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穩(wěn)態(tài)太陽光模擬器

發(fā)布時(shí)間: 2023-09-11　瀏覽次數(shù): ?

概述

穩(wěn)態(tài)太陽光模擬器是一種可以模擬太陽光譜、光強(qiáng)、光照時(shí)間等參數(shù)的設(shè)備，常用于室內(nèi)環(huán)境下對(duì)材料、器件、產(chǎn)品等的測(cè)試和評(píng)估。通常由光源、光學(xué)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。
模擬光源可以采用氙燈、汞燈、金屬鹵化物燈等，這些光源能夠發(fā)出相近于太陽光譜的光線，以模擬太陽光照射下的環(huán)境。光學(xué)系統(tǒng)可以對(duì)光線進(jìn)行聚焦、分散、濾波等處理，以達(dá)到所需的光強(qiáng)和光譜分布。控制系統(tǒng)可以控制光源的開關(guān)、光強(qiáng)、光照時(shí)間等參數(shù)，以便進(jìn)行不同條件下的測(cè)試和評(píng)估。穩(wěn)態(tài)太陽光模擬器提供一個(gè)接近自然日光的環(huán)境，不受環(huán)境、氣候和時(shí)間等因素影響實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷光照。

產(chǎn)品詳情

穩(wěn)態(tài)太陽光模擬器設(shè)備采用氙氣燈作為核心光源，輻照強(qiáng)度在600～ 1200W/m²可調(diào)。為了確保有效輻照面積的均勻性，每套燈采用獨(dú)立的 EPS 實(shí)時(shí)反饋控制，確保燈的恒功率輸出能量，單個(gè)光源系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)模擬量信號(hào)輸出至采集器。為達(dá)到輻照面積1m×1m 設(shè)備總共采用 4 組光源。其他輻照面積可根據(jù)用戶需求定制生產(chǎn)。
1) 光源特性：1000 小時(shí)光強(qiáng)衰減小于 10％（采用 EPS）
2) 排布方式：線性陣列排布，計(jì)算機(jī)模擬空間分布
3) 光源壽命：1000h+（更換光源以滿足3000H）
4) 光源質(zhì)保：1000h
5) 輻照強(qiáng)度：600～1200W/m²（此范圍內(nèi)可調(diào)）
6) 波段：400～1100nm
7) 輻照面積：1m×1m
8) 光譜匹配度：A 級(jí)
9) 輻照度不均勻性：≤± 2% ; A 級(jí)
10) 不穩(wěn)定性：LTI≤± 2% ; A 級(jí)
11) 單組燈的功率為：1-3kw
穩(wěn)態(tài)太陽光模擬器

應(yīng)用領(lǐng)域

廣泛應(yīng)用于太陽能電池特性測(cè)試、染料敏化電池（DSSC）、鈣鈦礦電池（PSC）、光電材料特性測(cè)試、生物化學(xué)相關(guān)測(cè)試、光學(xué)催化降解加速研究、皮膚化妝用品檢測(cè)和環(huán)境研究等。

專業(yè)術(shù)語定義

1、光譜匹配

光譜匹配度太陽光模擬器的光譜匹配度是指太陽光模擬器的光譜輻照度分布與太陽光的標(biāo)準(zhǔn)光譜分布的匹配程度，一般用太陽光模擬器在每個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)輻射的能量百分比與標(biāo)準(zhǔn)太陽光在同樣波長(zhǎng)范圍內(nèi)輻射的能量的百分比的比率表示。太陽光標(biāo)準(zhǔn)光譜輻照度分布情況見表。

表 1 標(biāo)準(zhǔn)光譜輻照度分布
波長(zhǎng)范圍/nm	占有效波段內(nèi)積分輻照度的百分比/%
波長(zhǎng)范圍/nm	AMO條件 (有效波段300 nm~ 1100 nm)	AM1.5G條件 (有效波段400 nm~ 1100 nm)
300～400	9.4
400～500	18.5	18.4
500～600	18.6	19.9
600～700	15.8	18.4
700～800	12.8	14.9
800～900	10.2	12.5
900～1100	14.7	15.9

標(biāo)準(zhǔn)光譜輻照度分布

2、輻照不均勻性

表示太陽模擬器參數(shù)的光束在空間上的均勻程度。均勻性不好的模擬器會(huì)影響測(cè)試的結(jié)果，一般情況下導(dǎo)致測(cè)試值比實(shí)際值偏小。
真實(shí)的太陽光在空間分布中是非常均勻的，但人造的光源并并不是。根據(jù)ASTM的規(guī)定，太陽模擬器輻照不均勻度的計(jì)算公式如下：
太陽模擬器輻照不均勻度等級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)如下表：
太陽光模擬器輻照不均勻

等級(jí)	光譜匹配到所有中指定的間隔	空間非均勻性輻照度	時(shí)間不穩(wěn)定性
等級(jí)	光譜匹配到所有中指定的間隔	空間非均勻性輻照度	短期不穩(wěn)定性輻照度 STI	長(zhǎng)期不穩(wěn)定性輻照度LTI
A+	0.875----1.125	1%	0.25%	1%
A	0.75---1.25	2%	0.5%	2%
B	0.6---1.4	5%	2%	5%
C	0.4---2.0	10%	10%	10%

3、輻照時(shí)間不穩(wěn)定性

表示太陽模擬器光束輻照度在時(shí)間上的穩(wěn)定性。真實(shí)的陽光輻照度在一段（短）時(shí)間內(nèi)是非常穩(wěn)定的，因此太陽模擬器的輻照度也應(yīng)具有一定的穩(wěn)定性。輻照穩(wěn)定度對(duì)測(cè)試結(jié)果的可參考性提供了前提。
等級(jí) 輻照時(shí)間不穩(wěn)定性
A 2%
B 5%
C 10%

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