WO2011033025A1 - Method and arrangement for adjusting a solar simulator - Google Patents

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WO2011033025A1
WO2011033025A1 PCT/EP2010/063624 EP2010063624W WO2011033025A1 WO 2011033025 A1 WO2011033025 A1 WO 2011033025A1 EP 2010063624 W EP2010063624 W EP 2010063624W WO 2011033025 A1 WO2011033025 A1 WO 2011033025A1
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solar simulator
distance
detectors
solar
neutral density
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PCT/EP2010/063624
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Ralf Adelhelm
Johannes Meier
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Oerlikon Solar Ag, Trübbach
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    • G01J1/04Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
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Definitions

  • the present invention relates to a method and an arrangement for adjusting a solar simulator. More particularly, the present invention relates to a method and apparatus for adjusting the optimal spectral irradiance of a solar simulator for measuring characteristics of multiple solar cells.
  • single, tandem or multiple solar cells is for the
  • solar simulators For measuring the electrical power and other opto-electrical or opto-electronic characteristics of photovoltaic elements solar simulators are used to generate a radiation as a substitute for solar radiation.
  • a typical commercial pulsed solar simulator also referred to as a "flasher” is often powered by a pulsed xenon lamp.
  • Solar simulators or solar simulators with continuous irradiation or pulsed irradiation of solar cells are commercially available.
  • the requirements regarding the temporal and spatial homogeneity of the irradiance as well as the requirements for the spectral irradiance are classified, for example, in IEC 60904-9.
  • the selection of the optimum performance of a xenon lamp is subject to many criteria, which are determined primarily by the properties of the lamp itself during manufacture.
  • pulsed operation of the lamp results in the nominal irradiance at a nominal and fixed distance.
  • lamp power and nominal distance are determined by specifying an irradiance or by specifying a reference detector.
  • the power of the xenon lamp is determined by the voltage of the charging capacitors, whereby the setting of the charging voltage is the default of the lamp power. Also finds a power electronics for controlling the lamp power their use. Furthermore, the lamp power can be controlled during the pulse, which is done by means of a radiation detector with a setpoint, such as by reference solar cells according to IEC60904-2. Thus, the irradiance of the lamp is kept constant.
  • the present invention relates to a method for adjusting a
  • Irradiance of a solar simulator comprising the steps:
  • test plane E2 a test plane E2
  • the test plane E2 has a defined distance A1 to the plane Ei, and wherein the detectors have a spectral sensitivity in a respective different spectral range
  • the inventive method is based on an iterative approximation of the distance between the at least two detectors to the solar simulator and at the same time from the lamp power of the solar simulator until the actual values of the spectral measured by all detectors
  • the Setting is therefore according to the invention in particular a calibration of the solar simulator.
  • Reference detectors These detectors each have a selectivity in a different spectral range.
  • One of the detectors is selectively in a relatively high-energy or short-wave spectral component and can also be referred to as a blue component cell.
  • Another detector is selective in one
  • red component cell relatively low-energy, or long-wave spectral component and can also be referred to as a red component cell.
  • the two detectors or component cells are the two detectors or component cells.
  • the actual values of the two detectors or their respective spectral irradiance deviate from the desired desired values.
  • the nominal values are in particular data output by the detectors, such as a voltage corresponding to the desired values of the spectral irradiance.
  • target and actual values are a few percent apart.
  • the discrepancy between the desired values with respect to the reference spectrum and the actual values under the simulator spectrum can be determined.
  • the inventive method uses the properties of the
  • the spectral irradiance in the relative course remains largely constant.
  • the change in the electrical power of a lamp is associated with the change in the spectral curve. This means a change in the relative spectral Irradiance.
  • Color temperature can be detected at higher lamp power.
  • the method begins at a nominal distance between the
  • Solar simulator and the detectors, and a nominal power of the lighting device of the solar simulator.
  • the nominal values are given by defined initial values, which are dependent, in particular, on the selected solar simulator or the lamp used in the solar simulator and the detector used.
  • the detectors with light of a wavelength in a range of 250nm to 4 ⁇ , in particular 300nm-1900nm, more preferably 300nm-1200nm, irradiated.
  • Such radiation can imitate the natural solar radiation particularly well and thereby make the measurements obtained particularly accurate.
  • the iterative approximation of the distance between the solar simulator and the detectors or the lamp power begins.
  • the desired value of a detector is first set, before the desired value of the second detector is approximated via a variation of distance and lamp power. These steps are repeated until both detectors have their
  • Process parameters are on the order of 10% of the nominal distance and 10% of the lamp power.
  • the inventive method is particularly for a subsequent measurement of
  • Multiple solar cells or tandem solar cells comprise two solar cells, or partial cells, which are stacked in particular monolithically one above the other.
  • the individual subcells are optimized for a specific wavelength range. In this way, a wider spectrum of sunlight can be absorbed, which increases the efficiency of the multiple solar cells.
  • tandem modules In the case of multiple solar cells, in particular tandem modules
  • the (resulting) spectrum of the solar simulator should generate the same currents in the individual sub-cells of a multiple solar cell as is the case under the reference spectrum. This is particularly due to the serial interconnection of the multiple solar cells or the sub-cells.
  • the tandem cells are produced as a stack of semiconductor layers that are no longer individually accessible, special radiation detectors are used, which have approximately the spectral sensitivity of the individual sub-cells of a multi-junction solar cell.
  • This requirement is met by providing at least two detectors, wherein the number of detectors can be adapted to the number of sub-cells.
  • the solar simulator is used with a filter that is adapted to a reference spectrum.
  • the spectral distribution of the lamp is already adapted to the solar reference spectrum, such as typically AM1.5 global, which is why only minor inaccuracies have to be eliminated by the method described.
  • the actual values of the detectors are already close to theirs
  • Transmission filters are particularly preferably used here.
  • the inventive method is then particularly effective and time-saving feasible.
  • the distance Ai is changed by displacing the solar simulator relative to the test plane Ei.
  • the distance Ai is changed by a displacement of the detectors relative to the solar simulator.
  • Embodiment is particularly advantageous for industrial application. It is particularly possible to design the possibility of displacement as part of a feeding device, which not only the solar simulator is adjustable by the method, but also the solar cell to be measured can be measured in a few steps.
  • the method according to the invention is the solar simulator with a
  • Neutral density filter used A combination of a neutral density filter with the method according to the invention increases the adjustment possibilities and makes the inventive method significantly more flexible.
  • the invention further relates to a method for measuring an object, in particular a solar cell, comprising the steps:
  • This method is used to characterize the object with respect to the sensitivity of a spectral variation and provides information about the interaction of the two sub-cells in the object.
  • the object is here in particular a multiple solar cell.
  • the invention further relates to an arrangement for adjusting a
  • Solar simulator having a lighting device, with the light in a Wellenlenge of 250nm to 4 ⁇ , in particular 300nm-1900nm, more preferably 300nm-1200nm, can be generated, and further
  • the solar simulator comprising at least two detectors which are selective for light of a respective different wavelength within the generated light, and which are arranged in a test plane E2 at a distance A1 from the plane E 1 of the solar simulator, wherein the distance A1 is variable.
  • the solar simulator has a xenon lamp as
  • a xenon lamp is particularly suitable for producing light or radiation with a spectrum that is particularly similar to that of sunlight.
  • the setting of the xenon lamp is particularly suitable for producing light or radiation with a spectrum that is particularly similar to that of sunlight.
  • Solar simulator is so particularly suitable with respect to a subsequent measurement of an object, in particular a solar cell.
  • the xenon lamp is a
  • Short-arc high-pressure xenon lamp or a long-arc low-pressure xenon lamp, also known as a flasher.
  • the arrangement according to the invention further comprises the arrangement
  • the solar simulator for changing the distance Ai designed to be displaced.
  • This embodiment is particularly simple and possible without disproportionately high expenditure on equipment.
  • the at least two detectors for changing the distance Ai designed to be displaced are provided.
  • Embodiment is particularly advantageous for industrial application. It is particularly possible to design a displacement means as part of a feeding device, which not only the solar simulator is adjustable with the method, but also the solar cell to be measured can be measured in a few steps.
  • the at least two detectors are arranged orthogonal to the optical axis of the light generated by the illumination device or the generated radiation. In this embodiment, particularly good results with respect to the accuracy of the adjusted spectral irradiance can be achieved.
  • the arrangement according to the invention is a linear displacement for the solar simulator and / or for the at least two detectors for
  • the solar simulator has a
  • Neutral density filter on.
  • the neutral density filter has a transmission of 90% or 95%.
  • FIG. 1 shows a process diagram of the method according to the invention
  • FIG. 2 shows an arrangement according to the invention for setting a
  • Lighting device generated radiation deviate from the desired conditions or setpoints, which is why the
  • Adjustment of the solar simulator in particular the adjustment of the spectral irradiance of the solar simulator, is necessary.
  • the method according to the invention starts with a
  • Solar simulator comprising the lamp head, that means the lamp with any optics with housing, leads and brackets, also with a nominal lamp power.
  • the nominal distance can typically be several decimetres up to
  • the lighting device can be designed in particular as a so-called flasher. This means that the generated light or the generated radiation is generated in the form of temporally limited flashes. The plateau of the radiation is in particular in the order of milliseconds.
  • the distance of a detector to the solar simulator or to the lamp head of the solar simulator is varied until, for example, the detector selective for high-energy radiation, ie the blue component cell, reaches its desired value.
  • the blue component cell or its actual value can be used to regulate the lamp power to the set value of the blue
  • the process is completed, the solar simulator is set as desired
  • Setpoints is shifted, so the light is too short-waved.
  • the power of the lamp is to be reduced and the distance Ai must be shortened, in particular between two flashes of the designed as a flasher solar simulator.
  • the reduction of lamp power and distance Ai are geared appropriately to the discrepancy between the setpoint and the actual value.
  • Target value this means that the spectral distribution is shifted towards long-wave wavelengths starting from the setpoints, so the light is too long-waved. In this case, increase the power of the lamp and increase the distance. The increase of
  • Lamp power and distance are expediently based on the discrepancy between setpoint and actual value.
  • the change in the lamp power is inventively accompanied by the change in the distance between the solar simulator and the detector or the detectors. Now both detectors are measured again. If both detectors measure their setpoints, the procedure is completed.
  • the method is started again to set the desired value of a detector. Repeating these steps will result in an iterative change in the distance or lamp power, respectively, until both the red and blue component cells, both detectors, have reached their setpoints.
