JISC8904-8:2019 太陽電池デバイス－第８部：太陽電池デバイスの分光感度特性測定方法

C 8904-8：2019

（1）

ページ

序文 ··································································································································· 1

1 適用範囲························································································································· 1

2 引用規格························································································································· 1

2A 用語及び定義 ················································································································ 2

3 表示······························································································································· 2

4 試験······························································································································· 2

4.1 概要 ···························································································································· 2

4.2 考慮するのがよい事項 ···································································································· 2

4.3 白色バイアス下での測定 ································································································· 2

4.4 測定対象へのバイアス電圧の印加······················································································ 3

5 分光感度測定概要 ············································································································· 3

6 装置······························································································································· 4

6.1 概要 ···························································································································· 4

6.2 単色光源 ······················································································································ 4

6.3 太陽電池ホルダ及び温度制御 ··························································································· 6

6.4 太陽電池とのコンタクト ································································································· 7

6.5 白色光 ························································································································· 7

6.6 直流測定 ······················································································································ 7

6.7 白色バイアス光下での交流測定 ························································································ 7

6.8 基準検知器 ··················································································································· 7

7 連続光による分光感度測定 ································································································· 8

7.1 回折格子分光器又はフィルタホイールによる方法 ································································· 8

7.2 基準検知器による校正測定 ······························································································ 8

7.3 試料の測定 ··················································································································· 9

7.4 分光感度の計算 ············································································································· 9

7.5 測定の簡易化 ··············································································································· 10

8 パルス光源による分光感度の測定 ······················································································· 11

8.1 追加装置 ····················································································································· 11

8.2 試験方法 ····················································································································· 11

9 直列接続されたモジュールの測定 ······················································································· 12

9.1 概要 ··························································································································· 12

9.2 追加装置 ····················································································································· 12

9.3 試験方法 ····················································································································· 12

9.4 分光感度の算出 ············································································································ 14

10 報告 ···························································································································· 14

日本工業規格 JIS

C 8904-8：2019

太陽電池デバイス−第8部：

太陽電池デバイスの分光感度特性測定方法

Photovoltaic devices-

Part 8: Measurement of spectral responsivity of a photovoltaic (PV) device

序文

この規格は，2014年に第3版として発行されたIEC 60904-8を基に，構成を変更して作成した日本工業

規格である。

なお，この規格で点線の下線を施してある箇所は，対応国際規格を変更している事項である。変更の一

覧表にその説明を付けて，附属書JAに示す。

適用範囲

この規格は，直線性のある太陽電池及び直線性のない太陽電池の両方について，その分光感度特性を測

定するための要求事項を規定する。これは，単接合素子にだけ適用する。測定された太陽電池の分光感度

特性は，セルの開発・分析に用いることができる。また，半導体又はセル内部で発生しているプロセスを

示す指標でもある。

太陽電池の分光感度特性は，PVデバイスにおいて，測定時スペクトルとJIS C 8904-3に規定する標準

スペクトルとが異なって，測定対象セルの分光感度が，基準セルの分光感度と異なるときに校正される場

合，スペクトルミスマッチ補正のために用いることができる。この補正方法は，JIS C 8904-7に規定して

いる。

注記この規格の対応国際規格及びその対応の程度を表す記号を，次に示す。

IEC 60904-8:2014，Photovoltaic devices−Part 8: Measurement of spectral responsivity of a

photovoltaic (PV) device（MOD）

なお，対応の程度を表す記号“MOD”は，ISO/IEC Guide 21-1に基づき，“修正している”

ことを示す。

引用規格

次に掲げる規格は，この規格に引用されることによって，この規格の規定の一部を構成する。これらの

引用規格は，その最新版（追補を含む。）を適用する。

JIS C 8904-3 太陽電池デバイス−第3部：基準太陽光の分光放射照度分布による太陽電池測定原則

注記対応国際規格：IEC 60904-3:2008，Photovoltaic devices−Part 3: Measurement principles for

terrestrial photovoltaic (PV) solar devices with reference spectral irradiance data

JIS C 8904-7 太陽電池デバイス−第7部：太陽電池測定でのスペクトルミスマッチ補正の計算方法

注記対応国際規格：IEC 60904-7:2008，Photovoltaic devices−Part 7: Computation of the spectral

