JP2021090321A - 光電変換素子のｉ−ｖ特性データ決定プログラム及びｉ−ｖ特性データ決定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】正確なＩ−Ｖ特性データを短時間で簡便に決定できるプログラムを提供する。【解決手段】光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定プログラムであって、Ｉ−Ｖ特性データ測定装置に、特定の遅延・積算時間で、光電変換素子への印加電圧を片道掃引させてＩ−Ｖ特性データを取得させる処理Ｐ２、データに基づいて、式（１）のＲを算出する処理Ｐ３、Ｒが式（２）を満足するか判別する処理を実行させ、判別時にＲが式（２）を満足しない場合、遅延・積算時間を変更し、満足するまで、上記処理を行うステップを繰り返す処理Ｐ４を実行させるプログラム。Ｒ＝ｄＩ（Ｖ）／ｄＶ・・（１）（Ｖは０〜Ｖｏｃの印加電圧、Ｉ（Ｖ）は電流値、Ｖｏｃは開放電圧）Ｒ≦δ・・（２）（δは、３個以上の素子のデータにおいて、Ｒｍａｘの平均値ｘ、標準偏差をσとしたときに、ｘ＋３σ。Ｒｍａｘは３個以上の素子のデータのＲの最大値。）【選択図】図２

Description

本発明は、光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定プログラム及びＩ−Ｖ特性データ決定方法に関する。

光電変換素子のＩ−Ｖ特性データは、光電変換素子をソースメータに電気的接続をして、印加する電圧を掃引し、印加電圧に対する電流値を測定することで得られる。

従来、光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定方法としては、印加電圧を開放電圧Ｖｏｃから０Ｖまで逆方向掃引した後、印加電圧を０Ｖから開放電圧Ｖｏｃまで順方向掃引すること、すなわち往復掃引することによってＩ−Ｖ特性データを測定し、得られるＩ−Ｖ特性同士間のヒステリシスが無くなるか小さくなるＩ−Ｖ特性データを正確なＩ−Ｖ特性データとして決定する方法が知られている（例えば下記非特許文献１参照）。

Y. Hishikawa, "Traceable Performance Characterization of State-of-the Art PV Devices", Proceedings of the 27th EUPVSEC, 2954-2960(2012)

しかし、上記非特許文献１に記載の光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定方法は、以下に示す課題を有していた。

すなわち、例えば光増感色素を用いた光電変換素子では、光に対する応答が遅い場合があり、その場合には、数百個の光電変換素子のＩ−Ｖ特性データを上記Ｉ−Ｖ特性データ決定方法で測定すると、往復掃引が行われるため極めて時間がかかる。また、Ｉ−Ｖ特性データに基づいてＩ−Ｖ曲線を出力し、オペレータが確認すれば、Ｉ−Ｖ特性データの異常を容易に評価できる。しかし、この場合も、数多くの光電変換素子について正確なＩ−Ｖ特性データを決定するのに極めて時間がかかる。さらに、光電変換素子について長期の耐久性試験を行い、Ｉ−Ｖ特性データを経時的に測定する場合、光劣化や熱劣化を起こした光電変換素子では、初期状態に比べて光応答がさらに遅くなることがある。この場合、印加電圧の掃引速度に関する測定条件である遅延時間や積算時間を初期値のままで引き続き電圧掃引を行うと、掃引速度が速すぎることとなり、不正確なＩ−Ｖ特性データが得られるおそれがある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、正確なＩ−Ｖ特性データを短時間で簡便に決定することができる光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定プログラム及びＩ−Ｖ特性データ決定方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、光電変換素子のＩ−Ｖ特性データを決定するための光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定プログラムであって、コンピュータに対し、前記光電変換素子に接続されたＩ−Ｖ特性データ測定装置に、特定の遅延時間及び積算時間で、前記光電変換素子に印加する電圧を片道掃引させ、印加電圧に対応する電流値を測定させることによりＩ−Ｖ特性データを測定させてＩ−Ｖ特性データを取得するデータ取得処理、前記Ｉ−Ｖ特性データに基づいて、下記式（１）で表されるＲを算出する算出処理、及び、前記Ｒが下記式（２）を満足するかどうかを判別する判別処理を実行させ、前記判別処理で、前記Ｒが下記式（２）を満足しない場合には、前記遅延時間及び前記積算時間の少なくとも一方を変更し、前記Ｒが下記式（２）を満足するまで、前記データ取得処理、前記算出処理及び前記判別処理を行うステップを繰り返す繰返し処理を実行させる、光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定プログラムである。

