JP5328041B2 - ソーラシミュレータ及びソーラシミュレータによる測定方法 - Google Patents

Description

本発明は太陽電池などの光電変換素子やそのパネル体の電流電圧特性（以下、単に特性ともいう）を高速・高精度に測定するためのソーラシミュレータとこれによる測定方法に関する。

太陽電池、光起電力素子、光センサーなどの光電変換素子の光電変換特性は、光照射下において、前記光電変換素子の電流電圧特性を測定することによって測定される。太陽電池の特性測定では、横軸を電圧、縦軸を電流として、収集したデータをプロットすることにより出力特性曲線を得ている。この曲線は一般に、ＩＶカーブという。

そして、その測定方法としては、照射光として太陽光を利用する方法と、人工光源を利用する方法とがある。このうち人工光源を利用する方法には、定常光の光源を用いる方法とフラッシュ光の光源を用いる方法が、特許文献１，２などにより知られている。

従来より光電変換素子の実用化に伴い、特に受光面積の大きな太陽電池のような光電変換素子（以下、単に太陽電池という）の電流電圧特性は、太陽光の標準的な照度である１０００Ｗ／ｍ２程度の放射照度の下で測定されている。そして測定時の照度が１０００Ｗ／ｍ２を越えた分と下廻った分は、照度補正の計算式で補正計算を行っていた。

また大面積の太陽電池の電流電圧特性の測定では、１０００Ｗ／ｍ２程度の照度の光を、大面積の受光面に均一に照射する必要がある。このため人工光源を利用する場合には、例えば照射面積１ｍ２あたり数十ｋｗ程度の大電力の放電灯を必要とする。しかしながら、そのような大電力の放電灯によって定常光を発生させるには、大電力を定常的に供給せねばならない。このためには非常に大規模な設備が必要となって現実性に乏しい。

また、定常光を用いるソーラシミュレータでは、光源用ランプとして、連続点灯用のキセノンランプやメタルハライドランプ等が用いられる。図１０は、これらのランプの照度と時間の関係を示す図であるが、この図に示すように、これらのランプは点灯開始から、照度が安定するまで数十分以上かかることが多い。加えて同一条件で点灯を継続しないと照度が飽和状態にならないため、測定までに多大の時間を要する。一方では、長時間点灯して、累積点灯時間が長くなると、照度が漸減する傾向があるので照度特性が安定しない。また、被測定体である太陽電池への光の照射は、シャッターの開閉によって遮光と照射を切り替えて行うが、試験体への照射時間がシャッターの動作速度に依存し、照射時間が数１００ｍsec以上となることが多い。照射時間が長いと、太陽電池自体の温度上昇を招来して精度の高い測定が困難になる。

定常光を用いるソーラシミュレータでは、照度を安定させるため連続点灯を維持しておく必要があるが、そうすると光源を収設した筐体内の温度上昇が著しくなる。また、筐体内の部品は、常時、光に曝されることになるため、光学部品（ミラー、光学フィルター）が劣化する原因となる。

更に、定常光の光源ランプは１回消灯すると、再点灯して照度が飽和状態に達するまでに数十分を要する。これを避けるために、常時、連続点灯のまま使用されている。この結果、定常光のランプでは累積点灯時間が増大しやすく、その結果、ランプ寿命に短期間で到達する傾向が高い。

従って、太陽電池モジュールの製造ラインにおいて、定常光方式のソーラシミュレータを使用すると、消耗するランプの本数が、ランニングコストとして加算され、測定コストのみならず太陽電池の製造コストを押上げる。

また、定常光のシミュレータでは、被測定体である太陽電池に光源光が照射される時間が比較的長い。このため、同一の太陽電池に対してＩＶカーブの測定を繰返し行うと、その太陽電池の温度が上昇する。太陽電池は温度が上昇すると、出力電圧が低下する傾向があり、温度上昇によって、最大出力Ｐｍａｘも低下することが知られている。従って、定常光を使ったシミュレータでは、測定中に太陽電池の温度を測定し、温度補正をするための補正式が規格により定められている。

しかし、太陽電池の温度測定にはつぎのような問題があり、簡単ではない。一般住宅等で用いられる電力用太陽電池は、表側のガラスに対して、ＥＶＡ（エチレンビニールアセテート）、太陽電池セル、さらにＥＶＡが積層され、裏側に樹脂製のバックシートがあって、これら積層したものをラミネートした構造となっている。このような積層構造の太陽電池を、その製造ラインにおいて温度測定すると、その測定はバックシート表面、もしくは、ガラス表面の温度しか検出していないことになる。従って、ソーラシミュレータから照射した光を、太陽電池セルが受光することによって一時的に温度が上昇しても、太陽電池セル自体の温度を正確に測定することは相当に困難である。このことから太陽電池セルの温度測定を高精度に行うことは困難になる。このため正しく温度補正することもまた困難である。

