JIS C 8904-7:2011 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

                                                                C 8904-7 : 2011 (IEC 60904-7 : 2008)

pdf 目 次

ページ

•  序文・・・・[1]
•  1 適用範囲・・・・[1]
•  2 引用規格・・・・[2]
•  3 スペクトルミスマッチの補正方法・・・・[2]
•  4 測定装置・・・・[3]
•  5 分光感度特性の決定方法・・・・[4]
•  6 分光放射照度の決定方法・・・・[4]
•  7 スペクトルミスマッチ補正係数の決定方法・・・・[4]
•  8 報告書・・・・[5]
•  附属書JA(参考)不確かさの見積り方法・・・・[6]

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――――― [JIS C 8904-7 pdf 1] ―――――

C 8904-7 : 2011 (IEC 60904-7 : 2008)

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 8904-7 : 2011
                                                                          (IEC 60904-7 : 2008)

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

Photovoltaic devices-Part 7: Computation of the spectral mismatch correction for measurements of photovoltaic devices

序文

  この規格は,2008年に第3版として発行されたIEC 60904-7を基に,技術的内容及び構成を変更するこ
となく作成した日本工業規格(日本産業規格)である。
  なお,この規格で参考として示した附属書JAは,対応国際規格にはない事項である。

1 適用範囲

  この規格は,太陽電池の出力測定における測定用光源の分光放射照度(以下,照射スペクトルという。),
及び基準太陽光の分光放射照度(以下,基準スペクトルという。)のミスマッチ,並びに被測定太陽電池デ
バイス,及びJIS C 8904-2に規定する基準太陽電池デバイスの分光感度特性のミスマッチが原因で生じる
系統誤差を,補正する手順について規定する。この手順は,分光感度がIEC 60904-10に規定するリニアリ
ティをもつ被測定太陽電池デバイスだけに適用する。この手順は,単接合(シングルジャンクション)デ
バイスについて適用できるが,原理は,多接合(マルチジャンクション)デバイスに拡張してもよい。
  太陽電池デバイスの分光感度特性は,波長依存性があるので,その性能は,入射光のスペクトルに顕著
に依存する。太陽光の場合は,場所,天候,時間,季節,受光面の方位などによって性能が変化する。ま
た,ソーラシミュレータの場合は,その種類,条件によって性能が変化する。放射照度を日射計(サーモ
パイル放射計。スペクトルの違いに敏感ではない。)で測定する場合,又は基準太陽電池デバイスで測定す
る場合,いずれの場合でも入射光のスペクトルは,既知でなければならない。その理由は,入射光のスペ
クトルを用いて,被測定太陽電池デバイスの性能を,JIS C 8904-3に規定する基準スペクトルの下での性
能に補正するからである。
  放射照度を測定するために基準太陽電池デバイス又は日射計(サーモパイル放射計)を用いる場合,こ
の規格で示す手順で,JIS C 8904-3に規定する基準スペクトルの下,又は任意の基準スペクトルの下での
被測定太陽電池デバイスの短絡電流を得るためのスペクトルミスマッチ補正係数を,計算することができ
る。基準太陽電池デバイスが被測定太陽電池デバイスと同じ相対分光感度特性をもつ場合,基準スペクト
ルと実際の入射光のスペクトルとの違いは,自動的に考慮され,スペクトルミスマッチ補正の必要はない。
したがって,屋外測定で基準太陽電池デバイス法を用い,かつ,基準太陽電池デバイスと被測定太陽電池
デバイスとが同じ相対分光感度特性をもつ場合,場所及び天候条件は,重要ではない。同様に,屋内測定
では,ソーラシミュレータの種類は,重要ではない。

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C 8904-7 : 2011 (IEC 60904-7 : 2008)
  被測定太陽電池デバイスを,既知のスペクトルで測定する場合,その他の任意のスペクトルの下での短
絡電流を,被測定太陽電池デバイスの分光感度特性を用いて算出できる。
    注記1 この規格のスペクトルという表現は,分光放射照度分布を意味する。
    注記2 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 60904-7:2008,Photovoltaic devices−Part 7: Computation of the spectral mismatch correction
                for measurements of photovoltaic devices(IDT)
              なお,対応の程度を表す記号“IDT”は,ISO/IEC Guide 21-1に基づき,“一致している”
            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 8904-3 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
      注記 対応国際規格 : IEC 60904-3,Photovoltaic devices−Part 3: Measurement principles for terrestrial
             photovoltaic (PV)   olar devices with reference spectral irradiance data(MOD)
    JIS C 8990 地上設置の結晶シリコン太陽電池(PV)モジュール−設計適格性確認及び形式認証のた
        めの要求事項
      注記 対応国際規格 : IEC 61215,Crystalline silicon terrestrial photovoltaic (PV)   odules−Design
             qualification and type approval(IDT)
    JIS C 8991 地上設置の薄膜太陽電池(PV)モジュール−設計適格性確認試験及び形式認証のための
        要求事項
      注記 対応国際規格 : IEC 61646,Thin-film terrestrial photovoltaic (PV)   odules−Design qualification
             and type approval(IDT)
    IEC 60891,Photovoltaic devices−Procedures for temperature and irradiance corrections to measured I-V
        characteristics
    IEC 60904-1,Photovoltaic devices−Part 1: Measurement of photovoltaic current-voltage characteristics
    IEC 60904-8,Photovoltaic devices−Part 8: Measurement of spectral response of a photovoltaic (PV)   evice
    IEC 60904-9,Photovoltaic devices−Part 9: Solar simulator performance requirements
    IEC 60904-10,Photovoltaic devices−Part 10: Methods of linearity measurement

