太陽電池I-V測定ソフト(第2弾)は、太陽電池の研究開発用に制作され、従来のI-V測定に加え、次世代太陽電池評価に有効な様々な測定方法をご提案します。
太陽電池I-V測定ソフト(2)
太陽電池I-V測定ソフト(2)の特徴
従来からの基本的な太陽電池のI-V評価機能は全てサポートしております。
「JIS C-8913 結晶系太陽電也セル出力測定方法」の測定機能は勿論のこと、当社独自のフルオート測定や温度・光量の併用測定など、従来からの当社の太陽電池評価機能は全てサポートしています。
別トピックス「太陽電池I-V測定」を参照ください。
【測定項目】
①短絡電流(Isc,Jsc)
②開放置圧(Voc)
③最大出力(Pmax)
④最大出力動作電圧(Vmax)
⑤最大出力動作電流(Imax)
⑥曲線因子(FF)
⑦直列抵抗(Rs)
⑧並列抵抗(Rsh)
⑨電圧規定電流(Iv)
⑩電流規定電圧(Vi)
⑦直列抵抗(Rs)
⑧並列抵抗(Rsh)
⑨電圧規定電流(Iv)
⑩電流規定電圧(Vi)
⑪変換効率(η)
⑫入射光エネルギー(W)
⑬周囲温度
太陽電池I-V測定と関連付けて多くの測定器類が併用できます。
太陽電池のI-V測定と同時に、複数の温度や光量の測定ができます。また、SMU(ソースメータ)のデジタル入出力を使用してソーラーシミュレータのシャッター開閉制御をダイレクトに行ったり、外部スイッチにより測定を開始することができます。
最大5台までの、マルチメータ、電源機器、リレーボックス等との併用使用が可能ですから、多様な測定に応用できます。
色素増感太陽電池(DSC)の新しい評価方法をご提案します。
色素増感太陽電池のI-V測定時のヒステリシスは悩みの種です。スイープ速度を遅くすれば、ヒステリシスは解消できますが、光源からの熱によるセルの温度上昇が気になり、いたずらにスイープ速度を遅くすることもできません。
本ソフトは、従来のI-V測定以外に、I-V測定中の電流波形の測定が可能です。この機能を使用すれば、ヒステリシスを最小にするための適切なスイープ速度の設定の手助けになります。
下記に、色素増感太陽電池I-V測定中の電流波形の測定例を示します。ステップ電圧毎に、大きなラッシュ電流が発生していることがわかります。このラッシュ電流が収束するのを待ってから電流測定を行わないとI-V力ーブにヒステリシスが発生することになります。この収束時間は太陽電池セルの材料/構造により大きく異なります。この電流波形の測定結果から収束時聞が推測でき、最適なスイープ速度の設定に役立ちます。
多接合太陽電池のI-V測定に有効な「可変ピッチスイープ測定」ができます。
FF値が、0.85を超えるような多接合太陽電池の場合、通常のスイープ測定ではVOC近辺のデータが不足しがちです。本ソフト特有の可変ピッチスイープでは、データの不足は発生しません。(下図)
また、スイープ中にISC値をダイレクトに測定しますから、ISCの補完計算が不要になり精度が向上します。
2chのSMU(ソースメータ)では2個の太陽電池の完全同期I-V測定ができます。
2chのSMUを使用すれば、2個の太陽電池間で完全に同期したI-V測定が可能です。また、片チャンネルでI-V測定を行い、他のチャンネルで光量測定を行うことができます。
I-V測定に同期して光量測定を正確に測定できますから、不安定な光源やパルス光源を使用したI-V測定の場合、測定後、I-V測定データを光量測定値で補正することが可能になります。
ただし、本ソフトでは、光量補正機能はサポー卜していません。
高感度なダークI-V測定が可能です。
SMU(ソースメータ)のタイプにも寄りますが、0.01pAの分解能でダークI-V測定が可能です。
従来の100pAの測定分解能の測定(下図青色)に対し、0.01pAの測定分解能(下図赤色)では、より精細なダイオードカーブを測定できます。
高速な太陽電池のI-V測定が可能です。
若干、測定確度は低下しますが、約3msでI-V測定を実行できます。
最速のサンプリング速度は10usですが、セルや接続ケーブルなどの容量成分/誘導成分、SMUの電流/電圧
応答速度を考慮すると、約70usでのサンプリングが最速の限界です。
70usのサンプリング間隔で50ポイン卜のI-V測定を行うとき、3.5msで、I-V測定を完了します。
ただし、測定可能な最大電流は3Aです。
太陽電池セルの分光感度測定にも応用できます。
SMU(ソースメータ)は高感度な電流測定が可能ですから、分光光源(モノクロメータ)の小さな光出力による微小なISC電流の測定ができます。
本ソフトの拡張版では、ユーザーの要求によりモノクロメータの波長制御機能を追加することができます。その結果、波長別ISC値の測定(分光感度)、波長別I-V測定が可能になります。
分光光源(モノクロメータ)を本ソフトで制御するためには、分光光源にパソコンからの波長制御機能が内蔵されていて、その通信仕様が公開されている必要があります。
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