KR20130036167A - 솔라 시뮬레이터 및 태양 전지 검사 장치 - Google Patents

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KR20130036167A
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solar simulator
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마사노리 오오토
료우이치 히가시
테츠야 사이토
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후지 덴키 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 평판 형상의 광원을 가지는 솔라 시뮬레이터의 측정 정밀도를 향상시킨다.
[해결수단] 본 발명의 특정 양태에 있어서는, 일정 범위에 평면 형상으로 배열된 복수의 점 형상 광원을 가지는 광원의 배열과, 광원의 배열이 배열된 면으로부터 이격하여 배치되는 유효 조사 영역과, 광원의 배열에 있어서 각 점 형상 광원의 틈새를 통과하는 유효 조사 영역의 방향으로부터의 광의 적어도 일부를 흡수하는 광 흡수부를 구비하는 솔라 시뮬레이터가 제공된다. 특정 바람직한 양태에 있어서는, 그 광 흡수부는, 각 점 형상 광원의 틈새의 적어도 일부에 배치된 흡수면을 구비하는 흡수층(52)으로 된다. 또한, 다른 바람직한 양태에 있어서서는, 복수의 점 형상 광원을 유지하며 각 점 형상 광원의 틈새의 적어도 일부가 투광부(54)로 되는 투광성 기판(2Y)을 더 구비하고 있어, 흡수층(56)이, 투광부를 통과한 유효 조사 영역의 방향으로부터의 광을 흡수하는 위치에 설치된다.

Description

솔라 시뮬레이터 및 태양 전지 검사 장치{SOLAR SIMULATOR AND SOLAR CELL INSPECTION APPARATUS}
본 발명은, 태양 전지를 검사하기 위한 솔라 시뮬레이터 및 태양 전지 검사 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은, 점 형상 광원에 의한 광원의 배열을 이용한 솔라 시뮬레이터 및 그 솔라 시뮬레이터를 이용한 태양 전지 검사 장치에 관한 것이다.
종래, 생산된 태양 전지의 광전 변환 특성을 검사하기 위하여, 소정의 광을 조사하면서 태양 전지의 전기적인 출력 특성이 측정되고 있다. 이 측정에 있어서는, 일정한 조건을 만족하는 광을 태양 전지에 조사하기 위한 광원 장치, 즉 솔라 시뮬레이터가 이용되고 있다.
솔라 시뮬레이터에 있어서는, 태양광에 근사한 분광 스펙트럼의 조사광을 생성하기 위하여, 예를 들면 크세논 램프나 할로겐 램프 등의 발광체에 적당한 필터를 조합한 것이 광원으로 되는 경우가 많다. 특히, 양산되는 태양 전지를 검사하기 위한 솔라 시뮬레이터에는, 상기 분광 스펙트럼에 더하여, 태양 전지의 수광면에서의 광의 강도, 즉 방사 조도(irradiance)를 균일하게 하도록 하는데에도 주의가 기울여진다. 이는, 측정되는 광전 변환 특성에 근거하여 양산되는 태양 전지의 품질 관리가 행해지며, 측정 결과는, 다른 태양 전지의 측정 결과와 비교 또는 대조되기 때문이다. 이하, 솔라 시뮬레이터에 있어서 태양 전지의 측정을 위한 광이 조사되는 면을 「조사면」, 그 조사면 중 태양 전지의 수광면이 위치하는 것으로 상정되어 있는 범위를 「유효 조사 영역」이라고 한다.
종래의 솔라 시뮬레이터에 있어서는, 유효 조사 영역 내의 방사 조도를 균일하게 하기 위하여, 광원으로부터 조사면까지의 임의의 위치에 확산 광학계나 집적 광학계가 배치되어 있다. 이러한 광학계는, 광원으로부터의 광을 확산시키거나 집광시키거나 하여 광이 전파하는 거리의 도중에서 광의 방향을 제어함으로써, 유효 조사 영역에 있어서 방사 조도를 균일화하기 위한 광학 소자이다. 예를 들면, 집적형 태양 전지와 같은 대면적 태양 전지의 측정을 위하여 방사 조도를 이 종래의 방법에 따라 균일화하면, 광이 전파하는 거리를, 측정 대상의 태양 전지(피측정 태양 전지)의 사이즈에 맞추어 증대시킬 필요가 생긴다. 이 때문에, 대면적의 태양 전지가 균일화된 방사 조도에 의해 조명하는 종래의 방법의 솔라 시뮬레이터는 큰 공간을 차지하지 않을 수 없다.
한편, 솔라 시뮬레이터의 광원으로서, 발광 다이오드(LED) 등의 고체 광원을 평면 형상으로 배열한 평판 형상의 광원 유닛을 이용하는 것이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1: 일본국 공표특허공보 제2004-511918호 및 특허문헌 2: 일본국 공개특허공보 제2004-281706호). 이러한 제안과 같이, 솔라 시뮬레이터에 평판 형상의 광원 유닛을 적용하면, 평판 형상의 광원 유닛을 복수의 타일 형상으로 배열함으로써 유효 조사 영역을 용이하게 확대하는 것이 가능해진다. 이러한 평판 형상의 광원 유닛을 이용하는 솔라 시뮬레이터에서는, 크세논 램프나 할로겐 램프를 이용하는 솔라 시뮬레이터보다 광원으로부터 조사면까지의 광로 길이를 짧게 하는 것이 가능하다. 이는, 광원과 조사면 사이에, 방사 조도를 균일화하기 위한 대형 광학계를 필요로 하지 않기 때문이다. 이와 같이, 평판 형상의 광원 유닛을 이용하면, 태양 전지의 대형화에 대한 대응이 용이해져, 솔라 시뮬레이터 자체의 대형화도 억제하기 쉽다는 이점이 생긴다.
일본국 공표특허공보 제2004-511918호 일본국 공개특허공보 제2004-281706호
그렇지만, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 개시되는 평판 형상의 광원 유닛을 이용하는 솔라 시뮬레이터에 있어서는, 보다 고정밀한 소형 솔라 시뮬레이터를 이용하여 측정된 태양 전지의 전류 전압 특성과는 상이한 측정 결과가 얻어지기 때문에 오차가 생기는 경우가 있다. 그러한 오차가 특히 문제가 되는 것은, 전형적으로는, 광반사율이 상이한 복수의 태양 전지의 측정 결과를 대조시키는 경우이다. 예를 들면, 본래는 동일한 광전 변환 특성을 나타내는 2종류의 태양 전지를 측정한다고 한다. 당연히 이 경우에는, 측정된 양 태양 전지의 광전 변환 특성을 대조시키면 측정 결과는 일치해야 한다. 그러나, 평판 형상의 광원 유닛을 이용한 솔라 시뮬레이터를 이용하면, 예를 들면 동일한 광전 변환 특성을 나타내는 2개의 태양 전지가 서로 다른 광반사율을 가지고 있는 경우에는, 동일하게 되어야 할 측정 결과가 상이해져 버리는 경우가 있다.