C 8904-8：2019

mismatch correction for measurements of photovoltaic devices

JIS C 8904-9 太陽電池デバイス−第9部：ソーラシミュレータの性能要求事項

注記対応国際規格：IEC 60904-9:2007，Photovoltaic devices−Part 9: Solar simulator performance

requirements

JIS C 8960 太陽光発電用語

JIS Q 17025 試験所及び校正機関の能力に関する一般要求事項

注記対応国際規格：ISO/IEC 17025，General requirements for the competence of testing and calibration

laboratories

IEC 61215 (all parts)，Terrestrial photovoltaic (PV) modules−Design qualification and type approval

IEC TS 61836，Solar photovoltaic energy systems−Terms, definitions and symbols

2A 用語及び定義

この規格で用いる主な用語及び定義は，JIS C 8960による。

表示

太陽電池には，明確な消去できない表示をすることが望ましい。この表示には，次の内容を含める。

− 製造業者の名称，略称又はシンボル

− 太陽電池の基板の材質及び種類

− 型式番号又は識別番号（可能な場合。）

− 製造番号（可能な場合。）

試験する太陽電池がプロトタイプ又は新製品であって標準品ではない場合は，その旨を報告書に記載す

る（箇条10参照）。

試験

4.1

概要

太陽電池は，箇条7〜箇条9に規定する太陽電池分光感度測定法の手順に従って測定する。

4.2

考慮するのがよい事項

前処理−測定を開始する前に太陽電池は，必要に応じて，IEC 61215規格群で規定する光照射によって，

その特性を安定化させなければならない。異なる太陽電池技術には，異なる前処理が必要になる。

4.3

白色バイアス下での測定

箇条7〜箇条9に規定する手順において，分光感度の値を決定する試験には，白色バイアスを用いる必

要がある。白色バイアス光下での測定で得られる結果は，分光感度ではなく，微分分光感度となる。分光

感度は，STC条件の5 %〜110 %の様々な白色バイアス光強度によって測定した微分分光感度に，非直線性

を考慮することから求めることができる（箇条5参照）。大部分の結晶シリコン太陽電池は，白色バイアス

光強度がSTC時の30 %〜40 %の短絡電流を示す場合の微分分光感度が，STC時の分光感度値と等しい。

したがって，結晶シリコン太陽電池の非直線性が分かっていない場合は，この白色バイアス強度で測定す

ることが望ましい。非直線性が無視できる場合，すなわち，微分分光感度の値が白色バイアス光強度の可

変範囲において変化がない場合，特定の白色バイアス光強度での微分分光感度の値を用いることができる。

詳細は，箇条5を参照。

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4.4

測定対象へのバイアス電圧の印加

一般的に，太陽電池の分光感度は短絡状態（電圧ゼロバイアス状態）で測定し，セル特性の分析，及び

スペクトルミスマッチの計算に用いる。

特定の電圧における分光感度を測定するためには，バイアス電圧を印加しなければならず，その電圧は，

外部電源で制御しなければならない。バイアス電圧を用いた場合は，報告書に記載する。

分光感度測定概要

太陽電池の分光感度は，その感度波長領域の範囲内で，狭い波長幅の単色光を次々に異なる波長で照射

し，そのときの太陽電池の短絡電流及び単色光の面積当たりの強度を測定するか［式(1)］，又は短絡電流

及び単色光強度を測定する［式(2)］ことによって求めることができる。最初の測定方法では，分光感度の

値は照度に対する感度であって，A/W/m2の単位で求める。IEC TS 61836で定義する分光感度の値を求め

るためには，この値を太陽電池の有効面積で除する。一方，2番目の方法による測定で求められる分光感

度値は，A/Wの単位となる。

太陽電池の出力電流を決定するためには，単色光だけではなく，白色バイアスも太陽電池全面積に対し

て均等に照射することが望ましい。太陽電池の全面積に対し，有効に直接照射することは重要である。こ

れは，太陽電池有効面積に対して照射されなかった光が信号として測定されることになるからである。分

光感度の値をJIS C 8904-7に規定するスペクトルミスマッチとして用いる場合，分光感度の測定面積は，

I-V測定と同じであることが望ましい。ここで用いる面積は，通常，太陽電池の全面積である。太陽電池

の全面積でない場合は，開口によって適切に面積を限定する。

太陽電池面積が照射ビームサイズよりも大きい場合，ビームを太陽電池全面積にわたり適切に走査して

測定することが望ましい。白色光及び単色光を同時に走査する場合，常に白色バイアスが単色光ビームよ

り大きなサイズとなることが望ましい。

太陽電池の温度は一定に維持することが望ましい。

各々の波長での太陽電池の電流密度を照射強度で除することによって，式(1)を用いて分光感度を求める

ことができる。

(

)

