一种以双光源多种滤色片实现高光谱匹配度的太阳模拟器制造技术

一种以双光源多种滤色片实现高光谱匹配度太阳模拟器，由氙灯及其椭球面反射镜、氙灯滤色片组、卤素灯及其椭球面反射镜、卤素灯滤色片组、半透半反射镜、积分器、快门、平面反射镜、准直透镜和工作平台组成，氙灯及其椭球面反射镜和卤素灯及其椭球面反射镜的反射光线互相垂直；积分器接受来自半透半反射镜的光线并通过快门照射到平面反射镜上；平面反射镜反射的光线经准直透镜形成模拟太阳光照射到工作平台上。本发明专利技术的优点是：该太阳模拟器采用氙灯和卤素灯两种不同的人造光源，分别经多种滤色片组滤光，实现光谱匹配度小于±5%太阳模拟器，优于国际标准IEC-60904-9的ClassA的±25%的指标，达到了国际先进水平。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种以双光源多种滤色片实现高光谱匹配度太阳模拟器，由氙灯及其椭球面反射镜、氙灯滤色片组、卤素灯及其椭球面反射镜、卤素灯滤色片组、半透半反射镜、积分器、快门、平面反射镜、准直透镜和工作平台组成，氙灯及其椭球面反射镜和卤素灯及其椭球面反射镜的反射光线互相垂直；积分器接受来自半透半反射镜的光线并通过快门照射到平面反射镜上；平面反射镜反射的光线经准直透镜形成模拟太阳光照射到工作平台上。本专利技术的优点是：该太阳模拟器采用氙灯和卤素灯两种不同的人造光源，分别经多种滤色片组滤光，实现光谱匹配度小于±5%太阳模拟器，优于国际标准IEC-60904-9的ClassA的±25%的指标，达到了国际先进水平。【专利说明】-种以双光源多种滤色片实现高光谱匹配度的太阳模拟器
本专利技术属于分析及测量控制、光伏能源、太空、农业、材料
，如太阳电池的 检测与标定、电池老化、热循环测试、卫星热平衡试验、植物发育和良种培育、材料的耐辐照 老化和高分子的固化测试等，特别是一种采用双光源多种滤色片实现高光谱匹配度太阳模 拟器的方法。
技术介绍
在许多领域，都需要用到太阳模拟器来模拟太阳光，如太阳电池的检测与标定、电 池老化、热循环测试、卫星热平衡试验、植物发育和良种培育、材料的耐辐照老化和高分子 的固化测试等，特别是光伏能源领域，需要用高光谱匹配度太阳模拟器来测量与分析太阳 电池的各种性能。 太阳能电池的测试，需要在一个统一的标准下进行，为此国际电工委员会第82技 术委员会，即太阳光伏能源系统标准化委员会（IEC-TC82)规定了地面用太阳电池的标准 测试条件为：测试温度25±2°C，光源的光谱辐照度1000W/m 2,并具有标准的AM1. 5太阳光 谱辐照度分布。获得AM1. 5太阳光谱的条件为：在地球的海平面上，选择晴空无云、无污 染的气候条件下，太阳与地球的天顶角为48. 2°时，即太阳光穿过1. 5个地球大气层后的 光谱为AM1. 5。实际应用时，采用的是考虑到太阳光在大气层中漫反射后产生的太阳光谱 AMI. 5G。 通常，太阳光受到地球的自转、太阳入射角度、云层、粉尘污染、雾霾等的影响，得 到AMI. 5G太阳光谱的分布比较困难。同时，对于大量的测试，仅仅依靠太阳来获得合适的 测试条件，也是不现实的，所以需要太阳模拟器，方便随时随地得到合适的AMI. 5G太阳光 谱和辐照强度。 人造光源中，氙灯是最接近太阳光谱的人造光源，氙灯光经过滤光片后，可以得到 光谱匹配度比较好的太阳模拟器。但是，这样得到的太阳模拟器与太阳光谱AMI. 5G相比， 还是有比较大的差别，为此，IEC-60904-9国际标准将太阳模拟器分为以下级别，见表1所 示： 表1 :太阳模拟器分级表（IEC-60904-9国际标准） 【权利要求】1. 一种以双光源多种滤色片实现高光谱匹配度太阳模拟器，其特征在于：由氙灯及其 椭球面反射镜、氙灯滤色片组、卤素灯及其椭球面反射镜、卤素灯滤色片组、半透半反射镜、 积分器、快门、平面反射镜、准直透镜和工作平台组成，卤素灯及其椭球面反射镜、卤素灯滤 色片组、半透半反射镜、积分器、快门和平面反射镜的中心处于同一水平线上，平面反射镜、 准直透镜和工作平台的中心处于同一垂直线上；氙灯及其椭球面反射镜和卤素灯及其椭 球面反射镜的反射光线互相垂直并分别通过氙灯滤色片组和卤素灯滤色片组照射到与两 组反射光线呈45°夹角设置的半透半反射镜的两个表面；积分器接受来自半透半反射镜 的光线，自半透半反射镜的光线通过快门照射到与水平光线呈45°夹角设置的平面反射 镜上，快门控制光线的开闭；平面反射镜反射的光线经过准直透镜后形成一个准直角小于 ±3°的均匀分布的模拟太阳光照射到工作平台上。2. 根据权利要求1所述以双光源多种滤色片实现高光谱匹配度太阳模拟器，其特征在 于：所述氙灯为短弧球形氙灯，氙灯滤色片组为2-40片不同滤色片组成。3. 根据权利要求1所述以双光源多种滤色片实现高光谱匹配度太阳模拟器，其特征在 于：所述卤素灯为碘钨灯或溴钨灯，卤素灯滤色片组为1-5片不同滤色片组成。4. 根据权利要求1所述以双光源多种滤色片实现高光谱匹配度太阳模拟器，其特征 在于：所述与氙灯和卤素灯匹配的椭球面反射镜为镍基镀铑金属反光镜或玻璃基镀铝反射 镜，椭球面反射镜的焦距和开孔的大小根据实际需求确定。【文档编号】F21S2/00GK104266101SQ201410553207【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月17日 优先权日:2014年10月17日 【专利技术者】王广才, 李菁, 高园缘, 赵颖 申请人:南开大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以双光源多种滤色片实现高光谱匹配度太阳模拟器，其特征在于：由氙灯及其椭球面反射镜、氙灯滤色片组、卤素灯及其椭球面反射镜、卤素灯滤色片组、半透半反射镜、积分器、快门、平面反射镜、准直透镜和工作平台组成，卤素灯及其椭球面反射镜、卤素灯滤色片组、半透半反射镜、积分器、快门和平面反射镜的中心处于同一水平线上，平面反射镜、准直透镜和工作平台的中心处于同一垂直线上；氙灯及其椭球面反射镜和卤素灯及其椭球面反射镜的反射光线互相垂直并分别通过氙灯滤色片组和卤素灯滤色片组照射到与两组反射光线呈45°夹角设置的半透半反射镜的两个表面；积分器接受来自半透半反射镜的光线，自半透半反射镜的光线通过快门照射到与水平光线呈45°夹角设置的平面反射镜上，快门控制光线的开闭；平面反射镜反射的光线经过准直透镜后形成一个准直角小于±3°的均匀分布的模拟太阳光照射到工作平台上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王广才，李菁，高园缘，赵颖，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：天津;12