專利名稱：太陽(yáng)電池輸出特性評(píng)價(jià)裝置及太陽(yáng)電池輸出特性評(píng)價(jià)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備向太陽(yáng)電池輸出特性測(cè)定用的電子負(fù)載裝置供給的正偏壓電源 的太陽(yáng)電池輸出特性評(píng)價(jià)裝置及太陽(yáng)電池輸出特性評(píng)價(jià)方法。
背景技術(shù)：
近年來，太陽(yáng)電池實(shí)現(xiàn)大型化/大容量化，制造出了輸出電流為IOA以上、輸出電 壓為200V以上的太陽(yáng)電池。接收太陽(yáng)光時(shí)的太陽(yáng)電池的性能根據(jù)該太陽(yáng)電池的I-V特性 進(jìn)行評(píng)價(jià)。作為評(píng)價(jià)太陽(yáng)電池的I-V特性的測(cè)定裝置及方法，通常使用可變電阻，已知作為 可變電阻使用電容器負(fù)載、偏壓電源、電子負(fù)載的測(cè)定裝置和方法(參照非專利文獻(xiàn)1)。可是，在上述各太陽(yáng)電池的I-V特性評(píng)價(jià)方法中，由于連接布線電阻等，存在短路 電流Isc無法正確地進(jìn)行測(cè)定的問題，在上述使用電子負(fù)載的方式中，由于晶體管的斷路 電流等的影響，存在開路電壓Voc無法正確地進(jìn)行測(cè)定的問題。因此，本發(fā)明者們?cè)趯＠墨I(xiàn)1中提出了一種設(shè)置有反偏壓電路的電容器負(fù)載方 式太陽(yáng)電池I/V波形記錄器，所述反偏壓電路施加和太陽(yáng)電池的輸出相反極性的電位。非專利文獻(xiàn)1 太陽(yáng)電池測(cè)定HU (英弘精機(jī)株式會(huì)社* 一 A《一 ”、’ 專利文獻(xiàn)1 日本特開平2-159588號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題
可是，在使用上述專利文獻(xiàn)1中記載的電容器負(fù)載方式太陽(yáng)電池ΙΛ波形記錄器進(jìn)行 太陽(yáng)電池的I-V特性評(píng)價(jià)的情況下，通過設(shè)置反偏壓電路能夠?qū)Χ搪冯娏鱅sc正確地進(jìn)行 測(cè)定，但由于沒有正偏壓功能，所以存在對(duì)開路電壓Voc無法正確地進(jìn)行測(cè)定的問題。此外，在利用上述偏壓電源方式的太陽(yáng)電池的I-V特性評(píng)價(jià)中，使用被通稱為雙 極性電源的電源，電流/電壓均能夠進(jìn)行雙極性的施加。但是，對(duì)于在太陽(yáng)電池的I-V特性 評(píng)價(jià)中使用的電源，需要承受被測(cè)定太陽(yáng)電池的功率的供給接受功率容量，在放出大電流 的大容量的雙極性電源中，大型化導(dǎo)致的高成本化成為問題。因此，鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種不需要成為高成本化的主要原 因的放出(discharging)/吸收(absorbing)的大電流的雙極性電源，通過以最小限度的功 率消耗施加正偏壓電流，能夠正確地測(cè)定開路電壓Voc的太陽(yáng)電池輸出特性評(píng)價(jià)裝置及其 方法。用于解決課題的方案
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種太陽(yáng)電池輸出特性評(píng)價(jià)裝置，測(cè)定太陽(yáng)電池的輸出特性，其特 征在于，具備電壓計(jì)，測(cè)定所述太陽(yáng)電池的電壓；電流計(jì)，測(cè)定流到所述太陽(yáng)電池的電流 值；可變電阻部，與所述太陽(yáng)電池連接；正偏壓電路，與所述太陽(yáng)電池連接；以及反偏壓電 路，與所述太陽(yáng)電池連接。