(

λ=

································································ (1)

ここに，

s(λ)：波長λでの太陽電池の分光感度

ISC(λ)：波長λで測定された太陽電池の短絡電流値

E(λ)：波長λでの照射光の単位面積当たりの強度

A：太陽電池の有効面積

太陽電池の有効面積は，報告書に記載する。

短絡電流ISC(λ) 及び太陽電池への照射光強度P(λ) が測定された場合，分光感度は，式(2)によって算出

できる。

)

(

)

(

···································································· (2)

ここに，

ISC(λ)：波長λで測定された太陽電池の短絡電流

P(λ)：波長λでの照射光の強度

光強度P(λ) を測定するためには，太陽電池の有効面積の測定が必要となる。また，この面積は報告書に

記載しなければならない。

実際には（箇条7及び箇条9参照），変調された微弱な単色光によって誘起された信号が，白色バイアス

光によって誘起された大きな信号に重畳する。このような場合，得られた測定値は，微分値として扱われ

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る必要があり，波長に依存する微分分光感度 (DSR)s~(λ，E) は，特定の白色バイアス光照度強度Eの元で

測定された値である。STC条件での分光感度s(λ)|STCは，太陽電池が完全に直線性をもつ場合にだけ微分分

光感度と一致する。非直線性が無視できる場合には，ある白色バイアス光強度での微分分光感度を用いる

ことができる。例えば，STCにおける値の5 %〜110 %の短絡電流を生じる白色バイアス光強度レベルの範

囲内で，微分分光感度又はそれから算出されるミスマッチファクタが一定である場合，100 %の白色バイ

アス光強度での微分分光感度を用いることができる。100 %の白色バイアス光強度でない場合，十分な数
の異なる白色バイアス光強度レベルで微分分光感度を測定し分光感度値を算出するか，“s~(λ，E0)≈s(λ)|STC”

