一、 はじめに：なぜIEC 60904-1はそんなに重要ですか。

太陽光発電製品の開発、生産、認証、取引において、その核心性能指標――最大電力（Pmax）、開放電圧（Voc）、短絡電流（Isc）、充填因子（FF）――いずれもI−V特性曲線に直接由来する。測定方法が統一されていなければ、異なる実験室、異なる設備で測定されたデータは比べ物にならず、業界全体の貿易と技術交流は混乱に陥るだろう。

IEC 60904-1の核心的な目的は測定方法を規範化し、いかなる基準を満たす実験室において、同じサンプルに対して試験を行い、すべて高度に一致した結果を得ることができることを確保する。これはIEC 61215（コンポーネント耐久性）、IEC 61646（薄膜コンポーネント）など、他のほとんどの光起電力試験規格の電力測定基礎は、「標準における標準」と言える。

二、 コア試験条件：標準試験条件（STC）

IEC 60904-1で規定された測定は、標準試験条件（標準試験条件、STC）をクリックします。これはすべてのデータの比較の基準点です。STCは、

·放射照度（放射性）: 1000W/m²

·バッテリ温度（細胞温度）: 25℃

·スペクトル（スペクトラム）： 1.5GのAM（大気質は1.5のグローバル標準スペクトル）

解読ポイント：

1. バッテリ温度 ≠周囲温度：標準的な明確な要求は「電池接合温度」が25°Cであることである。実際のテストでは、コンポーネントは動作中に熱を発生し、その温度は通常環境温度より高い。したがって、テストは通常、温度制御プラットフォーム上で行われ、温度センサを介してリアルタイムで監視し、25°Cに修正する必要があります。

2. スペクトルマッチング：シミュレータ光源のスペクトルはAM 1.5 G標準スペクトルと高度に一致しなければならない。スペクトル不一致は測定誤差を引き起こす主な源の一つである。標準ではスペクトル整合度（Spectral Match）によって拘束され、所与の帯域での整合度は0.75〜1.25であることが要求される。

3. 放射照度均一性：平面上の放射照度ムラをテストすると、測定誤差、特に大面積アセンブリに対して発生します。基準は放射照度の時空均一性を厳格に要求している。

三、 キーデバイス要件とキャリブレーション

1.ソーラーシミュレータ（Solar Simulator）

ソーラーシミュレータは再現STCにおける「光」の条件のキーデバイス。標準には次の3つの重要な評価があります。

·スペクトル整合度（スペクトラルマッチ：上述の通り。

·放射照度不均一性（放射性の不均一性：試験領域全体における不均一性は±2%未満であること。

·時間不安定性（不安定性（Temporary instability）：測定中、放射照度の変動は±1%未満でなければならない。

実験室は優先的に選択すべきであるシミュレータを使用して最高測定精度を確保します。

2.四線方式（Kelvin Sensing）測定

標準的で強く推奨される使用方法よんせんしきそくていほうを参照してください。I−V曲線これは、試験回路にはワイヤ抵抗と接触抵抗が存在し、これらの抵抗は大電流を測定する際に顕著な電圧降下を生じ、電力測定値が低下するためである。

·**force線（Force Lines）：**は電流を輸送する責任があり、線径が太く、大電流を積載するために使用される。

·**sense線（Sense Lines）：**は電圧測定を担当し、線径が細く、直接デバイスの両端で真実の電圧を探知し、導線上の電圧降下を回避した。

四線法を用いた測定は正確なものであるVoc、Pmax、FFのキー。

3.温度制御と測定

·温度制御プラットフォーム：通常は金属板であり、内部に冷却液が通っており、サンプルを25°Cに急速に安定させることができる。プラットフォーム表面の温度均一性は極めて重要である。

·温度センサー：PT 100/1000などの較正された高精度センサーを使用する必要があります。センサはサンプルの背面に緊密に取り付けられ、サンプルの平均温度を表すことができる位置にできるだけ近づけなければならない。アセンブリでは、通常、複数のセンサを使用して平均値をとる必要があります。

4.リファレンスデバイス（Reference Device）

絶対放射照度の直接測定は非常に困難であるため、実験室では一般的に使用されているキャリブレーションされたリファレンスコンポーネント/バッテリ（Reference Cell/Module）を使用してシミュレータの放射照度レベルを1000 W/m²に設定して監視します。

·キャリブレーショントレース：参照デバイスは、NREL、ISE、ESTIなどの定期的に実験室に送られ、より高いレベルの基準に基づいて較正され、その量の値が国際基準にさかのぼることができるようにしなければならない。

·スペクトル応答整合：理想的には、シミュレータスペクトルとAM 1.5 Gの偏差による誤差（スペクトル不整合誤差）を低減するために、測定対象デバイスと参照デバイスのスペクトル応答はできるだけ一致しなければならない。一致しない場合は、誤差計算と修正が必要です。

四、 テストプロセスとデータ処理

1. 前処理（安定性）：試料は試験前にSTC付近または関連規格の要求に基づいて十分な光照射を行い、性能を安定させる必要がある。

2. 設定条件：参照デバイスを使用してシミュレータの放射照度を1000 W/m²に調整します。温度制御プラットフォームを25°Cに設定し、安定させる（熱結合を考慮する必要があり、実際のプラットフォーム温度は25℃ではない可能性がある）。

3. 測定：試料温度が安定し、放射照度が安定した後、急速にI−Vスキャンを行った。走査速度は、デバイス温度が走査中に変化しないように十分に速くなければならない。

4. 温度と放射照度補正：測定された生データ（Iraw，Vraw）が正確な25°Cと1000 W/m²で取得されていない場合は、標準で提供されている数式に基づいてSTC下に修正する必要があります。

o電流補正：Iscは放射照度と線形比例関係にある。

o電圧補正：Vocは温度と負の相関関係を持つ（約−0.3%/°C for Si）。

5. レポート：最終報告書には修正後のI-V曲線を含め、Voc、Isc、Pmax、Vmp、Imp、FF及び実際の試験条件（放射照度、温度）を明示的に表示しなければならない。

五、 一般的な課題とベストプラクティス

·スペクトル不整合誤差：これが最大の誤差源です。対応策は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、CIGS、ペロブスカイトなどの測定対象デバイスの技術タイプに合わせた参照デバイスを使用することです。

·温度制御が正しくない：サンプルと温度制御プラットフォームの良好な熱接触（熱伝導性接着剤を使用）を確保し、十分な安定時間を与える。

·スキャン速度が不適切：スキャンが遅すぎると温度が上昇し、スキャンが速すぎると容量効果が曲線形状に影響する可能性があります。デバイス容量とシミュレータ性能に応じてスキャン速度を最適化する必要があります。

·設備の校正：シミュレータ性能検査、電気パラメータ校正（マルチメータ、電子負荷）、温度センサ校正を含む厳格な定期校正計画を確立する。

六、 まとめ

IEC 60904-1は、光起電力の世界に共通の言語とスケールを提供しています。技術的な詳細を深く理解し、設備、環境、操作プロセスに対する要求に厳格に従うことは、信頼性、再現性、比較可能な光電性能データを得る方法である。n型TOPCN、HJT、ペロブスカイトなどの新技術の出現に伴い、テストの正確性に対してより高い要求を提出し、IEC 60904-1の基本原則を厳守し、その背後にある物理的意義を理解することは、技術革新の推進と市場の公平な貿易の保障にとって極めて重要である。