TWI586219B - 太陽光模擬器及利用太陽光模擬器的測定方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種用於高速、高精確度地測定太陽能電池等的光電轉換元件及其面板體之電流電壓特性(以下，亦僅稱作特性)的太陽光模擬器及利用其之測定方法。
太陽能電池、光激發電元件、光感應器等光電轉換元件的光電轉換特性，是在光照射下，藉由測定前述光電轉換元件之電流電壓特性來測定。在太陽能電池的特性測定中，是以橫軸為電壓，縱軸為電流的方式，將收集所得的資料作圖，藉以得到輸出特性曲線。該曲線一般稱作IV曲線。
且，就上述測定方法而言，有利用太陽光作為照射光的方法以及利用人工光源作為照射光的方法。其中，就利用人工光源作為照射光的方法而言，由專利文獻1、2等可知，有使用穩定光(steady light)光源的方法及使用閃光光源的方法。
迄今，伴隨著光電轉換元件之實用化，特別是如受光面積大的太陽能電池般之光電轉換元件(以下僅稱為太陽能電池)的電流電壓特性，係在屬太陽光標準照度之1000W/m2左右的放射照度下測定。且，將測定時的照度超過及未達1000W/m2的部分，以照度補償的計算式進行補償計算。
又，在大面積之太陽能電池的電流電壓特性測定中，必須對大面積的受光面均勻地照射1000W/m2左右之照度的光。因此，在利用人工光源時，例如照射面積每1m2就需要數十kw左右之大電力的放電燈。然而，就利用該種大電力的放電燈來產生穩定光而言，必須要穩定地供給大量電力。為此將需要極大規模的設備，而缺乏現實性。
又，在使用穩定光的太陽光模擬器中，使用連續點亮用的氙氣或金屬鹵素燈作為光源用燈。圖10係表示該等燈的照度與時間之關係的圖，如此圖所示，該等燈自點亮開始至照度安定為止常需耗費數十分鐘以上。此外，由於若不以相同條件繼續點亮，則照度就不會成為飽和狀態之故，至測定為止需要相當多的時間。另一方面，若長時間點亮，累積點燈時間變長，則照度會有漸減的傾向之故，照度特性不安定。又，對屬被測定體之太陽能電池的光之照射，雖是藉由快門開關來切換遮光與照射而進行，對試驗體的照射時間係視快門的動作速度而定，通常照射時間為數100msec以上。若照射時間長，則將導致太陽能電池本身的溫度上升而使精確度高的測定變得困難。
在使用穩定光的太陽光模擬器中，為了使照度安定雖必須維持連續點亮，然而如此一來容置有光源的殼體內之溫度上升將變得顯著。又，殼體內的零件，由於經常會曝露於光中，而成為光學零件(鏡子、光學濾片)劣化的原因。
又，穩定光之光源燈只要熄燈一次，再點亮至照度達飽和狀態為止便需要數十分鐘。為了避免此問題，經常以連續點亮的狀態來使用。這樣的結果，就穩定光的燈而言累積點亮時間容易增大，其結果則是在短時間內達到燈壽命的傾向高。
因此，在太陽能電池模組的製造線中，若使用穩定光方式的太陽光模擬器，將所消耗燈的根數加算為運轉試驗成本，則不僅是測定成本，就連太陽能電池的製造成本也會提高。
又，就穩定光的模擬器而言，光源光對屬被測定體之太陽能電池照射的時間較長。因此，若對相同的太陽能電池反覆進行IV曲線的測定，則該太陽能電池的溫度將上升。一般知道若太陽能電池溫度上升，則會有輸出電壓降低的傾向，且因溫度上升，最大輸出Pmax亦將降低。因此，在使用穩定光的模擬器中，於測定中測定太陽能電池的溫度，並依標準訂定用於進行溫度補償的補償式。
