JPH0812225B2 - 半導体光電変換素子の信頼性試験装置 - Google Patents
半導体光電変換素子の信頼性試験装置Info
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- JPH0812225B2 JPH0812225B2 JP62039386A JP3938687A JPH0812225B2 JP H0812225 B2 JPH0812225 B2 JP H0812225B2 JP 62039386 A JP62039386 A JP 62039386A JP 3938687 A JP3938687 A JP 3938687A JP H0812225 B2 JPH0812225 B2 JP H0812225B2
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、太陽電池等の半導体光電変換素子の信頼性
試験装置に関する。
試験装置に関する。
［従来の技術］ 従来、光照射によって電子及び正孔を発生することに
よって電力を発生する、例えば太陽電池等の半導体光電
変換素子の信頼性試験として光劣化試験が行われてい
る。この従来の試験では、公知の通り、ソーラシュミレ
ータを用いて赤道直下の太陽の光に対応するAM−１の光
を平均電力100mW/cm2で光変換素子に対して数時間から
数千時間の間連続して照射することによって、電子及び
正孔を発生させ、これらが互いに再結合するときに光電
変換効率が低下して劣化し、例えば当該光電変換率を測
定することによって該素子の劣化度を試験する。
よって電力を発生する、例えば太陽電池等の半導体光電
変換素子の信頼性試験として光劣化試験が行われてい
る。この従来の試験では、公知の通り、ソーラシュミレ
ータを用いて赤道直下の太陽の光に対応するAM−１の光
を平均電力100mW/cm2で光変換素子に対して数時間から
数千時間の間連続して照射することによって、電子及び
正孔を発生させ、これらが互いに再結合するときに光電
変換効率が低下して劣化し、例えば当該光電変換率を測
定することによって該素子の劣化度を試験する。
また、この光劣化試験の促進試験として、上記平均電
力の10倍から50倍の電力を有する上述のAM−１の光を光
電変換素子に対して、数時間から数千時間の間連続して
照射して該素子の劣化度を試験する。
力の10倍から50倍の電力を有する上述のAM−１の光を光
電変換素子に対して、数時間から数千時間の間連続して
照射して該素子の劣化度を試験する。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上述の従来の試験方法においては、試
験される光電変換素子の温度を測定し上述の照射電力を
制御しながら試験を行なわなければ、当該素子の温度が
上昇し、特に上述の促進試験のように照射する平均電力
を1W/cm2から5W/cm2に上昇させて長時間連続して照射す
るとその効果が増大し該素子が破壊に至るという問題点
があった。
験される光電変換素子の温度を測定し上述の照射電力を
制御しながら試験を行なわなければ、当該素子の温度が
上昇し、特に上述の促進試験のように照射する平均電力
を1W/cm2から5W/cm2に上昇させて長時間連続して照射す
るとその効果が増大し該素子が破壊に至るという問題点
があった。
また、この従来例の方法においては、上述のように長
時間光の照射を行う必要があり、当該試験装置の消耗や
労力が増大するという問題があった。
時間光の照射を行う必要があり、当該試験装置の消耗や
労力が増大するという問題があった。
本発明の目的は以上の問題点を解決し、例えば太陽電
池等の半導体光電変換素子の温度を上昇させることな
く、短時間で比較的大きな光劣化を生じさせることがで
きる半導体光電変換素子の信頼性試験装置を提供するこ
とにある。
池等の半導体光電変換素子の温度を上昇させることな
く、短時間で比較的大きな光劣化を生じさせることがで
きる半導体光電変換素子の信頼性試験装置を提供するこ
とにある。
［問題点を解決するための手段］ 本発明に係る半導体光電変換素子の信頼性試験装置
は、光照射によって電子及び正孔を発生する半導体光電
変換素子の信頼性試験装置において、波長190nm以上100
0nm以下の電磁波を含む光を、平均電力102ワット/cm2以
上の照射エネルギーを１回又は複数回繰り返し、評価さ
れるアモルファス半導体を備えた半導体光電変換素子に
対して照射して光劣化させる光源を備え、上記１回の光
照射時間は、照射光量がピーク時の0.9倍に達した時か
ら、ピーク時の0.9倍に下降した時までの時間が10ピコ
秒以上100ミリ秒以下であるように設定されたことを特
徴とする。
は、光照射によって電子及び正孔を発生する半導体光電
変換素子の信頼性試験装置において、波長190nm以上100
0nm以下の電磁波を含む光を、平均電力102ワット/cm2以