そこで、定常光ではなく、フラッシュ光を発生させることによって、大面積の太陽電池の電流電圧特性を測定する方法が提案されている。フラッシュ光を発生させる疑似太陽光の光源にはキセノンランプが使用されるが、発光時間の比較的長い１回のフラッシュ光を使用する単一フラッシュ光による測定方法と、発光時間の短いフラッシュ光を多数回使用するショートフラッシュ光による測定方法とがある。

いずれのフラッシュ光による太陽電池の電流電圧特性の測定でも、定常光のように測定中の太陽電池の温度上昇の問題が殆んどないため、温度補正をほぼ必要としないという長所がある。

また、フラッシュ光によるデータ収集を行うソーラシミュレータでは、発光時間が短くなるので、上述の定常光ソーラシミュレータのような光学部品の劣化が緩和され、ランプ寿命も比較的長くなるという利点がある。

しかし、キセノンランプをフラッシュ点灯させる場合、照度がバラツクことが知られている。そのため、照度に±５％程度の許容範囲の幅をもたせてフラッシュ点灯をする必要がある。そして、発光時の照度によって照度補正をするが、許容範囲が大きい分、測定精度が悪くなる。

また、１回の発光で太陽電池の負荷を掃引してＩＶ特性曲線を得るために１００ｍsecを越える長いパルスを作る必要がある。このような長いパルス発光をするために、１回の発光と次の発光との間の休止時間を長くとらなければならない。そのため、最初のフラッシュ点灯において、照度が不適切で照度調整がしきれないと、次の点灯まで、長い時間待たなければならないことになる。また、フラッシュ点灯させるための負荷が大きいので、光源となるキセノンランプの寿命が短くなる。

ショートフラッシュ光を複数回照射する測定方法は、フラッシュ点灯させる負荷が小さいことから、短い間隔で発光させることができる。また、発光時間が短いので、ランプ内部の状況（例えば、温度）も変化せず照度は安定する。被測定体としての太陽電池の温度も上昇しないので、温度補正なども不要となる。

しかしながら、このショートフラッシュ光による測定は次のような問題がある。図１１は、ショートフラッシュ光の波形を示す図である。この図に示すように、複数回照射される各フラッシュ光の波形は、頂部に平坦部を持たない山なり（山のすそ野の幅で、約１ｍsec）の形状である。そのため、１回のフラッシュ点灯においては、１組（照度、太陽電池の出力電流と電圧）のデータしか収集できない。
特許第２８８６２１５号公報 特開２００３−３１８２５号公報

従来のソーラシミュレータにおける測定方法における問題点は上述のとおりである。また上記の問題は、多接合型の太陽電池のように応答特性の遅い太陽電池においては、ショートパルスの場合は、照度の変動に追従できず、出力が低く測定される傾向が生じまったく不向きである。定常光の場合には、光源ランプの発光時間が長くなることからランプ等の光学部品の寿命が著しく悪化する。
応答特性の遅い太陽電池の出力特性を測定する場合に、ランプの発光時間が長くなることは、ランプ寿命の著しい悪化をもたらすばかりか、ランプの照射光を被測定体である太陽電池が長時間受けることにより昇温し太陽電池出力特性が変化し測定精度に影響する。さらに測定時間も長くなるので長時間発光が可能なフラッシュ光源が必要になり、光源点灯装置が大型化しコスト増になる。
本発明は、上記の問題点に鑑み、応答特性の遅い太陽電池でも、光源ランプの発光時間を極力短くし、上記問題を解決した太陽電池の出力特性を測定できるソーラシミュレータの測定方法と、その方法を実施するためのソーラシミュレータを提供することを目的としている。

上記課題を解決する本発明のソーラシミュレータの測定方法は、少なくとも１つ以上の光源を同時に点灯させパルス波形の頂部が平坦になるフラッシュ光を発光させる工程と、該フラッシュ光を被測定体としての太陽電池に照射し、照度検出器により照度制御を行いながら、該太陽電池の電子負荷を掃引し、太陽電池から出力される電流と電圧を複数点測定する測定工程と、を有するソーラシミュレータによる測定方法であって、該フラッシュ光を被測定体としての太陽電池に照射中に、該太陽電池の応答特性に応じて電子負荷指令への指示速度を可変制御し、該太陽電池から出力される電流と電圧を測定することを特徴とする。