  • Component cell is started.
  • Test object to the optical axis of the system to be checked.
  • an object to be measured such as a solar cell
  • NDF neutral density filter
  • the irradiance can be in the test level E
  • neutral density filters are already available, which allow a gradual attenuation of the irradiance without affecting the relative spectral irradiance.
  • inventive method increases the setting options: In principle, when using the neutral density filter and constant distance, the lamp power can be increased, which leads to an increase of the short-wave spectral component. Alternatively, at the same
  • Lamp power the distance can be shortened.
  • two neutral density filters with a transmission of 95% (NDF95) and 90% (NDF90) are used as follows to examine a photovoltaic object with two junctions, in particular a tandem solar cell, of course
  • the method according to the invention for approximating the reference spectrum is used and the object is measured under these conditions, generally under standard test conditions.
  • Neutral density filter with a transmission of 90% the lamp power to the nominal value of a detector or one of the
  • Component cell adapted and performed a second measurement on the object to be measured.
  • a third measurement provides the
  • Object ie in particular the tandem solar cell with regard to the sensitivity of a spectral variation and provides information about the interaction of the two sub-cells in the test object.
  • Measuring method is the gradation of irradiance below
  • the arrangement 10 comprises a solar simulator 12, which in FIG a level egg is arranged.
  • the solar simulator 12 includes a lamp or lighting device 14. Die
  • Illumination device 14 is suitable for generating light in a wavelength of 250 nm to 4 ⁇ m, in particular 300 nm-1900 nm, particularly preferably 300 nm-1200 nm. Particularly preferably, the
  • Lighting device 14 a xenon lamp, and this and thus the solar simulator 12 may be formed as a flasher or flash simulator.
  • the arrangement 10 further comprises at least two detectors 16, 18, which may be configured as reference solar cells or reference solar modules.
  • the detectors 16, 18 are selective for light of a different wavelength.
  • the detector 16 is selective for comparatively short wavelength light and is therefore referred to as a blue component cell, whereas the detector 18 is selective for comparatively long wavelength light and therefore red
  • Component cell is called.
  • the solar simulator 12 comprises a filter adapted to the reference spectrum so as to already obtain an approximate simulator spectrum.
  • the detectors 16, 18 are arranged at a distance Ai from the solar simulator 12 or its illumination device 14. Preferably, the detectors 16, 18 are further arranged orthogonal to the optical axis of the radiation generated by the illumination device 14.
  • the solar simulator 12 and / or the two detectors 16, 18 are designed to be displaceable.
  • Linear displacement for the solar simulator 12 and its illumination device 14 or for a holder of the detectors 16, 18 may be provided.
  • the linear displacement devices are preferably fixed in a floor or ceiling of the arrangement anchored so that all distances are reproducible.
  • An electromechanical drive of the linear displacement offers corresponding advantages.
  • the arrangement 10 further comprises a receptacle for an object to be tested, in particular for a solar cell.
  • Solar simulator 12 directly take a measurement of an object, such as a solar cell.

Abstract

The present invention relates to a method for adjusting a solar simulator (12), particularly for adjusting the spectral exposure rate of a solar simulator (12). By means of the method according to the invention, the spectral exposure rate in particular can be adjusted very precisely, improving a subsequent measurement of a solar cell, for example, with respect to the opto-electronic properties thereof. The method comprises the steps according to the invention: a) disposing a solar simulator in a plane E1; b) disposing at least two detectors in a test plane E2, wherein the test plane E2 comprises a defined distance A1 to the plane E1, and wherein each of the detectors comprises a spectral sensitivity in a different spectral range; c) irradiating the at least two detectors with light of a wavelength range of 250 nm to 4 μm, particularly 300 nm - 1900 nm, particularly preferably 300 nm - 1200 nm; d) changing the distance A1 or adjusting the lamp power of the solar simulator such that the fist detector reaches a defined target value; e) checking the actual value of the second detector (18); f) reducing the distance A1 and lowering the lamp power of the solar simulator in the case where the impinging light has too short a wavelength, or increasing the distance A1 and raising the lamp power of the solar simulation in the case where the impinging light has too long a wavelength, and g) repeating the steps d) through f) in the case where the actual values of the detectors deviate from the target values thereof.

Description

Beschreibung  description
Verfahren und Anordnung zum Einstellen eines Solarsimulators Technisches Gebiet  Method and device for setting a solar simulator Technical field
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Einstellen eines Solarsimulators. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Anordnung zum Einstellen der optimalen spektralen Bestrahlungsstärke eines Solarsimulators zum Messen von Kenngrößen von Mehrfachsolarzellen.  The present invention relates to a method and an arrangement for adjusting a solar simulator. More particularly, the present invention relates to a method and apparatus for adjusting the optimal spectral irradiance of a solar simulator for measuring characteristics of multiple solar cells.
Stand der Technik State of the art
[0002] Die genaue Messung opto-elektronischer Kenngrößen, wie etwa der  The exact measurement of opto-electronic characteristics, such as
elektrischen Leistung oder der Strom-Spannungskennlinie, von Solarzellen und Solarmodulen mit einem oder mehreren pn-Übergängen,  electric power or the current-voltage characteristic, of solar cells and solar modules with one or more pn junctions,
insbesondere Ein-, Tandem- oder Mehrfachsolarzellen, ist für die  In particular, single, tandem or multiple solar cells, is for the
Charakterisierung und Qualitätskontrolle von photovoltaischen Elementen von großer Bedeutung.  Characterization and quality control of photovoltaic elements of great importance.
[0003] Die Forderung nach hoher und höchster Messgenauigkeit der elektrischen Kenngrößen von Solarzellen besteht von Seiten der Zellen-Hersteller ebenso wie von Anwendern der Photovoltaik. Zentrale Schwierigkeit ist die Erzeugung und Messung von optischer Strahlung in einem geeigneten solaren Spektralbereich.  The demand for high and highest measurement accuracy of the electrical characteristics of solar cells is on the part of the cell manufacturers as well as users of photovoltaics. Central difficulty is the generation and measurement of optical radiation in a suitable solar spectral range.
[0004] Zur Messung der elektrischen Leistung und anderer opto-elektrischer beziehungsweise opto-elektronischer Kenngrößen von photovoltaischen Elementen werden Solarsimulatoren zur Erzeugung einer Strahlung als Ersatz der solaren Strahlung eingesetzt. Ein typischer, kommerzieller, gepulster Solarsimulator, auch als„Flasher" bezeichnet, wird oftmals mit einer gepulsten Xenonlampe betrieben.  For measuring the electrical power and other opto-electrical or opto-electronic characteristics of photovoltaic elements solar simulators are used to generate a radiation as a substitute for solar radiation. A typical commercial pulsed solar simulator, also referred to as a "flasher", is often powered by a pulsed xenon lamp.
[0005] Solarsimulatoren beziehungsweise Sonnensimulatoren mit kontinuierlicher Bestrahlung oder gepulster Bestrahlung von Solarzellen sind kommerziell erhältlich. Die Anforderungen hinsichtlich der zeitlichen und räumlichen Homogenität der Bestrahlungsstärke sowie die Anforderungen an die spektrale Bestrahlungsstärke werden beispielsweise in IEC 60904-9 klassifiziert. [0006] Die Auswahl der optimalen Leistung einer Xenonlampe unterliegt vielen Kriterien, die in erster Linie durch die Eigenschaften der Lampe selbst bei der Herstellung bestimmt sind. In gepulstem Betrieb der Lampe ergibt sich in einem nominalen und festen Abstand die nominale Bestrahlungsstärke. Damit sind Lampenleistung und nominaler Abstand durch Vorgabe einer Bestrahlungsstärke oder durch Vorgabe eines Referenzdetektors festgelegt. Typischerweise wird die Leistung der Xenonlampe durch die Spannung der Ladekondensatoren vorgegeben, womit die Einstellung der Ladespannung die Vorgabe der Lampenleistung darstellt. Auch findet eine Leistungselektronik zur Steuerung der Lampenleistung ihren Einsatz. Weiterhin kann auch die Lampenleistung während des Pulses geregelt werden, was mittels eines Strahlungsdetektors mit einem Sollwert geschieht, etwa mittels Referenzsolarzellen gemäß IEC60904-2. Damit wird die Bestrahlungsstärke der Lampe konstant gehalten. Solar simulators or solar simulators with continuous irradiation or pulsed irradiation of solar cells are commercially available. The requirements regarding the temporal and spatial homogeneity of the irradiance as well as the requirements for the spectral irradiance are classified, for example, in IEC 60904-9. The selection of the optimum performance of a xenon lamp is subject to many criteria, which are determined primarily by the properties of the lamp itself during manufacture. In pulsed operation of the lamp results in the nominal irradiance at a nominal and fixed distance. Thus, lamp power and nominal distance are determined by specifying an irradiance or by specifying a reference detector. Typically, the power of the xenon lamp is determined by the voltage of the charging capacitors, whereby the setting of the charging voltage is the default of the lamp power. Also finds a power electronics for controlling the lamp power their use. Furthermore, the lamp power can be controlled during the pulse, which is done by means of a radiation detector with a setpoint, such as by reference solar cells according to IEC60904-2. Thus, the irradiance of the lamp is kept constant.
[0007] Allgemein betrachtet ist die exakte Nachbildung des Sonnenspektrums problematisch. Die technische Nachbildung eines Referenzspektrums mittels eines Solarsimulators nach Stand der Technik hat damit keine befriedigende Qualität. Jedes noch so aufwendige optische Konzept eines Solarsimulators, welches im Kern auf Filterung von Strahlung beruht, ist durch die optischen Transmissions- und Reflexionsgrade der verwendeten Filter beschränkt. Die Transmissions- und Reflexionsgrade aller optischer Filter zeichnen sich durch ihre filtertypischen Bandeneigenschaften aus, die typischerweise keine Korrelation zu spektralen Empfindlichkeiten der Solarzellen oder zu den spektralen Verläufen der Referenzspektren haben.  Generally speaking, the exact replica of the solar spectrum is problematic. The technical simulation of a reference spectrum by means of a solar simulator according to the prior art thus has no satisfactory quality. Even the most complex optical concept of a solar simulator, which is based on the filtering of radiation, is limited by the optical transmission and reflectance of the filters used. The transmission and reflection levels of all optical filters are characterized by their filter-typical band properties, which typically have no correlation to the spectral sensitivities of the solar cells or to the spectral characteristics of the reference spectra.
