太阳能模拟器.ppt

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1、太阳能模拟器目录1.太阳能模拟器的基本原理2.太阳能模拟器的分类3.太阳能模拟器的光源4.太阳模拟器某些光学特性的检测5.太阳模拟器测试项目6.太阳模拟器测试非晶硅薄膜的注意点1.太阳能模拟器的基本原理太阳能模拟器的基本原理太阳能模拟器——俗称仿真机，用来完整模拟地球表面或者太空区域中真实太阳光的一种工业化设备，太阳能模拟器需要真实的还原太阳光照射特定区域的表现。为太阳电池及组件生产中重要的性能测试设备。光强：1000W/m2光谱分布：AM1.5电池温度：25℃太阳能模拟器的基本原理通过模拟太阳灯光照射到电池片表面测试太阳电池的电性能参数太阳能模拟器的基本原理光谱分布太

2、阳电池对不同波长的光具有不同的响应，就是说辐照度相同而光谱成分不同的光照射到同一太阳电池上，其效果是不同的，太阳光是各种波长的复合光，它所含的光谱成分组成光谱分布曲线，而且其光谱分布也随地点、时间及其它条件的差异而不同，在大气层外情况很单纯，太阳光谱几乎相当于6000K的黑体辐射光谱，称为AMO光谱。在地面上，由于太阳光透过大气层后被吸收掉一部分，这种吸收和大气层的厚度及组成有关，因此是选择性吸收，结果导致非常复杂的光谱分布。而且随着太阳天顶角的变化，阳光透射的途径不同吸收情况也不同。所以地面阳光的光谱随时都在变化。因此从测试的角度来考虑，需要规定一个标准的地面太阳光谱

3、分布。目前国内外的标准都规定，在晴朗的气候条件下，当太阳透过大气层到达地面所经过的路程为大气层厚度的1.5倍时，其光谱为标准地面太阳光谱，简称AM1.5标准太阳光谱。此时太阳的天顶角为48.19，原因是这种情况在地面上比较有代表性。太阳能模拟器的基本原理辐照度及其均匀性对空间应用，规定的标准辐照度为1367w/m2（另一种较早的标准规定为1353w/m2），对地面应用，规定的标准辐照度为1000w/m2。实际上地面阳光和很多复杂因素有关，这一数值仅在特定的时间及理想的气候和地理条件下才能获得。地面上比较常见的辐射照度是在600~900w/m2范围内，除了辐照度数值范围

4、以外，太阳辐射的特点之一是其均匀性，这种均匀性保证了同一太阳电池方阵上各点的辐照度相同。综上所述，标准地面阳光条件具有1000w/m2的辐照度，AM1.5的太阳光谱以及足够好的均匀性和稳定性，这样的标准阳光在室外能找到的机会很少，而太阳电池又必须在这种条件下测量，因此，唯一的办法是用人造光源来模拟太阳光，即所谓太阳模拟器太阳能模拟器的基本原理温度、日照度变化对太阳能电池影响实际上，太阳能电池的温度是受日照强度影响。为研究日照强度对太阳能电池外部特性的影响，仅改变曰照强度而保持其他条件(如太阳电池温度和大气质量等)不变。由图(2-2)可见，短路电流Isc线性地与日照强度成

5、正比，而开路电压Voc变化很慢，成对数关系。国际上定义标准日照强度条件为1000W/㎡，称为峰值照度。太阳能模拟器的基本原理太阳能模拟器的基本原理当电池温度发生变化时，由图(2-3)可见，开路电压Voc线性地随电池温度变化，而短路电流Isc轻微变化。这里是指太阳能电池温度的变化，而不是环境温度。环境温度与电池温度的关系依赖与日照强度，见图(2-4)2.太阳能模拟器的分类太阳能模拟器的分类1.稳态太阳模拟器稳态太阳模拟器是在工作时输出辐照度稳定不变的太阳模拟器，它的优点是能提供连续照射的标准太阳光，使测量工作能从容不迫的进行。缺点是为了获得较大的辐照面积，它的光学系统，以

6、及光源的供电系统非常庞大。因此比较适合于制造小面积太阳模拟器。太阳能模拟器的分类2.脉冲式太阳模拟器脉冲太阳模拟器在工件时并不连续发光，只在很短的时间内（通常是毫秒量级以下）以脉冲形式发光。其优点是瞬间功率可以很大，而平均功率却很小。其缺点是由于测试工作在极短的时间内进行，因此数据采集系统相当复杂，在大面积太阳电池组件测量时，目前一般都采用脉冲式太阳模拟器，用计算机进行数据采集和处理。3.太阳能模拟器的光源太阳模拟器的光源用来装置太阳模拟器的光源通常有以下几种：卤光灯冷光灯氙灯卤光灯：简易型太阳模拟器常用卤光灯来装置。但卤光灯的色温值在2300K左右，它的光谱和日光相差

7、很远，红外线含量太多，紫外线含量太少。作为廉价的太阳模拟器避免采用昂贵的滤光设备，通常用3cm厚的水膜来滤除一部分红外线，使它近红外区的光谱适当改善，但却无法补充过少的紫外线.太阳模拟器的光源冷光灯：冷光灯是由卤钨灯和一种介质膜反射镜构成的组合装置。这种反射镜对红外线几乎是透明的，而对其余光线却能起良好的反射作用。因此经反射后红外线大大减弱而其它光线却成倍增加。和卤钨灯相比，冷光灯的光谱有了大辐度的改善，而且避免了非常累赘的水膜滤光装置。因此目前简易型太阳模拟器多数采用冷光灯。为了使它的色温尽可能的提高些，和冷光罩配合的卤钨灯常设计成高色