LED太阳光模拟器:LED全称是发光二极管,是一种能够发光的半导体器件,LED的主要发光部件是由PN结组成的,PN结由电子(带负电)多的N型半导体和空穴(带正电)多的P型半导体结合而成,当向PN结施加正向电压时,电子就会移动并在结合部再次结合,在结合的过程中产生大量的能量,而这些能量以光的形式释放出来。LED的发光是自发辐射的过程,其发光的波长只只与PN的材料有关,而与电流的大小无关。对于白光LED,通常是由蓝光LED激发黄色荧光粉从而形成白光。 太阳光模拟器可适用于单晶硅、多晶硅、非晶硅、染料敏化、有机、钙钛矿等各种太阳能电池的模拟。LED太阳光模拟光源
太阳模拟器通常以氙弧灯作为光源,使用反射镜,滤光片和其它光学器件使得到的光束在光照匹配度、辐照不均匀性、辐照不稳定度三个主要特征符合规定的标准。太阳模拟器的光谱(每个波长上的功率分布)与真实太阳光谱的接近程度。通常,太阳光要穿过大气层到达地面,而大气层对阳光是有影响的,比如不同波长的光被大气层中气体分子吸收速率不同,对反射、折射、散射等等的影响也不同;地球上不同纬度地方,太阳光的入射角度不同,使阳光在大气层中的路径长度不一,对阳光的影响程度也是不同。综上这些原因造成了太阳光谱和强度在地表不同地方的差异。因此,我们需要为太阳模拟器选取不同滤光片来使其发出来的光束更加接近所选地的阳光。 LED太阳光模拟光源太阳模拟器在有效工作区域内的光辐照不均匀度是优良太阳模拟器的一项重要指标。
太阳光模拟器不只应用于太阳能电池研究、还可用于光电响应型器件测试、表面光电压谱、光催化、光触媒、液晶基板的测试与评价、化妆品,涂料,各种材料的耐光实验、光生物的检查与测试、表面缺陷分析等领域。太阳能模拟器用于模拟真实的太阳光条件,普遍应用于太阳能光伏器件的研究和质量检测。利用太阳模拟器,具有光束准直、光斑均匀、光谱匹配等特点。并能完成所需的太阳能照明。太阳光模拟器的光谱辐照度分布需要与am1.5g标准太阳光光谱辐照度分布匹配。为了达到此要求,LED太阳光模拟器在设计的时候选用了多种不同波长的LED灯珠,按照am1.5g标准太阳光光谱要求将光源分为6段。
太阳光模拟器LED使用安全性:氙灯内充满加压氙气,且工作在高电流高电压情况下有发生爆烈的风险,LED工作在低电压下则完全没有任何爆烈风险。可编程式控制:对于光谱、输出功率、闪烁时间、循环测试次数、循环测试时间间隔等可实现完全编程控制,满足多样化实验要求。随着LED产业的发展成熟,驱动、散热、混光、控制等问题逐步得到解决,LED太阳光模拟器已经逐渐成为太阳光模拟器未来发展的方向。我国是光伏产业大国,也是LED制造大国,研制LED太阳光模拟器,不有助于降低太阳能电池生产测试的成本,而且有助于产业间和合作共赢。采用稳定可靠的LED太阳光模拟器作为测试时的标准光源,对于提升产品品质也有重要意义。同时,LED光源的高安全性,也使得其更适合实验教学。 太阳模拟器的总辐照度调节范围很大。
太阳光模拟器分类:按测试面积分类:根据太阳模拟器的有效光照面积可分为两大类:单片测试仪和组件测试仪。单片测试仪常称为电池测试仪或IV测试仪,它一般用于电池片工厂后端的功率测试及分选和组件工厂前端的功率测试及分选,测试面积较小,一般为100cm2到400cm2,可以满足常规的125、156太阳电池的测试。组件测试仪,常称为太阳模拟器(solarsimulator),它一般用于组件工厂后端的出厂测试,测试面积较大,一般在1000mm*2000mm左右,可以满足当前72片156晶硅组件的出厂测试。 阳光模拟器可实现不间断的光辐照条件,使实验、生产不受测试条件与环境的约束。LED太阳光模拟光源
太阳光模拟器必须能够在测试平面上达到1000W/平方米的标准辐照度。LED太阳光模拟光源
太阳光模拟器按光源脉冲时间分类:根据根据太阳模拟器光源的脉冲特性和产生光的方式可以将太阳模拟器分为稳态模拟器、单脉冲模拟器、多次闪光模拟器。稳态模拟器使用一个稳态光源作为太阳模拟器的光源,在做IV曲线时,它无需快速的测量与信号采集,主要用于研究所及研发、认证实验室。单脉冲模拟器是通过一个持续时间为毫秒量级的亚稳态光脉冲完成IV曲线的,因此它对测试的速度要求很高,但这样有一个好处就是它无需专门的冷却装置,并且测试的速度很快。多次闪光模拟器通过多次的闪光测量完成一个IV曲线上信号的采集,由于每次闪光的光强可能不同,因此测试的重复性不是很高。对于大规模的工业生产来说,各电池组件生产线上使用比较多的还是单脉冲太阳模拟器。 LED太阳光模拟光源