CN204629264U - 一种辐照面积可调的短距离直射式太阳模拟器 - Google Patents
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Abstract
一种辐照面积可调的短距离直射式太阳模拟器，属于太阳能电池检测装置领域，包括壳体、反光体、光源、滤光装置和光阑；其中滤光装置包括滤光片安装架和滤光片；滤光片安装架上设置开孔；反光体及光源均设置于壳体一端面内表面上；滤光装置设置于光源与壳体另一端面间，且与端面平行；滤光装置与壳体另一端面间设置有至少一个光阑；光阑上设置通光口；通光口与光源位置相对应。通过在滤光片与辐照面间设置光阑限制光线倾斜角，降低模拟器辐照均匀度和光谱匹配度实现的难度，且可通过增减光源或调整光阑尺寸控制辐照面积，满足辐照面尺寸的变化要求。光源可设置在辐照面下方或上方直接进行测试，降低了成本和时间，有效提高了工作效率。
Description
技术领域
本实用新型属于太阳能电池检测装置领域，尤其涉及一种辐照面积可调的短距离直射式太阳模拟器。
背景技术
太阳模拟器是模拟特定大气质量环境下太阳辐照特性的室内光源装置，在光伏电池领域的应用主要老化测试和电性能测试。老化测试是用太阳模拟器持续照射太阳电池一定时间后，对比太阳电池电性能在老化前后参数如短路电流、峰值功率等的变化；电性能测试是用太阳模拟器，模拟标准太阳辐照照射在太阳电池上，处理其输出的电流、电压信号，最后获得被测电池的光电效率、短路电流、开路电压、峰值功率等信息。太阳模拟器的主要指标是光谱与AM1.5标准的匹配度、辐照不均匀度和不稳定度，IEC将三个指标分别划分为三个等级。
现有的技术方案所采用的太阳模拟器，在控制辐照均匀度和光谱匹配度上存在困难，且在使用过程中存在工序增加的问题，如中国专利CN103256572A 公布了一种“大面积稳态太阳模拟灯阵”，采用光束直射方式在距离光源1200mm的短距离上拥有1700*2400 mm尺寸的超大辐照面，并采用模块化设计，拆卸、安装、调试方便。然而，在该结构中，每个光源未经过聚光罩准直的光线中的一部分，会以很大的倾斜角照射在辐照面上，这会使辐照均匀度和光谱匹配度的实现变得困难，最重要的是，任意的两个光源，其各自对应的辐照区域会相互叠加、干扰，如果在该装置中，添加或移除一个光源，整个辐照面的辐照分布会有剧烈的变化，所以辐照面的大小是不可调节的，此结构不能灵活应对太阳模拟器用户对辐照面尺寸的不同要求。其次，在上述方案中，光源阵列位于被测太阳电池组件的侧面，但实际上成品的太阳电池组件在生产线的履带上传输时，受光面朝下并且距离水平地面1米距离，因此太阳电池组件在测试时必须被翻转机构抓起、翻转之后才可以测试，这就迫使此款太阳模拟器的用户增加了设备数量和成本，并且因翻转过程占用更多的时间而降低了测试效率 。
发明内容
本实用新型旨在解决上述问题，提供一种辐照面积可调的、且使用方便的短距离直射式太阳模拟器。
本实用新型所述的一种辐照面积可调的短距离直射式太阳模拟器，包括壳体、反光体、光源、滤光装置和光阑；其中滤光装置包括滤光片安装架和滤光片；所述滤光片安装架上设置有用于安装滤光片的开孔；所述反光体及光源均设置于壳体一端面的内表面上；前述滤光装置设置于光源与壳体另一端面之间，且与壳体端面相平行；所述反光体、光源和滤光片的数量相等且位置在垂直方向上相对应；其特征在于：所述滤光装置与壳体另一端面间设置有至少一个光阑；所述光阑上设置有通光口；所述通光口与前述光源的位置在垂直方向上相对应。
光源数量至少为一个，且打光方式为光线直射，无需经过箱体内部反射或散射，确保光线入射角度；当光源数量增加时可根据需要调整阵列排布，所述反光体可以是反光平面镜、铝、银、喷涂材料、复合材料中的一种或它们间的任意组合。所述反光体的作用是将对应的光源的一部分光能汇聚、投射在对应的辐照区域，所述滤光片其作用是将光源的光谱分布过滤成接近AM1.5标准的光谱分布，所述光阑的作用是限制光线的倾斜角。
本实用新型所述的辐照面积可调的短距离直射式太阳模拟器，所述光阑上的通光口的形状包括圆形和多边形。
