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太陽模擬器類別

按有效輻照面特征尺寸大小，太陽模擬器分為五個(gè)類別，見表3所示。

表3太陽模擬器的類別 mm

類別

1

2

3

4

5

有效輻照面特征尺寸

L＜50

50≤L＜100

100≤L＜300

300≤L＜500

L≥500

3.3 型號與標(biāo)記

太陽模擬器標(biāo)記由產(chǎn)品名稱、技術(shù)特性兩部分組成。

產(chǎn)品名稱部分由兩個(gè)字符表示：TM表示太陽模擬器。

技術(shù)特性部分則以下三部分組成：

　　**部分為：1、2、3、4、5中的某一個(gè)數(shù)字，表示類別；

　　第二次部分：A、B、C中的某一個(gè)字母，表示級別；

　　第三部分為0或1.5 ，表示太陽模擬器可提供AM0或AM1.5太陽光譜輻照度分而，當(dāng)可提供AM0和AM1.5兩種太陽光譜輻照度分布時(shí)，這部分字符為0(1.5)。

示例：1：2類A級具有AM1.5太陽光譜輻照度分布的太陽模擬器：

TM2A1.5

示例2：3類B級具有AM 0和AM1.5兩種太陽光譜輻照度分布的太陽模擬器：

TM3B0(1.5)

4技術(shù)要求

在溫度為5~35℃，相對濕度小于75%，無腐蝕性氣體的環(huán)境中，在電源電壓波動(dòng)不超過±10%的條件下，太陽模擬順的電器性能應(yīng)滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，技術(shù)要求應(yīng)符合以下規(guī)定。

4.1 總輻照度

　　在AM0條件下，太陽模擬器的總輻照度應(yīng)在 0.8~1.2個(gè)太陽常數(shù)的范圍內(nèi)可調(diào)。

　　在AM1.5條件下，太陽模擬器的總輻照度應(yīng)在 800~1200W/m2的范圍內(nèi)可調(diào)。

4.2 光譜輻照度分布

測試航天用太陽電池的太陽模擬器，輸出的光譜輻照度分布應(yīng)與AM0太陽光譜輻照度分布相匹配。

測試地面用太陽電池的太陽模擬器，輸出的光譜輻照度分布應(yīng)與AM1.5太陽光譜輻照度分布相匹配。

這兩種匹配的失配誤差應(yīng)符合表1和表2中的規(guī)定。

4.3 有效輻照面

在整個(gè)輻照面內(nèi)，輻照度均勻分布的輻照范圍只是其中的一部分，這部分均勻輻照范圍用有效輻照面的特征尺寸表示。

4.3.1 有效輻照面的特征尺寸

有效輻照面的特征尺寸：圓形有效輻照面用它的直徑表示；正六邊形有效輻照面用它的內(nèi)切圓直徑表示；矩形有效輻照面用它的對角線表示。

有效輻照面的特征尺寸應(yīng)符合表3的規(guī)定。

4.3.2 有效輻照面特征尺寸的百分比

有效輻照面特征尺寸的百分比用有效輻照而后的特征尺寸占整個(gè)輻照面對應(yīng)尺寸的百分比表示。

4.3.3 有效輻照面位置

有效輻照面位置由太陽模擬器的制造廠家設(shè)計(jì)時(shí)給定，也可按照用戶需要，事先協(xié)商后確定。

4.4 輻照不均勻度

在有效輻照面的整個(gè)范圍內(nèi)，輻照度隨位置變化的**相對偏差，用輻照不均勻度表示。

輻照不均勻度用式（1）計(jì)算：

式中：Emax——有效輻照面全部范圍內(nèi)測得的**輻照度，W/m2；

Emin——有效輻照面全部范圍內(nèi)測得的*小輻照度，W/m2；

在光束輸出方向上，到有效輻照面±10mm的距離范圍內(nèi)，垂直于光束輸出方向的每個(gè)輻照面上的輻照不均勻度，都應(yīng)符合表1的規(guī)定。

4.5 輻照不穩(wěn)定度

　　在有效輻照面內(nèi)任意給定位置上，在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)，輻照度隨時(shí)間變化的**相對偏差，用輻照不穩(wěn)定度表示，并應(yīng)符合表1 的規(guī)定。

　　輻照不穩(wěn)定度用式（2）計(jì)算：

式中：E’max——在有效輻照面的給定的位置上，在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)測得的**輻照度，W/m2；

E’min——在有效輻照面的給定的位置上，在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)測得的*小輻照度，W/m2；

5 試驗(yàn)方法

5.1 總輻照度

總輻照度用不確定度為2%的**輻射計(jì)測量，根據(jù)需要也可以用二級太陽電池測試。

5.2 光譜輻照度分布

5.2.1 儀器與設(shè)備

單色儀；

光譜輻照度工作標(biāo)準(zhǔn)燈。

5.2.2 方法提要

測試太陽模擬器輸出光的光譜輻照度分布，計(jì)算有效波段內(nèi)的總輻照度并歸化為100，計(jì)算歸化條件下各波長間隔內(nèi)的光譜輻照度相對分布及其與標(biāo)準(zhǔn)光譜輻照度相對分布（表2）的失配誤差。

