太阳光模拟器就是模拟太阳光光谱和辐照度的仪器。它可用于太阳能电池测试、光催化、化妆品和涂料等材料的耐光实验、光生物的检查与测试等。太阳光模拟器本身体积较小,测试过程不受环境、气候、时间、地点等因素影响,从而避免了室外测量的各种因素限制。太阳光模拟器具备光束准直、光斑均匀、光谱与太阳光匹配的特点,使用户足不出户即可完成需要太阳光照射条件的实验,适用于非晶薄膜、单晶硅、多晶硅、染料敏化、有机、III-V族半导体等各种不同类型的太阳电池。太阳光模拟器的光源从何而来?上海太阳能电池模拟太阳光项目
太阳光模拟器电源的设计相对较为简单,主要是恒流和恒压以及调光控制,稳态电源可以作为模块使用。需要注意的是,太阳模拟器的供电电源是大功率器件,光源的点燃瞬间一般需要大的启动电压,而气体被击穿后瞬间产生大电流,这是会在空间中产生的电磁波,因此需要做好EMC方面的防护,以免烧坏其他器件。另外当使用多灯照明时,需要考虑相互之间输出的功率匹配,因此一般会有一个输出反馈控制的回路。太阳电池对不同波长的光具有不同的响应,就是说辐照度相同而光谱成分不同的光照射到同一太阳电池上,其效果是不同的,太阳光是各种波长的复合光,它所含的光谱成分组成光谱分布曲线,而且其光谱分布也随地点、时间及其它条件的差异而不同,在大气层外情况很单纯,太阳光谱几乎相当于6000K的黑体辐射光谱,称为AMO光谱。在地面上,因为太阳光透过大气层后被吸收掉一部分,这种吸收和大气层的厚度及组成有关,因此是选择性吸收,结果导致非常复杂的光谱分布。上海太阳能电池模拟太阳光项目太阳模拟器普遍应用于太阳能电池特性测试,光电材料特性测试等。
太阳光模拟器并不只有只有是一个模拟太阳光的光源,它还包括了一整套的测试系统。太阳电池是一种非线性元件,在电池/组件的性能进行测试时,一般通过测试一整条IV曲线来判断。软件系统是人机交换的窗口,一个良好的系统一定要有一个良好的软件和其相匹配。对于太阳模拟器的测试模块必然也要有一个软件系统,它主要起到两个作用:一是系统控制;二是A/D采集信息的处理和分析。系统控制方面,软件系统要做到控制的便捷化、自动化,以减少人对仪器的直接操作。数据的分析与处理方面,先是通过数据拟合出一条IV曲线,并通过这些数据给出太阳电池的相关参数,比如开路电压、短路电流、功率等信息,并且通过合适的算法给出串联电阻,并联电阻等信息。由于LABVIEW软件具有良好的控制功能,并且自带很多算法模块,因此当前业界普遍采用这一软件搭建测试系统软件。
太阳光模拟器主要部件的作用分别是什么?1、氙灯:作为发光源,惰性气体放电,辐射效率高,且大部分辐射集中在可见光和近红外区,与太阳电池的吸收谱匹配较好。2、金属椭球面反射镜:用于太阳光模拟器的反射聚光系统,收集脉冲氙灯的辐射能量。3、准直物镜:对匀光后的光束进行准直,实现平行光输出。4、光学积分器:用于匀光,实现均匀辐照。由前后两个透镜阵列组成,可以将由椭圆聚光镜的光线交错叠加进行匀光。5、大气质量滤光片:通过特殊膜系曲线设计滤光片,使得氙灯光谱和标准太阳光谱一致。太阳模拟器可通过此测试对零部件或整车在照射后性能的更改进行评估。
太阳光模拟器技术特点有哪些?1、恒定光强,在测试区间保证光强恒定,确保测试数据真实可靠,闪灯脉宽0~100ms连续可调,适应不同的电池片测量。2、数字化控制保证测试精度;硬件参数可编程控制,简化设备调试和维护。3、采用2M×4路高速同步采集卡,更多还原测试曲线细节,准确反映被测电池片的实际工作情况。采用红外测温,真实反映电池片的温度变化,并自动完成温度补偿。4、自动控制,在整个测试区间实时侦测电池片和主要单元电路的工作状态,并提供软/硬件保护,保证设备的可靠运行。5、仿照人造光,类似于阳光。通过应用这种人为的光光伏电池和其他样品,材料评价太阳能电池和其它样本是来之不易的。太阳光模拟器提供一个可控的室内实验设施用于太阳能光伏组件的测试。山西AM0模拟太阳光器
定制太阳光模拟器普遍用于物体光学反射特性分析,材料老化耐久测试,太阳能电池特性分析等应用。上海太阳能电池模拟太阳光项目
该如何判断太阳光模拟器的性能好坏?(1)辐照时间不稳定性:辐照稳定性是标准的第三项性能参数指标,它要求模拟器的输出光束长时间保持稳定的照度以确保太阳能电池效率测定的性。对于辐照不稳定性,还细分为长期不稳定性(LTI)和短期不稳定性(STI),分别对应整个IV测试过程中辐照度的变化和取点过程中辐照度的变化。(2)辐照空间不均匀性:在测试区域的辐照度应达到一定的均匀度要求。计算方法如下:不均匀度=(大辐照度-小辐照度)/(大辐照度+小辐照度)×100%。光照均匀性是难达到和保持的一项指标,工作面积上的强光点会导致被测电池效率产生严重误差,并导致电池分级错误。均匀度太阳光模拟器就能将这种强光点对产品的影响降到低,其空间均匀性严格控制于≤2%。上海太阳能电池模拟太阳光项目