本实用新型所述的辐照面积可调的短距离直射式太阳模拟器，所述光阑上的通光口的形状为不规则形状。
本实用新型所述的辐照面积可调的短距离直射式太阳模拟器，所述壳体的另一端面设置为超白玻璃，用于密封箱体和承放太阳电池组件。
本实用新型所述的辐照面积可调的短距离直射式太阳模拟器，所述光源为氙灯。
本技术方案中，辐照面是指太阳能电池组件在太阳模拟器上测试时，其受光面所在的平面上一块特定尺寸的区域；阵列排布包括在直线上等间距、同心圆环形、特定多边形、亦或是三角形、四边形、六边形、以特定多边形为最小重复单元的拓展图形。
本实用新型所述的一种辐照面积可调的短距离直射式太阳模拟器，通过在滤光片与辐照面之间添加光阑的方法严格限制了光线倾斜角，使每个光源都对应有一个的辐照区域，此区域最多只受到直接相邻的光源的辐照叠加。彼此不相邻光源之间，其辐照区域没有交集，这样便降低了模拟器辐照均匀度和光谱匹配度实现的难度，并且可通过增减光源或通过调整光阑的出光尺寸以控制辐照面积，最终满足用户对太阳模拟器辐照面尺寸需求不同的要求。其次，本实用新型所述的辐照面积可调的短距离直射式太阳模拟器，其光源阵列可放置在辐照面的下方，也可灵活调整到辐照面上方，太阳电池组件从履带上传输过来之后，不需要翻转或升降，可直接测试，降低了成本和测试时间，有效提高了工作效率。
附图说明
图1为本实用新型所述光源位于辐照面下方时的侧面剖视图；
图2为本实用新型所述光源位于辐照面上方时的侧面剖视图；
图3为本实用新型所述光源位于辐照面下方时的俯视图；
其中：1-壳体；2-反光体；3-光源；4-滤光片安装架；5-滤光片；6-光阑；7-超白玻璃；8-太阳电池组件。
具体实施方式
本实用新型所述的一种辐照面积可调的短距离直射式太阳模拟器，包括壳体1、反光体2、光源3、滤光装置和光阑6；其中滤光装置包括滤光片安装架4和滤光片5；所述滤光片安装架4上设置有用于安装滤光片5的开孔；所述反光体2及光源3均设置于壳体1一端面的内表面上；前述滤光装置设置于光源3与壳体1另一端面之间，且与壳体1端面相平行；所述反光体2、光源3和滤光片5的数量相等且位置在垂直方向上相对应；其特征在于：所述滤光装置与壳体1另一端面间设置有至少一个光阑6；所述光阑6上设置有通光口；所述通光口与前述光源3的位置在垂直方向上相对应。
光源3数量至少为一个，当光源3数量增加时可根据需要调整阵列排布，所述反光体2可以是反光平面镜、铝、银、喷涂材料、复合材料中的一种或它们间的任意组合。所述反光体2的作用是将对应的光源3的一部分光能汇聚、投射在对应的辐照区域，所述滤光片5其作用是将光源3的光谱分布过滤成接近AM1.5标准的光谱分布，所述光阑6的作用是限制光线的倾斜角。
本实用新型所述的辐照面积可调的短距离直射式太阳模拟器，所述光阑6上的通光口的形状包括圆形和多边形。
本实用新型所述的辐照面积可调的短距离直射式太阳模拟器，所述光阑6上的通光口的形状为不规则形状。所述壳体1的另一端面设置为超白玻璃7，用于密封箱体和承放太阳电池组件8。所述光源3为氙灯。
实施例，下面结合附图对本实用新型做进一步描述，将光源3排布成2×4的阵列，所使用的限制光线倾斜角的光阑6如图3所示。如图1所示自下而上依次是设备壳体1、反光体2、光源3、滤光片5、滤光片安装架4、光阑6、超白玻璃7 ，太阳电池组件8 。所述反光体2是一块铝制抛光槽，所述光源3是直管氙灯，所述滤光片5是AM1.5的矩形基底 ，所述滤光片安装架4是一块有8个、与光源3位置对应的矩形窗口的金属板材，所述光阑6有8个与光源3位置对应的矩形通光口。
任一光源3直接发出的光线或经过反光体2反射的光线，穿过滤光片5后，光谱分布与AM1.5的匹配度在0.9-1.1之间 ，光束再经过光阑6后，倾斜角较大的光线被拦截，光束在辐照面上形成一个与光阑6的通光口形状相同的辐照区域 ，这个区域的辐照分布是中心强四周弱，与之直接相邻的光源3也形成同样的辐照区域 ，且相邻的辐照区域间有交集，通过相邻辐照区域的叠加，辐照强区和弱区互相补偿，最终形成辐照不均匀度小于2% 的辐照面。如需要增大辐照面，只需按照阵列规则增加反光体2、光源3、滤光片5等即可。
