CN1320304C - 箱体侧立式大面积薄膜太阳电池测试仪的光路装置 - Google Patents

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Abstract

一种箱体侧立式大面积薄膜太阳电池测试仪的光路装置，采用箱体式结构，主要由线光源脉冲氙灯、抛物面反射镜、挡板、光谱矫正滤镜和丝网滤镜、放置被测太阳电池组件的可调导轨等几部分构成。脉冲氙灯由两支在一条直线上的氙灯并联形成线光源，在脉冲氙灯与被测面之间设置的挡板正好挡住脉冲氙灯射向被测面的直射光线，脉冲氙灯及挡板由三自由度灯支座调节位置，在抛物面反射镜与被测太阳电池组件之间设置光谱矫正滤镜和丝网滤镜，抛物面反射镜面上镀有吸收红外光的反射膜。本发明结构紧凑，占用场地小，能实现大面积范围内光的均匀性，侧立式可调导轨能适应各种规格的被测太阳电池组件，可减小劳动强度，并能与自动化装置对接。

Description

箱体侧立式大面积薄膜太阳电池测试仪的光路装置
技术领域：
本发明涉及一种薄膜太阳电池测试仪的光路装置，尤其涉及一种箱体侧立式大面积薄膜太阳电池测试仪的光路装置，在大面积范围内实现±5％的均匀光，属于太阳电池测试技术领域。
技术背景：
太阳电池测试装置一般是由太阳模拟器、电子负载及计算机数据处理系统等几个部分组成的成套或配套设备，其中太阳模拟器有稳态的和脉冲式两种，稳态模拟器用来测试太阳电池组件，面临均匀性、稳定性、功耗大、被测组件温升等关键问题，不易解决，因此，国际上在太阳电池组件测试仪中采取稳态模拟器的方案已逐步取消，取而代之的是脉冲式模拟器，脉冲式太阳电池组件测试仪又分为多次闪光测试和单次闪光测试，特别是后者单次闪光的组件测试仪由于其测试速率高，适于快速测量，适于自动测量，因而具有较好的技术优势，但是该种模拟器的单次闪光都是由气体放电产生，脉宽时间都较短(一般为1～2ms)，这种模拟器不符合薄膜太阳电池的响应慢的要求，因而测试结果都偏小。对比技术有SpetrumLAB公司的LAPSS-II。
单次闪光太阳电池组件测试仪的脉冲式模拟器大都采用点光源，被特定反光装置反射和滤光装置过滤后照射到被测面上，为了获得被测面上的一定的均匀性，要加工制作复杂的反光装置或增加光源与被侧面的间距，有的间距可达十米之多，需占有好几个房间，这样，光源的功耗、整个设备的成本和使用成本相当高，而且反光装置加工难度大，光路调试困难。有的太阳电池组件测试仪采用特殊的光路结构成功地实现短距离之内的光均匀性，对比技术有上海交通大学的JD02太阳电池组件测试仪(专利公开号：CN 1316613A，CN1335514A)，但是该技术中电池组件的放置方式是抽屉式的，操作不便，也不便与自动送片机构衔接。常规的单次闪光太阳电池组件测试仪的光路系统一般在临近被测电池的光路上设置光谱矫正的滤光系统，而且为了达到较好光谱矫正效果，多采用多层镀膜的滤光镜，这种方案对小面积的太阳电池测试仪是适用的，但在大面积的太阳电池测试仪中对大面积(例如2平方米)的模拟光进行光谱矫正，需要大口径的滤光镜，但这种大口径的滤光镜制作起来几乎是不可能的，存在技术上和商业上的难度，即使制造出来，滤光镜的多层膜的寿命一般在一到两年之间，需频繁更换，商业成本太大。
发明内容：
本发明的目的在于针对现有技术的上述不足，设计提供一种箱体侧立式大面积薄膜太阳电池测试仪的光路装置，能够满足测量单次闪光大面积薄膜太阳电池组件的响应时间要求，实现在较小箱体内获得均匀的太阳模拟光。
为实现这样的目的，本发明的技术方案中，为了在大面积(2平米)测试面上较小箱体内获得空间均匀的模拟光线，设计了抛物面反射镜，脉冲氙灯与被测面之间设有挡板。为达到要求的光均匀性和光谱分布，在氙灯外围套上阻红外光的有色毛玻璃外套进行滤光，在光路上加装200目丝网进行灰色滤光，在抛物面反射镜的反射面上涂加吸收红外光的反射膜。
本发明太阳电池测试仪的光路装置为箱体式结构，主要由线光源脉冲氙灯、抛物面反射镜、挡板、光谱矫正滤镜和丝网滤镜、放置被测太阳电池组件的可调导轨等几部分构成。脉冲氙灯由两支在一条直线上的氙灯并联，形成线光源。在脉冲氙灯与被测面之间靠近脉冲氙灯处设有挡板，挡板的宽度正好挡住脉冲氙灯射向被测面的直射光线。脉冲氙灯及挡板安装在三自由度灯支座上，由三自由度灯支座调节位置。在抛物面反射镜与被测太阳电池组件之间设置光谱矫正滤镜和200目丝网滤镜。
脉冲氙灯发出的直射被测太阳电池组件的光线都被挡板挡住，脉冲氙灯发出的光只有经抛物面反射镜的反射后，再经光谱矫正滤镜和200目丝网滤镜的滤光才能投射到被测太阳电池组件上，在抛物面反射镜面上镀有吸收红外光的反射膜，以吸收脉冲氙灯发出的过多的红外光。
为了减小搬动被测组件的劳动强度和方便与自动化装置对接，本发明设计了一种侧立式可调导轨放置被测太阳电池组件，上下导轨两端各有一个调节手柄。被测电池组件侧立插入导轨，由可调导轨的上下导轨夹住，并可以左右推动，通过调节手柄调节上下导轨的间距，以适应不同宽度的太阳电池组件。
本发明的箱体式光路装置结构紧凑，占用场地小，制造成本低，独特的侧立式可调导轨设计，使被测太阳电池组件由导轨的一个侧面推入，由另一侧面推出，可以有效减轻操作工人的劳动强度，同时该导轨装置可以与自动化的传输装置衔接，为实现自动化奠定基础。本发明的侧立导轨与三自由度抛物面漫反射脉冲氙灯结合，能在大面积范围内实现±5％的均匀光。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图。
图1中，1为抛物面反射镜，2为三自由度灯支座，3为脉冲氙灯，4为光谱矫正滤镜，5为200目丝网滤镜，6为可调导轨，7为正反螺纹轴，8为被测太阳电池组件，9为可调导轨的手柄，10为挡板。
图2为本发明脉冲氙灯的结构示意图。
图2中，3为脉冲氙灯，11为阻红外滤镜套管，12为灯脚。
具体实施方式：
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步详细描述。
本发明太阳电池测试仪的光路装置为箱体式结构，如图1所示，主要由线光源脉冲氙灯3、抛物面反射镜1、挡板10、光谱矫正滤镜4和丝网滤镜5、可调导轨6等几部分构成。脉冲氙灯3由两支氙灯并联，并在一条直线上，形成线光源。在脉冲氙灯3与被测面之间靠近脉冲氙灯处设有挡板10，挡板10的宽度正好挡住脉冲氙灯3射向被测面的直射光线。脉冲氙灯3及挡板10安装在三自由度灯支座2上，由三自由度灯支座2调节位置。在抛物面反射镜1与被测太阳电池组件8之间设置光谱矫正滤镜4和200目丝网滤镜5。
脉冲氙灯3由三自由度灯支座2调节位置，调到合适的位置后，脉冲氙灯3发出的直射被测太阳电池组件8的光线都被挡板10挡住，脉冲氙灯3发出的光只有经抛物面反射镜1的反射后，再经光谱矫正滤镜4和200目丝网滤镜5的滤光才能投射到被测太阳电池组件8上，在抛物面反射镜1上镀有吸收红外光的反射膜，以吸收脉冲氙灯发出的过多的红外光。
侧立式可调导轨6用于放置被测太阳电池组件8，上下导轨两端各有一个调节手柄9。被测电池组件由可调导轨的上下导轨夹住，并可以左右推动，
被测太阳电池组件8侧立插入可调导轨6，由可调导轨6的上下导轨夹住，并可以左右推动，调节左右两个可调导轨的手柄9，手柄9上的正反螺纹轴7拉动可调导轨6的上下导轨，改变上下导轨的间距，以适应不同宽度的太阳电池组件。被测太阳电池组件8从可调导轨6的一个侧面推入，由另一侧面推出。
图2为本发明脉冲氙灯的结构示意图。
如图2所示，本发明的脉冲氙灯3的外围套上一层阻红外滤镜套管11，阻红外滤镜套管11可以起到对氙灯发出的光线的红外线光谱过滤的作用。滤镜靠近光源越近，滤光效果越好，又由于氙灯的封装外壳一般采用石英玻璃，不便使用有色玻璃或对光线有滤光作用的玻璃，因此，本发明还是采用常规的石英玻璃管的氙灯，外加滤红外的有色玻璃套管来实现滤光。

