent conductive film electrode which concerns on this invention is equipped with the evaluation apparatus of the said thin film solar cell element, Furthermore, based on the result of the said evaluation apparatus, the evaluation means which evaluates the serial resistance in a transparent conductive film electrode It is preferable to provide.

また、本発明に係る製造方法は、上記の薄膜太陽電池の評価方法を一工程として含むことが好ましい。   Moreover, it is preferable that the manufacturing method which concerns on this invention contains said evaluation method of a thin film solar cell as 1 process.

なお、上記評価装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記評価装置の各手段として動作させることにより、上記評価装置をコンピュータにて実現させる制御プログラム、及びそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も本発明の範疇に入る。   The evaluation apparatus may be realized by a computer. In this case, a control program for causing the evaluation apparatus to be realized by the computer by operating the computer as each means of the evaluation apparatus, and recording the program. Such computer-readable recording media also fall within the scope of the present invention.

本発明に係る評価方法または評価装置によれば、薄膜太陽電池の直列抵抗成分、特に薄膜太陽電池の透明導電膜電極の直列抵抗成分を評価することができるという効果を奏する。特に、薄膜太陽電池が製品化された状態であっても評価可能である。それゆえ、薄膜太陽電池の開発に有用である。   According to the evaluation method or the evaluation apparatus according to the present invention, the series resistance component of the thin film solar cell, particularly the series resistance component of the transparent conductive film electrode of the thin film solar cell can be evaluated. In particular, evaluation is possible even when the thin film solar cell is in a commercialized state. Therefore, it is useful for the development of thin film solar cells.

本発明のさらに他の目的、特徴、及び優れた点は、以下に示す記載によって十分わかるであろう。また、本発明の利益は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。   Other objects, features and advantages of the present invention will be fully understood from the following description. The benefits of the present invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings.

評価装置の要部構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the principal part structure of an evaluation apparatus. スーパーストレイト型の薄膜太陽電池の構造の一例を示す模式図であって、(a)は、薄膜太陽電池に太陽光を照射した際に発生する電流の向きを示す図であり、(b)は、薄膜太陽電池から光を発光させるために注入した電流の向きを示す図である。It is a schematic diagram which shows an example of the structure of a super straight type thin film solar cell, (a) is a figure which shows the direction of the electric current which generate | occur | produces when irradiating sunlight to a thin film solar cell, (b) It is a figure which shows the direction of the electric current injected in order to make it light-emit from a thin film solar cell. 本発明に係る薄膜太陽電池の評価装置の一実施形態を示す図である。It is a figure which shows one Embodiment of the evaluation apparatus of the thin film solar cell which concerns on this invention. 変化量の算出および抵抗値の判定/算出に関する評価装置の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of the evaluation apparatus regarding calculation of variation | change_quantity, and determination / calculation of resistance value. 電流値の特定および作動電流の決定に関する評価装置の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of the evaluation apparatus regarding specification of an electric current value, and determination of an operating current. (a)は、薄膜太陽電池に対して、順方向に直流電流200mAが流れるように、電圧8.6Vを印加した場合において、発光している薄膜太陽電池を発光強度測定部12が撮影した画像を示す図である。(b)、(c)は、薄膜太陽電池(試料番号:J24)に対して、それぞれ順方向に直流電流200mA、50mAを導入した場合において、発光強度測定部12が測定した発光強度をグラフで示した図である。(A) is an image in which the emission intensity measurement unit 12 images a thin film solar cell that emits light when a voltage of 8.6 V is applied to the thin film solar cell so that a direct current of 200 mA flows in the forward direction. FIG. (B) and (c) are graphs showing the emission intensity measured by the emission intensity measuring unit 12 when DC currents of 200 mA and 50 mA are respectively introduced in the forward direction with respect to the thin-film solar cell (sample number: J24). FIG. 各電流値における、「Top」および「Bottom」の発光強度を測定した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having measured the light emission intensity of "Top" and "Bottom" in each electric current value. 薄膜太陽電池の発光スペクトルの測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the emission spectrum of a thin film solar cell. (a)〜(c)は、薄膜太陽電池にそれぞれ20mA、30mA、80mAの電流を導入したときの発光強度測定部が薄膜太陽電池を撮影した画像を示す図である。(d)〜(f)は、薄膜太陽電池にそれぞれ20mA、30mA、80mAの電流を導入したときの発光強度測定部が測定した発光強度のグラフを示す図である。(A)-(c) is a figure which shows the image which the light emission intensity | strength measurement part when the electric current of 20 mA, 30 mA, and 80 mA was introduce | transduced into the thin film solar cell, respectively image | photographed the thin film solar cell. (D)-(f) is a figure which shows the graph of the emitted light intensity which the emitted light intensity measurement part measured when the electric current of 20 mA, 30 mA, and 80 mA was introduce | transduced into the thin film solar cell, respectively.

以下、本発明の一実施形態について図1から図9に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

まず、方法および装置のいずれにも共通する薄膜太陽電池の基本構造について図2を用いて説明する。図2に示す薄膜太陽電池7は、3つの薄膜太陽電池素子7aが連結している例である。図示のように、薄膜太陽電池7は、ガラス基板31、上部透明導電膜電極32、半導体層33および下部金属電極34を備えている。半導体層33は、光電変換層であり、例えば、単結晶シリコン、アモルファスシリコン、多結晶シリコンなどで形成される。下部金属電極34は、半導体層33で発生した電流を外部に供給するための電極であり、例えば、アルミニウム、銀などの金属で形成される。上部透明導電膜電極32は、半導体層33で発生した電流を外部に供給するための電極であり、例えば、ITO(酸化インジウムスズ)膜などで形成される。また、上部透明導電膜電極32は、不図示の外部供給端子に接続している。   First, a basic structure of a thin film solar cell common to both methods and apparatuses will be described with reference to FIG. The thin film solar cell 7 shown in FIG. 2 is an example in which three thin film solar cell elements 7a are connected. As illustrated, the thin film solar cell 7 includes a glass substrate 31, an upper transparent conductive film electrode 32, a semiconductor layer 33, and a lower metal electrode 34. The semiconductor layer 33 is a photoelectric conversion layer, and is formed of, for example, single crystal silicon, amorphous silicon, polycrystalline silicon, or the like. The lower metal electrode 34 is an electrode for supplying the current generated in the semiconductor layer 33 to the outside, and is formed of a metal such as aluminum or silver, for example. The upper transparent conductive film electrode 32 is an electrode for supplying the current generated in the semiconductor layer 33 to the outside, and is formed of, for example, an ITO (indium tin oxide) film. The upper transparent conductive film electrode 32 is connected to an external supply terminal (not shown).

図2(a)は、薄膜太陽電池7に太陽光36を照射した際に発生する電流の向きを示す図である。図2(a)に示す薄膜太陽電池7では、ガラス基板31側から太陽光36が照射される。太陽光36が薄膜太陽電池7に照射されると、半導体層33は、ガラス基板31および上部透明導電膜電極32を透過した太陽光36を受光する。そして、半導体層33において、受光した太陽光36に応じて電流(図中、白矢印A)が発生し、半導体層33で発生した電流は、下部金属電極34および上部透明導電膜電極32を介して外部に供給される(図中、黒矢印A’)。   FIG. 2A is a diagram illustrating the direction of current generated when the thin film solar cell 7 is irradiated with sunlight 36. In the thin film solar cell 7 shown to Fig.2 (a), the sunlight 36 is irradiated from the glass substrate 31 side. When the sunlight 36 is applied to the thin film solar cell 7, the semiconductor layer 33 receives the sunlight 36 that has passed through the glass substrate 31 and the upper transparent conductive film electrode 32. In the semiconductor layer 33, a current (white arrow A in the figure) is generated according to the received sunlight 36, and the current generated in the semiconductor layer 33 passes through the lower metal electrode 34 and the upper transparent conductive film electrode 32. To the outside (black arrow A ′ in the figure).

次に、図2(b)を用いて、薄膜太陽電池7の性能等を評価する際に、薄膜太陽電池7に電流を注入したときの状態を説明する。図2(b)は、薄膜太陽電池7から光35を発光させるために注入した電流の向きを示す図である。注入する電流の向きは、薄膜太陽電池7に太陽光を照射した際に発生する電流と逆の方向である。図2(b)に示す例では、電流は、薄膜太陽電池7の右側から注入する。図示のように、注入した電流は、下部金属電極34から上部透明導電膜電極32を流れ(図中、黒矢印I’)、半導体層33を流れ(図中、白矢印I)、また下部金属電極34から上部透明導電膜電極32へと流れる。   Next, the state when the current is injected into the thin film solar cell 7 when the performance and the like of the thin film solar cell 7 are evaluated will be described with reference to FIG. FIG. 2B is a diagram showing the direction of the current injected to emit light 35 from the thin-film solar cell 7. The direction of the injected current is opposite to the current generated when the thin film solar cell 7 is irradiated with sunlight. In the example shown in FIG. 2B, the current is injected from the right side of the thin film solar cell 7. As shown in the figure, the injected current flows from the lower metal electrode 34 to the upper transparent conductive film electrode 32 (black arrow I ′ in the figure), the semiconductor layer 33 (white arrow I in the figure), and the lower metal. It flows from the electrode 34 to the upper transparent conductive film electrode 32.

このように、半導体層33に電流が流れることによって、半導体層33が発光し、薄膜太陽電池7から光35が照射される。薄膜太陽電池7に電流を注入した際に、薄膜太陽電池7から照射される光35をカメラ等で測定することによって、薄膜太陽電池7の性能等を評価する。   Thus, when a current flows through the semiconductor layer 33, the semiconductor layer 33 emits light, and light 35 is irradiated from the thin film solar cell 7. When a current is injected into the thin-film solar cell 7, the performance of the thin-film solar cell 7 is evaluated by measuring the light 35 emitted from the thin-film solar cell 7 with a camera or the like.

なお、薄膜太陽電池素子に太陽光を照射した際に、実際に光電変換により発生する電流を作動電流と称する。この作動電流の値は、薄膜太陽電池素子の材料・組成に応じて、適宜変更可能である。作動電流が薄膜太陽電池7を流れる逆方向を順方向と称する。いわゆる薄膜太陽電池7に対して順方向に直流電流を注入するためにバイアスをかけることである。薄膜太陽電池7を構成する薄膜太陽電池素子7aにおける半導体層33のpn接合のp型領域側に正(+)、n型領域側に負(−)の極性の外部電圧を印加することによって、順方向に直流電流を導入させることになる。例えば、図2(b)に示す例では、黒矢印I’および白矢印Iの方向を順方向とする。また、図2(b)の黒矢印I’が示すように、上部透明導電膜電極32の端部32aから端部32bへ電流が流れる方向を横方向とする。すなわち、「薄膜太陽電池素子の横方向」とは、薄膜太陽電池素子7に光が照射された際に発生する電流が上部透明導電膜電極32を流れる方向(作動電流が上部透明導電膜電極32を流れる方向)と逆方向である。   In addition, when a thin film solar cell element is irradiated with sunlight, a current that is actually generated by photoelectric conversion is referred to as an operating current. The value of this operating current can be changed as appropriate according to the material and composition of the thin-film solar cell element. The reverse direction in which the operating current flows through the thin-film solar cell 7 is referred to as the forward direction. A bias is applied to the so-called thin film solar cell 7 in order to inject a direct current in the forward direction. By applying an external voltage of positive (+) polarity to the p-type region side of the pn junction of the semiconductor layer 33 in the thin-film solar cell element 7a constituting the thin-film solar cell 7 and negative (-) polarity to the n-type region side, A direct current is introduced in the forward direction. For example, in the example shown in FIG. 2B, the directions of the black arrow I 'and the white arrow I are the forward directions. Further, as indicated by the black arrow I ′ in FIG. 2B, the direction in which current flows from the end portion 32a to the end portion 32b of the upper transparent conductive film electrode 32 is defined as the horizontal direction. That is, the “lateral direction of the thin film solar cell element” means a direction in which a current generated when the thin film solar cell element 7 is irradiated with light flows through the upper transparent conductive film electrode 32 (an operating current is the upper transparent conductive film electrode 32). Direction opposite to the direction of flow).

以下、上述した薄膜太陽電池について性能、特に直列抵抗成分の評価方法および評価装置について、順に詳説する。   Hereinafter, the performance of the thin film solar cell described above, in particular, the evaluation method and the evaluation device for the series resistance component will be described in detail.