Ｒ＝ｄＩ（Ｖ）／ｄＶ・・・（１）
（前記式（１）中、Ｖは、０以上Ｖｏｃ以下の範囲の印加電圧を表し、Ｉ（Ｖ）は、印加電圧がＶであるときに取得される電流値を表し、ＶｏｃはＩ−Ｖ特性データにおいて電流値がゼロのときの電圧を表す。）

Ｒ≦δ・・・・・・・・・・（２）
（前記式（２）中、δは、前記光電変換素子と同一の構成を有する３個以上の光電変換素子について測定されたＩ−Ｖ特性データにおいて、Ｒｍａｘの平均値をｘとし、Ｒｍａｘの標準偏差をσとしたときに、ｘ＋３σである。Ｒｍａｘは、前記光電変換素子と同一の構成を有する３個以上の光電変換素子の各々について測定されたＩ−Ｖ特性データにおける前記Ｒの最大値を表す。）

この光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定プログラムによれば、光電変換素子に接続されたＩ−Ｖ特性データ測定装置に、特定の遅延時間及び積算時間で、光電変換素子に印加する電圧を片道掃引させ、印加電圧に対応する電流値を測定させることによりＩ−Ｖ特性データを測定させる処理をコンピュータに実行させる。また、Ｉ−Ｖ特性データに基づいてＩ−Ｖ曲線を出力し、オペレータが確認する必要もなくなる。このため、Ｉ−Ｖ特性データを短時間で測定することができる。また、Ｒが式（２）を満足するかどうかを判別することで取得されるＩ−Ｖ特性データが不正確であるかどうかを簡便に判別することができる。さらに、Ｒが式（２）を満足しない場合には、上記繰返し処理で、遅延時間及び積算時間の少なくとも一方を変更した上で、Ｒが式（２）を満足するまでデータ取得処理、算出処理及び判別処理を行うステップが繰り返される。このため、最終的に正確なＩ−Ｖ特性データを決定することができる。従って、本発明の光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定プログラムは、正確なＩ−Ｖ特性データを短時間で簡便に決定することができる。

なお、本発明の光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定プログラムによれば、Ｉ−Ｖ特性データを短時間で測定することができるため、本発明の光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定プログラムは、光応答が遅い光電変換素子のＩ−Ｖ特性データを測定する場合や、大量の光電変換素子についてＩ−Ｖ特性データを測定する場合に有用である。また、本発明の光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定プログラムでは、Ｒが式（２）を満足しない場合には、上記繰返し処理で、遅延時間及び積算時間の少なくとも一方を変更した上で、Ｒが式（２）を満足するまでデータ取得処理、算出処理及び判別処理を行うステップが繰り返される。このため、本発明の光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定プログラムは、光応答が経時的に遅くなる光電変換素子について特に有効である。さらに、正確なＩ−Ｖ特性データにおいては、δは、印加電圧が０〜Ｖｏｃの範囲内である場合において、通常０以下であるか、０を超える正の数であったとしても十分小さい値である。このため、データ取得処理において印加電圧の遅延時間及び積算時間が短すぎる場合に特徴的な、一部の電流値が高くなるＩ−Ｖ特性データや一部の電流値が急激に落ち込んでいるＩ−Ｖ特性データについては、不正確なＩ−Ｖ特性データとして判別処理において容易に判別することができる。

