隨著太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，太陽(yáng)能模擬器的光譜匹配性能測(cè)試也越趨重要。針對(duì)大多數(shù)采用脈沖氙燈作為光源的設(shè)備，的測(cè)試狀態(tài)是采集一個(gè)脈沖周期內(nèi)不同時(shí)間點(diǎn)的輻射光譜，進(jìn)而判斷該太陽(yáng)能模擬器的光譜等級(jí)。目前采用微小型的光纖光譜技術(shù)是實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能模擬器光譜測(cè)量zui簡(jiǎn)單可靠的方法。
設(shè)備和方法
1、穩(wěn)態(tài)光譜采集
根據(jù)IEC60694-9標(biāo)準(zhǔn)要求，太陽(yáng)模擬器有效光譜范圍是400-1100nm，這就需要光譜測(cè)試設(shè)備可同時(shí)采集到400-1100nm范圍的光譜數(shù)據(jù)，并且在整個(gè)波段范圍內(nèi)都具有較高的信噪比，以保證測(cè)試數(shù)據(jù)的可靠性。荷蘭Avantes公司的AvaSolar光纖光譜儀，采用高信噪比的薄型背照式CCD探測(cè)器，其在200-1100nm均具有良好的光譜響應(yīng)，以確保得到高質(zhì)量的光譜數(shù)據(jù)。同時(shí)該套系統(tǒng)出廠時(shí)就進(jìn)行了NIST可溯源的輻射標(biāo)定，可直接得到穩(wěn)態(tài)的模擬器的輻照度光譜信息。
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(cè)中。AvaSolarzui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(wú)論脈沖弛豫時(shí)間是小到2ms，還是較長(zhǎng)的6s，AvaSolar系統(tǒng)均可得到真實(shí)可靠的輻照度數(shù)據(jù)。
3、光譜匹配度
太陽(yáng)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。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(yáng)模擬器等級(jí)的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于A類太陽(yáng)模擬器，光譜匹配度必須在75% - 125%之間。
Ideal Spectral Match Defined by IEC Standards
Spectral Match
Spectral Range （nm） Ideal %
400 - 500 18.4
500 - 600 19.9
600 - 700 18.4
700 - 800 14.9
800 - 900 12.5
900 - 1100 15.9
利用AvaSoft-Solar軟件*的能量積分功能，可得到不同光譜范圍內(nèi)的輻照度總和（單位：µW/cm2），從而幫助判斷該太陽(yáng)能模擬器的光譜等級(jí)。如下圖所示，同時(shí)對(duì)上述6個(gè)光譜范圍的輻照強(qiáng)度進(jìn)行能量積分計(jì)算。
4、 模擬器等級(jí)判斷
AvaSoft-Solar軟件可按照IEC60694-9標(biāo)準(zhǔn)上所述要求，根據(jù)測(cè)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。
5、擴(kuò)展功能
⑴紫外老化儀光譜測(cè)量
對(duì)于設(shè)有可靠性試驗(yàn)室的用戶來說，紫外老化也是檢測(cè)光伏產(chǎn)品性能*的環(huán)節(jié)，這也就需要針對(duì)紫外老化儀的光譜及輻照度進(jìn)行有效的檢測(cè)。由于AvaSolar主機(jī)可覆蓋200-1100nm的光譜范圍，因此AvaSolar該套系統(tǒng)可以直接用來進(jìn)行紫外老化儀的光譜檢測(cè)。
⑵光伏組件玻璃板透過率測(cè)量
AvaSolar光譜儀不但可進(jìn)行輻照光譜的檢測(cè)，同時(shí)可對(duì)光伏組件廠所用的大面積玻璃進(jìn)行透過率的測(cè)量。僅需要在原有AvaSolar系統(tǒng)的基礎(chǔ)上額外配置照射光源、積分球及光纖即可。對(duì)于工業(yè)用大尺寸的玻璃的透過率的檢測(cè)，需要用戶根據(jù)不同的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試要求自行設(shè)計(jì)積分球及光纖探頭的支架，以保證測(cè)量不同點(diǎn)的透過率時(shí)，入射光可以*被積分球的采樣端口接收到，確保光路的準(zhǔn)確性。下圖所示為離線的透過率測(cè)量的光路搭配，在線測(cè)量時(shí)，需要使用支架針對(duì)光纖探頭及積分球進(jìn)行固定并且可靈活運(yùn)動(dòng)，使光路上下對(duì)準(zhǔn)。
