JPH06194430A - 太陽電池の評価方法 - Google Patents

太陽電池の評価方法

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JPH06194430A
JPH06194430A JP4357570A JP35757092A JPH06194430A JP H06194430 A JPH06194430 A JP H06194430A JP 4357570 A JP4357570 A JP 4357570A JP 35757092 A JP35757092 A JP 35757092A JP H06194430 A JPH06194430 A JP H06194430A
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Naomasa Yui
尚正 由井
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S50/00Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
    • H02S50/10Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

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  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【構成】直流バイアス光1と光軸2、ビーム径3、スペ
クトル分布が一致する交流微弱白色光4を被測定太陽電
池7の受光面の特定部位8に照射して直流電流−直流電
圧(I−V)特性11と交流微弱白色光電流−直流電圧
(Δi−V)特性12を測定し、 で表す解析式を適用して上記特定部位に対する微弱白色
光生成電流Δiと直列抵抗Rの値を求める操作を上
記被測定太陽電池の受光面の全面に行い、これより得ら
れた値を統計処理して上記被測定太陽電池の受光面内の
微弱白色光生成電流Δiと直列抵抗Rの分散分布1
3、14を求めるようにした太陽電池の評価方法。 【効果】従来不可能であった被測定太陽電池の受光面内
における微弱白色生成電流Δiや直列抵抗Rの分散
分布13、14が分かり、その分散度合いから被測定太
陽電池の品質を的確に評価できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、被測定太陽電池の等
価回路パラメータである光生成電流と直列抵抗に関する
受光面の分散分布を求めることにより行う太陽電池の評
価を行う方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の等価回路パラメータの見
積方法の技術としては次に示す方法が知られている[ 由
井、 林: 電気学会論文誌B、112、9、835(平成4 年)]。即
ち、バイアス光(太陽光のスペクトル分布に近似な光)
を被測定太陽電池の全面に照射して動作中の直流電流−
直流電圧特性は、図4に示す代表的な等価回路を用いて
下記(1)式で表せる。
【0003】
【式2】
【0004】ここで、Ip:光生成電流、I、V :直流出力
電流と直流出力電圧、Rs、Rsh :直列抵抗と並列抵抗、
Is:ダイオードの飽和電流、n :ダイオードの理想因
子、q :電子の電荷、K :ボルツマン定数、T :温度
(k) である。
【0005】この状態に、バイアス光と同じスペクトル
分布で強度が無視できる極めて微弱な白色光Δφm[W]を
重畳したとき、その微弱出力電流Δi[A]は、直流出力電
圧が一定で、等価回路パラメータの変化も無視できると
仮定すると、微弱白色光の照射がある場合とない場合の
直流出力電流差で与えられるので、微弱白色光生成電流
をΔip[A] とすると、下記(2)式で表せる。
【0006】
【式3】
【0007】ここで、{ }内の一部を下記(3)式に
示すAファクタで置き換えると、上記(2)式は下記
(4)式になる。
【0008】
【式4】
【0009】
【式5】
【0010】一方、上記(1)式を直流電圧Vで微分
し、(3)式を用いることにより下記(5)式が得ら
れ、よって上記(4)式は下記(6)式で整理できる。
【0011】
【式6】
【0012】
【式7】
【0013】このようにして微弱白色光の照射に基づく
微弱出力電流Δi が直流電流−直流電圧特性と関連付け
られるので、これらの関係式を利用して動作点における
微弱白色光生成電流Δip、直列抵抗Rsの算出は次のよう
な方法によって行える。
【0014】ここで、動作点近傍においてΔi 、及びdI
/dV が測定量で与えられ、しかも微少電圧区間でΔi 、
及びRsが一定の値を示すと仮定できるならば、Δi 及び
dI/dV を変数とした上記(6)式が2組以上できるの
で、これを解くことによって動作点の微弱白色光生成電
流Δipと直列抵抗Rsの値が算出できる。
【0015】ここで、バイアス光と微弱白色光の強度の
比が、例えば1 対100 であるとすれば、微弱白色光生成
電流Δipの百倍がバイアス光の照射による光生成電流の
大きさである。
【0016】このため、この方法は動作点における被測
