太阳模拟器是用来模拟太阳光的仪器,通常应用在光伏测试领域里,配合数据处理及采集设备实现太阳电池电参数的测量,这些参数不但能够从一定程度上反应出电池的性能,也关系到电池出厂的等级和价格。模拟器可产生接近阳光的持续稳定的光照,是各种太阳电池及光电器件的光电特性测试的优良设备,特别是对于各种薄膜电池、染料敏化电池等响应时间较长的太阳电池的测试,采用高压氙灯光源和同轴准直光学系统,具有辐照强度高、辐照均匀性好的特点,适用于各种太阳电池及光电器件的光电特性的测试。太阳模拟器是一个可以控制环境条件进行测试的组合配置。上海汽车太阳光模拟光源
太阳模拟器的使用应满足这些条件:1、太阳模拟器有很宽的光谱范围。目前市场上LED产品种类繁多。通过组合不同波长的发光二极管,可以覆盖阳光的整个光谱范围。安全可控,LED的工作电压很低,由低压恒流源驱动,比高压脉冲启动的氙灯更安全、稳定、可控;使用寿命长,LED光源的使用寿命在数万小时左右,远远长于卤钨灯、氙灯等光源;亮度等级范围宽,LED的亮度可以通过电流控制。电流的大小影响LED灯的亮度,但不影响LED灯的波长。因此,模拟器的总辐照度调节范围很大。2、太阳模拟器的测试要求测试光源的准直角度接近太阳在地面的视角,测试结果会严重偏离实际情况。特别设计的同轴准直光学系统可以产生准直角优于0.5°的高度准直模拟光,光强达到一个太阳常数,解决了元器件测试的难题。汽车太阳光模拟系统太阳光模拟器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。
太阳光模拟器可以应用在哪些领域?太阳光模拟器作为光源,在某种意义上说,可以等同于太阳光源,可以模拟太阳光照射。太阳光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,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。随着太阳能光伏产业的蓬勃发展,太阳光模拟器的光谱匹配性能测试也越趋重要。针对大多数采用脉冲氙灯作为光源的设备,理想的测试状态是采集一个脉冲周期内的辐射光谱,进而判断该太阳光模拟器的光谱等级。
太阳模拟器的性能:1、连续可调的辐照度:此光源电功率为500W,总辐照度自800W/平方米至3000W/平方米连续可调,不只可以根据实验环境和要求的不同调整光强输出,而且在灯泡长时间使用能量衰减后还可以通过调整光强输出而保证1000W/平方米(即100mw/平方厘米)的总辐照度。2、光谱匹配和光谱选择:太阳模拟光源采用AM1.5G标准光谱输出,日光光谱拟合度达99%以上。另外可以根据实验要求不同加装各种规格滤光片,使实验所需光谱范围可以人为控制。3、辐照稳定度:氙灯光源采用高稳定电源系统和循环风冷系统,在一定程度上保证了光源输出的稳定度。大功率太阳模拟器采用电源与灯箱分体设计。
太阳光模拟器评价指标:1、光谱匹配度:光谱匹配度定义为在6个光谱波段内,积分得到的光谱辐照度占总辐照度的百分比,与标准太阳光谱中各个波段所占百分比的比例。例如A级光谱匹配度规定,各个波段的占比与标准光谱的占比的比例,范围不得超过0.75-1.25。2、空间不均匀度:在有效工作区域内的光辐照不均匀度是优良太阳模拟器的一项重要指标。在使用太阳模拟器进行光伏测试中,不均匀的光辐照会造成测试结果的严重偏差,从而导致太阳能电池测量效率或分级的错误。而高均匀度的太阳模拟器可以提供更加精确的测试条件与结果。高均匀度的太阳模拟器可以提供更加的测试条件与结果。上海汽车太阳光模拟光源
太阳光模拟器采用散热结构,延长了灯泡的使用寿命。上海汽车太阳光模拟光源
太阳光模拟器主要结构组成:1、电源:太阳光模拟器采用品质高的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。2、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。3、1.5G滤光片:同时采用1.5G滤光片和氙灯就可达到A类太阳光模拟器标准。4、快门:在太阳光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。上海汽车太阳光模拟光源