Claims (1)

1、一种箱体侧立式大面积薄膜太阳电池测试仪的光路装置，包括线光源脉冲氙灯(3)、抛物面反射镜(1)、光谱矫正滤镜(4)和丝网滤镜(5)，其特征在于：还包括挡板(10)和可调导轨(6)，脉冲氙灯(3)由在一条直线上的两支氙灯并联，形成线光源，在脉冲氙灯(3)与被测面之间靠近脉冲氙灯处设有挡板(10)，挡板(10)的宽度正好挡住脉冲氙灯(3)射向被测面的直射光线，脉冲氙灯(3)及挡板(10)安装在三自由度灯支座(2)上，在抛物面反射镜(1)与被测太阳电池组件(8)之间设置光谱矫正滤镜(4)和丝网滤镜(5)，脉冲氙灯(3)发出的直射光被挡板(10)挡住，经抛物面反射镜(1)的反射光经光谱矫正滤镜(4)和丝网滤镜(5)滤光后投射到被测太阳电池组件(8)上，抛物面反射镜(1)上镀有吸收红外光的反射膜，用于放置被测太阳电池组件(8)的可调导轨(6)侧立，其上下导轨两端各有一个调节手柄(9)；其中所述脉冲氙灯(3)的外围套上一层阻红外滤镜套管(11)。
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