如图2所示，可以将光源3设置于辐照面上方，壳体1、反光体2、光源3、滤光片5、滤光片安装架4、光阑6、超白玻璃7自上而下依次设置，此时太阳能电池组件可以放置在水平面上，其余使用操作过程与将光源3设置于辐照面下方时相同。
Claims (5)
1.一种辐照面积可调的短距离直射式太阳模拟器，包括壳体（1）、反光体（2）、光源（3）、滤光装置和光阑（6）；其中滤光装置包括滤光片（5）安装架（4）和滤光片（5）；所述滤光片（5）安装架（4）上设置有用于安装滤光片（5）的开孔；所述反光体（2）及光源（3）均设置于壳体（1）一端面的内表面上；前述滤光装置设置于光源（3）与壳体（1）另一端面之间，且与壳体（1）端面相平行；所述反光体（2）、光源（3）和滤光片（5）的数量相等且位置在垂直方向上相对应；其特征在于：所述滤光装置与壳体（1）另一端面间设置有至少一个光阑（6）；所述光阑（6）上设置有通光口；所述通光口与前述光源（3）的位置在垂直方向上相对应。
2.根据权利要求1所述的辐照面积可调的短距离直射式太阳模拟器，其特征在于：所述光阑（6）上的通光口的形状包括圆形和多边形。
3.根据权利要求1所述的辐照面积可调的短距离直射式太阳模拟器，其特征在于：所述光阑（6）上的通光口的形状为不规则形状。
4.根据权利要求1所述的辐照面积可调的短距离直射式太阳模拟器，其特征在于：所述壳体（1）的另一端面设置为超白玻璃（7）。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的辐照面积可调的短距离直射式太阳模拟器，其特征在于：所述光源（3）为氙灯。
Priority Applications (1)
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| CN201520383727.2U CN204629264U (zh) | 2015-06-04 | 2015-06-04 | 一种辐照面积可调的短距离直射式太阳模拟器 |
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Publications (1)
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| CN (1) | CN204629264U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106130482A (zh) * | 2016-08-01 | 2016-11-16 | 江苏大学 | 一种光伏组件超加速热循环老化试验装置 |
| CN111478667A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-07-31 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 一种用于空间多结太阳电池测试的太阳模拟器 |
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2015
- 2015-06-04 CN CN201520383727.2U patent/CN204629264U/zh active Active
Cited By (3)
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| CN106130482B (zh) * | 2016-08-01 | 2018-01-16 | 江苏大学 | 一种光伏组件超加速热循环老化试验装置 |
| CN111478667A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-07-31 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 一种用于空间多结太阳电池测试的太阳模拟器 |
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