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太陽光模擬器的基本組成
發(fā)布時(shí)間：2023-03-28 瀏覽量：1451
太陽光模擬器的基本組成
太陽光模擬器主要由光學(xué)積分鏡、橢球形反 射器、快門、濾光片、準(zhǔn)直透鏡、燈源等部件組成。圖1為以氙燈太陽光模擬器為例的橫截面示意圖。其工作原理是：氙燈位于太陽光模擬器的中心位置，發(fā)射出的光線經(jīng)過第一個(gè) 45°的平面鏡翻轉(zhuǎn) 90°，落在置于橢球焦點(diǎn)的積分鏡上，使光分散均勻，然后光束經(jīng)過濾光片，將該波段多余的紅外輻射濾除；再經(jīng)過第二個(gè)45°的平面鏡翻轉(zhuǎn) 90°；最后落到準(zhǔn)直透鏡上。一般太陽光模擬器會(huì)設(shè)定系統(tǒng)所需的光學(xué)參數(shù)，進(jìn)行光的收集、光束均勻化、過濾和準(zhǔn)直。太陽光模擬器通過準(zhǔn)直透鏡后以平行光的形式輸出。
光源是太陽光模擬器最基本的組成部分，常用的燈源有氙燈、鹵光燈。
氙燈即利用氙氣放電而發(fā)光的電光源。其色溫約為6000 K，在使用中使 N2 氣體流經(jīng)過散熱器和排風(fēng)管道對(duì)氙燈進(jìn)行冷卻。氙燈具有很高的內(nèi)部壓力，即使不操作，燈的內(nèi)部壓力也會(huì)超過 1.01 MPa。
氙燈輻射與太陽輻射的比較可以看出，其光譜分布與太陽光譜比較接近，在氙燈的紅外光譜區(qū)中 0.8～1.0 μm 處有幾個(gè)突起的高峰，如采用水冷或紅外濾光玻璃，可消去這些高峰，使其更接近太陽光譜。故在實(shí)際的太陽光模擬裝置中往往都采用氙燈作為光源。
鹵光燈
金屬鹵光燈又叫高強(qiáng)紫外鹵素?zé)?，屬金屬鹵化物燈的一種，它之所以會(huì)發(fā)出高效能的光，是因?yàn)榻饘冫u化物在參與整個(gè)發(fā)光過程中，絕大部分能量被轉(zhuǎn)化為可見光，僅有很小部分的能量轉(zhuǎn)換為了熱量。雖然鹵光燈的可見光光強(qiáng)比氙燈弱了非常多，但由于其價(jià)格低廉，也常作為太陽光模擬器備用光源之一。
冷光燈，也是鹵光燈的一種，色溫可達(dá) 3400K，光源輻射光譜范圍覆蓋 300～2600 nm。冷光燈是一種小功率鹵光燈，功率在 25～50W 之間，裝配反光罩朝一定方向照明，發(fā)白光。如日本原裝進(jìn)口 EYE 鹵素?zé)襞?JCD100V150WL/G1S。
濾光片
太陽光模擬器濾光片為大氣質(zhì)量濾光片 (Air Mass濾波片 )，其作用是修改光譜輻照度分布，從而模擬在不同環(huán)境下的太陽光譜近似分布。
其一般可分為 AM0 和 AM1.5 等不同型號(hào)。當(dāng)太陽光入射角與地面夾角為θ 時(shí)，大氣質(zhì)量為AM=1/cosθ；當(dāng) θ=0.482 時(shí)，大氣質(zhì)量為 AM1.5，是指典型晴天時(shí)太陽光照射到一般地面的情況。國際標(biāo)準(zhǔn)組織將AM1.5 的輻照度定義為 1000 W/m2 ，常作為太陽電池和組件效率測(cè)試時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)。地球表面的標(biāo)準(zhǔn)光譜稱為 AM 1.5G(G代表總的輻射，包括直接的和分散的輻射 ) 或 AM 1.5D( 只包含直接的輻射 )。
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