紅外太陽模擬器

太陽模擬器分為穩(wěn)態(tài)太陽模擬器和脈沖式太陽模擬器：1、穩(wěn)態(tài)太陽模擬器是在工作時輸出輻照度穩(wěn)定不變的太陽模擬器，它的優(yōu)點是能提供連續(xù)照射的標準太陽光，使測量工作能從容不迫的進行。缺點是為了獲得較大的輻照面積，它的光學系統(tǒng)，以及光源的供電系統(tǒng)非常龐大。因此比較適合于制造小面積太陽模擬器。2、脈沖太陽模擬器在工件時并不連續(xù)發(fā)光，只在很短的時間內(nèi)（通常是毫秒量級以下）以脈沖形式發(fā)光。其優(yōu)點是瞬間功率可以很大，而平均功率卻很小。其缺點是由于測試工作在極短的時間內(nèi)進行，因此數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相當復雜，在大面積太陽電池組件測量時，目前一般都采用脈沖式太陽模擬器，用計算機進行數(shù)據(jù)采集和處理。太陽模擬器可給出不同波段范圍內(nèi)的匹配度。紅外太陽模擬器

太陽光模擬器的基本原理：太陽光在其到達地球的平均距離處的自由空間中的輻射強度被定義為太陽能常數(shù)，取值為1353W/m2。而大氣對地球表面接受太陽光的影響都被定義為大氣質(zhì)量（airmass）。大氣質(zhì)量為零的狀態(tài)（AM0），是指在地球外空間接受太陽光的情況，適用于人造衛(wèi)星和宇宙飛船等應用場合；大氣質(zhì)量為1的狀態(tài)（AM1），是指太陽光直接垂直照射到地球表面的情況，其入射光功率為925W/m2，相當于晴朗夏日在海平面上所承受的太陽光。這兩種的區(qū)別在于大氣對太陽光的衰減，主要包括臭氧層對紫外線的吸收、水蒸氣對紅外線的吸收以及大氣中塵埃和懸浮物的散射等。在太陽光入射角與地面夾角θ時，大氣質(zhì)量為AM=secθ，當θ=48.2°時，大氣質(zhì)量為AM1.5，是指典型晴天時太陽光照射到一半地面的情況，其輻射總量為1kW/m2，常用于太陽能電池和組件效率測試時的標準。全波段太陽模擬控制系統(tǒng)太陽光模擬器的輻照度應滿足一定的均勻性要求。

陽光模擬器可以提供一個接近自然日光的環(huán)境，目的就是提供一個可控的室內(nèi)實驗設施用于太陽能光伏組件的測試?？蓪崿F(xiàn)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)檢中被普遍的應用，應具備光束準直、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。太陽光模擬器具備光束準直、光斑均勻、光譜與太陽光匹配的特點，可完成需要太陽光照射條件的實驗，適用于單晶硅、多晶硅、非晶薄膜、染料敏化、有機、III-V族半導體等各種不同類型的太陽電池。

太陽光模擬器主要結構組成：1、電源：太陽光模擬器采用品質(zhì)高的電源可以為氙燈提供穩(wěn)定的功率，并且可以檢測氙燈的壽命。當氙燈壽命接近結束的時候，建議更換氙燈，否則將有可能會影響光譜特性。2、光室：光室為氙燈提供了一個安全的空間，在光室里面有安全自鎖系統(tǒng)，用來保證操作的安全性和系統(tǒng)的安全。積分器風扇和濾光片風扇用來保證光學器件的正常運轉(zhuǎn)，并維持光室的溫度。3、1.5G濾光片：同時采用1.5G濾光片和氙燈就可達到A類太陽光模擬器標準。4、快門：在太陽光模擬器內(nèi)部有一個穩(wěn)定的快門，用來控制工作環(huán)境，該快門可以實現(xiàn)1000000次開關，實際工作中甚至更多。該快門開關時間只用200ms，可以通過接觸控制、邏輯輸入控制，也可以通過按鈕開關進行直接控制。太陽模擬器的主要部件包括光源、光源控制器、功率計及校準硅探測器。

太陽模擬器復雜的技術要求：1、需要使用太陽模擬器將太陽光譜與700nm至1100nm的近紅外區(qū)域中的A類光譜匹配進行匹配。2、需要光學系統(tǒng)在相對較大的3維體積（1.5×1.5x0.5m3）上產(chǎn)生均勻的光場。3、實驗室空間的限制是對系統(tǒng)設計的額外限制。4、要求光線從偏軸角度照亮垂直目標平面。這是由于其內(nèi)部設置需要在目標平面正前方的自由空間。使光線傾斜是直觀的解決方案。5、需要科學技術的工程團隊進行普遍的研究和開發(fā)，以從請求的離軸角度照亮目標平面，同時仍保持三維體積均勻性。6、必須配置和確定實現(xiàn)所需光譜形狀的適當光源，光學設置和濾波方案。7、考慮到要放置的房間的限制，還需要太陽能模擬器系統(tǒng)來維持整體溫度。8、另外，要求限制聲級，這需要進行額外的測試和重新設計工作，其中涉及太陽模擬器系統(tǒng)的內(nèi)部工作。太陽模擬器可以按照不同標準進行分類。全波段太陽模擬控制系統(tǒng)

太陽光模擬器應具備光束準直、光斑均勻、輻照穩(wěn)定、且與太陽光譜匹配的特點。紅外太陽模擬器

太陽模擬器的技術要求：1、總輻照度：模擬器必須能夠在測試平面上達到1000W/平方米的標準輻照度（用標準電池測量），并根據(jù)需要可對輻照度在標準輻照度值上下進行一定的調(diào)節(jié)。2、光譜匹配：高準直太陽模擬器光譜輻照度分布應與標準光譜輻照度分布匹配。等級A的匹配度在0.75~1.25，等級B的匹配度在0.6~1.4，等級C的匹配度在0.4~2.0。3、均勻度：在測試平面上，指定測試區(qū)域內(nèi)的輻照度應該達到一定的均勻度，輻照度用合適的探測器量測。等級A的輻照均勻度<=+/-2%，等級B的輻照均勻度<=+/-5%，等級C的輻照均勻度<=+/-10%。紅外太陽模擬器