이 측정 결과의 상이함이 현재화(顯在化)하는 또 하나의 전형적인 예는, 동일 종류의 복수의 태양 전지를 면적, 즉 사이즈를 변경하여 측정 결과를 대조시키는 경우이다. 즉, 본래는, 사이즈만을 변경한 동일 종류의 2개의 태양 전지로부터는, 그 사이즈의 차이만을 반영한 전류 전압 특성(I-V 특성)이 얻어져야 하는 것이다. 그리고 그 본래의 경우에는, 예를 들면 양 태양 전지의 광전 변환 효율은 동일한 값이 된다. 구체적인 예로 설명하면, 광전 변환에 기여하는 면적비가 2:1이라는 관계에 있는 대소 2개의 태양 전지의 전류 전압 특성의 측정 결과에 있어서는, 본래, 예를 들면 각 전압의 전류값도 2:1이 되어, 양 태양 전지로부터 산출되는 광전 변환 효율은 동일하게 되어야 하는 것이다. 그런데 실제 평판 형상의 광원 유닛을 이용한 솔라 시뮬레이터에 의해 사이즈만을 변경한 2개의 태양 전지의 측정 결과를 대조시켜도 반드시 이러한 결과는 얻어지지 않는다. 예를 들면, 전류값이 면적비를 올바르게 반영하지 않아, 동일하게 되어야 할 광전 변환 효율이 서로 다른 값을 가지는 경우가 있다. 이하, 개별 태양 전지로부터 얻어지는 복수의 측정 결과를 대비하는 방법을 「대조시킨다」라고 하고, 복수의 개별 태양 전지를 대조시키는 목적의 측정을 「대조 측정」이라고 한다.
대조 측정 결과에서의 상술한 불일치에 대하여, 예를 들면, 광반사율이 상이한 태양 전지를 측정할 때마다 솔라 시뮬레이터를 교정(calibration)하거나, 태양 전지의 사이즈마다 솔라 시뮬레이터의 교정을 실행한다고 하는 대처 방법도 고려할 수 있다. 그러나, 교정을 빈번히 이용하는 측정을 행하면, 측정 대상인 태양 전지의 각 개체의 광반사율이나 사이즈를 사전에 파악하는 절차가 필요해져, 측정 처리의 운용이나 관리가 복잡해진다. 게다가, 피측정 태양 전지의 종류나 사이즈마다, 예를 들면 각각의 솔라 시뮬레이터를 준비하거나, 하나의 솔라 시뮬레이터의 동작 모드를 전환하는 동작을 행하는 대처 방법도 고려할 수 있다. 그러나, 그러한 대처에서는 솔라 시뮬레이터를 복수 이용할 필요가 생기거나, 각 솔라 시뮬레이터 사이, 또는 동작 모드 사이의 측정 결과의 불일치 등 새로운 문제를 발생시킨다. 따라서, 이러한 대처 방법은 모두 실용성이 부족하다.
본 발명은, 평판 형상의 광원을 채용하는 솔라 시뮬레이터에 의한 태양 전지의 측정 결과 사이의 불일치를 저감하여, 다양한 종류나 다양한 사이즈의 태양 전지의 광전 변환 특성을 서로 대조시키는 것을 가능하게 함으로써, 생산되는 태양 전지의 품질 관리를 용이하게 하는 것에 기여하는 것이다.
본원의 발명자 등은, 상술한 과제가 조사광의 재반사에 기인하고 있음을 밝혀냈다. 여기서, 재반사란, 솔라 시뮬레이터로부터 태양 전지를 향해 조사된 광 중 일부가 태양 전지의 표면 또는 내부에서 반사하고 그 방향을 반전시켜, 솔라 시뮬레이터 측으로 되돌아가, 솔라 시뮬레이터에서 다시 한번 반사하여 태양 전지에 조사되는 현상이다. 이 재반사에 의한 광(이하, 「재반사광」이라 함)은, 평판 형상의 광원 유닛이 발광에 의해 출사(出射)하는 광과 함께 피(被)측정 태양 전지를 조사하는 광의 일부가 된다. 이 때문에, 피측정 태양 전지는 재반사광을 포함한 광을 발전에 이용해 버린다. 재반사가 있는 경우의 전류 전압 특성(I-V 특성)의 측정 상황에 대해 보다 상세하게 설명한다.
우선, 서로 광반사율이 상이한 복수의 태양 전지의 측정 결과를 대조시키는 경우에 대해 설명한다. 이 경우에는, 태양 전지 자체의 반사율이 다르기 때문에 재반사의 강도가 태양 전지마다 상이한 값이 된다. 그 결과, 태양 전지 자체에 조사되는 광의 방사 조도가 태양 전지마다 변동해 버려 그로부터 얻어지는 측정 결과를 대조시키는 것은 어려워진다. 덧붙여, 태양 전지의 광반사율이 다른 원인에는, 태양 전지의 종류가 다른 것뿐만 아니라, 예를 들면 양산되고 있는 태양 전지 개개의 개체의 반사율의 편차도 포함되어 있다.
다음으로, 서로 사이즈가 상이한 복수의 태양 전지의 측정 결과를 대조시키는 경우에 대해 설명한다. 이 경우에 측정 결과의 대조가 곤란해지는 것은, 태양 전지의 사이즈가 상이한 것에 의해, 재반사의 영향이 차이가 나기 때문이다. 즉, 태양 전지의 중앙부는, 주연부(周緣部)에 비해 재반사광의 영향을 보다 강하게 받는다. 태양 전지의 주연부에서는 태양 전지의 외측으로부터의 재반사광이 없는데 반해, 중앙부에서는 전방향으로부터의 재반사광이 있기 때문이다. 사이즈가 상이한 태양 전지의 측정 결과를 대조시키려고 해도, 중앙부와 주연부의 상대적인 비율이 상이한 것에 의해 재반사의 영향이 상이하므로, 재반사가 있는 경우에 측정 결과를 대조하는 것은 곤란해진다. 덧붙여, 본 단락에서는, 설명을 간단하게 하기 위하여, 유효 조사 영역 중 태양 전지가 존재하지 않는 영역으로부터는 솔라 시뮬레이터로 되돌아오는 광이 없는 것으로 가정하여 설명하고 있다.