となる特定の白色バイアス光強度レベルE0を検索する。

装置

6.1

概要

分光感度測定装置は，（チョッピング又はチョッピングされていない）連続光，又はパルス単色光源，ビ

ームスプリッタ及びモニタ検知器の組合せ，太陽電池を搭載する試料台，基準検知器，白色バイアス光源

及び電気系から構成される。図1及び図2に太陽電池の微分分光感度測定装置の配置を示す。

注記図1及び図2に示す光チョッパを用いる場合，チョッパの羽根で反射される白色バイアス光が

試料に入射しないように注意する必要がある。

6.2

単色光源

単色光は，通常，光源及び分光器（例えば，回折格子によるもの）又はバンドパスを搭載したホイール

を組み合わせて発生させる。300 nm〜1 200 nmの分光感度測定において，単色光のバンド幅（FWHM）は，

20 nmを超えないことが望ましい。3 000 nmまでの波長範囲では，バンド幅は50 nmを超えないことが望

ましい。

単色光のバンド幅は，測定対象とする太陽電池の分光感度の変化の微細構造に基づいて選択することが

望ましい。通常，結晶シリコン又は薄膜太陽電池には，10 nm〜15 nmのバンド幅（FWHM）を用いる。

単色光用光源及びその電源による時間的揺らぎは，2 %以下が望ましい。試料表面上での単色光の空間

均一度は，JIS C 8904-9で規定する±2 %が望ましい。測定対象セルと基準セルとの面積及び形状が異なる

場合，空間均一度は特に重要である。この均一度は，不確かさの計算の際に配慮する。安定な光源である

場合，基準及び試料を交互に，同じ場所において測定比較することができ，均一度は，試料と標準の寸法

とが違うときにだけ問題となる。十分大きく均一な照射の場合，基準及び試料を並べて配置して同時に測

定することが可能で，時間的な光源の変動を避けることができる。ビームスプリッタにおいて，同じ均一

度の二つのビームによって測定することも可能である。

注記これは，JIS C 8904-9のソーラシミュレータの等級Aの定義と同じである。

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a) チョッパより前の回折格子分光器

b) 回折格子分光器より前のチョッパ

図1−連続光源及びバンドパスフィルタを用いた微分分光感度測定装置のブロックダイアグラム

光源

基準

増幅器

ロックイン

アンプ

モニタ
増幅器

白色バイアス光源

白色バイアス光

回折格子

分光器

チョッパ

単色光

照射

光学系

ロックイン

アンプ

モニタ検知器

ロックイン

アンプ

太陽電池セル

光源

基準

増幅器

ロックイン

アンプ

モニタ
増幅器

白色バイアス光源

白色バイアス光

回折格子

分光器

チョッパ

単色光

照射

光学系

ロックイン

アンプ

モニタ検知器

太陽電池セル

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a) チョッパより前のフィルタ

b) フィルタより前のチョッパ

図2−連続光源及びバンドパスフィルタを用いた微分分光感度測定装置のブロックダイアグラム

6.3

太陽電池ホルダ及び温度制御

太陽電池ホルダは，太陽電池との良好な伝導度の電気接続を実現し，試料及び基準の温度を一定に制御

することが望ましい。基準及び試料の温度は，測定するか，±1 ℃の正確さで，±0.5 ℃の範囲に制御しな

ければならない。基準及び試料の表面の温度の均一度は，±2 ℃であることが望ましい。基準が，校正さ

れたときの温度から2 ℃以上変化した場合は，校正値を測定温度の値に補正する。

注記基準セルの校正時と試料測定時との温度の違いは，そのバンドエッジの近くで大きな影響を与

える。

チョッパ

モニタ
増幅器

ロックイン

アンプ

増幅器

太陽電池セル

白色バイアス光

白色バイアス光源

単色光

モニタ検知器

フィルタホイール

基準

ロックイン

アンプ

光源

ロックイン

アンプ

チョッパ

モニタ
増幅器

ロックイン

アンプ

増幅器

ロックイン

アンプ

太陽電池セル

白色バイアス光

白色バイアス光源

単色光

モニタ検知器

基準

ロックイン

アンプ

光源

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6.4

太陽電池とのコンタクト

分光感度測定の間にセル電圧を測定可能とするために，4線接続（ケルビン接続。すなわち，電流と電

圧とを分離した接続）を用いる。この4線接続が温度制御に影響を与えてはならない。特に全ての接続が

裏面からとなる場合には，注意が必要である。

注記測定対象が低いシャント抵抗の場合は，セル電圧の正確な測定が重要となる。

6.5

白色光

大部分の太陽電池の測定において，安定な強度の白色バイアス光を発生するには，タングステンランプ

又はランプアレイで十分である。白色バイアス光は，試料の全面積を照射することが望ましい。その白色

バイアス光の試料面上での空間的均一度（JIS C 8904-9によって定義されている。）は，10 %以内（等級C）

が望ましい。走査測定に関しては，箇条5に規定する。

6.6

直流測定

直流測定は，次による。

a) 電圧及び電流の測定精度は，各々開放電圧又は短絡電流の±0.2 %でなければならない。電圧及び電流

は，できるだけ短い別々の独立したリード線で，4線接続によって測定する。測定試料がベアセルの

場合，4線接続は，バスバーに対して接続することが望ましい。

セルへの接続方法は，抵抗損失があると短絡電流条件が変わるため，注意深く確認することが望ま

しい。この効果のために，分光感度の値が影響を受けることがある。

b) 白色バイアス光によって発生する短絡電流は，ゼロ電圧での測定が望ましい。電圧電流変換回路（ト

ランスインピーダンス増幅回路）が一般的によく用いられる。また，外部のシャント抵抗でその電圧

降下を補う可変バイアス電源と一緒に用いることも可能である。その電圧降下が，VOCの3 %以内であ

る場合は，可変バイアス電源は省略してもよい。

注記結晶シリコン太陽電池の場合，このバイアス電圧は，一般的に20 mV以下となる。

