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光伏行业发展初期,晶体硅电池和组件达到批量化生产时,BAA级的模拟器被行业普遍使用,但随着行业的发展和科学技术的进步,尤其是现在各种不同技术类型和不同规格的光伏电池/组件的产品的涌现,其B级光谱的限制性和对多标准板的要求以及测试误差的过大,对AAA级的模拟器成为行业的必然需求,即 A(光谱等级)A(辐照不均匀度等级)A(辐照不稳定性等级,通常指LTI)。 1.光谱对测试结果的影响 不同基材的电池光谱响应差别很大。实际上,即使基材相同的电池在生产过程中由于晶体生长或其它条件和工艺等的差异,也会导致光谱响应的差异,由于无法保证校准设备时使用的标准电池和其它被测电池的绝对一致性,因此如果要得到更为准确的结果,就需要高等级光谱的太阳模拟器。 2.光强均匀性对测试结果的影响 晶体硅太阳电池组件中单体电池之间焊接不良及同串单体电池IV特性不匹配等因素会导致输出功率降低。在工业上,为了防止由以上原因造成的热斑效应和功率消耗,在组件制造时一般都会在每十几片串联的电池片两端并上旁路二极管。这样做虽可降低组件的热斑效应,但同时也可能会使组件的IV特性曲线出现畸变。造成热斑效应的原因有很多,其中两个主要的原因是:一是电池组件本身工艺或品质造成的单体电池IV特性不匹配,二是遮盖等外界原因造成的组件受光不均匀。 因此,一个光强均匀性良好的太阳模拟器,可以通过测试从一定程度上反映出太阳电池组件的单体电池IV特性不匹配的问题。 模拟器的光均匀性还会影响测试结果的FF,如果模拟器的光均匀度不好,一般情况下,测试IV曲线的FF就会比实际值偏小。 3.辐照不稳定度对测试结果的影响 辐照稳定度对测试结果的影响是很容易理解的,模拟器辐照不稳定,就必然会造成测试结果不稳定,辐照稳定度保证了所测试的I-V特性是在同一条件下量测的,为数据的可参考性提供了前提。
[font=&]【题名】: 光阑扩束均匀光源的理论分析[/font][font=&]【链接】:[/font]https://xueshu.baidu.com/usercenter/paper/show?paperid=23de92fd5a098b10eb58e65ca4b30e75
[b][b][font=宋体]概述[/font][/b][/b][font=宋体]稳态太阳光模拟器是一种可以模拟太阳光谱、光强、光照时间等参数的设备,常用于室内环境下对材料、器件、产品等的测试和评估。通常由光源、光学系统、控制系统等组成。[/font][font=宋体]模拟光源可以采用氙灯、汞灯、金属卤化物灯等,这些光源能够发出相近于太阳光谱的光线,以模拟太阳光照射下的环境。光学系统可以对光线进行聚焦、分散、滤波等处理,以达到所需的光强和光谱分布。控制系统可以控制光源的开关、光强、光照时间等参数,以便进行不同条件下的测试和评估。稳态太阳光模拟器[/font][font=宋体][font=宋体]提供一个接近自然日光的环境,不受环境、气候和时间等因素影响实现[/font][font=Calibri]24[/font][font=宋体]小时不间断光照。[/font][/font][img=光降解之太阳光模拟器,690,387]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/11/202311261121287227_2939_5724447_3.jpg!w690x387.jpg[/img][b][b][font=宋体]设备详情[/font][/b][/b][font=宋体]稳态太阳光模拟器[/font][font=宋体]设备采用氙气灯[/font][font=宋体]作为核心光源[/font][font=宋体][font=宋体],辐照强度在[/font][font=Calibri]600[/font][font=宋体]~ [/font][font=Calibri]1200W/m[/font][font=宋体]2可调。为了确保有效辐照面积的均匀性,每套灯采用独立的 [/font][font=Calibri]EPS [/font][font=宋体]实时反馈控制,确保灯的恒功率输出能量,单个光源系统可以实时模拟量信号输出至采集器。为达到辐照面积[/font][font=Calibri]1m[/font][font=宋体]×[/font][font=Calibri]1m [/font][font=宋体]设备总共采用 [/font][font=Calibri]4 [/font][font=宋体]组光源。[/font][/font][font=宋体]其他辐照面积可根据用户需求定制生产。[/font][font=Calibri]1) [/font][font=宋体][font=宋体]光源特性:[/font][font=Calibri]1000 [/font][font=宋体]小时光强衰减小于 [/font][font=Calibri]10[/font][font=宋体]% (采用 [/font][font=Calibri]EPS[/font][font=宋体])[/font][/font][font=Calibri]2) [/font][font=宋体]排布方式:线性阵列排布,计算机模拟空间分布[/font][font=Calibri]3) [/font][font=宋体][font=宋体]光源寿命:[/font][font=Calibri]1000h+[/font][font=宋体](更换光源以满足[/font][font=Calibri]3000H[/font][font=宋体])[/font][/font][font=Calibri]4) [/font][font=宋体][font=宋体]光源质保:[/font][font=Calibri]1000h[/font][/font][font=Calibri]5) [/font][font=宋体][font=宋体]辐照强度:[/font][font=Calibri]600[/font][font=宋体]~[/font][font=Calibri]1200W/m[/font][font=宋体]2(此范围内可调)[/font][/font][font=Calibri]6) [/font][font=宋体][font=宋体]波段:[/font][font=Calibri]350[/font][font=宋体]~[/font][font=Calibri]1100nm[/font][/font][font=Calibri]7) [/font][font=宋体][font=宋体]辐照面积:[/font][font=Calibri]1m[/font][font=宋体]×[/font][font=Calibri]1m[/font][/font][font=Calibri]8) [/font][font=宋体][font=宋体]光谱匹配度:[/font][font=Calibri]A [/font][font=宋体]级[/font][/font][font=Calibri]9) [/font][font=宋体][font=宋体]辐照度不均匀性:[/font][font=宋体]≤± [/font][font=Calibri]2% A [/font][font=宋体]级[/font][/font][font=Calibri]10) [/font][font=宋体][font=宋体]不稳定性:[/font][font=Calibri]LTI[/font][font=宋体]≤± [/font][font=Calibri]2% A [/font][font=宋体]级[/font][/font][font=Calibri]11) [/font][font=宋体][font=宋体]单组灯的功率为:[/font][font=Calibri]1-3kw[/font][/font][img=光降解之太阳光模拟器,690,690]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/11/202311261122009141_2160_5724447_3.jpg!w690x690.jpg[/img][b][b][font=宋体]应用领域[/font][/b][/b][font=宋体][font=宋体]广泛应用于太阳能电池特性测试、染料敏化电池([/font][font=Calibri]DSSC[/font][font=宋体])、钙钛矿电池([/font][font=Calibri]PSC[/font][font=宋体])、光电材料特性测试、生物化学相关测试、光学催化降[/font][/font][font=宋体]解加速研究、皮肤化妆用品检测和环境研究等。[/font][b][b][font=宋体]专业术语定义[/font][font=黑体][font=Arial]1[/font][font=黑体]、光谱匹配[/font][/font][/b][/b][font=宋体]光谱匹配度太阳光模拟器的光谱匹配度是指太阳光模拟器的光谱辐照度分布与太阳光的标准光谱分布的匹配程度,一般用太阳光模拟器在每个波长范围内辐射的能量百分比与标准太阳光在同样波长范围内辐射的能量的百分比的比率表示。太阳光标准光谱辐照度分布情况见表。