<1.薄膜太陽電池の評価方法>
本発明に係る薄膜太陽電池の評価方法は、薄膜太陽電池の性能評価を行う太陽電池の評価方法であって、少なくとも、上記薄膜太陽電池を構成する薄膜太陽電池素子に対して、順方向に直流電流を導入する電流導入工程と、上記電流導入工程によって、上記薄膜太陽電池素子から生じる光の発光強度を測定する発光強度測定工程と、上記発光強度測定工程によって測定された上記発光強度について、上記薄膜太陽電池素子の横方向の距離に対する変化量を算出する変化量算出工程とを含む方法であればよい。なお、上記工程以外の具体的な工程、材料、条件、使用する機器・装置等は特に限定されるものではなく、従来公知の方法等を好適に利用可能である。
<1. Evaluation Method for Thin Film Solar Cell>
The evaluation method of a thin film solar cell according to the present invention is a solar cell evaluation method for evaluating the performance of a thin film solar cell, and at least direct current in the forward direction with respect to the thin film solar cell element constituting the thin film solar cell. About the current introduction step for introducing current, the emission intensity measurement step for measuring the emission intensity of light generated from the thin film solar cell element by the current introduction step, and the emission intensity measured by the emission intensity measurement step, Any method that includes a change amount calculating step of calculating a change amount with respect to the lateral distance of the thin film solar cell element may be used. In addition, specific processes other than the above processes, materials, conditions, devices and apparatuses to be used, etc. are not particularly limited, and conventionally known methods can be suitably used.

ここで、本明細書中、文言「性能評価」とは、薄膜太陽電池モジュールやその構成部材である薄膜太陽電池素子における光導電効果及び/又は光起電力効果についての性能評価の意である。   Here, in the present specification, the term “performance evaluation” means performance evaluation of a photoconductive effect and / or a photovoltaic effect in a thin film solar cell module and a thin film solar cell element which is a constituent member thereof.

また、本明細書において、文言「薄膜太陽電池」とは、上述したスーパーストレイト型の薄膜太陽電池だけでなく、本発明の作用効果を奏することができる合理的な範囲の従来公知の他の成分・材料・構造の薄膜太陽電池を含む。「薄膜太陽電池素子」とは、光導電効果及び/又は光起電力効果によって光を受けて電流を発生させる最小構成単位の意であり、例えば、5mm×10cmの短冊状のものが挙げられる。薄膜太陽電池素子の集積型として、20枚の薄膜太陽電池素子からなる10cm×10cmの大きさのものがある。また、「薄膜太陽電池モジュール」とは、この薄膜太陽電池素子が複数連結されて構成されているものをいい、例えば、上記薄膜太陽電池素子を180枚連結した、30cm×30cm角のものを挙げることができる。なお、本明細書では「薄膜太陽電池モジュール」の中には、モジュールの集合体である「薄膜太陽電池パネル」を含む。また、単に「薄膜太陽電池」と称した場合は、薄膜太陽電池素子,薄膜太陽電池モジュール,または薄膜太陽電池パネルのいずれか、あるいはその全てを表すものとする。   In addition, in this specification, the term “thin film solar cell” means not only the super-straight type thin film solar cell described above, but also other conventionally known components within a reasonable range capable of achieving the effects of the present invention.・ Includes thin film solar cells of materials and structures. The “thin film solar cell element” means a minimum structural unit that generates light by receiving light by a photoconductive effect and / or a photovoltaic effect, and includes, for example, a strip-shaped element of 5 mm × 10 cm. As an integrated type of thin film solar cell elements, there is one having a size of 10 cm × 10 cm composed of 20 thin film solar cell elements. Further, the “thin film solar cell module” refers to a structure in which a plurality of the thin film solar cell elements are connected, for example, a 30 cm × 30 cm square structure in which 180 thin film solar cell elements are connected. be able to. In the present specification, the “thin film solar cell module” includes a “thin film solar cell panel” which is an assembly of modules. In addition, when simply referred to as “thin film solar cell”, it represents any one or all of a thin film solar cell element, a thin film solar cell module, and a thin film solar cell panel.

以下、本発明に係る方法の各工程について詳細に説明する。   Hereinafter, each step of the method according to the present invention will be described in detail.

<1−1.電流導入工程>
電流導入工程は、薄膜太陽電池を構成する薄膜太陽電池素子に対して、順方向に直流電流を導入する工程であればよく、その他の具体的な方法、機器、条件等は特に限定されない。
<1-1. Current introduction process>
The current introduction step may be a step of introducing a direct current in the forward direction with respect to the thin film solar cell element constituting the thin film solar cell, and other specific methods, equipment, conditions, and the like are not particularly limited.

電流導入工程において、「順方向に直流電流を導入」とは、いわゆる薄膜太陽電池7に対して順方向に直流電流を注入するためにバイアスをかけることである。電流の注入方法として、例えば、後述の図2に示すように、薄膜太陽電池7の両端に電極をそれぞれ接続し、両電極間にバイアスをかけて薄膜太陽電池7に電流を注入する方法が挙げられる。その他に、半導体層33のp型領域側に正(+)、半導体層33のn型領域側に負(−)の極性の外部電圧を印加するように、下部金属電極34および上部透明導電膜電極32にバイアスをかけて、直流電流を導入する方法であってもよい。   In the current introduction step, “introducing a direct current in the forward direction” means applying a bias to the thin film solar cell 7 in order to inject a direct current in the forward direction. As a method for injecting current, for example, as shown in FIG. 2 described later, there is a method in which electrodes are connected to both ends of the thin film solar cell 7 and a current is injected into the thin film solar cell 7 by applying a bias between both electrodes. It is done. In addition, the lower metal electrode 34 and the upper transparent conductive film are applied so that an external voltage having a positive (+) polarity is applied to the p-type region side of the semiconductor layer 33 and a negative (−) polarity is applied to the n-type region side of the semiconductor layer 33. A method of introducing a direct current by applying a bias to the electrode 32 may be used.

本工程において、薄膜太陽電池素子に対して電流を導通させるための装置としては、従来公知の電源等を好適に利用することができ、特に限定されるものではないが、例えば、一般的な定電流源を用いることができる。   In this step, as a device for conducting current to the thin-film solar cell element, a conventionally known power source or the like can be suitably used, and is not particularly limited. A current source can be used.

<1−2.発光強度測定工程>
発光強度測定工程は、上記電流導入工程によって、上記薄膜太陽電池素子から生じる光の発光強度を測定する工程であればよく、その他の具体的な方法、機器、条件等は特に限定されない。
<1-2. Emission intensity measurement process>
The light emission intensity measurement step may be a step of measuring the light emission intensity of light generated from the thin film solar cell element by the current introduction step, and other specific methods, equipment, conditions, and the like are not particularly limited.

発光強度測定工程では、薄膜太陽電池素子からの光の発光強度を測定可能な従来公知の光検出手段を用いることができ、その具体的な構成等は特に限定されるものではない。例えば、CCDカメラ等の従来公知の光検出器を用いることができる。CCDカメラとしては、例えばInGaAs CCDカメラ(Xenics社製、品番XEVA−1.7シリーズ)およびSi CCDカメラ(浜松ホトニクス株式会社製、品番C9299−02)等が挙げられる。   In the light emission intensity measurement step, a conventionally known light detection means capable of measuring the light emission intensity of light from the thin film solar cell element can be used, and the specific configuration thereof is not particularly limited. For example, a conventionally known photodetector such as a CCD camera can be used. Examples of the CCD camera include an InGaAs CCD camera (manufactured by Xenics, product number XEVA-1.7 series), a Si CCD camera (manufactured by Hamamatsu Photonics, product number C9299-02), and the like.

また、発光強度測定工程では、波長が約800nm〜1600nmの光を測定することが好ましく、波長が約1000nm〜1400nmの光を測定することがより好ましい。かかる波長領域の光を測定することにより、直列抵抗成分と関連する発光強度を正確に測定することができる。   In the emission intensity measurement step, it is preferable to measure light having a wavelength of about 800 nm to 1600 nm, and it is more preferable to measure light having a wavelength of about 1000 nm to 1400 nm. By measuring light in such a wavelength region, the emission intensity associated with the series resistance component can be accurately measured.

このようなCCDカメラ等の光検出器を用いて光を検出した場合、太陽電池における発光の様子を画像として観察することができる。つまり、薄膜太陽電池における発光の面内分布を二次元的に一括測定でき、薄膜太陽電池モジュール全面に渡って簡便かつ迅速に評価することができる。   When light is detected using such a photodetector such as a CCD camera, the state of light emission in the solar cell can be observed as an image. That is, the in-plane distribution of light emission in the thin film solar cell can be collectively measured two-dimensionally, and can be evaluated easily and quickly over the entire surface of the thin film solar cell module.

すなわち、発光強度測定工程については、その具体的な方法等は特に限定されるものではなく、従来公知の技術を好適に用いることができる。   That is, the specific method for the emission intensity measurement step is not particularly limited, and a conventionally known technique can be suitably used.

<1−3.変化量算出工程>
変化量算出工程は、上記発光強度測定工程において測定した発光強度について、薄膜太陽電池素子の横方向の距離に対する変化量を算出する工程であればよく、その具体的な方法としては従来公知の技術を好適に用いることができる。例えば、変化量算出工程における具体的な演算として、発光強度の横方向距離に対する発光強度の微分値を算出してもよい。また、発光強度を縦軸とし太陽電池素子の横方向距離を横軸としたグラフを作成し、傾きそのものを変化量としてもよいし、傾きから変化量を算出してもよい。
<1-3. Change calculation process>
The change amount calculation step may be a step of calculating the change amount with respect to the lateral distance of the thin film solar cell element with respect to the light emission intensity measured in the light emission intensity measurement step. Can be suitably used. For example, as a specific calculation in the change amount calculation step, a differential value of the light emission intensity with respect to the lateral distance of the light emission intensity may be calculated. In addition, a graph may be created with the emission intensity as the vertical axis and the horizontal distance of the solar cell element as the horizontal axis, and the inclination itself may be used as the change amount, or the change amount may be calculated from the inclination.

「薄膜太陽電池素子の横方向の距離(横方向距離)」とは、横方向の軸を正とした、薄膜太陽電池素子における距離である。換言すると、薄膜太陽電池素子内における横方向軸上の任意の2点間の距離を意味する。例えば、図2に示す上部透明導電膜電極32の端部32aから端部32bまでの距離である。   The “lateral distance of the thin film solar cell element (lateral distance)” is the distance in the thin film solar cell element with the horizontal axis being positive. In other words, it means the distance between any two points on the horizontal axis in the thin film solar cell element. For example, the distance is from the end 32a to the end 32b of the upper transparent conductive film electrode 32 shown in FIG.

上述のように、本発明者らは、薄膜太陽電池素子に対して、電流を導通させると、薄膜太陽電池素子内において発光強度が一様ではなく、電流の注入点の発光強度が最も大きく、注入点から横方向の距離に従って発光強度が減衰していることを発見した。このことから、薄膜太陽電池素子に導入した電流が、横方向の距離に従って減少していると考え、その原因が薄膜太陽電池の直列抵抗成分、特に薄膜太陽電池の透明導電膜電極の直列抵抗成分におけるエネルギー損失によるものだと推論した。すなわち、薄膜太陽電池内において、注入点から横方向の距離に従って透明導電膜電極の直列抵抗成分の抵抗値が大きくなり、横方向の距離が進むにつれてその抵抗によるエネルギー損失も大きくなるため、横方向の距離に従って電圧および電流が減少していると考えた。   As described above, when the current is conducted to the thin-film solar cell element, the present inventors have a uniform emission intensity in the thin-film solar cell element, and the emission intensity at the current injection point is the largest, It was found that the emission intensity was attenuated according to the lateral distance from the injection point. From this, it is considered that the current introduced into the thin film solar cell element decreases according to the distance in the lateral direction, and the cause is the series resistance component of the thin film solar cell, particularly the series resistance component of the transparent conductive film electrode of the thin film solar cell. It was inferred that this was due to energy loss. That is, in the thin film solar cell, the resistance value of the series resistance component of the transparent conductive film electrode increases according to the lateral distance from the injection point, and the energy loss due to the resistance increases as the lateral distance increases. It was considered that the voltage and current decreased with the distance.

従って、本発明者らは、薄膜太陽電池素子における発光強度の減衰の程度、つまり、電流の注入点から他端までの発光強度の変化量と、薄膜太陽電池の直列抵抗成分、特に薄膜太陽電池の透明導電膜電極の直列抵抗成分の抵抗値とが密接に関係していると考え、発光強度の変化量を算出することによって、薄膜太陽電池の直列抵抗成分、特に薄膜太陽電池の透明導電膜電極の直列抵抗成分の抵抗値(直列抵抗値)を判定および/または算出するという本発明を完成させた。   Therefore, the present inventors have determined the degree of attenuation of the emission intensity in the thin film solar cell element, that is, the amount of change in the emission intensity from the current injection point to the other end, and the series resistance component of the thin film solar cell, particularly the thin film solar cell. The resistance value of the series resistance component of the transparent conductive film electrode is considered to be closely related, and by calculating the amount of change in the emission intensity, the series resistance component of the thin film solar cell, particularly the transparent conductive film of the thin film solar cell The present invention of determining and / or calculating the resistance value (series resistance value) of the series resistance component of the electrode has been completed.