이와 같이, 광전 변환 특성의 측정 시에 재반사가 발생하면, 어떠한 측정 결과가 얻어지더라도, 그 측정 결과는, 태양 전지 그 자체의 특성을 그대로 반영하고 있는지, 혹은 광반사율이나 사이즈의 차이에 따라 영향을 받고 있는지가 명확하지 않게 된다. 반대로, 만약 솔라 시뮬레이터를 이용하는 측정에서의 광로의 어디선가 재반사를 방지할 수 있다면, 재반사의 영향을 고려할 필요가 없어져 측정 결과가 보다 신뢰할 수 있는 것이 된다. 여기서, 재반사를 방지하기 위한 대책은, 측정 대상물인 태양 전지에 대한 광반사율이나 사이즈의 허용 범위를 넓히기 위하여, 솔라 시뮬레이터만으로 달성되는 것이 바람직하다. 따라서, 본원의 발명자 등은, 특히 평판 형상의 광원의 배열을 이용하는 솔라 시뮬레이터에 있어서 어떠한 요소가 재반사에 관여하고 있는지를 면밀하게 조사하였다.
발명자 등이 주목한 것은, 미소한 발광체를 가지는 광원(이하, 「점 형상 광원」이라 함)을 다수 이용한 평판 형상 광원의 배열 그 자체의 구성이다. 점 형상 광원을 다수 이용하는 광원의 배열은, 일반 조명 기기를 위해서도 이용되고 있다. 이러한 조명 용도의 경우에는, 점 형상 광원과 점 형상 광원 사이에 광반사성 물체가 배치되는 것이 있다. 이 이유는, 광의 손실을 감소하여 보다 많은 광속(또는 방사속)을 이용하기 위함이다. 이 때문에 광반사성 물체로서는, 예를 들면 백색의 확산 반사층이 이용된다. 또한, 그러한 광반사성 물체가 이용되지 않는 경우에 있어서도, 일반 조명 기기에서는, 예를 들면 점 형상 광원을 구동하기 위한 배선의 금속층이 그대로 점 형상 광원의 틈새로 노출되어 있는 경우가 많다. 그런데, 이와 같은 일반 조명 기기를 위한 광원 배열의 구성을 태양 전지의 측정을 위한 솔라 시뮬레이터에 그대로 채용하면, 광원 배열의 구성 그 자체가 재반사의 원인이 되는 것을 본원의 발명자 등은 규명하였다. 백색의 확산 반사층이나 금속층과 같은 광반사성의 물체는, 조명의 효율이 높아지는 작용을 일으키게 하는 동시에, 한편으로는 태양 전지로부터 되돌아온 광을 다시 태양 전지를 향해 반사시켜 버리기 때문이다.
따라서, 발명자 등은, 일반 조명 기기의 경우와는 완전히 반대로, 광을 흡수하는 흡수부를 채용함으로써, 평판 형상의 광원의 배열을 이용하는 솔라 시뮬레이터에서의 재반사가 억제되는 것을 발견하여, 본원 발명을 창출하기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 특정 양태에 있어서는, 일정 범위에 평면 형상으로 배열된 복수의 점 형상 광원을 가지는 광원의 배열과, 상기 광원의 배열에 있어서 점 형상 광원이 배열된 면으로부터 이격(離間)하여 배치되며, 상기 광원의 배열로부터의 광을 받아, 적어도 일부에 검사 대상인 태양 전지의 수광면이 배치되는 유효 조사 영역과, 상기 광원의 배열에 있어서 각 점 형상 광원의 틈새를 통과하는 상기 유효 조사 영역의 방향으로부터의 광의 적어도 일부를 흡수하는 광 흡수부를 구비하는 솔라 시뮬레이터가 제공된다.
본 발명에 관한 양태에 있어서, 「광원의 배열」(an array of light sources)이란, 임의로 배열되어 있는 복수의 광원으로 이루어진 광원의 집합을 지시한다. 또한, 「각 점 형상 광원의 틈새」란, 점 형상 광원을 포함하고 있는 면, 즉 광원의 배열면에 있어서, 점 형상 광원 이외의 부분 중 모두 또는 일부를 지시한다. 덧붙여, 「점 형상 광원」이란, 미소한 영역에서 발광하는 광원을 의미하고 있어, 기하학적인 의미에서의 점으로부터만 광이 방사되는 광원으로는 한정되지 않는다. 게다가, 「유효 조사 영역의 방향으로부터의 광의 적어도 일부」란, 유효 조사 영역 측으로부터 입사해 오는 광의 임의의 일부를 의미한다. 여기에서의 「일부」란, 광이 입사 또는 통과하는 영역의 일부, 광의 입사 방향이 특정 각도 범위로부터 입사할 때의 그 각도 범위 중 일부, 및 광의 발광 스펙트럼(방사 스펙트럼)에서의 파장 영역(발광 파장 대역) 중 일부라는 임의의 관점에서의 일부분을 지시한다.
본 발명의 어느 하나의 양태에 따르면, 재반사가 효과적으로 억제됨으로써, 솔라 시뮬레이터에 의한 조사광의 방사 조도가 피측정 태양 전지의 광반사율이나 사이즈에 의존하여 변화하는 것이 방지되어, 태양 전지의 광전 변환 특성을 측정하기 위한 솔라 시뮬레이터를 이용한 광의 조사를 우수한 제어성으로 행하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 특정 실시형태의 태양 전지 검사 장치의 개략 구성을 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 특정 실시형태의 태양 전지 검사 장치에서의 솔라 시뮬레이터의 개략 구성을 도시하는 개략 단면도(도 2의 (a))와 개략 평면도(도 2의 (b))이다.
도 3은 본 발명의 특정 실시형태에서의 광원의 배열을 확대하여 도시하는 단면도로서, 도 3의 (a) 및 도 3의 (b)는 해당 실시형태에서의 흡수부의 배치예를 도시한다.
도 4는 본 발명의 특정 실시형태에서의 솔라 시뮬레이터에 있어서, 광원 유닛 내의 점 형상 광원의 전형적인 배열을 도시하는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 특정 실시형태에서의 솔라 시뮬레이터에 있어서, 광원 유닛 내의 점 형상 광원의 전형적인 배열을 도시하는 평면도이다.
도 6은 종래의 솔라 시뮬레이터를 채용하는 태양 전지 검사 장치에 의해 측정한 대형 태양 전지와 소형 태양 전지의 측정 결과를 대조하여 도시하는 그래프로서, 전류 전압 특성도(도 6의 (a))와 전력 특성(도 6의 (b))이다.
도 7은 본 발명의 특정 실시형태에서의 솔라 시뮬레이터를 채용하는 태양 전지 검사 장치에 의해 측정한 대형 태양 전지와 소형 태양 전지의 측정 결과를 도시하는 그래프로서, 전류 전압 특성도(도 7의 (a))와 전력 특성(도 7의 (b))이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 특별히 언급하지 않는 한, 모든 도면에 걸쳐 공통되는 부분 또는 요소에는 공통되는 참조 부호가 부여되어 있다. 또한, 도면 중, 각 실시형태의 요소 각각은, 반드시 서로의 축척비를 유지하여 도시하지는 않는다.