[0008] Diese systembedingte Ungenauigkeit der Filter resultiert in einer  This systemic inaccuracy of the filter results in a
Messunsicherheit des eigentlichen Testobjekts, der Solarzelle oder des Solarmoduls, was die Messgenauigkeit von Leistungsmessungen ins-besondere von Mehrfachsolarzellen wesentlich herabsetzen kann.  Uncertainty of the actual test object, the solar cell or the solar module, which can significantly reduce the accuracy of performance measurements in particular of multiple solar cells.
Darstellung der Erfindung Presentation of the invention
[0009] Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Anordnung zum Einstellen der spektralen Bestrahlungsstärke eines Solarsimulators zu schaffen, mit denen das Messen von spezifischen Kenngrößen einer Solarzelle, wie insbesondere die elektrischen Leistung oder die Strom-Spannungskennlinie, genau und einfach durchführbar ist. It is therefore the object of the present invention, a method and an arrangement for adjusting the spectral irradiance of a To provide solar simulator with which the measurement of specific characteristics of a solar cell, in particular the electrical power or the current-voltage characteristic, is precisely and easily feasible.
[0010] Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und eine Anordnung gemäß Anspruch 7. Besonders bevorzugte  This object is achieved by a method according to claim 1 and an arrangement according to claim 7. Particularly preferred
Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.  Embodiments are specified in the subclaims.
[001 1] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen eines  [001 1] The present invention relates to a method for adjusting a
Solarsimulators, insbesondere zum Einstellen der spektralen  Solar simulator, in particular for adjusting the spectral
Bestrahlungsstärke eines Solarsimulators, umfassend die Schritte:  Irradiance of a solar simulator, comprising the steps:
a) Anordnen eines Solarsimulators in einer Ebene Ε-ι ;  a) arranging a solar simulator in a plane Ε-ι;
b) Anordnen wenigstens zweier Detektoren in einer Testebene E2, wobei die Testebene E2 einen definierten Abstand A1 zu der Ebene Ei aufweist, und wobei die Detektoren eine spektrale Empfindlichkeit in einem jeweils unterschiedlichen spektralen Bereich aufweisen;  b) arranging at least two detectors in a test plane E2, wherein the test plane E2 has a defined distance A1 to the plane Ei, and wherein the detectors have a spectral sensitivity in a respective different spectral range;
c) Bestrahlen der wenigstens zwei Detektoren mit Licht eines  c) irradiating the at least two detectors with light of one
Wellenlängenbereichs von 250nm bis 4μηη, insbesondere 300nm-1900nm, besonders bevorzugt 300nm-1200nm;  Wavelength range from 250nm to 4μηη, especially 300nm-1900nm, more preferably 300nm-1200nm;
d) Verändern des Abstands A1 oder Einstellen der Lampenleistung des Solarsimulators derart, dass der erste Detektor einen definierten Sollwert erreicht;  d) changing the distance A1 or adjusting the lamp power of the solar simulator such that the first detector reaches a defined setpoint value;
e) Überprüfen des Ist-Werts des zweiten Detektors (18);  e) checking the actual value of the second detector (18);
f) Verkleinern des Abstands A1 und Verringern der Lampenleistung des Solarsimulators für den Fall, dass das eingestrahlte Licht zu kurzwellig ist, oder Vergrößern des Abstands A1 und Vergrößern der Lampenleistung des Solarsimulators für den Fall, dass das eingestrahlte Licht zu langwellig ist, und  f) decreasing the distance A1 and decreasing the lamp power of the solar simulator in case the irradiated light is too short, or increasing the distance A1 and increasing the lamp power of the solar simulator in case the irradiated light is too long, and
g) Wiederholen der Schritte d) bis f) für den Fall, dass die Ist-Werte der Detektoren von ihren Sollwerten abweichen.  g) repeating steps d) to f) in the event that the actual values of the detectors deviate from their nominal values.
[0012] Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf einer iterativen Annäherung von dem Abstand der wenigstens zwei Detektoren zu dem Solarsimulator und gleichzeitig von der Lampenleistung des Solarsimulators, bis die von sämtlichen Detektoren gemessenen Ist-Werte der spektralen  The inventive method is based on an iterative approximation of the distance between the at least two detectors to the solar simulator and at the same time from the lamp power of the solar simulator until the actual values of the spectral measured by all detectors
Bestrahlungsstärke genau den gewünschten Sollwerten entsprechen. Das Einstellen ist daher erfindungsgemäß insbesondere ein Kalibrieren des Solarsimulators. Irradiance correspond exactly to the desired setpoints. The Setting is therefore according to the invention in particular a calibration of the solar simulator.
[0013] Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dabei insbesondere aus durch die Verwendung mindestens zweier spektral selektiver  The inventive method is characterized in particular by the use of at least two spectrally selective
Referenzdetektoren. Diese Detektoren weisen jeweils eine Selektivität in einem unterschiedlichen Spektralbereich auf. Einer der Detektoren ist selektiv in einem vergleichsweise energiereichen beziehungsweise kurzwelligen spektralen Anteil und kann auch als blaue Komponentenzelle bezeichnet werden. Ein weiterer Detektor ist selektiv in einem  Reference detectors. These detectors each have a selectivity in a different spectral range. One of the detectors is selectively in a relatively high-energy or short-wave spectral component and can also be referred to as a blue component cell. Another detector is selective in one
vergleichsweise energiearmen, beziehungsweise langwelligen spektralen Anteil und kann auch als rote Komponentenzelle bezeichnet werden.  relatively low-energy, or long-wave spectral component and can also be referred to as a red component cell.
[0014] Die beiden Detektoren beziehungsweise Komponentenzellen sind  The two detectors or component cells are
zweckmäßigerweise mit Kalibrierwerten, also Sollwerten, hinsichtlich des Referenzspektrums auszustatten (IEC60904-2, -4).  expediently with calibration values, ie setpoints, to be equipped with regard to the reference spectrum (IEC60904-2, -4).
[0015] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird davon ausgegangen, dass die Ist-Werte der der beiden Detektoren beziehungsweise ihre jeweilige spektralen Bestrahlungsstärke von den gewünschten Sollwerten abweichen. Die Sollwerte sind dabei insbesondere von den Detektoren ausgeworfene Daten, wie etwa eine Spannung, die den gewünschten Werten der spektralen Bestrahlungsstärke entsprechen. Typischerweise liegen Soll- und Ist-Werte einige Prozent auseinander.  In the method according to the invention, it is assumed that the actual values of the two detectors or their respective spectral irradiance deviate from the desired desired values. The nominal values are in particular data output by the detectors, such as a voltage corresponding to the desired values of the spectral irradiance. Typically, target and actual values are a few percent apart.
[0016] Mit Messung der beiden Detektoren kann die Diskrepanz zwischen den Sollwerten bezüglich des Referenzspektrums und den Ist-Werten unter dem Simulatorspektrum ermittelt werden.  By measuring the two detectors, the discrepancy between the desired values with respect to the reference spectrum and the actual values under the simulator spectrum can be determined.
[0017] Das erfindungsgemäße Verfahren greift dazu die Eigenschaften des  The inventive method uses the properties of the
leistungsabhängigen spektralen Verlaufs der Lampe beziehungsweise der Beleuchtungseinrichtung des Solarsimulators auf.  power-dependent spectral course of the lamp or the illumination device of the solar simulator.
[0018] Dabei wird ausgenutzt, dass bei Beleuchtungseinrichtungen  It is exploited that in lighting devices
beziehungsweise Lampen in Solarsimulatoren nahe dem nominalen Betriebsstrom der Lampe die spektrale Bestrahlungsstärke im relativen Verlauf zwar weitgehend konstant bleibt. Dagegen geht die Änderung der elektrischen Leistung einer Lampe jedoch einher mit der Änderung des spektralen Verlaufs. Das bedeutet eine Änderung der relativen spektralen Bestrahlungsstärke. So kann die steigende elektrische Stromdichte in der Lampe mit der Anhebung des kurzwelligen Anteils im Spektrum or lamps in solar simulators near the nominal operating current of the lamp, the spectral irradiance in the relative course remains largely constant. In contrast, the change in the electrical power of a lamp is associated with the change in the spectral curve. This means a change in the relative spectral Irradiance. Thus, the increasing electric current density in the lamp with the increase of the short-wave component in the spectrum
beobachtet werden. Qualitativ kann für das sichtbare Licht das  to be watched. Qualitatively, for the visible light that
physikalische Gesetz der Wienschen Verschiebung zu höherer  physical law of Wienschen shift to higher
Farbtemperatur bei höherer Lampenleistung erkannt werden.  Color temperature can be detected at higher lamp power.
[0019] Das Verfahren beginnt bei einem nominalen Abstand zwischen dem  The method begins at a nominal distance between the
Solarsimulator, beziehungsweise zwischen der Lampe des  Solar simulator, or between the lamp of the
Solarsimulators, und den Detektoren, und einer nominalen Leistung der Beleuchtungseinrichtung des Solarsimulators. Die Nominalwerte sind dabei durch definierte Anfangswerte gegeben, die insbesondere abhängig sind von dem gewählten Solarsimulator beziehungsweise der in dem Solarsimulator verwendeten Lampe und dem verwendeten Detektor.  Solar simulator, and the detectors, and a nominal power of the lighting device of the solar simulator. The nominal values are given by defined initial values, which are dependent, in particular, on the selected solar simulator or the lamp used in the solar simulator and the detector used.
[0020] Dabei werden die Detektoren mit Licht einer Wellenlänge in einem Bereich von 250nm bis 4μηη, insbesondere 300nm-1900nm, besonders bevorzugt 300nm-1200nm, bestrahlt. Derartige Strahlung kann dabei die natürliche Sonnenstrahlung besonders gut imitieren und dadurch die erzielten Messungen besonders genau gestalten.  The detectors with light of a wavelength in a range of 250nm to 4μηη, in particular 300nm-1900nm, more preferably 300nm-1200nm, irradiated. Such radiation can imitate the natural solar radiation particularly well and thereby make the measurements obtained particularly accurate.
