太陽能模擬器光譜匹配度檢測

太陽模擬器，即一種模擬太陽光照射的光源，在某種意義上說，可以等同于太陽光源。其被廣泛應(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。 

而隨著太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，太陽能模擬器的光譜匹配性能測試也越趨重要。荷蘭Avantes公司的AvaSolar系列分光輻射儀是專門針對太陽模擬器光譜匹配度測試而設(shè)計的，適用于測量連續(xù)型和脈沖型太陽模擬器的光譜特性。該系列分光輻射儀最寬可覆蓋200nm-2500nm的波段范圍，可以滿足多種光譜匹配標(biāo)準(zhǔn)，如JIS C 8912-2011以及最新的IEC60904-9評級標(biāo)準(zhǔn)。

                                                          

1、穩(wěn)態(tài)光譜采集

根據(jù)IEC60904-9標(biāo)準(zhǔn)要求，太陽模擬器的有效光譜范圍300-1200 nm，這就需要光譜測試設(shè)備可同時采集到300-1200 nm范圍的絕對光譜數(shù)據(jù)，并且在整個波段內(nèi)具有較高的靈敏度和信噪比，以保證測試數(shù)據(jù)的可靠性。AvaSolar分光輻射儀在300-1100 nm波段 ，采用高靈敏度、高信噪比的薄型背照式CCD探測器，在1000-1200nm波段采用InGaAs紅外探測器，確保在整個波段具有良好的響應(yīng)以得到更準(zhǔn)確的光譜數(shù)據(jù)（圖1）

                                                                                    

2、瞬態(tài)光譜采集

基于AvaSolar分光輻射儀特有的快速采集功能，也可應(yīng)用在瞬態(tài)模擬器的光譜檢測中。AvaSolar可實現(xiàn)每秒鐘450幅光譜的采集，不管模擬器的工作模式是單次脈沖、多次頻閃，無論脈沖弛豫時間是小到2ms，還是較長的6s，AvaSolar設(shè)備均可得到真實可靠的輻照度數(shù)據(jù)。 以20 ms脈沖弛豫時間的氙燈為例，圖2顯示了在一個脈沖周期內(nèi)，不同時間點的絕對輻射能量光譜。在脈沖氙燈工作的同時，由太陽能模擬器系統(tǒng)給光譜儀一個TTL信號，觸發(fā)光譜儀開始工作。通過綠、紅、藍(lán)這三個順序測量得到的光譜圖比較可知，脈沖氙燈的能量輸出在逐漸的減弱。

                                                                                        

3、光譜匹配度

太陽模擬器的光譜匹配度是指在6個指定光譜范圍內(nèi)強度積分的百分比（見列表）。任何與標(biāo)準(zhǔn)光譜的偏離百分比都必須在一定的范圍內(nèi)，這也正是衡量太陽模擬器等級的一項標(biāo)準(zhǔn)。對于A類太陽模擬器，光譜匹配度必須在75%~125%之間。

     

                                                                                       

4、 模擬器等級評定

AvaSolar軟件可按照IEC60904標(biāo)準(zhǔn)上所述要求，根據(jù)測試得到的模擬器輻照度光譜數(shù)據(jù)直接給出模擬器的等級，可給出不同波段范圍內(nèi)的匹配度，以幫助用戶更好的判斷模擬器的性能。