然而，在太陽能電池的溫度測定中有如下所述之問題，而並不簡單。用於一般住宅等之電力用太陽能電池，係相對於表面側玻璃將EVA(亞乙基乙酸乙烯酯)、太陽能電池單元積層、再進一步EVA積層，背面側則有樹脂製的背面薄片，而使該等經積層者呈層疊構造。若將該種積層構造的太陽能電池在其製造線上進行溫度測定，則其測定僅能測出背面片材表面，或者玻璃表面的溫度。因此，即便從太陽光模擬器所照射出的光使太陽能電池單元因受光而溫度暫時的上升，正確地測定太陽能電池單元本身的溫度亦是相當困難的。緣此之故，高精確度地進行太陽能電池單元的溫度測定就變得困難。因此，正確地進行溫度補償亦為困難。
在此，提案有藉由使非穩定光之閃光產生來測定大面積之太陽能電池的電流電壓特性的方法。就產生閃光之疑似太陽光的光源而言，係使用氙燈，而有使用發光時間較長的一次閃光之利用單一閃光的測定法，及複數次使用發光時間短的閃光之利用短閃光的測定方法。
無論是在利用何種閃光之太陽能電池的電流電壓特性之測定中，由於幾乎不會有如穩定光般在測定中太陽能電池的溫度上升的問題，因此有幾乎不需要溫度補償之長處。
又，就利用閃光進行資料收集的模擬器而言，由於發光時間變短，可緩和如上述穩定光太陽光模擬器之光學零件的劣化，而有燈壽命變長之優點。
然而，一般知道使氙燈閃光點亮時，照度係零散不規則。因此，必須使照度維持在±5%左右之容許範圍幅度內來進行閃光點亮。而且，雖依發光時的照度進行照度補償，但容許範圍越大，則測定精確度相對變差。
又，為了以一次的發光掃描太陽能電池的負載而得到IV特性曲線，必須產生超過100 msec的長脈衝。為了進行這種長脈衝的發光，一次的發光與下一次的發光之間的停頓時間一定要長。因此，在最初的閃光點亮中，若因照度不適切而照度調整不完全，則直到下次的點亮必須進行長時間的等待。又，由於用於閃光點亮的負載大，因此作為光源之氙燈的壽命便會縮短。
複數次照射短閃光的測定方法，由於閃光點亮的負載小，故可使其以短間隔發光。又，由於發光時間短，燈內部的狀況(例如，溫度)亦不會變化而照度安定。由於作為被測定體之太陽能電池的溫度亦不會上升之故，也不需要溫度補償。
然而，利用該短閃光之測定係有如下的問題。圖11係表示短閃光波形的圖。如該圖所示，複數次照射之各閃光的波形係頂部不具有平坦部之山形(山形底部的幅度約為1msec)的形狀。因此，在一次的閃光點亮中，只能收集一組(照度、太陽能電池的輸出電流及電壓)的資料。
【專利文獻1】日本特許第2886215號公報
【專利文獻2】日本特開2003-31825號公報
習知之太陽光模擬器的測定方法中之問題點係如上所述。且上述的問題在如多接面太陽能電池這種響應(response)特性慢之太陽能電池中，在短脈衝時無法追蹤照度的變動，產生輸出遭低測之傾向而不適當。就穩定光的情況而言，由於光源燈的發光時間變長，因此燈等光學零件之壽命將明顯惡化。
在測定響應特性慢之太陽能電池的輸出特性時，燈的發光時間變長不僅造成燈壽命明顯惡化，且由於屬被測定體之太陽能電池接受燈之照射光而升溫，太陽能電池輸出特性變化而影響測定精確度。且由於測定時間亦會變長故可長時間發光的閃光光源成為必需，光源點亮裝置大型化而成本增加。
本發明係有鑑於上述的問題點，即便是響應特性慢的太陽能電池，亦儘量縮短光源燈的發光時間，而以提供一種可測定解決了上述問題之太陽能電池之輸出特性的測定方法及用於實施該方法的太陽光模擬器為目的。
解決上述課題之本發明之太陽光模擬器的測定方法具有下列工序：同時點亮至少一以上之光源，發出脈衝波形的頂部呈平坦狀之閃光的工序；一邊對作為被測定體之太陽能電池照射該閃光，並藉由照度檢測器進行照度控制，一邊掃描該太陽能電池的電子負載，並複數點測定從太陽能電池所輸出之電流與電壓的測定工序；該方法的特徵在於：在對作為被測定體之太陽能電池照射該閃光時，視該太陽能電池的響應特性而可變地控制對電子負載指令迴路的指示速度，來測定自該太陽能電池所輸出之電流與電壓。