上記課題を解決する本発明のソーラシミュレータの別形態の測定方法は、少なくとも１つ以上の光源を同時に点灯させパルス波形の頂部が平坦になるフラッシュ光を発光させる工程と、該フラッシュ光を被測定体としての太陽電池に照射し、照度検出器により照度制御を行いながら、該太陽電池の電子負荷を掃引し、太陽電池から出力される電流と電圧を複数点測定する測定工程と、を有するソーラシミュレータによる測定方法であって、該フラッシュ光を被測定体としての太陽電池に照射中に、該太陽電池の応答特性に応じて電子負荷指令への指示値を可変制御し、電子負荷指令の掃引速度を自動調整して、該太陽電池から出力される電流と電圧を測定することを特徴とするソーラシミュレータによる測定方法。

本発明は上記構成において、該フラッシュ光を被測定体としての太陽電池に照射し電子負荷の掃引速度を、掃引する電子負荷の各区域に対して掃引速度を変更したパターンを複数種類設定し、被測定体の太陽電池の応答特性によりそのパターンを選択して電子負荷を掃引し、被測定体の太陽電池から出力される電流と電圧を測定することを特徴とするソーラシミュレータによる測定方法とすることができる。

また、被測定体である太陽電池の測定時間に応じて、少なくとも１回以上光源ランプを発光させ、電流および電圧の測定点を複数点ずつ分割して測定を行うことを特徴とするソーラシミュレータによる測定方法とすることもできる。

前記フラッシュ光の光パルス波形の上部平坦部の幅が１００ｍsec以上５００ｍsec以下の光パルス波形である測定方法とすることもできる。

また、上記の測定方法を実施するためのソーラシミュレータは、被測定体としての太陽電池に対しフラッシュ光を照射する光源と、該光源のフラッシュ光の照度を検出する照度検出器と、電子負荷を備えた前記被測定体の負荷回路と、前記電子負荷を掃引制御する制御回路と、前記被測定体から出力される電流と電圧のデータを収集するデータ収集部とを有するソーラシミュレータであって、 前記負荷を掃引制御する制御回路は、該フラッシュ光を被測定体としての太陽電池に照射中に、該太陽電池の応答特性に応じて電子負荷指令への指示速度を可変制御し、該太陽電池から出力される電流と電圧を測定することを特徴としている。

さらに、上記の測定方法を実施するためのソーラシミュレータは、被測定体としての太陽電池に対しフラッシュ光を照射する光源と、該光源のフラッシュ光の照度を検出する照度検出器と、電子負荷を備えた前記被測定体の負荷回路と、前記電子負荷を掃引制御する制御回路と、前記被測定体から出力される電流と電圧のデータを収集するデータ収集部とを有するソーラシミュレータであって、 前記負荷を掃引制御する制御回路は、該フラッシュ光を被測定体としての太陽電池に照射中に、該太陽電池の応答特性に応じて電子負荷指令への指示値を可変制御し、電子負荷指令の掃引速度を自動調整して、該太陽電池から出力される電流と電圧を測定することを特徴としている。

本発明では、被測定物である太陽電池のフラッシュ光を照射中に、太陽電池の応答特性に応じて電子負荷指令の指示速度を可変制御したり、電子負荷指令の掃引速度を可変制御している。応答の遅い太陽電池を測定する場合でも応答の遅い部分のみを電子負荷指令の掃引速度を遅くすればよい。したがって測定時間を短くすることができ、光源のフラッシュ時間を必要最低限とすることができる。結果として光源ランプの無駄な点灯時間が無くなりランプ寿命が向上する。さらに光源ランプの発光時間を、１００ｍsec〜５００ｍsecとすることにより１回のフラッシュで応答特性の遅い太陽電池の出力特性を測定することができる。

またこのような太陽電池の応答特性の遅い部分と早い部分は、太陽電池の種類により異なる。しかし各太陽電池の種類毎に、負荷の掃引速度の変更パターンを設定しておくことにより太陽電池の出力特性を測定する効率を向上させることができる。

太陽電池の応答の遅い部分の動作点は、生産ラインで流れる太陽電池の種類によりばらつきがある。このばらつきをカバーするように区域毎に負荷の掃引速度の変更パターンを設定することにより、応答の遅い部分の最適動作点付近の特性にばらつきの有る太陽電池の出力特性を同一の変更パターンで測定することができる。

