JIS C 8904-3:2011 太陽電池デバイス―第３部：基準太陽光の分光放射照度分布による太陽電池測定原則

                                                                                  C 8904-3 : 2011

pdf 目 次

ページ

•  序文・・・・[1]
•  1 適用範囲・・・・[1]
•  2 引用規格・・・・[2]
•  2A 用語及び定義・・・・[2]
•  3 測定の原則・・・・[2]
•  4 基準太陽光の分光放射照度分布・・・・[3]
•  附属書A(参考)SMARTSの使用方法・・・・[27]
•  附属書JA(参考)JISと対応国際規格との対比表・・・・[28]

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C 8904-3 : 2011

まえがき

  この規格は,工業標準化法第12条第1項の規定に基づき,財団法人光産業技術振興協会(OITDA)から,
工業標準原案を具して日本工業規格(日本産業規格)を制定すべきとの申出があり,日本工業標準調査会の審議を経て,経
済産業大臣が制定した日本工業規格(日本産業規格)である。
  この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。
  この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権に抵触する可能性があることに注意
を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許権,出願公開後の特許出願及び実
用新案権に関わる確認について,責任はもたない。
  JIS C 8904の規格群には,次に示す部編成がある。
    JIS C 8904-2 第2部 : 基準太陽電池デバイスに対する要求事項
    JIS C 8904-3 第3部 : 基準太陽光の分光放射照度分布による太陽電池測定原則
    JIS C 8904-7 第7部 : 太陽電池測定でのスペクトルミスマッチ補正の計算方法

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                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                           C 8904-3 : 2011

太陽電池デバイス−第3部 : 基準太陽光の分光放射照度分布による太陽電池測定原則

Photovoltaic devices-Part 3: Measurement principles for photovoltaic (PV) solar devices with reference spectral irradiance data

序文

  この規格は,2008年に第2版として発行されたIEC 60904-3を基とし,技術的内容を変更して作成した
日本工業規格(日本産業規格)である。
  なお,この規格で側線又は点線の下線を施してある箇所は,対応国際規格を変更している事項である。
変更の一覧表にその説明を付けて,附属書JAに示す。

1 適用範囲

  この規格は,基準太陽光の分光放射照度に基づいて太陽電池を測定する方法の原則について規定する。
この規格は,次の事項について規定する。
− 太陽電池セル(保護カバーあり,なしを含む。)
− 太陽電池セルのアセンブリの一部分
− 太陽電池モジュール
− 太陽光発電システム
  この規格で規定する測定の原則は,自然太陽光(以下,太陽光という。)及び擬似太陽光(以下,ソーラ
シミュレータという。)を用いた測定を対象とする。
  この規格は,集光形太陽電池用の太陽電池セル又は集光器をもった太陽電池モジュールには適用しない。
  この規格は,基準太陽光の分光放射照度分布を規定する。太陽電池セル・モジュール(以下,太陽電池
という。)用材料の光電変換特性には波長依存性があるので,異なる材料の太陽電池の性能を比較するため,
この規定が必要である。
  また,この規格は,太陽電池の定格出力の決定方法のための測定の原則を規定する。その原則は,太陽
電池の定格出力を共通の基準太陽光の分光放射照度分布に関係付けるものである。
  この規格で示す基準太陽光の分光放射照度分布は,JIS C 8912,JIS C 8933又はJIS C 8942で規定する
ソーラシミュレータの分光放射照度に関する性能等級の分類にも用いる。
    注記 この規格の対応国際規格及びその対応の程度を表す記号を,次に示す。
          IEC 60904-3:2008,Photovoltaic devices−Part 3: Measurement principles for terrestrial photovoltaic
              (PV)   olar devices with reference spectral irradiance data(MOD)
            なお,対応の程度を表す記号“MOD”は,ISO/IEC Guide 21-1に基づき,“修正している”

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2
C 8904-3 : 2011
          ことを示す。

2 引用規格

  次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。これらの
引用規格のうちで,西暦年を付記してあるものは,記載の年の版を適用し,その後の改正版(追補を含む。)
は適用しない。西暦年の付記がない引用規格は,その最新版(追補を含む。)を適用する。
    JIS C 8904-2 太陽電池デバイス−第2部 : 基準太陽電池デバイスに対する要求事項
      注記 対応国際規格 : IEC 60904-2,Photovoltaic devices−Part 2: Requirements for reference solar
             devices(MOD)
    JIS C 8904-7 太陽電池デバイス−第7部 : 太陽電池測定でのスペクトルミスマッチ補正の計算方法
      注記 対応国際規格 : IEC 60904-7,Photovoltaic devices−Part 7: Computation of the spectral mismatch
             correction for measurements of photovoltaic devices(IDT)
    JIS C 8912 結晶系太陽電池測定用ソーラシミュレータ
      注記 対応国際規格 : IEC 60904-9,Photovoltaic devices−Part 9: Solar simulator performance
             requirements(MOD)
    JIS C 8933 アモルファス太陽電池測定用ソーラシミュレータ
    JIS C 8942 多接合太陽電池測定用ソーラシミュレータ
    JIS C 8960 太陽光発電用語
    IEC 60891:1987,Procedures for temperature and irradiance corrections to measured I-V characteristics of
        crystalline silicon photovoltaic devices及びAmendment 1(1992)
    IEC 60904-1,Photovoltaic devices−Part 1: Measurement of photovoltaic current-voltage characteristics

