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太阳光模拟器有哪些关键技术?

发布时间:2022-06-16 点击次数:416
太阳光是来自太阳所有频谱的电磁辐射,其光谱与温度5,800K的黑体非常接近,其中99.9 %的能量集中在红外光区、可见光区和紫外光区。太阳光谱依波长的升幂排列分成五个区域:UVC、UVB、UVA、可见光、红外光。

太阳光穿过大气层时,会受到空气分子的影响而产生许多漫射光,当入射角度不同,太阳光通过大气层的距离不同,发生散射的程度也随之而异。

因上述种种复杂的影响因素,因此制作太阳光模拟器时,国际上也订出了规范。ASTM (美国材料与试验协会)与IEC (国际电工委员会)制定了AM光谱辐射照度的标准值,其中IEC 60904-3 定义了AM1.5G光谱辐照度数据,常用于地面光伏太阳能装置或太阳能电池相关测量领域。
 

太阳光模拟器关键技术:

 1、IEC等级

 IEC60904-9对用于地面光伏电池测试的太阳模拟器给出了相应的要求,并就等级划分,评定方式和计算方法均给出了详细的说明。IEC 60904-9依照模拟器三个主要性能指标:光谱匹配、辐照均匀度、辐照稳定度,对模拟器评级。每个性能指标都分为A、B、C三级,3A级是太阳模拟器的最高等级。

 

 2、测试速度

随着自动化生产线的普及,多层层压技术的出现,人们对测试仪吞吐量(throughout)的要求越来越高。只有这样才能在有限的时间和空间里产出更多的瓦数的电池,降低企业的运营成本。因此,更快,与自动化生产更匹配的太阳模拟器是未来发展的必然选择。

 

 3、光谱匹配度和滤光、匀光装置的简化

更高等级要求必然有更高的光源和光路要求。光源方面,相比于传统的卤素灯,氙灯无疑是当前太阳模拟器的主流光源。尤其氙灯是较好的脉冲光源,由于脉冲模拟器对稳态模拟器的逐渐替代,基于脉冲氙灯的太阳模拟器必然有越来越多的市场。当然,随着无极灯、LED灯等新型光源的出现,不排除这些光源会有新的发展道路。

 

 4、低噪电子负载及电路,采样点的合理设置

对于脉冲式太阳模拟器,它必须在短时间内完成数据的采集。对比AD采样来说,更多的采样点,意味着更高的AD位数,也意味着更高的价格,因此必须优化采样点的位置,通过适当的采样得到IV曲线,而不是一味的追求采样点数的提高。分区间及变间距采集应该是未来的发展趋势,这样可以通过低位AD模块完成高精度IV曲线的绘制,降低太阳模拟器的成本,为光伏平价上网而努力。

 

 5、扩展功能测试

除了IV测试以外,太阳模拟器可以增加更多的附属功能以满足组件商更多分析需求,可测暗IV特性的三象限测试方法;提取太阳电池的串联电阻的双光强测试或单脉冲多级测试;弱光测试功能等技术越来越多的集成到太阳模拟器中。




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