つまり、本発明に係る薄膜太陽電池の評価方法によれば、電流導入工程では、薄膜太陽電池を構成する薄膜太陽電池素子に対して、直流電流を導入する。発光強度測定工程では、電流導入工程において導入した直流電流によって、薄膜太陽電池素子から生じる光の発光強度を測定する。変化量算出工程では、発光強度測定工程において測定した上記発光強度について、薄膜太陽電池素子の横方向の距離に対する変化量を算出する。そのため、算出された変化量に基づいて、薄膜太陽電池の直列抵抗成分を評価することができる。   That is, according to the thin film solar cell evaluation method of the present invention, in the current introduction step, a direct current is introduced into the thin film solar cell element constituting the thin film solar cell. In the emission intensity measurement step, the emission intensity of light generated from the thin film solar cell element is measured by the direct current introduced in the current introduction step. In the change amount calculation step, the change amount with respect to the lateral distance of the thin-film solar cell element is calculated for the light emission intensity measured in the light emission intensity measurement step. Therefore, the series resistance component of the thin film solar cell can be evaluated based on the calculated change amount.

また、本発明に係る薄膜太陽電池の評価方法によれば、薄膜太陽電池素子が直列に複数連結して構成されている薄膜太陽電池モジュールの場合、1度の電流導入にて薄膜太陽電池モジュール全体の性能評価を行うことができる。すなわち、1度の電流導入を実行すれば、薄膜太陽電池モジュールを構成する全薄膜太陽電池素子に電流が流通することになるため、全薄膜太陽電池素子が発光する。この場合、本発明において、ルミネセンス面内分布の瞬時一括測定を行うことも可能である。具体的には、例えば、CCDなどによる二次元一括ならびに一次元ラインスキャナによる大面積対応を挙げることができるが、これに限定されるものではない。すなわち、薄膜太陽電池モジュール全体の発光強度を大型の発光強度測定手段や一次元走査のラインスキャナにて1度に検出すれば、薄膜太陽電池モジュールを構成する全薄膜太陽電池素子の発光強度を瞬時に測定することができ、極めて簡便に評価できる。勿論、小型の発光強度測定手段を用いて、薄膜太陽電池素子1つのみ、若しくは、薄膜太陽電池モジュールの特定の位置の発光強度を測定することも可能である。   Further, according to the method for evaluating a thin film solar cell according to the present invention, in the case of a thin film solar cell module in which a plurality of thin film solar cell elements are connected in series, the entire thin film solar cell module is introduced by a single current introduction. Performance evaluation can be performed. That is, if current introduction is executed once, current flows through all the thin film solar cell elements constituting the thin film solar cell module, and thus all the thin film solar cell elements emit light. In this case, in the present invention, instantaneous batch measurement of the luminescence in-plane distribution can be performed. Specifically, for example, two-dimensional batch using a CCD or the like, and large area correspondence using a one-dimensional line scanner can be exemplified, but the invention is not limited to this. That is, if the emission intensity of the entire thin-film solar cell module is detected at once by a large emission intensity measuring means or a one-dimensional scanning line scanner, the emission intensity of all thin-film solar cell elements constituting the thin-film solar cell module is instantaneously determined. And can be evaluated very simply. Of course, it is also possible to measure the light emission intensity of a single thin film solar cell element or a specific position of the thin film solar cell module by using a small light emission intensity measuring means.

また、本発明に係る透明導電膜電極の直列抵抗の評価方法によれば、上記薄膜太陽電池素子の評価方法を用いて、薄膜太陽電池素子における透明導電膜電極の直列抵抗を評価する。そのため、評価された薄膜太陽電池の直列抵抗成分に基づいて、薄膜太陽電池素子における透明導電膜電極の直列抵抗を評価することができる。   Moreover, according to the evaluation method of the series resistance of the transparent conductive film electrode which concerns on this invention, the serial resistance of the transparent conductive film electrode in a thin film solar cell element is evaluated using the said evaluation method of a thin film solar cell element. Therefore, the series resistance of the transparent conductive film electrode in the thin film solar cell element can be evaluated based on the evaluated series resistance component of the thin film solar cell.

<1−4.抵抗値判定工程>
さらに、本発明に係る薄膜太陽電池の評価方法では、上記変化量算出工程において算出した変化量が所定の値より大きい場合には、直列抵抗値が大きいと判定し、所定の値より小さい場合には直列抵抗値が小さいと判定する抵抗値判定工程を含むことが好ましい。抵抗値判定工程の具体的な方法としては、従来公知の技術を好適に用いることができる。
<1-4. Resistance value determination process>
Furthermore, in the method for evaluating a thin film solar cell according to the present invention, when the amount of change calculated in the change amount calculating step is larger than a predetermined value, it is determined that the series resistance value is large, and when the amount of change is smaller than the predetermined value. Preferably includes a resistance value determining step for determining that the series resistance value is small. As a specific method of the resistance value determination step, a conventionally known technique can be suitably used.

ここで、「所定の値」とは、例えば、本発明に係る評価方法にて予め(または事後的に)算出した標準サンプルの薄膜太陽電池における変化量を挙げることができる。なお、どのような薄膜太陽電池を「標準サンプル」とするかは任意に設定でき、特に限定されるものではない。   Here, the “predetermined value” can include, for example, the amount of change in the thin film solar cell of the standard sample calculated in advance (or afterwards) by the evaluation method according to the present invention. In addition, what kind of thin film solar cell is used as the “standard sample” can be arbitrarily set, and is not particularly limited.

本発明に係る薄膜太陽電池の評価方法において、抵抗値判定工程を行うことにより、評価対象の薄膜太陽電池の直列抵抗成分の抵抗値が、比較対象の薄膜太陽電池のそれと比べて、大きいか小さいかを判断することができる。それゆえ、判断結果を薄膜太陽電池素子の作製プロセスにフィードバックすることによって、比較対象の薄膜太陽電池と同程度か若しくはそれ以上の素子性能を有する薄膜太陽電池素子を安定的に作製することができる。   In the method for evaluating a thin film solar cell according to the present invention, by performing the resistance value determination step, the resistance value of the series resistance component of the thin film solar cell to be evaluated is larger or smaller than that of the thin film solar cell to be compared. Can be determined. Therefore, by feeding back the determination result to the manufacturing process of the thin film solar cell element, it is possible to stably manufacture a thin film solar cell element having an element performance equivalent to or higher than that of the thin film solar cell to be compared. .

また、本発明に係る透明導電膜電極の直列抵抗の評価方法において、上記薄膜太陽電池の評価方法を用いることにより、評価対象の薄膜太陽電池における透明導電膜電極の直列抵抗成分の抵抗値が、比較対象の薄膜太陽電池における透明導電膜電極のそれと比べて、大きいか小さいかを判断することができる。   Moreover, in the evaluation method of the series resistance of the transparent conductive film electrode according to the present invention, by using the evaluation method of the thin film solar cell, the resistance value of the series resistance component of the transparent conductive film electrode in the thin film solar cell to be evaluated is It can be judged whether it is larger or smaller than that of the transparent conductive film electrode in the thin film solar cell to be compared.

<1−5.抵抗値算出工程>
さらに、本発明に係る薄膜太陽電池の評価方法では、上記変化量算出工程において算出した変化量に基づいて、上記薄膜太陽電池の直列抵抗値を算出する抵抗値算出工程を含んでいてもよい。抵抗値算出工程の具体的な方法としては、従来公知の技術を好適に用いることができる。
<1-5. Resistance value calculation process>
Furthermore, the method for evaluating a thin film solar cell according to the present invention may include a resistance value calculating step of calculating a series resistance value of the thin film solar cell based on the change amount calculated in the change amount calculating step. As a specific method of the resistance value calculating step, a conventionally known technique can be suitably used.

ここで、「所定の値」とは、例えば、本発明に係る評価方法にて予め(または事後的に)算出した複数の標準サンプルの薄膜太陽電池における変化量であり、各変化量は当該標準サンプルの薄膜太陽電池の直列抵抗成分の抵抗値とそれぞれ対応付けられているものを挙げることができる。なお、どのような薄膜太陽電池を「標準サンプル」とするかは任意に設定でき、特に限定されるものではない。   Here, the “predetermined value” is, for example, the amount of change in the thin film solar cell of a plurality of standard samples calculated in advance (or afterwards) by the evaluation method according to the present invention, and each amount of change is the standard. What is respectively matched with the resistance value of the series resistance component of the thin film solar cell of a sample can be mentioned. In addition, what kind of thin film solar cell is used as the “standard sample” can be arbitrarily set, and is not particularly limited.

抵抗値算出工程における具体的な演算処理については特に限定されないが、例えば、以下の方法が挙げられる。すなわち予め(または事後的に)、複数の所定の標準サンプルの薄膜太陽電池素子についての変化量を算出しておき、さらに当該複数の所定の標準サンプルの薄膜太陽電池素子の直列抵抗値を求めて、上記所定の値を用意しておく。その上で、変化量算出工程において算出した変化量と所定の値とを比較して、変化量と一致する所定の値を特定して、当該特定した所定の値に対応する抵抗値を、薄膜太陽電池の直列抵抗値として算出する方法を挙げることができる。   The specific calculation process in the resistance value calculating step is not particularly limited, and examples thereof include the following method. That is, in advance (or after the fact), the amount of change in the thin film solar cell elements of a plurality of predetermined standard samples is calculated, and further the series resistance value of the thin film solar cell elements of the plurality of predetermined standard samples is obtained. The predetermined value is prepared. Then, the change amount calculated in the change amount calculation step is compared with a predetermined value, a predetermined value that matches the change amount is specified, and a resistance value corresponding to the specified predetermined value is determined as a thin film The method of calculating as a series resistance value of a solar cell can be mentioned.

なお、変化量算出工程において実際に算出した変化量と一致する所定の値が存在しない場合、評価対象の薄膜太陽電池における変化量と最も近い所定の値を、「評価対象の薄膜太陽電池における変化量と一致する所定の値」としてもよいし、複数の標準サンプルの薄膜太陽電池における変化量および抵抗値を補間して、評価対象の薄膜太陽電池における変化量と一致する所定の値を算出してもよい。   In addition, when there is no predetermined value that coincides with the actually calculated change amount in the change amount calculating step, the predetermined value closest to the change amount in the thin film solar cell to be evaluated is expressed as “change in thin film solar cell to be evaluated. It is also possible to calculate a predetermined value that matches the amount of change in the thin film solar cell to be evaluated by interpolating the amount of change and the resistance value of the plurality of standard samples in the thin film solar cell. May be.

本発明に係る薄膜太陽電池の評価方法において、上記抵抗値算出工程を行うことにより、評価対象の薄膜太陽電池の直列抵抗成分の抵抗値を求めることができる。それゆえ、求めた抵抗値の結果を薄膜太陽電池素子の作製プロセスにフィードバックすることによって、薄膜太陽電池の素子性能の高効率化や高信頼性化を図ることができる。   In the method for evaluating a thin film solar cell according to the present invention, the resistance value of the series resistance component of the thin film solar cell to be evaluated can be obtained by performing the resistance value calculating step. Therefore, by feeding back the result of the obtained resistance value to the manufacturing process of the thin film solar cell element, it is possible to achieve high efficiency and high reliability of the element performance of the thin film solar cell.

また、本発明に係る透明導電膜電極の直列抵抗の評価方法において、上記薄膜太陽電池の評価方法を用いることにより、評価対象の薄膜太陽電池における透明導電膜電極の直列抵抗成分の抵抗値を求めることができる。   Moreover, in the evaluation method of the series resistance of the transparent conductive film electrode which concerns on this invention, the resistance value of the series resistance component of the transparent conductive film electrode in the thin film solar cell of evaluation object is calculated | required by using the evaluation method of the said thin film solar cell. be able to.

<1−6.電流値特定工程>
本発明に係る薄膜太陽電池の評価方法では、上記電流導入工程において、直流電流の電流値を任意に設定した複数の所定の電流値にて、薄膜太陽電池素子に対して、順方向に直流電流を導入し、上記発光強度測定工程において、上記複数の所定の電流値に対応する発光強度をそれぞれ測定し、上記変化量算出工程において、測定された各発光強度について、上記薄膜太陽電池素子の横方向の距離に対する変化量をそれぞれ算出し、さらに、得られた複数の算出結果について、変化量が実質的にゼロであるかどうかを判断し、実質的にゼロと判断した変化量に対応する電流値を特定する電流値特定工程を含むことが好ましい。電流値特定工程は、その具体的な方法としては従来公知の技術を好適に用いることができる。
<1-6. Current value identification process>
In the thin film solar cell evaluation method according to the present invention, in the current introduction step, a direct current in a forward direction with respect to the thin film solar cell element at a plurality of predetermined current values arbitrarily setting a direct current value. In the emission intensity measurement step, the emission intensity corresponding to the plurality of predetermined current values is measured, respectively, and in the change amount calculation step, the measured emission intensity is measured laterally of the thin-film solar cell element. Calculate the amount of change with respect to the distance in the direction, and determine whether or not the amount of change is substantially zero for the obtained multiple calculation results. The current corresponding to the amount of change determined to be substantially zero It is preferable to include a current value specifying step of specifying a value. As a specific method for the current value specifying step, a conventionally known technique can be preferably used.