6.7

白色バイアス光下での交流測定

分光感度を白色バイアス光及びチョッピングされた単色光によって測定する場合，この単色光によって

誘起される交流電流は，ロックインアンプ又はそれと同等の方法において，白色バイアス光によって誘起

される直流信号と分離して測定する。その場合，IV変換回路又は外部シャント抵抗は，開放電圧の3 %と

なるようにすることが望ましい。白色バイアス光によって発生する直流信号が，測定系を飽和することの

ないように注意する。チョッピング周波数は，報告書に記載する。

注記チョッピング周波数は，測定対象太陽電池の応答よりも遅い時間を選択することが望ましい。

さらに，このチョッピング周波数は，電源周波数及びその高調波の周波数を避けることが望ま

しい。

太陽電池に特定の電圧（又は短絡電流条件である0 V）を設定する。

6.8

基準検知器

単色光の単位面積当たりの照度又は強度は，熱式検知器，校正されたフォトダイオード，校正された太

陽電池などの基準検知器によって測定する。波長範囲が300 nm〜1 100 nmでは，シリコンフォトダイオー

ドを用いることができる。長波長側では，Geフォトダイオード，InGaAsフォトダイオード，他の低バン

ドギャップ素子又は熱式検知器を用いることができる。広い波長範囲で感度をもつ試料の測定の場合には，

複数の基準検知器を用いる必要がある。

注記1 熱式検知器は応答が遅いため，チョッピングされた単色光の測定には適さない。

注記2 複数の標準検知器を用する場合は，切替波長の前後で段違いが発生することがあるため，十

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分注意することが必要である。

連続光による分光感度測定

7.1

回折格子分光器又はフィルタホイールによる方法

光源が時間的に安定する場合，最初に標準検知器を用いて全波長範囲を測定する。次に，標準検知器を

試料に置き換えて測定する。

単色光が空間的に均一である場合，基準検知器及び試料太陽電池を並べて配置し，同時に測定すること

ができる。7.2及び7.3は，この場合においても有効である。

注記ビームスプリッタによって，ビームを二つに分けて測定しても同じである（6.2参照）。

7.2

基準検知器による校正測定

7.2.1

基準検知器の接続

基準検知器を分光感度測定装置にセットし，計測システムに接続する。校正時と同じバイアス電圧を印

加する。

7.2.2

基準検知器の温度制御

基準検知器の温度を25 ℃，又は基準検知器を校正したときの温度に設定し，その温度を推奨の範囲内に

制御する。

7.2.3

単色光ビーム

基準検知器測定及び試料測定の単色光ビームの寸法を，適切な値に設定する。

太陽電池の全面積を有効に照射することが必要である。これは，太陽電池を照射しなかった光も信号と

して測定されるためである。JIS C 8904-7に規定するスペクトルミスマッチを計算するために，分光感度

の値を用いる場合，分光感度の測定面積は，IV測定の場合と同じであることが望ましい。これは通常，太

陽電池の全面積である。全面積でない場合，太陽電池の有効面積を開口によって限定することが望ましい。

太陽電池面積が照射ビームサイズよりも大きい場合，光を走査して全面積を測定することが望ましい。

白色光と単色光とを走査する場合，常にそれは同期しており，白色バイアスが単色光ビームより大きなサ

イズとなるようにしておくことが望ましい。

測定試料のサイズが基準検知器と異なる場合は，十分注意する。測定試料のサイズが基準検知器と異な

る場合，特に光源が均一でないときには，測定試料及び基準検知器のうち小さい方を大きい方の面積内で

スキャンし，複数点で測定することが望ましい。単色光の空間的均一度は，最終的測定の不確かさの決定

において，厳密に考慮する。

7.2.4

白色バイアス

基準検知器において白色バイアス光によって誘起される直流電流（Iref,DC）は，その校正中，一定の値に

維持しなければならない（通常，基準太陽電池の場合，低い白色バイアス光を用いるが，基準フォトダイ

オードの場合には，白色バイアス光を用いない。）。

7.2.5

測定

基準検知器の出力電流Iref(λ，Iref,DC) を，各波長での単色光照射の元に測定する。照射単色光の強度の計

算のためには，7.2.4で規定する白色バイアス光レベル（Iref,DC）での微分分光感度の値を用いる。

均一なビーム下で7.3.3に規定するように基準検知器及び試料を同時に測定する場合，基準検知器及び試

料の位置を逆にして，繰返し測定し，平均化することが有効である。どのような場合であっても，単色光

の空間的均一度は，最終的測定の不確かさの決定において厳密に考慮する。

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7.3

試料の測定

7.3.1

試料のセット

試料を分光感度測定装置にセットし計測器に接続する。太陽電池電圧が短絡条件の0 V，又は規定の電

圧となるようにバイアス電圧を調整する。

7.3.2

試料の温度

試料の温度を25 ℃又は特定の温度に設定し，±1 ℃の範囲に維持する。

注記反転セル構造又はその寸法が大きいために温度の安定化が困難である場合，温度変化を記録し，

報告書に記載することが望ましい。

7.3.3

白色バイアス

短絡電流Ibias(E) を発生する白色バイアス光強度がSTC条件の5 %〜110 %となる五つ以上の異なる強度

で，試料の各波長での出力電流I[λ，Ibias(E)] を測定する。通常，電流値I[λ，Ibias(E)] は，ロックインアン

プで測定し，Ibias(E) は，直流モードでマルチメータで測定する。

箇条5で規定するビーム走査方式を用いる場合，短絡電流値は，その走査経路に基づいて平均する必要

がある。

7.3.4

モニタ検知器

モニタ検知器を用いる場合は，光源変動補正計算を行う。モニタ検知器を用いない場合は，基準検知器

及び試料の測定の期間中にその変動を確認し，変動を不確かさ分析に組み込む。

7.4

分光感度の計算

7.4.1

微分分光感度の計算

各白色バイアス光強度及び各波長での微分分光感度

)]