本発明の測定方法は、連続点灯用の光源だけでなく、パルス発光タイプの光源に対しても使用可能である。したがって発光パルスのパルス波形の上部平坦部の幅が４ｍsec〜１０ｍsec程度のミドルパルスを使用して応答性の遅い太陽電池の出力特性を測定する場合にも適用可能であり、発光回数を極力少なくすることができる。したがってランプ寿命の向上につながる。

さらに本発明の測定方法は、単一の光源だけでなく、複数光源を設けたソーラシュミレータの測定方法にも適用可能である。この場合、複数光源の発光時間を短縮することができるので、安価なシーラシュミレータを提供することができる。

単一フラッシュ光の波形を示す図である。 ミドルパルスフラッシュ光の波形を示す図である。 本発明の測定方法を実施するソーラシミュレータの一例のブロック図である。 本発明において被測定体である太陽電池の出力特性を測定する際の電子負荷の変更速度の調整方法の説明図である。 本発明における電流制御での実施例の説明図。 単一フラッシュ光で測定時間が長くなった場合の波形説明図。 本発明における電圧制御での実施例の説明図。 複数フラッシュ測定の実施例の説明図。 実施例４における電子負荷指令速度の変更パターンの説明図。 従来のソーラシミュレータにおける光源光の波形を模式的に示した照度波形図で、定常光の照度と時間の関係を示す図である。 ショートフラッシュ光の波形を示す図である。

次に本発明の実施の形態例について、図に拠り説明する。図１は、本発明の測定方法にて使用する単一フラッシュ光の波形である。図２は、ミドルパルスフラッシュ光の波形である。図３は、本発明の測定方法を実施するソーラシミュレータの一例のブロック図である。図4は、本発明において被測定体である太陽電池の出力特性を測定する際の電子負荷の変更速度の調整方法の説明図である。図５は、本発明における電流制御での実施例の説明図である。図６は、単一フラッシュ光で測定時間が長くなった場合の波形説明図である。図７は、本発明における電圧制御での実施例の説明図である。図８は、複数フラッシュ測定の実施例の説明図。図９は、実施例４における電子負荷指令速度の変更パターンの説明図である。

＜１＞本発明の測定方法に用いる光源光のパルス波形の形態
単一フラッシュ光は、大電流を出力できる直流電源を用いて、キセノンランプをフラッシュ点灯させる方式である。図１に示すように、光パルス波形の最初に照度が大きく上下する部分があり、その後、一定の照度になる。このような単一フラッシュ光を用いる測定方法では、パルス波形において照度が一定になる間に、負荷を制御しながら被測定体である太陽電池から出力される電流と電圧のデータを収集することによりその太陽電池の出力測定を行う。

本発明の測定方法では、単一フラッシュ光だけでなく、パルス発光タイプの光源光も使用可能である。図２のような発光パルスのパルス波形の上部平坦部の幅が４ｍsec〜１０ｍsec程度のミドルパルスを使用し、本発明の測定方法を使用し応答性の遅い太陽電池の出力特性を測定することも可能である。

＜２＞ソーラシミュレータの構成
図３は、本発明の測定方法を適用するソーラシミュレータの構成を示している。ソーラシミュレータは、光源ランプ１、電源回路２（パルス幅制御回路等を含む）、照度検出器３、電子負荷装置５、パソコン６、データ処理ボード６ａ、アナログ出力ボード６ｂ、データ収集ボード７、電子負荷指令回路８から構成されている。なお太陽電池４は、被測定体である。
光源ランプ１は、図３では１個使用した構成であるが、複数個使用した形態とすることも可能である。

光源ランプ１は、キセノンランプ等が使用される。電源回路２は、照度波形の上部平坦部の平坦度が望ましい形になるようにパルス幅制御回路を含んで構成されている。ここでは、その構成は本発明内容とは直接関係しないので省略する。電源回路２の作用により、図１の波形図に模式的に例示するように、光パルス波形の上部平坦部を、約１００ｍsec以上５００ｍsecとなるように制御して光源ランプ１をフラッシュ発光させることができる。なお、光パルスの幅は、被測定体である太陽電池の応答特性に配慮して、適宜に決定される必要がある。例えば、応答特性が遅い太陽電池の場合には、図１に示したパルス波形の上部平坦部を１００ｍsec以上５００ｍsec以下になるようにする。著しく応答性が遅い太陽電池の場合には、最大５００ｍsec程度となるように調整してもよい。これとは逆に太陽電池の応答特性が早い場合、図１に示したパルス波形の上部平坦部を１００ｍsecより短く、更には４ｍsecより短くして測定することもできる。

