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太陽光発電研究センター

エネルギー・環境領域
 

評価・標準チーム(Calibration, Standards and Measurement Team)

 

研究の目的

太陽電池の評価・標準に関する校正技術・性能評価技術の研究開発を行い,我が国太陽電池産業の国際競争力強化・大量導入に貢献することを目的とします。

アプローチ

太陽電池の価値に直結する基準太陽電池校正技術・新型太陽電池性能評価技術・高精度屋外性能評価技術の開発を行い,太陽電池の評価・標準の高精度化およびトレーサビリティ体系の維持・普及促進を図ります。国内・国外の校正・評価試験機関と技能試験・国際比較測定等を実施し,開発した技術の国際的整合性の検証・維持とその普及を推進します。基準太陽電池の依頼校正・各種太陽電池の性能評価測定等により,研究成果を積極的に普及・活用すると共に,最新のニーズを把握して効率的な研究開発を推進します。また,開発した技術のJIS・IEC規格への標準化にも積極的に貢献します。

研究内容

(1)太陽電池性能評価技術

太陽電池の性能評価技術開発として,通常の性能表示値に用いられている標準試験条件/Standard Test Conditions(STC)(分光スペクトルAM1.5Gの光が放射照度1 kW/m2で入射し太陽電池温度25℃での試験条件)での性能はもちろん,実際の使用時に重要な様々な温度・照度での性能を高精度に評価する技術の研究開発を行っています。太陽電池メーカーや研究機関で次々と開発される各種新型太陽電池(新型結晶シリコン,CIGS・シリコン・有機等薄膜、ペロブスカイト,多接合・スタック型、集光型等)について,開発した評価技術を活用した高精度性能評価を実施し(図1),太陽電池の研究開発や産業に直接役立てると共に,開発技術の有効性の検証とアップデートを行っています。

欧米やアジア地域各国の太陽電池評価・試験機関と国際比較測定を実施し,開発した性能評価技術の国際的整合性の検証・強化にも努めています。また,それらの規格・標準化にも積極的に取り組んでいます。太陽光発電の普及と保守・点検(O&M)拡充に伴い,屋外自然太陽光下での高精度かつ低コストな性能評価技術のニーズが増しています。その基盤技術となる太陽電池モジュールの屋外高速高精度性能評価技術や非接触電位測定等の新測定技術の開発にも精力的に取り組んでいます。

図1
図1. (上左)各種太陽電池の分光感度スペクトルの一例 (上右)多接合型太陽電池の分光感度スペクトルの一例
   (下左)太陽電池屋内高精度評価用ソーラシミュレータ (下右)基準太陽光とソーラシミュレータの分光スペクトル



(2)基準太陽電池校正技術

太陽電池の出力を評価する自然太陽光やソーラシミュレータの放射照度をSI単位系にトレーサブルに測定するための基準太陽電池デバイスの校正方法と,その高度化に係る研究開発を行っています。研究開発だけではなく,国際試験所認定協力機構(ILAC)及びアジア太平洋試験所認定協力機構(APLAC)試験所の国際相互承認協定(MRA)に則るISO/IEC17025認定ラボとして登録され(IAJapan ASNITE 0021C),鉱工業分野の依頼試験として平成21年9月からソーラシミュレータ法による一次校正サービスを行っています。

また,超高温定点黒体炉の基準光源化,非直線応答誤差が極めて少ない高速分光放射計の開発,内部光学系を精緻化したキャビティ型絶対放射計の性能検証を国際直達日射比較(IPC)で行って最高測定能力の向上に努めるとともに(図2),スーパーコンティニュームレーザ等を用いた次世代技術開発も行っています。一次基準太陽電池の国際的な根幹比較参照値であるWorld Photovoltaic Scale (WPVS)の維持に,世界で四機関しかないQualified Laboratoryの一機関として当初より貢献するとともに,ISO/IEC 17043の要求事項を満足する技能試験や国際比較に参照値を提供することで,国内外の校正機関や研究所の技能評価や認証取得を支援しています(図3)。


図2

図2.(上)国際直達日射比較(PMOD/WRC:スイス)に参加
   (下左)基準光源とする超高温定点黒体炉(下右)非直線応答誤差が極めて少ない高速分光放射計



図2

図3. 世界の主要な一次校正機関(左)と国際相互承認の枠組み(右)




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