[0021] Ausgehend von diesen Nominalwerten beginnt die iterative Annäherung des Abstands zwischen dem Solarsimulator und den Detektoren beziehungsweise der Lampenleistung. Dazu wird zunächst der Sollwert eines Detektors eingestellt, bevor über eine Variation von Abstand und Lampenleistung der Sollwert des zweiten Detektors angenähert wird. Diese Schritte werden so oft wiederholt, bis beide Detektoren ihre  Starting from these nominal values, the iterative approximation of the distance between the solar simulator and the detectors or the lamp power begins. For this purpose, the desired value of a detector is first set, before the desired value of the second detector is approximated via a variation of distance and lamp power. These steps are repeated until both detectors have their
Sollwerte erreicht haben. Typische Veränderungen der  Have reached setpoints. Typical changes of
Verfahrensparameter liegen in der Größenordnung von 10% des nominalen Abstandes sowie 10% der Lampenleistung.  Process parameters are on the order of 10% of the nominal distance and 10% of the lamp power.
[0022] Hintergrund des Verfahrens ist dabei stets, eine Erhöhung des  Background of the method is always an increase in the
kurzwelligen gegenüber dem langwelligen Spektralanteils durch Erhöhung der Leistung mit einhergehender Erhöhung des Abstandes zur  short-wave compared to the long-wave spectral component by increasing the power with a concomitant increase in the distance to
Kompensation der Bestrahlungsstärke zu erreichen bzw. eine Senkung des kurzwelligen gegenüber dem langwelligen Spektralbereiches durch Verringerung der Leistung mit einhergehender Verringerung des  To achieve compensation of the irradiance or a reduction of the shortwave versus the longwave spectral range by reducing the power with concomitant reduction of the
Abstandes zur Kompensation der Bestrahlungsstärke zu erreichen. [0023] Da die Änderung der relativen spektralen Bestrahlungsstärke Distance to compensate for the irradiance to achieve. Since the change in the relative spectral irradiance
entscheidend ist, entspricht die Erhöhung beziehungsweise Senkung des kurzwelligen gegenüber dem langwelligen Spektralbereich gleichermaßen die Senkung beziehungsweise Erhöhung des langwelligen gegenüber dem kurzwelligen Spektralbereich. Die absolute spektrale Bestrahlungsstärke wird durch den korrekten Abstand gegeben. Es ist daher frei wählbar, ob in dem Schritt d) mit dem kurzwelligen Detektor, also mit der blauen Komponentenzelle, oder mit dem langwelligen Detektor, also mit der roten Komponentenzelle, gestartet wird.  is decisive, corresponds to the increase or decrease of the short-wave compared to the long-wave spectral range equally lowering or increasing the long-wave compared to the short-wave spectral range. The absolute spectral irradiance is given by the correct distance. It is therefore freely selectable, whether in the step d) is started with the short-wave detector, ie with the blue component cell, or with the long-wave detector, ie with the red component cell.
[0024] Aufgrund der Verwendung wenigstens zweier Detektoren ist das  Due to the use of at least two detectors is
erfindungsgemäße Verfahren in besonders geeigneter Weise zur  inventive method in a particularly suitable manner for
Einstellung der spektralen Bestrahlungsstärke eines bevorzugt gepulsten Solarsimulators zur Vermessung von Solarzellen und Solarmodulen mit mindesten zwei aktiven Übergängen geeignet. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere für ein nachfolgendes Vermessen von  Adjustment of the spectral irradiance of a preferably pulsed solar simulator for the measurement of solar cells and solar modules with at least two active transitions suitable. The inventive method is particularly for a subsequent measurement of
Mehrfachsolarzellen, wie etwa Tandemsolarzellen, geeignet. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann insbesondere die optimale  Multiple solar cells, such as tandem solar cells suitable. With the method according to the invention, in particular the optimal
Einstellung des Spektrums des Solarsimulators für photovoltaische Elemente mit zwei Übergangen gefunden werden.  Adjustment of the spectrum of the solar simulator for photovoltaic elements with two transitions can be found.
[0025] Mehrfachsolarzellen beziehungsweise Tandemsolarzellen umfassen zwei Solarzellen, beziehungsweise Teilzellen, die insbesondere monolithisch übereinander geschichtet sind. Die einzelnen Teilzellen werden dabei auf einen bestimmten Wellenlängenbereich optimiert. Auf diese Weise kann ein breiteres Spektrum des Sonnenlichts absorbiert werden, was den Wirkungsgrad der Mehrfachsolarzellen erhöht.  Multiple solar cells or tandem solar cells comprise two solar cells, or partial cells, which are stacked in particular monolithically one above the other. The individual subcells are optimized for a specific wavelength range. In this way, a wider spectrum of sunlight can be absorbed, which increases the efficiency of the multiple solar cells.
[0026] Im Fall von Mehrfachsolarzellen, wie insbesondere Tandem-Modulen In the case of multiple solar cells, in particular tandem modules
(tandem junction), wird neben der Nachbildung eines Referenzspektrums eine zusätzliche, besondere spektrale Einstellmöglichkeit gefordert: (tandem junction), an additional, special spectral adjustment is required in addition to the simulation of a reference spectrum:
[0027] Das (resultierende) Spektrum des Solarsimulators soll in den einzelnen Teilzellen einer Mehrfachsolarzelle dieselben Ströme generieren wie es unter dem Referenzspektrum der Fall ist. Dies ist insbesondere bedingt durch die serielle Verschaltung der Mehrfachsolarzellen beziehungsweise der Teilzellen. Da die einzelnen Ströme in der Regel am Testobjekt nicht messbar sind, da die Tandem-Zellen als Stapel aus Halbleiterschichten hergestellt werden, die nicht mehr individuell zugänglich sind, werden spezielle Strahlungsdetektoren eingesetzt, welche annähernd die spektrale Empfindlichkeit der einzelnen Teilzellen einer Mehrfachsolarzelle besitzen. The (resulting) spectrum of the solar simulator should generate the same currents in the individual sub-cells of a multiple solar cell as is the case under the reference spectrum. This is particularly due to the serial interconnection of the multiple solar cells or the sub-cells. As the individual streams are usually not on the test object are measurable, since the tandem cells are produced as a stack of semiconductor layers that are no longer individually accessible, special radiation detectors are used, which have approximately the spectral sensitivity of the individual sub-cells of a multi-junction solar cell.
[0028] Diese Forderung wird erfindungsgemäß durch das Vorsehen wenigstens zweier Detektoren erfüllt, wobei die Anzahl der Detektoren an die Anzahl an Teilzellen angepasst sein kann.  This requirement is met by providing at least two detectors, wherein the number of detectors can be adapted to the number of sub-cells.
[0029] Zur Vereinfachung werden erfindungsgemäß alle in Frage kommenden Strahlungsempfänger im Folgenden unter dem Begriff„Solarzelle" zusammengefasst, auch wenn beispielsweise die Empfänger nicht auf den photovoltaischen Effekt beruhen oder beispielsweise nur in Kombination mit weiteren Vorrichtungen die elektrischen Kenngrößen messbar werden.  For simplicity, according to the invention all eligible radiation receivers are summarized below under the term "solar cell", even if, for example, the receiver is not based on the photovoltaic effect or, for example, only in combination with other devices, the electrical parameters are measurable.
[0030] Die sachdienlichen Grenzen dieses Verfahrens sind oftmals insbesondere gegeben durch die Variabilität des spektralen Verlaufs in Abhängigkeit des verfügbaren elektrischen Leistungsbereiches der Lampe sowie in der akzeptablen Inhomogenität in der Testebene, die sich in vielen Fällen ähnlich einer Punktlichtquelle mit abnehmendem Abstand erhöht.  The pertinent limits of this method are often given in particular by the variability of the spectral response as a function of the available electrical power range of the lamp and in the acceptable inhomogeneity in the test plane, which in many cases increases with decreasing distance, similar to a point light source.
[0031] Im Rahmen einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen In the context of an advantageous embodiment of the invention
Verfahrens wird der Solarsimulator mit einem Filter verwendet, der an ein Referenzspektrum angepasst ist. Dadurch ist die spektrale Verteilung der Lampe bereits an das solare Referenzspektrum, wie typischerweise AM1.5 global, angepasst, weshalb durch das beschriebene Verfahren nur noch kleinere Ungenauigkeiten ausgeräumt werden müssen. In anderen Worten liegen die Ist-Werte der Detektoren bereits nah an ihren Method, the solar simulator is used with a filter that is adapted to a reference spectrum. As a result, the spectral distribution of the lamp is already adapted to the solar reference spectrum, such as typically AM1.5 global, which is why only minor inaccuracies have to be eliminated by the method described. In other words, the actual values of the detectors are already close to theirs
Sollwerten. Besonders bevorzugt werden hier Transmissionsfilter verwendet. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dann besonders effektiv und zeitsparend durchführbar.  Setpoints. Transmission filters are particularly preferably used here. The inventive method is then particularly effective and time-saving feasible.
[0032] Im Rahmen einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des  In the context of a further advantageous embodiment of
erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Abstand Ai durch ein Verlagern des Solarsimulators relativ zu der Testebene Ei verändert. Diese  According to the method of the invention, the distance Ai is changed by displacing the solar simulator relative to the test plane Ei. These
Ausgestaltung ist besonders einfach und ohne unverhältnismäßig hohen apparativen Aufwand möglich. [0033] Im Rahmen einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Abstand Ai durch ein Verlagern der Detektoren relativ zu dem Solarsimulator verändert. Diese Design is particularly simple and possible without disproportionately high expenditure on equipment. In the context of a further advantageous embodiment of the method according to the invention, the distance Ai is changed by a displacement of the detectors relative to the solar simulator. These
Ausgestaltung ist insbesondere für eine industrielle Anwendung von Vorteil. Dabei ist es insbesondere möglich, die Verschiebemöglichkeit als Teil einer Zuführvorrichtung auszugestalten, wodurch mit dem Verfahren nicht nur der Solarsimulator einstellbar ist, sondern mit wenigen Schritten auch die zu vermessende Solarzelle vermessen werden kann.  Embodiment is particularly advantageous for industrial application. It is particularly possible to design the possibility of displacement as part of a feeding device, which not only the solar simulator is adjustable by the method, but also the solar cell to be measured can be measured in a few steps.
[0034] Im Rahmen einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des  In the context of a further advantageous embodiment of the
erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Solarsimulator mit einem  The method according to the invention is the solar simulator with a
Neutraldichtefilter verwendet. Eine Kombination eines Neutraldichtefilters mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhöht die Einstellmöglichkeiten und macht das erfindungsgemäße Verfahren dadurch deutlich flexibler.  Neutral density filter used. A combination of a neutral density filter with the method according to the invention increases the adjustment possibilities and makes the inventive method significantly more flexible.
