太陽能電池的i-v特性測量裝置和I-V特性測量方法
太陽能電池的i-v特性測量裝置和I-V特性測量方法
【專利摘要】本發(fā)明提供太陽能電池的i-v特性測量裝置和i-v特性測量方法，例如對于異質(zhì)結(jié)太陽能電池這樣的在施加電壓的掃描時間短時、I-V特性因掃描方向而不同的太陽能電池，在使用閃光型的太陽模擬器的情況下也能高精度測量真實I-V特性。所述I-V特性測量裝置包括：內(nèi)分比計算部(68)，在各電壓值下計算所述黑暗狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性（DST)的電流值將黑暗狀態(tài)順向I-V特性(DIV)的電流值和黑暗狀態(tài)反向I-V特性（DVI)的電流值內(nèi)分的內(nèi)分比；以及明亮狀態(tài)穩(wěn)定i-v特性推斷計算部（69)，基于所述內(nèi)分比、所述明亮狀態(tài)順向i-v特性（PIV)和所述明亮狀態(tài)反向I-V特性（PVI)，推斷計算明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性(PST)，所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性（PST)為所述明亮狀態(tài)且所述穩(wěn)定掃描模式下測量的i-v特性。
【專利說明】太陽能電池的ι-ν特性測量裝置和ι-ν特性測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于測量太陽能電池的I-V特性的I-V特性測量裝置和I-V特性測量 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽能電池的Ι-ν特性例如表示成為最大輸出的最佳動作電流和最佳動作電壓， 是評價太陽能電池的性能的重要特性。以往，在對太陽能電池照射閃光作為模擬太陽光的 狀態(tài)下，在短路電流和開路電壓之間對所述太陽能電池掃描施加電壓，通過測量此時從太 陽能電池輸出的電流和電壓來測量太陽能電池的I-V特性(參照專利文獻(xiàn)1)。
[0003] 可是，近年來開始使用異質(zhì)結(jié)太陽能電池等高效率太陽能電池，如果將以往存在 的用于單晶硅太陽能電池的上述I-V特性測量方法直接應(yīng)用到這種高效率太陽能電池，則 會產(chǎn)生各種問題。
[0004] 具體而言，例如向高效率太陽能電池照射具有0. is以下的照射時間的閃光作 為模擬太陽光，并配合所述照射時間，在從短路電流到開路電壓之間掃描太陽能電池的 施加電壓來測量I-V特性時，根據(jù)其掃描方向，測量出的I-V特性差異巨大。即，施加電 壓的掃描時間短時，高效率太陽能電池的I-V特性針對施加電壓的掃描方向表現(xiàn)出滯后 (hysteresis)。
[0005] 發(fā)生這種滯后的原因在于，高效率太陽能電池比單晶硅太陽能電池的靜電容量 大，在縮短施加電壓的掃描時間時，會表現(xiàn)出所述靜電容量的影響。
[0006] 另一方面，公知的是，當(dāng)把對太陽能電池的施加電壓的掃描時間充分延長以測量 高效率太陽能電池的I-V特性時，幾乎不表現(xiàn)出前述的滯后，而表現(xiàn)出與單晶硅太陽能電 池相同特征的I-V特性。因此，當(dāng)把施加電壓的掃描時間縮短設(shè)定到規(guī)定時間以下時，對于 I-V特性針對施加電壓的掃描方向表現(xiàn)出滯后這樣的太陽能電池，通過將施加電壓的掃描 時間延長設(shè)定到例如0. 5S以上等，將在施加電壓的變化緩和的穩(wěn)定狀態(tài)下測量出的I-V特 性作為真實值處理。
[0007] 但是，這樣通過與施加電壓的掃描時間延長相配合，延長作為模擬太陽光的閃光 的照射時間，長時間照射太陽能電池實際上十分困難。更具體而言，由于太陽能電池的主要 生產(chǎn)國以利用閃光測量I-V特性為主流，所以會發(fā)生以下的問題。
[0008] 例如，通過采用了氙氣燈的太陽模擬器長時間產(chǎn)生電弧放電、對太陽能電池照射 模擬太陽光時，伴隨照射時間變長，氙氣燈的壽命加速縮短。這樣，在太陽能電池的性能評 價流水線上，會頻繁更換氙氣燈，作為每單位時間可評價的太陽能電池枚數(shù)的處理能力大 幅降低。
[0009] 此外，為了能長時間放電，例如對電容器補(bǔ)充必要電力的時間也會延長，從而也成 為處理能力降低的原因。例如雖然可以設(shè)置多個充電用的電容器，通過交替充電改善處理 能力，但是會導(dǎo)致包含太陽模擬器的I-V特性測量裝置大型化和制造成本上升。
[0010] 而且，以往對單晶硅太陽能電池進(jìn)行I-V特性評價的評價流水線所使用的太陽模 擬器基本都是閃光型，根本不能長時間作為穩(wěn)定光照射模擬太陽光。因此，當(dāng)通過上述以 往的I-V特性測量方法評價高效率太陽能電池時，進(jìn)行太陽能電池評價的現(xiàn)有評價流水線 等必須將以往的太陽模擬器更換為能照射穩(wěn)定光的太陽模擬器，存在引入成本非常高的問 題。
[0011] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利公開公報特開2013-4664號
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012] 鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供如下的太陽能電池的I-V特性測量裝置和 I-V特性測量方法，例如對于異質(zhì)結(jié)太陽能電池這樣的在施加電壓的掃描時間短時、ι-v特 性因掃描方向而不同的太陽能電池，在使用閃光型的太陽模擬器的情況下也能高精度測量 真實Ι-v特性。
[0013] 即，本發(fā)明的太陽能電池的Ι-v特性測量裝置包括：明亮狀態(tài)順向Ι-v特性存儲 部，存儲明亮狀態(tài)順向Ι-v特性，所述明亮狀態(tài)順向ι-v特性為，向太陽能電池照射模擬太 陽光的明亮狀態(tài)下且對所述太陽能電池的施加電壓在規(guī)定時間內(nèi)從短路電流側(cè)向開路電 壓側(cè)掃描的順向掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的Ι-v特性；明亮狀態(tài)反向ι-v特性 存儲部，存儲明亮狀態(tài)反向Ι-v特性，所述明亮狀態(tài)反向Ι-ν特性為，所述明亮狀態(tài)下且對 所述太陽能電池的施加電壓在所述規(guī)定時間內(nèi)從開路電壓側(cè)向短路電流側(cè)掃描的反向掃 描模式下、測量出的所述太陽能電池的Ι-v特性；黑暗狀態(tài)順向ι-v特性存儲部，存儲黑暗 狀態(tài)順向Ι-ν特性，所述黑暗狀態(tài)順向ι-v特性為，不向所述太陽能電池照射模擬太陽光的 黑暗狀態(tài)下且所述順向掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的Ι-v特性；黑暗狀態(tài)反向 Ι-v特性存儲部，存儲黑暗狀態(tài)反向Ι-ν特性，所述黑暗狀態(tài)反向ι-v特性為，所述黑暗狀態(tài) 下且所述反向掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的Ι-ν特性；黑暗狀態(tài)穩(wěn)定ι-v特性存 儲部，存儲黑暗狀態(tài)穩(wěn)定Ι-v特性，所述黑暗狀態(tài)穩(wěn)定Ι-v特性為，所述黑暗狀態(tài)下且對所 述太陽能電池的施加電壓以大于所述規(guī)定時間的時間在短路電流側(cè)和開路電壓側(cè)之間掃 描的穩(wěn)定掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的Ι-v特性；內(nèi)分比計算部，在各電壓值下 計算所述黑暗狀態(tài)穩(wěn)定Ι-V特性的電流值將所述黑暗狀態(tài)順向Ι-ν特性的電流值和所述黑 暗狀態(tài)反向Ι-V特性的電流值內(nèi)分的內(nèi)分比；以及明亮狀態(tài)穩(wěn)定Ι-ν特性推斷計算部，基于 所述內(nèi)分比、所述明亮狀態(tài)順向Ι-V特性和所述明亮狀態(tài)反向Ι-ν特性，推斷計算明亮狀態(tài) 穩(wěn)定Ι-V特性，所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定Ι-ν特性為所述明亮狀態(tài)下且所述穩(wěn)定掃描模式下測量 出的Ι-v特性。
[0014] 此處，"明亮狀態(tài)"是指例如從太陽模擬器照射適于Ι-V特性測量的模擬太陽光的 狀態(tài)。作為具體示例，可以列舉向所述太陽能電池照射滿足IEC和JIS規(guī)定的模擬太陽光 基準(zhǔn)的光的狀態(tài)。此外，"黑暗狀態(tài)"不是僅指完全不向太陽能電池照射光的狀態(tài)，還包含至 少照度比所述"明亮狀態(tài)"低且所述照度基本穩(wěn)定為固定的狀態(tài)。即，"黑暗狀態(tài)"例如也可 以是太陽模擬器為待機(jī)狀態(tài)，在照度降低的狀態(tài)下以一定的照度亮燈。
[0015] 由此，例如通過在由太陽模擬器照射模擬太陽光的明亮狀態(tài)下，僅測量掃描時間 設(shè)定在規(guī)定時間內(nèi)的、所述明亮狀態(tài)順向Ι-ν特性和所述明亮狀態(tài)反向ι-v特性這兩個特 性，且在不從所述太陽模擬器照射模擬太陽光的黑暗狀態(tài)下，測量所述黑暗狀態(tài)順向I-V 特性、所述黑暗狀態(tài)反向Ι-v特性和所述黑暗狀態(tài)穩(wěn)定Ι-v特性這三個特性，從而不必直接 測量就可以根據(jù)上述五個I-V特性得到被認(rèn)為是太陽能電池的真實ι-v特性的所述明亮狀 態(tài)穩(wěn)定I-V特性。
[0016] 以下，定性地說明從上述五個測量的I-V特性得到被認(rèn)為是真實I-V特性的所述 明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性的理由。
[0017] 例如異質(zhì)結(jié)太陽能電池中，盡管根據(jù)施加電壓的掃描方向和所述掃描時間不同， 測量的I-V特性大幅變化，但是在各電壓值下測量的反向I-V特性的電流值減去順向I-V 特性的電流值后的相對差卻并未受到很大影響。
[0018] 即，不論是明亮狀態(tài)還是黑暗狀態(tài)，只要對太陽能電池的施加電壓的掃描方向和 掃描時間為相同條件，則即使輸出的電流值存在偏移，各狀態(tài)下測量的I-V特性也表現(xiàn)出 相同的變化特性。
[0019] 更具體而言，以測量的黑暗狀態(tài)順向I-V特性、黑暗狀態(tài)反向I-V特性、黑暗狀態(tài) 穩(wěn)定I-V特性的組保持的電流值間的相關(guān)性，在明亮狀態(tài)順向I-V特性、明亮狀態(tài)反向I-V 特性、明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性的組中也同樣保持。
[0020] 由此，表示各曲線形狀的相關(guān)性的所述內(nèi)分比，為根據(jù)黑暗狀態(tài)下測量的三個I-V 特性計算出的值，可以同樣用于在明亮狀態(tài)下測量的各I-V特性。
[0021] 因此，能夠基于測量出的所述明亮狀態(tài)順向I-V特性、所述明亮狀態(tài)反向I-V特性 和所述內(nèi)分比，推斷計算未知的所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性，不必直接測量該明亮狀態(tài)穩(wěn) 定I-V特性。
[0022] 而且，在所述明亮狀態(tài)下的I-V特性測量中，由于對太陽能電池的施加電壓的掃 描時間被設(shè)定在規(guī)定時間內(nèi)，所以不必將模擬太陽光保持為穩(wěn)定光，例如可以在閃光等的 短照射時間內(nèi)進(jìn)行測量。因此，由于不必向太陽能電池照射穩(wěn)定光作為模擬太陽光，所以即 便直接使用以往存在的閃光型的太陽模擬器，例如也可以高精度測量高效率太陽能電池等 帶有特殊的I-V特性的太陽能電池的真實ι-v特性。因此，不必引入新的設(shè)備，例如僅重寫 程序等即可，可以在控制引入成本的同時進(jìn)行特殊的太陽能電池的I-V特性測量。
[0023] 此外，由于能僅以閃光測量太陽能電池的I-V特性，所以能抑制太陽模擬器使用 的光源的劣化，可以長期持續(xù)使用。因此，由于能降低太陽模擬器使用的光源的更換頻率， 因而可以將作為每單位時間的I-V特性測量數(shù)的處理能力保持為較高。