所述可變電阻部由電子負(fù)載控制電路和負(fù)載用功率半導(dǎo)體構(gòu)成也可。所述正偏壓電路由正偏壓用電阻、正偏壓電源、和正偏壓寄生電流補(bǔ)償電路構(gòu)成 也可。所述可變電阻部及所述反偏壓電路被包含在帶有反偏壓的功率轉(zhuǎn)換電路中，所述 帶有反偏壓的功率轉(zhuǎn)換電路由開關(guān)變壓器、防逆流二極管、反偏壓穩(wěn)定用電容器、和負(fù)載用 電路構(gòu)成也可。此外，根據(jù)從另外的觀點(diǎn)出發(fā)的本發(fā)明，提供了一種太陽(yáng)電池的輸出特性評(píng)價(jià)方 法，在太陽(yáng)電池連接電壓計(jì)及電流計(jì)及作為可變電阻的電子負(fù)載，通過使電子負(fù)載變化，獲 得太陽(yáng)電池的電流-電壓特性，其特征在于，與所述太陽(yáng)電池的輸出相反地施加反偏壓電 壓；對(duì)所述太陽(yáng)電池施加正偏壓電壓；測(cè)定所述太陽(yáng)電池的短路電流及開路電壓。在所述正偏壓電壓的施加中設(shè)置對(duì)正偏壓電源限制最大輸出電壓的功能也可。使用利用了開關(guān)方式的大容量電子負(fù)載裝置作為所述可變電阻也可。使用已知特性，從由所述太陽(yáng)電池獲得的輸出電壓、輸出電流、監(jiān)視電池的實(shí)測(cè)值 除去噪聲成分也可。發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，提供一種太陽(yáng)電池輸出特性評(píng)價(jià)裝置及方法，不需要成為高成本化的主 要原因的放出/吸收大電流的雙極性電源，能夠通過以最小限度的功率消耗施加正偏壓電 流正確地測(cè)定開路電壓Voc。


圖1是現(xiàn)有的太陽(yáng)電池I-V波形記錄器100的說明圖。圖2是在太陽(yáng)電池1為某固定的輻照度的情況下的、作為太陽(yáng)電池I-V波形記錄 器100的測(cè)定結(jié)果的I-V特性的圖表。圖3是太陽(yáng)電池輸出特性評(píng)價(jià)裝置50的說明圖。圖4是在使用太陽(yáng)電池輸出特性評(píng)價(jià)裝置50進(jìn)行I-V特性測(cè)定時(shí)的、求取短路電 流Isc的工序。圖5是對(duì)在使用太陽(yáng)電池輸出特性評(píng)價(jià)裝置50進(jìn)行I-V特性測(cè)定時(shí)的、求取開路 電壓Voc的工序的說明圖。圖6是正偏壓工作時(shí)的電流的流向圖。圖7是使用開關(guān)方式的大容量電子負(fù)載裝置90的說明圖。符號(hào)的說明
1太陽(yáng)電池；2電壓計(jì)；3電流計(jì)；10反偏壓電路；20反偏壓電源；30可變電阻部；50太陽(yáng)電池輸出特性評(píng)價(jià)裝置60正偏壓電路；80 帶有反偏壓的功率轉(zhuǎn)換電路；
90 大容量電子負(fù)載裝置；
100 帶有反偏壓的太陽(yáng)電池I-V波形記錄器原理圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。再有，在本說明書及附圖中，對(duì)于具有實(shí) 質(zhì)上相同的功能結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)要素，通過附加同一符號(hào)而省略重復(fù)說明。首先，以下對(duì)在現(xiàn)有的太陽(yáng)電池I-V波形記錄器進(jìn)行說明。圖1是本發(fā)明者們提出的現(xiàn)有的太陽(yáng)電池I-V波形記錄器100的說明圖。在太陽(yáng) 電池1連接有測(cè)定其輸出電壓的電壓計(jì)2和測(cè)定輸出電流的電流計(jì)3。此外，在電流計(jì)3的 上游設(shè)置有通過反偏壓電源20、防逆流二極管22、反偏壓穩(wěn)定用電容器M的并聯(lián)配置而構(gòu) 成的反偏壓電路10。此外，太陽(yáng)電池1的可變電阻部30設(shè)置在太陽(yáng)電池1的下游(反偏壓 電路10的上游)。