[0035] Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Vermessen eines Objekts, insbesondere einer Solarzelle, umfassend die Schritte:  The invention further relates to a method for measuring an object, in particular a solar cell, comprising the steps:
- Einstellen des Solarsimulators nach einem erfindungsgemäßen  - Setting the solar simulator according to an inventive
Verfahren unter Verwendung eines Neutraldichtefilters Ni mit einer Transmission von insbesondere 95% und Vermessen des Objekts, Method using a neutral density filter Ni with a transmission of in particular 95% and measuring the object,
- Einstellen der Lampenleistung des Solarsimulators auf einen definierten Sollwert eines Detektors unter Verwendung eines Neutraldichtefilters N2, wobei der Neutraldichtefilter N2 eine Transmission aufweist, die geringer ist als die des Neutraldichtefilters N-| , insbesondere von 90%, und erneutes Vermessen des Objekts, - Setting the lamp power of the solar simulator to a defined setpoint of a detector using a neutral density filter N2, wherein the neutral density filter N2 has a transmission which is lower than that of the neutral density filter N- | , in particular of 90%, and remeasuring the object,
- Einstellen der Lampenleistung auf einen definierten Sollwert eines weiteren Detektors unter Verwendung des Neutraldichtefilters N2 und erneutes Vermessen der Solarzelle,  Setting the lamp power to a defined nominal value of another detector using the neutral density filter N2 and re-measuring the solar cell,
- Einstellen der Lampenleistung auf den Sollwert des ersten Detektors ohne Neutraldichtefilter und erneutes Vermessen des Objekts, und - Setting the lamp power to the setpoint of the first detector without neutral density filter and remeasuring the object, and
- Einstellen der Lampenleistung auf den Sollwert des weiteren Detektors ohne Neutraldichtefilter und erneutes Vermessen des Objekts. - Setting the lamp power to the setpoint of the other detector without neutral density filter and remeasuring the object.
[0036] Dieses Verfahren dient der Charakterisierung des Objekts im Hinblick auf die Sensitivität einer spektralen Variation und liefert Informationen über das Zusammenspiel der beiden Teilzellen im Objekt. Das Objekt ist dabei insbesondere eine Mehrfachsolarzelle. This method is used to characterize the object with respect to the sensitivity of a spectral variation and provides information about the interaction of the two sub-cells in the object. The object is here in particular a multiple solar cell.
[0037] Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung zum Einstellen eines The invention further relates to an arrangement for adjusting a
Solarsimulators, insbesondere zum Einstellen der spektralen  Solar simulator, in particular for adjusting the spectral
Bestrahlungsstärke eines Solarsimulators, umfassend einen  Irradiance of a solar simulator comprising a
Solarsimulator, der eine Beleuchtungseinrichtung aufweist, mit der Licht in einer Wellenlenge von 250nm bis 4μηη, insbesondere 300nm-1900nm, besonders bevorzugt 300nm-1200nm, erzeugbar ist, und ferner  Solar simulator having a lighting device, with the light in a Wellenlenge of 250nm to 4μηη, in particular 300nm-1900nm, more preferably 300nm-1200nm, can be generated, and further
umfassend wenigstens zwei Detektoren, die für Licht einer jeweils unterschiedlichen Wellenlänge innerhalb der des erzeugten Lichts selektiv sind, und die in einer Testebene E2 in einem Abstand A1 von der Ebene E 1 des Solarsimulators angeordnet sind, wobei der Abstand A1 veränderbar ist.  comprising at least two detectors which are selective for light of a respective different wavelength within the generated light, and which are arranged in a test plane E2 at a distance A1 from the plane E 1 of the solar simulator, wherein the distance A1 is variable.
[0038] Mit einer derartigen erfindungsgemäßen Anordnung können die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren erläuterten Vorteile erzielt werden.  With such an inventive arrangement, the advantages explained with reference to the method according to the invention can be achieved.
[0039] Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung weist der Solarsimulator eine Xenonlampe als  In the context of a preferred embodiment of the arrangement according to the invention, the solar simulator has a xenon lamp as
Beleuchtungseinrichtung auf. Eine Xenonlampe ist besonders geeignet, Licht beziehungsweise Strahlung mit einem Spektrum zu erzeugen, das dem des Sonnenlichts besonders ähnlich ist. Die Einstellung des  Lighting device on. A xenon lamp is particularly suitable for producing light or radiation with a spectrum that is particularly similar to that of sunlight. The setting of the
Solarsimulators ist so mit Bezug auf ein anschließendes Vermessen eines Objekts, wie insbesondere einer Solarzelle, besonders geeignet.  Solar simulator is so particularly suitable with respect to a subsequent measurement of an object, in particular a solar cell.
Besonders bevorzugt ist die Xenonlampe dabei eine  Particularly preferably, the xenon lamp is a
Kurzbogen-Hochdruck-Xenonlampe, oder eine auch als Flasher bezeichnete Langbogen-Niederdruck-Xenonlampe.  Short-arc high-pressure xenon lamp, or a long-arc low-pressure xenon lamp, also known as a flasher.
[0040] Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der  In the context of another preferred embodiment of
erfindungsgemäßen Anordnung weist die Anordnung ferner eine  The arrangement according to the invention further comprises the arrangement
Aufnahme für ein zu vermessendes Objekt, insbesondere für eine  Recording for an object to be measured, in particular for a
Solarzelle auf. Dadurch wird ermöglicht, dass in direktem Anschluss an das Einstellen des Solarsimulators das zu vermessende Objekt, insbesondere eine Solarzelle, vermessen werden kann. Dadurch ist die Anordnung autark und ferner für ein besonders zeitsparendes Messen der Solarzelle geeignet.  Solar cell up. This makes it possible that in direct connection to the setting of the solar simulator, the object to be measured, in particular a solar cell, can be measured. As a result, the arrangement is self-sufficient and also suitable for a particularly time-saving measurement of the solar cell.
[0041] Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung ist der Solarsimulator zum Verändern des Abstands Ai verlagerbar ausgestaltet. Diese Ausgestaltung ist besonders einfach und ohne unverhältnismäßig hohen apparativen Aufwand möglich. In the context of another preferred embodiment of According to the invention arrangement, the solar simulator for changing the distance Ai designed to be displaced. This embodiment is particularly simple and possible without disproportionately high expenditure on equipment.
[0042] Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der  In the context of another preferred embodiment of
erfindungsgemäßen Anordnung sind die wenigstens zwei Detektoren zum Verändern des Abstands Ai verlagerbar ausgestaltet. Diese  According to the invention arrangement, the at least two detectors for changing the distance Ai designed to be displaced. These
Ausgestaltung ist insbesondere für eine industrielle Anwendung von Vorteil. Dabei ist es insbesondere möglich, ein Verlagerungsmittel als Teil einer Zuführvorrichtung auszugestalten, wodurch mit dem Verfahren nicht nur der Solarsimulator einstellbar ist, sondern mit wenigen Schritten auch die zu vermessende Solarzelle vermessen werden kann.  Embodiment is particularly advantageous for industrial application. It is particularly possible to design a displacement means as part of a feeding device, which not only the solar simulator is adjustable with the method, but also the solar cell to be measured can be measured in a few steps.
[0043] Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der  In the context of another preferred embodiment of
erfindungsgemäßen Anordnung sind die wenigstens zwei Detektoren orthogonal zu der optischen Achse des durch die Beleuchtungseinrichtung erzeugten Lichts beziehungsweise der erzeugten Strahlung angeordnet. In dieser Ausgestaltung sind besonders gute Ergebnisse mit Bezug auf die Genauigkeit der eingestellten spektralen Bestrahlungsstärke erzielbar.  According to the invention arrangement, the at least two detectors are arranged orthogonal to the optical axis of the light generated by the illumination device or the generated radiation. In this embodiment, particularly good results with respect to the accuracy of the adjusted spectral irradiance can be achieved.
[0044] Im Rahmen einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der  In the context of a further advantageous embodiment of
erfindungsgemäßen Anordnung ist eine Linearverschiebung für den Solarsimulator und/oder für die wenigstens zwei Detektoren zum  The arrangement according to the invention is a linear displacement for the solar simulator and / or for the at least two detectors for
Verändern des Abstands Ai vorgesehen. Dies ist eine besonders einfache und verlässliche Möglichkeit der Verlagerung des Solarsimulators und/oder der Detektoren, mit der ferner auch kleinste Verlagerungen genau und reproduzierbar durchführbar sind.  Changing the distance Ai provided. This is a particularly simple and reliable possibility of shifting the solar simulator and / or the detectors, with the smallest displacements even further accurate and reproducible feasible.
[0045] Im Rahmen einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der  In the context of a further advantageous embodiment of
erfindungsgemäßen Anordnung weist der Solarsimulator einen  Inventive arrangement, the solar simulator has a
Neutraldichtefilter auf. Insbesondere weist der Neutraldichtefilter dabei eine Transmission von 90% oder von 95% auf.  Neutral density filter on. In particular, the neutral density filter has a transmission of 90% or 95%.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
[0046] Die erfindungsgemäßen Gegenstände werden mit Bezug auf weitere  The articles of the invention will be described with reference to others
Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen durch die Figuren  Advantages and advantageous embodiments of the figures
veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form illustrated and explained in the following description. there It should be noted that the figures are only descriptive and are not intended to be in any way invention
einzuschränken.  limit.
[0047] Es zeigen: In the drawings:
[0048] Fig.1 ein Verfahrensschema des erfindungsgemäßen Verfahrens, und [0049] Fig. 2 eine erfindungsgemäße Anordnung zum Einstellen eines  1 shows a process diagram of the method according to the invention, and [0049] FIG. 2 shows an arrangement according to the invention for setting a
Solarsimulators.  Solar simulator.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen Detailed description of the drawings
[0050] In Figur 1 ist das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines  In Figure 1, the inventive method is based on a
Verfahrensschemas gezeigt.  Process Schemes shown.
[0051] Erfindungsgemäß wird davon ausgegangen, dass die Ist-Werte der  According to the invention, it is assumed that the actual values of the
wenigstens zwei Detektoren und damit die von der  at least two detectors and thus those of the
Beleuchtungseinrichtung erzeugte Strahlung von den gewünschten Bedingungen beziehungsweise Sollwerten abweichen, weshalb die  Lighting device generated radiation deviate from the desired conditions or setpoints, which is why the
Einstellung des Solarsimulators, insbesondere die Einstellung der spektralen Bestrahlungsstärke des Solarsimulators, notwendig wird.  Adjustment of the solar simulator, in particular the adjustment of the spectral irradiance of the solar simulator, is necessary.
