独シュトゥットガルト大学、独ユーリッヒ研究センター、独Solarzentrum Stuttgartの研究チームが、市販の安価なデジタルカメラで太陽電池の性能を定量的に測る方法を開発した。これまで高価な産業用カメラで測っていた値を、手を加えた市販のカメラで求める。論文は2026年9月22日付でJournal of Applied Physicsに掲載された。
太陽電池に外から電気を流すと、わずかに赤外線を出して光る。こうした発光を「エレクトロルミネセンス」と呼び、どれだけ効率よく光るかを示す量子効率は、太陽電池の電圧と直接結び付いている。効率よく光る太陽電池ほど、性能が高い。そのため発光を撮影して性能を調べる方法は以前から使われてきたが、測定には綿密に較正した高価な産業用カメラが必要だった。
研究チームが使ったのは、内部の赤外線カット膜を取り除いた市販のカメラである。こうした改造カメラは、赤外線写真や星空の撮影を楽しむ人にも使われている。レンズの前には、目に見える光を遮って赤外線だけを通すフィルターを付け、周囲の明かりの影響を減らした。
課題は、写真の明るさを正確な数値に変えることだった。一般向けのカメラは、光の強さと画像の明るさが比例する範囲と、比例しない範囲を持つ。研究チームは、2つの範囲を見分けて別々に扱う較正の手法を作り、画像の明るさから発光の量子効率と電圧を求められるようにした。論文の筆頭著者Jürgen Werner氏は、発光の画像は明るいか暗いかだけでなく、はるかに多くの定量的な情報を含んでいると述べている。
実証には、45年以上にわたる世代のシリコン太陽電池モジュールを使った。1978年製の初期のモジュールは電圧が約560mVで、変換効率は約6％だった。最新の産業用モジュールは約690mVで、効率は約21％に達した。発光の量子効率は、世代によって0.0007％から0.2％まで開きがあった。
研究チームは今後、較正したカメラで、まだ性能の分かっていない太陽電池やモジュールを測る。同じ手法は、電気を流す代わりに光を当てて光らせる測定にも使え、昼間の屋外での測定にも応用できる可能性があるとしている。