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[font=&]【题名】: 光阑扩束均匀光源的理论分析[/font][font=&]【链接】:[/font]https://xueshu.baidu.com/usercenter/paper/show?paperid=23de92fd5a098b10eb58e65ca4b30e75
把太阳搬回实验室太阳不是梦想 太阳模拟器作为光源,在某中意义上说,可以等同于太阳光源,可以模拟太阳光照射。由于太阳模拟器本身体积较小,测试过程不受环境、气候、时间等因素影响,从而避免了室外测量的各种因素限制。太阳模拟器广泛应用于太阳能电池特性测试,光电材料特性测试,生物化学相关测试,光学催化降解加速研究,皮肤化妆用品检测,环境研究等。一、太阳模拟器特性:1. 可以实现不同光照面积测试,从2inch×2inch到8inch×8inch不等。2. 可以达到A类标准。3. 寿命长,实用性更强。4. 采用温度监控、内部自锁等,测试过程更加安全。二、太阳模拟器评定标准:光谱匹配 光谱匹配标准规定了太阳模拟器在六个光谱范围内的积分百分比,太阳模拟器的光谱偏差必须在相应的标准规定的范围内。A类标准规定在75%到125%之间。为了是太阳模拟器光谱匹配达到相应的标准,可以采用合适的滤光片,合适的滤光片可以将没有经过任何处理的灯光重新进行整合,改变其光谱分布,达到相应的标准要求。辐射空间均匀性 对于太阳模拟器来说,工作区域辐射均匀性是最难实现的。辐射不均匀就有可能导致得出错误的太阳能电池效率,影响太阳能电池的封装。A类太阳模拟器将这中影响降低到了最小,辐射均匀性严格控制在±2%以内。时间稳定性 太阳模拟器输出光的时间稳定性是为了保证光强的波动不会影响太阳能电池效率的测量。光密度控制系统可以将太阳模拟器的光强波动控制在1%以内,即使没有光密度控制系统,同样可以达到相应的标准。三、太阳模拟器关键组成:1. 光室光室为氙灯提供了一个安全的空间,在光室里面有安全自锁系统,用来保证操作的安全性和系统的安全。积分器风扇和滤光片风扇用来保证光学器件的正常运转,并维持光室的温度。2. 快门在太阳模拟器内部有一个稳定的快门,用来控制工作环境,该快门可以实现1000000次开关,实际工作中甚至更多。该快门开关时间只用200ms,可以通过接触控制、逻辑输入控制,也可以通过按钮开关进行直接控制。3. 氙灯采用连续发光系统,从而避免了脉冲式氙灯光源受到太阳能电池材料响应时间的限制,氙灯为无臭氧短弧氙灯。1.5G滤光片 同时采用1.5G滤光片和氙灯就可达到A类太阳模拟器标准。电源 高品质电源可以为氙灯提供稳定的功率,并且可以检测氙灯的寿命。当氙灯寿命接近结束的时候,建议更换氙灯,否则将有可能会影响光谱特性。
光伏行业发展初期,晶体硅电池和组件达到批量化生产时,BAA级的模拟器被行业普遍使用,但随着行业的发展和科学技术的进步,尤其是现在各种不同技术类型和不同规格的光伏电池/组件的产品的涌现,其B级光谱的限制性和对多标准板的要求以及测试误差的过大,对AAA级的模拟器成为行业的必然需求,即 A(光谱等级)A(辐照不均匀度等级)A(辐照不稳定性等级,通常指LTI)。 1.光谱对测试结果的影响 不同基材的电池光谱响应差别很大。实际上,即使基材相同的电池在生产过程中由于晶体生长或其它条件和工艺等的差异,也会导致光谱响应的差异,由于无法保证校准设备时使用的标准电池和其它被测电池的绝对一致性,因此如果要得到更为准确的结果,就需要高等级光谱的太阳模拟器。 2.光强均匀性对测试结果的影响 晶体硅太阳电池组件中单体电池之间焊接不良及同串单体电池IV特性不匹配等因素会导致输出功率降低。在工业上,为了防止由以上原因造成的热斑效应和功率消耗,在组件制造时一般都会在每十几片串联的电池片两端并上旁路二极管。这样做虽可降低组件的热斑效应,但同时也可能会使组件的IV特性曲线出现畸变。造成热斑效应的原因有很多,其中两个主要的原因是:一是电池组件本身工艺或品质造成的单体电池IV特性不匹配,二是遮盖等外界原因造成的组件受光不均匀。 因此,一个光强均匀性良好的太阳模拟器,可以通过测试从一定程度上反映出太阳电池组件的单体电池IV特性不匹配的问题。 模拟器的光均匀性还会影响测试结果的FF,如果模拟器的光均匀度不好,一般情况下,测试IV曲线的FF就会比实际值偏小。 3.辐照不稳定度对测试结果的影响 辐照稳定度对测试结果的影响是很容易理解的,模拟器辐照不稳定,就必然会造成测试结果不稳定,辐照稳定度保证了所测试的I-V特性是在同一条件下量测的,为数据的可参考性提供了前提。