在電壓計(jì)2及電流計(jì)3連接有進(jìn)行太陽(yáng)電池輸出測(cè)定的高速轉(zhuǎn)換器5及 數(shù)據(jù)處理可變電阻控制裝置7。此外，圖2是在太陽(yáng)電池1是某固定的輻照度的情況下的、作為太陽(yáng)電池I-V波形 記錄器100的測(cè)定結(jié)果的I-V特性的圖表。在I-V特性的測(cè)定中，使可變電阻部的負(fù)載電 阻值在ο ⑴的范圍進(jìn)行工作，通過測(cè)定此時(shí)的I-V特性進(jìn)行圖表化來進(jìn)行特性評(píng)價(jià)。再 有，在負(fù)載電阻值小的狀態(tài)，即在將太陽(yáng)電池1的輸出電壓設(shè)為OV時(shí)的輸出電流被作為短 路電流ISC，在負(fù)載電阻值最大的狀態(tài)、即在將太陽(yáng)電池1的輸出電流設(shè)為OA時(shí)的輸出電壓 被作為開路電壓Voc。在圖1中表示的太陽(yáng)電池I-V波形記錄器100中，在以沒有反偏壓電路10的狀態(tài) 測(cè)定I-V特性的情況下，即使要將太陽(yáng)電池1的輸出電壓設(shè)為0V，實(shí)際上由于連接布線電阻 等太陽(yáng)電池1的輸出電壓也不會(huì)變?yōu)?V，只能下降到某固定的電壓進(jìn)圖2中的b點(diǎn))，因此 不能正確地測(cè)定短路電流Isc。因此，通過設(shè)置在圖1中表示的反偏壓電路10，施加和太陽(yáng)電池1的輸出電壓反向 的電壓，能夠使輸出電壓下降到OV以下(例如在圖2中的點(diǎn)a)。結(jié)果，能正確地進(jìn)行短路電 流Isc的測(cè)定。另一方面，在使用圖1中表示的太陽(yáng)電池I-V波形記錄器100的情況下，即使要將 太陽(yáng)電池1的輸出電流設(shè)為0A，由于可變電阻部30的特性太陽(yáng)電池1的輸出電流也不會(huì)變 為0A，只能下降到某固定的電流(在圖2中的點(diǎn)c)，因此不能正確地測(cè)定開路電壓Voc。因此，提出了在以下說明的本發(fā)明的實(shí)施方式的太陽(yáng)電池輸出特性評(píng)價(jià)裝置50。圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式的太陽(yáng)電池輸出特性評(píng)價(jià)裝置50的說明圖。在太陽(yáng)電 池1連接有測(cè)定其輸出電壓的電壓計(jì)2和測(cè)定輸出電流的電流計(jì)3。此外，在電流計(jì)3的下 游，與上述太陽(yáng)電池I-V波形記錄器100同樣地，連接有可變電阻部30及反偏壓電路10。 在此，可變電阻部30 由例如是由作為HFET (Hetero structure Field Effect Transistor, 異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管)的負(fù)載用功率半導(dǎo)體33和電子負(fù)載控制電路35構(gòu)成。進(jìn)而，在電 流計(jì)3的下游，以相對(duì)于太陽(yáng)電池1與可變電阻部30及反偏壓電路10成為并聯(lián)的方式連 接有正偏壓電路60。在此，關(guān)于反偏壓電路10的結(jié)構(gòu)和上述I-V波形記錄器相同。正偏 壓電路60的結(jié)構(gòu)是從電路上游起連接正偏壓用電阻62、正偏壓電源64、正偏壓寄生電流補(bǔ)償電路66的結(jié)構(gòu)，正偏壓電路60的下游與反偏壓電路10連接，此外，正偏壓電路60內(nèi)的 正偏壓電源64-正偏壓寄生電流補(bǔ)償電路66之間和可變電阻30-反偏壓電路10之間被連接。以下，針對(duì)使用以圖3的方式構(gòu)成的第1實(shí)施方式的太陽(yáng)電池輸出特性評(píng)價(jià)裝置 50測(cè)定I-V特性的工序，參照附圖進(jìn)行說明。