また、本発明は、光電変換素子のＩ−Ｖ特性データを決定するための光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定方法であって、前記光電変換素子に接続されたＩ−Ｖ特性データ測定装置に、特定の遅延時間及び積算時間で、前記光電変換素子に印加する電圧を片道掃引させ、印加電圧に対応する電流値を測定させることによりＩ−Ｖ特性データを測定させてＩ−Ｖ特性データを取得するデータ取得処理、前記Ｉ−Ｖ特性データに基づいて、下記式（１）で表されるＲを算出する算出処理、及び、前記Ｒが下記式（２）を満足するかどうかを判別する判別処理を行い、前記判別処理で、前記Ｒが下記式（２）を満足しない場合には、前記遅延時間及び前記積算時間の少なくとも一方を変更し、前記Ｒが下記式（２）を満足するまで、前記データ取得処理、前記算出処理及び前記判別処理を行うステップを繰り返す繰返し処理を行う、光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定方法である。

Ｒ＝ｄＩ（Ｖ）／ｄＶ・・・（１）
（前記式（１）中、Ｖは、０以上Ｖｏｃ以下の範囲の印加電圧を表し、Ｉ（Ｖ）は、印加電圧がＶであるときに取得される電流値を表し、ＶｏｃはＩ−Ｖ特性データにおいて電流値がゼロのときの電圧を表す。）

Ｒ≦δ・・・・・・・・・・（２）
（前記式（２）中、δは、前記光電変換素子と同一の構成を有する３個以上の光電変換素子の各々について測定されたＩ−Ｖ特性データにおけるＲｍａｘの平均値をｘとし、Ｒｍａｘの標準偏差をσとしたときに、ｘ＋３σである。Ｒｍａｘは、前記光電変換素子と同一の構成を有する３個以上の光電変換素子の各々について測定されたＩ−Ｖ特性データにおける前記Ｒの最大値を表す。）

この光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定方法によれば、光電変換素子に接続されたＩ−Ｖ特性データ測定装置に、特定の遅延時間及び積算時間で、前記光電変換素子に印加する電圧を片道掃引させ、印加電圧に対応する電流値を測定させることによりＩ−Ｖ特性データを測定させる。すなわち、印加電圧については往復掃引ではなく片道掃引にしてＩ−Ｖ特性データを測定させる。このため、Ｉ−Ｖ特性データを短時間で測定することができる。また、Ｒが式（２）を満足するかどうかを判別することで、取得されるＩ−Ｖ特性データが不正確であるかどうかを簡便に判別することができる。さらに、Ｒが式（２）を満足しない場合には、上記繰返し処理で、遅延時間及び積算時間の少なくとも一方を変更した上で、Ｒが式（２）を満足するまでデータ取得処理、算出処理及び判別処理を行うステップが繰り返される。このため、最終的に正確なＩ−Ｖ特性データを決定することができる。従って、本発明の光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定方法は、正確なＩ−Ｖ特性データを短時間で簡便に決定することができる。

なお、本発明の光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定方法によれば、Ｉ−Ｖ特性データを短時間で測定することができるため、本発明の光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定方法は、光応答が遅い光電変換素子のＩ−Ｖ特性データを測定する場合や、大量の光電変換素子についてＩ−Ｖ特性データを測定する場合に有用である。また、本発明の光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定方法では、Ｒが式（２）を満足しない場合には、上記繰返し処理で、遅延時間及び積算時間の少なくとも一方を変更した上で、Ｒが式（２）を満足するまでデータ取得処理、算出処理及び判別処理を行うステップが繰り返される。このため、本発明の光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定方法は、光応答が経時的に遅くなる光電変換素子について特に有効である。さらに、正確なＩ−Ｖ特性データにおいては、δは、印加電圧が０〜Ｖｏｃの範囲内である場合において、通常０以下であるか、０を超える正の数であったとしても十分小さい値である。このため、データ取得処理において印加電圧の遅延時間及び積算時間が短すぎる場合に特徴的な、一部の電流値が高くなるＩ−Ｖ特性データや一部の電流値が急激に落ち込んでいるＩ−Ｖ特性データについては、不正確なＩ−Ｖ特性データとして判別処理において容易に判別することができる。

