太陽(yáng)模擬器光譜測(cè)量

　　太陽(yáng)模擬器作為光源，在某種意義上說，可以等同于太陽(yáng)光源，可以模擬太陽(yáng)光照射。太陽(yáng)模擬器廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能電池特性測(cè)試，光電材料特性測(cè)試，生物化學(xué)相關(guān)測(cè)試，光學(xué)催化降解加速研究，皮膚化妝用品檢測(cè)，環(huán)境研究等。
　　
　　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、瞬態(tài)光譜采集
　　
　　采用荷蘭Avantes的AvaSpec-2048-USB2光纖光譜儀，可進(jìn)行瞬態(tài)光譜的測(cè)試，zui多可實(shí)現(xiàn)每秒鐘900幅光譜的采集。使用光纖采集光信號(hào)，簡(jiǎn)單方便，將光纖放置在任意光輻照位置即可實(shí)現(xiàn)信號(hào)的收集。而光譜儀具有的外觸發(fā)功能，則保證了光譜采集與外部信號(hào)的同步。　　
　　以內(nèi)置20ms脈沖弛豫時(shí)間的氙燈光源測(cè)試為例，下圖顯示了在一個(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(yáng)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A、B、C這三個(gè)順序測(cè)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。　　
　　2、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。
　　
　　IdealSpectralMatchDefinedbyIECStandardsSpectralMatch
　　
　　SpectralRange（nm）Ideal%
　　
　　400–50018.5
　　
　　500–60020.1
　　
　　600–70018.3
　　
　　700–80014.8
　　
　　800–90012.2
　　
　　900–110016.1
　　
　　Avantes公司的光譜儀經(jīng)過NIST可溯源的輻射定標(biāo)后，可用于測(cè)量光譜輻射強(qiáng)度。利用軟件*的能量積分功能，即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)行了積分計(jì)算，繼而可以與標(biāo)準(zhǔn)光譜進(jìn)行比對(duì)分析。　　
　　結(jié)論
　　
　　使用荷蘭Avantes的光纖光譜儀，可以*實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能模擬器的光譜測(cè)量及等級(jí)分析，并且采用了光纖收集光信號(hào)的測(cè)量方式，測(cè)量簡(jiǎn)單方便，快速準(zhǔn)確。由于該光譜儀體積小巧，可選配DLL動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，也可集成至太陽(yáng)能模擬器中進(jìn)行實(shí)時(shí)的光源光譜檢測(cè)和分析。
　　
　　典型配置
　　
　　光譜儀
　　
　　AvaSpec-2048-USB2光譜儀VA光柵（360-1100nm），50μm狹縫，DCL靈敏度增強(qiáng)透鏡，OSC消二級(jí)衍射鍍膜
　　
　　分辨率2.4nm
　　
　　光纖及附件
　　
　　FC-IR200-2-ME金屬鎧甲封裝200微米芯徑光纖、CC-VIS/NIR余弦校正器、AvaLight-HAL-CAL輻射定標(biāo)光源/或IRRAD-CAL-VIS輻射定標(biāo)服務(wù)
　　
　　軟件
　　
　　AvaSoft-Full全功能軟件、Avasoft-IRRAD輻射測(cè)量軟件、AvsSoft-Fast快速采集軟件、AS-5216-DLL動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)（選配）