CN209656921U - 一种用于太阳模拟器光能衰减的光衰装置 - Google Patents

Abstract

一种用于太阳模拟器光能衰减的光衰装置，属于太阳模拟器测试装置领域，包括太阳模拟器；其特征在于：所述太阳模拟器上设置有光衰装置；所述光衰装置由至少一块其上设有若干通孔的不透明板构成。所述太阳模拟器上设置有光衰装置；所述光衰装置由至少一块其上设有若干通孔的不透明板构成。所述的光衰装置，工艺简单、成本低廉；通过确定不透明板的厚度、通孔间的中心距以及孔径的方式实现精确控制所通过光束的能量衰减；更好的保持了光束初始的光谱特征，并能实现更优的辐照不均匀度；本实用新型所述的用于太阳模拟器光能衰减的光衰装置，对太阳模拟器在低辐照度时更高精度地测试太阳电池，有非常积极的意义。

Description

一种用于太阳模拟器光能衰减的光衰装置

技术领域

本实用新型属于太阳模拟器测试装置领域，尤其涉及一种用于太阳模拟器光能衰减的光衰装置。

背景技术

太阳电池通常在1000W/㎡的标准辐照度下进行电性能测试。但人们为了测试太阳电池的弱光响应能力，需要获得低辐照度（100-500W/㎡）；最直接的做法，是降低太阳模拟器光源输出的光功率，从而获得低辐照度；当前光伏市场上，绝大多数太阳模拟器的光源是氙灯，其光谱不可避免的会随着氙灯光功率的降低而漂移，且太阳模拟器的氙灯供电与控制装置会因为氙灯功率剧变而使辐照稳定度变差，最终使太阳模拟器在测试低辐照度时，达不到IEC的3A级。

为解决太阳模拟器在低辐照度测试时三大指标降低的问题，当前行业内较为先进的方案是，在太阳模拟器的光源和被测太阳电池之间设置一个光衰装置；在低辐照度测试时，太阳模拟器光源输出的光功率不变，通过光衰装置，对光束进行能量衰减，从而获得低辐照度。当前的一种做法，是将中性滤光片作为光衰装置。中性滤光片是在玻璃板通过材料掺杂或表面镀膜等方法，使其可以对各波段的光较为均匀地吸收或反射，从而在较少改变所通过光束光谱、辐照分布的条件下，实现了光能量衰减。

上述方法，由于要调整玻璃板的掺杂和镀膜工艺，造成工艺复杂、成本昂贵该结构的光衰装置无法精确控制所通过光束的能量衰减；由于不可能做到对各波段的光完全均匀的吸收或反射，该结构的光衰装置，不可避免地仍会少量改变所通过光束光谱；这对光伏行业内顶尖的太阳模拟器（光谱不匹配度要求小于±12.5%）可能是致命的缺陷。

发明内容

本实用新型旨在解决上述问题，提供一种用于太阳模拟器光能衰减的光衰装置。

本实用新型所述用于太阳模拟器光能衰减的光衰装置，包括太阳模拟器；所述太阳模拟器上设置有光衰装置；所述光衰装置由至少一块其上设有若干通孔的不透明板构成；通过在太阳模拟器上设置光衰装置的方式，达到调节模拟器辐照度的目的。

本实用新型所述用于太阳模拟器光能衰减的光衰装置，所述通孔至少有25个等间距规则设置于不透明板上；所述通孔的形状设置为规则形状。

本实用新型所述用于太阳模拟器光能衰减的光衰装置，所述通孔至少有25个尺寸和形状相同，等间距规则设置于不透明板上；以此保障通过光衰装置的光照的均匀度。

本实用新型所述用于太阳模拟器光能衰减的光衰装置，所述不透明板的厚度大于0.01mm；所述不透明板的厚度小于通孔直径的四分之一。

本实用新型所述用于太阳模拟器光能衰减的光衰装置，任意两相邻所述通孔之间的中心距为1~20mm。

本实用新型所述用于太阳模拟器光能衰减的光衰装置，任意相邻的四个所述通孔可构成形状相同的四边形。

本实用新型所述用于太阳模拟器光能衰减的光衰装置，所述不透明板设为平面或曲面；通过将不透明板采用平面或曲面的形式设置于太阳模拟器的光源与太阳电池之间，使得太阳模拟器照射到太阳电池上的光是经光衰装置衰减后的光源，以满足测试需求。

本实用新型所述用于太阳模拟器光能衰减的光衰装置，所述通孔的形状为圆形和或矩形和或三角形。

本实用新型所述用于太阳模拟器光能衰减的光衰装置，所述通孔的直径范围为1~20mm。

本实用新型所述用于太阳模拟器光能衰减的光衰装置，包括太阳模拟器；所述太阳模拟器上设置有光衰装置；所述光衰装置由至少一块其上设有若干通孔的不透明板构成。所述的光衰装置，工艺简单、成本低廉；通过确定不透明板的厚度、通孔间的中心距以及孔径的方式实现精确控制所通过光束的能量衰减；更好的保持了光束初始的光谱特征，并能实现更优的辐照不均匀度；本实用新型所述的用于太阳模拟器光能衰减的光衰装置，对太阳模拟器在低辐照度时更高精度地测试太阳电池，有非常积极的意义。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述用于太阳模拟器光能衰减的光衰装置的结构示意图；