[0024] 另外，本發(fā)明的太陽能電池的I-V特性測量方法包括：明亮狀態(tài)順向I-V特性測量 步驟，測量明亮狀態(tài)順向I-V特性，所述明亮狀態(tài)順向ι-v特性為，向太陽能電池照射模擬 太陽光的明亮狀態(tài)下且對所述太陽能電池的施加電壓在規(guī)定時間內(nèi)從短路電流側(cè)向開路 電壓側(cè)掃描的順向掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的Ι-v特性；明亮狀態(tài)反向ι-v特 性測量步驟，測量明亮狀態(tài)反向Ι-ν特性，所述明亮狀態(tài)反向ι-v特性為，所述明亮狀態(tài)下 且對所述太陽能電池的施加電壓在所述規(guī)定時間內(nèi)從開路電壓側(cè)向短路電流側(cè)掃描的反 向掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的Ι-v特性；黑暗狀態(tài)順向ι-v特性測量步驟，測 量黑暗狀態(tài)順向Ι-ν特性，所述黑暗狀態(tài)順向ι-v特性為，不向所述太陽能電池照射模擬太 陽光的黑暗狀態(tài)下且所述順向掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的Ι-ν特性；黑暗狀 態(tài)反向Ι-V特性測量步驟，測量黑暗狀態(tài)反向Ι-ν特性，所述黑暗狀態(tài)反向ι-v特性為，所 述黑暗狀態(tài)下且所述反向掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的Ι-ν特性；黑暗狀態(tài)穩(wěn) 定Ι-ν特性測量步驟，測量黑暗狀態(tài)穩(wěn)定Ι-ν特性，所述黑暗狀態(tài)穩(wěn)定Ι-ν特性為，所述黑 暗狀態(tài)下且對所述太陽能電池的施加電壓以大于所述規(guī)定時間的時間在短路電流側(cè)和開 路電壓側(cè)之間掃描的穩(wěn)定掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的I-V特性；內(nèi)分比計算 步驟，在各電壓值下計算所述黑暗狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性的電流值將所述黑暗狀態(tài)順向I-V特 性的電流值和所述黑暗狀態(tài)反向I-V特性的電流值內(nèi)分的內(nèi)分比；以及明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V 特性推斷計算步驟，基于所述內(nèi)分比、所述明亮狀態(tài)順向I-V特性和所述明亮狀態(tài)反向I-V 特性，推斷計算明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性，所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性為所述明亮狀態(tài)下且所 述穩(wěn)定掃描模式下測量出的I-V特性。
[0025] 本發(fā)明的I-V特性測量方法也能獲得與上述同樣的效果。
[0026] 例如為了編排測量順序等、以便能高效取得用于得到所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性 所必要的五個I-V特性，優(yōu)選還包括：照射控制部，控制太陽模擬器對太陽能電池照射的模 擬太陽光的照射狀態(tài)；以及施加電壓控制部，控制負(fù)載電源向所述太陽能電池施加的施加 電壓，所述照射控制部控制所述太陽模擬器以成為所述明亮狀態(tài)和所述黑暗狀態(tài)中的任意 狀態(tài)，所述施加電壓控制部以所述順向掃描模式、所述反向掃描模式和所述穩(wěn)定掃描模式 中的任意掃描模式控制所述負(fù)載電源。
[0027] 作為不必實測就能高精度獲得異質(zhì)結(jié)太陽能電池等高效率太陽能電池的明亮狀 態(tài)穩(wěn)定ι-v特性、延長太陽模擬器的壽命、適于提高處理能力的規(guī)定時間，優(yōu)選所述規(guī)定時 間設(shè)定為，使所述順向掃描模式下測量的所述太陽能電池的ι-v特性，與所述反向掃描模 式下測量的所述太陽能電池的ι-v特性不同。
[0028] 例如為了在太陽能電池的評價流水線上對太陽能電池照射模擬太陽光的情況下， 不僅能立刻計算出所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性，而且防止太陽模擬器使用的光源劣化、長 期不必更換從而提高處理能力，作為具體的實施方式，優(yōu)選還包括：所述太陽模擬器、所述 負(fù)載電源以及用于測量從所述太陽能電池輸出的電流和電壓的電流電壓測量機(jī)構(gòu)，所述太 陽模擬器向所述太陽能電池照射閃光作為所述模擬太陽光。
[0029] 為了在對所述太陽能電池的施加電壓的掃描中，不易受到例如從太陽能電池輸出 的電壓的影響和其他干擾的影響，以最佳方式掃描施加電壓，從而得到正確的所述明亮狀 態(tài)穩(wěn)定I-V特性的值，優(yōu)選還包括用于測量負(fù)載電源電壓的負(fù)載電源電壓測量機(jī)構(gòu)，所述 負(fù)載電源電壓為從所述負(fù)載電源輸出的電壓，所述施加電壓控制部以使作為掃描的施加電 壓的目標(biāo)值的施加電壓目標(biāo)值與所述負(fù)載電源電壓測量機(jī)構(gòu)測量的負(fù)載電源測量電壓的 偏差變小的方式，控制所述負(fù)載電源。由此，由于所述太陽能電池設(shè)置在控制負(fù)載電源的反 饋環(huán)路以外，所以太陽能電池的輸出及其他的外光等的影響不會輸入到所述負(fù)載電源，使 控制穩(wěn)定，能在I-V特性的測量中進(jìn)行理想的施加電壓的掃描。
[0030] 如上所述，按照本發(fā)明的I-V特性測量裝置，根據(jù)用閃光型的模擬太陽光測量的 兩個明亮狀態(tài)下的I-V特性，以及不照射模擬太陽光而假定的三個黑暗狀態(tài)下的ι-v特性， 可以得到被認(rèn)為是太陽能電池的真實I-V特性的所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性。因此，不必 新引入能照射穩(wěn)定光的太陽模擬器等，例如僅通過程序的重寫等就能夠以現(xiàn)有的I-V特性 測量裝置測量高效率太陽能電池等的真實I-V特性，可以降低引入成本。此外，由于可以使 用閃光型的太陽模擬器，降低其維護(hù)頻率，所以還能維持高處理能力的狀態(tài)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031] 圖1是表示本發(fā)明一個實施方式的ι-v特性測量裝置的整體結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0032] 圖2是表示同一實施方式中的測量電路構(gòu)成的電路示意圖。
[0033] 圖3是表示同一實施方式中的運(yùn)算部構(gòu)成的功能框圖。
[0034] 圖4是表示同一實施方式中的Ι-V特性測量時的動作的時序圖。
[0035] 圖5是表示同一實施方式中的五個Ι-V特性的測量結(jié)果一例的曲線圖。
[0036] 圖6是表示同一實施方式中的從黑暗狀態(tài)下測量的Ι-V特性計算出的內(nèi)分比的曲 線圖。
[0037] 圖7是表示同一實施方式中的計算出的明亮狀態(tài)穩(wěn)定Ι-V特性的曲線圖。
[0038] 附圖標(biāo)記說明
[0039] 1〇〇 · · · Ι-V特性測量裝置
[0040] 1 · · ·太陽模擬器
[0041] 2 · · ·試樣臺
[0042] 11· · ·箱體
[0043] 12 · · ·光源
[0044] 13· ··照射控制部
[0045] 21 ···真空泵
[0046] 22 · · ·冷機(jī)
[0047] 3 · · ·探針桿
[0048] 5 · · · Ι-V 測試器
[0049] 6 · · ·控制運(yùn)算裝置
[0050] 63 · · ·明亮狀態(tài)順向Ι-V特性存儲部
[0051] 64 · · ·明亮狀態(tài)反向Ι-V特性存儲部
[0052] 65 · · ·黑暗狀態(tài)順向Ι-V特性存儲部
[0053] 66 · · ·黑暗狀態(tài)反向Ι-V特性存儲部
[0054] 67 · · ·黑暗狀態(tài)穩(wěn)定Ι-V特性存儲部
[0055] 68 · · ·內(nèi)分比計算部
[0056] 69 · · ·明亮狀態(tài)穩(wěn)定Ι-V特性推斷計算部
[0057] 71· ··施加電壓控制部
[0058] 72 ···負(fù)載電源電壓測量機(jī)構(gòu)
[0059] 73 · · ·指令值生成部
[0060] PIV · · ·明亮狀態(tài)順向ι-ν特性
[0061] PVI · · ·明亮狀態(tài)反向Ι-V特性
[0062] PST · · ·明亮狀態(tài)穩(wěn)定Ι-V特性
[0063] DIV · · ·黑暗狀態(tài)順向Ι-V特性
[0064] DVI · · ·黑暗狀態(tài)反向Ι-V特性
[0065] DST · · ·黑暗狀態(tài)穩(wěn)定Ι-V特性
[0066] SC· · ·太陽能電池單元
[0067] M· · ·電流電壓測量機(jī)構(gòu)
[0068] Ml · · ·電流計
[0069] M2 · · ·電壓計
【具體實施方式】
[0070] 參照各【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明一個實施方式的I-V特性測量裝置100。
[0071] 本實施方式的ι-v特性測量裝置100用于測量太陽能電池的ι-v特性，例如評價 制造的太陽能電池并將其按特性分類。本實施方式中，目的在于測量作為所述太陽能電池 的例如異質(zhì)結(jié)太陽能電池等高效率太陽能電池的Ι-v特性。
[0072] 此處，作為測量對象的太陽能電池的特性，可以列舉當(dāng)測量Ι-V特性時對太陽能 電池的施加電壓的掃描時間小于規(guī)定時間的情況下（掃描速度快時)，針對施加電壓的掃描 方向，測量出的Ι-V特性會表現(xiàn)出滯后。另一方面，以大于所述規(guī)定時間的足夠的時間掃描 施加電壓時，基本不發(fā)生滯后，不受掃描方向影響地測量到基本相同的Ι-v特性。此外，盡 管本實施方式的測量對象為太陽能電池單元SC，但本發(fā)明也可以應(yīng)用于組裝有多枚太陽能 電池單元SC的太陽能電池板的ι-v特性測量。即，本說明書中的太陽能電池包含太陽能電 池單元SC和太陽能電池板雙方的概念。
[0073] 以下說明構(gòu)成所述Ι-v特性測量裝置100的各部分的概況，該Ι-v特性測量裝置 100如圖1所示，至少包括：太陽模擬器1，向太陽能電池單元SC照射模擬太陽光；照射控制 部13,控制所述太陽模擬器1 ;試樣臺2,承載所述太陽能電池單元SC ;探針桿3,與所述太 陽能電池單元SC的表面上形成的指形電極或母線電極接觸；Ι-v測試器5，測量太陽能電池 單元SC的Ι-V特性；以及控制運(yùn)算裝置6 (計算機(jī))，進(jìn)行各部分的控制和各種運(yùn)算。
[0074] 所述太陽模擬器1包括底面開口的大體長方體形狀的箱體11，以及收容在所述箱 體11內(nèi)部的上面?zhèn)鹊墓庠?2。所述光源12是形成大體環(huán)狀的長弧氙燈，向所述太陽能電池 單元SC照射閃光(脈沖光)作為模擬太陽光。此處，閃光是指發(fā)光時間設(shè)定為0. 01?0. Is 程度的光。換言之，所述太陽模擬器1為所謂閃光型，與穩(wěn)定光型不同，僅以適于保持所述 光源12的長壽命的照射時間進(jìn)行模擬太陽光的照射。
[0075] 所述照射控制部13用于控制所述太陽模擬器1對所述太陽能電池單元SC照射的 模擬太陽光的照射狀態(tài)。
[0076] 更具體而言，所述照射控制部13控制所述太陽模擬器1，以成為向所述太陽能電 池單元SC照射模擬太陽光的明亮狀態(tài)以及不向所述太陽能電池單元SC照射模擬太陽光的 黑暗狀態(tài)中的任意狀態(tài)。此處，所述照射控制部13進(jìn)行控制，在明亮狀態(tài)下僅使所述太陽 模擬器1以預(yù)定的發(fā)光時間發(fā)光，在黑暗狀態(tài)下維持所述太陽模擬器1完全滅燈的狀態(tài)。
[0077] 所述試樣臺2與真空泵21連接以便能吸附保持所述太陽能電池單元SC的背面， 并且為了在Ι-V特性測量時將所述太陽能電池單元SC的溫度固定保持在作為測量條件推 薦的溫度，由冷機(jī)22冷卻所述試樣臺2。另外，在本實施方式中，由于所述太陽模擬器1為 閃光型，所以相比于穩(wěn)定光型能減小由模擬太陽光的照射而對所述太陽能電池單元SC施 加的熱量，可以節(jié)能且高精度地由所述冷機(jī)22進(jìn)行溫度控制。此外，在所述試樣臺2上承 載所述太陽能電池單元SC，并且所述探針桿3接觸該太陽能電池單元SC表面的狀態(tài)下，形 成圖2所示的Ι-V特性測量電路。
[0078] 更具體而言，圖2所示的所述Ι-V特性測量電路中，左半部表示太陽能電池單元SC 的電氣特性，右半部由所述Ι-V測試器5、所述探針桿3構(gòu)成。即，利用所述Ι-v測試器5和 所述探針桿3,用四端子法測量從所述太陽能電池單元SC輸出的電流和電壓。
