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太阳模拟器、太阳能模拟器、太阳光模拟器
2014-08-05 13:23:32   来源:   评论:0 点击:

太阳模拟器、太阳能模拟器、太阳光模拟器通常情况下,太阳能电池I-V特性测试系统是由太阳模拟器光源、标准太阳能电池、I-V曲线测试仪和测试平台等组成的。其中,测试平台实现样品的放置、吸附固定、电极接触等,
太阳模拟器、太阳能模拟器、太阳光模拟器
 
    通常情况下,太阳能电池I-V特性测试系统是由太阳模拟器光源、标准太阳能电池、I-V曲线测试仪和测试平台等组成的。
    其中,测试平台实现样品的放置、吸附固定、电极接触等,功能再全的就是带温度、湿度控制的,甚至实现真空环境测试、高温高压环境测试等。
    再就是系统中的I-V曲线测试仪,目前,大家多采用Keithley公司的测试源表。相比较而言,Keithley公司的测试表种类比较多,并且比较全,性能也比较好。
    而系统中的光源,则是争议比较多的一部分。其实,理论上来说应该采用太阳模拟器来作为光源,当然,也有采用钨灯光源的,氙灯光源的,还有在这些光源后面加AM滤光片的,但最终都是想得到跟太阳光更加接近匹配的光辐射。到底应该采用什么光源,还是要看各自对测试的要求的。而从经济上简单看的话,太阳模拟器是远远贵与其他普通光源的,但是它的贵也是有理由的。
    太阳模拟器作为光源,在某中程度上说,可以等同于太阳光源,可以模拟太阳光照射。由于太阳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。
    太阳模拟器广泛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。
    ● 可以实现不同光照面积测试,从2inch×2inch到8inch×8inch不等,甚至更大的尺寸。
    ● 可以达到A类标准。
    ● 寿命长,实用性更强。
    ● 采用温度监控、内部自锁等,测试过程更加安全。
首先是太阳模拟器区别于其它普通光源的三大主要特点:
    1. 光谱匹配度
    其实,太阳模拟器的光谱匹配度是指在6个指定光谱范围内强度积分面积的百分比。任何与标准光谱的偏离百分比都必须在一定的范围内,这也正是衡量太阳模拟器等级的一项标准。对于A类太阳模拟器,光谱匹配度必须在75% - 125%之间。
    为了保证A类太阳模拟器的光谱匹配度能够符合标准,大多数生产商都采用特制滤光片来对光谱进行修正,这种特制滤光片不仅能对不同波段的光谱进行适当的修正,并且还能承受高强度光辐射。
    Ideal Spectral Match Defined by IEC Standards
    Spectral Match
    Spectral Range (nm)?Ideal %
    400 – 500?18.5
    500 – 600?20.1
    600 – 700?18.3
    700 – 800?14.8
    800 – 900?12.2
    900 – 1100?16.1
    2. 空间均匀性
    对于A类太阳模拟器,工作区域的空间辐射均匀性是最难实现的,而空间辐射的不均匀又会导致电池测试不准确和不确定。A类太阳模拟器的设计就是为了尽量减小空间辐射不均匀性的影响,并将工作区域空间辐射均匀性严格控制在2%以内。
    3. 时间稳定性
    时间稳定性是A类太阳模拟器的第三大重要特性。光输出的时间稳定性在一定程度上保证了太阳能电池效率测试不会受到光源波动的影响。在太阳模拟器中,光强控制系统,显著地降低了光波动,最大不超过1%,即使没有光强控制系统,太阳模拟器也可以符合这三个标准。
    太阳模拟器的上面这三个特性,是普通光源无法实现的。如果自己只是为了相对测量比较一下,那么,采用普通氙灯光源是一个不错的选择,比较便宜。但是,要想得到更具权威性和说服力的测试数据,恐怕要采用行业内相对流行品牌的太阳模拟器。
太阳模拟器关键组成:
    1. 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。
    2. 快门
    在太阳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。
    3. 氙灯
    采用连续发光系统,从而避免了脉冲式氙灯光源受到太阳能电池材料响应时间的限制,氙灯为无臭氧短弧氙灯。
    4. 1.5G滤光片
    同时采用1.5G滤光片和氙灯就可达到A类太阳模拟器标准。
    5. 电源
    高品质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。
    目前,国内能够做连续稳态太阳模拟器的,只有长春光机所,一般的太阳能电池生产企业采用较多的是脉冲式闪光太阳模拟器,该太阳模拟器可以瞬间产生一个大面积的光辐射,持续时间很短,但是,这对于生产企业来说,是没有问题的,因为能上生产线的都是相对比较成熟的太阳能电池,响应速度相对较快。如果要是实验室测量的话,首先要清楚自己太阳能电池样品是否稳定?是否具有很快的响应速度?如果不稳定,并且响应速度不够快,最好采用连续稳态太阳模拟器,在连续模拟太阳光照条件下测试太阳能电池样品。这里只是简单地说了两种太阳模拟器光辐射在时间上的区别,当然,在光谱匹配度、空间均匀性、时间稳定性等方面也会有区别,这里就不再阐述了。
太阳能电池I-V特性测试系统简介
    太阳能电池I-V特性测试系统主要用来测试太阳能电池的I-V特性等。太阳模拟器光源光谱和强度特性可模拟各种条件下的太阳光谱(AM0、AM1.0、AM1.5、AM1.5Global、AM2.0、AM2.0Global),稳定性高,均匀性好,均可达到A类标准,多种光照射面积尺寸;样品台可控温;高精度表头、可调负载和配套软件组成的系统能够通过计算机对测试参数进行设置,并且读取数据,在计算机内进行数据处理,绘制I-V和曲线和显示其它参数并打印输出;系统还可根据客户的具体情况和特殊需求进行相应的系统扩展和改装。
 

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