太阳光模拟器在光伏行业中的测试仪器,它的技术发展体现整个光伏业的技术状况。是一种在室内模拟太阳光的设备,在光伏行业,它主要用于太阳电池和组件的电性能测试、光老化试验,热板耐久试验等。根据根据太阳模拟器光源的脉冲特性和产生光的方式可以将太阳模拟器分为稳态模拟器、单脉冲模拟器、多次闪光模拟器。稳态模拟器使用一个稳态光源作为太阳模拟器的光源,在做IV曲线时,它无需快速的测量与信号采集,主要用于研究所及研发、认证实验室。太阳光模拟器的辐照度应满足一定的均匀性要求。上海BBB太阳光模拟项目
太阳模拟器的技术要求:1、总辐照度:模拟器必须能够在测试平面上达到1000W/平方米的标准辐照度(用标准电池测量),并根据需要可对辐照度在标准辐照度值上下进行一定的调节。2、光谱匹配:高准直太阳模拟器光谱辐照度分布应与标准光谱辐照度分布匹配。等级A的匹配度在0.75~1.25,等级B的匹配度在0.6~1.4,等级C的匹配度在0.4~2.0。3、均匀度:在测试平面上,指定测试区域内的辐照度应该达到一定的均匀度,辐照度用合适的探测器量测。等级A的辐照均匀度<=+/-2%,等级B的辐照均匀度<=+/-5%,等级C的辐照均匀度<=+/-10%。上海日光模拟光谱太阳光模拟器可同时解决准直性、辐照度均匀性、光谱匹配性三大技术指标的难度较高的问题。
太阳光模拟器的组成:太阳光模拟器由光源、储能供电电路、触发电路、电子负载、采集电路以及计算机等模块组成,在整个太阳模拟器中,其中的关键部件可以分成六个模块,它们是:光源,储能供电模块,滤光系统,匀光系统,电子负载,软件系统。太阳光模拟器的优点:太阳光模拟器具有高辐照度、大尺寸光斑、均匀性和稳定性良好、长时间持续工作等优势,各项技术指标均处于国内水平。太阳模拟器的投入使用,有效提高了真空环境下目标的测量范围和测量精度,对我国模拟测量工作具有重要意义。
太阳光模拟器的基本原理:太阳光在其到达地球的平均距离处的自由空间中的辐射强度被定义为太阳能常数,取值为1353W/m2。而大气对地球表面接受太阳光的影响都被定义为大气质量(airmass)。大气质量为零的状态(AM0),是指在地球外空间接受太阳光的情况,适用于人造卫星和宇宙飞船等应用场合;大气质量为1的状态(AM1),是指太阳光直接垂直照射到地球表面的情况,其入射光功率为925W/m2,相当于晴朗夏日在海平面上所承受的太阳光。这两种的区别在于大气对太阳光的衰减,主要包括臭氧层对紫外线的吸收、水蒸气对红外线的吸收以及大气中尘埃和悬浮物的散射等。在太阳光入射角与地面夹角θ时,大气质量为AM=secθ,当θ=48.2°时,大气质量为AM1.5,是指典型晴天时太阳光照射到一半地面的情况,其辐射总量为1kW/m2,常用于太阳能电池和组件效率测试时的标准。太阳模拟器有很宽的光谱范围。
太阳光模拟器是测试太阳能电池的评价指标短路电流ISC、开路电压VOC、填充因子FF、光电转化效率η的仪器。太阳光模拟器主机主要有:1000W氙灯光源、反射镜、光学积分器、快门、AM1.5滤波片、准直透镜等几部分组成。由于太阳光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。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。上海BBB太阳光模拟项目
太阳光模拟器使用户可足不出户的完成需要太阳光照条件的测试。上海BBB太阳光模拟项目
这些指标足以说明大面积太阳光模拟器的性能特点:1、光谱匹配度:光谱匹配度定义为模拟光与真实太阳光在400-500纳米、500-600纳米、600-700纳米、700-800纳米、800-900纳米、900-1100纳米六个光谱范围内的匹配程度,分别用百分比表示。根据数据的偏差,对模拟器的匹配程度进行分类。2、辐照空间的不均匀性:测试区域太阳光模拟器的辐照度应满足一定的均匀性要求。光照的均匀性是很难达到和保持的一个指标。工作区域上的亮点会使被测电池的效率产生严重误差,并导致错误的电池分级。上海BBB太阳光模拟项目