解決上述課題之本發明之太陽光模擬器的另一形態之測定方法具有下列工序：同時點亮至少一以上之光源，發出脈衝波形的頂部呈平坦狀之閃光的工序；一邊對作為被測定體之太陽能電池照射該閃光，並藉由照度檢測器進行照度控制，一邊掃描該太陽能電池的電子負載，並複數點測定從太陽能電池所輸出之電流與電壓的測定工序；該方法的特徵在於：在對作為被測定體之太陽能電池照射該閃光時，視該太陽能電池的響應特性而可變地控制對電子負載指令迴路的指示值，來測定自該太陽能電池所輸出之電流與電壓。
本發明係可為以下述為特徵之利用太陽光模擬器的測定方法：在上述結構中，對作為被測定體之太陽能電池照射該閃光，並將電子負載的掃描速度針對所掃描之電子負載的各區域而變更了掃描速度之圖樣進行複數種類之設定，並依據被測定體之太陽能電池的響應特性選擇其圖樣來掃描電子負載，而測定從被測定體之太陽能電池所輸出之電流與電壓。
又，亦可為以下述為特徵之利用太陽光模擬器的測定方法：依照屬被測定體之太陽能電池的測定時間，使光源燈發光至少一次以上，將電流及電壓的測定點各分割為複數點來進行測定。
亦可為以下述為特徵之利用太陽光模擬器的測定方法：前述閃光的光脈衝波形的上部平坦部的寬幅為在100msec以上且500msec以下的光脈衝波形。
又，用於實施上述測定方法的太陽光模擬器具有：一光源，對作為被測定體之太陽能電池照射閃光；一照度檢測器，檢測該光源之閃光的照度；一負載迴路，係具備電子負載之前述被測定體的負載迴路；一控制迴路，掃描控制前述電子負載；一資料收集部，收集自前述被測定體所輸出之電流與電壓的資料；該太陽光模擬器的特徵在於：前述掃描控制電子負載的控制迴路，在對作為被測定體的太陽能電池照射該閃光時，依照該太陽能電池的響應特性可變地控制對電子負載指令迴路的指示速度，來測定自該太陽能電池所輸出之電流與電壓。
而且，用於實施上述測定方法的太陽光模擬器具有：一光源，對作為被測定體之太陽能電池照射閃光；一照度檢測器，檢測該光源之閃光的照度；一負載迴路，係具備電子負載之前述被測定體的負載迴路；一控制迴路，掃描控制前述電子負載；一資料收集部，收集自前述被測定體所輸出之電流與電壓的資料；該太陽光模擬器的特徵在於：前述掃描控制電子負載的控制迴路，在對作為被測定體的太陽能電池照射該閃光時，依照該太陽能電池的響應特性可變地控制對電子負載指令迴路的指示值，自動調整電子負載之掃描速度，來測定自該太陽能電池所輸出之電流與電壓。
在本發明中，在屬被測定物之太陽能電池的閃光照射中，一邊依照太陽能電池的響應特性可變地控制電子負載指令迴路之指令速度，一邊可變地控制電子負載指令的掃描速度。即便在測定響應慢的太陽能電池時，亦僅需將響應慢之部分的電子負載指令延遲即可。因此，可縮短測定時間，而可將光源的閃光時間設為必要最低限。其結果，可使光源燈之浪費的點亮時間消失，而提高燈壽命。且可藉由將光源燈的發光時間設為100msec~500msec，而以一次的閃光來測定響應特性慢的太陽能電池之輸出特性。
又，此種太陽能電池之響應特性慢的部分與快的部分係因太陽能電池的種類而不同。但依各太陽能電池的種類分別設定負載的掃描速度之變更圖樣，可藉以使測定太陽能電池輸出特性的效率提高。
太陽能電池響應慢的部分之動作點係依在生產線流程之太陽能電池的種類而分散。為了彌補該分散，針對每個區域設定負載之掃描速度的變更圖樣，藉此而得以使用相同的變更圖樣來測定響應慢的部分之最佳動作點附近的特性分散之太陽能電池的輸出特性。