圖4是針對(duì)在使用太陽(yáng)電池輸出特性評(píng)價(jià)裝置50進(jìn)行I-V特性測(cè)定時(shí)的、求取短 路電流Isc的工序的說明圖。關(guān)于圖4的各部分的結(jié)構(gòu)和上述相同，因此省略。此外，將從太陽(yáng)電池1輸出的電 流設(shè)為72 (實(shí)線箭頭72)，將從正偏壓電源64輸出的正偏壓電流設(shè)為74 (實(shí)線箭頭74)并 在圖4中表示。在進(jìn)行I-V特性測(cè)定之前，如圖4的虛線70所示，在反偏壓電路10中，通過反偏 壓電源20對(duì)反偏壓穩(wěn)定用電容器M以和太陽(yáng)電池1的輸出相反的極性進(jìn)行充電。然后，當(dāng)開始I-V特性測(cè)定時(shí)，通過在反偏壓穩(wěn)定用電容器M充電的電荷電壓，對(duì) 太陽(yáng)電池1施加反偏壓電壓。此時(shí)，在電壓計(jì)2中，觀測(cè)到圖2中的點(diǎn)a的值。再有，此時(shí) 的太陽(yáng)電池輸出電流72，經(jīng)由負(fù)載用功率半導(dǎo)體33及反偏壓穩(wěn)定用電容器M流過。之后，通過被電子負(fù)載控制電路35控制的負(fù)載用功率半導(dǎo)體33，以增大太陽(yáng)電池 1的負(fù)載電阻值的方式進(jìn)行控制，在反偏壓穩(wěn)定用電容器M充電了的電壓被急速地放電。 此時(shí)，變?yōu)樵诜雌珘悍€(wěn)定用電容器M施加反方向的電壓，但是由于防逆流二極管22的效 果，上述反方向電壓被箝位在該二極管22的正方向電壓，不再對(duì)反偏壓穩(wěn)定用電容器M在 反方向施加電壓。在上述的過程中，電壓計(jì)2的值從點(diǎn)a變化到點(diǎn)b。通過對(duì)伴隨著該電壓計(jì)2的值 的變化的電流計(jì)3的值的變化進(jìn)行計(jì)測(cè)，能夠正確地求取作為將太陽(yáng)電池1的電壓設(shè)為OV 時(shí)的電流計(jì)3的值的短路電流Isc。再有，此時(shí)，來自正偏壓電路60的正偏壓電流74，由于 負(fù)載電阻30的電阻值小，因此不會(huì)向太陽(yáng)電池1流入，而是向負(fù)載用功率半導(dǎo)體33流過。 而且，正偏壓電流74經(jīng)由負(fù)載用功率半導(dǎo)體33返回正偏壓電源64。此外，圖5是對(duì)使用太陽(yáng)電池輸出特性評(píng)價(jià)裝置50進(jìn)行I-V特性測(cè)定時(shí)的、求取 開路電壓Voc的工序的說明圖。關(guān)于圖5的各部分的結(jié)構(gòu)和上述相同，因此省略。此外，將從太陽(yáng)電池1輸出的電 流設(shè)為72 (實(shí)線箭頭72)，從正偏壓電源64輸出的正偏壓電流設(shè)為74 (實(shí)線箭頭74)并在 圖5中表示。通過被電子負(fù)載控制電路35控制的負(fù)載用功率半導(dǎo)體33，以太陽(yáng)電池1的負(fù)載 電阻值變大的方式進(jìn)行控制，朝向負(fù)載用功率半導(dǎo)體33不再流過電流。此時(shí)，隨著太陽(yáng)電 池1的負(fù)載電阻值變大，在電流計(jì)3中測(cè)量的電流從圖2中的點(diǎn)c變化為點(diǎn)d。通過計(jì)測(cè) 該過程中的電壓計(jì)2的值，能夠正確地求取將太陽(yáng)電池1的輸出電流設(shè)為OA時(shí)的開路電壓 Voc0再有，在超過開路電壓Voc，變?yōu)榻咏鼒D2的點(diǎn)d那樣的太陽(yáng)電池1的負(fù)載電阻值時(shí)， 正偏壓電流74返回正偏壓電源64。此外，圖6是正偏壓工作時(shí)的電流的流向圖。在此，在進(jìn)行I-V特性測(cè)定之前，當(dāng)沒有向太陽(yáng)電池1供給光的狀態(tài)中負(fù)載用功率 半導(dǎo)體33的負(fù)載電阻值變?yōu)樽畲蟮那闆r下，正偏壓電流74如圖6所示，流入太陽(yáng)電池1，被蓄電在反偏壓穩(wěn)定用電容器對(duì)。