パルス波形の上部平坦部で約１００〜５００ｍsecの場合、応答の遅い太陽電池でも、複数回のフラッシュ点灯は不要であり１回のフラッシュ点灯で出力測定が可能である。

上記の態様でフラッシュ点灯される光源ランプ１の照度は、図３に例示したように、ランプ１に対面させた太陽電池による照度検出器３によって検出される。この照度検出器３としては、被測定体と同性能の太陽電池セルを使用することが望ましい。

本発明のソーラシミュレータでは、被測定体として光源ランプ１に対面配置した太陽電池４から出力される電流・電圧を可変にする。このため当該太陽電池４の出力端子に電子負荷装置５を接続する。なお電子負荷装置は、負荷回路、直流電源、シャント抵抗などから構成されている。

上記の太陽電池４が出力する電流と電圧、及び、照度検出器３から検出される照度のデータは、本発明のソーラシミュレータにおけるデータ収集システムにより収集する。このデータ収集システムとしては、図３に例示したように、データ処理ボード６ａとアナログ出力ボード６ｂを備えたパソコン６に、アナログ信号をデジタル信号に変換して収集する電子回路を主体に形成したデータ収集ボード７を接続して構成したものである。なお電子負荷指令回路８は、パソコン６からのデータを電子負荷装置５に付与するために接続されている。

＜３＞照射照度の調整
被測定体である太陽電池の出力特性を測定する際に光源ランプから照射される照射光の照度を調整する方法について以下説明する。
まず照度検出器３の調整は、次のように行う。測定対象となる太陽電池４が配置される位置に、太陽電池４に代えて基準太陽電池を配置し、照度検出器３を所定の位置に配置する。基準太陽電池の短絡電流Ｉｓｃと開放電圧Ｖｏｃのデータをデータ処理ボード６ａに設定しておく。また、照度検出器３についても、短絡電流Ｉｓｃと開放電圧Ｖｏｃ（又は最大電力Ｐｍａｘ）のデータをデータ処理ボード６ａに設定しておく。そしてキセノンランプ１を発光させ、そのときの基準太陽電池の出力と、照度検出器３の出力を測定する。基準太陽電池の出力から、キセノンランプ１の照度を求めることができ、そのときの照度検出器３の出力とキセノンランプ１の照度とを対応させることで、照度検出器３によりキセノンランプ１の照度を測定することが可能となる。

データ処理ボード６ａは、予め設定している規定照度（１０００Ｗ／ｍ２）と照度検出器３に検出された照度をパソコン６の演算部で比較する。そして、演算部での演算結果に基づき、光源であるキセノンランプ１への印加電圧を制御するアナログ出力ボード６ｂの出力指令を制御して照度を調整する。なおアナログ出力ボード６ｂは、図２の電源回路２内のこの直流電源への充電電圧を制御する制御信号を出力する信号出力部を具備している。

このようにして、キセノンランプ１の照度が規定照度（１０００Ｗ／ｍ２）になる条件（印加電圧）を自動的に求めることができる。その後、基準太陽電池に代えて、被測定体となる太陽電池を配置し、測定を開始することになる。なお、照度測定器３の調整は一度行えばよく、次回からは、照度測定器３の照度検出値により、パソコン６の演算部とで、キセノンランプ１の照度が規定照度（１０００Ｗ／ｍ２）になる条件（印加電圧）を自動的に求めることができる。

このように、本発明では照度検出器３とパソコン６の演算部によってキセノンランプ１の照度を自動調整することができ、従来マニュアル操作で行っているため相当な長時間を要していた照度調整を、短時間で行うことが可能になった。また、照射時間が長くならないから被測定体としての太陽電池の温度上昇を招来しない。従って、照射時間が長いため太陽電池の特性変化を招来し、この結果的として高精度の測定が困難であった従来手法の難点を改善できる。

本発明ソーラシミュレータは、一例として上述のように構成する。そして、適度なランプ電圧によって光源ランプ１をフラッシュ点灯させ、その照度を照度検出器３で検出する。検出された照度はデータ収集ボード７を経由してデータ処理ボード６ａの演算部において規定値（１０００Ｗ／ｍ２）と比較演算を行う。検出照度が規定値と同じか規定値に近ければ（この範囲を許容範囲という）、そのまま太陽電池４の出力測定に移行する。

