虚拟太阳光照射装置及太阳能电池模块的评价方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及虚拟太阳光照射装置及太阳能电池模块的评价方法。
【背景技术】
[0002]利用虚拟太阳光照射装置(太阳模拟器)进行太阳能电池的性能测定和加速劣化试验等。虚拟太阳光照射装置是人工产生虚拟的太阳光的光源装置。
[0003]例如，专利文献I公开的虚拟太阳光照射装置能够在从主光源照射的虚拟太阳光上重叠特定波长的光线，并将其照射到试验体。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开平4 一 133017号公报
[0007]专利文献2:日本特开2010 - 123682号公报发明概要
[0008]发明要解决的问题
[0009]但是，过去的虚拟太阳光照射装置只是假定向试验体垂直照射固定光量的光。例如，在专利文献2中记载了假定正午的太阳光为光源，并采用入射角度约为O度的并行光作为测定光源，测定再聚光效率(参照专利文献2的图8)。
[0010]但是，由于太阳对应于地球的自转而进行日周运动，因而若仅向试验体垂直照射光，不能适当评价要求在白天的所有时间中高效率发电的太阳能电池模块的性能。并且，在阴天日射量降低，来自太阳的直达光几乎到达不了，散射光占据了到达的太阳光的大半部分，但是若仅从正上方照射固定光量的光，不能适当评价在阴天也要求高效率发电的太阳能电池模块的性能。
【发明内容】
[0011]
[0012]本发明正是为了解决这些问题而提出的，其目的在于，提供一种虚拟太阳光照射装置，能够虚拟地再现一天中的太阳的轨迹，并再现一天的日射量。本发明还提供能够虚拟地再现阴天下的太阳光线的虚拟太阳光照射装置。
[0013]用于解决问题的手段
[0014]本发明的第一虚拟太阳光照射装置具有:光源；光谱校正滤波器，该光谱校正滤波器校正从所述光源射出的光的分光分布，以使其近似于太阳光的分光分布；以及载物台，其保持试验体，其特征在于，在所述载物台设有角度调整单元，该角度调整单元能够改变照射于所述试验体的光的入射角。
[0015]根据上述的结构，通过调整载物台的角度，能够任意设定向被保持在载物台上的试验体入射的光的入射角，因而能够虚拟地再现来自进行日周运动的太阳的光。例如，也能够再现来自日出时的太阳的光的入射角和来自即将日落的太阳的光的入射角。
[0016]角度调整单元能够在O?90°、优选-90?90°的范围内改变光相对于被保持在载物台上的试验体的入射角。
[0017]另外，在本发明中，入射角是指如图7所示从光源I射出的光的光轴、与在被保持在载物台3上的试验体5的平面和光轴的交点通过的垂线之间的角度α。
[0018]本发明的第二虚拟太阳光照射装置具有:光源；光谱校正滤波器，该光谱校正滤波器校正从所述光源射出的光的分光分布，以使其近似于太阳光的分光分布；光源座，所述光源和所述光谱校正滤波器设置于该光源座上；以及载物台，其保持试验体，其特征在于，在所述光源座上设有位置调整单元，该位置调整单元调整所述光源座的位置，以便能够改变照射于所述试验体的光的入射角。
[0019]根据上述的结构，通过调整光源座的位置，能够任意设定向被保持在载物台上的试验体入射的光的入射角，因而能够虚拟地再现来自进行日周运动的太阳的光。例如，也能够再现来自日出时的太阳的光的入射角和来自即将日落的太阳的光的入射角。
[0020]位置调整单元能够在O?90°、优选-90?90°的范围内改变光相对于被保持在载物台上的试验体的入射角。
[0021]本发明的第三虚拟太阳光照射装置具有:光源；光谱校正滤波器，该光谱校正滤波器校正从所述光源射出的光的分光分布，以使其近似于太阳光的分光分布；以及载物台，其保持试验体，其特征在于，在所述光谱校正滤波器和所述载物台之间设有光散射单元。
[0022]根据上述的结构，通过设有光散射单元，能够虚拟地再现阴天时的太阳光线。在阴天时日射量降低。并且，太阳能电池接受的太阳光能够分为直达光和散射光这两部分，但是直达光几乎到达不了阴天时的太阳能电池，散射光占据了到达的光的大半部分。因此，在过去的虚拟太阳光照射装置中，不能适当评价阴天时的太阳能电池的性能。本发明的第三虚拟太阳光照射装置能够容易再现较低的日射量，也能够再现散射光。
[0023]光散射单元优选雾度标准板，以便能够高精度地再现散射光。雾度标准板的表面也可以是平滑的。
[0024]优选本发明的第一?第三虚拟太阳光照射装置具有两个光源，该虚拟太阳光照射装置具有:第I光源，其照射具有规定的分光分布的第I光；第I光谱校正滤波器，其与第I光源对置配置；第2光源，其照射具有与第I光不同的分光分布的第2光；第2光谱校正滤波器，其与第2光源对置配置；以及波长混合滤波器，第I光和第2光入射到该波长混合滤波器，该波长混合滤波器将从所入射的第I光和第2光中选择的光混合。
[0025]根据上述的结构，能够使用两种光源，并利用具有幅度较宽的分光分布的光线，因而能够容易再现具有近似于太阳光线的分光特性的光线。