因此，設(shè)置正偏壓寄生電流補(bǔ)償電路66，使正偏壓電流74 如圖6中的箭頭75所示那樣經(jīng)由正偏壓寄生電流補(bǔ)償電路66。這是因?yàn)樵跊]有正偏壓寄 生電流補(bǔ)償電路66的情況下，正偏壓電流74向反偏壓穩(wěn)定用電容器M供給、充電，其結(jié)果 有超過反偏壓穩(wěn)定用電容器M的承受電壓進(jìn)行充電而破壞的危險(xiǎn)性。使用以上所述的太陽(yáng)電池輸出特性評(píng)價(jià)裝置50，通過測(cè)定I-V特性的工序正確地 測(cè)定短路電流Isc及開路電壓Voc，由此能夠?qū)μ?yáng)電池1的I-V特性進(jìn)行更加正確的評(píng) 價(jià)。以上，說明了本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)例子，但本發(fā)明并不僅限于圖示的方式。很 明顯，如果是本領(lǐng)域的技術(shù)人員的話，在專利請(qǐng)求的范圍內(nèi)記載的思想的范疇內(nèi)能夠想到 各種的變更例或者修正例，針對(duì)這些變更例或者修正例當(dāng)然也理解為屬于本發(fā)明的技術(shù)的 范圍。例如，為了使用同一太陽(yáng)電池輸出特性評(píng)價(jià)裝置對(duì)各種各樣的太陽(yáng)電池進(jìn)行評(píng) 價(jià)，優(yōu)選使其具有能夠限制正偏壓電路60的正偏壓電源64的最大輸出電壓那樣的限制功 能。太陽(yáng)電池的大型化/大容量化正在實(shí)現(xiàn)，另一方面也制造出了小型化/小容量的 太陽(yáng)電池。在這樣的小型太陽(yáng)電池中通過上述實(shí)施方式中所述的太陽(yáng)電池輸出評(píng)價(jià)裝置50 進(jìn)行I-V特性測(cè)定的情況下，通過來自正偏壓電路60內(nèi)的正偏壓電源64的電壓對(duì)太陽(yáng)電 池1施加過電壓，存在太陽(yáng)電池1損壞的可能性。因此，可以考慮使最大輸出電壓能夠被控 制，以將來自正偏壓電源64的輸出電壓變?yōu)榕c小型太陽(yáng)電池等相應(yīng)的合適的電壓。此外，在從太陽(yáng)電池1輸出的輸出電壓及輸出電流在電壓計(jì)2及電流計(jì)3的額定 值以上輸出的情況下，會(huì)導(dǎo)致電壓計(jì)2、電流計(jì)3及負(fù)載用功率半導(dǎo)體33的故障等。因此， 也可以考慮在電子負(fù)載控制電路35中，監(jiān)視電壓計(jì)2及電流計(jì)3的觀測(cè)值，進(jìn)行各觀測(cè)值 與電壓計(jì)2及電壓計(jì)3的額定值的比較，當(dāng)在該比較中觀測(cè)值超過額定值的情況下，通過控 制負(fù)載用功率半導(dǎo)體33以使電壓計(jì)2及電流計(jì)3的觀測(cè)值不超過額定值。此外，也可以考慮作為用于正確地求取短路電流Isc的上述實(shí)施方式的反偏壓電 路，使用利用開關(guān)方式的大容量電子負(fù)載裝置。因此，以下對(duì)使用開關(guān)方式的大容量電子負(fù)載裝置參照附圖進(jìn)行說明。圖7是使用本發(fā)明的開關(guān)方式的大容量電子負(fù)載裝置90的說明圖。作為大容量 電子負(fù)載裝置90的結(jié)構(gòu)，由于除了反偏壓電路10及可變電阻部30之外的各部分采用和上 述實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)，所以省略說明。如圖7所示，在大容量電子負(fù)載裝置90中，在電流 計(jì)3的下游，設(shè)置有帶有反偏壓的功率轉(zhuǎn)換電路80。帶有反偏壓的功率轉(zhuǎn)換電路80由負(fù)載 用開關(guān)電路85、開關(guān)變壓器82、防逆流二極管89及反偏壓穩(wěn)定用電容器87構(gòu)成。開關(guān)方式是通過有效率地改變電子開關(guān)的0N/0FF的比率來控制向負(fù)載的電力。 