(

biasE

sλ

を，式(3)によって求める。

)

(

)

(

)]

(

[

)]

(

ref,

ref

ref,

ref

bias

······································· (3)

ここに，

)

(

ref,

ref

：基準検知器の微分分光感度

7.4.2

微分感度の計算

各白色バイアス光強度に対する微分感度

)

bias

を，全波長範囲での積分［式(4)］によって求める。

∫

∞

5.1

bias

)

(

)

(

)]

(

)

············································ (4)

ここに， EAM1.5G(λ)： JIS C 8904-3で規定する基準太陽光スペクトル

注記白色バイアス光強度Ebiasは，測定中は不明である。ただし，AM1.5Gの有効照度は，最終的に

∫

bias

)

(

を算出することによって求めることができる。

7.4.3

感度の計算

STC下での試料感度s(ISTC) は，式(5)によって求める。

∫

STC

bias

STC

)

(

)

(

·························································· (5)

ここでISTCは，分母の積分を繰り返し求め，それが1 000 W/m2となる値を探すことによって求めること

ができる。

C 8904-8：2019

白色バイアス光最小レベルIbias＝0までの微分分光感度は，外挿によって求める。最小白色バイアスレベ

ルは，約50 W/m2が望ましい。

7.4.4

分光感度の計算

STC条件下での分光感度s(λ，ISTC) は，式(6)によって求める。

∫

STC

bias

STC

)

(

)

(

···················································· (6)

この分光感度は，スペクトルミスマッチファクタの算出に用いることができる。

7.4.5

補間

必要がある場合，分光感度は，波長の関数として適切な補間法（例えば，直線又はスプライン）によっ

て補間してもよい。不確かさを明確にしておく必要がある。

7.5

測定の簡易化

7.5.1

測定波長の低減

7.3に規定する測定方法を，全ての白色バイアス光強度及び全ての波長において実施するのが難しい場合，

微分分光感度と分光感度とが等しくなる白色バイアス光強度E0は，次の方法によって求めてもよい。微分

分光感度

)]

(

biasE

iλ

を200 nm間隔（すなわち，結晶シリコンでは3〜5波長），又は分光感度の最大値に

近い少なくとも一つの波長λ1において，3〜5段階の白色バイアス光強度Eで測定を実施する。このとき

の白色バイアス光によって太陽電池には推定される試料の短絡電流ISTC,approxの5 %〜110 %のバイアス電流

Ibiasが発生する。この値から7.4の式によって算出した分光感度s(ISTC,approx) 及び微分分光感度が一致する

白色バイアス光レベルE0を算出する。この白色バイアス光強度において微分分光感度を測定する。

注記 STCでの電流近似値ISTC,approxは，ミスマッチファクタを適用せず，ソーラシミュレータ下で測

定する。

7.5.2

白色バイアスによる測定

7.5.1に規定する方法が実施困難な場合，次に規定する方法によって，単色光の代わりに白色光を用いて，

微分分光感度と分光感度とが等しくなる白色バイアス光強度E0を求めてもよい。白色光による微分感度

)]

(

biasE

を3〜5の異なる白色バイアス光強度Eで測定する。この白色バイアス光強度は，約5 %〜110 %

の近似的STC下短絡電流ISTC,approxを発生する。この測定結果から，式(7)によって感度を求める。

∫

approx

STC,

bias

approx

STC,

approx

STC,

)

(~1

)

(

·············································· (7)