2A 用語及び定義

  この規格で用いる主な用語及び定義は,JIS C 8960によるほか,次による。
2A.1
エアロゾル
  大気中の雲粒のほか,固相,液相又はそれらの混合した相の半径0.001 μm程度から10 μm程度までの粒
子。
2A.2
可降水量
  地上の単位面積に立てた鉛直気柱内に含まれる全水蒸気量。
2A.3
大気オゾン含有量
  大気の鉛直気柱に含まれるオゾン量を0 ℃,1気圧に圧縮したときの厚さ。
2A.4
混濁係数
  地上における太陽光のエアロゾルによる減衰の程度を表す値。

3 測定の原則

  太陽電池の性能を決める一般的な方法は,既知の温度条件下において,それらを安定な太陽光又はソー

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                                                                                              3
                                                                                  C 8904-3 : 2011
ラシミュレータの照射下で,その放射照度と太陽電池の温度とを測定しながら,電流電圧特性(以下,I-V
特性という。)を測定することである。I-V特性の測定の詳細な手順は,IEC 60904-1の規定による。測定
した性能は,基準状態(STC)又はSTC以外の望ましい条件(放射照度及び温度条件)での性能にIEC 60891
に従って補正する。定格電圧及びSTCに補正された出力は,一般的に定格出力として参照される。
  放射照度は,分光感度特性が既知の基準太陽電池,又は太陽光の下では,日射計(サーモパイル放射計 : 
パイロメータ)で測定する。基準太陽電池を用いる場合は,JIS C 8904-2で規定する要求を満たさなけれ
ばならない。試験条件下での基準太陽電池の温度は,IEC 60904-1に従って決定する。
  太陽電池の分光感度特性には,波長依存性があるので,その性能は,入射光の分光分布に顕著に依存す
る。したがって,その性能は,太陽光の場合は,場所,時間,季節,受光面の方位などによって数倍変化
する。また,ソーラシミュレータの場合は,その種類及び使用条件によって変化する。放射照度を波長依
存性のない日射計(サーモパイル放射計)で測定する場合,又は基準太陽電池で測定する場合のいずれの
場合でも,入射光の分光放射照度分布は既知でなければならない。その理由は,入射光の分光放射照度分
布及びこの規格で規定する基準太陽光の分光放射照度分布を用いてスペクトルミスマッチ補正係数を求め,
それで補正する必要があり,また,使用者又はアレイ設計者は,太陽電池の分光感度特性データを用いて,
任意の分光放射照度分布の下における太陽電池の性能を合理的な許容差で算出できるからである。
  なお,スペクトルミスマッチ補正係数の算出方法は,JIS C 8904-7の規定による。

4 基準太陽光の分光放射照度分布

  基準太陽光の分光放射照度分布は,次の条件での1 000 W・m−2の全天日射(直達日射及び散乱日射を含
む。)のときの値である。その分光放射照度分布を,表1及び図1に示す。
        標準大気状態 1)             田園地帯のエアロゾルがない場所で,CO2含有量は,
                                    現在の増加した値(370 ppm)。
        可降水量                    1.416 4 cm
        気圧                        1 013.25 hPa
        エアマス                    1.5
        アルベド                    裸地 2)
        測定面(水平面に対して)    37°
        大気オゾン含有量            0.343 8 cm
        混濁係数                    0.084(エアロゾルの光学的厚さ,波長500 nmでの値)
    注1) 米国での標準であり,日本では,このような大気状態で,かつ,分光放射照度分布を求めた条
          件(可降水量,アルベドなど)と一致する大気状態の出現はまれである。
       2) 対応国際規格では,Bare Soil
  表1のデータは,太陽光の分光放射照度モデル“SMARTS Version 2.9.2”で計算したものである。表1
のデータは,上記モデルに附属書Aのデータを与え,波長0から無限大までの積分値が1 000 W・m−2とな
るように,正規化係数0.997 1を乗じたものである。

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