[0026]上述的虚拟太阳光照射装置能够具有控制部，该控制部控制光源的开和关，根据所述载物台的角度或者所述光源座的位置的变更，使光源隔开固定的时间间隔依次射出光，在任意的时间从任意的角度依次向被保持在载物台上的试验体照射光。
[0027]上述的虚拟太阳光照射装置通过具有控制部，能够自动再现与太阳的日周运动对应的光的入射角，能够测定各入射角的太阳能电池模块的输出特性。
[0028]本发明的第一评价方法的特征在于，包括以下步骤:从光源向太阳能电池模块以入射角α卜照射光，并检测输出电流；改变光源的位置或者太阳能电池模块的角度，以入射角a i不同)照射光，并检测输出电流；将以下步骤反复任意次数，即，改变光源的位置或者太阳能电池模块的角度，以入射角αχ(α^ a ,R a 2不同，x为3以上的整数)照射光，并检测输出电流。
[0029]根据上述的结构，能够在评价条件中反映一天的太阳的轨迹和一天的日射量，因而能够评价与实际设置的太阳能电池模块的发电条件接近的条件下的太阳能电池模块的输出特性。
[0030]在上述评价方法中，能够将入射角αρ €12及α χ设定为O?90°、优选_90?90°之间的角度。
[0031]本发明的第二评价方法的特征在于，包括以下步骤:利用光散射单元使从光源射出的光散射，以再现来自太阳的直达光和散射光；从光源向太阳能电池模块照射散射光，并检测输出电流。
[0032]根据上述的结构，能够将阴天的太阳光线反映在评价条件中，因而能够评价与实际设置的阴天时的太阳能电池模块的发电条件接近的条件下的太阳能电池模块的输出特性。
[0033]发明效果
[0034]本发明的第一及第二虚拟太阳光照射装置能够虚拟地再现一天的太阳的轨迹，能够再现一天的日射量。并且，本发明的第三虚拟太阳光照射装置能够虚拟地再现阴天时的太阳光线。
[0035]本发明的第一评价方法能够准确评价接受到来自进行日周运动的太阳的光时的太阳能电池模块的输出特性。并且，本发明的第二评价方法能够准确评价阴天时的太阳能电池模块的输出特性。
【附图说明】
[0036]图1是表示本发明的第一虚拟太阳光照射装置的一实施方式的图。
[0037]图2是表示本发明的第一虚拟太阳光照射装置的一实施方式的图。
[0038]图3是表示本发明的第二虚拟太阳光照射装置的一实施方式的图。
[0039]图4是用于说明具有控制部和检测部的虚拟太阳光照射装置的图。
[0040]图5是表示本发明的第三虚拟太阳光照射装置的一实施方式的图。
[0041]图6是表示具有两个光源的虚拟太阳光照射装置的一实施方式的图。
[0042]图7是用于说明入射角的图。
【具体实施方式】
[0043]下面，具体说明本发明。
[0044]图1是表示本发明的第一虚拟太阳光照射装置的一实施方式的图。本发明的第一虚拟太阳光照射装置由光源1、光谱校正滤波器2和载物台3构成。在图1所示的虚拟太阳光照射装置10中，从光源I射出的光在椭圆镜4反射并会聚后通过光谱校正滤波器2，在只选择具有与太阳光的分光分布近似的分光分布的光后，照射于被保持在载物台3上的试验体5。光源I能够使用氣气光源或者齒素光源。
[0045]载物台3具有角度调整单元6。图1所示的角度调整单元6具有主体7、支撑部8和卡合螺钉9，支撑部8能够以规定的角度相对于主体7的垂线倾斜，卡合螺钉9将支撑部8转动自如地卡合在主体7上，载物台3被固定在支撑部8上。
[0046]如图2所示，支撑部8能够以使载物台3的平面的垂线相对于光轴成为-90?90°的方式移动，由此能够向被保持在载物台3上的试验体5从-90?90°的角度照射虚拟太阳光。
[0047]在图2中，使载物台3以在载物台3的平面中通过的某个特定的方向为轴、并且使该轴相对于该平面的垂线成90°的方式旋转。在这样旋转的情况下，如果使载物台3的平面的垂线和光轴一致，能够再现太阳位于试验体5的刚好正上方时的太阳光。
[0048]另外，在将载物台3设置成使载物台3的平面的垂线与光轴形成角度的状态下，通过以在包括该垂线和该光轴的平面中通过的某个特定的方向为轴进行旋转，能够再现在地球上的玮度较高的位置的太阳的轨迹。
[0049]图3是表示本发明的第二虚拟太阳光照射装置的一实施方式的图。在图3所示的虚拟太阳光照射装置30中，光源I和光谱校正滤波器2被设置在光源座31上，在利用设于光源座31的位置调整单元(未图示)将载物台3固定的状态下，能够使光源座31以载物台3为轴进行旋转。
[0050]如图3所示，光源座31能够以使载物台3的平面的垂线相对于光轴成为-90?90°的方式移动，由此能够向被保持在载物台3上的试验体5从-90?90°的角度照射虚拟太阳光。
[0051]图5是表示本发明的第三虚拟太阳光照射装置的一实施方式的图。图5所示的虚拟太阳光照射装置50由光源1、光谱校正滤波器2和载物台3构成，在光谱校正滤波器2和载物台3之间设有光散射单元51。光散射单元51可以如图3所示设于光谱校正滤波器2和载物台3之间，也可以设于光源I和光谱校正滤波器2之间。从光源I射出的光在椭圆镜4反射并会聚后通过光谱校正滤波器2，在只选择具有与太阳光的分光分布近似的分光分布的光后，通过光散射单元51被散射，并照射于被保持在载物台3上的试验体5。光源I能够使用氙气光源或者卤素光源。
[0052]在图5所示的虚拟太阳光照射装置50中，与本发明的