なお、本明細書において、電圧の単位は「ボルト」とし、電流の単位は「アンペア」とする。

本発明によれば、正確なＩ−Ｖ特性データを短時間で簡便に決定することができる光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定プログラム及びＩ−Ｖ特性データ決定方法が提供される。

本発明の光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定方法を実施する光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定システムの一例を示す概略図である。 本発明の光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定方法の一実施形態を示すフローチャートである。 Ｉ−Ｖ特性データ測定装置において、印加電圧の設定値を、時間の経過とともにステップ状に変化させたときのグラフである。 正確なＩ−Ｖ特性データの一例を示すグラフである。 不正確なＩ−Ｖ特性データの一例を示すグラフである。 不正確なＩ−Ｖ特性データの他の例を示すグラフである。 不正確なＩ−Ｖ特性データのさらに他の例を示すグラフである。

以下、本発明の光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定方法の一実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定方法を実施する光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定システムの一例を示す概略図である。

図１に示すように、光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定システム１００は、光電変換素子１０と、Ｉ−Ｖ特性データ測定装置２０と、入力部３０と、コンピュータ４０と、出力部５０とを備える。コンピュータ４０は、メモリ４１と、記憶部４２と、演算部４３とを有し、記憶部４２は、光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定プログラムを格納している。光電変換素子１０とＩ−Ｖ特性データ測定装置２０とは互いに電気的に接続され、Ｉ−Ｖ特性データ測定装置２０とコンピュータ４０も互いに電気的に接続されている。また、コンピュータ４０は、入力部３０及び出力部５０に電気的に接続されている。

光電変換素子１０は、光を照射されて発電した状態となっている。光電変換素子１０としては、例えば有機太陽電池及び色素増感太陽電池が挙げられる。

Ｉ−Ｖ特性データ測定装置２０は、特定の遅延時間Ｔ_Ａ及び積算時間Ｔ_Ｂで、光電変換素子１０に印加する電圧を変化させ、印加電圧に対応する電流値を測定することによりＩ−Ｖ特性データを測定するものである。

Ｉ−Ｖ特性データ測定装置２０としては、例えばソースメータが挙げられる。

入力部３０は、コンピュータ４０に測定条件としての遅延時間及び積算時間を入力させるものである。

出力部５０は、コンピュータ４０の演算部４３で演算された結果を出力するものである。

次に、上述した光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定システム１００における光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定プログラムを用いたＩ−Ｖ特性データ決定方法について図２及び図３を参照しながら説明する。図２は、本発明の光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定方法の一実施形態を示すフローチャート、図３は、Ｉ−Ｖ特性データ測定装置２０において、印加電圧の設定値を、時間の経過とともにステップ状に変化させたときのグラフである。

まず、入力部３０を用いて、コンピュータ４０の記憶部４２に格納された光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定プログラムを起動させる。

このとき、上記プログラムの入力画面が出力部５０に表示される。出力部５０には、測定条件を入力させる画面が表示される。測定条件としては、具体的には、Ｉ−Ｖ特性データ測定装置２０による印加電圧の掃引速度に関する遅延時間Ｔ_Ａ及び積算時間Ｔ_Ｂなどを入力する（Ｐ１）。

図３において、両矢印の区間は電流が測定されている状態にあることを示している。図３に示すように、遅延時間Ｔ_Ａとは、印加電圧が設定値に到達してから電流値測定が開始されるまでの時間であり、積算時間Ｔ_Ｂとは、電流値を測定している時間である。印加電圧は、ある設定値に変化させられて遅延時間及び積算時間が経過した後、次の異なる設定値に変化させられる。

