太陽模擬器

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發布時間：2013/9/27 17:23:56
作者：量值溯源

一、概述

　　太陽模擬器作為光源，在某某種意義上說，可以等同于太陽光源，可以模擬太陽光照射。由于太陽模擬器本身體積較小，測試過程不受環境、氣候、時間等因素影響，從而避免了室外測量的各種因素限制。

　　太陽模擬器廣泛應用于太陽能電池特性測試，光電材料特性測試，生物化學相關測試，光學催化降解加速研究，皮膚化妝用品檢測，環境研究等。

　　太陽模擬器用來模擬太陽光照射，在光伏領域里，再配以電子負載,數據采集和計算等設備，可以用來測試光伏器件(包括太陽電池片，太陽電池組件等)的電性能，如Pmax,Imax,Vmax,Isc,Voc,FF,Eff,Rs,Rsh以及I-V曲線等。這些參數不僅能夠從一定程度上反應出電池的性能，也關系到電池最后出廠的等級和價格。因此，一臺可靠的太陽模擬器，不僅對生產工藝有參考意義，更關系到產品的品質和制造廠商的利潤和信譽。

　　光伏產品標準規定AAA級太陽模擬器的三個關鍵指標必須嚴格滿足要求，分別是：光譜匹配度、輻照均勻度和時間穩定性。

二、分類

　　對于光伏性能測試,可用的商業化太陽模擬器有兩類：

　　1.穩態模擬器

　　例如濾光氙燈，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.

　　2.脈沖模擬器

　　由一個或者兩個長弧氙燈組成,這類模擬器由于在大面積范圍內輻射度均勻性好,能夠更好地適應于大尺寸組件的測試.這類模擬器的另外一個優點是,被測電池熱輸入可以忽略,這樣在測試時被測點出與環境測試溫度保持一致,而環境溫度是可以很容易精確測量的.脈沖發生網絡,數據采集和處理系統通常做為模擬器的部件提供。

三、模擬器要求

　　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),并根據需要可對輻照度在標準輻照度值上下進行一定的調節.
　　2.光譜匹配
　　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,指定測試區域內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%.
　　對于單體電池和電池串的測試,探測器最大尺寸應小于電池最小尺寸的一半.
　　對于組件,探測器尺寸應不大于組件中單體電池的尺寸.
　　不均勻度=+/-((最大幅照度-最小輻照度)/(最大幅照度+最小輻照度))*100%
　　其中,最大輻照度和最小輻照度是指在指定范圍內探測器在任意指定點的測量值.
　　4.輻照穩定度
　　數據采集期間,輻照度應該具有一定的穩定度.等級A的穩定度在<=+/-2%,等級B的穩定度在<=+/-5%,等級C的穩定度在<=+/-10%,
　　輻照不穩定度=+/-((最大幅照度-最小輻照度)/(最大幅照度+最小輻照度))*100%
　　其中,最大輻照度和最小輻照度是數據采集期間在測試平面內探測器在任意指定點的測量值.
　　具體的測試方法請參考IEC 60904-9.