太陽模擬器

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發(fā)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(huán)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(yīng)用于太陽能電池特性測試，光電材料特性測試，生物化學(xué)相關(guān)測試，光學(xué)催化降解加速研究，皮膚化妝用品檢測，環(huán)境研究等。

　　太陽模擬器用來模擬太陽光照射，在光伏領(lǐng)域里，再配以電子負(fù)載,數(shù)據(jù)采集和計算等設(shè)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(shù)不僅能夠從一定程度上反應(yīng)出電池的性能，也關(guān)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(chǎn)工藝有參考意義，更關(guān)系到產(chǎn)品的品質(zhì)和制造廠商的利潤和信譽。

　　光伏產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定AAA級太陽模擬器的三個關(guān)鍵指標(biāo)必須嚴(yán)格滿足要求，分別是：光譜匹配度、輻照均勻度和時間穩(wěn)定性。

二、分類

　　對于光伏性能測試,可用的商業(yè)化太陽模擬器有兩類：

　　1.穩(wěn)態(tài)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(nèi)輻射度均勻性好,能夠更好地適應(yīng)于大尺寸組件的測試.這類模擬器的另外一個優(yōu)點是,被測電池?zé)彷斎肟梢院雎?這樣在測試時被測點出與環(huán)境測試溫度保持一致,而環(huán)境溫度是可以很容易精確測量的.脈沖發(fā)生網(wǎng)絡(luò),數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)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(dá)到1000W/平方米的標(biāo)準(zhǔn)輻照度(用標(biāo)準(zhǔn)電池測量),并根據(jù)需要可對輻照度在標(biāo)準(zhǔn)輻照度值上下進行一定的調(diào)節(jié).
　　2.光譜匹配
　　模擬器光譜輻照度分布應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)該達(dá)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(yīng)小于電池最小尺寸的一半.
　　對于組件,探測器尺寸應(yīng)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(nèi)探測器在任意指定點的測量值.
　　4.輻照穩(wěn)定度
　　數(shù)據(jù)采集期間,輻照度應(yīng)該具有一定的穩(wěn)定度.等級A的穩(wěn)定度在<=+/-2%,等級B的穩(wěn)定度在<=+/-5%,等級C的穩(wěn)定度在<=+/-10%,
　　輻照不穩(wěn)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(shù)據(jù)采集期間在測試平面內(nèi)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.