遅延時間Ｔ_Ａ及び積算時間Ｔ_Ｂは、Ｉ−Ｖ特性データの測定を行う光電変換素子１０の中から３個以上の光電変換素子１０を抽出し、これらの各々について印加電圧を往復掃引することにより得られる２つのＩ−Ｖ曲線にヒステリシスが生じないような遅延時間及び積算時間とすればよい。このとき抽出する光電変換素子１０の個数は３個以上であればよいが、１０個以上であることが好ましい。

そして、上記プログラムによって、コンピュータ４０に対して以下の（Ａ）データ取得処理、（Ｂ）算出処理、（Ｃ）判別処理及び（Ｄ）繰返し処理、を実行させる。

（Ａ）データ取得処理
光電変換素子１０に接続されたＩ−Ｖ特性データ測定装置２０に、光電変換素子１０に印加する電圧を逆方向掃引させ、印加電圧に対応する電流値を測定させることによりＩ−Ｖ特性データを測定させてＩ−Ｖ特性データを取得する処理（Ｐ２）

（Ｂ）算出処理
上記データ取得処理で取得されたＩ−Ｖ特性データに基づいて、下記式（１）で表されるＲを算出する処理（Ｐ３）

Ｒ＝ｄＩ（Ｖ）／ｄＶ・・・（１）
（上記式（１）中、Ｖは、０以上Ｖｏｃ以下の範囲の印加電圧を表し、Ｉ（Ｖ）は、印加電圧がＶであるときに取得される電流値を表し、ＶｏｃはＩ−Ｖ特性データにおいて電流値がゼロのときの電圧を表す。）

（Ｃ）判別処理
Ｒが下記式（２）を満足するかどうかを判別する処理（Ｐ４）

Ｒ≦δ・・・・・・・・・・（２）
（上記式（２）中、δは、光電変換素子１０と同一の構成を有する３個以上の光電変換素子について測定されたＩ−Ｖ特性データにおいて、Ｒｍａｘの平均値をｘとし、Ｒの最大値の標準偏差をσとしたときに、ｘ＋３σである。Ｒｍａｘは、上記光電変換素子と同一の構成を有する３個以上の光電変換素子の各々について測定されたＩ−Ｖ特性データにおけるＲの最大値を表す。）

（Ｄ）繰返し処理
上記判別処理で、Ｒが上記式（２）を満足しない場合には、コンピュータ４０によって、遅延時間Ｔ_Ａ及び積算時間Ｔ_Ｂをそれぞれ遅延時間Ｔ_Ａ＋ΔＴ_Ａ及び積算時間Ｔ_Ｂ＋ΔＴ_Ｂに変更し、Ｒが上記式（２）を満足するまで、上記データ取得処理、上記算出処理及び上記判別処理を行うステップを繰り返す処理

上記判別処理で、Ｒが上記式（２）を満足しない場合には、処理は終了する。なお、終了したことが出力部５０に出力されてもよい。

また、繰返し処理によって、最終的にＲが式（２）を満足することとなった場合にも、処理は終了する。なお、終了したことが出力部５０に出力されてもよい。

なお、繰返し処理の回数は１回以上であれば特に制限されないが、繰返し処理は、３回以上行ってもＲが式（２）を満足しない場合には終了することが好ましく、５回以上行ってもＲが式（２）を満足しない場合には終了することがより好ましい。Ｉ−Ｖ特性データのグラフが例えば図７に示す通りとなる場合には、何度繰返し処理を行っても、Ｒが式（２）を満足することがないからである。