使用該開關(guān)方式的負(fù)載用開關(guān)電路85當(dāng)從電源供給側(cè)看時(shí)是負(fù)載，將該開關(guān)電源負(fù)載看 成電子負(fù)載，能夠模擬地從無限大降低太陽(yáng)電池1的負(fù)載。但是，即使只使用利用開關(guān)方式 的負(fù)載用開關(guān)電路85，也不能實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)電池1的極低的電阻值，不能正確地測(cè)定短路電流 Isc。因此，設(shè)置與開關(guān)方式相應(yīng)的反偏壓電路，求取短路電流Isc。以下對(duì)該過程進(jìn)行 說明。
在進(jìn)行I-V特性測(cè)定之前，由于在開關(guān)變壓器82沒有電流流過，因此沒有對(duì)反偏 壓穩(wěn)定用電容器87充電。在此之后，當(dāng)開始I-V特性測(cè)定時(shí)，通過電子負(fù)載控制電路35以在負(fù)載用開關(guān)電 路85中太陽(yáng)電池1的負(fù)載電阻值從無限大變?yōu)樽钚〉姆绞竭M(jìn)行控制。此時(shí)，太陽(yáng)電池1的 負(fù)載電阻值從無限大漸漸地減少，因此流過太陽(yáng)電池輸出電流72。通過太陽(yáng)電池輸出電流 72對(duì)開關(guān)變壓器82施加電壓，向反偏壓穩(wěn)定用電容器87進(jìn)行以和太陽(yáng)電池1的輸出相反 的極性的充電。而且，當(dāng)太陽(yáng)電池1的負(fù)載電阻值接近最小時(shí)，太陽(yáng)電池1的輸出電壓接近0V，通 過反偏壓穩(wěn)定用電容器87充電的電荷電壓，對(duì)太陽(yáng)電池1施加反偏壓。此時(shí)，在電壓計(jì)2 中觀測(cè)到圖2中的點(diǎn)b的值。再有，由于此時(shí)在開關(guān)變壓器82及負(fù)載用開關(guān)電路85施加 反偏壓電源89及反偏壓穩(wěn)定用電容器87的電壓，所以開關(guān)電路工作繼續(xù)。當(dāng)太陽(yáng)電池1的負(fù)載電阻值為0時(shí)，通過對(duì)反偏壓穩(wěn)定用電容器87充電的電荷電 壓，對(duì)太陽(yáng)電池1施加反偏壓。因此，在電壓計(jì)2中，觀測(cè)到圖2中的點(diǎn)a的值。在以上的過程中，電壓計(jì)2的值從在圖2中的點(diǎn)b向點(diǎn)a變化。通過觀測(cè)此時(shí)的 電流計(jì)3的值，能夠正確地求取將太陽(yáng)電池1的輸出電壓設(shè)為OV時(shí)的短路電流Isc。此外，在使用開關(guān)方式的大容量電子負(fù)載裝置90中，對(duì)于將太陽(yáng)電池1的輸出電 流設(shè)為OA時(shí)的開路電壓Voc，通過利用采用和上述實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)的正偏壓電路60從 而正確地求取。關(guān)于該過程，由于和上述實(shí)施方式相同，所以省略。另一方面，在太陽(yáng)電池的I-V特性測(cè)定的測(cè)定數(shù)據(jù)中，由于測(cè)定環(huán)境導(dǎo)致包含噪 聲成分是通常為人所知的。因此，也可以考慮將從得到的測(cè)定數(shù)據(jù)中除去噪聲成分的方法 應(yīng)用于本發(fā)明，從而進(jìn)行更加正確的太陽(yáng)電池的I-V特性測(cè)定。在太陽(yáng)電池中，已知表示其 特性的特征函數(shù)，能夠預(yù)想應(yīng)當(dāng)?shù)玫降慕Y(jié)果。能夠基于該預(yù)想信息從各測(cè)定數(shù)據(jù)中除去噪 聲成分。以下對(duì)噪聲成分的除去進(jìn)行說明。通過電子負(fù)載裝置測(cè)定的太陽(yáng)電池I-V特性測(cè)定數(shù)據(jù)是太陽(yáng)電池的輸出電壓、太 陽(yáng)電池的輸出電流、監(jiān)視電池的實(shí)測(cè)值等。