3 スペクトルミスマッチの補正方法

  スペクトルミスマッチの補正方法は,次のa)   d)による。
a) 多くの種類の太陽電池デバイスの電流電圧特性(以下,I-V特性という。)の形状は,光源のスペクト
    ルに依存しないが,電流値については,光源のスペクトルに依存する。それらのデバイスに対しては,
    短絡電流値について,基準スペクトルとのスペクトルミスマッチ補正が可能である。スペクトル依存
    性の大きな太陽電池デバイス(例えば,多接合形)のI-V特性は,適切なスペクトル(例えば,基準
    太陽光スペクトルと近似度の高いスペクトル,又は基準太陽光スペクトル下での各層の短絡電流比が

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                                                                C 8904-7 : 2011 (IEC 60904-7 : 2008)
    実現できるように調整したスペクトル)をもった光源で測定しなければならない。
b) 照射スペクトルが基準スペクトルと同じ場合,又は被測定太陽電池デバイス及び基準太陽電池デバイ
    スの分光感度特性が同じ場合は,補正の必要はない。その理由は,後者の場合,基準太陽電池デバイ
    スの分光感度特性と基準スペクトルとの積を積分して得られる短絡電流は,被測定太陽電池デバイス
    の分光感度特性と基準スペクトルとの積を積分して得られる短絡電流に一致し,式(3)で規定するスペ
    クトルミスマッチ補正係数は1となるからである。
c) 照射スペクトルと分光感度特性との間にミスマッチがある場合は,スペクトルミスマッチ補正係数を
    計算しなければならない。このミスマッチのため,基準太陽電池デバイスの短絡電流は,被測定太陽
    電池デバイスの短絡電流と一致しない。そこで,次の式(1)によって,放射照度Gmeasで,かつ,その
    照射スペクトルで測定した被測定太陽電池デバイスの短絡電流と同じ値を発生させる基準スペクトル
    の実効放射照度を決定する。
                                    MM    Gmeas
                        Geff at ref spectrum    (1)
                      ここに, Geff at ref spectrum :  基準スペクトルの実効放射照度
                                       Gmeas :  分光感度特性がSref(λ)の基準太陽電池デバイスによる
                                               放射照度の測定値
                                        MM :  箇条7で求めたスペクトルミスマッチ補正係数
d) 基準スペクトルに基づく測定には,次の二つの補正方法がある。
    方法1 ソーラシミュレータの放射照度を調整し,式(1)によって求めた実効放射照度Geff at ref spectrumが,
            基準照度Gref [例えば,JIS C 8990及びJIS C 8991で規定する値,基準状態(STC)によっ
            て1 000 W・m−2]に等しくなるようにする。すなわち,基準太陽電池デバイスの基準太陽光
            での校正値を用いて,ソーラシミュレータの放射照度を,次の式(2)によって求めた値に調整
            する。
                          meas
                        G     GrefMM    (2)
              スペクトルミスマッチ補正係数の逆数である1/MMは,基準太陽電池デバイスの出力の対
            光直線性がリニア(IEC 60904-10参照)な範囲で,ソーラシミュレータの調整量を与える。
            調整されたソーラシミュレータの分光放射照度は,基準太陽光下と同じ短絡電流を発生させ
            る。次に,IEC 60904-1の規定によってI-V特性を測定する。
    方法2 規定の放射照度のソーラシミュレータでI-V特性を測定する。式(1)によって,この放射照度
            から基準太陽光換算の実効放射照度を決定する。次に,IEC 60891の規定によって,実効放
            射照度から基準状態でのI-V特性に変換する。
      方法1は,ソーラシミュレータ法に対して望ましい方法(IEC 60904-9参照)であり,被測定太陽
    電池デバイス出力の放射照度に対するノンリニアリティによる誤差を,最小にする方法である。方法
    2は,屋外測定など放射照度が簡単に制御できない場合に適用する。

4 測定装置

  測定装置は,次による。
a) 分光感度特性の測定装置は,IEC 60904-8の規定による。
b)   -V特性の測定装置は,IEC 60904-1の規定による。
c) 分光放射照度計は,基準太陽電池デバイス及び被測定太陽電池デバイスの分光感度特性の波長範囲を
    超えて,試験面での分光放射照度を測定できるものとする。

――――― [JIS C 8904-7 pdf 5] ―――――

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