上の照射エネルギーを１回又は複数回繰り返し、評価さ
れるアモルファス半導体を備えた半導体光電変換素子に
対して照射して光劣化させる光源を備え、上記１回の光
照射時間は、照射光量がピーク時の0.9倍に達した時か
ら、ピーク時の0.9倍に下降した時までの時間が10ピコ
秒以上100ミリ秒以下であるように設定されたことを特
徴とする。
［作用］ 以上のように構成された信頼性試験装置においては、
上記光源により半導体光電変換素子に対して光照射する
ことによって、電子及び正孔が発生し、これらが互いに
再結合するときに光電変換効率が低下して光劣化する。
当該装置によれば、従来例に比較して短時間でしかもよ
り大きな照射エネルギーで評価される半導体光電変換素
子に対し照射することができるので、上記半導体光電変
換素子の温度が上昇することなく上記半導体光電変換素
子を比較的大きく光劣化をさせることができ、上記光劣
化試験を行うことができる。また、複数回繰り返し照射
することによって、より大きな光劣化を得ることがで
き、光劣化を促進させることができる。
上記光源により半導体光電変換素子に対して光照射する
ことによって、電子及び正孔が発生し、これらが互いに
再結合するときに光電変換効率が低下して光劣化する。
当該装置によれば、従来例に比較して短時間でしかもよ
り大きな照射エネルギーで評価される半導体光電変換素
子に対し照射することができるので、上記半導体光電変
換素子の温度が上昇することなく上記半導体光電変換素
子を比較的大きく光劣化をさせることができ、上記光劣
化試験を行うことができる。また、複数回繰り返し照射
することによって、より大きな光劣化を得ることがで
き、光劣化を促進させることができる。
［実施例］ ガラス基板上に、金属電極と光透過性導電酸化膜電極
（以下、TCO電極という。）でアモルファスSiにてなる
ｐ−ｉ−ｎ型ダイオードを挾設した、半導体光電変換素
子である太陽電池をグロー放電CVD装置を用いて形成
し、キャノン社製ストロボ装置を用いて平均電力103W/c
m2を有し、上述のAM−１の光に近い白色光を２ミリ秒の
間パルス的に照射し、上記太陽電池の劣化を光電変換効
率ηの変化で評価した。
（以下、TCO電極という。）でアモルファスSiにてなる
ｐ−ｉ−ｎ型ダイオードを挾設した、半導体光電変換素
子である太陽電池をグロー放電CVD装置を用いて形成
し、キャノン社製ストロボ装置を用いて平均電力103W/c
m2を有し、上述のAM−１の光に近い白色光を２ミリ秒の
間パルス的に照射し、上記太陽電池の劣化を光電変換効
率ηの変化で評価した。
発明者の実験によれば上述の１回の照射で上記太陽電
池の開放回路電圧Voc,フィルファクタFF及び短絡回路電
流Jscがともに低下し、光電変換効率ηが２％〜10％の
劣化率のオーダーで低下し、また１回の照射時間２ミリ
秒の上記ストロボ光を周期120秒で16回周期的にくり返
し照射することにより、上記光電変換効率ηが劣化率で
20％以上低下した。
池の開放回路電圧Voc,フィルファクタFF及び短絡回路電
流Jscがともに低下し、光電変換効率ηが２％〜10％の
劣化率のオーダーで低下し、また１回の照射時間２ミリ
秒の上記ストロボ光を周期120秒で16回周期的にくり返
し照射することにより、上記光電変換効率ηが劣化率で
20％以上低下した。
この試験において、上記太陽電池の温度を測定した
が、上記光の照射を行う前の温度とほとんど変化がなか
った。これは大量の光子を短時間だけ照射するので、試
料である太陽電池に入射する全エネルギーが従来例のよ
うに平均電力100mW/cm2のAM−１光を長時間照射するの
に比較して非常に少ないためである。
が、上記光の照射を行う前の温度とほとんど変化がなか
った。これは大量の光子を短時間だけ照射するので、試
料である太陽電池に入射する全エネルギーが従来例のよ
うに平均電力100mW/cm2のAM−１光を長時間照射するの
に比較して非常に少ないためである。
本発明の装置を用いることにより、従来のAM−１の光
で30分から１時間の照射が必要であった光劣化試験を、
１ミリ秒から100ミリ秒で行うことができ、さらに、数
千時間必要であった促進試験を0.1秒から30分程度で行
うことができる。
で30分から１時間の照射が必要であった光劣化試験を、
１ミリ秒から100ミリ秒で行うことができ、さらに、数
千時間必要であった促進試験を0.1秒から30分程度で行
うことができる。
以上の実施例において、光源としてカメラ用ストロボ
装置を用いているが、これに限らず、大型レーザーやYA
Gレーザー及びこれらのレーザーの波長変換器を用いて
半導体光電変換素子の吸収係数の大きい光波長に変換
し、大量の光子をパルス的に照射するようにしてもよ
い。
装置を用いているが、これに限らず、大型レーザーやYA
Gレーザー及びこれらのレーザーの波長変換器を用いて
