AAA級太陽光模擬器是一種高精度測試設備,用于模擬太陽輻射環境,其設備組成主要包括以下幾個核心部分:
一、光源系統
1.核心光源:通常采用氙燈或LED陣列作為發光核心。氙燈因其光譜覆蓋范圍廣與自然光高度重疊,是實現光譜匹配的基礎。LED陣列則通過多波段組合覆蓋400nm-1100nm波長范圍,實現精準光譜模擬。
2.光源優勢:氙燈光譜近似太陽光,輻射效率高,大部分輻射集中在可見光區域和近紅外區,與太陽電池的吸收光譜相匹配。LED光源則具有超長壽命、低功耗等優點。
二、AAA級太陽光模擬器光學調控系統
1.濾光模塊:
冷光鏡:反射測試所需的可見光/近紅外光,透射多余紅外熱輻射,避免樣品升溫(如光伏電池效率隨溫度升高下降)。
光譜修正濾光片:選擇性吸收過強紫外波段、補償弱波段,確保光譜全波段偏差符合A級要求。
AM1.5G濾光片:標配AM1.5G空氣質量濾波器,可方便插拔,并升級更換為AM0、AM1、AM2等外太空等空氣質量濾光片,以研究外太空(如衛星用)太陽電池或更真實準確地模擬太陽光源。
2.勻光模塊:
積分球:內部涂高漫反射材料,將氙燈“中心強、邊緣弱”的高斯分布轉化為均勻光,光線經多次漫反射混合均勻,使輻照不均勻性≤2%。
蠅眼透鏡陣列:將光束分割為數百個子光束,疊加覆蓋測試面,光利用率高,適合大面積樣品。
三、AAA級太陽光模擬器精準控制系統
1.監測端:采用校準硅光電池,實時采集測試面光強。
2.控制端:PID控制器對比實時光強與目標值,調整光源電流,確保波動≤2%。同時,內置傳感器修正環境溫度對光源的影響,進一步降低漂移。
3.軟件功能:支持與吉時利2400和4200等源表聯用,可測參數包括開路電壓Voc、短路電流Isc、短路電流密度Jsc、最大功率點電壓Vmpp、最大功率點電流Impp、填充因子FF、光電轉換效率η等。
四、冷卻系統
1.液冷系統:主流冷卻方案,通過水流冷卻氙燈與冷光鏡,散熱效率高,適配高功率設備。
2.溫度傳感器與自鎖系統:確保操作人員的安全,防止設備過熱導致元件變形或光源壽命縮短。