測定した白色光微分感度

)

bias

及び計算によって求めた白色光感度s(ISTC,approx) が一致する白色バイア

ス光強度E0を求める。この白色バイアス光強度によって，微分分光感度を測定する。

注記この測定に用いる白色光は，JIS C 8904-3に規定する基準スペクトルであって，JIS C 8904-9

に規定する等級Bのスペクトル合致度であることが望ましい。

7.5.3

30 %〜40 %の測定

7.5.2に規定する方法を用いることができない場合，約30 %〜40 %のISTC,approxとなる白色バイアス光強

度を用いる。こうして測定された微分分光感度は，STC下での分光感度とみなすことができる。

7.5.4

10 %の測定

7.5.3に規定する方法も用いることができない場合，10 %の短絡電流となる白色バイアス光強度を用いて，

この白色バイアス強度の50 %減，及び50 %増とした場合に単色光によって発生する電流の変化が2 %以内

C 8904-8：2019

であることを確認する。それ以上変動する場合は，50 %減及び50 %増の二つの測定結果を報告書に記載す

る。

パルス光源による分光感度の測定

8.1

追加装置

追加装置は，次による。

a) パルス光源。例えば，キセノンフラッシュランプ及び干渉フィルタの組合せ

b) 基準検知器，試料基準検知器及び試料の出力を同時に測定する場合には，モニタは必要ない。

c) パルス光による分光感度測定のためには，基準検知器，試料及びモニタ検知器の出力パルス信号波形

を読み取るのに十分なデータ読取りシステム。

8.2

試験方法

パルス光による分光感度システムの配置を，図3に示す。

図3−パルス光及びバンドパスフィルタを用いる分光感度測定装置のブロックダイアグラム

光源及びデータ取得システムを除き，測定方法は，7.2及び7.3に規定する方法と同様で，白色バイアス

光を必要としない。

このパルス測定法は，パルス長さ時間よりも遅い応答時間の太陽電池を測定する場合には用いることが

できない。したがって，この測定法においては，基準検知器及び太陽電池の信号パルスの各点での比率が

一定であることを確認しておく必要がある。そうでない場合は，基準検知器又は試料太陽電池のいずれか

が，この測定に適切でない。

トリガ

モニタ
増幅器

増幅器

ピーク
検知器

太陽電池セル

単色光

モニタ検知器

フィルタホイール

ピーク
検知器

フラッシュ

ランプ

電源

増幅器

基準検知器

C 8904-8：2019

直列接続されたモジュールの測定

9.1

概要

直列接続されたPVモジュールの中の一つの素子の分光感度を測定する場合には，次の方法を用いるこ

とができる。モジュールの中の測定対象とするセルをターゲットセルと呼ぶ。

9.2

追加装置

追加装置として，モジュール全体，又はモジュール内のバイパスダイオードによって区分された一つの

ストリングに照射する補助バイアス光源が必要である。

9.3

試験方法

9.3.1

モジュールのセット

モジュールを分光感度測定装置にセットし，出力を計測装置に接続する。

9.3.2

温度

測定中，ターゲットセルは，25 ℃（又は規定の温度）に維持し，±1 ℃の精度で，0.5 ℃の再現性によっ

て温度制御しなければならない。モジュールの他の部分は，±1 ℃の精度で，0.5 ℃の再現性によって熱平

衡を維持しなければならない。

9.3.3

補助バイアスの設定

補助バイアス光をモジュール内の全てのセルに照射し，モジュールのI-VカーブI1(V) を測定する。次

に，ターゲットセルを遮光し，補助バイアス光をモジュールの出力電流がターゲットセルの光電流によっ

て制限される状態に設定する（図4）。すなわち，ターゲットセルを照射する白色バイアス光及び単色光の

強度によって誘起される光電流は，ターゲットセル以外のモジュール内部のセルの，最低感度セルの出力

電流レベルよりも低く設定する。

モジュール内部の回路がバイパスダイオードによって分割されている場合は，ターゲットセルを含まな

いストリングを補助バイアスを照射するのではなく，遮光する（図5）。そして，モジュールのI-Vカーブ

I2(V) を測定する（図6）。図6の点線で示す低い電圧部分は，測定する必要はない。これは，B周辺のI2(V)

