[发明专利]太阳模拟器

说明书

技术领域

本发明涉及在进行太阳能电池的性能评价时，作为模拟太阳光使用的太阳模拟器(solar simulator)，更详细地说，涉及具有闪光灯的辐射照度控制单元的太阳模拟器。

背景技术

以往，作为太阳能电池模块的性能评价用太阳模拟器，简单的蓄电器(以下称电容器)方式的长弧氙闪光灯已经被实用化。

电容器方式闪光灯的工作原理是，将蓄电了的电容器连接于低压长弧氙灯，向长弧氙灯的管外施加高电压，通过来自内部冷阴极电极的电场放射电子使放电等离子体产生，以等离子体使电容器的电荷放电来进行发光。

由于这种方法能够仅以电容器的能量而容易地控制总发光量，并且是简单的电路，因此在拍照照明和夜间信号灯等中广泛地普及。可是，伴随着放电，电容器的电荷减少，辐射照度随着时间而指数函数式下降，因此不能获得固定的辐射照度。可是，如果限定于减少函数的窄范围的话，能够对变化进行校正而在太阳能电池模块的性能评价用中使用。这种电容器方式的闪光灯，例如如图8所示，通过在电源和放电管之间设置有放电电容器和触发电路的电路而被驱动。此外，在日本专利申请特开2001-37095号公报中公开了一种氙闪光灯用电源电路。

已知在这种闪光灯中，为了进行太阳能电池模块的性能评价，在实用上只要具有数毫秒的1kW/m²(±20％)的辐射照度就足够了。

图9中，示出了电容器方式闪光灯的光量和时间的关系的一个例子。电容器开始放电，闪光灯进行发光。发光量随着时间流逝而指数函数式下降。在太阳能电池模块的性能评价中，仅使用发光量在0.8kW/m²到1.2kW/m²范围即可。也就是说，相对于电容器的总放电，测定中利用的范围是一部分，剩余的放电(图9的斜线部分)是无用的。由于这种多余的放电，闪光灯和电容器劣化，其寿命缩短。

因此，设计了当用于性能评价的计测结束时中止不需要的放电的各种方法，已经实用化。可是，从放电开始起至适合测定的放射强度为止的利用初期大放电的放射的控制，还没有实用化。虽然在原理上是可行的，但是由于变为复杂的结构，而抵消了电容器方式的闪光灯的简便性，因此直到目前，与简便性适合的单元也没有实用化。

在太阳能电池模块的性能评价用太阳模拟器的闪光灯中，谋求在数十μ秒的时间内进行功率300kW、电流2000A、电压800V的控制。这种电气(在没有特别指出的情况下，包括功率、电流、电压而简称为电气)控制在现有的电子元件的额定功率下是难以控制的。

在电气电路中，众所周知，电气的控制是通过断续电路，或在电路中设置控制阻抗来进行。在直流电气中，使用了电子元件作为控制阻抗的连续控制电路，作为高速响应且低噪声的控制方式早就被实用化，并广泛普及。可是，在这种方式中，原理上控制阻抗作为负载起作用，具有消耗电力的特性。因此，无法进行构成控制阻抗的控制元件的容许功耗以上的电气控制。

在如电力机车的电动机那样的大功率控制的情况下，切换电阻器作为控制阻抗来进行控制。另一方面，在10kW左右以下，在实用中使用电子元件作为控制阻抗。

发明内容

本发明通过对现有的控制阻抗电子元件和电阻器的切换进行组合，排除作为大功率控制切换的缺陷的非连续控制，使作为连续控制电路的特征的高速响应且低噪声的控制成为可能。由此，本发明的目的在于，在太阳能电池模块的性能评价用太阳模拟器中，仅在测定利用的范围使闪光灯点亮。

为了解决上述问题，本发明提供一种使用了闪光灯的太阳能电池模块性能评价用太阳模拟器，其中，其具有电气发光连续控制单元和功率吸收单元，所述电气发光连续控制单元具备作为控制阻抗使用的一个或多个大功率元件，以使闪光灯点亮为规定的发光量的方式，连续地控制上述大功率元件，上述功率吸收单元具备一个或多个功率吸收元件，通过以切换单元选择上述功率吸收元件的工作，将上述大功率元件的功耗控制在规定范围内。

根据本发明，通过对控制阻抗电子元件和电阻器的切换进行组合，可以连续且高速响应地进行大功率控制切换，并且，能进行低噪声控制。因此，在太阳能电池模块的性能评价用太阳模拟器中，能够仅针对测定中利用的范围，以固定的电流使闪光灯点亮。因此，能减少闪光灯和电容器的劣化。

附图说明

图1是表示本发明的原理的框图。

图2是表示本发明的实施方式的框图。

图3是说明图2中的电压的设定区域的图表。

图4是表示在功率吸收块(block)的电阻值中存在不均的情况下的电压的图表。

图5是表示本发明的另一实施方式的框图。