Newport太陽(yáng)模擬器是一種可以產(chǎn)生太陽(yáng)輻射和光譜的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，用于太陽(yáng)能電池研究、太陽(yáng)能材料性能測(cè)試等領(lǐng)域。其原理是通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)和放熱源將外部的電能轉(zhuǎn)化為光能，然后通過(guò)一系列的反射、同軸聚焦等技術(shù)，將光線(xiàn)傳輸?shù)奖粶y(cè)樣品表面形成類(lèi)似于太陽(yáng)的光照條件，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)輻射的模擬。
Newport太陽(yáng)模擬器是用來(lái)模擬太陽(yáng)輻照來(lái)進(jìn)行太陽(yáng)電池光電轉(zhuǎn)換特性測(cè)試，并且在測(cè)量太陽(yáng)電池量子效率時(shí)，需要將太陽(yáng)模擬器作為偏置光源照射在太陽(yáng)電池上，因此，必須確定太陽(yáng)模擬器的光譜輻照度分布與真實(shí)太陽(yáng)的差別，才能準(zhǔn)確分析太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換特性。根據(jù)IEC60904-9標(biāo)準(zhǔn)，太陽(yáng)模擬器的光譜匹配度是指在每個(gè)光譜波段內(nèi)總輻照度占整個(gè)有效波段內(nèi)總輻照度的百分比與標(biāo)準(zhǔn)AM1.5條件下光譜輻照度分布的偏差。任何波段與標(biāo)準(zhǔn)AMl.5光譜分布的偏離百分比都必須在一定的范圍內(nèi)，如*的光譜匹配需控制在士25%以?xún)?nèi)。
Newport太陽(yáng)模擬器并不僅僅是一個(gè)模擬太陽(yáng)光的光源，它還包括了一整套的測(cè)試系統(tǒng)。太陽(yáng)電池是一種非線(xiàn)性元件，在電池/組件的性能進(jìn)行測(cè)試時(shí)，一般通過(guò)測(cè)試一整條IV曲線(xiàn)來(lái)判斷太陽(yáng)電池的性能。當(dāng)前業(yè)界主要使用電子負(fù)載代替真實(shí)負(fù)載進(jìn)行IV曲線(xiàn)的測(cè)試。對(duì)于脈沖式太陽(yáng)模擬器，它僅有數(shù)十毫秒甚至幾毫秒的亞穩(wěn)態(tài)恒定光強(qiáng)，要在如此短的時(shí)間內(nèi)完成整條IV曲線(xiàn)的測(cè)試，這要求使用快速電子負(fù)載。
當(dāng)前太陽(yáng)電池電流電壓特性曲線(xiàn)的測(cè)試普遍采用四線(xiàn)制的接法，它可以消除接觸電阻的影響。為了得到準(zhǔn)確的IV曲線(xiàn)，在電流采樣時(shí)普遍采用多點(diǎn)采用，不同廠家的模擬器采樣點(diǎn)數(shù)從幾百點(diǎn)到上萬(wàn)點(diǎn)，當(dāng)采樣點(diǎn)數(shù)很大時(shí)，這就要求有更高位的A/D轉(zhuǎn)換模塊，業(yè)界目前普遍采用10位到16位的AD轉(zhuǎn)換器件。
Newport太陽(yáng)模擬器軟件系統(tǒng)是人機(jī)交換的窗口，一個(gè)良好的系統(tǒng)一定要有一個(gè)良好的軟件和其相匹配。對(duì)于太陽(yáng)模擬器的測(cè)試模塊必然也要有一個(gè)軟件系統(tǒng)，它主要起到兩個(gè)作用：一是系統(tǒng)控制；二是A/D采集信息的處理和分析。系統(tǒng)控制方面，軟件系統(tǒng)要做到控制的便捷化、自動(dòng)化，以減少人對(duì)儀器的直接操作。數(shù)據(jù)的分析與處理方面，首先是通過(guò)數(shù)據(jù)擬合出一條IV曲線(xiàn)，并通過(guò)這些數(shù)據(jù)給出太陽(yáng)電池的相關(guān)參數(shù)，比如開(kāi)路電壓、短路電流、功率等信息，并且通過(guò)合適的算法給出串聯(lián)電阻，并聯(lián)電阻等信息。由于LABVIEW軟件具有良好的控制功能，并且自帶很多優(yōu)秀的算法模塊，因此當(dāng)前業(yè)界普遍采用這一軟件搭建測(cè)試系統(tǒng)軟件。
Newport太陽(yáng)模擬器對(duì)用于地面光伏電池測(cè)試的太陽(yáng)模擬器給出了相應(yīng)的要求，并就等級(jí)劃分，評(píng)定方式和計(jì)算方法均給出了詳細(xì)的說(shuō)明.
1.總輻照度
模擬器必須能夠在測(cè)試平面上達(dá)到1000W/m2的標(biāo)準(zhǔn)輻照度(用標(biāo)準(zhǔn)電池標(biāo)定)，并根據(jù)需要可對(duì)輻照度在標(biāo)準(zhǔn)輻照度值上下進(jìn)行一定的調(diào)節(jié).
2.光譜匹配
模擬器光譜輻照度分布應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)光譜輻照度分布匹配在400nm到1100nm波段范圍內(nèi)，等級(jí)A的匹配度在0.75~1.25，等級(jí)B的匹配度在0.6~1.4，等級(jí)C的匹配度在0.4~2.03.不均勻度
在測(cè)試平面上，測(cè)試區(qū)域內(nèi)的輻照度應(yīng)該達(dá)到一定的均勻度，輻照度用合適的探測(cè)器量測(cè).等級(jí)A的輻照不均勻度<=+/-2%，等級(jí)B的輻照不均勻度<=+/-5%，等級(jí)C的輻照不均勻度<=+/-10%。探測(cè)器的尺寸應(yīng)是以下兩個(gè)中較小的。
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