[0079] 所述I-V測試器5至少包括：負(fù)載電源7,當(dāng)所述太陽能電池單元SC承載到所述試 樣臺2上時，所述負(fù)載電源7與該太陽能電池單元SC電連接，并且對所述太陽能電池單元 SC掃描施加電壓；施加電壓控制部71，控制所述負(fù)載電源7對所述太陽能電池單元SC施加 的電壓；以及由電流計Ml、電壓計M2構(gòu)成的電流電壓測量機(jī)構(gòu)M，在由所述負(fù)載電源7對太 陽能電池單元SC掃描施加電壓的期間，測量從該太陽能電池單元SC輸出的電流、電壓。
[0080] 所述施加電壓控制部71通過所述I-V測試器5內(nèi)的控制基板實現(xiàn)其功能，在太陽 能電池單元SC的I-V特性測量時控制所述負(fù)載電源7對所述太陽能電池單元SC施加的施 加電壓。更具體而言，所述施加電壓控制部71以如下任意掃描模式控制所述負(fù)載電源7: 在規(guī)定時間內(nèi)從短路電流I s。側(cè)向開路電壓側(cè)掃描施加電壓的順向掃描模式；在所述規(guī) 定時間內(nèi)從開路電壓U則向短路電流Is。側(cè)掃描施加電壓的反向掃描模式；以及以大于所 述規(guī)定時間的時間在短路電流I sc側(cè)和開路電壓側(cè)之間掃描施加電壓的穩(wěn)定掃描模式。
[0081] 此處，所述規(guī)定時間設(shè)定為比所述太陽模擬器1發(fā)光的所述發(fā)光時間短。此外，以 所述規(guī)定時間測量異質(zhì)結(jié)太陽能電池等高效率太陽能電池時，所述順向掃描模式下測量的 所述太陽能電池的I-V特性，與所述反向掃描模式下測量的所述太陽能電池的I-V特性不 同。即，所述規(guī)定時間是針對掃描方向、太陽能電池單元SC的I-V特性表現(xiàn)出滯后程度的 短時間。
[0082] 反之所述穩(wěn)定掃描模式中，施加電壓的掃描時間是比所述規(guī)定時間長的時間，設(shè) 定為所述太陽能電池單元SC的I-V特性基本不表現(xiàn)出針對掃描方向的滯后的時間。
[0083] 并且，通過所述照射控制部13和所述施加電壓控制部71協(xié)作，例如圖4的時序圖 所示，能測量照射狀態(tài)和掃描模式的組合分別不同的五組I-V特性。更具體而言，最初進(jìn)行 黑暗狀態(tài)的順向掃描模式、反向掃描模式以及穩(wěn)定掃描模式下的三個I-V特性的測量，而 后，進(jìn)行明亮狀態(tài)的順向掃描模式、反向掃描模式下的兩個I-V特性的測量。
[0084] 由圖4可知，不論是明亮狀態(tài)還是黑暗狀態(tài)，順向掃描模式和反向掃描模式下對 太陽能電池單元SC的施加電壓的掃描時間、變化的電壓的范圍一致，照射狀態(tài)以外的測量 條件極為一致。
[0085] 如圖2的電路圖所示，所述施加電壓控制部71包括：負(fù)載電源電壓測量機(jī)構(gòu)72， 測量作為從所述負(fù)載電源7輸出的電壓的負(fù)載電源電壓；以及指令值生成部73,生成作為 掃描的施加電壓的目標(biāo)值的施加電壓目標(biāo)值，所述負(fù)載電源電壓與所述施加電壓目標(biāo)值的 偏差被反饋到所述負(fù)載電源7。
[0086] 即，盡管圖4中為便于理解而在掃描區(qū)間上以直線表示了掃描電壓波形的變化， 但對于實際的掃描指令輸入階段狀變化的施加電壓目標(biāo)值。更具體而言，所述施加電壓控 制部71控制所述負(fù)載電源7,以使作為掃描的施加電壓的目標(biāo)值的施加電壓目標(biāo)值，與負(fù) 載電源電壓測量機(jī)構(gòu)72測量的負(fù)載電源測量電壓的偏差變小。
[0087] 所述負(fù)載電源電壓測量機(jī)構(gòu)72設(shè)定在比所述電流電壓測量機(jī)構(gòu)Μ的所述電壓計 M2的測量點更接近所述負(fù)載電源7的部位，所述太陽能電池單元SC的輸出不被輸入所述負(fù) 載電源7的反饋系統(tǒng)。此外，所述負(fù)載電源電壓測量機(jī)構(gòu)72的測量點與所述電壓計M2的 測量點之間具有足夠的配線距離。
[0088] 即，在與施加電壓的掃描相關(guān)的反饋控制中，不使用所述電流電壓測量機(jī)構(gòu)Μ測 量的、從所述太陽能電池單元sc輸出的電壓。因此，與施加電壓的掃描相關(guān)的反饋環(huán)路系 統(tǒng)不會受到所述太陽能電池單元SC的輸出的影響，僅參照從所述負(fù)載電源7輸出的電壓， 從負(fù)載電源7輸出按照所述施加電壓目標(biāo)值的輸出。由于如此構(gòu)成反饋系統(tǒng)，所以控制穩(wěn) 定，能實現(xiàn)理想的I-V特性的測量，進(jìn)而使I-V特性的測量也準(zhǔn)確。
[0089] 而且，基于由圖2的電路圖中的電流計Ml和電壓計M2測量的所述太陽能電池單 元SC的輸出，所述I-V測試器5制作與該太陽能電池單元SC的I-V特性相關(guān)的數(shù)據(jù)，并作 為曲線圖圖示在所述控制運(yùn)算裝置6的顯示畫面上。
[0090] 所述控制運(yùn)算裝置6是具備CPU、存儲器、顯示設(shè)備、輸入輸出裝置、A/D轉(zhuǎn)換器、D/ A轉(zhuǎn)換器等的所謂計算機(jī)，通過執(zhí)行所述存儲器中存儲的程序，如圖3的功能框圖所示，至 少作為I-V特性測量結(jié)果存儲部6A、內(nèi)分比計算部68、明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性推斷計算部 69發(fā)揮功能。
[0091] 具體說明各部分。
[0092] 所述I-V特性測量結(jié)果存儲部6A取得由所述照射控制部13設(shè)定的照射狀態(tài)和由 所述施加電壓控制部71設(shè)定的掃描模式，并存儲針對每個組合測量的I-V特性。更具體而 言，如圖3所示，所述I-V特性測量結(jié)果存儲部6A具有明亮狀態(tài)順向I-V特性存儲部63、明 亮狀態(tài)反向I-V特性存儲部64、黑暗狀態(tài)順向I-V特性存儲部65、黑暗狀態(tài)反向I-V特性存 儲部66以及黑暗狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性存儲部67,分別存儲測量條件不同的I-V特性。另外， 由于照射狀態(tài)為兩種、掃描模式為三種，所以可以認(rèn)為是六種測量條件，但是由于本實施方 式使用閃光型的太陽模擬器1，所以沒有進(jìn)行明亮狀態(tài)且穩(wěn)定掃描模式下的I-V特性的測 量。
[0093] 所述明亮狀態(tài)順向I-V特性存儲部63存儲明亮狀態(tài)順向I-V特性PIV，所述明亮 狀態(tài)順向I-V特性PIV是所述明亮狀態(tài)且所述順向掃描模式下、由所述電流電壓測量機(jī)構(gòu) Μ測量出的所述太陽能電池單元SC的I-V特性。
[0094] 所述明亮狀態(tài)反向I-V特性存儲部64存儲明亮狀態(tài)反向I-V特性PVI，所述明亮 狀態(tài)反向I-V特性PVI是所述明亮狀態(tài)且所述反向掃描模式下、由所述電流電壓測量機(jī)構(gòu) Μ測量出的所述太陽能電池單元SC的I-V特性。
[0095] 所述黑暗狀態(tài)順向I-V特性存儲部65存儲黑暗狀態(tài)順向I-V特性DIV，所述黑暗 狀態(tài)順向?-v特性DIV是所述黑暗狀態(tài)且所述順向掃描模式下、由所述電流電壓測量機(jī)構(gòu) Μ測量出的所述太陽能電池單元SC的I-V特性。
[0096] 所述黑暗狀態(tài)反向I-V特性存儲部66存儲黑暗狀態(tài)反向I-V特性DVI，所述黑暗 狀態(tài)反向I-V特性DVI是所述黑暗狀態(tài)且所述反向掃描模式下、由所述電流電壓測量機(jī)構(gòu) Μ測量出的所述太陽能電池單元SC的I-V特性。
[0097] 所述黑暗狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性存儲部67存儲黑暗狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性DST，所述黑暗 狀態(tài)穩(wěn)定?-v特性DST是所述黑暗狀態(tài)且所述穩(wěn)定掃描模式下、由所述電流電壓測量機(jī)構(gòu) Μ測量出的所述太陽能電池單元SC的I-V特性。
[0098] 此處，通過曲線圖在圖5中圖示了所述I-V特性測量結(jié)果存儲部6Α中存儲的、各 測量出的I-V特性的一例。從圖5所示的黑暗狀態(tài)下測量出的I-V特性可知，觀察最大輸 出點的附近時，從下側(cè)以順向I-V特性、穩(wěn)定I-V特性、反向I-V特性的順序進(jìn)行圖示，該傾 向的成立與照射狀態(tài)無關(guān)。此外，在明亮狀態(tài)和黑暗狀態(tài)下，盡管電流值發(fā)生了偏移，但是 曲線圖的外形表現(xiàn)出極為相似的傾向。而且，作為未測量的所述明亮狀態(tài)且所述穩(wěn)定掃描 模式下應(yīng)測量的I-V特性的明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性PST，表現(xiàn)為將明亮狀態(tài)順向I-V特性 PIV與明亮狀態(tài)反向I-V特性PVI之間內(nèi)分。
[0099] 在以下詳述的所述內(nèi)分比計算部68和所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性推斷計算部69 中，根據(jù)測量的五個I-V特性計算出該未測量的明亮狀態(tài)穩(wěn)定ι-v特性PST。
[01 00] 所述內(nèi)分比計算部68在圖6的曲線圖所示的各電壓值下，計算所述黑暗狀態(tài)穩(wěn)定 I-V特性DST的電流值把所述黑暗狀態(tài)順向I-V特性DIV的電流值以及所述黑暗狀態(tài)反向 I-V特性DVI的電流值內(nèi)分的內(nèi)分比。設(shè)從所述黑暗狀態(tài)反向I-V特性DVI的電流值減去 所述黑暗狀態(tài)順向I-V特性DIV的電流值之后的值為a，設(shè)從所述黑暗狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性 DST的電流值減去所述黑暗狀態(tài)順向I-V特性DIV的電流值之后的值為b，本實施方式的所 述內(nèi)分比計算部68構(gòu)成為，在各電壓值下計算比值b/a作為內(nèi)分比。另外，發(fā)生零分割的 電壓值的區(qū)間上將內(nèi)分比作為1處理。
[0101] 所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性推斷計算部69基于所述內(nèi)分比、所述明亮狀態(tài)順向 ι-v特性PIV和所述明亮狀態(tài)反向ι-v特性PVI，推斷計算作為所述明亮狀態(tài)且所述穩(wěn)定掃 描模式下測量的I-V特性的、明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性PST。更具體而言，所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定 Ι-V特性推斷計算部69在各電壓值下計算從所述明亮狀態(tài)反向Ι-v特性PVI的電流值減去 所述明亮狀態(tài)順向Ι-V特性PIV的電流值之后的值C，并將各電壓值下的C乘以各電壓值下 的所述內(nèi)分比b/a后得到修正量d。進(jìn)而所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定Ι-V特性推斷計算部69如圖7 的曲線圖所示，對所述明亮狀態(tài)順向Ι-V特性PIV的各電壓值下的電流值加上修正量d，并 將其作為所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定Ι-V特性PST輸出。
[0102] 如上所述，按照本實施方式的Ι-V特性測量裝置100,可以不采用穩(wěn)定光型的太陽 模擬器而通過閃光型的太陽模擬器1，推斷計算所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定Ι-ν特性PST。
[0103] 因此，在直接使用太陽能電池單元SC的評價流水線中引入的現(xiàn)有閃光型的太陽 模擬器1的情況下，對于異質(zhì)結(jié)太陽能電池這樣的在施加電壓的掃描時間短時根據(jù)掃描方 向表現(xiàn)出滯后的太陽能電池單元SC，也可以得到作為其真實ι-v特性的所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定 Ι-v 特性 PST。
[0104] 此外，不必為了測量Ι-V特性而長時間穩(wěn)定照射模擬太陽光，僅進(jìn)行短時間的照 射即可，所以容易抑制所述光源12的劣化加重，可以降低該光源12的更換頻率。因此，在 太陽能電池單元SC的評價流水線中，降低了整體處理時間中的更換所述光源12所占的比 例，可以提高每單位時間的評價枚數(shù)等處理能力。
[0105] 以下說明其他的實施方式。