＜제 1 실시형태＞
도 1은, 본 실시형태의 태양 전지 검사 장치(100)의 개략 구성을 도시하는 사시도이다. 본 실시형태의 태양 전지 검사 장치(100)는, 솔라 시뮬레이터(10)와 광량 제어부(20)와 전기 계측부(30)를 구비하고 있다. 광량 제어부(20)는, 솔라 시뮬레이터(10)에 접속되어, 솔라 시뮬레이터(10) 내부의 광원의 배열(2)에 의해 조사되는 광(28)의 강도를 제어한다. 또한, 전기 계측부(30)는, 피측정 태양 전지(200)(이하, 「태양 전지(200)」라고 함)에 전기적으로 접속되어 있어, 그 태양 전지(200)에 전기적인 부하를 부여하면서 전류 전압 특성(I-V 특성)을 측정한다. 이 태양 전지 검사 장치(100)는, 솔라 시뮬레이터(10)에 의해 소정의 방사 조도로 된 광(28)을 유효 조사 영역(4)에 위치하는 태양 전지(200)의 수광면(220)에 대해 조사한다. 이 광이 조사된 상태에서 전기 계측부(30)에 의해 측정된 태양 전지(200)의 전류 전압 특성으로부터는, 태양 전지(200)의 광전 변환 특성의 수치 지표로서, 예를 들면 개방 전압값, 단락 전류값, 변환 효율, 곡선 인자 등의 수치 지표가 구해진다.
[솔라 시뮬레이터의 구성]
솔라 시뮬레이터(10)의 구조에 대해 더 설명한다. 도 2는, 본 실시형태의 태양 전지 검사 장치(100)의 솔라 시뮬레이터(10)의 개략 구성을 도시하는 개략 단면도(도 2의 (a))와 개략 평면도(도 2의 (b))이다. 개략 단면도(도 2의 (a))에는 태양 전지(200)의 배치가 모식적으로 도시되어 있다. 솔라 시뮬레이터(10)는, 광원의 배열(2; an array of light emitters)과 유효 조사 영역(4)을 구비하고 있다.
유효 조사 영역(4)은, 광원의 배열(2)의 발광면(22)으로부터 이격하여 배치되어 있는 조사면(8)의 일부이며, 조사면(8) 중, 태양 전지(200)의 수광면(220)이 위치하는 것으로 상정되어 있는 범위를 말한다. 따라서, 유효 조사 영역(4)은 광원의 배열(2)로부터의 광(28)을 받아, 적어도 일부에 검사 대상인 태양 전지(200)의 수광면(220)이 배치되는 영역이 된다. 덧붙여, 태양 전지(200)에는, 다양한 광반사율이나 사이즈인 것이 상정되어 있다. 이 때문에, 태양 전지(200)의 배치는, 솔라 시뮬레이터(10)의 유효 조사 영역(4)의 적어도 일부에 태양 전지(200)의 수광면(220)이 위치하는 배치이다. 태양 전지(200)가 소형인 경우, 유효 조사 영역(4)에 대해 태양 전지(200)가 배치되지 않은 영역이 생긴다. 그러한 영역은, 측정에 대한 영향을 회피하기 위하여 광을 흡수하는 배경판(미도시)으로 덮여 있다.
[광원의 배열]
광원의 배열(2)은, 범위(24)에 있어서 발광면(22)에 평면 형상으로 배열된 복수의 점 형상 광원(26)을 구비하고 있다. 광원 배열(2)의 범위(24)는 예를 들면 직사각형으로 되어 있고, 그 직사각형의 범위(24)에 있어서는, 점 형상 광원(26)이 종횡(縱橫)으로 일정한 피치로 정렬된 배열로 배치되어 있다. 광원의 배열(2)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 예를 들면 광원 유닛(2A)을 하나 이상 포함하는 집합으로 이루어지도록 구성하는 것도 가능하다. 이 경우의 광원 유닛(2A)은, 예를 들면 평판 형상의 회로 기판(circuit board)에 배열된 복수의 점 형상 광원(26)을 포함하고 있으며, 각 점 형상 광원(26)은 그 회로 기판에 배치되어 지지되어 있다.
[흡수층]
광원의 배열(2)의 점 형상 광원(26)의 틈새에는, 흡수층(52)이 설치되어 있다. 이 솔라 시뮬레이터(10)에 의해 태양 전지(200)의 광전 변환 특성을 측정하는 경우, 반사광이 생길 가능성이 있는 것은, 전형적으로는, 태양 전지(200)의 표면 또는 내부와, 예를 들면 유리제의 천판(48, 天板) 상하의 표면이다. 도 2의 (a)에는, 태양 전지(200)의 표면에 의해 반사한 반사광(28A) 및 천판(48) 하부의 표면에 의해 반사한 반사광(28B)을 예시하고 있다. 이들 중 어느 하나를 원인으로 하는 반사광이어도, 솔라 시뮬레이터(10) 측으로 되돌아온 반사광(28A 및 28B) 중 대부분은 흡수층(52)에 의해 흡수된다. 그 때문에, 반사광(28A 및 28B) 중 다시 태양 전지(200)로 되돌아오는 광은 흡수층(52)을 이용하지 않는 경우에 비해 매우 약한 광이 된다. 이렇게 하여, 태양 전지(200)로부터의 광이 광원의 배열(2)에서 다시 한번 반사하여 다시 태양 전지(200)로 되돌아와 방사 조도의 값을 달라지게 하는 현상의 발생을 방지 내지 현저하게 저감하는 것이 가능해진다.
도 3은, 본 실시형태에서의 광원의 배열(2)을 확대하여 도시하는 단면도로서, 도 3의 (a)는 본 실시형태에서의 흡수부(5)의 배치예를 도시하고 있다. 본 실시형태에서의 솔라 시뮬레이터(10)의 흡수부(5)는, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 점 형상 광원(26)을 배열하는 기판(2X)의 점 형상 광원 이외의 부분에 흡수층(52)이 배치되어 구성되어 있다. 이 흡수층(52)의 유효 조사 영역(4) 측의 면은, 각 점 형상 광원(26)의 틈새의 적어도 일부에 배치된 흡수면(52A)으로 되어 있다. 덧붙여, 솔라 시뮬레이터(10) 측으로 되돌아온 광 중 어느 정도의 광이 흡수층(52)에 의해 흡수되는지는, 다양한 요인에 의존하고 있다. 그 요인에는, 흡수층(52)의 광반사율이 어느 정도인지, 또한 각 점 형상 광원(26)의 틈새 중 어느 정도의 면적 비율이 흡수층(52)에 의해 점유되어 있는지와 같은 요인이 포함되어 있다.