5.3 有效輻照面

有效輻照面的位置和特征尺寸大小的測量精確度不大于2 mm。

5.4 輻照不均勻度

5.4.1 儀器與設(shè)備

檢測器，一般為硅太陽電池，并應(yīng)工作在它的線性范圍之內(nèi)，X-Y記錄儀，0.5級。

5.4.2 方法提要

檢測器沿著有效輻照面內(nèi)選定的特征方向連續(xù)掃描，將在各點(diǎn)接收到的光輻射轉(zhuǎn)換為電信號輸出給X-Y記錄儀，被記錄下來的電信號大小表征該測試（掃描）方向上相應(yīng)各點(diǎn)的輻照度大小。

依次掃描各個(gè)特征方向，并找出**、*小輻照度，由式（1）計(jì)算有效輻照面內(nèi)的輻照不均勻度。

5.4.3檢測器口徑

檢測器口徑不大于5mm。

檢測器在有效輻照面內(nèi)的任何位置上，都應(yīng)無遮攔地接受到入射在該位置上的全部光輻射。

技術(shù)參數(shù)：

太陽模擬器，太陽光模擬器，太陽能模擬器，Solar Simulator，Solar Simulators

高性能太陽光模擬器，達(dá)Class A 級，**1.5個(gè)太陽常數(shù)，廣泛用于太陽能電池研究、性能評價(jià)以及 光電化學(xué)反應(yīng)等領(lǐng)域。

性能評價(jià)；

5，染敏太陽能電池專用I-V記錄分析軟件；

6，配有照射時(shí)間計(jì)時(shí)器；

7，可連續(xù)控制照射強(qiáng)度；

太陽模擬器作為光源，在某中意義上說，可以等同于太陽光源，可以模擬太陽光照射。由于太陽模擬器本身體積較小，測試過程不受環(huán)境、氣候、時(shí)間等因素影響，從而避免了室外測量的各種因素限制。

太陽模擬器廣泛應(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。

一、太陽模擬器特性：

1. 可以實(shí)現(xiàn)不同光照面積測試，從2inch×2inch到8inch×8inch不等。

2. 可以達(dá)到A類標(biāo)準(zhǔn)。

3. 壽命長，實(shí)用性更強(qiáng)。

4. 采用溫度監(jiān)控、內(nèi)部自鎖等，測試過程更加安全。

二、太陽模擬器評定標(biāo)準(zhǔn)：

1.光譜匹配

光譜匹配標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了太陽模擬器在六個(gè)光譜范圍內(nèi)的積分百分比，太陽模擬器的光譜偏差必須在相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)。A類標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在75%到125%之間。

為了是太陽模擬器光譜匹配達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，可以采用合適的濾光片，合適的濾光片可以將沒有經(jīng)過任何處理的燈光重新進(jìn)行整合，改變其光譜分布，達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.輻射空間均勻性

對于太陽模擬器來說，工作區(qū)域輻射均勻性是*難實(shí)現(xiàn)的。輻射不均勻就有可能導(dǎo)致得出錯(cuò)誤的太陽能電池效率，影響太陽能電池的封裝。A類太陽模擬器將這中影響降低到了*小，輻射均勻性嚴(yán)格控制在±2%以內(nèi)。

3.時(shí)間穩(wěn)定性

太陽模擬器輸出光的時(shí)間穩(wěn)定性是為了保證光強(qiáng)的波動(dòng)不會(huì)影響太陽能電池效率的測量。光密度控制系統(tǒng)可以將太陽模擬器的光強(qiáng)波動(dòng)控制在1%以內(nèi)，即使沒有光密度控制系統(tǒng)，同樣可以達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

三、太陽模擬器關(guān)鍵組成：

1. 光室

光室為氙燈提供了一個(gè)安全的空間，在光室里面有安全自鎖系統(tǒng)，用來保證操作的安全性和系統(tǒng)的安全。積分器風(fēng)扇和濾光片風(fēng)扇用來保證光學(xué)器件的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并維持光室的溫度。

2. 快門

在太陽模擬器內(nèi)部有一個(gè)穩(wěn)定的快門，用來控制工作環(huán)境，該快門可以實(shí)現(xiàn)1000000次開關(guān)，實(shí)際工作中甚至更多。該快門開關(guān)時(shí)間只用200ms，可以通過接觸控制、邏輯輸入控制，也可以通過按鈕開關(guān)進(jìn)行直接控制。

3. 氙燈

采用連續(xù)發(fā)光系統(tǒng)，從而避免了脈沖式氙燈光源受到太陽能電池材料響應(yīng)時(shí)間的限制，氙燈為無臭氧短弧氙燈。

4. 1.5G濾光片

同時(shí)采用1.5G濾光片和氙燈就可達(dá)到A類太陽模擬器標(biāo)準(zhǔn)。

5. 電源

高品質(zhì)電源可以為氙燈提供穩(wěn)定的功率，并且可以檢測氙燈的壽命。當(dāng)氙燈壽命接近結(jié)束的時(shí)候，建議更換氙燈，否則將有可能會(huì)影響光譜特性。

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了AM0和AM1.5太陽光譜輻照度分布的太陽模擬器的通用技術(shù)要求及其級別和類別的劃分。

主要特點(diǎn)：

主要特點(diǎn)

1，采用高強(qiáng)度150W氙弧燈，比傳統(tǒng)500W氙弧燈提高50%；燈源壽命達(dá)1500小時(shí)；

2，可以任意調(diào)節(jié)照射方向以及燈的位置；

3，照光面積達(dá)6cm×6cm照光面積（平行光源）；**60 cm2（非平行光源）；

4，可選配帕爾貼樣品溫控臺(tái)、電壓電流檢測系統(tǒng)（I-V analyzer）及相關(guān)軟件用于太陽能電池