[0106] 在上述實施方式中，Ι-V特性測量裝置100為了推斷計算所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定ι-v特 性PST，自行測量各測量條件下的Ι-v特性，再根據(jù)該測量的數(shù)據(jù)推斷計算所述明亮狀態(tài)穩(wěn) 定Ι-v特性PST，但例如也可以使用其他的測量器測量出的必要的Ι-v特性的實測值。艮p， 所述Ι-V特性測量裝置100可以僅包括所述Ι-v特性測量結(jié)果存儲部6A、所述內(nèi)分比計算 部68和所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定Ι-v特性推斷計算部69。此外，上述實施方式的照射控制部13、 施加電壓控制部71在上述實施方式中與所述控制運(yùn)算裝置6分別構(gòu)成，但也可以與該控制 運(yùn)算裝置6集成構(gòu)成。
[0107] 此外，可以利用存儲有本發(fā)明的Ι-V特性測量裝置100用程序的⑶、DVD等程序存 儲介質(zhì)等，在現(xiàn)有的I-V特性測量裝置100上安裝，以發(fā)揮本發(fā)明的所述ι-v特性測量結(jié)果 存儲部6A、所述內(nèi)分比計算部68、所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性推斷計算部69的功能。總之， 只要能根據(jù)不使用穩(wěn)定光的模擬太陽光也可以測量的五個I-V特性所示的數(shù)據(jù)，計算所述 明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性PST即可。
[0108] 在上述實施方式中，以圖4的時序圖所示的順序測量了五個I-V特性，但本發(fā)明不 必按照所述順序測量各I-V特性。只要存在實施方式所述的各照射條件和掃描模式不同的 五個I-V特性，就能得到被認(rèn)為是真實I-V特性的所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性PST。此外， 圖4的時序圖所示的時間間隔等是為了便于說明而記載的，只要適當(dāng)?shù)剡x擇適于I-V特性 測量的時間間隔等即可，并不限于圖4所示的記載。而且，圖4的時序圖中，關(guān)于所述黑暗 狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性DST，是在從短路電流ISC側(cè)向開路電壓V0C側(cè)掃描施加電壓的順向掃 描模式下進(jìn)行測量，但是也可以用反向掃描模式測量。這是因為，只要充分延長施加電壓的 掃描時間，就可以不受掃描方向影響、得到基本相同的I-V特性。此外，上述實施方式中在 一次的模擬太陽光的照射期間測量了所述明亮狀態(tài)順向I-V特性PIV和所述明亮狀態(tài)反向 ι-v特性PVI雙方，但是也可以兩次照射模擬太陽光，并分別單獨測量順向和反向的ι-v特 性。另外，在一個明亮狀態(tài)中測量I-V特性時，可以持續(xù)照射閃光，也可以邊以極短的照射 時間照射多次、邊掃描施加電壓，來測量明亮狀態(tài)的Ι-v特性。此外，施加電壓的掃描時間 和模擬太陽光的照射時間例示了 0. 01?0. Is作為獲得本發(fā)明效果的適當(dāng)?shù)囊?guī)定時間，但 只要是0. Is以下的規(guī)定時間即可。
[0109] 上述實施方式中所示的所述內(nèi)分比的計算方法也是一例。例如，可以設(shè)從所述黑 暗狀態(tài)穩(wěn)定Ι-V特性DST的電流值減去所述黑暗狀態(tài)順向Ι-v特性DIV的電流值之后的值 為a，設(shè)從所述黑暗狀態(tài)反向Ι-v特性DVI的電流值減去所述黑暗狀態(tài)穩(wěn)定Ι-v特性DST的 電流值之后的值為b，來計算內(nèi)分比，也可以采用其他計算方法。
[0110] 作為適用本發(fā)明的太陽能電池列舉了異質(zhì)結(jié)太陽能電池，對于其他的根據(jù)施加電 壓的掃描方向而在Ι-V特性中表現(xiàn)出滯后的太陽能電池，本發(fā)明也可以獲得同樣的效果。 [0111] 此外，可以在不違背本發(fā)明的發(fā)明思想的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形和對實施方式進(jìn)行 組合。
【權(quán)利要求】
1. 一種太陽能電池的I-V特性測量裝置，其特征在于包括： 明亮狀態(tài)順向I-V特性存儲部，存儲明亮狀態(tài)順向I-V特性，所述明亮狀態(tài)順向I-V 特性為，向太陽能電池照射模擬太陽光的明亮狀態(tài)下且對所述太陽能電池的施加電壓在規(guī) 定時間內(nèi)從短路電流側(cè)向開路電壓側(cè)掃描的順向掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的 I-V特性； 明亮狀態(tài)反向I-V特性存儲部，存儲明亮狀態(tài)反向I-V特性，所述明亮狀態(tài)反向I-V特 性為，所述明亮狀態(tài)下且對所述太陽能電池的施加電壓在所述規(guī)定時間內(nèi)從開路電壓側(cè)向 短路電流側(cè)掃描的反向掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的I-V特性； 黑暗狀態(tài)順向I-V特性存儲部，存儲黑暗狀態(tài)順向I-V特性，所述黑暗狀態(tài)順向I-V特 性為，不向所述太陽能電池照射模擬太陽光的黑暗狀態(tài)下且所述順向掃描模式下、測量出 的所述太陽能電池的I-V特性； 黑暗狀態(tài)反向I-V特性存儲部，存儲黑暗狀態(tài)反向I-V特性，所述黑暗狀態(tài)反向I-V特 性為，所述黑暗狀態(tài)下且所述反向掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的I-V特性； 黑暗狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性存儲部，存儲黑暗狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性，所述黑暗狀態(tài)穩(wěn)定I-V特 性為，所述黑暗狀態(tài)下且對所述太陽能電池的施加電壓以大于所述規(guī)定時間的時間在短路 電流側(cè)和開路電壓側(cè)之間掃描的穩(wěn)定掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的I-V特性； 內(nèi)分比計算部，在各電壓值下計算所述黑暗狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性的電流值將所述黑暗狀 態(tài)順向I-V特性的電流值和所述黑暗狀態(tài)反向I-V特性的電流值內(nèi)分的內(nèi)分比；以及 明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性推斷計算部，基于所述內(nèi)分比、所述明亮狀態(tài)順向I-V特性和所 述明亮狀態(tài)反向I-V特性，推斷計算明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性，所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性為 所述明亮狀態(tài)下且所述穩(wěn)定掃描模式下測量出的I-V特性。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ι-ν特性測量裝置，其特征在于還包括： 照射控制部，控制太陽模擬器對太陽能電池照射的模擬太陽光的照射狀態(tài)；以及 施加電壓控制部，控制負(fù)載電源向所述太陽能電池施加的施加電壓， 所述照射控制部控制所述太陽模擬器以成為所述明亮狀態(tài)和所述黑暗狀態(tài)中的任意 狀態(tài)， 所述施加電壓控制部以所述順向掃描模式、所述反向掃描模式和所述穩(wěn)定掃描模式中 的任意掃描模式控制所述負(fù)載電源。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ι-ν特性測量裝置，其特征在于，所述規(guī)定時間設(shè)定為，使所 述順向掃描模式下測量的所述太陽能電池的I-V特性，與所述反向掃描模式下測量的所述 太陽能電池的I-V特性不同。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的I-V特性測量裝置，其特征在于， 還包括所述太陽模擬器、所述負(fù)載電源以及用于測量從所述太陽能電池輸出的電流和 電壓的電流電壓測量機(jī)構(gòu)， 所述太陽模擬器向所述太陽能電池照射閃光作為所述模擬太陽光。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的I-V特性測量裝置，其特征在于， 還包括用于測量負(fù)載電源電壓的負(fù)載電源電壓測量機(jī)構(gòu)，所述負(fù)載電源電壓為從所述 負(fù)載電源輸出的電壓， 所述施加電壓控制部以使作為掃描的施加電壓的目標(biāo)值的施加電壓目標(biāo)值與所述負(fù) 載電源電壓測量機(jī)構(gòu)測量的負(fù)載電源測量電壓的偏差變小的方式，控制所述負(fù)載電源。
6. -種太陽能電池的I-V特性測量方法，其特征在于包括： 明亮狀態(tài)順向I-V特性測量步驟，測量明亮狀態(tài)順向I-V特性，所述明亮狀態(tài)順向I-V 特性為，向太陽能電池照射模擬太陽光的明亮狀態(tài)下且對所述太陽能電池的施加電壓在規(guī) 定時間內(nèi)從短路電流側(cè)向開路電壓側(cè)掃描的順向掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的 I-V特性； 明亮狀態(tài)反向I-V特性測量步驟，測量明亮狀態(tài)反向I-V特性，所述明亮狀態(tài)反向I-V 特性為，所述明亮狀態(tài)下且對所述太陽能電池的施加電壓在所述規(guī)定時間內(nèi)從開路電壓側(cè) 向短路電流側(cè)掃描的反向掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的I-V特性； 黑暗狀態(tài)順向I-V特性測量步驟，測量黑暗狀態(tài)順向I-V特性，所述黑暗狀態(tài)順向I-V 特性為，不向所述太陽能電池照射模擬太陽光的黑暗狀態(tài)下且所述順向掃描模式下、測量 出的所述太陽能電池的I-V特性； 黑暗狀態(tài)反向I-V特性測量步驟，測量黑暗狀態(tài)反向I-V特性，所述黑暗狀態(tài)反向I-V 特性為，所述黑暗狀態(tài)下且所述反向掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的I-V特性； 黑暗狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性測量步驟，測量黑暗狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性，所述黑暗狀態(tài)穩(wěn)定I-V 特性為，所述黑暗狀態(tài)下且對所述太陽能電池的施加電壓以大于所述規(guī)定時間的時間在短 路電流側(cè)和開路電壓側(cè)之間掃描的穩(wěn)定掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的I-V特 性； 內(nèi)分比計算步驟，在各電壓值下計算所述黑暗狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性的電流值將所述黑暗 狀態(tài)順向I-V特性的電流值和所述黑暗狀態(tài)反向I-V特性的電流值內(nèi)分的內(nèi)分比；以及 明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性推斷計算步驟，基于所述內(nèi)分比、所述明亮狀態(tài)順向I-V特性和 所述明亮狀態(tài)反向I-V特性，推斷計算明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性，所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性 為所述明亮狀態(tài)下且所述穩(wěn)定掃描模式下測量出的I-V特性。
【文檔編號】H02S50/15GK104218890SQ201310741240
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月3日
【發(fā)明者】菱川善博, 志村陽哉, 鐮谷幸平, 近藤一, 下埜彰夫 申請人:獨立行政法人產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所, 共進(jìn)電機(jī)株式會社