본 실시형태의 솔라 시뮬레이터(10)의 흡수부(5)로서 채용되는 흡수층(52)은, 유효 조사 영역(4) 측으로부터 그에 입사되는 광 중 적어도 일부를 흡수하는 흡수면(52A)을 구비하는 임의의 층이다. 흡수층(52)을 형성하기 위하여 이용할 수 있는 재질은, 재질 자체가 큰 광흡수성을 나타내는 물질이며, 구체적인 예로서는 카본 블랙을 포함하는 흡수성 도료를 들 수 있다. 이외의 흡수층(52)의 전형적인 예로서는, 기판의 표면에 에칭 등에 의해 광흡수성을 부여한 표면 처리층이나, 광흡수성이 있는 천(예를 들면, 흑색 벨벳 천 등)을 점착한 층, 광흡수성 필름을 점착한 층을 들 수 있다. 광흡수에 의한 반사 방지 효과를 충분히 얻기 위하여 흡수층(52)으로서 바람직한 것은, 태양 전지의 발전 감도가 있는 파장 대역 또는 조사광의 발광 파장 대역 중 어느 하나의 대역에서 높은 흡수 계수를 가지는 것이다. 또한, 흡수층(52)의 흡수면(52A)은 각 점 형상 광원(26)의 틈새의 적어도 일부, 바람직하게는 틈새 모두를 채우도록 배치되어 있다.
[변형예: 흡수층이 다른 배치]
덧붙여서, 본 실시형태에 있어서는, 재반사를 억제하기 위한 흡수부(5)의 구성은, 광원 유닛의 기판(2X)의 유효 조사 영역(4) 측의 면에 배치된 흡수층(52)으로 한정되는 것은 아니다. 본 실시형태에서 다른 흡수부(5)를 구비하는 구성을 변형예로서 설명한다. 도 3의 (b)는 본 실시형태에서 흡수부(5)를 변경한 변형예의 솔라 시뮬레이터(10A)의 구성을 도시하고 있다. 이 변형예의 솔라 시뮬레이터(10A)에 있어서는, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 광원 유닛을 위한 기판(2Y)으로서 투광성이 있는 재질의 기판이 채용되고 있다. 이 경우, 각 점 형상 광원(26)의 틈새의 적어도 일부가 투광부(54)가 된다. 그 투광부(54)를 통과한 광은, 유효 조사 영역(4)에서 봤을 때 기판(2Y)의 배후(背後)로 출사한다. 그 기판(2Y)의 배후에는, 기판(2Y)을 투과한 광을 흡수하기 위한 흡수층(56)이 적당한 위치에 흡수부(5)로서 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 도 3의 (b)에 있어서는, 기판(2Y)의 배후의 공간은 판재에 의해 덮여 있으며, 그 내면에 흡수층(56)이 배치되어 흡수부(5)로서 기능한다. 이 흡수층(56)은, 도 3의 (a)에 관련하여 설명한 흡수층(56)과 마찬가지로, 광흡수성을 나타내는 다양한 재질에 의해 형성할 수 있다. 이 때문에, 각 점 형상 광원(26)의 틈새를 통과한 광의 대부분은 흡수층(52)에 흡수되어 버려, 다시 태양 전지를 향하는 광은 극히 적어진다.
덧붙여, 이 변형예의 솔라 시뮬레이터(10A)의 구성에 있어서는, 각 점 형상 광원(26)의 틈새에 해당하는 부분에는, 투광부(54) 이외에도 어떠한 불투명한 요소가 배치되어 있어도 된다. 즉, 점 형상 광원(26)의 점등 동작에 필요한 전기 배선 등의 구성을 투광성으로 하는 것까지는 요구되지 않는다. 이러한 불투명한 요소의 태양 전지 측의 면에는, 바람직하게는 광흡수성 재질로 이루어진 흡수부(미도시)가 설치되어 있어, 재반사를 억제하도록 되어 있다.
이 변형예의 솔라 시뮬레이터(10A)에 있어서, 더 바람직하게는, 기판(2Y) 중 어느 하나 또는 양방의 표면에 반사 방지 처리가 실시되어 있다. 이 반사 방지 처리는, 전형적으로는 반사 방지막을 기판(2Y) 표면에 배치함으로써 행해진다. 이러한 반사 방지 처리는, 투광부(54)를 통과하는 광의 기판(2Y) 표면에서의 표면 반사를 저감시키도록 기능한다. 이 구성에서는, 기판(2Y)을 통과할 때 표면 반사에 의해 광이 반사하여 다시 태양 전지(200)로 입사하는 것이 방지된다. 이 경우의 반사 방지 처리는, 태양 전지(200)의 발전 감도가 있는 파장 대역, 또는 조사되는 광의 발광 파장 대역에서 기판(2Y)의 투광부(54)에서의 표면 반사를 충분히 작은 반사율로 할 수 있는 임의의 처리를 포함하고 있다. 이 반사 방지 처리가 반사 방지막에 의한 것인 경우, 그 반사 방지막의 전형적인 예는, 이른바 AR 코팅(anti reflection coating)이다. 이외에도 이 반사 방지막에는, 예를 들면 저굴절률층을 배치한 반사 방지막, 서브 미크론 스케일(submicron scale)의 미소한 요철 형상을 부여한 층 등, 임의의 반사 방지막을 채용하는 것이 가능하다.
[반사 미러]
다시 도 2 및 도 3의 (a)의 솔라 시뮬레이터(10)에 대해 설명한다. 솔라 시뮬레이터(10)는, 바람직하게는 반사 미러(6)도 더 구비하고 있다. 이 반사 미러(6)는, 광원 배열(2)의 범위(24)를 둘러싸도록 배치된다. 반사 미러(6)의 구체적인 배치는 전형적으로는 이하와 같다. 우선, 광원의 배열(2)은, 일정 범위(24)에 걸쳐서 평면 형상으로 분산되어 배열되어 있는 복수의 점 형상 광원(26)을 가지고 있다. 그 범위(24)는, 점 형상 광원(26)을 포함하는 넓은 면, 즉 발광면(22) 중 점 형상 광원(26)이 배열되어 있는 범위의 평면 영역이다. 여기서, 이와 같이 배치되는 광원 배열(2)의 범위(24)와 유효 조사 영역(4) 중, 어느 일방을 상면으로 하고, 타방을 바닥면으로 하는 기둥 형상의 입체(立體)를 상정한다. 반사 미러(6)가 배치되는 것은, 그 기둥 형상 입체의 측면 위치이다. 예를 들면, 도 2에 도시한 바와 같이, 광원 배열(2)의 범위(24)와 유효 조사 영역(4)이 모두 동일 형상의 직사각형이면, 광원 배열(2)의 범위(24)와 유효 조사 영역(4)과 반사 미러(6)가 사각기둥을 이루고 있어, 반사 미러(6)가 그 사각기둥의 측면 위치에 배치된다. 덧붙여, 도 2에 도시한 전형적인 예에 있어서, 광원 배열(2)의 범위(24)는 대응하는 유효 조사 영역(4)과 동일한 형상으로 되어 있다. 또한, 유효 조사 영역(4)과 광원 배열(2)의 발광면(22)은, 서로에 대해 평행을 유지하여 이격된 면의 쌍을 이루고 있으며, 반사 미러(6)는, 유효 조사 영역(4)과 광원 배열의 발광면(22) 양방에 대해 수직으로 향하고 있다. 여기서, 반사 미러(6)에 기대되는 기능은, 유효 조사 영역(4)의 중앙부(44)와 비교하여 주연부 근방(42)에서의 방사 조도의 저하를 방지하는 기능이다. 이 때문에, 반사 미러(6)의 반사 기능은, 반사 미러(6) 중, 전형적으로는 유효 조사 영역(4)이 존재하는 측의 면(62), 즉 도 2의 (b)의 내측을 향하는 반사 미러(6)의 면(62)에 대해 제공된다.