本発明者らは、上述の推論より、変化量が実質的にゼロである場合(電流の注入点と他端との発光強度の差がない場合)、つまり、発光強度が薄膜太陽電池素子内において一様である場合、導入した直流電流が減衰せずに薄膜太陽電池素子を流れていると考えた。すなわち、変化量が実質的にゼロである場合、導入した直流電流が薄膜太陽電池素子の直列抵抗成分の影響を受けない、換言すると、薄膜太陽電池素子の透明導電膜電極の直列抵抗成分においてエネルギーの損失が発生していないことを示すと考えた。   From the above reasoning, the present inventors have found that when the amount of change is substantially zero (when there is no difference in emission intensity between the current injection point and the other end), that is, the emission intensity is within the thin-film solar cell element. In the case of uniform in the case, it was considered that the introduced DC current was flowing through the thin film solar cell element without being attenuated. That is, when the amount of change is substantially zero, the introduced direct current is not affected by the series resistance component of the thin film solar cell element, in other words, the energy in the series resistance component of the transparent conductive film electrode of the thin film solar cell element. Thought to show that no loss occurred.

従って、本発明者らは、薄膜太陽電池素子における発光強度の変化量と、薄膜太陽電池素子の直列抵抗成分におけるエネルギーの損失とが密接に関係しているとの考えをさらに一歩進めて、発光強度の変化量が実質的にゼロであるかどうかを判断することによって、薄膜太陽電池の直列抵抗成分、特に薄膜太陽電池の透明導電膜電極の直列抵抗成分においてエネルギーの損失が発生しない作動電流を求めるという技術も完成させた。   Therefore, the present inventors further advanced the idea that the amount of change in emission intensity in the thin-film solar cell element and the energy loss in the series resistance component of the thin-film solar cell element are closely related to each other. By determining whether the amount of change in intensity is substantially zero, an operating current that causes no energy loss in the series resistance component of the thin film solar cell, particularly the series resistance component of the transparent conductive film electrode of the thin film solar cell, is obtained. We have also completed the required technology.

つまり、本発明に係る薄膜太陽電池の評価方法において、上記電流導入工程、上記発光強度測定工程、変化量算出工程および電流値特定工程を行い、特定した電流値が作動電流となるように薄膜太陽電池の構造を設計することによって、発電時に、直列抵抗成分においてエネルギー損失が発生しない薄膜太陽電池を製造することができる。   That is, in the method for evaluating a thin film solar cell according to the present invention, the current introduction step, the emission intensity measurement step, the change amount calculation step, and the current value specification step are performed, and the thin film solar cell is set such that the specified current value becomes the operating current. By designing the structure of the battery, it is possible to manufacture a thin-film solar battery that does not generate energy loss in the series resistance component during power generation.

また、本発明に係る透明導電膜電極の直列抵抗の評価方法において、上記薄膜太陽電池の評価方法を用いることにより、特定した電流値が作動電流となるように薄膜太陽電池の構造を設計することによって、発電時に、薄膜太陽電池の透明導電膜電極の直列抵抗成分においてエネルギー損失が発生しない薄膜太陽電池を製造することができる。   Moreover, in the evaluation method of the series resistance of the transparent conductive film electrode according to the present invention, the structure of the thin film solar cell is designed so that the specified current value becomes the operating current by using the evaluation method of the thin film solar cell. Thus, it is possible to manufacture a thin film solar cell in which no energy loss occurs in the series resistance component of the transparent conductive film electrode of the thin film solar cell during power generation.

<1−7.作動電流決定工程>
さらに、本発明に係る薄膜太陽電池の評価方法では、上記電流値特定工程によって、特定された電流値の中から、最も大きい電流値を上記薄膜太陽電池素子の作動電流の電流値として決定する作動電流決定工程を含むこと作動電流決定工程を含むことが好ましい。作動電流決定工程は、その具体的な方法としては従来公知の技術を好適に用いることができる。
<1-7. Working current determination process>
Further, in the method for evaluating a thin film solar cell according to the present invention, the operation of determining the largest current value as the current value of the operating current of the thin film solar cell element from the current values specified by the current value specifying step. It is preferable to include an operation current determination step. As a specific method of the operating current determination step, a conventionally known technique can be suitably used.

上記の本発明に係る薄膜太陽電池の評価方法によれば、作動電流決定工程を含むことにより、薄膜太陽電池素子の直列抵抗成分において最もエネルギー損失がなく、かつ発電効率の高い最適な電流値を作動電流とする薄膜太陽電池を設計することができる。そのため、発電時に、直列抵抗成分においてエネルギー損失が発生しない、変換効率の高い薄膜太陽電池を製造することができる。   According to the method for evaluating a thin film solar cell according to the present invention described above, by including an operating current determination step, an optimum current value with no energy loss and high power generation efficiency is obtained in the series resistance component of the thin film solar cell element. Thin film solar cells can be designed for operating current. Therefore, it is possible to manufacture a thin film solar cell with high conversion efficiency in which no energy loss occurs in the series resistance component during power generation.

また、本発明に係る透明導電膜電極の直列抵抗の評価方法によれば、上記薄膜太陽電池の評価方法を用いることにより、薄膜太陽電池素子の透明導電膜電極の直列抵抗成分において最もエネルギー損失がなく、かつ発電効率の高い最適な電流値を作動電流とする薄膜太陽電池を設計することができる。そのため、発電時に、透明導電膜電極の直列抵抗成分においてエネルギー損失が発生しない、変換効率の高い薄膜太陽電池を製造することができる。   Moreover, according to the evaluation method of the series resistance of the transparent conductive film electrode according to the present invention, the energy loss is the most in the series resistance component of the transparent conductive film electrode of the thin film solar cell element by using the evaluation method of the thin film solar cell. It is possible to design a thin-film solar cell having an operating current with an optimum current value with high power generation efficiency. Therefore, it is possible to manufacture a thin film solar cell with high conversion efficiency in which no energy loss occurs in the series resistance component of the transparent conductive film electrode during power generation.

<2.薄膜太陽電池の評価装置>
本発明に係る薄膜太陽電池の評価装置は、薄膜太陽電池の性能評価を行う薄膜太陽電池の評価装置であって、上記薄膜太陽電池を構成する薄膜太陽電池素子に対して、順方向に直流電流を導入する電流導入部(電流導入手段)と、上記電流導入部が導入した直流電流によって、上記薄膜太陽電池素子から生じる光の発光強度を測定する発光強度測定部(発光強度測定手段)と、上記発光強度測定部が測定した上記発光強度について、上記薄膜太陽電池素子の横方向の距離に対する変化量を算出する変化量算出部(変化量算出手段)とを備えるものであればよく、その他の具体的な構成、大きさ、形状等の条件は特に限定されるものではない。
<2. Thin-film solar cell evaluation system>
The evaluation apparatus for a thin film solar cell according to the present invention is an evaluation apparatus for a thin film solar cell that evaluates the performance of the thin film solar cell, and is a direct current in a forward direction with respect to the thin film solar cell element constituting the thin film solar cell. A current introduction part (current introduction means) for introducing light, a light emission intensity measurement part (light emission intensity measurement means) for measuring the light emission intensity of light generated from the thin-film solar cell element by the direct current introduced by the current introduction part, The light emission intensity measured by the light emission intensity measurement unit may be provided with a change amount calculation unit (change amount calculation means) for calculating a change amount with respect to the lateral distance of the thin film solar cell element. Specific conditions such as configuration, size, and shape are not particularly limited.

以下、上記各部材(各手段)について詳細に説明する。なお、本発明の太陽電池の評価装置は、本発明の太陽電池の評価方法を実行するものであるため、各部材の説明については、上記評価方法における各工程の説明を援用することとし、重複する部分は省略する。   Hereafter, each said member (each means) is demonstrated in detail. In addition, since the solar cell evaluation apparatus of the present invention executes the solar cell evaluation method of the present invention, the description of each member will be referred to the description of each step in the evaluation method described above, and overlapping. Omitted parts are omitted.

<2−1.電流導入部>
電流導入部は、太陽電池素子に対して順方向に直流電流を注入するための、いわゆる直流バイアスを印加することができるものであればよく、その具体的な構成等は特に限定されるものではない。すなわち、本電流導入部は、上記<1−1>および<1−6>欄にて説明した「電流導入工程」を実行するものであればよい。例えば、従来公知の定電流源や定電圧源等を用いることができる。
<2-1. Current introduction section>
The current introduction unit may be anything that can apply a so-called DC bias for injecting a DC current in the forward direction to the solar cell element, and its specific configuration is not particularly limited. Absent. That is, the current introduction unit may be any unit that performs the “current introduction step” described in the sections <1-1> and <1-6>. For example, a conventionally known constant current source or constant voltage source can be used.

<2−2.発光強度測定部>
発光強度測定部は、順方向バイアスされることによって太陽電池素子が発光した際に、その発光強度を測定することができるものであればよく、その具体的な構成等は特に限定されるものではない。すなわち、本発光強度測定部は、上記<1−2>および<1−6>欄にて説明した「発光強度測定工程」を実行するものであればよい。例えば、CCDカメラやイメージインテンシファイアー等の従来公知の光検出器を好適に用いることができる。
<2-2. Luminescence intensity measurement section>
The light emission intensity measuring unit is not particularly limited as long as it can measure the light emission intensity when the solar cell element emits light by being forward-biased. Absent. In other words, the present emission intensity measuring unit only needs to execute the “emission intensity measuring step” described in the sections <1-2> and <1-6>. For example, a conventionally known photodetector such as a CCD camera or an image intensifier can be suitably used.

<2−3.変化量算出部>
変化量算出部は、発光強度測定部が測定した発光強度について、薄膜太陽電池素子の横方向の距離に対する変化量を算出することができるものであればよく、その具体的な構成等は特に限定されるものではない。すなわち、変化量算出部は、上記<1−3>および<1−6>欄にて説明した「変化量算出工程」を実行するものであればよい。例えば、PCなどの従来公知の演算装置などを好適に用いることができる。
<2-3. Change amount calculation unit>
The change amount calculation unit only needs to be able to calculate the change amount with respect to the lateral distance of the thin-film solar cell element with respect to the emission intensity measured by the emission intensity measurement unit, and its specific configuration is particularly limited. Is not to be done. In other words, the change amount calculation unit only needs to execute the “change amount calculation step” described in the sections <1-3> and <1-6>. For example, a conventionally known arithmetic device such as a PC can be suitably used.

したがって、本発明に係る薄膜太陽電池の評価装置は、上記<1>欄で説明した「薄膜太陽電池の評価方法」を実行するためのものと換言できる。   Therefore, the thin-film solar cell evaluation apparatus according to the present invention can be rephrased as one for executing the “thin-film solar cell evaluation method” described in the section <1>.

また、本発明に係る薄膜太陽電池の評価装置は、ラインスキャナ等の1次元走査機構のほか、2次元走査が可能な機構の走査部(走査手段)を備えていてもよい。かかる走査部を備えることにより、多数の薄膜太陽電池素子を備えた大型の薄膜太陽電池もモジュール全体をスキャニングしながら評価することができる。なお、走査部は、評価装置に設けていてもよいし、また逆に、評価対象の薄膜太陽電池素子に設けてもよい。なお、走査部によるスキャニングを行うことなく、薄膜太陽電池素子の上方から薄膜太陽電池モジュール全体を一度に評価することもできるし、薄膜太陽電池モジュールの一部分のみを評価することも可能である。   The thin-film solar cell evaluation apparatus according to the present invention may include a scanning unit (scanning means) of a mechanism capable of two-dimensional scanning in addition to a one-dimensional scanning mechanism such as a line scanner. By providing such a scanning unit, a large-sized thin-film solar cell including a large number of thin-film solar cell elements can be evaluated while scanning the entire module. Note that the scanning unit may be provided in the evaluation apparatus, and conversely, may be provided in the thin film solar cell element to be evaluated. In addition, it is also possible to evaluate the whole thin film solar cell module at once from the upper part of a thin film solar cell element, without performing scanning by a scanning part, and it is also possible to evaluate only a part of thin film solar cell module.

<2−4.抵抗値判定部>
また、本発明に係る薄膜太陽電池の評価装置では、さらに、上記変化量算出部が算出した変化量が所定の値より大きい場合には、直列抵抗値が大きいと判定し、所定の値より小さい場合には直列抵抗値が小さいと判定する抵抗値判定部(抵抗値判定手段)を備えることが好ましい。
<2-4. Resistance value determination unit>
Further, in the thin-film solar cell evaluation device according to the present invention, when the change amount calculated by the change amount calculation unit is larger than a predetermined value, it is determined that the series resistance value is large, and is smaller than the predetermined value. In this case, it is preferable to include a resistance value determination unit (resistance value determination means) that determines that the series resistance value is small.

上記抵抗値判定部は、その具体的な構成等は特に限定されるものではない。すなわち、抵抗値判定部は、上記<1−4>欄にて説明した「抵抗値判定工程」を実行するものであればよい。例えば、PCなどの従来公知の演算装置などを好適に用いることができる。それゆえ、本抵抗値判定部が行う具体的な内容については上記<1−4>欄を参酌できる。   The specific configuration of the resistance value determination unit is not particularly limited. That is, the resistance value determining unit may be any unit that executes the “resistance value determining step” described in the section <1-4>. For example, a conventionally known arithmetic device such as a PC can be suitably used. Therefore, the above <1-4> column can be referred to for the specific content performed by the resistance value determination unit.