本發明之測定方法並非僅限於連續點亮用的光源，而亦可使用於脈衝發光型的光源。故其亦可適用於使用發光脈衝之脈衝波型上部平坦部的寬幅在4msec~10msec左右的中脈衝來測定響應性慢的太陽能電池之輸出特性的情況，而可盡量減少發光次數。因此導致燈壽命的提高。
再者，本發明的測定方法非僅限於單一光源，其亦可適用於設有複數光源之太陽光模擬器的測定方法。此時，由於可縮短複數光源的發光時間，而可提供低價的太陽光模擬器。
以下將參照圖式，說明本發明之實施的形態例。圖1為在本發明之測定方法中所使用的單一閃光波形。圖2為中脈衝閃光的波形。圖3為實施本發明之測定方法的太陽光模擬器之一例的方塊圖。圖4為本發明中測定屬被測定體之太陽能電池的輸出特性時的電子負載之變更速度的調整方法說明圖。圖5為本發明在電流控制之實施例的說明圖。圖6為在單一閃光下測定時間變長的情況之波形說明圖。圖7為本發明在電壓控制之實施例的說明圖。圖8為複數閃光測定之實施例的說明圖。圖9為實施例4之電子負載指令速度之變更圖樣的說明圖。
單一閃光係使用可輸出大電流之直流電源，使氙燈閃光點亮的方式。如圖1所示，光脈衝波形最初具有照度上下波動的部分，之後，便成為固定的照度。在使用這種單一閃光的測定方法中，在脈衝波形中照度成為固定的期間，一邊控制負載，一邊收集從屬被測定體之太陽能電池所輸出之電流與電壓的資料，藉此進行該太陽能電池的輸出測定。
在本發明的測定方法中，非僅限於單一閃光，而亦可使用脈衝發光型的光源光。亦可使用如圖2之發光脈衝的脈衝波形之上部平坦部的寬幅為4msec~10msec左右的中脈衝，並使用本發明的測定方法來測定響應性慢的太陽能電池的輸出特性。
圖3係表示適用本發明之測定方法的太陽光模擬器的結構。太陽光模擬器係由下述所構成：光源燈1、電源迴路2(含脈衝寬幅控制迴路等)、照度檢測器3、電子負載裝置5、電腦6、資料處理板6a、類比輸出板6b、資料收集板7、電子負載指令迴路8。又，太陽能電池4為被測定體。
光源燈1在圖3中雖為使用1個的結構，然亦可為使用複數個之形態。
光源燈1係使用氙燈等。電源迴路2係為了使照度波形的上部平坦部的平坦度成為所欲形狀而以含有脈衝寬幅控制迴路之方式構成。在此，由於其結構與本發明內容無直接關係之故省略。藉由電源迴路2的作用，如圖1之波形圖中所概略地例示般，可以用控制光脈衝波形的上部平坦部在約100msec以上至500msec的方式使光源燈1閃光發光。又，光脈衝的寬幅必須考慮到屬被測定體之太陽能電池的響應特性而適當地決定。例如，就響應特性慢之太陽能電池的情況而言，要使圖1所示之脈衝波形的上部平坦部成為100msec以上且500msec以下。就響應性非常慢的太陽能電池的情況而言，亦可調整成為最大500msec左右。反之，在太陽能電池的響應特性快的情況，可使圖1所示之脈衝波形的上部平坦部較100msec更短，甚至較4msec更短來進行測定。
在脈衝波形的上部平坦部約100~500msec的情況，即便是響應慢的太陽能電池，亦不需複數次的閃光點亮而可以一次的閃光點亮進行輸出測定。
在上述的態樣中閃光點燈之光源燈1的照度係如圖3所例示，藉由利用與燈1相對面之太陽能電池的照度檢測器3來檢測。作為該照度檢測器3，最好使用與被測定體同性能的太陽能電池單元。
在本發明之太陽光模擬器中，將從作為被測定體而與光源1對面配置之太陽能電池4所輸出的電流/電壓設為可變。為此在該太陽能電池4之輸出端子連接電子負載裝置5。又，電子負載裝置係由負載迴路、直流電源、分路電阻等構成。