【專利摘要】本發(fā)明提供太陽能電池的i-v特性測量裝置和i-v特性測量方法，例如對于異質(zhì)結(jié)太陽能電池這樣的在施加電壓的掃描時間短時、I-V特性因掃描方向而不同的太陽能電池，在使用閃光型的太陽模擬器的情況下也能高精度測量真實I-V特性。所述I-V特性測量裝置包括：內(nèi)分比計算部(68)，在各電壓值下計算所述黑暗狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性（DST)的電流值將黑暗狀態(tài)順向I-V特性(DIV)的電流值和黑暗狀態(tài)反向I-V特性（DVI)的電流值內(nèi)分的內(nèi)分比；以及明亮狀態(tài)穩(wěn)定i-v特性推斷計算部（69)，基于所述內(nèi)分比、所述明亮狀態(tài)順向i-v特性（PIV)和所述明亮狀態(tài)反向I-V特性（PVI)，推斷計算明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性(PST)，所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性（PST)為所述明亮狀態(tài)且所述穩(wěn)定掃描模式下測量的i-v特性。
【專利說明】太陽能電池的ι-ν特性測量裝置和ι-ν特性測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于測量太陽能電池的I-V特性的I-V特性測量裝置和I-V特性測量 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽能電池的Ι-ν特性例如表示成為最大輸出的最佳動作電流和最佳動作電壓， 是評價太陽能電池的性能的重要特性。以往，在對太陽能電池照射閃光作為模擬太陽光的 狀態(tài)下，在短路電流和開路電壓之間對所述太陽能電池掃描施加電壓，通過測量此時從太 陽能電池輸出的電流和電壓來測量太陽能電池的I-V特性(參照專利文獻(xiàn)1)。
[0003] 可是，近年來開始使用異質(zhì)結(jié)太陽能電池等高效率太陽能電池，如果將以往存在 的用于單晶硅太陽能電池的上述I-V特性測量方法直接應(yīng)用到這種高效率太陽能電池，則 會產(chǎn)生各種問題。
[0004] 具體而言，例如向高效率太陽能電池照射具有0. is以下的照射時間的閃光作 為模擬太陽光，并配合所述照射時間，在從短路電流到開路電壓之間掃描太陽能電池的 施加電壓來測量I-V特性時，根據(jù)其掃描方向，測量出的I-V特性差異巨大。即，施加電 壓的掃描時間短時，高效率太陽能電池的I-V特性針對施加電壓的掃描方向表現(xiàn)出滯后 (hysteresis)。
[0005] 發(fā)生這種滯后的原因在于，高效率太陽能電池比單晶硅太陽能電池的靜電容量 大，在縮短施加電壓的掃描時間時，會表現(xiàn)出所述靜電容量的影響。
[0006] 另一方面，公知的是，當(dāng)把對太陽能電池的施加電壓的掃描時間充分延長以測量 高效率太陽能電池的I-V特性時，幾乎不表現(xiàn)出前述的滯后，而表現(xiàn)出與單晶硅太陽能電 池相同特征的I-V特性。因此，當(dāng)把施加電壓的掃描時間縮短設(shè)定到規(guī)定時間以下時，對于 I-V特性針對施加電壓的掃描方向表現(xiàn)出滯后這樣的太陽能電池，通過將施加電壓的掃描 時間延長設(shè)定到例如0. 5S以上等，將在施加電壓的變化緩和的穩(wěn)定狀態(tài)下測量出的I-V特 性作為真實值處理。
[0007] 但是，這樣通過與施加電壓的掃描時間延長相配合，延長作為模擬太陽光的閃光 的照射時間，長時間照射太陽能電池實際上十分困難。更具體而言，由于太陽能電池的主要 生產(chǎn)國以利用閃光測量I-V特性為主流，所以會發(fā)生以下的問題。
[0008] 例如，通過采用了氙氣燈的太陽模擬器長時間產(chǎn)生電弧放電、對太陽能電池照射 模擬太陽光時，伴隨照射時間變長，氙氣燈的壽命加速縮短。這樣，在太陽能電池的性能評 價流水線上，會頻繁更換氙氣燈，作為每單位時間可評價的太陽能電池枚數(shù)的處理能力大 幅降低。
[0009] 此外，為了能長時間放電，例如對電容器補(bǔ)充必要電力的時間也會延長，從而也成 為處理能力降低的原因。例如雖然可以設(shè)置多個充電用的電容器，通過交替充電改善處理 能力，但是會導(dǎo)致包含太陽模擬器的I-V特性測量裝置大型化和制造成本上升。
[0010] 而且，以往對單晶硅太陽能電池進(jìn)行I-V特性評價的評價流水線所使用的太陽模 擬器基本都是閃光型，根本不能長時間作為穩(wěn)定光照射模擬太陽光。因此，當(dāng)通過上述以 往的I-V特性測量方法評價高效率太陽能電池時，進(jìn)行太陽能電池評價的現(xiàn)有評價流水線 等必須將以往的太陽模擬器更換為能照射穩(wěn)定光的太陽模擬器，存在引入成本非常高的問 題。
[0011] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利公開公報特開2013-4664號
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012] 鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供如下的太陽能電池的I-V特性測量裝置和 I-V特性測量方法，例如對于異質(zhì)結(jié)太陽能電池這樣的在施加電壓的掃描時間短時、ι-v特 性因掃描方向而不同的太陽能電池，在使用閃光型的太陽模擬器的情況下也能高精度測量 真實Ι-v特性。
[0013] 即，本發(fā)明的太陽能電池的Ι-v特性測量裝置包括：明亮狀態(tài)順向Ι-v特性存儲 部，存儲明亮狀態(tài)順向Ι-v特性，所述明亮狀態(tài)順向ι-v特性為，向太陽能電池照射模擬太 陽光的明亮狀態(tài)下且對所述太陽能電池的施加電壓在規(guī)定時間內(nèi)從短路電流側(cè)向開路電 壓側(cè)掃描的順向掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的Ι-v特性；明亮狀態(tài)反向ι-v特性 存儲部，存儲明亮狀態(tài)反向Ι-v特性，所述明亮狀態(tài)反向Ι-ν特性為，所述明亮狀態(tài)下且對 所述太陽能電池的施加電壓在所述規(guī)定時間內(nèi)從開路電壓側(cè)向短路電流側(cè)掃描的反向掃 描模式下、測量出的所述太陽能電池的Ι-v特性；黑暗狀態(tài)順向ι-v特性存儲部，存儲黑暗 狀態(tài)順向Ι-ν特性，所述黑暗狀態(tài)順向ι-v特性為，不向所述太陽能電池照射模擬太陽光的 黑暗狀態(tài)下且所述順向掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的Ι-v特性；黑暗狀態(tài)反向 Ι-v特性存儲部，存儲黑暗狀態(tài)反向Ι-ν特性，所述黑暗狀態(tài)反向ι-v特性為，所述黑暗狀態(tài) 下且所述反向掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的Ι-ν特性；黑暗狀態(tài)穩(wěn)定ι-v特性存 儲部，存儲黑暗狀態(tài)穩(wěn)定Ι-v特性，所述黑暗狀態(tài)穩(wěn)定Ι-v特性為，所述黑暗狀態(tài)下且對所 述太陽能電池的施加電壓以大于所述規(guī)定時間的時間在短路電流側(cè)和開路電壓側(cè)之間掃 描的穩(wěn)定掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的Ι-v特性；內(nèi)分比計算部，在各電壓值下 計算所述黑暗狀態(tài)穩(wěn)定Ι-V特性的電流值將所述黑暗狀態(tài)順向Ι-ν特性的電流值和所述黑 暗狀態(tài)反向Ι-V特性的電流值內(nèi)分的內(nèi)分比；以及明亮狀態(tài)穩(wěn)定Ι-ν特性推斷計算部，基于 所述內(nèi)分比、所述明亮狀態(tài)順向Ι-V特性和所述明亮狀態(tài)反向Ι-ν特性，推斷計算明亮狀態(tài) 穩(wěn)定Ι-V特性，所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定Ι-ν特性為所述明亮狀態(tài)下且所述穩(wěn)定掃描模式下測量 出的Ι-v特性。
[0014] 此處，"明亮狀態(tài)"是指例如從太陽模擬器照射適于Ι-V特性測量的模擬太陽光的 狀態(tài)。作為具體示例，可以列舉向所述太陽能電池照射滿足IEC和JIS規(guī)定的模擬太陽光 基準(zhǔn)的光的狀態(tài)。此外，"黑暗狀態(tài)"不是僅指完全不向太陽能電池照射光的狀態(tài)，還包含至 少照度比所述"明亮狀態(tài)"低且所述照度基本穩(wěn)定為固定的狀態(tài)。即，"黑暗狀態(tài)"例如也可 以是太陽模擬器為待機(jī)狀態(tài)，在照度降低的狀態(tài)下以一定的照度亮燈。
[0015] 由此，例如通過在由太陽模擬器照射模擬太陽光的明亮狀態(tài)下，僅測量掃描時間 設(shè)定在規(guī)定時間內(nèi)的、所述明亮狀態(tài)順向Ι-ν特性和所述明亮狀態(tài)反向ι-v特性這兩個特 性，且在不從所述太陽模擬器照射模擬太陽光的黑暗狀態(tài)下，測量所述黑暗狀態(tài)順向I-V 特性、所述黑暗狀態(tài)反向Ι-v特性和所述黑暗狀態(tài)穩(wěn)定Ι-v特性這三個特性，從而不必直接 測量就可以根據(jù)上述五個I-V特性得到被認(rèn)為是太陽能電池的真實ι-v特性的所述明亮狀 態(tài)穩(wěn)定I-V特性。
[0016] 以下，定性地說明從上述五個測量的I-V特性得到被認(rèn)為是真實I-V特性的所述 明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性的理由。
[0017] 例如異質(zhì)結(jié)太陽能電池中，盡管根據(jù)施加電壓的掃描方向和所述掃描時間不同， 測量的I-V特性大幅變化，但是在各電壓值下測量的反向I-V特性的電流值減去順向I-V 特性的電流值后的相對差卻并未受到很大影響。
[0018] 即，不論是明亮狀態(tài)還是黑暗狀態(tài)，只要對太陽能電池的施加電壓的掃描方向和 掃描時間為相同條件，則即使輸出的電流值存在偏移，各狀態(tài)下測量的I-V特性也表現(xiàn)出 相同的變化特性。
[0019] 更具體而言，以測量的黑暗狀態(tài)順向I-V特性、黑暗狀態(tài)反向I-V特性、黑暗狀態(tài) 穩(wěn)定I-V特性的組保持的電流值間的相關(guān)性，在明亮狀態(tài)順向I-V特性、明亮狀態(tài)反向I-V 特性、明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性的組中也同樣保持。
[0020] 由此，表示各曲線形狀的相關(guān)性的所述內(nèi)分比，為根據(jù)黑暗狀態(tài)下測量的三個I-V 特性計算出的值，可以同樣用于在明亮狀態(tài)下測量的各I-V特性。
[0021] 因此，能夠基于測量出的所述明亮狀態(tài)順向I-V特性、所述明亮狀態(tài)反向I-V特性 和所述內(nèi)分比，推斷計算未知的所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性，不必直接測量該明亮狀態(tài)穩(wěn) 定I-V特性。
[0022] 而且，在所述明亮狀態(tài)下的I-V特性測量中，由于對太陽能電池的施加電壓的掃 描時間被設(shè)定在規(guī)定時間內(nèi)，所以不必將模擬太陽光保持為穩(wěn)定光，例如可以在閃光等的 短照射時間內(nèi)進(jìn)行測量。因此，由于不必向太陽能電池照射穩(wěn)定光作為模擬太陽光，所以即 便直接使用以往存在的閃光型的太陽模擬器，例如也可以高精度測量高效率太陽能電池等 帶有特殊的I-V特性的太陽能電池的真實ι-v特性。因此，不必引入新的設(shè)備，例如僅重寫 程序等即可，可以在控制引入成本的同時進(jìn)行特殊的太陽能電池的I-V特性測量。
[0023] 此外，由于能僅以閃光測量太陽能電池的I-V特性，所以能抑制太陽模擬器使用 的光源的劣化，可以長期持續(xù)使用。因此，由于能降低太陽模擬器使用的光源的更換頻率， 因而可以將作為每單位時間的I-V特性測量數(shù)的處理能力保持為較高。