<2−5.抵抗値算出部>
また、本発明に係る薄膜太陽電池の評価装置では、さらに、上記変化量算出部が算出した変化量に基づいて、上記薄膜太陽電池の直列抵抗値を算出する抵抗値算出部(抵抗値算出手段)を備えていてもよい。
<2-5. Resistance value calculation section>
Further, in the thin-film solar cell evaluation apparatus according to the present invention, a resistance value calculation unit (resistance value calculation unit) that calculates the series resistance value of the thin-film solar cell based on the change amount calculated by the change amount calculation unit. ) May be provided.

上記抵抗値算出部は、その具体的な構成等は特に限定されるものではない。すなわち、抵抗値算出部は、上記<1−5>欄にて説明した「抵抗値算出工程」を実行するものであればよい。例えば、PCなどの従来公知の演算装置などを好適に用いることができる。それゆえ、本抵抗値算出部が行う具体的な内容については上記<1−5>欄を参酌できる。   The specific configuration of the resistance value calculation unit is not particularly limited. That is, the resistance value calculation unit may be any unit that performs the “resistance value calculation step” described in the section <1-5>. For example, a conventionally known arithmetic device such as a PC can be suitably used. Therefore, the above <1-5> column can be referred to for the specific content performed by the resistance value calculation unit.

<2−6.電流値特定部>
また、本発明に係る薄膜太陽電池の評価装置では、上記電流導入部は、直流電流の電流値を任意に設定した複数の所定の電流値にて、薄膜太陽電池素子に対して、順方向に直流電流を導入するものであり、上記発光強度測定部は、上記複数の所定の電流値に対応する発光強度をそれぞれ測定するものであり、上記変化量算出部は、上記発光強度測定部が測定した各発光強度について、上記薄膜太陽電池素子の横方向の距離に対する変化量をそれぞれ算出するものであり、さらに、得られた複数の算出結果について、変化量が実質的にゼロであるかどうかを判断し、実質的にゼロと判断した変化量に対応する電流値を特定する電流値特定部(電流値特定手段)を備えることが好ましい。
<2-6. Current value identification section>
Further, in the thin-film solar cell evaluation apparatus according to the present invention, the current introduction unit is forwardly directed to the thin-film solar cell element at a plurality of predetermined current values in which the current value of the direct current is arbitrarily set. DC current is introduced, and the emission intensity measurement unit measures emission intensity corresponding to the plurality of predetermined current values, and the change amount calculation unit is measured by the emission intensity measurement unit. For each of the emission intensities, the amount of change with respect to the lateral distance of the thin-film solar cell element is calculated, and for each of the obtained calculation results, whether or not the amount of change is substantially zero. It is preferable to include a current value specifying unit (current value specifying means) that determines and specifies a current value corresponding to the amount of change determined to be substantially zero.

上記電流値特定部は、その具体的な構成等は特に限定されるものではない。すなわち、電流値特定部は、上記<1−6>欄にて説明した「電流値特定工程」を実行するものであればよい。例えば、PCなどの従来公知の演算装置などを好適に用いることができる。それゆえ、本電流値特定部が行う具体的な内容については上記<1−6>欄を参酌できる。   The specific configuration of the current value specifying unit is not particularly limited. That is, the current value specifying unit may be any unit that executes the “current value specifying step” described in the section <1-6>. For example, a conventionally known arithmetic device such as a PC can be suitably used. Therefore, the above <1-6> column can be referred to for the specific contents performed by the current value identification unit.

<2−7.作動電流決定部>
また、本発明に係る薄膜太陽電池の評価装置では、さらに、上記電流値特定部が特定した電流値の中から、最も大きい電流値を上記薄膜太陽電池素子の作動電流の電流値として決定する作動電流決定部(作動電流決定手段)を備えることが好ましい。
<2-7. Operating current determination section>
Moreover, in the thin-film solar cell evaluation apparatus according to the present invention, the operation of determining the largest current value as the current value of the operating current of the thin-film solar cell element from the current values specified by the current value specifying unit. It is preferable to provide a current determination unit (operation current determination means).

上記作動電流決定部は、その具体的な構成等は特に限定されるものではない。すなわち、作動電流決定部は、上記<1−7>欄にて説明した「作動電流決定工程」を実行するものであればよい。例えば、PCなどの従来公知の演算装置などを好適に用いることができる。それゆえ、本作動電流決定部が行う具体的な内容については上記<1−7>欄を参酌できる。   The specific configuration of the operating current determination unit is not particularly limited. That is, the operating current determination unit may be any unit that performs the “operating current determination step” described in the section <1-7>. For example, a conventionally known arithmetic device such as a PC can be suitably used. Therefore, the above <1-7> column can be referred to for the specific contents performed by the operating current determination unit.

また、本薄膜太陽電池の評価装置に関しては、上述した以外の事項についても、上記<1>欄で述べた薄膜太陽電池の評価方法に関する記載を適宜参酌・利用することができることはいうまでもない。   In addition, regarding the thin film solar cell evaluation apparatus, it is needless to say that the description regarding the thin film solar cell evaluation method described in the section <1> can be appropriately referred to and used for matters other than those described above. .

<2−7.評価装置の概要>
次に、薄膜太陽電池7の直列抵抗を評価する評価装置10の概要について、図3を用いて説明する。図3は、本発明に係る薄膜太陽電池の評価装置10の一実施形態を示す図である。同図に示すように、本実施形態に係る薄膜太陽電池7の評価装置10は、暗箱1、発光強度測定部12、くし型プローブ4、5、直流電源6、電極8、9および演算部20を備えている。また、薄膜太陽電池7を評価対象としている。薄膜太陽電池7は、薄膜太陽電池素子が複数個連結した構成である。なお、薄膜太陽電池7は、薄膜太陽電池素子が複数個連結したモジュールであってもよい。
<2-7. Overview of evaluation device>
Next, the outline | summary of the evaluation apparatus 10 which evaluates the serial resistance of the thin film solar cell 7 is demonstrated using FIG. FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of an evaluation apparatus 10 for a thin-film solar cell according to the present invention. As shown in the figure, the evaluation apparatus 10 for the thin-film solar cell 7 according to this embodiment includes a dark box 1, a light emission intensity measurement unit 12, comb-shaped probes 4 and 5, a DC power supply 6, electrodes 8 and 9, and a calculation unit 20. It has. Moreover, the thin film solar cell 7 is an evaluation object. The thin film solar cell 7 has a configuration in which a plurality of thin film solar cell elements are connected. The thin film solar cell 7 may be a module in which a plurality of thin film solar cell elements are connected.

暗箱1は、薄膜太陽電池7の発光強度を測定しやすくするための暗状態を形成するためのものである。なお、暗箱1には、窓穴が形成されている。この窓穴は、鉛直方向に設けられた薄膜太陽電池モジュールあるいはパネルを評価する際に用いられるものである。   The dark box 1 is for forming a dark state for facilitating measurement of the light emission intensity of the thin-film solar cell 7. The dark box 1 is formed with a window hole. This window hole is used when evaluating the thin film solar cell module or panel provided in the vertical direction.

発光強度測定部12は、CCDカメラからなる発光強度測定手段として機能するものであり、冷却型CCD(−50℃)2と、レンズ3とを備えている。発光強度測定部12は、90°回転可能に形成されている。これにより、鉛直方向に設けられた太陽電池モジュールを評価することができる。なお、上記レンズとしては通常のレンズやズームレンズ(Zoom Lens)を用いることができる。   The light emission intensity measuring unit 12 functions as light emission intensity measuring means including a CCD camera, and includes a cooled CCD (−50 ° C.) 2 and a lens 3. The emission intensity measurement unit 12 is formed to be rotatable by 90 °. Thereby, the solar cell module provided in the vertical direction can be evaluated. Note that a normal lens or a zoom lens can be used as the lens.

また、発光強度測定部12としてCCDカメラを用いて、サイズの違う薄膜太陽電池7を構成するセル(薄膜太陽電池素子)を評価する場合、下記表1(浜松ホトニクス社製C9299-02)に記載したような性能のCCDカメラを用いることができる。   Moreover, when evaluating the cell (thin film solar cell element) which comprises the thin film solar cell 7 from which size differs using a CCD camera as the light emission intensity measurement part 12, it describes in following Table 1 (C9299-02 by Hamamatsu Photonics). A CCD camera having the performance as described above can be used.

具体的には、通常撮影モードでは、図3に示すようにCCDカメラを薄膜太陽電池7の上部に設置して撮影を行うが、モジュール撮影モードの場合は、太陽電池モジュールを暗箱1の外に設置し、CCDカメラを90°回転させて撮影・測定する。   Specifically, in the normal shooting mode, as shown in FIG. 3, the CCD camera is installed on the upper part of the thin film solar cell 7 for shooting. In the module shooting mode, the solar cell module is placed outside the dark box 1. Install and rotate the CCD camera 90 ° to take and measure.

なお、通常撮影モードの場合の評価対象となる薄膜太陽電池7のサイズ(セルサイズ)は、例えば、大きさ:約10mm×10mm,20mm×20mm,100mm×100mm,150mm×150mm,160mm×160mm,200mm×200mm、厚さ:0.3mm以下のものを用いることができる。   In addition, the size (cell size) of the thin film solar cell 7 to be evaluated in the normal photographing mode is, for example, a size: about 10 mm × 10 mm, 20 mm × 20 mm, 100 mm × 100 mm, 150 mm × 150 mm, 160 mm × 160 mm, The thing of 200 mm x 200 mm and thickness: 0.3 mm or less can be used.

また、本実施の形態では、発光強度測定部12のレンズ3と薄膜太陽電池7との間の距離は、150mm以上400mm以内に設定され、発光強度測定部12は薄膜太陽電池7との間を上下移動可能に設置されることが好ましい。   Further, in the present embodiment, the distance between the lens 3 of the light emission intensity measurement unit 12 and the thin film solar cell 7 is set to 150 mm or more and within 400 mm, and the light emission intensity measurement unit 12 is between the thin film solar cell 7. It is preferable to be installed so as to be movable up and down.

くし型プローブ4および5は、薄膜太陽電池7に電流を印加するための表面コンタクトである。くし型プローブ4および5は、図示するように、くし型形状のプローブであり、薄膜太陽電池7の両端に接続された電極8、9にそれぞれ接続される。くし型プローブ4が電極8に接続され、くし型プローブ5が電極9に接続される。プローブの形状がくし型構造である場合、薄膜太陽電池7に均一に電流を印加することができるため、好ましい。なお、くし状プローブにおける“くし”同士の間隔は、特に限定されないが、例えば、9mmであればよい。また、プローブのくし1本の太さは1mmのものを使用できる。   The comb probes 4 and 5 are surface contacts for applying a current to the thin film solar cell 7. As shown in the figure, the comb probes 4 and 5 are comb-shaped probes, and are connected to electrodes 8 and 9 connected to both ends of the thin film solar cell 7, respectively. Comb probe 4 is connected to electrode 8 and comb probe 5 is connected to electrode 9. It is preferable that the probe has a comb structure because a current can be uniformly applied to the thin film solar cell 7. In addition, although the space | interval of "comb" in a comb-shaped probe is not specifically limited, For example, what is necessary is just 9 mm. Moreover, the thickness of one comb of the probe can be 1 mm.

直流電源6としては、通常のDC power supply(薄膜太陽電池素子に対して薄膜太陽電池素子1個当たり電流密度1〜50mA/cmで注入が可能なもの)のものを用いることができる。なお、電圧は、薄膜太陽電池素子を評価する場合、薄膜太陽電池1個当たり1〜2V程度が好ましい。例えば、薄膜太陽電池素子を180枚連結した薄膜太陽電池モジュールを評価する場合は、180〜360V程度であることが好ましい。 As the DC power source 6, a normal DC power supply (which can be injected at a current density of 1 to 50 mA / cm 2 per thin film solar cell element per thin film solar cell element) can be used. In addition, when evaluating a thin film solar cell element, about 1-2V is preferable per thin film solar cell. For example, when evaluating a thin film solar cell module in which 180 thin film solar cell elements are connected, it is preferably about 180 to 360V.

電極8および9は、薄膜太陽電池7に電流を印加するための電極であり、アルミニウムや銀などの金属で形成される。   The electrodes 8 and 9 are electrodes for applying a current to the thin film solar cell 7 and are formed of a metal such as aluminum or silver.

また、上記くし型プローブ4、5、直流電源6および電極8、9は、電流導入部11として機能する。なお、電極8が、直流電源6のマイナス側のくし型プローブ4と固定接続されており、電極9が、直流電源6のプラス側のくし型プローブ5と固定接続されている。なお、本実施形態では、電流導入部11として、くし型プローブ4、5、直流電源6および電極8、9を用いているが、これに限るものではない。   The comb probes 4 and 5, the DC power supply 6, and the electrodes 8 and 9 function as a current introduction unit 11. The electrode 8 is fixedly connected to the negative-side comb probe 4 of the DC power source 6, and the electrode 9 is fixedly connected to the positive-side comb probe 5 of the DC power source 6. In the present embodiment, the comb probes 4 and 5, the DC power source 6 and the electrodes 8 and 9 are used as the current introduction unit 11, but the present invention is not limited to this.