[0052] Gemäß Figur 1 startet das erfindungsgemäße Verfahren bei einem  [0052] According to FIG. 1, the method according to the invention starts with a
nominalen Abstand zwischen dem Solarsimulator und den wenigstens zwei Detektoren. Dabei strahlt die Beleuchtungseinrichtung des  nominal distance between the solar simulator and the at least two detectors. It radiates the lighting device of the
Solarsimulators umfassend den Lampenkopf, das bedeutet der Lampe mit etwaiger Optik mit Gehäuse, Zuleitungen und Halterungen, ferner mit einer nominalen Lampenleistung.  Solar simulator comprising the lamp head, that means the lamp with any optics with housing, leads and brackets, also with a nominal lamp power.
[0053] Der nominale Abstand kann typischerweise einige Dezimeter bis zu  The nominal distance can typically be several decimetres up to
etlichen Metern betragen, wohingegen die nominale Beleuchtungsstärke bei insbesondere 1000W/m2 auf einer Testfläche der Größe einer be several meters, whereas the nominal light intensity with a particular 1000W / m 2 on a test area of the size of a
Solarzelle, insbesondere in dem Bereich eines oder mehrere  Solar cell, especially in the range of one or more
Quadrat-Dezimeter, oder eines Solarmoduls, insbesondere in dem Bereich eines oder mehrerer Quadrat-Meter, mit homogener Verteilung liegt. Die Beleuchtungseinrichtung kann dabei insbesondere als sogenannter Flasher ausgebildet sein. Das bedeutet, dass das erzeugte Licht beziehungsweise die erzeugte Strahlung in Form von zeitlich begrenzten Blitzen erzeugt wird. Das Plateau der Strahlung liegt dabei insbesondere in der Größenordnung von Millisekunden. Square-decimeter, or a solar module, in particular in the range of one or more square meters, with a homogeneous distribution. The lighting device can be designed in particular as a so-called flasher. This means that the generated light or the generated radiation is generated in the form of temporally limited flashes. The plateau of the radiation is in particular in the order of milliseconds.
[0054] Im Folgenden wird der Abstand eines Detektors zu dem Solarsimulator beziehungsweise zu dem Lampenkopf des Solarsimulators variiert, bis beispielsweise der für energiereiche Strahlung selektive Detektor, also die blaue Komponentenzelle, ihren Sollwert erreicht. Alternativ kann die blaue Komponentenzelle beziehungsweise ihr Ist-Wert zur Regelung der Lampenleistung herangezogen, um den Sollwert der blauen  In the following, the distance of a detector to the solar simulator or to the lamp head of the solar simulator is varied until, for example, the detector selective for high-energy radiation, ie the blue component cell, reaches its desired value. Alternatively, the blue component cell or its actual value can be used to regulate the lamp power to the set value of the blue
Komponentenzelle zu erreichen.  Reach component cell.
[0055] Nunmehr wird zusätzlich zu der blauen Komponentenzelle auch der für energiearme Strahlung selektive Detektor, also die rote  Now, in addition to the blue component cell also for low-energy radiation selective detector, ie the red
Komponentenzelle, vermessen. Erreichen beide Detektoren  Component cell, measured. Reach both detectors
beziehungsweise Komponentenzellen ihren Sollwert, ist das Verfahren beendet, der Solarsimulator ist wie gewünscht eingestellt  or component cells their setpoint, the process is completed, the solar simulator is set as desired
beziehungsweise kalibiriert.  or calibrated.
[0056] Liegt jedoch der Ist-Wert der roten Komponentenzelle unter dem Soll-Wert beziehungsweise Nominalwert, bedeutet dies, dass die spektrale  However, if the actual value of the red component cell is below the desired value or nominal value, this means that the spectral
Verteilung hin zu kurzwelligen Wellenlängen ausgehend von den  Distribution towards shortwave wavelengths starting from the
Sollwerten verschoben ist, das Licht also zu kurzwellig ist. In diesem Fall ist die Leistung der Lampe zu verringern und der Abstand Ai muss verkürzt werden, insbesondere zwischen zwei Blitzen des als Flasher ausgebildeten Solarsimulators. Die Verringerung von Lampenleistung und Abstand Ai orientieren sich dabei zweckmäßig an der Diskrepanz von Soll- und Istwert.  Setpoints is shifted, so the light is too short-waved. In this case, the power of the lamp is to be reduced and the distance Ai must be shortened, in particular between two flashes of the designed as a flasher solar simulator. The reduction of lamp power and distance Ai are geared appropriately to the discrepancy between the setpoint and the actual value.
[0057] Liegt der Ist-Wert der roten Komponentenzelle dagegen über dem  On the other hand, if the actual value of the red component cell is above that
Soll-Wert, bedeutet dies, dass die spektrale Verteilung hin zu langwelligen Wellenlängen ausgehend von den Sollwerten verschoben ist, das Licht also zu langwellig ist. In diesem Fall ist die Leistung der Lampe zu erhöhen und der Abstand muss erhöht werden. Die Erhöhung von  Target value, this means that the spectral distribution is shifted towards long-wave wavelengths starting from the setpoints, so the light is too long-waved. In this case, increase the power of the lamp and increase the distance. The increase of
Lampenleistung und Abstand orientieren sich zweckmäßigerweise an der Diskrepanz von Soll- und Istwert.  Lamp power and distance are expediently based on the discrepancy between setpoint and actual value.
[0058] Die Veränderung der Lampenleistung geht dabei erfindungsgemäß einher mit der Veränderung des Abstands zwischen dem Solarsimulator und dem Detektor beziehungsweise den Detektoren. [0059] Nunmehr werden beiden Detektoren erneut vermessen. Messen beide Detektoren ihre Sollwerte, ist das Verfahren beendet. The change in the lamp power is inventively accompanied by the change in the distance between the solar simulator and the detector or the detectors. Now both detectors are measured again. If both detectors measure their setpoints, the procedure is completed.
[0060] Liegen die Sollwerte nicht vor, wird das Verfahren erneut damit begonnen, den Sollwert eines Detektors einzustellen. Ein Wiederholen dieser Schritte führt zu einer iterativen Veränderung des Abstandes beziehungsweise der Lampenleistung, bis sowohl die rote als auch die blaue Komponentenzelle, also beide Detektoren, ihre Sollwerte erreicht haben.  If the desired values are not available, the method is started again to set the desired value of a detector. Repeating these steps will result in an iterative change in the distance or lamp power, respectively, until both the red and blue component cells, both detectors, have reached their setpoints.
[0061] Dabei ist ersichtlich, dass das vorbeschriebene Verfahren gleichermaßen durchgeführt werden kann, wenn die rote und die blaue Komponentenzelle vertauscht werden, also mit dem Einstellen des Abstands der roten  It can be seen that the method described above can be performed equally when the red and the blue component cell are reversed, so with the setting of the distance of the red
Komponentenzelle begonnen wird.  Component cell is started.
[0062] Da das erfindungsgemäße Verfahren eine Änderung des Abstandes  Since the inventive method a change in the distance
zwischen Lampenkopf und Testebene erfordert, sollte mit jeder neuen Positionierung die zentrierte und orthogonale Ausrichtung des  between the lamp head and the test level, the centered and orthogonal orientation of the
Testobjektes zur optischen Achse des Systems geprüft werden.  Test object to the optical axis of the system to be checked.
[0063] In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ein zu vermessendes Objekt, wie etwa eine Solarzelle, unter Verwendung eines Neutraldichtefilters (NDF) vermessen werden. Als Messobjekte kommen sämtliche Strahlungsempfänger für optische Strahlung des Bereiches der solaren Strahlung in Frage, bei denen durch Absorption der optischen Strahlung messbare Änderungen der elektrischen Eigenschaften verursacht werden.  In one development of the method according to the invention, an object to be measured, such as a solar cell, can be measured using a neutral density filter (NDF). Suitable measuring objects are all radiation receivers for optical radiation of the range of solar radiation in which measurable changes in the electrical properties are caused by absorption of the optical radiation.
[0064] Die Bestrahlungsstärke kann in der Testebene E-| , also bei einem Abstand Ai durch Neutraldichtefilter geändert werden. In kommerziellen Flashern werden bereits Neutraldichtefilter angeboten, die ohne Einfluss auf die relative spektrale Bestrahlungsstärke eine stufenweise Abschwächung der Bestrahlungsstärke ermöglichen.  The irradiance can be in the test level E | , so at a distance Ai be changed by neutral density filter. In commercial flashers neutral density filters are already available, which allow a gradual attenuation of the irradiance without affecting the relative spectral irradiance.
[0065] Die Kombination von Neutraldichtefiltern (NDF) mit dem  The combination of neutral density filters (NDF) with the
erfindungsgemäßen Verfahren erhöht die Einstellmöglichkeiten: Prinzipiell kann bei Verwendung des Neutraldichtefilters und gleichbleibendem Abstand die Lampenleistung erhöht werden, was zu einer Erhöhung des kurzwelligen Spektralanteils führt. Alternativ kann bei gleicher  inventive method increases the setting options: In principle, when using the neutral density filter and constant distance, the lamp power can be increased, which leads to an increase of the short-wave spectral component. Alternatively, at the same
Lampenleistung der Abstand verkürzt werden. [0066] Vorzugsweise werden zwei Neutraldichtefilter mit einer Transmission von 95% (NDF95) und 90% (NDF90) wie folgt zur Untersuchung eines photovoltaischen Objekts mit zwei Übergängen, wie insbesondere einer Tandem-Solarzelle eingesetzt, wobei selbstverständlich auch Lamp power the distance can be shortened. Preferably, two neutral density filters with a transmission of 95% (NDF95) and 90% (NDF90) are used as follows to examine a photovoltaic object with two junctions, in particular a tandem solar cell, of course
Neutraldichtefilter mit abweichenden Transmissionswerten möglich sind:  Neutral density filters with different transmission values are possible:
[0067] Unter Verwendung des Neutraldichtefilters mit einer Transmission von 95% wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Approximation des Referenzspektrums eingesetzt und das Objekt unter diesen Bedingungen, in der Regel unter Standardtestbedingungen, gemessen.  Using the neutral density filter with a transmission of 95%, the method according to the invention for approximating the reference spectrum is used and the object is measured under these conditions, generally under standard test conditions.
