太陽模擬器的測(cè)試要求測(cè)試光源的準(zhǔn)直角接近地面上太陽的視角,測(cè)試結(jié)果與實(shí)際情況將會(huì)有嚴(yán)重的偏差,采用特別設(shè)計(jì)的同軸準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng),能產(chǎn)生準(zhǔn)直角優(yōu)于0.5°的高準(zhǔn)直模擬光,同時(shí)光強(qiáng)達(dá)到一個(gè)太陽常數(shù),解決了組件測(cè)試的難題。太陽模擬器光譜范圍廣,目前市場(chǎng)上已有多種波長的LED產(chǎn)品,通過不同波長的LED組合,可覆蓋太陽光的整個(gè)光譜范圍;安全穩(wěn)定可控,LED工作的電壓很低,使用低壓恒流源驅(qū)動(dòng),相對(duì)于氙燈采用高壓脈沖啟動(dòng),更加安全穩(wěn)定可控;使用壽命長,LED光源的壽命約為幾萬小時(shí),遠(yuǎn)比鹵鎢燈氙燈等光源壽命長;亮度調(diào)節(jié)范圍廣,LED的亮度可以通過電流來控制,電流的大小只影響LED發(fā)光的亮度,不會(huì)影響LED發(fā)光的波長,因此太陽光模擬器的總輻照度調(diào)節(jié)范圍很大。太陽模擬器可給出不同波段范圍內(nèi)的匹配度。自然光模擬器
太陽光模擬器是利用人工光源模擬太陽光輻射,以克服太陽光輻射受時(shí)間和氣候影響,并且總輻照度不能調(diào)節(jié)等缺點(diǎn),普遍用于航空航天、光伏、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域,主要是由光源、供電及控制電路、計(jì)算機(jī)等部分構(gòu)成的,狹義上的太陽光模擬器只包含光源、供電及控制電路、計(jì)算機(jī)等組成部分,即只是模擬太陽輻射的光源,而以下所述太陽模擬器均指用于光伏檢測(cè)太陽模擬器,除了光源、供電及控制電路、計(jì)算機(jī)三部分外,其一般還包含電子負(fù)載、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等功能模塊,根據(jù)其使用場(chǎng)合不同,一般分為空間用太陽模擬器和地面用太陽模擬器。金鹵燈太陽光模擬光源太陽光模擬器可適用于單晶硅、多晶硅、非晶硅、染料敏化、有機(jī)、鈣鈦礦等各種太陽能電池的模擬。
太陽光模擬器是可照射接近標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜的虛擬陽光,實(shí)際太陽光的特性有強(qiáng)度、光譜、空間均勻性。大家比較忽略的是模擬器光源的發(fā)散角度,太陽光是平行光,發(fā)散半角在0.25度。太陽光模擬器在光學(xué)設(shè)計(jì)上要滿足前述光譜光強(qiáng)及均勻性三個(gè)要求達(dá)到3A等級(jí),已屬不易,又要考慮發(fā)散角度就更加困難。我們可以想像太陽距離我們數(shù)公里,對(duì)地面上來說已經(jīng)接近是無限遠(yuǎn)的距離,接近為一個(gè)理想的點(diǎn)光源。現(xiàn)實(shí)中要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)強(qiáng)度高的無限小的點(diǎn)光源,是十分困難;燈泡功率越高,燈心就越大,除非把它光路拉到很長,像太陽一樣,但又會(huì)損失很光能量,難以讓照射面達(dá)到要求。而達(dá)到包含發(fā)散角度的這些要求后,成本又必須是要合理的,才能有實(shí)用的價(jià)值。
太陽光模擬器的優(yōu)勢(shì):1、只需對(duì)樣品稍微加熱就能產(chǎn)生很強(qiáng)的紫外輻射。2、按需要隨時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),不必考慮天氣條件和當(dāng)日時(shí)間。3、使用能輕松互換的濾光片改變輸出光束的形狀。4、可以用來模擬實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)所需的真實(shí)太陽光輻照條件,可實(shí)現(xiàn)全天候不間斷的光輻照條件,使實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)不受測(cè)試條件與環(huán)境的約束,因而其在光伏器件的研究和質(zhì)檢中被普遍的應(yīng)用。5、太陽光模擬器應(yīng)具備光束準(zhǔn)直、光斑均勻、輻照穩(wěn)定、且與太陽光譜匹配的特點(diǎn),使用戶可足不出戶的完成需要太陽光照條件的測(cè)試,可適用于單晶硅、多晶硅、非晶硅、染料敏化、有機(jī)、鈣鈦礦等各種太陽能電池的模擬太陽光照條件的應(yīng)用。太陽模擬器可完成需要太陽光照射條件的實(shí)驗(yàn)。
這些指標(biāo)足以說明大面積太陽光模擬器的性能特點(diǎn):1、光譜匹配度:光譜匹配度定義為模擬光與真實(shí)太陽光在400-500納米、500-600納米、600-700納米、700-800納米、800-900納米、900-1100納米六個(gè)光譜范圍內(nèi)的匹配程度,分別用百分比表示。根據(jù)數(shù)據(jù)的偏差,對(duì)模擬器的匹配程度進(jìn)行分類。2、輻照空間的不均勻性:測(cè)試區(qū)域太陽光模擬器的輻照度應(yīng)滿足一定的均勻性要求。光照的均勻性是很難達(dá)到和保持的一個(gè)指標(biāo)。工作區(qū)域上的亮點(diǎn)會(huì)使被測(cè)電池的效率產(chǎn)生嚴(yán)重誤差,并導(dǎo)致錯(cuò)誤的電池分級(jí)。太陽光模擬器可用于太陽能電池測(cè)試、光催化、化妝品和涂料等材料的耐光實(shí)驗(yàn)、光生物的檢查與測(cè)試等。自然光模擬器
太陽模擬器的測(cè)試要求測(cè)試光源的準(zhǔn)直角度接近太陽在地面的視角,測(cè)試結(jié)果會(huì)嚴(yán)重偏離實(shí)際情況。自然光模擬器
太陽模擬器可以按照不同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類。1、按照測(cè)試面積分類:根據(jù)太陽模擬器的有效輻照面的大小,一般可以分為單片太陽電池測(cè)試儀和太陽電池組件測(cè)試儀。單片太陽電池測(cè)試儀一般用于電池片廠商的功率測(cè)試及分選,以及太陽電池組件生產(chǎn)前的功率測(cè)試及分選,其測(cè)試面積較小,可以測(cè)試常規(guī)的125、156太陽電池。太陽電池組件測(cè)試儀一般用于太陽電池組件出廠前的功率測(cè)試,一般測(cè)試面積較大。2、按照光源脈沖時(shí)間分類:根據(jù)光源脈沖特性,可以將太陽模擬器分為穩(wěn)態(tài)太陽模擬器、單次脈沖太陽模擬器和多次閃光太陽模擬器。自然光模擬器