こうして、Ｒが上記式（２）を満足するＩ−Ｖ特性データが正確なＩ−Ｖ特性データとして決定される。図４に、正確なＩ−Ｖ特性データの一例のグラフを示す。

この光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定プログラムを用いたＩ−Ｖ特性データ決定方法によれば、光電変換素子１０に接続されたＩ−Ｖ特性データ測定装置２０に、特定の遅延時間Ｔ_Ａ及び積算時間Ｔ_Ｂで、光電変換素子１０に印加する電圧を逆方向掃引させ、印加電圧に対応する電流値を測定させることによりＩ−Ｖ特性データを測定させる処理をコンピュータ４０に実行させる。また、Ｉ−Ｖ特性データに基づいてＩ−Ｖ曲線を出力し、オペレータが確認する必要もなくなる。このため、Ｉ−Ｖ特性データを短時間で測定することができる。また、判別処理によって、Ｒが式（２）を満足するかどうかを判別することで取得されるＩ−Ｖ特性データが不正確であるかどうかを簡便に判別することができる。さらに、Ｒが式（２）を満足しない場合には、上記繰返し処理で、遅延時間Ｔ_Ａ及び積算時間Ｔ_Ｂを変更した上で、Ｒが式（２）を満足するまで上記データ取得処理、上記算出処理及び上記判別処理を行うステップが繰り返される。このため、最終的に正確なＩ−Ｖ特性データを決定することができる。従って、光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定方法は、正確なＩ−Ｖ特性データを短時間で簡便に決定することができる。

なお、光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定方法によれば、Ｉ−Ｖ特性データを短時間で測定することができるため、光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定方法は、光応答が遅い光電変換素子１０のＩ−Ｖ特性データを測定する場合や、大量の光電変換素子１０についてＩ−Ｖ特性データを測定する場合に有用である。また、光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定方法では、Ｒが式（２）を満足しない場合には、上記繰返し処理で、遅延時間Ｔ_Ａ及び積算時間Ｔ_Ｂを変更した上で、Ｒが式（２）を満足するまでデータ取得処理、算出処理及び判別処理を行うステップが繰り返される。このため、光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定方法は、光応答が経時的に遅くなる光電変換素子１０について特に有効である。さらに、正確なＩ−Ｖ特性データにおいては、δは、印加電圧が０〜Ｖｏｃの範囲内である場合において、通常０以下であるか、０を超える正の数であったとしても十分小さい値である。このため、データ取得処理において印加電圧の遅延時間及び積算時間が短すぎる場合に特徴的な、一部の電流値が高くなるＩ−Ｖ特性データ（図５及び図６参照）や、一部の電流値が急激に落ち込んでいるＩ−Ｖ特性データ（図７参照）については、不正確なＩ−Ｖ特性データとして判別処理において容易に判別することができる。

次に、上記データ取得処理、上記算出処理、上記判別処理及び上記繰返し処理について詳細に説明する。

（データ取得処理）
データ取得処理は、光電変換素子１０に印加する電圧を逆方向掃引させ、印加電圧に対応する電流値を測定させることによりＩ−Ｖ特性データを測定させてＩ−Ｖ特性データを取得する処理である。ここで、印加電圧を順方向掃引するのではなく逆方向掃引するのは以下の理由による。すなわち、印加電圧を順方向掃引すると、遅延時間Ｔ_Ａ及び積算時間Ｔ_Ｂが不適当であった場合に図５や図６のような一部の電流値が高くなるＩ−Ｖ特性データが出力されにくく、不良を見逃すおそれがあるが、印加電圧を逆方向掃引すると、遅延時間Ｔ_Ａ及び積算時間Ｔ_Ｂが不適当であった場合に図５や図６のような一部の電流値が高くなるＩ−Ｖ特性データが出力されやすく、不良を発見しやすくなるからである。

このとき、印加電圧は通常、ステップ状に変化され、印加電圧が異なる設定値に変化されるたびに、電流値が測定される。電流値の測定は、印加電圧が異なる設定値に変化されて遅延時間Ｔ_Ａを経過した後に開始され、積算時間Ｔ_Ｂの間、行われる。こうして測定された電流値の平均値が印加電圧に対する電流値として扱われる。