上述太陽能電池4所輸出之電流與電壓及自照度檢測器3所測得照度的資料，係藉由本發明之太陽光模擬器的資料收集系統來收集。作為該資料收集系統，如圖3所例示，係於具有資料處理板6a與類比輸出板6b的電腦6連接在主體上形成有電子迴路之資料收集板7而構成者；該電子迴路係將類比信號變換成數位信號再收集者。又，電子負載指令迴路8係為了將來自電腦6的資料授予電子負載裝置5而被連接。
以下說明關於在測定屬被測定體之太陽能電池的輸出特性時調整從光源燈所照射之照射光的照度之方法。
首先，照度檢測器3之調整係如下述進行。在作為測定對象之太陽能電池4所配置的位置，配置基準太陽能電池以取代太陽能電池4，並將照度檢測器3配置於預定的位置。預先在資料處理板6a設定基準太陽能電池的短路電流Isc與開放電壓Voc的資料。又，針對照度檢測器3，亦預先在資料處理板6a設定短路電流Isc與開放電壓Voc(或最大電力Pmax)的資料。接著使氙燈1發光，並測定此時基準太陽能電池的輸出及照度檢測器3的輸出。從基準太陽能電池的輸出可求得氙燈1的照度，藉由對照此時照度檢測器3之輸出與氙燈1的照度，便可利用照度檢測器3來測定氙燈1的照度。
資料處理板6a係將預先設定之規定照度(1000W/m2)與照度檢測器3所測出之照度以電腦6的演算部進行比較。接著，根據演算部之演算結果控制類比輸出板6b之輸出指令來調整照度，該類比輸出板6b係控制對作為光源之氙燈1的外加電壓者。再者，類比輸出板6b係具備信號輸出部，輸出控制對圖2之電源迴路2內的該直流電源之充電電壓的控制信號。
如此一來，可自動地求出氙燈1的照度成為規定照度(1000W/m2)之條件(外加電壓)。其後，配置成為被測定體之太陽能電池來取代基準太陽能電池並開始測定。再者，照度檢測器3的調整只要進行一次即可，從第二次開始，就可以依據照度檢測器3之照度檢測值，利用電腦6的演算部自動求取氙燈1的照度成為規定照度(1000W/m2)之條件(外加電壓)。
如此，在本發明中可藉由照度檢測器3與電腦6的演算部自動調整氙燈1的照度，迄今因以人力操作進行之故而需要相當長時間的照度調整，便可以短時間的方式進行。又，由於照射時間沒有變長，因此不會招致作為被測定體之太陽能電池的溫度上升。因此可改善因照射時間長所招致之太陽能電池的特性變化及其所造成之難以進行高精確度測定之習知手法的缺點。
本發明之太陽光模擬器之一例係如上所述而構成。接著，藉由適度的燈電壓使光源燈1閃光點亮，並以照度檢測器3檢測其照度。所測出之照度係經由資料收集板7而在資料處理板6a的演算部與規定值(1000W/m2)進行比較演算。檢測照度若與規定值相同或近似於規定值(將該範圍稱為容許範圍)，則直接移行至太陽能電池4的輸出測定。
在檢測照度相對於規定值係超出容許範圍而較高、或較低的情況中，則自動地控制增減燈電壓以使照度成為規定值(包含容許範圍)。預先掌握照度關於燈電壓將會有何種變化之特性，藉此可依照燈電壓來調整照度。
藉由上述<3>之照射照度的調整方法調整後之照度接近規定值時，依該指令迴路8之輸出來控制連接至太陽能電池4之電子負載裝置5，而增減從太陽能電池4所輸出之電流或電壓。指令迴路8對電子負載裝置5係以20μsec左右之短時間使指令值變化而進行掃描。在進行該種負載的掃描時，根據屬被測定體之太陽能電池的響應特性來變更掃描速度。圖4係調整其電子負載之變更速度的方法之說明圖。將基準太陽能電池的短路電流Isc與開放電壓Voc及最適動作電流Ipm或最適動作電壓Vpm的資料預先設定於資料處理板6a，藉由使電壓或電流和時間一起變化來實施。圖4的虛線係在習知測定方法的情況中以一定的速度使電壓或電流變化。相對於此，本發明的情況係可將電壓或電流相對於時間自由地變更。具體而言係說明如下。