定太陽電池のバイアス光生成電流Ip、或は微弱白色光生
成電流Δip及び直列抵抗Rsの値が決定できる。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法による微弱白色光生成電流Δipと直列抵抗Rs
評価は図4に示す等価回路のモデルが成立する場合、即
ち光生成電流Δipや直列抵抗Rsを始めとして、Aファク
ターを決める、n値、飽和電流値Is、並列抵抗Rsh など
が受光面内のいかなる部位においても一定の値を示すの
が前提条件であり、それが保証できる、例えば均一性に
優れた良質の単結晶シリコンで製造された太陽電池に限
られていた。
【0018】一方、結晶粒界、結晶欠陥などが多数混在
する多結晶シリコンで製造された太陽電池の受光面内で
は、少数キャリア寿命やpn接合深さが場所により不均
一であり、それに伴って光生成電流Δipの大きさや前記
n値、飽和電流Is、並列抵抗Rsh 、直列抵抗Rsなどが場
所的に不均一な値を示すと考えられ、上述の等価回路の
モデルが崩れるために上記(6)式の解析を適用して
も、微弱白色光生成電流Δipや直列抵抗Rsなどは不正確
な値しか得られず、厳密性や客観性に乏しく適用範囲が
狭いという重大な欠点があった。
【0019】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、この発明では直流バイアス光と光軸、ビーム径、ス
ペクトル分布が一致する交流微弱白色光を被測定太陽電
池の受光面の特定部位に照射して直流電流−直流電圧
(I−V)特性と交流微弱白色光電流−直流電圧(Δi
−V)特性を測定し、
【0020】
【式7】
【0021】で表す解析式を適用して上記特定部位に対
する微弱白色光生成電流ΔiP と直列抵抗RS の値を求
める操作を上記被測定太陽電池の受光面の全面に行い、
これより得られた値を統計処理して上記被測定太陽電池
の受光面内の微弱白色光生成電流ΔiP と直列抵抗RS
の分散分布を求めるようにした太陽電池の評価方法を提
案するものである。
【0022】なお、この発明では図1に示すような、例
えば直流バイアス光(エアマス1.5,100mW/cm2)1と光軸
2、ビーム径3、スペクトル分布が一致する交流微弱白
色光(エアマス1.5,1mW/cm2 以下) 4をハーフミラー5
で合成し、ステージ6に搭載した被測定太陽電池7の受
光面の特定部位8を選択的に照射する光学系、及び被測
定太陽電池7の特定部位8における直流電流−直流電圧
特性11と交流微弱白色光電流−直流電圧特性12が測定で
きる電子計測器9とデータ処理用のコンピュータ10を配
備した測定系を使用できる。
【0023】ここで、コンピュータ10はステージ6の位
置を移動する毎に直流電流−直流電圧特性11と交流微弱
白色光電流−直流電圧特性12の新しいデータを取り込み
保存しながら、前記(6)式に示す解析式を適用して交
流微弱白色光生成電流Δipや直列抵抗Rsなどの算出に用
いる。
【0024】
【作用】この発明によれば、バイアス光1と交流微弱白
色光4の照射により被測定太陽電池7と特定部位8で直
流光生成電流と交流微弱白色光生成電流が発生するが、
これらの光生成電流の一部は光照射のない部位にも流
れ、その配分の結果が直流電流−直流電圧特性11と交流
微弱白色光電流−直流電圧特性12のデータに現れる。
【0025】即ち、光生成電流の源は特定部位8に限ら
れているが、その電気的負荷は特定部位8を含む被測定
太陽電池7の全域に及ぶために、直流電流−直流電圧特
性11と交流微弱白色光電流−直流電圧特性12はAファク
タ、交流微弱白色光生成電流Δip、及び直列抵抗Rsにつ
いてそれぞれ共通な値を有する。
【0026】そのため、上記(6)式の適用が可能とな
り、特定部位8に付随した交流微弱白色光生成電流Δip
と直列抵抗Rsの正確な値が分かる。
【0027】したがって、このプロセスを被測定太陽電
池7の受光面の全てに適用して、それぞれの部位に対応
した交流微弱白色光生成電流Δipや直列抵抗Rsを求め、
これらの値をヒストグラムなどの統計処理を施すことに
よって被測定太陽電池7の受光面についての交流微弱白
色光生成電流Δipの分散分布13と直列抵抗Rsの分散分布
14が求められ、これより被測定太陽電池7の定量的かつ
客観的な評価が可能となる。
【0028】
【実施例】以下、この発明を第2図に示す実施例に基づ
いて更に詳細に説明すると、直流点灯のキセノンランプ
20からの光をエアマス1.5 のフィルタ21を経由してハー
フミラー22で分け、そのひとつをアパチャー23、ハーフ
ミラー5を経由させて直流白色光1(100mW/cm2) とす
る。
【0029】他のひとつは減光器24、ミラー25、機械的
チョッパー26、アパチャー27、ミラー28、ハーフミラー
5を経由させて交流微弱白色光4(1mW/cm2) とする。
【0030】両光ともに、ビーム径3( 例えば、数十μ
m)、光軸2を合わせた上、可動ステージ6の上に固定
した被測定太陽電池7の任意の測定部位8に照射する。
【0031】このような光照射の下で被測定太陽電池7
の測定部位8において、直流電流−直流電圧特性11とほ
ぼ等しいスペクトルを有する交流微弱白色電流−直流電
圧特性12が得られるが、その測定系は次の通りである。
