太阳光模拟器的优势:1、只需对样品稍微加热就能产生很强的紫外辐射。2、按需要随时进行实验,不必考虑天气条件和当日时间。3、使用能轻松互换的滤光片改变输出光束的形状。4、可以用来模拟实验、生产所需的真实太阳光辐照条件,可实现全天候不间断的光辐照条件,使实验、生产不受测试条件与环境的约束,因而其在光伏器件的研究和质检中被普遍的应用。5、太阳光模拟器应具备光束准直、光斑均匀、辐照稳定、且与太阳光谱匹配的特点,使用户可足不出户的完成需要太阳光照条件的测试,可适用于单晶硅、多晶硅、非晶硅、染料敏化、有机、钙钛矿等各种太阳能电池的模拟太阳光照条件的应用。太阳光模拟器的主要部件有哪些?光伏电池太阳光模拟系统
太阳光模拟器的主要部件: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、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。4、准直物镜:对匀光后的光束进行准直,实现平行光输出。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(不是100%重合)。光伏电池太阳光模拟系统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。
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。
太阳模拟器并不只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曲线来判断太阳电池的性能。当前业界主要使用电子负载代替真实负载进行IV曲线的测试。对于脉冲式太阳模拟器,它只有数十毫秒的亚稳态恒定光强,要在如此短的时间内完成整条IV曲线的测试,这要求使用快速电子负载。一个常规的太阳模拟器由光源、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。将太阳模拟器放置在真空室内时,就无法执行传统的强制空气冷却了。
太阳模拟器分为稳态太阳模拟器和脉冲式太阳模拟器:1、稳态太阳模拟器是在工作时输出辐照度稳定不变的太阳模拟器,它的优点是能提供连续照射的标准太阳光,使测量工作能从容不迫的进行。缺点是为了获得较大的辐照面积,它的光学系统,以及光源的供电系统非常庞大。因此比较适合于制造小面积太阳模拟器。2、脉冲太阳模拟器在工件时并不连续发光,只在很短的时间内(通常是毫秒量级以下)以脉冲形式发光。其优点是瞬间功率可以很大,而平均功率却很小。其缺点是由于测试工作在极短的时间内进行,因此数据采集系统相当复杂,在大面积太阳电池组件测量时,目前一般都采用脉冲式太阳模拟器,用计算机进行数据采集和处理。太阳模拟器的光谱匹配度是指在6个光谱范围内强度积分面积的百分比。光伏电池太阳光模拟系统
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。光伏电池太阳光模拟系统
用来装置太阳模拟器的光源通常有以下几种:卤光灯:简易型太阳模拟器常用卤光灯来装置。但卤光灯的色温值在2300K左右,它的光谱和日光相差很远,红外线含量太多,紫外线含量太少。作为廉价的太阳模拟器避免采用昂贵的滤光设备,通常用3cm厚的水膜来滤除一部分红外线,使它近红外区的光谱适当改善,但却无法补充过少的紫外线。冷光灯:冷光灯是由卤钨灯和一种介质膜反射镜构成的组合装置。这种反射镜对红外线几乎是透明的,而对其余光线却能起良好的反射作用。因此经反射后红外线大幅减弱而其它光线却成倍增加。和卤钨灯相比,冷光灯的光谱有了大辐度的改善,而且避免了非常累赘的水膜滤光装置。因此目前简易型太阳模拟器多数采用冷光灯。为了使它的色温尽可能的提高些,和冷光罩配合的卤钨灯常设计成高色温,可达3400K,但使它的寿命大幅缩短,额定寿命只50小时。因此需经常更换。光伏电池太阳光模拟系统