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太阳模拟器光谱测量

太阳模拟器作为光源,在某种意义上说,可以等同于太阳光源,可以模拟太阳光照射。太阳模拟器广泛应用于太阳能电池特性测试,光电材料特性测试,生物化学相关测试,光学催化降解加速研究,皮肤化妆用品检测,环境研究等。
随着太阳能光伏产业的蓬勃发展,太阳能模拟器的光谱匹配性能测试也越趋重要。针对大多数采用脉冲氙灯作为光源的设备,的测试状态是采集一个脉冲周期内不同时间点的辐射光谱,进而判断该太阳能模拟器的光谱等级。目前采用微小型的光纤光谱技术是实现太阳能模拟器光谱测量zui简单可靠的方法。
设备和方法
1、瞬态光谱采集
采用荷兰avantes的avaspec-2048-usb2光纤光谱仪,可进行瞬态光谱的测试,zui多可实现每秒钟900幅光谱的采集。使用光纤采集光信号,简单方便,将光纤放置在任意光辐照位置即可实现信号的收集。而光谱仪具有的外触发功能,则保证了光谱采集与外部信号的同步。
以内置20ms脉冲弛豫时间的氙灯光源测试为例,下图显示了在一个脉冲周期内,不同时间点的辐射能量光谱。在脉冲氙灯工作的同时,由太阳能模拟器系统给光谱仪一个ttl信号,触发光谱仪开始工作。通过a、b、c这三个顺序测量得到的光谱图比较可知,脉冲氙灯的能量输出在逐渐的减弱。
2、光谱匹配度
太阳模拟器的光谱匹配度是指在6个光谱范围内强度积分的百分比。任何与标准光谱的偏离百分比都必须在一定的范围内,这也正是衡量太阳模拟器等级的一项标准。对于a类太阳模拟器,光谱匹配度必须在75%-125%之间。
idealspectralmatchdefinedbyiecstandardsspectralmatch
spectralrange(nm)ideal%
400–50018.5
500–60020.1
600–70018.3
700–80014.8
800–90012.2
900–110016.1
avantes公司的光谱仪经过nist可溯源的辐射定标后,可用于测量光谱辐射强度。利用软件*的能量积分功能,即可得到不同光谱范围内的辐照度总和(单位:μw/cm2),从而帮助判断该太阳能模拟器的光谱等级。如下图所示,同时对上述6个光谱范围的辐照强度进行了积分计算,继而可以与标准光谱进行比对分析。
结论
使用荷兰avantes的光纤光谱仪,可以*实现太阳能模拟器的光谱测量及等级分析,并且采用了光纤收集光信号的测量方式,测量简单方便,快速准确。由于该光谱仪体积小巧,可选配dll动态链接库,也可集成至太阳能模拟器中进行实时的光源光谱检测和分析。
典型配置
光谱仪
avaspec-2048-usb2光谱仪va光栅(360-1100nm),50μm狭缝,dcl灵敏度增强透镜,osc消二级衍射镀膜
分辨率2.4nm
光纤及附件
fc-ir200-2-me金属铠甲封装200微米芯径光纤、cc-vis/nir余弦校正器、avalight-hal-cal辐射定标光源/或irrad-cal-vis辐射定标服务
软件
avasoft-full全功能软件、avasoft-irrad辐射测量软件、avssoft-fast快速采集软件、as-5216-dll动态链接库(选配)
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