演算部20は、薄膜太陽電池7の性能を評価する演算手段として機能するものである。本実施の形態では、イメージプロセッサー(Image Processor)を用いている。用いるソフトウェアは、本発明の目的を達せられるものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、以下のような構成のソフトウェアを用いることが好ましい。
・画像の8bit(2=256階調)または16bit(216=65536階調)保存可能なもの。
・薄膜太陽電子素子の発光特性を検出(撮影)後、画面上で範囲選択して、輝度プロファイルデータを取得・保存できるもの。
・分光可能なもの。
・高感度画像を取得できるもの(image intensifierカメラ)、例えば、逆方向電流印加時のエミッション測定ができるもの。
The computing unit 20 functions as computing means for evaluating the performance of the thin-film solar cell 7. In the present embodiment, an image processor is used. The software to be used is not particularly limited as long as the object of the present invention can be achieved. For example, it is preferable to use software having the following configuration.
An image that can store 8 bits (2 8 = 256 gradations) or 16 bits (2 16 = 65536 gradations).
・ After detecting (photographing) the light emission characteristics of the thin-film solar electronic device, select the area on the screen to obtain and save the brightness profile data.
・ Spectrostable.
・ Those that can acquire high-sensitivity images (image intensifier cameras), for example, those that can measure emissions when reverse current is applied.

また、以下の構成があれば、より好ましい。
・データを表計算ソフトで読み込み、画像とすると、撮影像の90度回転した状態になっている点を改善したもの。
・ビニングモードの簡易な切り替えが可能なもの。
・発光強度のヒストグラムの自動作成プログラム。
・発光強度の弱い部分(暗い部分)の長さや幅の自動測定。1センチ以上のものの自動検出。
・選択範囲の発光強度の平均値算出。グリッド部分の値を差し引いた平均値も測定できることが好ましい。
Further, the following configuration is more preferable.
・ Improved that when the data is read with spreadsheet software and converted into an image, the photographed image is rotated 90 degrees.
・ Simple switching of binning mode is possible.
・ Automatic creation program for histogram of light emission intensity.
・ Automatic measurement of length and width of low intensity (dark areas). Automatic detection of one centimeter or more.
・ Calculate the average value of the light emission intensity in the selected range. It is preferable that an average value obtained by subtracting the value of the grid portion can also be measured.

暗箱1内には、発光強度測定部12、くし型プローブ4、5、電極8、9および薄膜太陽電池7が設置されている。発光強度測定部12は、薄膜太陽電池7の発光特性を検出できる位置に設置されている。本実施の形態の場合、発光強度測定部12は、薄膜太陽電池7の上部に設けられている。   In the dark box 1, a light emission intensity measuring unit 12, comb probes 4 and 5, electrodes 8 and 9, and a thin film solar cell 7 are installed. The emission intensity measurement unit 12 is installed at a position where the emission characteristics of the thin film solar cell 7 can be detected. In the case of the present embodiment, the emission intensity measurement unit 12 is provided on the upper part of the thin film solar cell 7.

<2−8.評価装置の機能>
次に、図1に基づいて、評価装置10の機能について説明する。図1は、評価装置10の要部構成を示す機能ブロック図である。図1に示すとおり、評価装置10は、電流導入部11、発光強度測定部12、演算部20を備える構成となっている。
<2-8. Functions of evaluation device>
Next, the function of the evaluation apparatus 10 will be described based on FIG. FIG. 1 is a functional block diagram showing a main configuration of the evaluation apparatus 10. As illustrated in FIG. 1, the evaluation device 10 includes a current introduction unit 11, a light emission intensity measurement unit 12, and a calculation unit 20.

演算部20は、薄膜太陽電池7の性能を評価するために、発光強度測定部12が測定した発光強度を演算するものであり、変化量算出部21、抵抗値判定部22、抵抗値算出部23、電流値特定部24および作動電流決定部25を含む。演算部20は、本実施形態では、イメージプロセッサーを用いているが、これに限るものではなく、従来公知の演算装置等を好適に用いることができる。   The calculation unit 20 calculates the light emission intensity measured by the light emission intensity measurement unit 12 in order to evaluate the performance of the thin film solar cell 7, and includes a change amount calculation unit 21, a resistance value determination unit 22, and a resistance value calculation unit. 23, a current value specifying unit 24 and an operating current determining unit 25 are included. The arithmetic unit 20 uses an image processor in the present embodiment, but is not limited to this, and a conventionally known arithmetic device or the like can be suitably used.

電流導入部11、発光強度測定部12、変化量算出部21、抵抗値判定部22、抵抗値算出部23、電流値特定部24および作動電流決定部25の具体的な機能は上記<2−1>〜<2−7>で説明したとおりであるので、ここでは省略する。   Specific functions of the current introduction unit 11, the emission intensity measurement unit 12, the change amount calculation unit 21, the resistance value determination unit 22, the resistance value calculation unit 23, the current value specification unit 24, and the operating current determination unit 25 are described in <2- Since it is as having demonstrated by 1>-<2-7>, it abbreviate | omits here.

なお、評価装置10が記憶部(不図示)を備えていてもよい。記憶部には、上記所定の値に関するデータが記憶されていてもよい。この場合、抵抗値判定部22または抵抗値算出部23は、所定の値を上記記憶部から読み出して、上記抵抗値判定工程または上記抵抗値算出工程の処理を行う。また、これに限らず、所定の値に関するデータを外部記憶装置に記憶しておき、抵抗値判定部22または抵抗値算出部23が上記外部記憶装置から読み出してもよい。   Note that the evaluation device 10 may include a storage unit (not shown). Data relating to the predetermined value may be stored in the storage unit. In this case, the resistance value determination unit 22 or the resistance value calculation unit 23 reads a predetermined value from the storage unit, and performs the process of the resistance value determination step or the resistance value calculation step. Further, the present invention is not limited to this, and data relating to a predetermined value may be stored in an external storage device, and the resistance value determination unit 22 or the resistance value calculation unit 23 may read out from the external storage device.

<2−9.変化量算出処理および抵抗値判定/算出処理>
次に、評価装置10が行う変化量の算出および抵抗値の判定/算出に関する具体的な処理について図4に基づいて説明する。図4は、変化量の算出および抵抗値の判定/算出に関する評価装置10の処理を示すフローチャートである。
<2-9. Change calculation processing and resistance value determination / calculation processing>
Next, specific processing relating to calculation of the change amount and determination / calculation of the resistance value performed by the evaluation apparatus 10 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing the processing of the evaluation apparatus 10 regarding the calculation of the change amount and the determination / calculation of the resistance value.

まず、電流導入部11が、薄膜太陽電池7に対して順方向に電流を導入する(S1)。導入された電流によって、薄膜太陽電池7が発光し、発光強度測定部12は、薄膜太陽電池7が発光する光を検出し、検出した光の強度(発光強度)を測定する(S2)。   First, the current introduction unit 11 introduces a current in the forward direction with respect to the thin-film solar cell 7 (S1). The thin film solar cell 7 emits light by the introduced current, and the light emission intensity measuring unit 12 detects the light emitted from the thin film solar cell 7 and measures the intensity (light emission intensity) of the detected light (S2).

次に、変化量算出部21は、発光強度測定部12が測定した発光強度について、横方向の距離に対する変化量を算出する(S3)。そして、抵抗値判定部22は、変化量算出部21の算出した変化量が所定の値より大きい場合には、直列抵抗値が大きいと判定し、所定の値より小さい場合には直列抵抗値が小さいと判定する(S4)。   Next, the change amount calculation unit 21 calculates the change amount with respect to the distance in the horizontal direction with respect to the light emission intensity measured by the light emission intensity measurement unit 12 (S3). The resistance value determination unit 22 determines that the series resistance value is large when the change amount calculated by the change amount calculation unit 21 is larger than the predetermined value, and determines that the series resistance value is smaller than the predetermined value. It determines with it being small (S4).

なお、S4において、抵抗値算出部23が、変化量算出部21の算出した変化量に基づいて、薄膜太陽電池の直列抵抗値を算出してもよい。   In S <b> 4, the resistance value calculation unit 23 may calculate the series resistance value of the thin-film solar cell based on the change amount calculated by the change amount calculation unit 21.

<2−10.電流値特定処理および作動電流決定処理>
次に、評価装置10が行う電流値の特定および作動電流の決定に関する具体的な処理について図5に基づいて説明する。図5は、電流値の特定および作動電流の決定に関する評価装置10の処理を示すフローチャートである。
<2-10. Current value identification process and operating current determination process>
Next, specific processing relating to the specification of the current value and the determination of the operating current performed by the evaluation device 10 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing processing of the evaluation apparatus 10 relating to specification of the current value and determination of the operating current.

まず、電流導入部11は、任意に設定された複数の所定の電流値の中から、電流値を1つ選択する。電流導入部11は、選択した電流値の電流を、薄膜太陽電池7に対して順方向に導入する(S11)。導入された電流によって、薄膜太陽電池7が発光するため、発光強度測定部12は、薄膜太陽電池7が発光する光を検出し、検出した光の強度(発光強度)を測定する(S12)。   First, the current introduction unit 11 selects one current value from a plurality of arbitrarily set current values. The current introduction unit 11 introduces the current having the selected current value in the forward direction with respect to the thin-film solar cell 7 (S11). Since the thin film solar cell 7 emits light by the introduced current, the light emission intensity measuring unit 12 detects the light emitted from the thin film solar cell 7 and measures the intensity (light emission intensity) of the detected light (S12).

次に、変化量算出部21は、発光強度測定部12が測定した発光強度について、横方向の距離に対する変化量を算出する(S13)。   Next, the change amount calculation unit 21 calculates the change amount with respect to the distance in the horizontal direction for the light emission intensity measured by the light emission intensity measurement unit 12 (S13).

そして、変化量算出部21は、任意に設定された複数の所定の電流値全てについて、変化量を算出したかどうかを確認する(S14)。変化量算出部21が任意に設定された複数の所定の電流値全てについて変化量を算出していない場合(S14でNO)、電流導入部11は、任意に設定された複数の所定の電流値の中から、まだ導入していない電流値を1つ選択する(S15)。そして、S11〜S13の処理を行う。   Then, the change amount calculation unit 21 checks whether or not the change amount has been calculated for all of a plurality of arbitrarily set predetermined current values (S14). When the change amount calculation unit 21 does not calculate the change amount for all of the plurality of predetermined current values arbitrarily set (NO in S14), the current introduction unit 11 sets the plurality of predetermined current values arbitrarily set. One current value that has not yet been introduced is selected from the list (S15). And the process of S11-S13 is performed.

一方、変化量算出部21が任意に設定された複数の所定の電流値全てについて変化量を算出した場合(S14でYES)、電流値特定部24は、変化量算出部21が算出した変化量が実質的にゼロであるかどうかを判断し、実質的にゼロと判断した変化量に対応する電流値を特定する(S16)。   On the other hand, when the change amount calculation unit 21 calculates the change amount for all of a plurality of predetermined current values arbitrarily set (YES in S14), the current value specifying unit 24 calculates the change amount calculated by the change amount calculation unit 21. Is determined to be substantially zero, and a current value corresponding to the amount of change determined to be substantially zero is specified (S16).

そして、作動電流決定部25は、電流値特定部24が特定した電流値の中から最も大きい値を評価対象の薄膜太陽電池7の作動電流の値として決定する(S17)。   Then, the operating current determining unit 25 determines the largest value among the current values specified by the current value specifying unit 24 as the value of the operating current of the thin film solar cell 7 to be evaluated (S17).

以上のように、薄膜太陽電池の評価装置10によれば、薄膜太陽電池の評価方法を簡便かつ確実に実施することができる。この場合、従来の評価装置のように、大型かつ複雑な装置は必要なく、簡便な装備で正確に薄膜太陽電池素子の発光強度を測定して、薄膜太陽電池素子の性能を評価することができる。   As described above, according to the thin film solar cell evaluation apparatus 10, the thin film solar cell evaluation method can be easily and reliably performed. In this case, there is no need for a large and complicated device as in the conventional evaluation device, and the performance of the thin film solar cell device can be evaluated by accurately measuring the emission intensity of the thin film solar cell device with simple equipment. .

なお、上述の説明では、主として薄膜太陽電池素子や薄膜太陽電池モジュールの評価装置や評価方法について述べてきたが、本発明はこれに限られるものではなく、薄膜太陽電池モジュールが複数連結された薄膜太陽電池パネルの評価も行うことができる。この場合、必要に応じて、印加する電流の強度や電圧、プローブの形状等を適宜変更できる。例えば、順方向への電流を薄膜太陽電池素子1つあたり、1〜80〔mA/cm 〕に相当する総電流となるように設定すればよい。また、薄膜太陽電池モジュールの大きさに応じて、暗箱から暗室へ変更してもよい。さらに、上述したように、薄膜太陽電池モジュールを鉛直方向に設置して、図3における発光強度測定部12を90°回転させて撮影に用いてもよい。 In the above description, the evaluation apparatus and the evaluation method for thin film solar cell elements and thin film solar cell modules have been mainly described. However, the present invention is not limited to this, and a thin film in which a plurality of thin film solar cell modules are connected. Evaluation of solar cell panels can also be performed. In this case, the intensity and voltage of the applied current, the shape of the probe, and the like can be appropriately changed as necessary. For example, the current in the forward direction may be set to be a total current corresponding to 1 to 80 [mA / cm 2 ] per thin film solar cell element. Moreover, you may change from a dark box to a dark room according to the magnitude | size of a thin film solar cell module. Furthermore, as described above, the thin-film solar cell module may be installed in the vertical direction, and the emission intensity measurement unit 12 in FIG.