반사 미러(6)는, 광원의 발광 파장 대역에서 충분한 반사율을 가지는 미러가 선택된다. 예를 들어, 금속을 유리 등의 기판(substrate)에 층 형상으로 형성한 금속 반사경이나, 유전체 박막을 기판에 다층막으로서 형성한 유전체 다층막 반사경이 사용된다. 반사 미러(6)의 반사율은 가능한 한 높은 것이 바람직하다.
태양 전지(200)의 배치는, 솔라 시뮬레이터(10)의 광원의 배열(2)에 수광면(220)을 향하여 배치된다. 도 2의 솔라 시뮬레이터(10)의 배치에서의 태양 전지(200)는, 구체적으로는 예를 들면 유리제의 천판(48)의 상면에 재치(載置)되어 있어, 도 2의 (a)의 지면의 하방으로 수광면(220)을 향하고 있다. 이 배치에서 조명을 위한 광(28)은, 도 2의 (a)에서 하방으로부터 수광면(220)을 향해 조사된다.
도 2의 (a)에 도시한 솔라 시뮬레이터(10)의 천판(48)에는, 유리의 판재와 같이 광을 투과시키는 부재가 이용되고 있다. 이 경우, 유효 조사 영역(4)은 광원 배열(2)의 발광면(22)에 대응하도록 이격하여 배치되는 천판(48)의 양면 중, 도 2의 (a)의 방향에서 상면이 되는 조사면(8)의 일부이다. 따라서, 예를 들면, 천판(48)이 유리제인 경우의 유효 조사 영역(4)은, 천판(48)을 통하여, 도 2의 (a)의 하방의 광원 배열(2)로부터의 광을 받는다. 즉, 유효 조사 영역(4)은, 도 2의 (a)의 지면상 상방으로 표면을 향하고 있는 조사면(8)의 일부로서 규정되어 있는 동시에, 하방으로부터의 광을 수광하고 있다. 덧붙여, 도 2의 (a)에서 솔라 시뮬레이터(10)는 도면의 하방으로부터 광(28)이 조사되는 방향으로 그려져 있지만, 솔라 시뮬레이터(10)의 배치나 광(28)의 조사 방향은 특별히 한정되는 것은 아니다. 즉, 솔라 시뮬레이터(10)의 배치나 광(28)의 조사 방향이 임의의 방향, 예를 들면, 광(28)의 조사 방향이 횡방향이나 하향이 되도록 솔라 시뮬레이터(10)가 배치되어도 상관없다. 이러한 경우에는, 상술한 천판(48)은 필요하지 않으므로, 유효 조사 영역은 다른 양태에 의해 규정된다. 예를 들면, 광(28)의 조사 방향이 횡방향인 경우에는, 태양 전지의 면은 연직 방향을 포함하므로, 일례로서는, 예를 들면 개구의 범위에 의해 유효 조사 영역이 규정된다. 또한, 광의 조사를 마찬가지로 하향으로 하는 경우에는, 태양 전지는, 수광면을 상향으로 하고, 수광면과는 반대인 면을 하향으로 하여 지지 평판에 의해 하방으로부터 지지된다. 이 경우의 유효 조사 영역은, 예를 들면 지지 평판 중 태양 전지를 지지하는 면의 범위에 의해 규정된다.
본 실시형태에 있어서, 광원의 배열(2)에서의 각 점 형상 광원(26)은 발광 다이오드(LED) 등의 고체 광원(고체 발광 소자)으로 할 수 있다. 여기서, 발광 다이오드를 이용하는 점 형상 광원(26)의 발광 양태는 특별히 한정되지 않는다. 즉, 예를 들면 특정 좁은 파장 범위에 발광 스펙트럼이 집중하고 있는 단일색 발광 양태의 발광 다이오드를 채용할 수 있다. 이외에도, 형광체와 단일색 발광 칩이 일체화된 발광 다이오드를 이용함으로써, 보다 넓은 발광 스펙트럼을 제공하는 발광 양태의 고체 광원도 채용할 수 있다.
바람직하게는, 광원의 배열(2)에 포함되는 점 형상 광원(26)은, 모두가 동일한 발광 양태의 광원이 된다. 즉, 예를 들면 광원이 발광 다이오드인 경우에는, 동일한 발광 스펙트럼을 나타내도록 제조된 동일 종류의 발광 다이오드를 모든 점 형상 광원(26)에 채용하는 것이 바람직하다. 이는, 예를 들면 발광 파장이 다른 복수 종류의 발광 다이오드를 혼재시켜 광원의 배열(2)을 제작하면, 유효 조사 영역(4)에서의 방사 조도 분포가 파장 범위마다 상이하기 때문이다. 이에 대해, 동일한 발광 스펙트럼을 나타내도록 제조된 동일한 종류의 발광 다이오드를 이용하면, 유효 조사 영역에서의 방사 조도의 분포는 발광 스펙트럼 내의 어느 파장에서도 거의 동일해진다. 개개의 각 점 형상 광원(26)의 파장 의존성이 억제되기 때문이다.
덧붙여, 본 실시형태의 점 형상 광원(26)으로서 이용 가능한 것에는, 발광 다이오드 외에, 할로겐 램프, 크세논 램프, 메탈 할라이드 램프 등의 각종 광원이 포함되어 있다. 또한, 태양 전지 검사 장치(100)를 위한 솔라 시뮬레이터(10)에 있어서는, 광원의 배열(2)로서 광원 유닛(2A)을 복수 개 타일 형상으로 배열함으로써, 광원 배열(2)의 면적, 즉 유효 조사 영역(4)을 용이하게 확장할 수 있다. 도 1에 도시한 솔라 시뮬레이터(10)에서는, 광원 유닛(2A)은 4개가 타일 형상으로 배열되어 있다.