[0068] In einem nächsten Schritt wird unter alleiniger Verwendung des  In a next step, using only the
Neutraldichtefilters mit einer Transmission von 90% die Lampenleistung auf den Soll-Wert eines Detektors beziehungsweise einer der  Neutral density filter with a transmission of 90%, the lamp power to the nominal value of a detector or one of the
Komponentenzelle angepasst und eine zweite Messung an dem zu vermessenden Objekt durchgeführt. Eine dritte Messung liefert die  Component cell adapted and performed a second measurement on the object to be measured. A third measurement provides the
Anpassung der Lampenleistung auf die zweite Komponentenzelle.  Adjustment of the lamp power to the second component cell.
[0069] Anschließend wird ohne Verwendung eines Neutraldichtefilters die  Subsequently, without using a neutral density filter, the
Lampenleistung auf den Soll-Wert des ersten Detektors beziehungsweise der ersten Komponentenzelle angepasst, woraufhin das Testobjekt ein viertes Mal gemessen wird. Eine fünfte Messung wird bei der auf die zweite Komponentenzelle angepassten Lampenleistung durchgeführt.  Lamp power adjusted to the desired value of the first detector or the first component cell, after which the test object is measured a fourth time. A fifth measurement is made at the lamp power matched to the second component cell.
[0070] Dieses Verfahren dient der Charakterisierung des zu vermessenden  This method is used to characterize the to be measured
Objekts, also insbesondere der Tandem-Solarzelle im Hinblick auf die Sensitivität einer spektralen Variation und liefert Informationen über das Zusammenspiel der beiden Teilzellen im Testobjekt.  Object, ie in particular the tandem solar cell with regard to the sensitivity of a spectral variation and provides information about the interaction of the two sub-cells in the test object.
[0071] Wesentlicher technischer Bestandteil dieses erfindungsgemäßen  Essential technical component of this invention
Messverfahrens ist die Abstufung der Bestrahlungsstärke unter  Measuring method is the gradation of irradiance below
Verwendung mindestens zweier Neutraldichtefilter, die unter mindestens drei Lampenleistungen eine annähernd äquidistante positive und negative Änderung des Sollwertes mindestens einer Komponentenzelle, das bedeutet beispielsweise Sollwert +/- 5%, liefert.  Use of at least two neutral density filters which, under at least three lamp powers, provide an approximately equidistant positive and negative change in the setpoint value of at least one component cell, which means, for example, the setpoint +/- 5%.
[0072] Eine erfindungsgemäße Anordnung 10 zum Durchführen des  An inventive arrangement 10 for performing the
erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Figur 2 gezeigt.  The method according to the invention is shown in FIG.
[0073] Gemäß Figur 2 umfasst die Anordnung 10 einen Solarsimulator 12, der in einer Ebene Ei angeordnet ist. Der Solarsimulator 12 umfasst dabei eine Lampe beziehungsweise Beleuchtungseinrichtung 14. Die According to FIG. 2, the arrangement 10 comprises a solar simulator 12, which in FIG a level egg is arranged. The solar simulator 12 includes a lamp or lighting device 14. Die
Beleuchtungseinrichtung 14 ist dazu geeignet, Licht in einer Wellenlänge von 250nm bis 4μηη, insbesondere 300nm-1900nm, besonders bevorzugt 300nm-1200nm, zu erzeugen. Besonders bevorzugt umfasst die  Illumination device 14 is suitable for generating light in a wavelength of 250 nm to 4 μm, in particular 300 nm-1900 nm, particularly preferably 300 nm-1200 nm. Particularly preferably, the
Beleuchtungseinrichtung 14 eine Xenonlampe, wobei diese und damit der Solarsimulator 12 als Flasher beziehungsweise Blitzlichtsimulator ausgebildet sein kann.  Lighting device 14, a xenon lamp, and this and thus the solar simulator 12 may be formed as a flasher or flash simulator.
[0074] Die Anordnung 10 umfasst ferner wenigstens zwei Detektoren 16, 18, die als Referenzsolarzellen beziehungsweise Referenzsolarmodule ausgestaltet sein können. Die Detektoren 16, 18 sind dabei für Licht einer jeweils unterschiedlichen Wellenlänge selektiv. Beispielsweise ist der Detektor 16 für vergleichsweise kurzwelliges Licht selektiv und wird daher als blaue Komponentenzelle bezeichnet, wohingegen der Detektor 18 für vergleichsweise langwelliges Licht selektiv ist und daher als rote  The arrangement 10 further comprises at least two detectors 16, 18, which may be configured as reference solar cells or reference solar modules. The detectors 16, 18 are selective for light of a different wavelength. For example, the detector 16 is selective for comparatively short wavelength light and is therefore referred to as a blue component cell, whereas the detector 18 is selective for comparatively long wavelength light and therefore red
Komponentenzelle bezeichnet wird.  Component cell is called.
[0075] Besonders bevorzugt umfasst der Solarsimulator 12 dabei einen an das Referenzspektrum angepassten Filter, um so bereits ein angenähertes Simulatorspektrum zu erhalten.  Particularly preferably, the solar simulator 12 comprises a filter adapted to the reference spectrum so as to already obtain an approximate simulator spectrum.
[0076] Die Detektoren 16, 18 sind in einem Abstand Ai von dem Solarsimulator 12 beziehungsweise seiner Beleuchtungseinrichtung 14 angeordnet. Vorzugsweise sind die Detektoren 16, 18 ferner orthogonal zu der optischen Achse der durch die Beleuchtungseinrichtung 14 erzeugten Strahlung angeordnet.  The detectors 16, 18 are arranged at a distance Ai from the solar simulator 12 or its illumination device 14. Preferably, the detectors 16, 18 are further arranged orthogonal to the optical axis of the radiation generated by the illumination device 14.
[0077] Erfindungsgemäß kann dabei vorgesehen sein, dass der Solarsimulator 12 und/oder die beiden Detektoren 16, 18 verlagerbar ausgestaltet sind. Um diesbezüglich erstens eine mechanisch reproduzierbare  According to the invention, it may be provided that the solar simulator 12 and / or the two detectors 16, 18 are designed to be displaceable. In this regard, first, a mechanically reproducible
Abstandsänderung und zweitens eine präzise Ausrichtung der Detektoren 16, 18 zu erreichen, kann mindestens eine mechanische laterale  Distance change and secondly to achieve a precise alignment of the detectors 16, 18, at least one mechanical lateral
Linearverschiebung für den Solarsimulator 12 beziehungsweise seine Beleuchtungseinrichtung 14 oder aber für eine Halterung der Detektoren 16, 18 vorgesehen sein. Die Vorrichtungen zur Linearverschiebung sind vorzugsweise fest in einem Boden oder einer Decke der Anordnung verankert, damit sämtliche Abstände reproduzierbar sind. Ein elektromechanischer Antrieb der Linearverschiebung bietet entsprechende Vorteile. Linear displacement for the solar simulator 12 and its illumination device 14 or for a holder of the detectors 16, 18 may be provided. The linear displacement devices are preferably fixed in a floor or ceiling of the arrangement anchored so that all distances are reproducible. An electromechanical drive of the linear displacement offers corresponding advantages.
[0078] Es ist ferner vorteilhaft, wenn die Anordnung 10 ferner eine Aufnahme für ein zu testendes Objekt, insbesondere für eine Solarzelle, aufweist.  It is also advantageous if the arrangement 10 further comprises a receptacle for an object to be tested, in particular for a solar cell.
Dadurch kann in einem nächsten Schritt nach dem Einstellen des  This can be done in a next step after setting the
Solarsimulators 12 direkt eine Messung eines Objekts, wie etwa einer Solarzelle erfolgen.  Solar simulator 12 directly take a measurement of an object, such as a solar cell.
[0079] Die einzelnen Kombinationen der Bestandteile und der Merkmale von den bereits erwähnten Ausführungen sind exemplarisch; der Austausch und die Substitution dieser Lehren mit anderen Lehren, die in dieser  The individual combinations of the constituents and the features of the already mentioned embodiments are exemplary; the exchange and substitution of these teachings with other doctrines taught in this
Druckschrift enthalten sind mit den zitierten Druckschriften werden ebenfalls ausdrücklich erwogen. Der Fachmann erkennt, dass Variationen, Modifikationen und andere Ausführungen, die hier beschrieben werden, ebenfalls auftreten können ohne von dem Erfindungsgedanken und dem Umfang der Erfindung abzuweichen.  Document are included with the cited references are also expressly considered. Those skilled in the art will recognize that variations, modifications and other implementations described herein may also occur without departing from the spirit and scope of the invention.
[0080] Entsprechend ist die obengenannte Beschreibung beispielhaft und nicht als beschränkend anzusehen. Das in den Ansprüchen verwendetet Wort umfassen schließt nicht andere Bestandteile oder Schritte aus. Der unbestimmte Artikel„ein" schließt nicht die Bedeutung eines Plurals aus. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Maße in gegenseitig verschiedenen Ansprüchen rezitiert werden, verdeutlicht nicht, dass eine Kombination von diesen Maßen nicht zum Vorteil benutzt werde kann. Der Umfang der Erfindung ist in den folgenden Ansprüchen definiert und den  Accordingly, the above description is illustrative and not restrictive. The word used in the claims does not exclude other ingredients or steps. The indefinite article "a" does not exclude the meaning of a plural The mere fact that certain measures are recited in mutually different claims does not make it clear that a combination of these measures can not be used to advantage the following claims are defined and the
dazugehörigen Äquivalenten.  associated equivalents.