再有，監(jiān)視電池(monitor cell)是預(yù)先正確地 測(cè)量變換系數(shù)，明確了輸出電流和光量的關(guān)系的電池。對(duì)于各測(cè)定數(shù)據(jù)以與已知函數(shù)最近似的方式?jīng)Q定參數(shù)。在此，已知函數(shù)具有理論 上/原理上的妥當(dāng)性，參數(shù)決定考慮多項(xiàng)式近似、神經(jīng)元計(jì)算機(jī)的學(xué)習(xí)結(jié)果、表格檢索等。例如，在作為已知函數(shù)能夠應(yīng)用2次式近似的情況下，從測(cè)定數(shù)據(jù)中求取 y=ax2+bx+c的系數(shù)a、b、C。然后，使用根據(jù)求取的系數(shù)a、b、c決定的2次式，能夠通過參 數(shù)正確地求取太陽(yáng)電池輸出電壓、太陽(yáng)電池輸出電流。根據(jù)該方法，從求取的系數(shù)中，通過計(jì)算能夠求取ISC、V0C、PmaX、Vpm、FF、EFF等。 此外，在現(xiàn)有技術(shù)中，為了測(cè)定數(shù)據(jù)的再現(xiàn)，必須保存關(guān)于所有情況的I-V特性的數(shù)據(jù)，但 在本發(fā)明中只保存得到的參數(shù)就足夠了。此外，希望對(duì)于除去了噪聲成分的太陽(yáng)電池的輸出，進(jìn)行更加正確的光量補(bǔ)正。在太陽(yáng)電池的特性評(píng)價(jià)中，在使用閃光燈的情況下，隨著時(shí)間經(jīng)過而光量減少。因 此對(duì)于太陽(yáng)電池的輸出需要光量補(bǔ)正。以下，說明以輻照度在1000士50W/m2被計(jì)測(cè)的方式 進(jìn)行補(bǔ)正的情況。首先，在進(jìn)行光量補(bǔ)正之前，在通過監(jiān)視電池的輸出電流輸出合適的光量的時(shí)間區(qū)域中進(jìn)行測(cè)定。此處是輻照度為1000士50W/m2的時(shí)間區(qū)域。在該時(shí)間區(qū)域中，進(jìn)行太陽(yáng) 電池的I-V特性測(cè)定。在該情況下，由于正確地輸出的時(shí)間區(qū)域短，所以一邊使開始I-V特 性測(cè)定的定時(shí)偏移，一邊進(jìn)行多次測(cè)定，對(duì)于在合適的光量輸出時(shí)計(jì)測(cè)的數(shù)據(jù)，依次從短路 狀態(tài)到開路電壓Voc增加測(cè)定電壓。接著，進(jìn)行太陽(yáng)電池的輸出電流的光量補(bǔ)正。在該情況下，因?yàn)楣饬康闹禐槭?% 以下，所以使用比例補(bǔ)正進(jìn)行太陽(yáng)電池的輸出電流的光量補(bǔ)正即可。然后，基于通過上述測(cè) 定得到的數(shù)據(jù)，制作太陽(yáng)電池I-V特性。再有，將此處制作的太陽(yáng)電池I-V特性在此處稱為 基準(zhǔn)曲線。然后，針對(duì)新的同一特性的太陽(yáng)電池，在光量為士20%的范圍中進(jìn)行太陽(yáng)電池I-V 特性測(cè)定。在此測(cè)定設(shè)為1次，對(duì)于測(cè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行上述的噪聲除去。然后，使用得到的數(shù) 據(jù)進(jìn)行太陽(yáng)電池的輸出電流的光量補(bǔ)正。太陽(yáng)電池的輸出電流以下述的數(shù)式表示，但是該 式是非線性的，解析的光量補(bǔ)正困難。[數(shù)式1]