最後に、上記評価装置10の各ブロックは、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにCPUを用いてソフトウェアによって実現してもよい。   Finally, each block of the evaluation apparatus 10 may be configured by hardware logic, or may be realized by software using a CPU as follows.

すなわち、上記評価装置10は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するCPU(central processing unit)、上記プログラムを格納したROM(read only memory)、上記プログラムを展開するRAM(random access memory)、上記プログラム及び各種データを格納するメモリ等の記憶装置(記録媒体)などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである評価装置10の制御プログラムのプログラムコード(実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム)をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記評価装置10に供給し、そのコンピュータ(又はCPUやMPU)が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。   That is, the evaluation apparatus 10 includes a CPU (central processing unit) that executes instructions of a control program that realizes each function, a ROM (read only memory) that stores the program, and a RAM (random access memory) that expands the program. And a storage device (recording medium) such as a memory for storing the program and various data. An object of the present invention is to provide a recording medium in which a program code (execution format program, intermediate code program, source program) of a control program of the evaluation apparatus 10 that is software that realizes the above-described functions is recorded so as to be readable by a computer. This can also be achieved by supplying the evaluation device 10 and reading and executing the program code recorded on the recording medium by the computer (or CPU or MPU).

上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー(登録商標)ディスク/ハードディスク等の磁気ディスクやCD−ROM/MO/MD/DVD/CD−R等の光ディスクを含むディスク系、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード系、あるいはマスクROM/EPROM/EEPROM/フラッシュROM等の半導体メモリ系などを用いることができる。   Examples of the recording medium include a tape system such as a magnetic tape and a cassette tape, a magnetic disk such as a floppy (registered trademark) disk / hard disk, and an optical disk such as a CD-ROM / MO / MD / DVD / CD-R. Card system such as IC card, IC card (including memory card) / optical card, or semiconductor memory system such as mask ROM / EPROM / EEPROM / flash ROM.

また、評価装置10を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを、通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、LAN、ISDN、VAN、CATV通信網、仮想専用網(virtual private network)、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、IEEE1394、USB、電力線搬送、ケーブルTV回線、電話線、ADSL回線等の有線でも、IrDAやリモコンのような赤外線、Bluetooth(登録商標)、802.11無線、HDR、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。   Further, the evaluation apparatus 10 may be configured to be connectable to a communication network, and the program code may be supplied via the communication network. The communication network is not particularly limited. For example, the Internet, intranet, extranet, LAN, ISDN, VAN, CATV communication network, virtual private network, telephone line network, mobile communication network, satellite communication. A net or the like is available. Further, the transmission medium constituting the communication network is not particularly limited. For example, even in the case of wired such as IEEE 1394, USB, power line carrier, cable TV line, telephone line, ADSL line, etc., infrared rays such as IrDA and remote control, Bluetooth ( (Registered trademark), 802.11 wireless, HDR, mobile phone network, satellite line, terrestrial digital network, and the like can also be used. The present invention can also be realized in the form of a computer data signal embedded in a carrier wave in which the program code is embodied by electronic transmission.

なお、上記薄膜太陽電池の評価装置を備え、さらに当該評価装置の結果に基づき、透明導電膜電極における直列抵抗を評価する評価手段を備える、透明導電膜電極の直列抵抗の評価装置を用いることによって、評価された薄膜太陽電池の直列成分に基づいて、薄膜太陽電池素子における透明導電膜電極の直列抵抗を評価することができる。   In addition, by using the evaluation apparatus of the series resistance of a transparent conductive film electrode provided with the evaluation apparatus of the said thin film solar cell, and also provided with the evaluation means which evaluates the series resistance in a transparent conductive film electrode based on the result of the said evaluation apparatus Based on the evaluated serial component of the thin film solar cell, the series resistance of the transparent conductive film electrode in the thin film solar cell element can be evaluated.

<3.薄膜太陽電池の製造方法>
上述したように、本発明に係る薄膜太陽電池の評価方法及び評価装置は、従来行うことができなかった、製品レベルでの直列抵抗成分について、簡便かつ正確に評価することができる。
<3. Manufacturing method of thin film solar cell>
As described above, the thin-film solar cell evaluation method and evaluation apparatus according to the present invention can easily and accurately evaluate series resistance components at the product level, which could not be performed conventionally.

さらに、本発明に係る薄膜太陽電池の評価方法又は評価装置は、従来の技術に比べて、例えば、走査プローブ(電子線、レーザ)が不要であり、簡便な測定を行い得る、また大型の設備が不要なため、製品状態(製造工場で完成した状態や設置した状態)で観察・評価を行うことが可能である。   Further, the thin film solar cell evaluation method or evaluation apparatus according to the present invention does not require, for example, a scanning probe (electron beam, laser), and can perform simple measurement, as compared with the conventional technology, and can be used for large-scale equipment. Therefore, it is possible to observe and evaluate the product in a product state (completed or installed in a manufacturing factory).

また、本発明に係る薄膜太陽電池の評価方法および評価装置を用いることによって、薄膜太陽電池の直列抵抗成分の抵抗値を判定/算出することができ、それに加えて、薄膜太陽電池の直列抵抗成分におけるエネルギーの損失が発生せず、変換効率の高い最適な作動電流を決定することができる。   Moreover, the resistance value of the series resistance component of the thin film solar cell can be determined / calculated by using the evaluation method and the evaluation apparatus for the thin film solar cell according to the present invention, and in addition, the series resistance component of the thin film solar cell. Therefore, the optimum operating current with high conversion efficiency can be determined.

そのため、本発明に係る薄膜太陽電池の評価方法を薄膜太陽電池の製造方法の一工程として組み込むことによって、光の透過率を向上もしくは維持したまま、抵抗値を小さくした直列抵抗成分を有する薄膜太陽電池を製造することができる。それに加えて、発電時に薄膜太陽電池の直列抵抗成分におけるエネルギーの損失が発生せず、変換効率の高い最適な作動電流で動作する薄膜太陽電池を製造することができる。   Therefore, by incorporating the thin film solar cell evaluation method according to the present invention as one step of the thin film solar cell manufacturing method, the thin film solar cell having a series resistance component with a reduced resistance value while improving or maintaining the light transmittance. A battery can be manufactured. In addition, energy loss in the series resistance component of the thin-film solar cell does not occur during power generation, and a thin-film solar cell that operates at an optimal operating current with high conversion efficiency can be manufactured.

以下実施例を示し、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。さらに、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、それぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   Hereinafter, examples will be shown, and the embodiment of the present invention will be described in more detail. Of course, the present invention is not limited to the following examples, and it goes without saying that various aspects are possible in detail. Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope shown in the claims, and the present invention is also applied to the embodiments obtained by appropriately combining the disclosed technical means. It is included in the technical scope of the invention.

<実施例1>
まず、薄膜太陽電池に順方向に電流を導入し、発光した薄膜太陽電池モジュールの様子をCCDカメラにより観察した。具体的には、8枚の薄膜太陽電池素子で構成されている薄膜太陽電池モジュール(試料番号:J24)に対して、順方向に直流電流200mAが流れるように、電圧8.6Vを印加し、Si CCDカメラを用いて薄膜太陽電池モジュールの発光の様子を観察した。その結果を図6(a)に示す。電流は、図6(a)に示す各薄膜太陽電池素子の右側から左側に注入した。
<Example 1>
First, a current was introduced into the thin film solar cell in the forward direction, and the state of the emitted thin film solar cell module was observed with a CCD camera. Specifically, a voltage of 8.6 V is applied to a thin film solar cell module (sample number: J24) composed of eight thin film solar cell elements so that a direct current of 200 mA flows in the forward direction. The thin-film solar cell module was observed for light emission using a Si CCD camera. The result is shown in FIG. The current was injected from the right side to the left side of each thin film solar cell element shown in FIG.

同図に示すように、各薄膜太陽電池素子の右側(電流を注入した側)が明るくなっており、横方向に進むにつれ発光強度が弱くなっているのがわかる。なお、白っぽく見える部分が強く発光している領域であり、黒く見える部分が発光の弱い領域である。   As shown in the figure, the right side (the side where the current is injected) of each thin film solar cell element is bright, and it can be seen that the emission intensity decreases as it proceeds in the lateral direction. Note that a portion that looks whitish is a region that emits strong light, and a portion that appears black is a region that emits weak light.

また、このとき、横方向上の薄膜太陽電池モジュールの発光強度を測定した。その結果を図6(b)に示す。図6(b)の横軸は図6(a)の左側から右側への方向(横方向とは逆向き)を正とする距離を示し、縦軸は発光強度を示す。図6(b)を見ると、8個のピークがあることがわかる。発光強度と各薄膜太陽電池素子の位置との関係を考慮すると、その8個のピークは、8枚の各薄膜太陽電池素子に対応している。図6(b)のグラフ内に示した「Top」は、各薄膜太陽電池素子における発光強度の最大値を示し、「Bottom」は、各薄膜太陽電池素子における発光強度の最小値を示す。発光強度の最大値(「Top」)は、図6(a)に示す各薄膜太陽電池素子の右端の発光強度であり、発光強度が最小値(「Bottom」)は、各薄膜太陽電池素子の左端の発光強度となっている。つまり、各薄膜太陽電池素子内において、電流の注入点(右端)が最も発光強度が大きく、注入点から他端(左端)に行くに従って発光強度が減衰している。   At this time, the light emission intensity of the thin film solar cell module in the lateral direction was measured. The result is shown in FIG. The horizontal axis in FIG. 6 (b) indicates the distance in which the direction from the left side to the right side in FIG. 6 (a) (the direction opposite to the horizontal direction) is positive, and the vertical axis indicates the emission intensity. It can be seen from FIG. 6B that there are 8 peaks. Considering the relationship between the emission intensity and the position of each thin film solar cell element, the eight peaks correspond to the eight thin film solar cell elements. “Top” shown in the graph of FIG. 6B indicates the maximum value of the emission intensity in each thin film solar cell element, and “Bottom” indicates the minimum value of the emission intensity in each thin film solar cell element. The maximum value (“Top”) of the emission intensity is the emission intensity at the right end of each thin-film solar cell element shown in FIG. 6A, and the minimum emission intensity (“Bottom”) is the value of each thin-film solar cell element. The leftmost emission intensity. That is, in each thin film solar cell element, the emission intensity is the highest at the current injection point (right end), and the emission intensity decreases from the injection point to the other end (left end).

次に、薄膜太陽電池モジュールに流れる電流が50mAになるように印加する電圧を変更し、先ほどと同様の測定を行った。その結果を図6(c)に示す。図6(c)の横軸は図6(b)と同様に、図6(a)の左側から右側への方向を正とする距離を示し、縦軸は発光強度を示す。図6(c)を見ると、図6(b)と同様に、各薄膜太陽電池素子において、電流を注入した側の発光強度が大きく、横方向の距離に従って発光強度が減衰しているのがわかる。しかしながら、図6(b)と比べて、測定した発光強度が全体的に小さくなっており、ノイズの影響を受けているが横方向に対する変化量は判定可能である。   Next, the voltage applied so that the electric current which flows into a thin film solar cell module might be set to 50 mA was changed, and the same measurement as the above was performed. The result is shown in FIG. Similarly to FIG. 6B, the horizontal axis of FIG. 6C indicates the distance with the positive direction from the left side to the right side of FIG. 6A, and the vertical axis indicates the emission intensity. When FIG.6 (c) is seen, similarly to FIG.6 (b), in each thin film solar cell element, the emitted light intensity by the side which injected the electric current is large, and the emitted light intensity is attenuate | damped according to the distance of a horizontal direction. Recognize. However, compared to FIG. 6B, the measured emission intensity is generally small, and although it is affected by noise, the amount of change in the lateral direction can be determined.

次に、同じ薄膜太陽電池モジュールに様々な電流値の電流を導入し、各電流値における、「Top」および「Bottom」の発光強度を測定した。その結果を図7に示す。図7に示す結果から、Top部は注入電流量に応じて増加するが、Bottom部は直列抵抗の影響を受け、ある電流地異常で飽和してしまう。   Next, various current values were introduced into the same thin-film solar cell module, and the emission intensity of “Top” and “Bottom” at each current value was measured. The result is shown in FIG. From the results shown in FIG. 7, the Top portion increases according to the amount of injected current, but the Bottom portion is affected by the series resistance and becomes saturated due to a certain current ground abnormality.