根據圖5來說明在下述太陽能電池之實施例：在顯示最大電力之電流/電壓值(最適動作點)附近(圖9的區域M)響應慢，而在其他負載區域(圖9的區域N1及區域N2)響應快的太陽能電池。在本實施例中，係以電流控制電子負載指令。依據電子負載指令操作太陽能電池的動作電流，計測從屬被測定體之太陽能電池所輸出之電壓值。圖5(b)係表示電流指令之時間變化的圖樣a、b、c。圖5(a)係依據電流指令之時間變化的圖樣a、b、c所獲得之輸出特性曲線。
在圖5之(a)與(b)中，圖樣a(點線)係表示以一定速度之電流指令來測定太陽能電池的情況之習知的測定方法。圖樣b(一點鏈線)亦為習知測定方法，係表示以較其慢之一定速度的電流指令來計測太陽能電池輸出特性的情況。
圖樣c(實線)係本發明之測定方法中電流指令的時間變化圖樣。此時係表示，以與圖樣a相同的測定時間，在最適動作點附近，以圖樣a的變更速度及與圖樣b之中間的變更速度來調整電流指令，據以計測太陽能電池的輸出特性之情況。在本發明之測定方法中，因依照太陽能電池的響應特性來變更電流指令的速度，故響應特性慢的太陽能電池可以盡可能短的時間得到如圖5(a)所示之正確的輸出特性曲線c(實線)。
習知的圖樣a依據一定速度指令來變更電流指令，為電流指令在較太陽能電池響應特性快的情況。此時，在太陽能電池因電流指令值沒有充分地響應之狀態下，為了計測太陽能電池特性，可得到圖5(a)的輸出特性曲線a(虛線)，相當於測定本來的輸出特性之內側。
習知的圖樣b依據一定速度指令來變更電流指令，係在太陽能電池充分響應而測定輸出特性之程度，相當延遲電流指令之時間變化的情形。此種狀態之光源燈的閃光波形係如圖6之形狀且發光時間(計測時間)變長。圖6(a)係表示電子負載指令速度(電流指令)的時間變化圖樣a、b及c。圖6(b)係表示圖樣b情況之光源燈的閃光波形。即便在此種狀態下計測太陽能電池的輸出特性，也是在太陽能電池對電流指令值無法完全充分地響應之狀態下計測其輸出特性。因此，可得到圖5(a)之輸出特性曲線b(一點鏈線)，相當於測定本來的輸出特性之內側。
又，如上述之發光時間(計測時間)的增大，因光源燈的發光熱導致屬被測定體之太陽能電池的輸出特性降低而無法進行高精確度的測定。又，計測時間的增大將造成燈發光裝置的肥大化及成本增加。
在本發明之測定方法中，由於係以盡可能短的時間來測定響應慢的太陽能電池，故不復有利用圖樣a及圖樣b的測定方法之如上所述的問題。
根據圖7來說明在下述太陽能電池之其他形態的實施例：在表示最大電力的電流/電壓值(最適動作點)附近(圖9的區域M)響應慢，而在其他的負載區域(圖9之區域N1及區域N2)響應快的太陽能電池。在本實施例中，係以電壓控制電子負載指令。依照電子負載指令，操作太陽能電池的動作電壓，並計測屬被測定體之太陽能電池所輸出之電流值。圖7(b)係表示電壓指令的時間變化圖樣a、b及c。圖7(a)係藉由電壓指令的時間變化圖樣a、b及c所獲得之輸出特性曲線。
在圖7的(a)與(b)中，圖樣a(點線)係表示以一定速度的電壓指令來測定太陽能電池之情形。圖樣b(一點鏈線)亦為習知的測定方法，表示以較其慢之一定速度的電壓指令來計測太陽能電池的情況。
圖樣c(實線)係本發明之測定方法之電壓指令的時間變化圖樣。此時係表示，以與圖樣a相同的測定時間，在最適動作點附近，以圖樣a的變更速度及與圖樣b之中間的變更速度來調整電壓指令，據以計測太陽能電池的輸出特性之情況。在本發明之測定方法中，由於係依照太陽能電池的響應特性來變更電壓指令的速度，故響應特性慢之太陽能電池可以盡可能短的時間獲得圖5(a)所示之正確的輸出特性曲線c(實線)。
