概要

正確なI-V測定機能と安定した光源を内蔵したKSX-3000Hは、パナソニックの HIT®等、高効率太陽電池専用の最先端太陽電池セル検査システムです。IEC 60904 9: Class AAA以上の太陽光を再現し、精密なI-V測定を高い再現性とスループットで可能とするだけでなく、低保守コストも実現しています。

システム構成

KSX-3000H 太陽電池セル検査システムは、以下の高性能コンポーネントで構成されます:

  • KSS-P001 パルス式ソーラシミュレータ/ランプ電源
  • KST-P15HC I-V テスター
  • KSJ-026 セルセッター
  • KSM シリーズプローブバー

注:より正確な測定のために、チラーと真空ポンプがオプションで提供されています。

KSX-3000H System Configuration

特長

  • 正確な測定
    • 安定した光源(Class AAA)
    • ドロッパー電源による4象限動作と電圧/電流同時測定を可能にする特別設計のI-V計測機能
  • 低保守コスト
    • 長寿命パルスランプ(100万ショット以上)
    • シンプルな構成 (光学系部品とシャッターが不要)
    • 側面のドアからランプ交換が容易に可能、調整作業も不要
  • 高性能ソーラシミュレータの採用により高スループットと高I-Vデータ相関性を実現
  • I-Vテスターと測定ソフトウェアを変更するだけで、KSX-1000システムからのアップグレードが可能

KSX-3000H 太陽電池検査システムは、KSX-1000と光源は共通ですが、I-Vシステムとソフトウェアが改善されています。更に、KSX-1000の主な特長である高測定精度、低保守コスト、高スループットを全て引き継いでいます。

通常、HIT®やその他の高効率のセルの測定には300 ms程度以上の長いパルスが必要と考えられていました。共進電機は日本の産業を支える日本最大の公的研究機関である産業技術総合研究所(AIST)と共同で新しい測定方式を開発しました。共同開発の成果であるKOPEL Methodと呼ばれるこの革新的技術は、暗状態、光照射下のI-Vデータを使用してHIT®セルを正確に測定することを可能にしました。50 msの単一パルスを使用するI-Vデータが定常光下で1000 msと十分長い時間で測定したI-Vデータと非常に良く一致しており、違いは僅かに0.2-0.3%です。

KSX-3000Hは、既に発売を開始しています。当面、HIT®の測定機能が不要なユーザーの皆様は、先ず廉価なKSX-1000をご購入頂き、後日I-Vテスターとソフトウェアを変更するだけでKSX-3000Hにアップグレード可能です。

安定した光源

KSX-3000Hの光源は、下図に示すように極めて高精度に制御されています。 KSXシリーズでは、光の変動を±0.1% 程度に抑えているため、測定に大きく影響することはありません。パルス発光は、50 msの単一パルス、あるいは測定の都合により2段階、3段階のパルスとすることが可能です。量産ラインのセル分類では通常0.2%の効率で分類することが要求され、光の安定性は非常に重要となります。

光の安定性
光の安定性

I-Vテスター

KSX-3000Hが採用している高性能 I-V テスターは構成が非常にシンプルです。光源の安定性が極めて高いため、補償や調整も不要です。 電源がショートからオープンあるいはオープンからショートに掃引します。掃引電圧はセルの容量の影響を避けるために、セルの位置ではなく、電源の出力でモニターします。正確なI-Vデータはセルの位置で電圧と電流が同時に測定されます。

4象限の機能を使って、このシステムは暗電流とVocを正確に測定することができます。

ダイナミックなI-V測定
ダイナミックなI-V測定

データの相関性

KSX-1000に使われる標準のI-V計測システムをベースにKSX-3000HはKOPEL Methodと呼ばれる革新的なテスト方式を採用しています。下図の左のグラフにHIT®を高速I-Vテスターで検査した場合の通常の動作を示します。容量が大きいため、電圧上昇時に電流が追随しません。逆方向ではセル容量に蓄えられた電子が放出されるため電流はオーバーシュートします。測定がゆっくりならこの効果は起こりません。 下図の右のグラフにKOPEL Methodの測定を示します。この方式はセルの暗状態、光照射下のI-Vデータを使用し、50 msのパルスでHIT®を測定します。I-Vデータは定常光下で1000 msと十分長い時間で測定したI-Vデータと非常に良く一致しています。KOPEL Methodは産総研との共同開発の成果で、現在特許申請中です。

データの相関性図

KSX-3000Hシステム仕様(コンポーネント別)

(1) KSS-P001 パルス式ソーラシミュレータ
項目仕様
スペクトル波長域350–1100 nm
照射強度(セル照射面)0.3–1.2 SUN (AM1.5G)
照射面積200 mm x 200 mm
ランプタイプキセノンロングアーク(パルス式)
ランプ寿命> 1,000,000 ショット以上(ミス発光無しでの連続発光回数)
等級(IEC-60904-9)Class AAA
パルス発光時間 最長 50 ms
寸法500 x 500 x 800 mm
重量(固定具込み)50 kg (110 lb)
定格1.8 kW
(2) KSS-P001 パルスソーラシミュレータ電源
項目仕様
出力制御高安定放射照度制御
放電速度最短 1.5 秒(3相入力時)
タッチパネルパルス光の条件設定、メニュー、自動手動切替、充電状態モニター、点灯回数表示
手動操作部照射スタート、停止、非常停止、モード切替
安全装置過電流検知・温度異常検知
接続電源コネクタ、出力コネクタ(ランプハウスと接続)、信号コネクタ
入力電源 三相 200 V – 単相 240 V、50/60 Hz、4 kVA
寸法570 x 630 x 1000 mm
重量280 kg (620 lb)
(3) KST-P15HC I-V テスター
項目仕様
電圧/電流範囲(注文時変更可能)–14 ~ 2 V/–2 ~ +15 A
測定精度0.1% FS
測定速度(ソフトウェアで変更可能)60 µs ~ 100 ms/point
寸法430 x 360 x 160 mm
重量8 kg
電源単相AC100 ~ 240 V、50/60 Hz、200 VA
(4) KSW-01F 測定プログラム
測定項目 Isc、Jsc、Voc、Pmax、FF、Rs、Rsh、Iv、Vi、効率、温度
オペレーティングシステム Windows XP, 32-bit/64-bit Windows 7
(5) その他のコンポーネント
項目仕様
セルセッターKSJ-026(手動)、自動化可能
装置フレームT1001B
キセノンランプLF-000-W0015

注:御要求により、その他の構成やオプションもご用意できます。詳細は、お問い合わせフォームでお問い合わせ下さい。

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