検出照度が規定値に対して、許容範囲から外れて高かったり、低かったりする場合は、ランプ電圧を増減して、照度が規定値（許容範囲を含む）になるように自動的に制御される。予め、ランプ電圧に関して照度がどのように変化するかの特性を把握しておくことで、ランプ電圧によって照度を調整することができる。

＜４＞本発明の測定方法における電子負荷の指示値の変更
上記＜３＞の照射照度の調整方法により調整された照度が規定値に近い場合、太陽電池４に接続されている電子負荷装置５をその指令回路８からの出力によって制御して太陽電池４から出力される電流又は電圧を加減する。指令回路８は、電子負荷装置５へ、２０μsec程度の短時間で指令値を変化させ掃引する。このような負荷の掃引を行う場合に、被測定体である太陽電池の応答特性によりその掃引速度を変更する。図４は、その電子負荷の変更速度を調整する方法の説明図である。基準太陽電池の短絡電流Ｉｓｃと開放電圧Ｖｏｃおよび最適動作電流Ｉｐｍもしくは最適動作電圧Ｖｐｍのデータをデータ処理ボード６ａに予め設定し、電圧または電流を時間とともに変化させることにより実施される。図４において破線は、従来の測定方法の場合であり一定速度で電圧または電流を変化させる。これに対して本発明の場合は、電圧または電流を時間に対して自由に変更することが可能である。具体的に以下説明する。

＜５＞本発明の測定方法の実施例１
図５に基づき最大電力を示す電流・電圧値（最適動作点）付近（図９の領域Ｍ）で応答が遅く、その他の負荷領域（図９の領域Ｎ１及び領域Ｎ２）で応答が速い太陽電池での実施例について説明する。本実施例では、電子負荷指令を電流制御している。電子負荷指令により、太陽電池の動作電流を操作し、被測定体である太陽電池から出力される電圧値を計測する。図５（ｂ）は、電流指令の時間変化のパターンａ、ｂ、ｃを示している。図５（ａ）は、電流指令の時間変化のパターンａ、ｂ、ｃにより得られた出力特性曲線である。

図５の（ａ）と（ｂ）においてパターンａ（点線）は、一定速度の電流指令で太陽電池を測定した場合を示した従来の測定方法である。パターンｂ（一点鎖線）も従来の測定方法であり、それより遅い一定速度の電流指令で太陽電池の出力特性を計測した場合を表している。

パターンｃ（実線）は、本発明における測定方法における電流指令の時間変化のパターンである。この場合は、パターンａと同じ測定時間で、最適動作点周辺でパターンａの変更速度とパターンｂとの中間的な変更速度にて電流指令するよう調整し太陽電池の出力特性を計測した場合を示している。本発明の測定方法では、太陽電池の応答特性に応じて電流指令の速度を変更しているので応答特性の遅い太陽電池を極力短い時間で、図５（ａ）に示す正確な出力特性曲線ｃ（実線）が得られる。

従来のパターンａは、電流指令を一定速度指令により変更し、電流指令が太陽電池応答特性よりも速くした場合である。この場合は、電流指令値により太陽電池が充分に応答しない状態で、太陽電池特性を計測するため、図５（ａ）の出力特性曲線ａ（破線）が得られ、本来の出力特性の内側を測定することになる。

従来のパターンｂは、電流指令を一定速度指令により変更し、太陽電池が充分応答して出力特性を測定する程度に、電流指令の時間変化をかなり遅くした場合である。このような状態の光源ランプのフラッシュ波形は、図６のような形状であり発光時間（計測時間）が長くなる。図６（ａ）は、電子負荷指令速度（電流指令）の時間変化のパターンａ、ｂ、ｃを示している。図６（ｂ）は、パターンｂの場合の光源ランプのフラッシュ波形を示している。このような状態で太陽電池の出力特性を計測しても、電流指令値に対して太陽電池が充分に応答しきれていない状態で、その出力特性を計測している。このため図５（ａ）の出力特性曲線ｂ（一点鎖線）が得られ、本来の出力特性の内側を測定することになる。
またこのように発光時間（計測時間）の増大は、光源ランプの発光熱によって被測定体である太陽電池の出力特性の低下を招き高精度な測定ができない。また、計測時間の増大は、ランプ発光装置の肥大化およびコスト増となる。
本発明の測定方法では、応答の遅い太陽電池を極力短時間で測定するので、パターンａ及びパターンｂによる測定方法における上記のような問題は無くなる。