半導体光電変換素子の吸収係数の大きい光波長に変換
し、大量の光子をパルス的に照射するようにしてもよ
い。
上述の白色光は好ましくは波長190nm以上1000nm以下
の電磁波であって、平均電力102W/cm2以上1010W/cm2以
下の照射エネルギーを１ナノ秒以上10秒以下の時間に面
積10-2cm2以上105cm2以下の範囲の太陽電池に照射でき
ることが好ましい。また、上記光源が上記電磁波の波長
分布が可視光領域に極大値を持ち、かつ、１回の発光に
よって10-7ジュール以上105ジュール以下のエネルギー
を放出することがより好ましい。
の電磁波であって、平均電力102W/cm2以上1010W/cm2以
下の照射エネルギーを１ナノ秒以上10秒以下の時間に面
積10-2cm2以上105cm2以下の範囲の太陽電池に照射でき
ることが好ましい。また、上記光源が上記電磁波の波長
分布が可視光領域に極大値を持ち、かつ、１回の発光に
よって10-7ジュール以上105ジュール以下のエネルギー
を放出することがより好ましい。
さらに、赤外除去フィルター、可視光通過フィルター
及び紫外光通過フィルターのうち少なくとも１つを光源
と評価用の太陽電池の間に設けてもよい。また、１ジュ
ール/cm2から104ジュール/cm2程度の単位面積当たりの
エネルギーが評価される太陽電池に到達することが好ま
しい。
及び紫外光通過フィルターのうち少なくとも１つを光源
と評価用の太陽電池の間に設けてもよい。また、１ジュ
ール/cm2から104ジュール/cm2程度の単位面積当たりの
エネルギーが評価される太陽電池に到達することが好ま
しい。
またさらに、評価用太陽電池の光入射面に1cm2当たり
1020個／秒以上1028個／秒以下の光子が到達することが
好ましい。
1020個／秒以上1028個／秒以下の光子が到達することが
好ましい。
光照射時間は、１ナノ秒以上10秒以下の照射時間であ
ることが好ましく、また照射光量がピーク時の90％に達
した時からピーク時の90％に下降した時までの時間が10
ピコ秒以上100ミリ秒以下であることが好ましい。さら
に好ましくは、１マイクロ秒以上10ミリ秒以下である。
ることが好ましく、また照射光量がピーク時の90％に達
した時からピーク時の90％に下降した時までの時間が10
ピコ秒以上100ミリ秒以下であることが好ましい。さら
に好ましくは、１マイクロ秒以上10ミリ秒以下である。
上述のように、多量の光子をアモルファス材料にてな
る太陽電池に対して大量の光子を入射させることによ
り、該太陽電池の劣化を促進できるとともに、該劣化試
験をごく短時間で評価することができ、光量が多いにも
かかわらず、試料である太陽電池の温度の上昇を防止す
ることができるという利点がある。
る太陽電池に対して大量の光子を入射させることによ
り、該太陽電池の劣化を促進できるとともに、該劣化試
験をごく短時間で評価することができ、光量が多いにも
かかわらず、試料である太陽電池の温度の上昇を防止す
ることができるという利点がある。
［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、光照射によって
電子及び正孔を発生する半導体光電変換素子の信頼性試
験装置において、波長190nm以上1000nm以下の電磁波を
含む光を、平均電力102ワット/cm2以上の照射エネルギ
ーを１回又は複数回繰り返し、評価されるアモルファス
半導体を備えた半導体光電変換素子に対して照射して光
劣化させる光源を備え、上記１回の光照射時間は、照射
光量がピーク時の0.9倍に達した時から、ピーク時の0.9
倍に下降した時までの時間が10ピコ秒以上100ミリ秒以
下であるように設定されたので、従来例に比較して短時
間でしかもより大きな照射エネルギーで評価される半導
体光電変換素子に対して照射することができる。従っ
て、上記半導体光電変換素子の温度が上昇することな
く、効率的に上記半導体光電変換素子を比較的大きく劣
化させることができ、上記光劣化試験を行うことができ
る。また、複数回繰り返し照射することによって、より
大きな光劣化を得ることができ、上記光劣化を促進する
ことができるという利点がある。
電子及び正孔を発生する半導体光電変換素子の信頼性試
験装置において、波長190nm以上1000nm以下の電磁波を
含む光を、平均電力102ワット/cm2以上の照射エネルギ
ーを１回又は複数回繰り返し、評価されるアモルファス
半導体を備えた半導体光電変換素子に対して照射して光
劣化させる光源を備え、上記１回の光照射時間は、照射
光量がピーク時の0.9倍に達した時から、ピーク時の0.9
倍に下降した時までの時間が10ピコ秒以上100ミリ秒以
下であるように設定されたので、従来例に比較して短時
間でしかもより大きな照射エネルギーで評価される半導
体光電変換素子に対して照射することができる。従っ
て、上記半導体光電変換素子の温度が上昇することな