取得された電流値及び印加電圧は、Ｉ−Ｖ特性データ測定装置２０からコンピュータ４０に移送されてコンピュータ４０の記憶部４２に格納される。

（算出処理）
算出処理は、データ取得処理で取得されたＩ−Ｖ特性データに基づいて、上記式（１）で表されるＲの値を算出する処理である。

Ｒは、Ｉ−Ｖ特性データに基づいて作成されるＩ−Ｖ曲線において、印加電圧がＶであるときの点における接線の傾きを表すものである。

Ｒは、ある印加電圧Ｖ_１及びその印加電圧Ｖ_１に最も近い印加電圧Ｖ_２と、それらにそれぞれ対応する電流値Ｉ_１及びＩ_２から、下記（３）式に基づいて算出される。
Ｒ＝（Ｉ_２−Ｉ_１）／（Ｖ_２−Ｖ_１）・・・（３）

算出処理では、プログラムが、コンピュータ４０の記憶部４２に格納されたＩ−Ｖ特性データをメモリ４１上に読み出し、上記（３）式に基づいて演算部４３にてＲの値を算出させる。算出されたＲの値は、コンピュータ４０の記憶部４２に格納される。

（判別処理）
判別処理では、算出処理で算出されて記憶部４２に格納されたＲの値がメモリ４１上に読み出され、このＲの値とδの値との差（＝δ−Ｒ）が０以上であるかどうかが演算部４３で計算される。

判別処理において、δは、光電変換素子１０と同一の構成を有する３個以上の光電変換素子について測定されたＩ−Ｖ特性データにおいて、Ｒｍａｘの平均値をｘとし、Ｒｍａｘの標準偏差をσとしたときに、ｘ＋３σである。Ｒｍａｘは、上記光電変換素子と同一の構成を有する３個以上の光電変換素子の各々について測定されたＩ−Ｖ特性データにおけるＲの最大値を表す。ここで、δを単純にｘとはせずに、ｘ＋３δとしたのは、Ｒの誤差によるばらつきを考慮したものである。ｘ＋３σは、Ｒの正規分布において、Ｒの値が存在する確率が９９．７％となるｘ−３σ〜ｘ＋３σの領域の上限を表すものであり、Ｒがｘ＋３σ以下となる確率が極めて高くなることから、δとしてｘ＋３σを設定したものである。

ここで、Ｒｍａｘの平均値ｘ及びＲｍａｘの標準偏差σを算出する場合、使用する光電変換素子１０の個数は３個以上であればよいが、１０個以上であることが好ましい。この場合、不正確なＩ−Ｖ特性データをより精度よく排除することができる。

（繰返し処理）
繰返し処理においては、測定回数を１回増加させるたびに遅延時間Ｔ_ＡをΔＴ_Ａ増加させてＴ_Ａ＋ΔＴ_Ａとし、積算時間Ｔ_ＢをΔＴ_Ｂ増加させてＴ_Ｂ＋ΔＴ_Ｂに変更する。このときのΔＴ_Ａの値、及び、ΔＴ_Ｂの値は、本実施形態では、予めプログラムで設定されている。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、繰返し処理を行うたびに、遅延時間Ｔ_Ａ及び積算時間Ｔ_Ｂの両方が変更されているが、少なくとも一方が変更されていればよい。このため、遅延時間Ｔ_Ａのみが変更されてもよいし、積算時間Ｔ_Ｂのみが変更されてもよい。

また、上記実施形態では、データ取得処理において、印加電圧が逆方向掃引されているが、片道掃引されればよく、順方向掃引されてもよい。

さらに、上記実施形態では、コンピュータ４０により、上記データ取得処理、上記算出処理及び上記判別処理を行うステップとその後の繰り返し処理を実行させているが、コンピュータ４０の代わりに、上記Ｉ−Ｖ特性データ決定システム１００のオペレータが、上記データ取得処理、上記算出処理及び上記判別処理を行うステップとその後の繰り返しステップを行ってもよい。

１０…光電変換素子
２０…Ｉ−Ｖ特性データ測定装置
４０…コンピュータ
１００…光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ測定システム

Claims (2)

