Japanese
 

ソーラーシミュレータ紹介

太陽電池の測定に必要な装置と選び方

太陽電池の研究や実験を進めるためには、どのような装置が必要になるか紹介します。
基本的な装置構成は次のとおりです。
太陽電池の測定に必要な装置と選び方
①ソーラーシミュレータ
ソーラーシミュレータは、真夏の炎天下と同じ強さの光を照射する装置です。
ソーラーシミュレータの性能は、JIS規格によってランクわけされています。
・スペクトルの合致度(実際の太陽光スペクトルとどれくらい近い光か?)
・面内均一度(照射面の光の強度が一定か)
・時間変動率(ランプのふらつき度合い)
実験・研究の目的に応じて、機種を選定していくことになります。
ペクセル社では、 JIS Aクラスに準拠した装置を開発しています。
②ソーラーシミュレータの電源
ソーラーシミュレータには、太陽光とスペクトルが似ている「キセノンランプ」がつかわれます。
キセノンランプを点灯させるためには、専用の電源が必要です。
ソーラーシミュレータの機種選定にあたっては、「電源の大きさ」も重要です。
ペクセル社のソーラーシミュレータ電源は、小型・軽量が特長です。
さらに、ランプハウス・電源一体型のソーラーシミュレータを開発してます。
③ソースメータ
ソースメータは、電流や電圧を測定するテスターと、直流電源を一体化した装置です。
主な用途は、半導体のテストです。
太陽電池の性能評価には、Keithley2400やADCMT6242などのソースメータが使われます。
ペクセル社では、標準のKeithley2400を組み合わせた装置を販売しています。
また、低価格の独自のソースメータも開発中です。
④パソコン
パソコンは、ソースメータをコントロールして、電流・電圧のデータをパソコンに取り込み、 エネルギー変換効率などを計算します。
パソコンとソースメータの接続方式にも注目してみましょう。
主な接続方式には、GPIB, USB, シリアル(RS-232C)があります。
GPIBは、ケーブル本体が高価かつ専用ドライバが必要です。
USBは専用ドライバが必要です。
一方、シリアルポートは、パソコン標準の通信ポートです。
ペクセル社のコントロールソフトウェアは、シリアル通信方式を採用しており、導入が簡単です。
ペクセル社のソフトウェアの紹介はこちら
⑤光量の検知器
ソーラーシミュレータからでてくる光の強さを調べるための検知器です。
太陽光の強さを測定する専用の検知器が必要になります。
ペクセル社では、色素増感型太陽電池の計測に最適なシリコンフォトダイオード検知器を販売しています。
市販の照度計を使うときは、10万ルクス以上の照度を測定できる照度計を使います。 蛍光灯で照らされた室内の明るさは、約1000ルクスです。
屋外と室内では、明るさで100倍の違いがあります。
ソーラーシミュレータ選び
のポイントは?

ソーラーシミュレータの性能を比較するときに参考になるのが、JIS規格となります。
照射面の均一性は、レンズやミラーの配置といった光学設計によって実現します。
波長合致度は、専用のエアマスフィルタの設計によって実現します。
ペクセル社のソーラーシミュレータは、JIS規格のAクラスまたはBクラスに準拠した性能です。
ソーラーシミュレータの JIS規格
1.放射照度・・・単位面積あたりのエネルギーの強さ
100 mW/cm2以上 = 約10万ルクス(真夏炎天下の太陽照度とほぼ同等)
2.照射面の均一性・・・照射エリア内の強度ムラ
±2%以内 = クラス A
±3%以内 = クラス B
±5%以内 = クラス C
3.波長合致度・・・太陽光の強度を波長に対して積分した値との合致度
±25%以内 = クラス A
±30%以内 = クラス B
±40%以内 = クラス C
(JIS C8912とJIS C8933では、波長範囲が異なる)
4.時間変動率・・・ 1時間単位でのランプのフラツキ率
±1%以内 = クラス A
±2%以内 = クラス B
±3%以内 = クラス C
ペクセル PEC-L01・PEC-L15
とPEC-L12の比較

PEC-L01・PEC-L15は、PEC-L12の本体・電源を一体化することで、コンパクトサイズを実現しました。
非平行光ですが、新型レンズの採用により、光軸調整によっては、Aクラスの照射分布も可能です。
ペクセル PEC-L01・PEC-L15とPEC-L12の比較
ペクセル ソーラーシミュレータ
のラインナップ

・お手持ちの50mm角光学フィルタがそのまま使えます。
(NDフィルタ、UVカットフィルタ、熱線カットフィルタ他)
・照射ヘッド回転可能
PEC-L01 Portable Solar Simulator
PEC-L01
● 照射エリア 40mm×40mm
● 電源・本体一体型
● タッチパネルコントローラ
● 50mm角の光学フィルタ装着可
● I/Oポート搭載
● 照射ヘッド 360°回転
*写真はソースメータPEC-NS01,10inchモバイルノートパソコンとの組合せ例
PEC-L15 Solar Simulator
PEC-L15
● 照射エリア 160mm×160mm
● 電源・本体一体型
● タッチパネルコントローラ
● 50mm角の光学フィルタ装着可
● I/Oポート搭載
● デスクトップシミュレータ
● 照射ヘッド 90°ごとに回転
PEC-L12 Solar Simulator (JIS AAA)
PEC-L12
● 照射エリア 50mm×50mm
● 50mm角の光学フィルタ装着可
● 照射ヘッド 360°回転
● シャッタースイッチ、本体と電源の2箇所
● シャッタータイマー搭載
● 静かなシャッター音(低ノイズシャッター搭載)
● オプションで300WXeランプ(標準150W)の搭載可能 照射強度2sunが可能
● 日本国内のみならず、韓国、台湾、中国、タイ、オーストラリア等、海外研究機関でも多くの納入実績。
ペクセル・ソーラーシミュレータ
スペクトルの一例

ペクセル・ソーラーシミュレータ、スペクトルの一例
● JIS C8912, JIS C8933にて、Aクラス
● ソーラーシミュレータのスペクトルは、機体ごとに若干異なります。
● 左図は英弘精機 LS-100にて測定したものです。
ペクセル・ソーラーシミュレータ
の設置例

コンパクトな本体で、実験台上に簡単に設置できます。
ペクセル・ソーラーシミュレータの設置例
ペクセル・ソーラーシミュレータの設置例
ペクセル・ソーラーシミュレータの設置例
ペクセル・ソーラーシミュレータの設置例
ペクセル・ソーラーシミュレータの設置例



ペクセル・テクノロジーズ株式会社
(C)Peccell Technologies, Inc. All Rights Reserved.