だけがこの測定で必要となるからである。

注記1 ターゲットセルが全モジュールの出力を制限するように設定するためには，ターゲットセル

への平均照度が他のセルよりも50 W/m2は低くするよう推奨する。例えば，50 W/m2のバイ

アス光がターゲットセルの全面積を照射している場合，補助バイアス光は，100 W/m2以上と

することを推奨する。白色バイアス光が1 000 W/m2でターゲットセルの1/10の面積を照射し

ている場合，白色バイアス光強度の平均は100 W/m2となる。この場合は，補助バイアスの強

度は，150 W/m2以上が望ましい。

注記2 図6に点線で示すI2(V) の低電圧部分の測定では，ターゲットセルに高い逆電圧を印加する

ことになる。それは，モジュールの出力電流がターゲットセルによって制限されるからであ

る。ターゲットセルに逆電圧が印加されるとそのセルが破壊することもあるため，十分注意

することが望ましい。

C 8904-8：2019

図6−ターゲットセルを短絡状態とするために必要なバイアス電圧Vbの決定（9.3参照）

9.3.4

バイアス電圧の決定

ターゲットセルを短絡状態（ゼロバイアス電圧）にするために，次に規定する方法によって決定するバ

イアス電圧Vbを印加する。まず，モジュール内のターゲットセルを除いた補助バイアスによるI-Vカーブ

I3(V) をI1(V) の電圧値に (n−1)/nを乗じることによって求める［式(8)参照］。

−

≡

)

(

····································································· (8)

ここに，

n：補助バイアスによってI1(V) を測定したときのモジュー

ル内の素子の数

Vb：図のI2(V) とI3(V) との交点（図6中のB）の電圧値

I-Vカーブは，交点を正確に求めるために，内挿する必要がある。このバイアス電圧を印加する場合，

ターゲットセル両端の電圧は，ゼロに設定される。単に，VOC1に (n−1)/nの値を乗じた電圧を印加する場

合，ターゲットセルは，順バイアスが印加されることに注意する。セルの分光感度がバイアス電圧に依存

しない場合は，この条件によって電圧を印加してもよい。

9.3.5

測定

試料の出力電流測定及びモニタを，波長の関数として測定する。

9.4

分光感度の算出

分光感度値は，箇条7に従って求める。

報告

測定終了後，分光感度測定についての報告書は，JIS Q 17025に従って測定した機関による。それぞれの

保証書又は結果報告書は，次の情報を記載しなければならない。

I1(V)

I2(V)

VOC1

電
流

n−

C 8904-8：2019

a) 表題

b) 試験実施機関の名称及び所在地並びに試験が行われた場所

c) 保証書又は報告書の各ページへの一意の識別情報

d) 依頼者の名称及び所在地

e) 校正又は測定された試験体の説明及び識別

校正又は試験項目の特徴及び状態

g) 試験体の受領日，及び校正又は試験の実施日

h) 校正又は試験項目の識別

校正に用いた基準検知器の識別

サンプリング手順への言及（必要がある場合。）

k) 校正又は試験方法の追加，削除などの変更内容，及びその他の校正に関連する環境その他の情報

分光器の型式及びその半値幅（FWHM）

m) 白色バイアス光強度及びバイアス電圧

n) 試験温度及び温度のずれ

o) 基準検知器温度及び校正時の温度のずれ

p) 単色光強度又は単色光によって発生した電流

q) 試験体の有効面積

r) 単色光のチョッピング周波数

波長の関数としての分光感度特性についての測定，試験及び得られた結果

校正又は試験結果の不確かさについての説明

u) 保証書又は報告書の内容についての責任者の署名及び役職，又は等価な識別及び発行年月日

v) 校正又は試験した試験体に対してだけ有効であるという記載

w) 保証書又は報告書は試験実施機関の承認なしに複製してはならないという記載

附属書JA

（参考）

JISと対応国際規格との対比表

JIS C 8904-8:2019 太陽電池デバイス−第8部：太陽電池デバイスの分光感度特
性測定方法

IEC 60904-8:2014，Photovoltaic devices−Part 8: Measurement of spectral responsivity of
a photovoltaic (PV) device

(I)JISの規定

(II)国際
規格番号

(III)国際規格の規定

(IV)JISと国際規格との技術的差異の箇条ごと
の評価及びその内容

(V)JISと国際規格との技術的差
異の理由及び今後の対策

箇条番号
及び題名

内容

箇条
番号

内容

箇条ごと
の評価

技術的差異の内容

用語及び定義

−

追加

対応国際規格にはない，本文中で用
いられている用語及び定義を追加
した。

技術的差異はない。IECへの提案
を検討する。

JISと国際規格との対応の程度の全体評価：IEC 60904-8:2014，MOD

注記1 箇条ごとの評価欄の用語の意味は，次による。

− 追加 ················ 国際規格にない規定項目又は規定内容を追加している。

注記2 JISと国際規格との対応の程度の全体評価欄の記号の意味は，次による。

− MOD ··············· 国際規格を修正している。

-8

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