[0024] 另外，本發(fā)明的太陽能電池的I-V特性測量方法包括：明亮狀態(tài)順向I-V特性測量 步驟，測量明亮狀態(tài)順向I-V特性，所述明亮狀態(tài)順向ι-v特性為，向太陽能電池照射模擬 太陽光的明亮狀態(tài)下且對所述太陽能電池的施加電壓在規(guī)定時間內(nèi)從短路電流側(cè)向開路 電壓側(cè)掃描的順向掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的Ι-v特性；明亮狀態(tài)反向ι-v特 性測量步驟，測量明亮狀態(tài)反向Ι-ν特性，所述明亮狀態(tài)反向ι-v特性為，所述明亮狀態(tài)下 且對所述太陽能電池的施加電壓在所述規(guī)定時間內(nèi)從開路電壓側(cè)向短路電流側(cè)掃描的反 向掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的Ι-v特性；黑暗狀態(tài)順向ι-v特性測量步驟，測 量黑暗狀態(tài)順向Ι-ν特性，所述黑暗狀態(tài)順向ι-v特性為，不向所述太陽能電池照射模擬太 陽光的黑暗狀態(tài)下且所述順向掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的Ι-ν特性；黑暗狀 態(tài)反向Ι-V特性測量步驟，測量黑暗狀態(tài)反向Ι-ν特性，所述黑暗狀態(tài)反向ι-v特性為，所 述黑暗狀態(tài)下且所述反向掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的Ι-ν特性；黑暗狀態(tài)穩(wěn) 定Ι-ν特性測量步驟，測量黑暗狀態(tài)穩(wěn)定Ι-ν特性，所述黑暗狀態(tài)穩(wěn)定Ι-ν特性為，所述黑 暗狀態(tài)下且對所述太陽能電池的施加電壓以大于所述規(guī)定時間的時間在短路電流側(cè)和開 路電壓側(cè)之間掃描的穩(wěn)定掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的I-V特性；內(nèi)分比計算 步驟，在各電壓值下計算所述黑暗狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性的電流值將所述黑暗狀態(tài)順向I-V特 性的電流值和所述黑暗狀態(tài)反向I-V特性的電流值內(nèi)分的內(nèi)分比；以及明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V 特性推斷計算步驟，基于所述內(nèi)分比、所述明亮狀態(tài)順向I-V特性和所述明亮狀態(tài)反向I-V 特性，推斷計算明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性，所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性為所述明亮狀態(tài)下且所 述穩(wěn)定掃描模式下測量出的I-V特性。
[0025] 本發(fā)明的I-V特性測量方法也能獲得與上述同樣的效果。
[0026] 例如為了編排測量順序等、以便能高效取得用于得到所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性 所必要的五個I-V特性，優(yōu)選還包括：照射控制部，控制太陽模擬器對太陽能電池照射的模 擬太陽光的照射狀態(tài)；以及施加電壓控制部，控制負(fù)載電源向所述太陽能電池施加的施加 電壓，所述照射控制部控制所述太陽模擬器以成為所述明亮狀態(tài)和所述黑暗狀態(tài)中的任意 狀態(tài)，所述施加電壓控制部以所述順向掃描模式、所述反向掃描模式和所述穩(wěn)定掃描模式 中的任意掃描模式控制所述負(fù)載電源。
[0027] 作為不必實測就能高精度獲得異質(zhì)結(jié)太陽能電池等高效率太陽能電池的明亮狀 態(tài)穩(wěn)定ι-v特性、延長太陽模擬器的壽命、適于提高處理能力的規(guī)定時間，優(yōu)選所述規(guī)定時 間設(shè)定為，使所述順向掃描模式下測量的所述太陽能電池的ι-v特性，與所述反向掃描模 式下測量的所述太陽能電池的ι-v特性不同。
[0028] 例如為了在太陽能電池的評價流水線上對太陽能電池照射模擬太陽光的情況下， 不僅能立刻計算出所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性，而且防止太陽模擬器使用的光源劣化、長 期不必更換從而提高處理能力，作為具體的實施方式，優(yōu)選還包括：所述太陽模擬器、所述 負(fù)載電源以及用于測量從所述太陽能電池輸出的電流和電壓的電流電壓測量機(jī)構(gòu)，所述太 陽模擬器向所述太陽能電池照射閃光作為所述模擬太陽光。
[0029] 為了在對所述太陽能電池的施加電壓的掃描中，不易受到例如從太陽能電池輸出 的電壓的影響和其他干擾的影響，以最佳方式掃描施加電壓，從而得到正確的所述明亮狀 態(tài)穩(wěn)定I-V特性的值，優(yōu)選還包括用于測量負(fù)載電源電壓的負(fù)載電源電壓測量機(jī)構(gòu)，所述 負(fù)載電源電壓為從所述負(fù)載電源輸出的電壓，所述施加電壓控制部以使作為掃描的施加電 壓的目標(biāo)值的施加電壓目標(biāo)值與所述負(fù)載電源電壓測量機(jī)構(gòu)測量的負(fù)載電源測量電壓的 偏差變小的方式，控制所述負(fù)載電源。由此，由于所述太陽能電池設(shè)置在控制負(fù)載電源的反 饋環(huán)路以外，所以太陽能電池的輸出及其他的外光等的影響不會輸入到所述負(fù)載電源，使 控制穩(wěn)定，能在I-V特性的測量中進(jìn)行理想的施加電壓的掃描。
[0030] 如上所述，按照本發(fā)明的I-V特性測量裝置，根據(jù)用閃光型的模擬太陽光測量的 兩個明亮狀態(tài)下的I-V特性，以及不照射模擬太陽光而假定的三個黑暗狀態(tài)下的ι-v特性， 可以得到被認(rèn)為是太陽能電池的真實I-V特性的所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性。因此，不必 新引入能照射穩(wěn)定光的太陽模擬器等，例如僅通過程序的重寫等就能夠以現(xiàn)有的I-V特性 測量裝置測量高效率太陽能電池等的真實I-V特性，可以降低引入成本。此外，由于可以使 用閃光型的太陽模擬器，降低其維護(hù)頻率，所以還能維持高處理能力的狀態(tài)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031] 圖1是表示本發(fā)明一個實施方式的ι-v特性測量裝置的整體結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0032] 圖2是表示同一實施方式中的測量電路構(gòu)成的電路示意圖。
[0033] 圖3是表示同一實施方式中的運(yùn)算部構(gòu)成的功能框圖。
[0034] 圖4是表示同一實施方式中的Ι-V特性測量時的動作的時序圖。
[0035] 圖5是表示同一實施方式中的五個Ι-V特性的測量結(jié)果一例的曲線圖。
[0036] 圖6是表示同一實施方式中的從黑暗狀態(tài)下測量的Ι-V特性計算出的內(nèi)分比的曲 線圖。
[0037] 圖7是表示同一實施方式中的計算出的明亮狀態(tài)穩(wěn)定Ι-V特性的曲線圖。
[0038] 附圖標(biāo)記說明
[0039] 1〇〇 · · · Ι-V特性測量裝置
[0040] 1 · · ·太陽模擬器
[0041] 2 · · ·試樣臺
[0042] 11· · ·箱體
[0043] 12 · · ·光源
[0044] 13· ··照射控制部
[0045] 21 ···真空泵
[0046] 22 · · ·冷機(jī)
[0047] 3 · · ·探針桿
[0048] 5 · · · Ι-V 測試器
[0049] 6 · · ·控制運(yùn)算裝置
[0050] 63 · · ·明亮狀態(tài)順向Ι-V特性存儲部
[0051] 64 · · ·明亮狀態(tài)反向Ι-V特性存儲部
[0052] 65 · · ·黑暗狀態(tài)順向Ι-V特性存儲部
[0053] 66 · · ·黑暗狀態(tài)反向Ι-V特性存儲部
[0054] 67 · · ·黑暗狀態(tài)穩(wěn)定Ι-V特性存儲部
[0055] 68 · · ·內(nèi)分比計算部
[0056] 69 · · ·明亮狀態(tài)穩(wěn)定Ι-V特性推斷計算部
[0057] 71· ··施加電壓控制部
[0058] 72 ···負(fù)載電源電壓測量機(jī)構(gòu)
[0059] 73 · · ·指令值生成部
[0060] PIV · · ·明亮狀態(tài)順向ι-ν特性
[0061] PVI · · ·明亮狀態(tài)反向Ι-V特性
[0062] PST · · ·明亮狀態(tài)穩(wěn)定Ι-V特性
[0063] DIV · · ·黑暗狀態(tài)順向Ι-V特性
[0064] DVI · · ·黑暗狀態(tài)反向Ι-V特性
[0065] DST · · ·黑暗狀態(tài)穩(wěn)定Ι-V特性
[0066] SC· · ·太陽能電池單元
[0067] M· · ·電流電壓測量機(jī)構(gòu)
[0068] Ml · · ·電流計
[0069] M2 · · ·電壓計
【具體實施方式】
[0070] 參照各【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明一個實施方式的I-V特性測量裝置100。
[0071] 本實施方式的ι-v特性測量裝置100用于測量太陽能電池的ι-v特性，例如評價 制造的太陽能電池并將其按特性分類。本實施方式中，目的在于測量作為所述太陽能電池 的例如異質(zhì)結(jié)太陽能電池等高效率太陽能電池的Ι-v特性。
[0072] 此處，作為測量對象的太陽能電池的特性，可以列舉當(dāng)測量Ι-V特性時對太陽能 電池的施加電壓的掃描時間小于規(guī)定時間的情況下（掃描速度快時)，針對施加電壓的掃描 方向，測量出的Ι-V特性會表現(xiàn)出滯后。另一方面，以大于所述規(guī)定時間的足夠的時間掃描 施加電壓時，基本不發(fā)生滯后，不受掃描方向影響地測量到基本相同的Ι-v特性。此外，盡 管本實施方式的測量對象為太陽能電池單元SC，但本發(fā)明也可以應(yīng)用于組裝有多枚太陽能 電池單元SC的太陽能電池板的ι-v特性測量。即，本說明書中的太陽能電池包含太陽能電 池單元SC和太陽能電池板雙方的概念。
[0073] 以下說明構(gòu)成所述Ι-v特性測量裝置100的各部分的概況，該Ι-v特性測量裝置 100如圖1所示，至少包括：太陽模擬器1，向太陽能電池單元SC照射模擬太陽光；照射控制 部13,控制所述太陽模擬器1 ;試樣臺2,承載所述太陽能電池單元SC ;探針桿3,與所述太 陽能電池單元SC的表面上形成的指形電極或母線電極接觸；Ι-v測試器5，測量太陽能電池 單元SC的Ι-V特性；以及控制運(yùn)算裝置6 (計算機(jī))，進(jìn)行各部分的控制和各種運(yùn)算。
[0074] 所述太陽模擬器1包括底面開口的大體長方體形狀的箱體11，以及收容在所述箱 體11內(nèi)部的上面?zhèn)鹊墓庠?2。所述光源12是形成大體環(huán)狀的長弧氙燈，向所述太陽能電池 單元SC照射閃光(脈沖光)作為模擬太陽光。此處，閃光是指發(fā)光時間設(shè)定為0. 01?0. Is 程度的光。換言之，所述太陽模擬器1為所謂閃光型，與穩(wěn)定光型不同，僅以適于保持所述 光源12的長壽命的照射時間進(jìn)行模擬太陽光的照射。
[0075] 所述照射控制部13用于控制所述太陽模擬器1對所述太陽能電池單元SC照射的 模擬太陽光的照射狀態(tài)。
[0076] 更具體而言，所述照射控制部13控制所述太陽模擬器1，以成為向所述太陽能電 池單元SC照射模擬太陽光的明亮狀態(tài)以及不向所述太陽能電池單元SC照射模擬太陽光的 黑暗狀態(tài)中的任意狀態(tài)。此處，所述照射控制部13進(jìn)行控制，在明亮狀態(tài)下僅使所述太陽 模擬器1以預(yù)定的發(fā)光時間發(fā)光，在黑暗狀態(tài)下維持所述太陽模擬器1完全滅燈的狀態(tài)。
[0077] 所述試樣臺2與真空泵21連接以便能吸附保持所述太陽能電池單元SC的背面， 并且為了在Ι-V特性測量時將所述太陽能電池單元SC的溫度固定保持在作為測量條件推 薦的溫度，由冷機(jī)22冷卻所述試樣臺2。另外，在本實施方式中，由于所述太陽模擬器1為 閃光型，所以相比于穩(wěn)定光型能減小由模擬太陽光的照射而對所述太陽能電池單元SC施 加的熱量，可以節(jié)能且高精度地由所述冷機(jī)22進(jìn)行溫度控制。此外，在所述試樣臺2上承 載所述太陽能電池單元SC，并且所述探針桿3接觸該太陽能電池單元SC表面的狀態(tài)下，形 成圖2所示的Ι-V特性測量電路。
[0078] 更具體而言，圖2所示的所述Ι-V特性測量電路中，左半部表示太陽能電池單元SC 的電氣特性，右半部由所述Ι-V測試器5、所述探針桿3構(gòu)成。即，利用所述Ι-v測試器5和 所述探針桿3,用四端子法測量從所述太陽能電池單元SC輸出的電流和電壓。
