[实用新型]一种辐照面积可调的短距离直射式太阳模拟器

说明书

技术领域

本实用新型属于太阳能电池检测装置领域，尤其涉及一种辐照面积可调的短距离直射式太阳模拟器。

背景技术

太阳模拟器是模拟特定大气质量环境下太阳辐照特性的室内光源装置，在光伏电池领域的应用主要老化测试和电性能测试。老化测试是用太阳模拟器持续照射太阳电池一定时间后，对比太阳电池电性能在老化前后参数如短路电流、峰值功率等的变化；电性能测试是用太阳模拟器，模拟标准太阳辐照照射在太阳电池上，处理其输出的电流、电压信号，最后获得被测电池的光电效率、短路电流、开路电压、峰值功率等信息。太阳模拟器的主要指标是光谱与AM1.5标准的匹配度、辐照不均匀度和不稳定度，IEC将三个指标分别划分为三个等级。

现有的技术方案所采用的太阳模拟器，在控制辐照均匀度和光谱匹配度上存在困难，且在使用过程中存在工序增加的问题，如中国专利CN103256572A 公布了一种“大面积稳态太阳模拟灯阵”，采用光束直射方式在距离光源1200mm的短距离上拥有1700*2400 mm尺寸的超大辐照面，并采用模块化设计，拆卸、安装、调试方便。然而，在该结构中，每个光源未经过聚光罩准直的光线中的一部分，会以很大的倾斜角照射在辐照面上，这会使辐照均匀度和光谱匹配度的实现变得困难，最重要的是，任意的两个光源，其各自对应的辐照区域会相互叠加、干扰，如果在该装置中，添加或移除一个光源，整个辐照面的辐照分布会有剧烈的变化，所以辐照面的大小是不可调节的，此结构不能灵活应对太阳模拟器用户对辐照面尺寸的不同要求。其次，在上述方案中，光源阵列位于被测太阳电池组件的侧面，但实际上成品的太阳电池组件在生产线的履带上传输时，受光面朝下并且距离水平地面1米距离，因此太阳电池组件在测试时必须被翻转机构抓起、翻转之后才可以测试，这就迫使此款太阳模拟器的用户增加了设备数量和成本，并且因翻转过程占用更多的时间而降低了测试效率 。

发明内容

本实用新型旨在解决上述问题，提供一种辐照面积可调的、且使用方便的短距离直射式太阳模拟器。

本实用新型所述的一种辐照面积可调的短距离直射式太阳模拟器，包括壳体、反光体、光源、滤光装置和光阑；其中滤光装置包括滤光片安装架和滤光片；所述滤光片安装架上设置有用于安装滤光片的开孔；所述反光体及光源均设置于壳体一端面的内表面上；前述滤光装置设置于光源与壳体另一端面之间，且与壳体端面相平行；所述反光体、光源和滤光片的数量相等且位置在垂直方向上相对应；其特征在于：所述滤光装置与壳体另一端面间设置有至少一个光阑；所述光阑上设置有通光口；所述通光口与前述光源的位置在垂直方向上相对应。

光源数量至少为一个，且打光方式为光线直射，无需经过箱体内部反射或散射，确保光线入射角度；当光源数量增加时可根据需要调整阵列排布，所述反光体可以是反光平面镜、铝、银、喷涂材料、复合材料中的一种或它们间的任意组合。所述反光体的作用是将对应的光源的一部分光能汇聚、投射在对应的辐照区域，所述滤光片其作用是将光源的光谱分布过滤成接近AM1.5标准的光谱分布，所述光阑的作用是限制光线的倾斜角。

本实用新型所述的辐照面积可调的短距离直射式太阳模拟器，所述光阑上的通光口的形状包括圆形和多边形。

本实用新型所述的辐照面积可调的短距离直射式太阳模拟器，所述光阑上的通光口的形状为不规则形状。

本实用新型所述的辐照面积可调的短距离直射式太阳模拟器，所述壳体的另一端面设置为超白玻璃，用于密封箱体和承放太阳电池组件。

本实用新型所述的辐照面积可调的短距离直射式太阳模拟器，所述光源为氙灯。

本技术方案中，辐照面是指太阳能电池组件在太阳模拟器上测试时，其受光面所在的平面上一块特定尺寸的区域；阵列排布包括在直线上等间距、同心圆环形、特定多边形、亦或是三角形、四边形、六边形、以特定多边形为最小重复单元的拓展图形。

本实用新型所述的一种辐照面积可调的短距离直射式太阳模拟器，通过在滤光片与辐照面之间添加光阑的方法严格限制了光线倾斜角，使每个光源都对应有一个的辐照区域，此区域最多只受到直接相邻的光源的辐照叠加。彼此不相邻光源之间，其辐照区域没有交集，这样便降低了模拟器辐照均匀度和光谱匹配度实现的难度，并且可通过增减光源或通过调整光阑的出光尺寸以控制辐照面积，最终满足用户对太阳模拟器辐照面尺寸需求不同的要求。其次，本实用新型所述的辐照面积可调的短距离直射式太阳模拟器，其光源阵列可放置在辐照面的下方，也可灵活调整到辐照面上方，太阳电池组件从履带上传输过来之后，不需要翻转或升降，可直接测试，降低了成本和测试时间，有效提高了工作效率。