【0032】即ち、プログラマブル電源30で発する直流
電圧を入力インピーダンスが無限少の電流電圧変換回路
31経由で被測定太陽電池7の交流、及び直流短絡電流を
適当な大きさの交流、及び直流電圧に変換した後、交流
微弱白色生成電流信号測定用のロックインアンプ32と直
流電流信号測定用の直流電圧計33に接続し、コンピュー
タ10は自動計測とデータ処理のために用いる。
【0033】以上の測定系では、プログラマブル電源30
で直流電圧の増加率を設定した後、ロックインアンプ32
と直流電圧計33の指示値を読み込み、保存するサイクル
を開放電圧に至るまで繰り返すようにコンピュータ10の
プログラムが組まれており、これにより直流電流ー直流
電圧特性11と交流微弱白色光電流−直流電圧特性12が得
られ、更にこれより上記(6)式の適用により動作点で
の微弱白色光生成電流Δipと直列抵抗Rsが求まる。
【0034】また、可動ステージ6の操作によって被測
定太陽電池7の別の測定部位8における微弱白色光生成
電流Δipと直列抵抗Rsが求まり、こうして取得したデー
タを基にしてΔipのヒストグラム13、及びRsのヒストグ
ラム14を作成してそれぞれの受光面での分散分布を知る
ことができる。
【0035】
【発明の効果】以上要するに、この発明によれば従来不
可能であった被測定太陽電池の受光面内における微弱白
色光生成電流Δipや直列抵抗Rsの分散分布が分かり、そ
の分散度合いから被測定太陽電池の品質を的確に評価で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の概念図
【図2】この発明の一実施例を示す測定系統図
【図3】同上の測定系統で得られた統計処理図
【図4】太陽電池の等価回路
【符号の説明】
1 直流バイアス光 2 光軸 3 ビーム径 4 交流微弱白色光 5 ハーフミラー 6 ステージ 7 被測定太陽電池 8 測定部位 9 電子計測器 10 コンピュータ 11 直流電流−直流電圧特性 12 交流微弱白色光電流−直流電圧特性 13 被測定太陽電池の交流微弱白色光生成電流Δipの分
散分布曲線 14 被測定太陽電池の直列抵抗Rsの分散分布曲線 20 直流点灯のキセノンランプ 21 フィルタ 22 ハーフミラー 23 アパチャー 24 減光器 25 ミラー 26 機械的チョッパー 27 アパチャー 28 ミラー 30 プログラマブル電源 31 電流電圧変換回路 32 ロックインアンプ 33 直流電圧計
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年4月16日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項1
【補正方法】変更
【補正内容】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流バイアス光と光軸、ビーム径、スペ
    クトル分布が一致する交流微弱白色光を被測定太陽電池
    の受光面の特定部位に照射して直流電流−直流電圧(I
    −V)特性と交流微弱白色光電流−直流電圧(Δi−
    V)特性を測定し、 【式1】 で表す解析式を適用して上記特定部位に対する微弱白色
    光生成電流ΔiP と直列抵抗RS の値を求める操作を上
    記被測定太陽電池の受光面の全面に行い、これより得ら
    れた値を統計処理して上記被測定太陽電池の受光面内の
    微弱白色光生成電流ΔiP と直列抵抗RS の分散分布を
    求めるようにしたことを特徴とする太陽電池の評価方
    法。
JP4357570A 1992-12-24 1992-12-24 太陽電池の評価方法 Expired - Lifetime JPH0795091B2 (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010079059A (ko) * 2001-06-11 2001-08-22 김태엽 태양전지 파라미터 추정 알고리즘 및 측정장치
JP2004247325A (ja) * 2002-12-19 2004-09-02 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 集積型薄膜太陽電池の評価装置および評価方法
JP2013174477A (ja) * 2012-02-24 2013-09-05 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 検査装置および検査方法
CN109039284A (zh) * 2018-09-26 2018-12-18 武汉爱疆科技有限公司 一种太阳能光伏组件iv特性测试装置

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JP2013174477A (ja) * 2012-02-24 2013-09-05 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 検査装置および検査方法
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