[0079] 所述I-V測試器5至少包括：負(fù)載電源7,當(dāng)所述太陽能電池單元SC承載到所述試 樣臺2上時，所述負(fù)載電源7與該太陽能電池單元SC電連接，并且對所述太陽能電池單元 SC掃描施加電壓；施加電壓控制部71，控制所述負(fù)載電源7對所述太陽能電池單元SC施加 的電壓；以及由電流計Ml、電壓計M2構(gòu)成的電流電壓測量機(jī)構(gòu)M，在由所述負(fù)載電源7對太 陽能電池單元SC掃描施加電壓的期間，測量從該太陽能電池單元SC輸出的電流、電壓。
[0080] 所述施加電壓控制部71通過所述I-V測試器5內(nèi)的控制基板實現(xiàn)其功能，在太陽 能電池單元SC的I-V特性測量時控制所述負(fù)載電源7對所述太陽能電池單元SC施加的施 加電壓。更具體而言，所述施加電壓控制部71以如下任意掃描模式控制所述負(fù)載電源7: 在規(guī)定時間內(nèi)從短路電流I s。側(cè)向開路電壓側(cè)掃描施加電壓的順向掃描模式；在所述規(guī) 定時間內(nèi)從開路電壓U則向短路電流Is。側(cè)掃描施加電壓的反向掃描模式；以及以大于所 述規(guī)定時間的時間在短路電流I sc側(cè)和開路電壓側(cè)之間掃描施加電壓的穩(wěn)定掃描模式。
[0081] 此處，所述規(guī)定時間設(shè)定為比所述太陽模擬器1發(fā)光的所述發(fā)光時間短。此外，以 所述規(guī)定時間測量異質(zhì)結(jié)太陽能電池等高效率太陽能電池時，所述順向掃描模式下測量的 所述太陽能電池的I-V特性，與所述反向掃描模式下測量的所述太陽能電池的I-V特性不 同。即，所述規(guī)定時間是針對掃描方向、太陽能電池單元SC的I-V特性表現(xiàn)出滯后程度的 短時間。
[0082] 反之所述穩(wěn)定掃描模式中，施加電壓的掃描時間是比所述規(guī)定時間長的時間，設(shè) 定為所述太陽能電池單元SC的I-V特性基本不表現(xiàn)出針對掃描方向的滯后的時間。
[0083] 并且，通過所述照射控制部13和所述施加電壓控制部71協(xié)作，例如圖4的時序圖 所示，能測量照射狀態(tài)和掃描模式的組合分別不同的五組I-V特性。更具體而言，最初進(jìn)行 黑暗狀態(tài)的順向掃描模式、反向掃描模式以及穩(wěn)定掃描模式下的三個I-V特性的測量，而 后，進(jìn)行明亮狀態(tài)的順向掃描模式、反向掃描模式下的兩個I-V特性的測量。
[0084] 由圖4可知，不論是明亮狀態(tài)還是黑暗狀態(tài)，順向掃描模式和反向掃描模式下對 太陽能電池單元SC的施加電壓的掃描時間、變化的電壓的范圍一致，照射狀態(tài)以外的測量 條件極為一致。
[0085] 如圖2的電路圖所示，所述施加電壓控制部71包括：負(fù)載電源電壓測量機(jī)構(gòu)72， 測量作為從所述負(fù)載電源7輸出的電壓的負(fù)載電源電壓；以及指令值生成部73,生成作為 掃描的施加電壓的目標(biāo)值的施加電壓目標(biāo)值，所述負(fù)載電源電壓與所述施加電壓目標(biāo)值的 偏差被反饋到所述負(fù)載電源7。
[0086] 即，盡管圖4中為便于理解而在掃描區(qū)間上以直線表示了掃描電壓波形的變化， 但對于實際的掃描指令輸入階段狀變化的施加電壓目標(biāo)值。更具體而言，所述施加電壓控 制部71控制所述負(fù)載電源7,以使作為掃描的施加電壓的目標(biāo)值的施加電壓目標(biāo)值，與負(fù) 載電源電壓測量機(jī)構(gòu)72測量的負(fù)載電源測量電壓的偏差變小。
[0087] 所述負(fù)載電源電壓測量機(jī)構(gòu)72設(shè)定在比所述電流電壓測量機(jī)構(gòu)Μ的所述電壓計 M2的測量點更接近所述負(fù)載電源7的部位，所述太陽能電池單元SC的輸出不被輸入所述負(fù) 載電源7的反饋系統(tǒng)。此外，所述負(fù)載電源電壓測量機(jī)構(gòu)72的測量點與所述電壓計M2的 測量點之間具有足夠的配線距離。
[0088] 即，在與施加電壓的掃描相關(guān)的反饋控制中，不使用所述電流電壓測量機(jī)構(gòu)Μ測 量的、從所述太陽能電池單元sc輸出的電壓。因此，與施加電壓的掃描相關(guān)的反饋環(huán)路系 統(tǒng)不會受到所述太陽能電池單元SC的輸出的影響，僅參照從所述負(fù)載電源7輸出的電壓， 從負(fù)載電源7輸出按照所述施加電壓目標(biāo)值的輸出。由于如此構(gòu)成反饋系統(tǒng)，所以控制穩(wěn) 定，能實現(xiàn)理想的I-V特性的測量，進(jìn)而使I-V特性的測量也準(zhǔn)確。
[0089] 而且，基于由圖2的電路圖中的電流計Ml和電壓計M2測量的所述太陽能電池單 元SC的輸出，所述I-V測試器5制作與該太陽能電池單元SC的I-V特性相關(guān)的數(shù)據(jù)，并作 為曲線圖圖示在所述控制運(yùn)算裝置6的顯示畫面上。
[0090] 所述控制運(yùn)算裝置6是具備CPU、存儲器、顯示設(shè)備、輸入輸出裝置、A/D轉(zhuǎn)換器、D/ A轉(zhuǎn)換器等的所謂計算機(jī)，通過執(zhí)行所述存儲器中存儲的程序，如圖3的功能框圖所示，至 少作為I-V特性測量結(jié)果存儲部6A、內(nèi)分比計算部68、明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性推斷計算部 69發(fā)揮功能。
[0091] 具體說明各部分。
[0092] 所述I-V特性測量結(jié)果存儲部6A取得由所述照射控制部13設(shè)定的照射狀態(tài)和由 所述施加電壓控制部71設(shè)定的掃描模式，并存儲針對每個組合測量的I-V特性。更具體而 言，如圖3所示，所述I-V特性測量結(jié)果存儲部6A具有明亮狀態(tài)順向I-V特性存儲部63、明 亮狀態(tài)反向I-V特性存儲部64、黑暗狀態(tài)順向I-V特性存儲部65、黑暗狀態(tài)反向I-V特性存 儲部66以及黑暗狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性存儲部67,分別存儲測量條件不同的I-V特性。另外， 由于照射狀態(tài)為兩種、掃描模式為三種，所以可以認(rèn)為是六種測量條件，但是由于本實施方 式使用閃光型的太陽模擬器1，所以沒有進(jìn)行明亮狀態(tài)且穩(wěn)定掃描模式下的I-V特性的測 量。
[0093] 所述明亮狀態(tài)順向I-V特性存儲部63存儲明亮狀態(tài)順向I-V特性PIV，所述明亮 狀態(tài)順向I-V特性PIV是所述明亮狀態(tài)且所述順向掃描模式下、由所述電流電壓測量機(jī)構(gòu) Μ測量出的所述太陽能電池單元SC的I-V特性。
[0094] 所述明亮狀態(tài)反向I-V特性存儲部64存儲明亮狀態(tài)反向I-V特性PVI，所述明亮 狀態(tài)反向I-V特性PVI是所述明亮狀態(tài)且所述反向掃描模式下、由所述電流電壓測量機(jī)構(gòu) Μ測量出的所述太陽能電池單元SC的I-V特性。
[0095] 所述黑暗狀態(tài)順向I-V特性存儲部65存儲黑暗狀態(tài)順向I-V特性DIV，所述黑暗 狀態(tài)順向?-v特性DIV是所述黑暗狀態(tài)且所述順向掃描模式下、由所述電流電壓測量機(jī)構(gòu) Μ測量出的所述太陽能電池單元SC的I-V特性。
[0096] 所述黑暗狀態(tài)反向I-V特性存儲部66存儲黑暗狀態(tài)反向I-V特性DVI，所述黑暗 狀態(tài)反向I-V特性DVI是所述黑暗狀態(tài)且所述反向掃描模式下、由所述電流電壓測量機(jī)構(gòu) Μ測量出的所述太陽能電池單元SC的I-V特性。
[0097] 所述黑暗狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性存儲部67存儲黑暗狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性DST，所述黑暗 狀態(tài)穩(wěn)定?-v特性DST是所述黑暗狀態(tài)且所述穩(wěn)定掃描模式下、由所述電流電壓測量機(jī)構(gòu) Μ測量出的所述太陽能電池單元SC的I-V特性。
[0098] 此處，通過曲線圖在圖5中圖示了所述I-V特性測量結(jié)果存儲部6Α中存儲的、各 測量出的I-V特性的一例。從圖5所示的黑暗狀態(tài)下測量出的I-V特性可知，觀察最大輸 出點的附近時，從下側(cè)以順向I-V特性、穩(wěn)定I-V特性、反向I-V特性的順序進(jìn)行圖示，該傾 向的成立與照射狀態(tài)無關(guān)。此外，在明亮狀態(tài)和黑暗狀態(tài)下，盡管電流值發(fā)生了偏移，但是 曲線圖的外形表現(xiàn)出極為相似的傾向。而且，作為未測量的所述明亮狀態(tài)且所述穩(wěn)定掃描 模式下應(yīng)測量的I-V特性的明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性PST，表現(xiàn)為將明亮狀態(tài)順向I-V特性 PIV與明亮狀態(tài)反向I-V特性PVI之間內(nèi)分。
[0099] 在以下詳述的所述內(nèi)分比計算部68和所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性推斷計算部69 中，根據(jù)測量的五個I-V特性計算出該未測量的明亮狀態(tài)穩(wěn)定ι-v特性PST。
[01 00] 所述內(nèi)分比計算部68在圖6的曲線圖所示的各電壓值下，計算所述黑暗狀態(tài)穩(wěn)定 I-V特性DST的電流值把所述黑暗狀態(tài)順向I-V特性DIV的電流值以及所述黑暗狀態(tài)反向 I-V特性DVI的電流值內(nèi)分的內(nèi)分比。設(shè)從所述黑暗狀態(tài)反向I-V特性DVI的電流值減去 所述黑暗狀態(tài)順向I-V特性DIV的電流值之后的值為a，設(shè)從所述黑暗狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性 DST的電流值減去所述黑暗狀態(tài)順向I-V特性DIV的電流值之后的值為b，本實施方式的所 述內(nèi)分比計算部68構(gòu)成為，在各電壓值下計算比值b/a作為內(nèi)分比。另外，發(fā)生零分割的 電壓值的區(qū)間上將內(nèi)分比作為1處理。
[0101] 所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性推斷計算部69基于所述內(nèi)分比、所述明亮狀態(tài)順向 ι-v特性PIV和所述明亮狀態(tài)反向ι-v特性PVI，推斷計算作為所述明亮狀態(tài)且所述穩(wěn)定掃 描模式下測量的I-V特性的、明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性PST。更具體而言，所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定 Ι-V特性推斷計算部69在各電壓值下計算從所述明亮狀態(tài)反向Ι-v特性PVI的電流值減去 所述明亮狀態(tài)順向Ι-V特性PIV的電流值之后的值C，并將各電壓值下的C乘以各電壓值下 的所述內(nèi)分比b/a后得到修正量d。進(jìn)而所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定Ι-V特性推斷計算部69如圖7 的曲線圖所示，對所述明亮狀態(tài)順向Ι-V特性PIV的各電壓值下的電流值加上修正量d，并 將其作為所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定Ι-V特性PST輸出。
[0102] 如上所述，按照本實施方式的Ι-V特性測量裝置100,可以不采用穩(wěn)定光型的太陽 模擬器而通過閃光型的太陽模擬器1，推斷計算所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定Ι-ν特性PST。
[0103] 因此，在直接使用太陽能電池單元SC的評價流水線中引入的現(xiàn)有閃光型的太陽 模擬器1的情況下，對于異質(zhì)結(jié)太陽能電池這樣的在施加電壓的掃描時間短時根據(jù)掃描方 向表現(xiàn)出滯后的太陽能電池單元SC，也可以得到作為其真實ι-v特性的所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定 Ι-v 特性 PST。
[0104] 此外，不必為了測量Ι-V特性而長時間穩(wěn)定照射模擬太陽光，僅進(jìn)行短時間的照 射即可，所以容易抑制所述光源12的劣化加重，可以降低該光源12的更換頻率。因此，在 太陽能電池單元SC的評價流水線中，降低了整體處理時間中的更換所述光源12所占的比 例，可以提高每單位時間的評價枚數(shù)等處理能力。
[0105] 以下說明其他的實施方式。