＜６＞本発明の測定方法の実施例２
図７に基づき最大電力を示す電流・電圧値（最適動作点）付近（図９の領域Ｍ）で応答が遅く、その他の負荷領域（図９の領域Ｎ１及び領域Ｎ２）で応答が速い太陽電池での別形態の実施例について説明する。本実施例では、電子負荷指令を電圧制御している。電子負荷指令により、太陽電池の動作電圧を操作し、被測定体である太陽電池から出力される電流値を計測する。図７（ｂ）は、電圧指令の時間変化のパターンａ、ｂ、ｃを示している。図７（ａ）は、電圧指令の時間変化のパターンａ、ｂ、ｃにより得られた出力特性曲線である。

図７の（ａ）と（ｂ）においてパターンａ（点線）は、一定速度の電圧指令で太陽電池を測定した場合を示した従来の測定方法である。パターンｂ（一点鎖線）も従来の測定方法であり、それより遅い一定速度の電圧指令で太陽電池を計測した場合を表している。

パターンｃ（実線）は、本発明における測定方法における電圧指令の時間変化のパターンである。この場合は、パターンａと同じ測定時間で、最適動作点周辺でパターンａの変更速度とパターンｂとの中間的な変更速度にて電圧指令するよう調整し太陽電池の出力特性を計測した場合を示している。本発明の測定方法では、太陽電池の応答特性に応じて電圧指令の速度を変更しているので応答特性の遅い太陽電池を極力短い時間で、図５（ａ）に示す正確な出力特性曲線ｃ（実線）が得られる。

従来のパターンａは、電圧指令の時間変化を一定速度指令により変更し、電圧指令が太陽電池応答特性よりも速くした場合である。この場合は、電圧指令値により太陽電池が充分に応答しない状態で、太陽電池特性を計測するため、図７（ａ）の出力特性曲線ａ（破線）が得られ、本来の出力特性の内側を測定することになる。

従来のパターンｂは、電圧指令の時間変化を一定速度指令により変更し、太陽電池が充分応答して出力特性を測定する程度に、電圧指令の時間変化をかなり遅くした場合である。このような状態で太陽電池の出力特性を計測しても、電圧指令値に対して太陽電池が充分に応答しきれていない状態で、その出力特性を計測している。このため図７（ａ）の出力特性曲線ｂ（一点鎖線）が得られ、本来の出力特性の内側を測定することになる。
またこの場合実施例１と同様、発光時間（計測時間）が増大し、光源ランプの発光熱によって被測定体である太陽電池の出力特性の低下を招き高精度な測定ができない。また、計測時間の増大は、ランプ発光装置の肥大化およびコスト増となる。
本発明の測定方法では、応答の遅い太陽電池を極力短時間で測定するので、パターンａ及びパターンｂによる測定方法における上記のような問題は無くなる。

＜７＞本発明の測定方法の実施例３
また、発光時間の短い光源を使う場合は、図８のように複数回フラッシュさせ分割して測定してもよい。例えば応答特性がかなり遅い太陽電池の出力特性を実施例１の従来測定方法の一点鎖線ｂにしたがって電流を時間的に変化させた場合、図８（ａ）のパルス波形のＡ部に相当する測定点とＢ部に相当する測定点に分ける。図８（ｂ）の第１発光で図８（ａ）のＡ部の測定点に関する測定を本発明の測定方法により行う。さらに図８（ｂ）の第２発光で図８（ａ）のＢ部の測定点に関する測定を本発明の測定方法により行う。本発明の測定方法により、図５（ｂ）及び図７（ｂ）のパターンｃのように負荷指令速度を適度に調整した場合、安価なランプ発光装置を用いて、太陽電池の出力特性を変化させることなく、短時間での高精度な太陽電池特性を得ることができる。

＜８＞本発明の測定方法の実施例４
また太陽電池の応答特性は、太陽電池の種類毎にも異なるし、同じ種類の太陽電池でも異なる。太陽電池の応答特性の違いは、応答特性の最適動作点の位置のバラツキを示している。このような最適動作点のバラツキを含むように区域Ｍを設定し、それ以外の区域を区域Ｎ１と区域Ｎ２とする。区域Ｍ、Ｎ１、Ｎ２での電子負荷の指示値の変更をパターン化する。図９は、このようなパターン設定の説明図である。本図では模式的に３種類の太陽電池モジュールＡ、Ｂ、Ｃの最適動作点のバラツキの状態を示しており、その最適動作点を含むように電子負荷の指示値の区域Ｍを設定し負荷の変更速度を太陽電池モジュールの応答速度に応じて遅く設定している。それ以外の区域Ｎ１およびＮ２は、電子負荷の変更速度を早くしている。
このようにある種類の太陽電池に対して電子負荷の変更速度の変更パターンを設定することにより、応答の遅い部分の最適動作点の特性にばらつきの有る太陽電池の出力特性を同一の変更パターンで測定することができる。さらに生産ラインにおいて複数種類の応答の遅い太陽電池の出力特性の測定をする場合に、電子負荷の変更速度の変更パターンを夫々設定することにより、容易に機種変更に対応することができる。