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren zum Einstellen eines Solarsimulators (12), insbesondere zum  1. A method for setting a solar simulator (12), in particular for
Einstellen der spektralen Bestrahlungsstärke eines Solarsimulators (12), umfassend die Schritte:  Adjusting the spectral irradiance of a solar simulator (12) comprising the steps of:
a) Anordnen eines Solarsimulators (12) in einer Ebene Ε-ι ;  a) arranging a solar simulator (12) in a plane Ε-ι;
b) Anordnen wenigstens zweier Detektoren (16, 18) in einer Testebene E2, wobei die Testebene E2 einen definierten Abstand A1 zu der Ebene Ei aufweist, und wobei die Detektoren (16, 18) eine spektrale Empfindlichkeit in einem jeweils unterschiedlichen spektralen Bereich aufweisen;  b) arranging at least two detectors (16, 18) in a test plane E2, wherein the test plane E2 has a defined distance A1 to the plane Ei, and wherein the detectors (16, 18) have a spectral sensitivity in a respective different spectral range;
c) Bestrahlen der wenigstens zwei Detektoren (16, 18) mit Licht eines  c) irradiating the at least two detectors (16, 18) with light of a
Wellenlängenbereichs von 250nm bis 4μηη, insbesondere 300nm-1900nm, besonders bevorzugt 300nm-1200nm;  Wavelength range from 250nm to 4μηη, especially 300nm-1900nm, more preferably 300nm-1200nm;
d) Verändern des Abstands A1 oder Einstellen der Lampenleistung des Solarsimulators (12) derart, dass der erste Detektor (16) einen definierten Sollwert erreicht;  d) changing the distance A1 or adjusting the lamp power of the solar simulator (12) such that the first detector (16) reaches a defined setpoint value;
e) Überprüfen des Ist-Werts des zweiten Detektors (18);  e) checking the actual value of the second detector (18);
f) Verkleinern des Abstands A1 und Verringern der Lampenleistung des Solarsimulators (12) für den Fall, dass das eingestrahlte Licht zu kurzwellig ist, oder Vergrößern des Abstands A1 und Vergrößern der Lampenleistung des Solarsimulators (12) für den Fall, dass das eingestrahlte Licht zu langwellig ist, und  f) decreasing the distance A1 and decreasing the lamp power of the solar simulator (12) in case the irradiated light is too short, or increasing the distance A1 and increasing the lamp power of the solar simulator (12) in case the irradiated light increases is longwave, and
g) Wiederholen der Schritte d) bis f) für den Fall, dass die Ist-Werte der Detektoren (16, 18) von ihren Sollwerten abweichen.  g) repeating steps d) to f) in the event that the actual values of the detectors (16, 18) deviate from their nominal values.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Solarsimulator (12) mit einem Filter verwendet wird, der an ein Referenzspektrum angepasst ist.  2. The method according to claim 1, characterized in that the solar simulator (12) is used with a filter which is adapted to a reference spectrum.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der  3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the
Abstand A1 durch ein Verlagern des Solarsimulators (12) relativ zu der  Distance A1 by shifting the solar simulator (12) relative to the
Testebene Ei verändert wird.  Test level egg is changed.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand A1 durch ein Verlagern der Detektoren (16, 18) relativ zu dem Solarsimulator (12) verändert wird.  4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the distance A1 by a displacement of the detectors (16, 18) relative to the solar simulator (12) is changed.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Solarsimulator (12) mit einem Neutraldichtefilter verwendet wird. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the solar simulator (12) is used with a neutral density filter.
6. Verfahren zum Vermessen eines Objekts, insbesondere einer Solarzelle, umfassend die Schritte:  6. A method for measuring an object, in particular a solar cell, comprising the steps:
- Einstellen des Solarsimulators (12) nach einem Verfahren gemäß Anspruch 5 unter Verwendung eines Neutraldichtefilters Ni mit einer Transmission von insbesondere 95% und Vermessen des Objekts,  - Setting the solar simulator (12) according to a method according to claim 5 using a neutral density filter Ni with a transmission of in particular 95% and measuring the object,
- Einstellen der Lampenleistung des Solarsimulators (12) auf einen definierten Sollwert eines Detektors (16) unter Verwendung eines Neutraldichtefilters N2, wobei der Neutraldichtefilter N2 eine Transmission aufweist, die geringer ist als die des Neutraldichtefilters N-| , insbesondere von 90%, und erneutes  - Setting the lamp power of the solar simulator (12) to a defined setpoint of a detector (16) using a neutral density filter N2, wherein the neutral density filter N2 has a transmission which is lower than that of the neutral density filter N- | , in particular of 90%, and again
Vermessen des Objekts,  Measuring the object,
- Einstellen der Lampenleistung auf einen definierten Sollwert eines weiteren Detektors (18) unter Verwendung des Neutraldichtefilters N2 und erneutes Vermessen der Solarzelle,  Adjusting the lamp power to a defined desired value of another detector (18) using the neutral density filter N2 and re-measuring the solar cell,
- Einstellen der Lampenleistung auf den Sollwert des ersten Detektors (16) ohne Neutraldichtefilter und erneutes Vermessen des Objekts, und  Adjusting the lamp power to the nominal value of the first detector (16) without neutral density filter and remeasuring the object, and
- Einstellen der Lampenleistung auf den Sollwert des weiteren Detektors (18) ohne Neutraldichtefilter und erneutes Vermessen des Objekts.  - Setting the lamp power to the target value of the other detector (18) without neutral density filter and remeasuring the object.
7. Anordnung zum Einstellen eines Solarsimulators (12), insbesondere zum  7. Arrangement for setting a solar simulator (12), in particular for
Einstellen der spektralen Bestrahlungsstärke eines Solarsimulators (12), umfassend einen Solarsimulator (12), der eine Beleuchtungseinrichtung (14) aufweist, mit der Licht in einer Wellenlenge von 250nm bis 4μηη, insbesondere 300nm-1900nm, besonders bevorzugt 300nm-1200nm, erzeugbar ist, und ferner umfassend wenigstens zwei Detektoren (16, 18), die für Licht einer jeweils unterschiedlichen Wellenlänge innerhalb der des erzeugten Lichts selektiv sind, und die in einer Testebene E2 in einem Abstand A1 von der Ebene Ei des Solarsimulators (12) angeordnet sind, wobei der Abstand A1 veränderbar ist.  Adjusting the spectral irradiance of a solar simulator (12) comprising a solar simulator (12) having an illumination device (14), with the light in a Wellenlenge 250nm to 4μηη, in particular 300nm-1900nm, more preferably 300nm-1200nm, is generated, and further comprising at least two detectors (16, 18), which are selective for light of a different wavelength, respectively, within the generated light and which are arranged in a test plane E2 at a distance A1 from the plane Ei of the solar simulator (12) the distance A1 is changeable.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der  8. Arrangement according to claim 7, characterized in that the
Solarsimulator (12) eine Xenonlampe als Beleuchtungseinrichtung (14) aufweist.  Solar simulator (12) has a xenon lamp as a lighting device (14).
9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die  9. Arrangement according to claim 7 or 8, characterized in that the
Anordnung (10) ferner eine Aufnahme für ein zu vermessendes Objekt, insbesondere für eine Solarzelle, aufweist. Arrangement (10) furthermore a receptacle for an object to be measured, in particular for a solar cell.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Solarsimulator (12) zum Verändern des Abstands Ai verlagerbar ausgestaltet ist.  10. Arrangement according to one of claims 7 to 9, characterized in that the solar simulator (12) is designed to change the distance Ai displaced.
1 1. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Detektoren (16, 18) zum Verändern des Abstands A 1 verlagerbar ausgestaltet sind.  1 1. Arrangement according to one of claims 7 to 10, characterized in that the at least two detectors (16, 18) are designed to change the distance A 1 displaced.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Detektoren (16, 18) orthogonal zu der optischen Achse des durch die Beleuchtungseinrichtung (14) erzeugten Lichts angeordnet sind.  12. Arrangement according to one of claims 7 to 1 1, characterized in that the at least two detectors (16, 18) are arranged orthogonal to the optical axis of the light generated by the illumination device (14).
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Linearverschiebung für den Solarsimulator (12) und/oder für die wenigstens zwei Detektoren (16, 18) zum Verändern des Abstands Ai vorgesehen ist.  13. Arrangement according to one of claims 7 to 12, characterized in that a linear displacement for the solar simulator (12) and / or for the at least two detectors (16, 18) is provided for varying the distance Ai.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Solarsimulator (12) einen Neutraldichtefilter aufweist.  14. Arrangement according to one of claims 7 to 13, characterized in that the solar simulator (12) has a neutral density filter.
15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der  15. Arrangement according to claim 14, characterized in that the
Neutraldichtefilter eine Transmission von 90% oder von 95% aufweist.  Neutral density filter has a transmission of 90% or 95%.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3382271A1 (en) * 2017-03-29 2018-10-03 Atlas Material Testing Technology GmbH Device for adapting the intensity of radiation

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1170596A2 (en) * 2000-07-04 2002-01-09 Canon Kabushiki Kaisha Method and apparatus for measuring photoelectric conversion characteristics
EP1179857A2 (en) * 2000-07-05 2002-02-13 Canon Kabushiki Kaisha Method and apparatus for measuring photoelectric conversion characteristics
EP1463092A2 (en) * 2003-03-07 2004-09-29 Canon Kabushiki Kaisha Method and device for simulating the solar radiation
DE102007018825A1 (en) * 2006-05-16 2008-01-31 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Radiating device for simulated solar light
CN101290340A (en) * 2008-04-29 2008-10-22 李果华 LED solar simulator
WO2009092354A2 (en) * 2008-01-22 2009-07-30 Pasan Sa Spectrometric sensor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1170596A2 (en) * 2000-07-04 2002-01-09 Canon Kabushiki Kaisha Method and apparatus for measuring photoelectric conversion characteristics
EP1179857A2 (en) * 2000-07-05 2002-02-13 Canon Kabushiki Kaisha Method and apparatus for measuring photoelectric conversion characteristics
EP1463092A2 (en) * 2003-03-07 2004-09-29 Canon Kabushiki Kaisha Method and device for simulating the solar radiation
DE102007018825A1 (en) * 2006-05-16 2008-01-31 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Radiating device for simulated solar light
WO2009092354A2 (en) * 2008-01-22 2009-07-30 Pasan Sa Spectrometric sensor
CN101290340A (en) * 2008-04-29 2008-10-22 李果华 LED solar simulator

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HISHIKAWA Y ET AL: "Calibration and measurement of solar cells and modules by the solar simulator method in Japan", PROCEEDINGS OF 3RD WORLD CONFERENCE ON PHOTOVOLTAIC ENERGY CONVERSION,, vol. 2, 11 May 2003 (2003-05-11), pages 1081 - 1084, XP002534105 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3382271A1 (en) * 2017-03-29 2018-10-03 Atlas Material Testing Technology GmbH Device for adapting the intensity of radiation
CN108692758A (en) * 2017-03-29 2018-10-23 阿特拉斯材料测试技术公司 Irradiation level intensity adjustment device
US10627333B2 (en) 2017-03-29 2020-04-21 Atlas Material Testing Technology Gmbh Irradiance intensity adjustment device

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