도 4는, 본 실시형태에서의 솔라 시뮬레이터(10)에 있어서, 각 광원 유닛(2A) 내의 점 형상 광원(26)의 전형적인 배열을 도시하는 평면도이다. 본 실시형태의 솔라 시뮬레이터(10)에 이용되는 점 형상 광원(26)은 격자 형상으로 배열되어 있으며, 점 형상 광원(26) 각각은 규칙성을 가지는 위치(격자점)에 위치되어 있다. 이 때문에, 광원 유닛(2A)에서도 점 형상 광원(26)은 격자 형상의 배열 패턴으로 되어 있다. 그 배열 패턴은, 도 4와 같은 정방(正方) 격자 외에, 삼각 격자로 해도 상관없다. 도 5는, 삼각 격자를 채용하는 변형예의 광원 유닛(2B)에서의 점 형상 광원(26)의 전형적인 배열을 도시하는 평면도이다. 본 실시형태에 있어서는, 이러한 배열 이외에도, 예를 들면 허니콤(honey comb) 격자의 배열 패턴(미도시)을 이용하는 것도 가능하다.
[측정예]
이하, 도 3의 (a)에 도시한 구조의 솔라 시뮬레이터(10)를 채용하는 태양 전지 검사 장치(100)를 이용하여, 동일 종류이며 사이즈가 상이한 2개의 태양 전지를 대조시키는 측정(대조 측정)의 비교 측정예 및 실시 측정예를 설명한다. 여기서, 비교 측정예는, 종래의 솔라 시뮬레이터에 의한 측정을 이용하여 상기 대조 측정을 행하는 한편, 실시 측정예로서는, 본 실시형태의 솔라 시뮬레이터(10)에 의한 측정을 이용하여 상기 대조 측정을 행한다.
[비교 측정예]
비교 측정예에서는, 도 3의 (a)에 도시한 구성의 솔라 시뮬레이터(10)에서 흡수층(52)이 없는 솔라 시뮬레이터(이하, 「종래의 솔라 시뮬레이터」라고 함)를 채용하는 태양 전지 검사 장치(「종래의 태양 전지 검사 장치」)를 이용하여 태양 전지의 광전 변환 특성을 측정하였다. 측정 항목은, 전류 전압 특성(I-V 특성)으로 하여, 전류값과 전압값을 곱하여 얻어지는 전력값도 각 전압에서 구하였다. 이때, 태양 전지의 사이즈의 차이에 의한 측정 결과에 대한 대조 측정을 행하기 위하여, 측정 대상을, 유효 조사 영역 면적의 100%를 덮는 태양 전지 및 동 면적의 50%만을 덮는 태양 전지로 하였다. 이하, 유효 조사 영역 면적의 100% 및 50%를 덮는 태양 전지를, 각각 대형 태양 전지 및 소형 태양 전지라 기재한다. 덧붙여, 광전 변환에 기여하는 영역의 면적은, 소형 태양 전지의 면적이 대형 태양 전지의 정확히 1/2이 되어 있었다. 또한, 이하에 나타내는 각 측정 결과의 그래프에서는, 측정 결과의 대조를 용이하게 하기 위하여, 대형 태양 전지에 의한 측정 결과는 그대로의 값을 나타내는 한편, 소형 태양 전지에 의한 측정 결과는 전류값 및 전력값을 2배로 나타내고 있다.
도 6은, 종래의 태양 전지 검사 장치에 의해 측정한 대형 태양 전지와 소형 태양 전지의 측정 결과를 대조시켜 도시하는 그래프이다. 도 6의 (a) 및 도 6의 (b)는 각각 동일한 종래의 태양 전지 검사 장치에 의해 측정한 전류 전압 특성과 전력 특성을 나타내는 그래프이다. 각 그래프에 있어서, 대형 태양 전지 및 소형 태양 전지의 측정 결과는 각각 「100%」 및 「50%」로 라벨링된 마크로 나타내고 있다.
도 6의 (a)에는, 각 전압에서의 대형 태양 전지의 전류값과 소형 태양 전지의 전류값을 2배로 한 값이 나타나 있다. 도 6의 (a)의 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 대형 태양 전지의 전류값은, 소형 태양 전지에서의 전류값을 2배로 한 값보다 큰 값으로 되어 있다. 대조를 위한 지표로서, 부하 전압이 0볼트일 때의 전류값(단락 전류)을 보면, 소형 태양 전지에서의 전류값을 2배로 한 것을 100%로 했을 때, 대형 태양 전지에서의 전류값은 114.5%의 값이 되어 있다. 또한, 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이, 각 전압에서의 전력도, 대형 태양 전지에서의 값은 소형 태양 전지에서의 값의 2배보다 크게 되어 있다. 특히, 최대 전력(최대 출력)에서는, 소형 태양 전지에서의 값의 2배를 100%로 했을 때, 대형 태양 전지에서의 값은 111.4%의 값이 되어 있다.
이와 같이, 전류 전압 특성 및 전력 특성을 사이즈가 상이한 태양 전지 사이에서 대조시키면, 종래의 태양 전지 검사 장치를 이용하는 비교 측정예에서는 전류 및 전력의 값이 태양 전지의 사이즈를 올바르게 반영하고 있지 않다. 덧붙여서, 이 비교 측정예에서의 대형 태양 전지 및 소형 태양 전지에 대해 광전 변환 효율을 계산하면, 대형 태양 전지의 광전 변환 효율과 소형 태양 전지의 광전 변환 효율의 비(比)는, 최대 출력비에 대응한 값이 산출된다. 즉, 본래는 동일 종류의 태양 전지이기 때문에 동일한 광전 변환 효율이 얻어져야 하는 것인데, 대형 태양 전지로부터 구해지는 광전 변환 효율은, 소형 태양 전지의 값을 100%로 했을 때, 111% 정도의 값이 된다.
[실시 측정예]
다음으로, 본 실시형태의 실시 측정예로서, 도 3의 (a)에 도시한 구성의 솔라 시뮬레이터(10)를 채용하는 태양 전지 검사 장치(100)(도 1)를 이용하여 비교 측정예와 동일한 측정을 행하였다. 도 7에 그 결과를 도시한다. 측정 항목은, 도 6에 도시한 비교 측정예와 동일하게 하였다. 또한, 측정 대상인 대형 태양 전지 및 소형 태양 전지는 모두 비교 측정예와 동일한 개체를 이용하였다.
도 7은, 본 실시형태에서의 솔라 시뮬레이터(10)를 채용하는 태양 전지 검사 장치(100)에 의해 측정한 대형 태양 전지와 소형 태양 전지의 측정 결과를 도시하는 그래프로서, 도 7의 (a) 및 도 7의 (b)는 각각 동일한 태양 전지 검사 장치(100)에 의해 측정한 전류 전압 특성 및 전력 특성을 도시하고 있다.