1. 光電変換素子のＩ−Ｖ特性データを決定するための光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定プログラムであって、
   コンピュータに対し、
   前記光電変換素子に接続されたＩ−Ｖ特性データ測定装置に、特定の遅延時間及び積算時間で、前記光電変換素子に印加する電圧を片道掃引させ、印加電圧に対応する電流値を測定させることによりＩ−Ｖ特性データを測定させてＩ−Ｖ特性データを取得するデータ取得処理、
   前記データ取得処理で取得された前記Ｉ−Ｖ特性データに基づいて、下記式（１）で表されるＲを算出する算出処理、及び、
   前記Ｒが下記式（２）を満足するかどうかを判別する判別処理を実行させ、
   前記判別処理で、前記Ｒが下記式（２）を満足しない場合には、前記遅延時間及び前記積算時間の少なくとも一方を変更し、前記Ｒが下記式（２）を満足するまで、前記データ取得処理、前記算出処理及び前記判別処理を行うステップを繰り返す繰返し処理を実行させる、光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定プログラム。
   Ｒ＝ｄＩ（Ｖ）／ｄＶ・・・（１）
   （前記式（１）中、Ｖは、０以上Ｖｏｃ以下の範囲の印加電圧を表し、Ｉ（Ｖ）は、印加電圧がＶであるときに取得される電流値を表し、ＶｏｃはＩ−Ｖ特性データにおいて電流値がゼロのときの電圧を表す。）
   Ｒ≦δ・・・・・・・・・・（２）
   （前記式（２）中、δは、前記光電変換素子と同一の構成を有する３個以上の光電変換素子について測定されたＩ−Ｖ特性データにおいて、Ｒｍａｘの平均値をｘとし、Ｒｍａｘの標準偏差をσとしたときに、ｘ＋３σである。Ｒｍａｘは、前記光電変換素子と同一の構成を有する３個以上の光電変換素子の各々について測定されたＩ−Ｖ特性データにおける前記Ｒの最大値を表す。）
2. 光電変換素子のＩ−Ｖ特性データを決定するための光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定方法であって、
   前記光電変換素子に接続されたＩ−Ｖ特性データ測定装置に、特定の遅延時間及び積算時間で、前記光電変換素子に印加する電圧を片道掃引させ、印加電圧に対応する電流値を測定させることによりＩ−Ｖ特性データを測定させてＩ−Ｖ特性データを取得するデータ取得処理、
   前記Ｉ−Ｖ特性データに基づいて、下記式（１）で表されるＲを算出する算出処理、及び、
   前記Ｒが下記式（２）を満足するかどうかを判別する判別処理
   を行い、
   前記判別処理で、前記Ｒが下記式（２）を満足しない場合には、前記遅延時間及び前記積算時間の少なくとも一方を変更し、前記Ｒが下記式（２）を満足するまで、前記データ取得処理、前記算出処理及び前記判別処理を行うステップを繰り返す繰返し処理を行う、光電変換素子のＩ−Ｖ特性データ決定方法。
   Ｒ＝ｄＩ（Ｖ）／ｄＶ・・・（１）
   （前記式（１）中、Ｖは、０以上Ｖｏｃ以下の範囲の印加電圧を表し、Ｉ（Ｖ）は、印加電圧がＶであるときに取得される電流値を表し、ＶｏｃはＩ−Ｖ特性データにおいて電流値がゼロのときの電圧を表す。）
   Ｒ≦δ・・・・・・・・・・（２）
   （前記式（２）中、δは、前記光電変換素子と同一の構成を有する３個以上の光電変換素子について測定されたＩ−Ｖ特性データにおいて、Ｒｍａｘの平均値をｘとし、Ｒｍａｘの標準偏差をσとしたときに、ｘ＋３σである。Ｒｍａｘは、前記光電変換素子と同一の構成を有する３個以上の光電変換素子の各々について測定されたＩ−Ｖ特性データにおける前記Ｒの最大値を表す。）
   
   

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