Solaris クラスA+AA ソーラーシミュレータ

主な仕様

• シミュレータクラス：Class A+AA
• ランプタイプ：キセノン
• ビーム均一性：≤2%
• 標準出力：100mW/cm² (1 Sun) ±20%、減衰器により0.1～1.0 Sunの範囲で調整可能
• スペクトル整合等級：A+ (IEC 60904-9 2020)
• 時間的不安定性等級：A (IEC 60904-9 2020)
• 均一性：≤2%
• 均一性等級：A (IEC 60904-9 2020)
• ラインレギュレーション：0.01%

クラスA+ スペクトルマッチ

ソーラーシミュレータのクラス表記における最初の文字は「スペクトルマッチ」を示します。理想的なスペクトルマッチは、6つの波長帯域における積分光強度の比率に基づいて評価されます。クラスA+のスペクトルマッチとは、各波長帯域の光強度が理想値の 0.875～1.125倍以内 に収まることを意味します。 AM 1.5G スペクトル補正フィルタを搭載したすべてのNewport Solarisソーラーシミュレータは、IECクラスA+要件を満たすことが確認されています。

クラスA 照度空間均一性

ソーラーシミュレータのクラス表記における2文字目は、照射面における光強度の均一性を示します。この要件は最も達成・維持が難しく、ホットスポット（局所的な高照度）が生じるとセル効率測定に大きな誤差をもたらします。

クラスAの空間均一性基準では、照度のばらつきを2%以内（≤2%）に抑える必要があります。下図は代表的な2×2インチの照射エリアにおける照度分布を示したもので、各装置には出荷時に照度非均一性プロットが添付されます。

クラスA 時間安定性

ソーラーシミュレータの3つ目の性能要件は「時間安定性」です。出力光が時間的に安定していなければ、ランプのフリッカーがセル効率測定を歪める可能性があります。

Newportのソーラーシミュレータは、IEC・ASTM・JISの各規格で定義された時間安定性要件を容易に満たしています。IEC 60904-9（2007）では短期不安定性を最大0.5%以下と定義しており、1.6 kWモデルでの典型的な測定結果は0.369%（50 ms間隔）です。

エアマス 1.5Gフィルタ

ランプとエアマスフィルタの組み合わせにより、特性上のクラスA+スペクトルマッチが得られます。Air Mass 1.5Gフィルタは、1 SUN照射条件下でも劣化することなく光学特性を維持します。

キセノンアークランプ

NewportソーラーシミュレータはCW（連続波）方式を採用しており、フラッシュランプ方式のような応答時間の制約がないため、試験前にセルを安定した光照射下に保持できます。ランプにはオゾンフリー短アーク型キセノンランプを使用し、出荷時に各光源をランプ付きで認証しています。

ランプは1,000時間のスペクトル性能保証を持ち、通常は2,000時間程度まで動作可能です。生産ラインでの継続使用には、交換用ランプとアライメント治具の併用を推奨します。

電源ユニット

Newportの安定化電源は、50年以上にわたる高電圧電源設計の経験を基に開発され、キセノンランプに常に一定の電力を供給します。CE準拠、ユニバーサル入力対応で、世界各国で使用可能です。

ランプ使用時間は電源側で累積管理でき、定格寿命の終わりで交換することで1SUN出力とスペクトル特性を維持します。定格寿命を超えると、出力低下およびスペクトル変化が顕著になります。

スペクトルカバレッジと分光偏差

IEC 60904-9:2020では、「スペクトルカバレッジ」と「スペクトル偏差（Spectral Divergence）」の報告が求められます。
Solarisシリーズはこれらの要件に基づき試験・認証され、結果は各装置の証明書に記載されています。グラフでは、300～1200 nmの全波長範囲に対してどの程度均一に照射できるか、およびAM1.5G標準との偏差をパーセントで示しています。

内蔵可変減光機構

全てのNewportソーラーシミュレータには、可変アパーチャ機構が統合されており、0.1～1.0 SUNまでの連続的な照度調整が可能です。部分照射時でもIEC・JIS・ASTMの各基準における最低クラスBの均一性を維持します。ダイヤル操作のみで簡単に減光でき、スペクトル性能・時間安定性ともにクラスA品質を保持します。

内蔵シャッター

生産環境での長期運用を想定し、耐久性に優れた単一ブレード式シャッターを標準搭載。100万回以上の開閉に対応し、実際の使用環境では1,000万回超の実績があります。最小露光時間は200 ms、外部トリガー入力または本体スイッチにより制御可能です。

出力ビーム方向の指定可能

標準の下向き照射に加え、上向き（SR1）または横向き（SR3/SR4）構成に変更可能です。試料を真下に設置できない実験セットアップや、グローブボックス下からの照射に最適です。背面電極付きセルの接続にも便利で、試料全体を確実に照射できます。

最大照射面積 12 × 12 インチモデル

305 mm × 305 mm（12 × 12 インチ）の大面積出力モデルもラインアップ。大型モジュールや複数デバイスの同時試験に最適で、最高クラスのシミュレータ性能を維持します。

Oriel Sol3A ソーラーシミュレータの維持管理

Newportソーラーシミュレータは、ランプの定格寿命内でクラス認証性能を維持します。ランプ交換時には再アライメントを行うことで、出荷時性能を確保できます。照度均一性は維持が最も難しい要件であり、延長保証・設置サービスも用意されています。

オプション：基準セル

ソーラーシミュレータの校正およびセルのI–V特性測定には、校正済みリファレンスセルが欠かせません。Oriel 91150Vモデルは、単結晶シリコンセル（2 × 2 cm）と温度測定用熱電対、リードアウトメータを備えています。

本セルは IEC 60904-2 に準拠して組立てられ、NIST認定ISO-17025校正を受けており、NRELおよび国際単位系（SI）にトレーサブルです。出力は「SUN」単位で表示され、1 SUN＝1000 W/m²（25 °C, AM 1.5G）に相当します。また、石英窓の代わりにKG5窓付きモデルも選択可能です。

Orielソーラーシミュレータセットアップデモ

下の動画では、ソーラーシミュレータの設置・立ち上げ手順をわかりやすく紹介しています。

フォトボルタイク校正ラボ

Newportでは、世界でも数少ない商業用太陽電池・校正試験ラボを運営しています。
本ラボは A2LA認定 ISO/IEC 17025 準拠で、ASTM E948およびE1021に基づく最先端の測定設備を備えています。試作セルの性能評価やリファレンスセルの校正を依頼可能で、柔軟なスケジュールと短納期対応を提供します。

太陽電池のI–V特性評価

PVセルの電流–電圧（I–V）特性測定用ソリューションを提供しています。試験セルの発生電流に応じて、1 Aまたは10 A構成を選択可能。ソースメータ、ケーブル、I–Vテストソフトウェアを含み、迅速で簡単なデータ取得が可能です。温度制御やプロービングなどのオプションも揃っており、Newport製ソーラーシミュレータ全モデルと互換性があります。