[/font][table][tr][td=3,1][align=center][b][font=宋体]表[/font][/b][font=宋体] [/font][b][font=宋体]1[/font][/b][font=宋体] [/font][b][font=宋体]标准光谱辐照度分布[/font][/b][/align][/td][/tr][tr][td=1,2][align=center][font=宋体][font=宋体]波长范围[/font][font=宋体]/nm[/font][/font][/align][/td][td=2,1][align=center][font=宋体][font=宋体]占有效波段内积分辐照度的百分比[/font][font=宋体]/%[/font][/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font=宋体]AMO条件[/font][font=宋体][/font][font=宋体](有效波段300 nm~ 1100 nm)[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]AM1.5G条件[/font][font=宋体][/font][font=宋体](有效波段400 nm~ 1100 nm)[/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font=宋体]300~400[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]9.4[/font][/align][/td][td][font=宋体] [/font][/td][/tr][tr][td][align=center][font=宋体]400~500[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]18.5[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]18.4[/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font=宋体]500~600[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]18.6[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]19.9[/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font=宋体]600~700[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]15.8[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]18.4[/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font=宋体]700~800[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]12.8[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]14.9[/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font=宋体]800~900[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]10.2[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]12.5[/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font=宋体]900~1100[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]14.7[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]15.9[/font][/align][/td][/tr][/table][align=center][font=宋体]标准光谱辐照度分布[/font][/align][b][font=黑体]2、[/font][b][font=黑体]辐照不均匀性[/font][/b][/b][font=宋体]表示太阳模拟器参数的光束在空间上的均匀程度。均匀性不好的模拟器会影响测试的结果,一般情况下导致测试值比实际值偏小。[/font][font=宋体][font=宋体]真实的太阳光在空间分布中是非常均匀的,但人造的光源并并不是。根据[/font][font=Calibri]ASTM[/font][font=宋体]的规定,太阳模拟器辐照不均匀度的计算公式如下:[/font][/font][font=宋体]太阳模拟器辐照不均匀度等级评定标准如下表:[/font][align=center][font=宋体]太阳光模拟器[/font][font=宋体]辐照不均匀[/font][/align][table][tr][td=1,2][align=center][font=宋体]等级[/font][/align][/td][td=1,2][align=center][font=宋体]光谱匹配到所有中指定的间隔[/font][/align][/td][td=1,2][align=center][font=宋体]空间非均匀性辐照度[/font][/align][/td][td=2,1][align=center][font=宋体]时间不稳定性[/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font=宋体]短期不稳定性辐照度[/font][/align][align=center][font=宋体]STI[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]长期不稳定性辐照度[/font][font=宋体]LTI[/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font=宋体]A+[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]0.875----1.125[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]1%[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]0.25%[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]1%[/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font=宋体]A[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]0.75---1.25[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]2%[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]0.5%[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]2%[/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font=宋体]B[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]0.6---1.4[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]5%[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]2%[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]5%[/font][/align][/td][/tr][tr][td][align=center][font=宋体]C[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]0.4---2.0[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]10%[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]10%[/font][/align][/td][td][align=center][font=宋体]10%[/font][/align][/td][/tr][/table][b][font=黑体]3、[/font][b][font=黑体]辐照时间不稳定性[/font][/b][/b][font=宋体]表示太阳模拟器光束辐照度在时间上的稳定性。真实的阳光辐照度在一段(短)时间内是非常稳定的,因此太阳模拟器的辐照度也应具有一定的稳定性。辐照稳定度对测试结果的可参考性提供了前提。[/font][font=宋体][font=宋体]等级[/font][font=Calibri] [/font][font=宋体]辐照时间不稳定性[/font][/font][font=宋体][font=Calibri]A 2%[/font][/font][font=宋体][font=Calibri]B 5%[/font][/font][font=宋体][font=Calibri]C 10%[/font][/font]