１ 光源ランプ
２ 電源回路（パルス幅制御回路等を含む）
３ 照度検出器
４ 太陽電池
５ 電子負荷装置
６ パソコン
６ａ データ処理ボード
６ｂ アナログ出力ボード
７ データ収集ボード
８ 電子負荷指令回路

Claims (7)

1. 少なくとも１つ以上の光源を同時に点灯させパルス波形の頂部が平坦になるフラッシュ光を発光させる工程と、
   該フラッシュ光を被測定体としての太陽電池に照射し、照度検出器により照度制御を行いながら、該太陽電池の電子負荷を掃引し、太陽電池から出力される電流と電圧を複数点測定する測定工程と、
   を有するソーラシミュレータによる測定方法であって、
   該フラッシュ光を被測定体としての太陽電池に照射中に、該太陽電池の応答特性に応じて電子負荷指令への指示速度を可変制御し、該太陽電池から出力される電流と電圧を測定することを特徴とするソーラシミュレータによる測定方法。
2. 少なくとも１つ以上の光源を同時に点灯させパルス波形の頂部が平坦になるフラッシュ光を発光させる工程と、
   該フラッシュ光を被測定体としての太陽電池に照射し、照度検出器により照度制御を行いながら、該太陽電池の電子負荷を掃引し、太陽電池から出力される電流と電圧を複数点測定する測定工程と、
   を有するソーラシミュレータによる測定方法であって、
   該フラッシュ光を被測定体としての太陽電池に照射中に、該太陽電池の応答特性に応じて電子負荷指令への指示値を可変制御し、電子負荷指令の掃引速度を自動調整して、該太陽電池から出力される電流と電圧を測定することを特徴とするソーラシミュレータによる測定方法。
3. 該フラッシュ光を被測定体としての太陽電池に照射し電子負荷の掃引速度を、掃引する電子負荷の各区域に対して掃引速度を変更したパターンを複数種類設定し、被測定体の太陽電池の応答特性によりそのパターンを選択して電子負荷を掃引し、被測定体の太陽電池から出力される電流と電圧を測定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のソーラシミュレータによる測定方法。
4. 被測定体である太陽電池の測定時間に応じて、少なくとも１回以上光源を発光させ、電流および電圧の測定点を複数点ずつ分割して測定を行うことを特徴とする請求項１から請求項３に記載のソーラシミュレータによる測定方法。
5. 前記フラッシュ光の光パルス波形の上部平坦部の幅が１００ｍsec以上５００ｍsec以下の光パルス波形であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のソーラシミュレータによる測定方法。
6. 被測定体としての太陽電池に対しフラッシュ光を照射する光源と、
   該光源のフラッシュ光の照度を検出する照度検出器と、電子負荷を備えた前記被測定体の負荷回路と、
   前記電子負荷を掃引制御する制御回路と、
   前記被測定体から出力される電流と電圧のデータを収集するデータ収集部と、
   を有するソーラシミュレータであって、
   前記電子負荷を掃引制御する制御回路は、該フラッシュ光を被測定体としての太陽電池に照射中に、該太陽電池の応答特性に応じて電子負荷指令への指示速度を可変制御し、該太陽電池から出力される電流と電圧を測定することを特徴とするソーラシミュレータ。
7. 被測定体としての太陽電池に対しフラッシュ光を照射する光源と、
   該光源のフラッシュ光の照度を検出する照度検出器と、電子負荷を備えた前記被測定体の負荷回路と、
   前記電子負荷を掃引制御する制御回路と、
   前記被測定体から出力される電流と電圧のデータを収集するデータ収集部と、
   を有するソーラシミュレータであって、
   前記電子負荷を掃引制御する制御回路は、該フラッシュ光を被測定体としての太陽電池に照射中に、該太陽電池の応答特性に応じて電子負荷指令への指示値を可変制御し、電子負荷指令の掃引速度を自動調整して、該太陽電池から出力される電流と電圧を測定することを特徴とするソーラシミュレータ。
   
   
   
   
   

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