習知的圖樣a依據一定速度指令來變更電壓指令的時間變化，為電壓指令較太陽能電池響應特性快的情況。此時，在太陽能電池因電壓指令值而沒有充分地響應之狀態下，為了計測太陽能電池特性，可得到圖7(a)的輸出特性曲線a(虛線)，相當於測定本來的輸出特性之內側。
習知的圖樣b依據一定速度指令來變更電壓指令的時間變化，係在太陽能電池充分響應而測定輸出特性之程度，相當延遲電壓指令之時間變化的情形。即便在此種狀態下計測太陽能電池的輸出特性，也是在太陽能電池對電壓指令值無法完全充分地響應之狀態下計測其輸出特性。因此，可得到圖7(a)之輸出特性曲線b(一點鏈線)，相當於測定本來的輸出特性之內側。
又，此情形與實施例1相同，發光時間(計測時間)增大，因光源燈的發光熱導致屬被測定體之太陽能電池的輸出特性降低而無法進行高精確度的測定。又，計測時間的增大將造成燈發光裝置的肥大化及成本增加。
在本發明之測定方法中，由於係以盡可能短的時間來測定響應慢的太陽能電池，故不復有利用圖樣a及圖樣b的測定方法之如上所述的問題。
又，在使用發光時間短之光源的情形，亦如圖8所示使其複數次閃光，分割來進行測定。例如將響應特性相當慢的太陽能電池之輸出特性依照實施例1之習知測定方法之一點鏈線b來使電流隨時間變化時，可分為相當於圖8(a)之脈衝波形A部的測定點與相當於B部的測定點。以圖8(b)之第一發光，利用本發明之測定方法來進行關於圖8(a)之A部測定點的測定。並且以圖8(b)之第二發光利用本發明之測定方法來進行關於圖8(a)之B部測定點的測定。藉由本發明的測定方法，如圖5(b)及圖7(b)之圖樣c般適度地調整了負載指令速度的情形，可使用低價的燈發光裝置，在不使太陽能電池的輸出特性變化的情況下得到在短時間內之高精確度的太陽能電池特性。
又，太陽能電池的響應特性係依各太陽能電池的種類而異，即便是相同種類的太陽能電池亦有差異。太陽能電池之響應特性的差異係表示響應特性之最適動作點位置之分散。以包含此種最適動作點之分散的方式來設定區域M，並將除此之外的區域設為區域N1及區域N2。將在區域M、N1及N2之電子負載指示值的變更圖樣化。圖9係此種圖樣設定的說明圖。在本圖中表示有概略的3種類太陽能電池模組A、B、C之最適動作點的分散狀態，並以包含該最適動作點的方式設定電子負載指示值之區域M，並依太陽能電池模組的響應速度延遲設定負載的變更速度。除此之外的區域N1及N2則加快電子負載的變更速度。
依此來對某些種類的太陽能電池設定電子負載之變更速度的變更圖樣，藉此可以相同的變更圖樣來測定響應慢之部分的最適動作點特性分散之太陽能電池的輸出特性。並且在生產線上進行複數種類之響應特性慢的太陽能電池之輸出特性測定時，藉由各別設定電子負載之變更速度的變更圖樣，可輕易地適應機種變更。
1．．．光源燈
2．．．電源迴路(包含脈衝寬幅控制迴路等)
3．．．照度檢測器
4．．．太陽能電池
5．．．電子負載裝置
6．．．電腦
6a．．．資料處理板
6b．．．類比輸出板
7．．．資料收集板
8．．．電子負載指令迴路
圖1為表示單一閃光之波形的圖。
圖2為表示中脈衝閃光之波形的圖。
圖3為實施本發明之測定方法的太陽光模擬器之一例的方塊圖。
圖4為本發明中測定屬被測定體之太陽能電池的輸出特性時的電子負載之變更速度的調整方法的說明圖。
圖5為本發明在電流控制之實施例的說明圖。
圖6為在單一閃光下測定時間變長的情況之波形說明圖。
圖7為本發明在電壓控制之實施例的說明圖。
圖8為複數閃光測定之實施例的說明圖。
圖9為實施例4之電子負載指令速度之變更圖樣的說明圖。