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)電池輸出特性評(píng)價(jià)裝置，測(cè)定太陽(yáng)電池的輸出特性，其特征在于，具備 太陽(yáng)電池；電壓計(jì)，測(cè)定所述太陽(yáng)電池的電壓； 電流計(jì)，測(cè)定流到所述太陽(yáng)電池的電流值； 可變電阻部，與所述太陽(yáng)電池連接； 正偏壓電路，與所述太陽(yáng)電池連接；以及 反偏壓電路，與所述太陽(yáng)電池連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)電池輸出特性評(píng)價(jià)裝置，其特征在于，所述可變電阻部 由電子負(fù)載控制電路和負(fù)載用功率半導(dǎo)體構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)電池輸出特性評(píng)價(jià)裝置，其特征在于，所述正偏壓電路 由正偏壓用電阻、正偏壓電源、和正偏壓寄生電流補(bǔ)償電路構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)電池輸出特性評(píng)價(jià)裝置，其特征在于，所述可變電阻部 及所述反偏壓電路被包含在帶有反偏壓的功率轉(zhuǎn)換電路中，所述帶有反偏壓的功率轉(zhuǎn)換電 路由開關(guān)變壓器、防逆流二極管、反偏壓穩(wěn)定用電容器、和負(fù)載用電路構(gòu)成。
5.一種太陽(yáng)電池的輸出特性評(píng)價(jià)方法，在太陽(yáng)電池連接電壓計(jì)及電流計(jì)及作為可變電 阻的電子負(fù)載，通過使電子負(fù)載變化，獲得太陽(yáng)電池的電流-電壓特性，其特征在于，與所述太陽(yáng)電池的輸出相反地施加反偏壓電壓； 對(duì)所述太陽(yáng)電池施加正偏壓電壓； 測(cè)定所述太陽(yáng)電池的短路電流及開路電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)電池的輸出特性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，在所述正偏壓 電壓的施加中設(shè)置對(duì)正偏壓電源限制最大輸出電壓的功能。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)電池的輸出特性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，使用利用了開 關(guān)方式的大容量電子負(fù)載裝置作為所述可變電阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)電池的輸出特性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，使用已知特性， 從由所述太陽(yáng)電池獲得的輸出電壓、輸出電流、監(jiān)視電池的實(shí)測(cè)值除去噪聲成分。
全文摘要
提供一種太陽(yáng)電池輸出特性評(píng)價(jià)裝置及其方法，其不需要成為高成本化的主要原因的放出大電流的雙極性電源，能夠通過以最小限度的功率消耗施加正偏壓電流，正確地測(cè)定開路電壓Voc。提供了一種太陽(yáng)電池輸出特性評(píng)價(jià)裝置，測(cè)定太陽(yáng)電池的輸出特性，其特征在于，具備太陽(yáng)電池；電壓計(jì)，測(cè)定所述太陽(yáng)電池的電壓；電流計(jì)，測(cè)定流到所述太陽(yáng)電池的電流值；可變電阻部，與所述太陽(yáng)電池連接；正偏壓電路，與所述太陽(yáng)電池連接；以及反偏壓電路，與所述太陽(yáng)電池連接。
文檔編號(hào)G01J1/00GK102105994SQ200980129120
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2009年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月26日
發(fā)明者中西裕治, 伊藤智章, 十川佳正, 橋本徹 申請(qǐng)人:株式會(huì)社 Npc