其中1-不透明板、2-通孔、3-无效通孔。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型所述用于太阳模拟器光能衰减的光衰装置进行详细说明。

本实用新型所述用于太阳模拟器光能衰减的光衰装置，包括太阳模拟器；所述太阳模拟器上设置有光衰装置；如图1所示，所述光衰装置为一块其上设有若干通孔2的不透明板1构成；所述通孔2优选以机械切钻、激光雕刻方式在不透明板1上形成，也可以是蚀刻方式形成；通过在太阳模拟器上设置光衰装置的方式，达到调节模拟器辐照度的目的。所述通孔2等间距规则设置于不透明板1上；所述通孔2的形状设置为规则形状。所述不透明板1的厚度大于0.01mm；所述不透明板1的厚度小于通孔2直径的四分之一。任意两相邻所述通孔2之间的中心距为1~20mm。任意相邻的四个所述通孔2可构成形状相同的四边形。本实施例中，所述通孔数量为532个，尺寸和形状相同，等间距规则设置于不透明板1上。所述不透明板1设为平面；通过将不透明板1采用平面的形式设置于太阳模拟器的光源与太阳能电池板之间，使得太阳模拟器照射到太阳能电池板上的光是经光衰装置衰减后的光源，以满足测试需求。所述通孔2的形状为圆形。所述通孔2的直径范围为1~20mm。

在本实施例中，为了获得透光率25%的光衰装置，优选了一种市面便于加工、物美价廉的不锈钢板(厚度T=0.5mm)，设通孔2圆形半径为r，中心距为d，则透光率=通孔2面积/相邻四个孔径构成四边形的面积，计算可得：d=3.545*r，再结合1≤d≤20mm及1≤2r≤20mm及T＜r/2，可得1＜r≤5.64mm，简单起见将r取整数，可得至少如下表所示四种结构：

在光衰装置上，有光照射且所穿过的光可到达被测太阳电池表面的部分为光束有效截面。不透明板1的部分区域在光束有效截面外，如附图1中心方块区域，该区域可以设置无效通孔3；在本实施例中，无效通孔3排布成“50”字样，作为标识。

本领域普通技术人员可以理解：本技术方案的核心是通过控制太阳模拟器光源的透光率达到控制辐照度的目的，因此本技术方案也可反向实施，在透明板上设置不透明区域的方式进行实现，其共同的原理是：不透明区域会对光束吸收、反射或散射，使之不能到达（或很少）被测太阳电池表面，从而基本不会对最终的光谱不匹配度、辐照不均匀度产生影响；而穿过透明区域的光束，其光谱和轨迹几乎没有发生变化，这样就保持了太阳模拟器光源所发出光束的初始特征；通过合理设置通孔2或不透明斑点、条纹的尺寸、间距和排布，可以使穿过透明区域的光束互相补偿叠加最终使被测太阳电池表面的辐照不均匀度不恶化；通过调整透明区域的总面积值，可以精确控制所通过光束的能量衰减，计算方法参考如下：穿过光衰装置后光束能量/光束初始能量=透明区域总面积/光束有效截面的总面积；同时，在本技术方的实施中，不透明板1包括不透光板（如金属箔）和表面磨砂的透光板（如毛玻璃）。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种用于太阳模拟器光能衰减的光衰装置，包括太阳模拟器；其特征在于：所述太阳模拟器上设置有光衰装置；所述光衰装置由至少一块其上设有若干通孔（2）的不透明板（1）构成。

2.根据权利要求1所述用于太阳模拟器光能衰减的光衰装置，其特征在于：所述通孔（2）至少有25个等间距规则设置于不透明板（1）上；所述通孔（2）的形状设置为规则形状。

3.根据权利要求2所述用于太阳模拟器光能衰减的光衰装置，其特征在于：所述通孔（2）至少有25个尺寸和形状相同，等间距规则设置于不透明板（1）上。

4.根据权利要求3所述用于太阳模拟器光能衰减的光衰装置，其特征在于：所述不透明板（1）的厚度大于0.01mm；所述不透明板（1）的厚度小于通孔（2）直径的四分之一。

5.根据权利要求4所述用于太阳模拟器光能衰减的光衰装置，其特征在于：任意两相邻所述通孔（2）之间的中心距为1~20mm。

6.根据权利要求5所述用于太阳模拟器光能衰减的光衰装置，其特征在于：任意相邻的四个所述通孔（2）可构成形状相同的四边形。

7.根据权利要求1或5或6所述用于太阳模拟器光能衰减的光衰装置，其特征在于：所述不透明板（1）设为平面或曲面。

8.根据权利要求7所述用于太阳模拟器光能衰减的光衰装置，其特征在于：所述通孔（2）的形状为圆形和或矩形和或三角形。

9.根据权利要求8所述用于太阳模拟器光能衰减的光衰装置，其特征在于：所述通孔（2）的直径范围为1~20mm。