圖10為以概略地表示習知之太陽光模擬器之光源光波形之照度波形圖來表示穩定光之照度與時間之關係的圖。
圖11為表示短閃光之波形的圖。
Claims (7)
- 一種利用太陽光模擬器之測定方法，其係包含：同時點亮至少一光源，發出脈衝波形的頂部呈平坦狀之一閃光的工序；以及一邊將該閃光照射於一作為被測定體之太陽能電池，並藉由照度檢測器進行照度控制，一邊掃描該太陽能電池的電子負載，並複數點測定從太陽能電池所輸出之電流與電壓的測定工序；其中，在對作為被測定體之太陽能電池照射該閃光時，視該太陽能電池的響應特性而可變地控制對電子負載指令迴路的指示速度，使該指示速度在電流電壓曲線中的一最適動作點附近變慢並在其他區域中變快，藉此來測定自該太陽能電池所輸出之電流與電壓。
- 一種利用太陽光模擬器之測定方法，其係包含：同時點亮至少一光源，發出脈衝波形的頂部呈平坦狀之一閃光的工序；以及一邊將該閃光照射於一作為被測定體之太陽能電池，並藉由照度檢測器進行照度控制，一邊掃描該太陽能電池的電子負載，並複數點測定從太陽能電池所輸出之電流與電壓的測定工序；其中，在對作為被測定體之太陽能電池照射該閃光時，視該太陽能電池的響應特性而可變地控制對電子負載指令迴路的指示值，並自動調整電子負載指令的 掃描速度，使該掃描速度在電流電壓曲線中的一最適動作點附近變慢並在其他區域中變快，藉此來測定自該太陽能電池所輸出之電流與電壓。
- 如申請專利範圍第1或2項所記載的利用太陽光模擬器之測定方法，其中：將該閃光照射於作為被測定體之太陽能電池，並將電子負載的掃描速度針對所掃描之電子負載的各區域而變更了掃描速度之圖樣進行複數種類之設定，並根據被測定體之太陽能電池的響應特性選擇其圖樣來掃描電子負載，而測定自被測定體之太陽能電池所輸出之電流與電壓。
- 如申請專利範圍第1或2項所記載的利用太陽光模擬器之測定方法，其中，依照屬被測定體之太陽能電池的測定時間，使光源發光至少一次，將電流及電壓的測定點各分割為複數點來進行測定。
- 如申請專利範圍第1或2項所記載的利用太陽光模擬器之測定方法，其中，前述閃光的光脈衝波形的上部平坦部的寬幅為在100msec以上且50()msec以下的光脈衝波形。
- 一種太陽光模擬器，其具有：一光源，對作為被測定體之太陽能電池照射閃光；一照度檢測器，檢測該光源之閃光的照度；一負載迴路，係具備電子負載之前述被測定體的負載迴路；一控制迴路，掃描控制前述電子負載；以及 一資料收集部，收集自前述被測定體所輸出之電流與電壓的資料；其中，前述掃描控制電子負載的控制迴路，在對作為被測定體的太陽能電池照射該閃光時，依照該太陽能電池的響應特性可變地控制對電子負載指令迴路的指示速度，使該指示速度在電流電壓曲線中的一最適動作點附近變慢並在其他區域中變快，藉此來測定自該太陽能電池所輸出之電流與電壓。
- 一種太陽光模擬器，其具有：一光源，對作為被測定體之太陽能電池照射閃光；一照度檢測器，檢測該光源之閃光的照度；一負載迴路，係具備電子負載之前述被測定體的負載迴路；一控制迴路，掃描控制前述電子負載；以及一資料收集部，收集自前述被測定體所輸出之電流與電壓的資料；其中，前述掃描控制電子負載的控制迴路，在對作為被測定體的太陽能電池照射該閃光時，依照該太陽能電池的響應特性可變地控制對電子負載指令迴路的指示值，自動調整電子負載指令的掃描速度，使該掃描速度在電流電壓曲線中的一最適動作點附近變慢並在其他區域中變快，藉此來測定自該太陽能電池所輸出之電流與電壓。
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