太陽模擬器光譜匹配度檢測方案

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太陽模擬器作為光源，在某種意義上說，可以等同于太陽光源，可以模擬太陽光照射。太陽模擬器廣泛應(yīng)用于太陽能電池特性測試，光電材料特性測試，生物化學(xué)相關(guān)測試，光學(xué)催化降解加速研究，皮膚化妝用品檢測，環(huán)境研究等。隨著太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，太陽能模擬器的光譜匹配性能測試也越趨重要。針對大多數(shù)采用脈沖氙燈作為光源的設(shè)備，理想的測試狀態(tài)是采集一個(gè)脈沖周期內(nèi)的輻射光譜，進(jìn)而判斷該太陽能模擬器的光譜等級(jí)。
設(shè)備和方法
1、穩(wěn)態(tài)光譜采集
根據(jù)IEC60904-9-2007標(biāo)準(zhǔn)要求，太陽模擬器的有效光譜范圍400-1100 nm，這就需要光譜測試設(shè)備可同時(shí)采集到400-1100 nm范圍的光譜數(shù)據(jù)，并且在整個(gè)波段內(nèi)具有較高的靈敏度和信噪比，以測試數(shù)據(jù)的可靠性。荷蘭Avantes公司的AvaSolar-1分光輻射儀，采用高靈敏度、高信噪比的薄型背照式CCD探測器，在300-1100 nm具有良好的光譜響應(yīng)，了光譜數(shù)據(jù)的性（圖1）。
2、瞬態(tài)光譜采集
基于AvaSolar光譜儀*的快速采集功能，也可應(yīng)用在瞬態(tài)模擬器的光譜檢測中。AvaSolar多可實(shí)現(xiàn)每秒鐘450幅光譜的采集，不管模擬器的工作模式是單次脈沖、多次頻閃，無論脈沖弛豫時(shí)間是小到2ms，還是較長的6s，AvaSolar系統(tǒng)均可得到真實(shí)可靠的輻照度數(shù)據(jù)。以20 ms脈沖弛豫時(shí)間的氙燈為例，圖2顯示了在一個(gè)脈沖周期內(nèi)，不同時(shí)間點(diǎn)的輻射能量光譜。在脈沖氙燈工作的同時(shí)，由太陽能模擬器系統(tǒng)給光譜儀一個(gè)TTL信號(hào)，觸發(fā)光譜儀開始工作。通過紅、綠、藍(lán)這三個(gè)順序測量得到的光譜圖比較可知，脈沖氙燈的能量輸出在逐漸的減弱。

3、光譜匹配度

太陽模擬器的光譜匹配度是指在6個(gè)光譜范圍內(nèi)強(qiáng)度積分的百分比（見列表）。任何與標(biāo)準(zhǔn)光譜的偏離百分比都必須在一定的范圍內(nèi)，這也正是衡量太陽模擬器等級(jí)的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。對于A類太陽模擬器，光譜匹配度必須在75%~125%之間。

4、模擬器等級(jí)評定

AvaSoft-Solar軟件可按照IEC60904-9-2007標(biāo)準(zhǔn)上所述要求，根據(jù)測試得到的模擬器輻照度光譜數(shù)據(jù)直接給出模擬器的等級(jí)，可給出不同波段范圍內(nèi)的匹配度，以幫助用戶更好的判斷模擬器的性能。