く、効率的に上記半導体光電変換素子を比較的大きく劣
化させることができ、上記光劣化試験を行うことができ
る。また、複数回繰り返し照射することによって、より
大きな光劣化を得ることができ、上記光劣化を促進する
ことができるという利点がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太和田 善久 兵庫県神戸市北区大池見山台14−39 (56)参考文献 特開 昭60−117128（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−134680（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】光照射によって電子及び正孔を発生する半
導体光電変換素子の信頼性試験装置において、 波長190nm以上1000nm以下の電磁波を含む光を、平均電
力102ワット/cm2以上の照射エネルギーを１回又は複数
繰り返し、評価されるアモルファス半導体を備えた半導
体光電変換素子に対して照射して光劣化させる光源を備
え、 上記１回の光照射時間は、照射光量がピーク時の0.9倍
に達した時から、ピーク時の0.9倍に下降した時までの
時間が10ピコ秒以上100ミリ秒以下であるように設定さ
れたことを特徴とする半導体光電変換素子の信頼性試験
装置。 - 【請求項２】上記光源の電磁波の波長分布が可視光領域
に極大値を持ちかつ１回の発光によって、10-7ジュール
以上105ジュール以下のエネルギーを放出することを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体光電変換素
子の信頼性試験装置。 - 【請求項３】上記光源の光の照射によって半導体光電変
換素子の光入射面に1cm2当たり1020個／秒以上1028個／
秒以下の光子が到達することを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の半導体光電変換素子の信頼性試験装置。 - 【請求項４】赤外光除去フィルター、可視光通過フィル
ター、及び紫外光通過フィルターのうち少なくとも１つ
を上記光源と評価される半導体光電変換素子の間に設置
することを特徴とする上記第１項記載の半導体光電変換
素子の信頼性試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62039386A JPH0812225B2 (ja) | 1987-02-23 | 1987-02-23 | 半導体光電変換素子の信頼性試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62039386A JPH0812225B2 (ja) | 1987-02-23 | 1987-02-23 | 半導体光電変換素子の信頼性試験装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63206670A JPS63206670A (ja) | 1988-08-25 |
| JPH0812225B2 true JPH0812225B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=12551566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62039386A Expired - Fee Related JPH0812225B2 (ja) | 1987-02-23 | 1987-02-23 | 半導体光電変換素子の信頼性試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0812225B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60117128A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-06-24 | Iwasaki Electric Co Ltd | 耐候性試験のプレ試験方法 |
| JPS61134680A (ja) * | 1984-12-06 | 1986-06-21 | Ushio Inc | 光起電力半導体の電圧電流特性の測定方法 |
-
1987
- 1987-02-23 JP JP62039386A patent/JPH0812225B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63206670A (ja) | 1988-08-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
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