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。在太阳光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。上海光伏电池太阳光模拟项目
太阳模拟器是用来模拟太阳光的仪器,通常应用在光伏测试领域里,配合数据处理及采集设备实现太阳电池电参数的测量,这些参数不但能够从一定程度上反应出电池的性能,也关系到电池出厂的等级和价格。模拟器可产生接近阳光的持续稳定的光照,是各种太阳电池及光电器件的光电特性测试的优良设备,特别是对于各种薄膜电池、染料敏化电池等响应时间较长的太阳电池的测试,采用高压氙灯光源和同轴准直光学系统,具有辐照强度高、辐照均匀性好的特点,适用于各种太阳电池及光电器件的光电特性的测试。上海光伏电池太阳光模拟项目太阳光模拟器的优势是什么?
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,提供多规格优良的太阳模拟器,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。太阳模拟器在有效工作区域内的光辐照不均匀度是优良太阳模拟器的一项重要指标,在使用太阳模拟器进行光伏测试中,不均匀的光辐照会造成测试结果的严重偏差,从而导致太阳能电池测量效率或分级的错误。而高均匀度的太阳模拟器可以提供更加的测试条件与结果,是一个可以控制环境条件进行测试的组合配置。
太阳光模拟器的技术特点:1、恒定光强,在测试区间光强恒定,确保测试数据真实可靠,闪灯脉宽0~100ms连续可调,适应不同的电池片测量。2、数字化控制测试精度;硬件参数可编程控制,简化设备调试和维护。3、采用2M×4路高速同步采集卡,更多还原测试曲线细节,反映被测电池片的实际工作情况。4、采用红外测温,真实反映电池片的温度变化,并自动完成温度补偿。5、自动控制,在整个测试区间实时侦测电池片和主要单元电路的工作状态,并提供软/硬件保护,设备的可靠运行。6、仿照人造光,类似于阳光。通过应用这种人为的光光伏电池和其他样品,材料评价太阳能电池和其它样本是来之不易的。太阳模拟器是一个可以控制环境条件进行测试的组合配置。
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。太阳光模拟器的辐照度应满足一定的均匀性要求。上海光伏电池太阳光模拟项目
阳光模拟器可实现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。上海光伏电池太阳光模拟项目
太阳光模拟器是可照射接近标准太阳光谱的虚拟阳光,实际太阳光的特性有强度、光谱、空间均匀性。大家比较忽略的是模拟器光源的发散角度,太阳光是平行光,发散半角在0.25度。太阳光模拟器在光学设计上要满足前述光谱光强及均匀性三个要求达到3A等级,已属不易,又要考虑发散角度就更加困难。我们可以想像太阳距离我们数公里,对地面上来说已经接近是无限远的距离,接近为一个理想的点光源。现实中要创造一个强度高的无限小的点光源,是十分困难;灯泡功率越高,灯心就越大,除非把它光路拉到很长,像太阳一样,但又会损失很光能量,难以让照射面达到要求。而达到包含发散角度的这些要求后,成本又必须是要合理的,才能有实用的价值。上海光伏电池太阳光模拟项目