[0106] 在上述實施方式中，Ι-V特性測量裝置100為了推斷計算所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定ι-v特 性PST，自行測量各測量條件下的Ι-v特性，再根據(jù)該測量的數(shù)據(jù)推斷計算所述明亮狀態(tài)穩(wěn) 定Ι-v特性PST，但例如也可以使用其他的測量器測量出的必要的Ι-v特性的實測值。艮p， 所述Ι-V特性測量裝置100可以僅包括所述Ι-v特性測量結(jié)果存儲部6A、所述內(nèi)分比計算 部68和所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定Ι-v特性推斷計算部69。此外，上述實施方式的照射控制部13、 施加電壓控制部71在上述實施方式中與所述控制運(yùn)算裝置6分別構(gòu)成，但也可以與該控制 運(yùn)算裝置6集成構(gòu)成。
[0107] 此外，可以利用存儲有本發(fā)明的Ι-V特性測量裝置100用程序的⑶、DVD等程序存 儲介質(zhì)等，在現(xiàn)有的I-V特性測量裝置100上安裝，以發(fā)揮本發(fā)明的所述ι-v特性測量結(jié)果 存儲部6A、所述內(nèi)分比計算部68、所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性推斷計算部69的功能。總之， 只要能根據(jù)不使用穩(wěn)定光的模擬太陽光也可以測量的五個I-V特性所示的數(shù)據(jù)，計算所述 明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性PST即可。
[0108] 在上述實施方式中，以圖4的時序圖所示的順序測量了五個I-V特性，但本發(fā)明不 必按照所述順序測量各I-V特性。只要存在實施方式所述的各照射條件和掃描模式不同的 五個I-V特性，就能得到被認(rèn)為是真實I-V特性的所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性PST。此外， 圖4的時序圖所示的時間間隔等是為了便于說明而記載的，只要適當(dāng)?shù)剡x擇適于I-V特性 測量的時間間隔等即可，并不限于圖4所示的記載。而且，圖4的時序圖中，關(guān)于所述黑暗 狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性DST，是在從短路電流ISC側(cè)向開路電壓V0C側(cè)掃描施加電壓的順向掃 描模式下進(jìn)行測量，但是也可以用反向掃描模式測量。這是因為，只要充分延長施加電壓的 掃描時間，就可以不受掃描方向影響、得到基本相同的I-V特性。此外，上述實施方式中在 一次的模擬太陽光的照射期間測量了所述明亮狀態(tài)順向I-V特性PIV和所述明亮狀態(tài)反向 ι-v特性PVI雙方，但是也可以兩次照射模擬太陽光，并分別單獨測量順向和反向的ι-v特 性。另外，在一個明亮狀態(tài)中測量I-V特性時，可以持續(xù)照射閃光，也可以邊以極短的照射 時間照射多次、邊掃描施加電壓，來測量明亮狀態(tài)的Ι-v特性。此外，施加電壓的掃描時間 和模擬太陽光的照射時間例示了 0. 01?0. Is作為獲得本發(fā)明效果的適當(dāng)?shù)囊?guī)定時間，但 只要是0. Is以下的規(guī)定時間即可。
[0109] 上述實施方式中所示的所述內(nèi)分比的計算方法也是一例。例如，可以設(shè)從所述黑 暗狀態(tài)穩(wěn)定Ι-V特性DST的電流值減去所述黑暗狀態(tài)順向Ι-v特性DIV的電流值之后的值 為a，設(shè)從所述黑暗狀態(tài)反向Ι-v特性DVI的電流值減去所述黑暗狀態(tài)穩(wěn)定Ι-v特性DST的 電流值之后的值為b，來計算內(nèi)分比，也可以采用其他計算方法。
[0110] 作為適用本發(fā)明的太陽能電池列舉了異質(zhì)結(jié)太陽能電池，對于其他的根據(jù)施加電 壓的掃描方向而在Ι-V特性中表現(xiàn)出滯后的太陽能電池，本發(fā)明也可以獲得同樣的效果。 [0111] 此外，可以在不違背本發(fā)明的發(fā)明思想的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形和對實施方式進(jìn)行 組合。
【權(quán)利要求】
1. 一種太陽能電池的I-V特性測量裝置，其特征在于包括： 明亮狀態(tài)順向I-V特性存儲部，存儲明亮狀態(tài)順向I-V特性，所述明亮狀態(tài)順向I-V 特性為，向太陽能電池照射模擬太陽光的明亮狀態(tài)下且對所述太陽能電池的施加電壓在規(guī) 定時間內(nèi)從短路電流側(cè)向開路電壓側(cè)掃描的順向掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的 I-V特性； 明亮狀態(tài)反向I-V特性存儲部，存儲明亮狀態(tài)反向I-V特性，所述明亮狀態(tài)反向I-V特 性為，所述明亮狀態(tài)下且對所述太陽能電池的施加電壓在所述規(guī)定時間內(nèi)從開路電壓側(cè)向 短路電流側(cè)掃描的反向掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的I-V特性； 黑暗狀態(tài)順向I-V特性存儲部，存儲黑暗狀態(tài)順向I-V特性，所述黑暗狀態(tài)順向I-V特 性為，不向所述太陽能電池照射模擬太陽光的黑暗狀態(tài)下且所述順向掃描模式下、測量出 的所述太陽能電池的I-V特性； 黑暗狀態(tài)反向I-V特性存儲部，存儲黑暗狀態(tài)反向I-V特性，所述黑暗狀態(tài)反向I-V特 性為，所述黑暗狀態(tài)下且所述反向掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的I-V特性； 黑暗狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性存儲部，存儲黑暗狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性，所述黑暗狀態(tài)穩(wěn)定I-V特 性為，所述黑暗狀態(tài)下且對所述太陽能電池的施加電壓以大于所述規(guī)定時間的時間在短路 電流側(cè)和開路電壓側(cè)之間掃描的穩(wěn)定掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的I-V特性； 內(nèi)分比計算部，在各電壓值下計算所述黑暗狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性的電流值將所述黑暗狀 態(tài)順向I-V特性的電流值和所述黑暗狀態(tài)反向I-V特性的電流值內(nèi)分的內(nèi)分比；以及 明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性推斷計算部，基于所述內(nèi)分比、所述明亮狀態(tài)順向I-V特性和所 述明亮狀態(tài)反向I-V特性，推斷計算明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性，所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性為 所述明亮狀態(tài)下且所述穩(wěn)定掃描模式下測量出的I-V特性。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ι-ν特性測量裝置，其特征在于還包括： 照射控制部，控制太陽模擬器對太陽能電池照射的模擬太陽光的照射狀態(tài)；以及 施加電壓控制部，控制負(fù)載電源向所述太陽能電池施加的施加電壓， 所述照射控制部控制所述太陽模擬器以成為所述明亮狀態(tài)和所述黑暗狀態(tài)中的任意 狀態(tài)， 所述施加電壓控制部以所述順向掃描模式、所述反向掃描模式和所述穩(wěn)定掃描模式中 的任意掃描模式控制所述負(fù)載電源。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ι-ν特性測量裝置，其特征在于，所述規(guī)定時間設(shè)定為，使所 述順向掃描模式下測量的所述太陽能電池的I-V特性，與所述反向掃描模式下測量的所述 太陽能電池的I-V特性不同。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的I-V特性測量裝置，其特征在于， 還包括所述太陽模擬器、所述負(fù)載電源以及用于測量從所述太陽能電池輸出的電流和 電壓的電流電壓測量機(jī)構(gòu)， 所述太陽模擬器向所述太陽能電池照射閃光作為所述模擬太陽光。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的I-V特性測量裝置，其特征在于， 還包括用于測量負(fù)載電源電壓的負(fù)載電源電壓測量機(jī)構(gòu)，所述負(fù)載電源電壓為從所述 負(fù)載電源輸出的電壓， 所述施加電壓控制部以使作為掃描的施加電壓的目標(biāo)值的施加電壓目標(biāo)值與所述負(fù) 載電源電壓測量機(jī)構(gòu)測量的負(fù)載電源測量電壓的偏差變小的方式，控制所述負(fù)載電源。
6. -種太陽能電池的I-V特性測量方法，其特征在于包括： 明亮狀態(tài)順向I-V特性測量步驟，測量明亮狀態(tài)順向I-V特性，所述明亮狀態(tài)順向I-V 特性為，向太陽能電池照射模擬太陽光的明亮狀態(tài)下且對所述太陽能電池的施加電壓在規(guī) 定時間內(nèi)從短路電流側(cè)向開路電壓側(cè)掃描的順向掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的 I-V特性； 明亮狀態(tài)反向I-V特性測量步驟，測量明亮狀態(tài)反向I-V特性，所述明亮狀態(tài)反向I-V 特性為，所述明亮狀態(tài)下且對所述太陽能電池的施加電壓在所述規(guī)定時間內(nèi)從開路電壓側(cè) 向短路電流側(cè)掃描的反向掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的I-V特性； 黑暗狀態(tài)順向I-V特性測量步驟，測量黑暗狀態(tài)順向I-V特性，所述黑暗狀態(tài)順向I-V 特性為，不向所述太陽能電池照射模擬太陽光的黑暗狀態(tài)下且所述順向掃描模式下、測量 出的所述太陽能電池的I-V特性； 黑暗狀態(tài)反向I-V特性測量步驟，測量黑暗狀態(tài)反向I-V特性，所述黑暗狀態(tài)反向I-V 特性為，所述黑暗狀態(tài)下且所述反向掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的I-V特性； 黑暗狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性測量步驟，測量黑暗狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性，所述黑暗狀態(tài)穩(wěn)定I-V 特性為，所述黑暗狀態(tài)下且對所述太陽能電池的施加電壓以大于所述規(guī)定時間的時間在短 路電流側(cè)和開路電壓側(cè)之間掃描的穩(wěn)定掃描模式下、測量出的所述太陽能電池的I-V特 性； 內(nèi)分比計算步驟，在各電壓值下計算所述黑暗狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性的電流值將所述黑暗 狀態(tài)順向I-V特性的電流值和所述黑暗狀態(tài)反向I-V特性的電流值內(nèi)分的內(nèi)分比；以及 明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性推斷計算步驟，基于所述內(nèi)分比、所述明亮狀態(tài)順向I-V特性和 所述明亮狀態(tài)反向I-V特性，推斷計算明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性，所述明亮狀態(tài)穩(wěn)定I-V特性 為所述明亮狀態(tài)下且所述穩(wěn)定掃描模式下測量出的I-V特性。
【文檔編號】H02S50/15GK104218890SQ201310741240
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月3日
【發(fā)明者】菱川善博, 志村陽哉, 鐮谷幸平, 近藤一, 下埜彰夫 申請人:獨立行政法人產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所, 共進(jìn)電機(jī)株式會社
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