光源是模擬器中能體現(xiàn)技術(shù)含量的部分。目前商業(yè)化太陽模擬器分為兩類,一類是穩(wěn)態(tài)模擬器(例:濾光氙燈,雙色濾光鎢燈-ELH燈或改進的汞燈),這類模擬器適用于單體電池和小尺寸組件的測試,另一類是脈沖模擬器,由一個或者兩個長弧氙燈組成,這類模擬器在大面積范圍內(nèi)的輻照均勻度好,適合大尺寸組件的測試。面積太陽光模擬器可以用來模擬實驗、生產(chǎn)所需的真實太陽光輻照條件,可實現(xiàn)全天候不間斷的光輻照條件,使實驗、生產(chǎn)不受測試條件與環(huán)境的約束,因而其在光伏器件的研究和質(zhì)檢中被普遍的應(yīng)用,應(yīng)具備光束準(zhǔn)直、光斑均勻、輻照穩(wěn)定、且與太陽光譜匹配的特點,使用戶可足不出戶的完成需要太陽光照條件的測試。太陽模擬器是作用于模擬太陽光的設(shè)備。浙江模擬太陽光橢球反射鏡
太陽光模擬器的應(yīng)用有哪些?光學(xué)系統(tǒng):可以對光線進行聚焦、分散、濾波等處理,以達到所需的光強和光譜分布。常見的光學(xué)元件包括反射鏡、透鏡、濾光片等。控制系統(tǒng):可以控制光源的開關(guān)、光強、光照時間等參數(shù),以便進行不同條件下的測試和評估??刂葡到y(tǒng)通常采用電腦或者專門控制器等設(shè)備進行控制。應(yīng)用領(lǐng)域:應(yīng)用非常廣,包括材料的光老化測試、太陽能電池的性能測試、建筑材料的光學(xué)性能測試等。在這些應(yīng)用領(lǐng)域中,太陽光模擬器可以幫助研究人員了解材料、器件、產(chǎn)品在太陽光照射下的性能表現(xiàn),以便進行材料選型、產(chǎn)品設(shè)計等工作。由于太陽光譜的復(fù)雜性和實驗條件的多變性,該模擬器的研發(fā)和應(yīng)用也是一個復(fù)雜的領(lǐng)域,需要專業(yè)的知識和技術(shù)支持。電池I-V特性測試模擬太陽光工程廠家太陽光模擬器提供一個可控的室內(nèi)實驗設(shè)施用于太陽能光伏組件的測試。
空間用太陽模擬器能夠較為準(zhǔn)確地模擬太陽輻射的準(zhǔn)直性、均勻性和光譜特性,具有較高的空間外熱流模擬精度,主要用于航天器的熱平衡試驗、材料老化試驗,以及航空航天用光電器件的定標(biāo)等。而對于地面用太陽模擬器,在各項特性參數(shù)中,其準(zhǔn)直性要求沒有空間用太陽模擬器高,主要使用輻照不均勻度、光譜匹配度、輻照不穩(wěn)定度這三個參數(shù)來評價其模擬太陽光的等級,以下所述太陽模擬器均是指地面用太陽模擬器。在光伏行業(yè),太陽模擬器主要用于太陽電池的電性能測試,通過采集待測太陽電池的伏安特性曲線,從而計算得到其極限功率Pmax、極限功率點電流Imax、極限功率點電壓Vmax、短路電流Isc、開路電壓Voc、填充因子FF、光電轉(zhuǎn)換效率Eff、串聯(lián)電阻Rs、并聯(lián)電阻Rsh等參量。
根據(jù)太陽模擬器光源的脈沖特性和產(chǎn)生光的方式可以將太陽模擬器分為單脈沖模擬器、穩(wěn)態(tài)模擬器、多次閃光模擬器。穩(wěn)態(tài)模擬器使用一個穩(wěn)態(tài)光源作為太陽模擬器的光源,在做IV曲線時,它無需快速的測量與信號采集,主要用于研究所及研發(fā)、認(rèn)證實驗室。單脈沖模擬器是通過一個持續(xù)時間為毫秒量級的亞穩(wěn)態(tài)光脈沖完成IV曲線的,因此它對測試的速度要求很高,但這樣有一個好處就是它無需專門的冷卻裝置,并且測試的速度很快。多次閃光模擬器通過多次的閃光測量完成一個IV曲線上信號的采集,由于每次閃光的光強可能不同,因此測試的重復(fù)性不是很高。對于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)來說,各電池組件生產(chǎn)線上使用多的還是單脈沖太陽模擬器。太陽模擬器是氙燈的升級版具備光斑均勻、光束準(zhǔn)直、輻照穩(wěn)定、且與太陽光譜匹配的特點。
太陽模擬器有哪些優(yōu)點?太陽光模擬器應(yīng)具備光束準(zhǔn)直、光斑均勻、輻照穩(wěn)定、且與太陽光譜匹配的特點,使用戶可足不出戶的完成需要太陽光照條件的測試,提供多規(guī)格的太陽模擬器,可適用于單晶硅、多晶硅、非晶硅、染料敏化、有機、鈣鈦礦等各種太陽能電池的模擬太陽光照條件的應(yīng)用。太陽模擬器在有效工作區(qū)域內(nèi)的光輻照不均勻度是太陽模擬器的一項重要指標(biāo),在使用太陽模擬器進行光伏測試中,不均勻的光輻照會造成測試結(jié)果的嚴(yán)重偏差,從而導(dǎo)致太陽能電池測量效率或分級的錯誤。而高均勻度的太陽模擬器可以提供更加精確的測試條件與結(jié)果,是一個可以控制環(huán)境條件進行測試的組合配置。太陽光模擬器在模擬過程中需要注意哪些事項?浙江模擬太陽光橢球反射鏡
空間用太陽模擬器主要用于航天器的熱平衡試驗、材料老化試驗,以及航空航天用光電器件的定標(biāo)等。浙江模擬太陽光橢球反射鏡
太陽光模擬器電源的設(shè)計相對較為簡單,主要是恒流和恒壓以及調(diào)光控制,穩(wěn)態(tài)電源可以作為模塊使用。需要注意的是,太陽模擬器的供電電源是大功率器件,光源的點燃瞬間一般需要大的啟動電壓,而氣體被擊穿后瞬間產(chǎn)生大電流,這是會在空間中產(chǎn)生的電磁波,因此需要做好EMC方面的防護,以免燒壞其他器件。另外當(dāng)使用多燈照明時,需要考慮相互之間輸出的功率匹配,因此一般會有一個輸出反饋控制的回路。太陽電池對不同波長的光具有不同的響應(yīng),就是說輻照度相同而光譜成分不同的光照射到同一太陽電池上,其效果是不同的,太陽光是各種波長的復(fù)合光,它所含的光譜成分組成光譜分布曲線,而且其光譜分布也隨地點、時間及其它條件的差異而不同,在大氣層外情況很單純,太陽光譜幾乎相當(dāng)于6000K的黑體輻射光譜,稱為AMO光譜。在地面上,由于太陽光透過大氣層后被吸收掉一部分,這種吸收和大氣層的厚度及組成有關(guān),因此是選擇性吸收,結(jié)果導(dǎo)致非常復(fù)雜的光譜分布。浙江模擬太陽光橢球反射鏡