도 7의 (a)에 도시하는 바와 같이, 각 전압에서의 전류값을 보면, 대형 태양 전지에서의 값은, 소형 태양 전지에서의 값의 2배에 거의 가까운 값으로서 계측되어 있다. 구체적으로는, 단락 전류에 대해 보면, 소형 태양 전지에서의 값을 2배로 한 것을 100%로 했을 때, 대형 태양 전지에서의 값은 102.0%가 되어 있다. 또한, 도 7의 (b)에 도시하는 바와 같이, 각 전압에서의 전력도, 대형 태양 전지에서의 값은 소형 태양 전지에서의 값의 2배에 거의 일치하고 있다. 이것을 최대 출력 값으로 보면, 소형 태양 전지에서의 값의 2배를 100%로 했을 때의 대형 태양 전지의 값은 100.6%였다. 덧붙여, 대형 태양 전지 및 소형 태양 전지를 대상으로 하여 태양 전지 검사 장치(100)에 의해 얻어진 I-V 특성의 측정값은, 기준 태양광이 되는 광원을 채용하는 고정밀의 소형 솔라 시뮬레이터에 의한 것과 일치하고 있었다.
이와 같이, 본 발명의 실시형태의 솔라 시뮬레이터(10)를 채용하는 태양 전지 검사 장치(100)를 이용한 실시 측정예에 있어서는, 종래의 솔라 시뮬레이터를 이용하는 비교 측정예와의 비교에 있어서, 태양 전지의 사이즈에 의존하지 않는 측정이 가능하였다. 즉, 흡수층(52)을 설치함으로써, 태양 전지의 사이즈 차이에 의한 재반사의 영향의 차이를 고려할 필요가 없는 평판 형상의 광원의 배열을 채용하는 솔라 시뮬레이터의 구성이 실현되었다. 덧붙여, 광반사율이 다른 태양 전지를 측정 대상으로 하는 대조 측정의 경우에 대해서도, 사이즈가 상이한 태양 전지의 경우와 마찬가지로 흡수층(52)을 설치하는 솔라 시뮬레이터(10)를 채용하는 태양 전지 검사 장치(100)에 의해 측정하는 것은 유효하다. 솔라 시뮬레이터(10)에서의 재반사가 유효하게 방지되므로, 광반사율이 상이해도 조사광의 방사 조도에 대한 영향이 경감되기 때문이다.
상술한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 재반사가 저감된 솔라 시뮬레이터를 제공하는 것이 가능해지며, 나아가서는, 태양 전지의 광전 변환 특성의 측정 결과가 측정 대상인 태양 전지의 광반사율이나 사이즈에 의존하여 태양 전지의 측정 결과를 대조시킬 때의 곤란을 회피하는 것이 가능해진다.
이상, 본 발명의 실시형태를 구체적으로 설명하였다. 상술한 실시형태 및 실시 측정예는, 발명을 설명하기 위해 기재된 것으로, 본 출원의 발명의 범위는, 특허청구범위의 기재에 근거하여 정해져야 할 것이다. 더하여, 실시형태의 다른 조합을 포함하는 본 발명의 범위 내에 존재하는 변형예도 또한, 특허청구범위에 포함되는 것이다.
[산업상 이용 가능성]
본 발명에 따르면, 측정 정밀도에 태양 전지의 광반사율이나 사이즈가 영향을 미치기 어렵고 고정밀도의 측정을 가능하게 하는 솔라 시뮬레이터 또는 태양 전지 검사 장치가 제공된다. 이 때문에, 다양한 종류의 태양 전지나 다양한 면적의 태양 전지를 생산하는 생산 공정에서 태양 전지의 검사를 우수한 정밀도로 행하는 것이 가능해진다. 이러한 검사 정밀도의 향상은, 고품질의 태양 전지의 생산에 기여하는 동시에, 그러한 태양 전지를 일부에 포함하는 임의의 전력 기기 또는 전기 기기의 보급에도 공헌한다.
100 : 태양 전지 검사 장치
10, 10A : 솔라 시뮬레이터
2 : 광원의 배열
2A : 광원 유닛
2B : 광원의 상
2X, 2Y : 기판
20 : 광량 제어부
22 : 발광면
24 : 범위
26 : 점 형상 광원
28 : 광
200 : 태양 전지
220 : 수광면
30 : 전기 계측부
4 : 유효 조사 영역
42 : 주연부 근방
44 : 중앙부
48 : 천판
5 : 흡수부
52, 56 : 흡수층
52A : 흡수면
54 : 투광부
6 : 반사 미러
62 : 면
8 : 조사면

Claims (8)

  1. 일정 범위에 평면 형상으로 배열된 복수의 점 형상 광원을 가지는 광원의 배열과,
    상기 광원의 배열에 있어서 점 형상 광원이 배열된 면으로부터 이격(離間)하여 배치되고, 상기 광원의 배열로부터의 광을 받으며, 적어도 일부에 검사 대상인 태양 전지의 수광면이 배치되는 유효 조사 영역과,
    상기 광원의 배열에 있어서 각 점 형상 광원의 틈새를 통과하는 상기 유효 조사 영역의 방향으로부터의 광의 적어도 일부를 흡수하는 광 흡수부를 구비한, 솔라 시뮬레이터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 흡수부가, 각 점 형상 광원의 틈새의 적어도 일부에 배치된 흡수면을 구비한 흡수층인, 솔라 시뮬레이터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 점 형상 광원을 유지하고, 각 점 형상 광원의 틈새의 적어도 일부가 투광부로 되는 투광성 기판을 더 구비하고 있으며,
    상기 광 흡수부가, 상기 유효 조사 영역의 방향으로부터 상기 투광부를 통과한 광을 흡수하는 위치에 설치되어 있는, 솔라 시뮬레이터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 투광부의 광을 통과시키는 상기 투광성 기판의 전면(前面) 또는 이면(裏面)의 적어도 어느 면에 반사 방지막이 설치되어 있는, 솔라 시뮬레이터.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원의 배열에서의 상기 범위를 둘러싸도록 배치되는 반사 미러를 더 구비한, 솔라 시뮬레이터.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 점 형상 광원이, 단색의 발광 다이오드, 또는 형광체와 단색 발광의 칩이 일체화된 발광 다이오드인, 솔라 시뮬레이터.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 점 형상 광원이, 할로겐(halogen) 램프, 크세논(xenon) 램프, 또는 메탈 할라이드(metal halide) 램프인, 솔라 시뮬레이터.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 솔라 시뮬레이터와,
    상기 솔라 시뮬레이터에 접속되어, 상기 솔라 시뮬레이터의 상기 광원의 배열에 의해 조사되는 광의 양을 제어하는 광량 제어부와,
    상기 솔라 시뮬레이터의 상기 유효 조사 영역의 적어도 일부에 수광면이 배치되는 검사 대상인 태양 전지에 전기적으로 접속되어, 전기적인 부하를 부여하면서 상기 태양 전지의 광전 변환 특성을 측정하는 전기 계측부를 구비한, 태양 전지 검사 장치.
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