また、薄膜太陽電池モジュールの発光スペクトルを測定した。その結果を図8に示す。図8の横軸は波長を示し、縦軸は発光強度を示す。図8に示す結果から、薄膜太陽電池モジュールが発光する光は、波長1000nm〜1400nm付近にピークを持つことが分かった。   Moreover, the emission spectrum of the thin film solar cell module was measured. The result is shown in FIG. The horizontal axis in FIG. 8 indicates the wavelength, and the vertical axis indicates the emission intensity. From the results shown in FIG. 8, it was found that the light emitted from the thin film solar cell module had a peak in the vicinity of a wavelength of 1000 nm to 1400 nm.

<実施例2>
第2の実施例では、波長1000nm〜1400nm付近にピークを有する光の検出に有用なInGaAs CCDカメラを用いて、薄膜太陽電池素子の発光強度を測定し、変化量が実質的にゼロとなる電流値を探すことにした。具体的には、薄膜太陽電池モジュール(試料番号:J24)に対して様々な電流値の電流を導入し、InGaAs CCDカメラを用いて、発光した薄膜太陽電池モジュールの様子を上記のCCDカメラにより観察した。まず、薄膜太陽電池モジュールに対して、20mA、30mA、80mAの電流を導入した。その結果を図9(a)〜(c)に示す。また、各電流値における、横方向上の薄膜太陽電池モジュールの発光強度を測定した。その結果を図9(d)〜(f)に示す。
<Example 2>
In the second embodiment, the emission intensity of the thin-film solar cell element is measured using an InGaAs CCD camera useful for detecting light having a peak in the vicinity of a wavelength of 1000 nm to 1400 nm, and the current at which the amount of change becomes substantially zero. I decided to look for the value. Specifically, currents of various current values are introduced into the thin film solar cell module (sample number: J24), and the state of the emitted thin film solar cell module is observed with the CCD camera using an InGaAs CCD camera. did. First, currents of 20 mA, 30 mA, and 80 mA were introduced into the thin film solar cell module. The results are shown in FIGS. Moreover, the light emission intensity of the thin film solar cell module in the horizontal direction at each current value was measured. The results are shown in FIGS. 9 (d) to 9 (f).

第2の実施例でも、電流の注入は、図9(a)〜(c)に示す各薄膜太陽電池素子の右側から左側に対して行った。   Also in the second example, the current was injected from the right side to the left side of each thin film solar cell element shown in FIGS.

図9(d)〜(f)では、図6(b)および(c)と同様に、横軸は、それぞれ図9(a)〜(c)の左側から右側への方向を正とする距離を示し、縦軸は、発光強度を示す。   9 (d) to 9 (f), as in FIGS. 6 (b) and 6 (c), the horizontal axis represents the distance in which the direction from the left side to the right side in FIGS. 9 (a) to 9 (c) is positive. The vertical axis indicates the emission intensity.

図9(d)〜(f)を見ると、導入する電流値が小さいほど、各薄膜太陽電池素子内における、発光強度の横方向距離に対する変化量が小さくなっているのがわかる。発光強度の横方向距離に対する変化量は、「傾き」で表される。図9(d)〜(f)に描かれた破線は、その「傾き」を示し、導入する電流値が小さいほど、傾きが緩やかになっているのがわかる。   9D to 9F, it can be seen that the smaller the current value to be introduced, the smaller the amount of change in the emission intensity with respect to the lateral distance in each thin film solar cell element. The amount of change of the emission intensity with respect to the lateral distance is represented by “slope”. The broken lines drawn in FIGS. 9D to 9F indicate the “slope”, and it can be seen that the slope becomes gentler as the current value to be introduced is smaller.

図9(d)を見ると、変化量(傾き)がほぼゼロになっている。このことから、薄膜太陽電池モジュールに20mAの電流を導入した場合、薄膜太陽電池素子の直列抵抗成分におけるエネルギー損失が最も発生していないとわかる。   As shown in FIG. 9D, the amount of change (slope) is almost zero. From this, it is understood that when a current of 20 mA is introduced into the thin film solar cell module, the energy loss in the series resistance component of the thin film solar cell element is least generated.

本発明に係る薄膜太陽電池の評価方法等は、薄膜太陽電池モジュールを製造する際に行われる品質検査などに利用することができる。   The thin film solar cell evaluation method and the like according to the present invention can be used for quality inspection and the like performed when manufacturing a thin film solar cell module.

7 薄膜太陽電池
7a 薄膜太陽電池素子
10 評価装置
11 電流導入部(電流導入手段)
12 発光強度測定部(発光強度測定手段)
20 演算部
21 変化量算出部(変化量算出手段)
22 抵抗値判定部(抵抗値判定手段)
23 抵抗値算出部(抵抗値算出手段)
24 電流値特定部(電流値特定手段)
25 作動電流決定部(作動電流決定手段)
32 上部透明導電膜電極(透明導電膜電極)
7 thin film solar cell 7a thin film solar cell element 10 evaluation apparatus 11 current introduction part (current introduction means)
12 Luminescence intensity measuring part (luminescence intensity measuring means)
20 arithmetic unit 21 change amount calculation unit (change amount calculation means)
22 Resistance value determination unit (resistance value determination means)
23. Resistance value calculation unit (resistance value calculation means)
24 Current value specifying unit (current value specifying means)
25 Operating current determining section (Operating current determining means)
32 Upper transparent conductive film electrode (transparent conductive film electrode)

Claims (13)

薄膜太陽電池の性能評価を行う薄膜太陽電池の評価方法であって、
上記薄膜太陽電池を構成する薄膜太陽電池素子に対して、順方向に直流電流を導入する電流導入工程と、
上記電流導入工程によって、上記薄膜太陽電池素子から生じる光の発光強度を測定する発光強度測定工程と、
上記発光強度測定工程によって測定された上記発光強度について、上記薄膜太陽電池素子の横方向の距離に対する変化量を算出する変化量算出工程とを含むことを特徴とする評価方法。
An evaluation method of a thin film solar cell for evaluating the performance of the thin film solar cell,
For the thin film solar cell element constituting the thin film solar cell, a current introduction step for introducing a direct current in the forward direction;
A light emission intensity measuring step of measuring light emission intensity of light generated from the thin film solar cell element by the current introduction step;
An evaluation method comprising: a change amount calculation step of calculating a change amount with respect to a distance in a lateral direction of the thin film solar cell element with respect to the light emission intensity measured by the light emission intensity measurement step.
さらに、上記変化量算出工程において算出した変化量が所定の値より大きい場合には、直列抵抗値が大きいと判定し、所定の値より小さい場合には直列抵抗値が小さいと判定する抵抗値判定工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の評価方法。   Further, when the change amount calculated in the change amount calculation step is larger than a predetermined value, it is determined that the series resistance value is large, and when the change amount is smaller than the predetermined value, the resistance value determination is determined that the series resistance value is small. The evaluation method according to claim 1, further comprising a step. さらに、上記変化量算出工程において算出した変化量に基づいて、上記薄膜太陽電池の直列抵抗値を算出する抵抗値算出工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の評価方法。   The evaluation method according to claim 1, further comprising a resistance value calculation step of calculating a series resistance value of the thin-film solar cell based on the change amount calculated in the change amount calculation step. 上記電流導入工程において、直流電流の電流値を任意に設定した複数の所定の電流値にて、薄膜太陽電池素子に対して、順方向に直流電流を導入し、
上記発光強度測定工程において、上記複数の所定の電流値に対応する発光強度をそれぞれ測定し、
上記変化量算出工程において、測定された各発光強度について、上記薄膜太陽電池素子の横方向の距離に対する変化量をそれぞれ算出し、
さらに、得られた複数の算出結果について、変化量が実質的にゼロであるかどうかを判断し、実質的にゼロと判断した変化量に対応する電流値を特定する電流値特定工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の評価方法。
In the current introduction step, a direct current is introduced in the forward direction with respect to the thin-film solar cell element at a plurality of predetermined current values arbitrarily setting the current value of the direct current,
In the emission intensity measurement step, the emission intensity corresponding to the plurality of predetermined current values is measured,
In the change amount calculation step, for each measured light emission intensity, the change amount with respect to the lateral distance of the thin film solar cell element is calculated,
Furthermore, it includes a current value specifying step of determining whether or not the change amount is substantially zero for a plurality of obtained calculation results and specifying a current value corresponding to the change amount determined to be substantially zero. The evaluation method according to claim 1, wherein:
さらに、上記電流値特定工程によって、特定された電流値の中から、最も大きい電流値を上記薄膜太陽電池素子の作動電流の電流値として決定する作動電流決定工程を含むことを特徴とする請求項4に記載の評価方法。   The method further comprises an operating current determining step of determining the largest current value among the current values specified by the current value specifying step as a current value of the operating current of the thin-film solar cell element. 4. The evaluation method according to 4. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の評価方法を用いて、薄膜太陽電池素子における透明導電膜電極の直列抵抗を評価する透明導電膜電極における直列抵抗の評価方法。   The evaluation method of the serial resistance in the transparent conductive film electrode which evaluates the serial resistance of the transparent conductive film electrode in a thin film solar cell element using the evaluation method of any one of Claims 1-5. 薄膜太陽電池の性能評価を行う薄膜太陽電池の評価装置であって、
上記薄膜太陽電池を構成する薄膜太陽電池素子に対して、順方向に直流電流を導入する電流導入手段と、
上記電流導入手段が導入した直流電流によって、上記薄膜太陽電池素子から生じる光の発光強度を測定する発光強度測定手段と、
上記発光強度測定手段が測定した上記発光強度について、上記薄膜太陽電池素子の横方向の距離に対する変化量を算出する変化量算出手段とを備えることを特徴とする評価装置。
A thin-film solar cell evaluation apparatus for evaluating the performance of a thin-film solar cell,
Current introduction means for introducing a direct current in the forward direction with respect to the thin film solar cell element constituting the thin film solar cell,
Luminous intensity measuring means for measuring the luminous intensity of light generated from the thin film solar cell element by the direct current introduced by the current introducing means;
An evaluation apparatus comprising: a change amount calculating means for calculating a change amount with respect to a lateral distance of the thin film solar cell element with respect to the light emission intensity measured by the light emission intensity measuring means.
さらに、上記変化量算出手段が算出した変化量が所定の値より大きい場合には、直列抵抗値が大きいと判定し、所定の値より小さい場合には直列抵抗値が小さいと判定する抵抗値判定手段を備えることを特徴とする請求項7に記載の評価装置。   Further, when the change amount calculated by the change amount calculating means is larger than a predetermined value, it is determined that the series resistance value is large, and when it is smaller than the predetermined value, the resistance value determination is determined that the series resistance value is small. The evaluation apparatus according to claim 7, further comprising means. さらに、上記変化量算出手段が算出した変化量に基づいて、上記薄膜太陽電池の直列抵抗値を算出する抵抗値算出手段を備えることを特徴とする請求項7に記載の評価装置。   8. The evaluation apparatus according to claim 7, further comprising resistance value calculation means for calculating a series resistance value of the thin film solar cell based on the change amount calculated by the change amount calculation means. 上記電流導入手段は、直流電流の電流値を任意に設定した複数の所定の電流値にて、薄膜太陽電池素子に対して、順方向に直流電流を導入するものであり、
上記発光強度測定手段は、上記複数の所定の電流値に対応する発光強度をそれぞれ測定するものであり、
上記変化量算出手段は、上記発光強度測定手段が測定した各発光強度について、上記薄膜太陽電池素子の横方向の距離に対する変化量をそれぞれ算出するものであり、
さらに、得られた複数の算出結果について、変化量が実質的にゼロであるかどうかを判断し、実質的にゼロと判断した変化量に対応する電流値を特定する電流値特定手段を備えることを特徴とする請求項7に記載の評価装置。
The current introduction means is for introducing a direct current in the forward direction with respect to the thin-film solar cell element at a plurality of predetermined current values arbitrarily setting the current value of the direct current,
The emission intensity measuring means measures emission intensity corresponding to the plurality of predetermined current values,
The change amount calculation means calculates the change amount with respect to the lateral distance of the thin-film solar cell element for each emission intensity measured by the emission intensity measurement means,
Furthermore, it is provided with a current value specifying means for determining whether or not the change amount is substantially zero for a plurality of obtained calculation results, and specifying a current value corresponding to the change amount determined to be substantially zero. The evaluation apparatus according to claim 7.
さらに、上記電流値特定手段が特定した電流値の中から、最も大きい電流値を上記薄膜太陽電池素子の作動電流の電流値として決定する作動電流決定手段を備えることを特徴とする請求項10に記載の評価装置。   The operation current determining means for determining the largest current value as the current value of the operation current of the thin-film solar cell element from the current values specified by the current value specifying means. The evaluation device described. 請求項7〜11のいずれか1項に記載の評価装置を備え、さらに当該評価装置の結果に基づき、透明導電膜電極における直列抵抗を評価する評価手段を備えることを特徴とする透明導電膜電極における直列抵抗の評価装置。   A transparent conductive film electrode comprising the evaluation device according to any one of claims 7 to 11, and further comprising evaluation means for evaluating a series resistance in the transparent conductive film electrode based on a result of the evaluation device. Evaluation device for series resistance in 請求項1〜5のいずれか1項に記載の薄膜太陽電池の評価方法を一工程として含むことを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。   The manufacturing method of the thin film solar cell characterized by including the evaluation method of the thin film solar cell of any one of Claims 1-5 as 1 process.
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