一种用于空间多结太阳电池测试的太阳模拟器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于空间多结太阳电池测试的太阳模拟器，属于空间太阳电池测试技术领域，其特征在于，至少包括：光源：所述光源包括短弧氙灯；将所述短弧氙灯发出的光线汇聚至目标光路的聚光镜；位于目标光路中，且顺着光线传输方向依次设置有：光调制组件、光学积分器和准直物镜；所述光调制组件包括滤光片组阵及可调光阑。本发明专利技术通过扩展滤光片数量，并在每个滤光片前增加光阑，使得太阳模拟器的光谱调节能力更强，可进行更多段光谱的调节，满足四结至六结太阳电池的测试。本发明专利技术对调整光谱的滤光片放置位置进行调整，在聚光镜出口处添加调整光谱的滤光片，能更好的实现光谱调整目标。

【技术实现步骤摘要】
一种用于空间多结太阳电池测试的太阳模拟器
本专利技术属于空间太阳电池测试
，具体涉及一种用于空间多结太阳电池测试的太阳模拟器。
技术介绍
二十一世纪是信息时代和太空时代，能否在世界空间科技领域占有一席之地是综合国力的重要体现。航天是我国战略性高技术产业，航天的发展对于国家战略目标的实现具有重要意义。卫星运行需要的能量基本上来自于太阳能。作为卫星的一次电源系统的核心，太阳电池将太阳辐射的能量源源不断地转换为电能，为各种航天飞行器的正常运行提供持续能源。准确测试太阳电池的电性能参数，尤其是光电转换效率对空间太阳电池的设计、研制和生产都至关重要。对于空间用太阳电池来说，标准测试条件是AM0光谱，这样的标准阳光在地面无法获取，通常采用人造光源来模拟太阳光，即太阳模拟器，来进行太阳电池电性能测试。以克服太阳光辐射受时间和气候影响，并且总辐照度不能调节等缺点，广泛应用于航天航空、光伏、农业等领域。辐照不均匀度是考核太阳模拟器的重要指标，直接关系到太阳电池的测试准确性。对于A级太阳模拟器，目标测试区域内的辐照不均匀度要求不大于2％。目前的太阳模拟器将滤光片放置在光学积分器后面，这造成目标测试区域内光强不均匀的问题。同时，对于空间多结太阳电池的测试，要求太阳模拟器具有多波段光谱可调控制的能力，特别是对于四结至六结砷化镓太阳电池，要求的可调波段更多。目前的太阳模拟器主要是针对单结或三结太阳电池，无法满足四结至六结砷化镓太阳电池的测试需求。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种用于空间多结太阳电池测试的太阳模拟器，旨在提高辐照均匀性，同时实现光谱波段的可调性。本专利技术的目的是提供一种用于空间多结太阳电池测试的太阳模拟器，至少包括：光源：所述光源包括短弧氙灯(102)；将所述短弧氙灯发出的光线汇聚至目标光路的聚光镜(101)；位于目标光路中，且顺着光线传输方向依次设置有：光调制组件、光学积分器(106)和准直物镜(108)；所述光调制组件包括滤光片组阵(103)及可调光阑(104)。进一步，所述短弧氙灯由钨或钨材料阴极和石英泡壳组成。更进一步，在所述光调制组件和光学积分器(106)之间设置有光路转折用的反射镜A。更进一步，在所述光学积分器(106)和准直物镜(108)之间设置有光路转折用的反射镜B。进一步，所述短弧氙灯的阳极和阴极分别密封接于石英泡壳的两端，泡壳内抽真空后冲入氙气。进一步，所述滤光片组阵(103)由15～30个滤光片组成，所述滤光片的光谱范围300nm～1800nm，所述滤光片包括带通滤光片、带阻滤光片、长波通滤光片、短波通滤光片。更进一步，所述可调光阑(104)位于滤光片之前，每个滤光片均配置一个可调光阑。进一步，所述光学积分器(106)由积分器场镜和积分器投影镜组成。本专利技术具有的优点和积极效果是：(1)本专利技术设计了一种用于空间多结太阳电池测试的太阳模拟器。现有的太阳模拟器主要是针对单结或三结太阳电池。本专利技术与之相比，通过扩展滤光片数量，并在每个滤光片前增加光阑，使得太阳模拟器的光谱调节能力更强，可进行更多段光谱的调节，满足四结至六结太阳电池的测试。(2)对于现有的太阳模拟器而言，滤光片通常放置在光学积分器周围。这样对测试面的光斑均匀性会产生一定影响，从而影响多结太阳电池的测试结果。为减小调整光谱滤光片对测试面光强均匀性的影响，本专利技术对调整光谱的滤光片放置位置进行调整，在聚光镜出口处添加调整光谱的滤光片，能更好的实现光谱调整目标。附图说明图1为本专利技术优选实施例的结构示意图；其中：101、聚光镜；102、短弧氙灯；103、滤光片组阵；104、可调光阑；105、平面反射镜A；106、光学积分器；107、平面反射镜B；108、准直物镜。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：如图1所示，本专利技术的技术方案为：一种用于空间多结太阳电池测试的太阳模拟器，主要包括短弧氙灯102、聚光镜101、滤光片组阵103、可调光阑104、平面反射镜A105、光学积分器106、平面反射镜B107、准直物镜108。光路说明：(1)短弧氙灯发出的光经过聚光镜聚光(本优选实施例选择的是椭球镜)后通过滤光片组阵及可调光阑，由平面反射镜A反射后水平通过光学积分器，再通过平面反射镜B变成向下的光，最后经过准直物镜至测试面。(2)太阳模拟器的辐照度由短弧氙灯功率、滤光片组阵以及可调光阑进行调节。(3)太阳模拟器的光谱波段由滤光片组阵调节，实现光谱的多段可调。(4)太阳模拟器的辐照均匀性由光学积分器调节。所述短弧氙灯由钨或钨材料阴极和石英泡壳组成。阳极和阴极分别密封接于石英泡壳的两端，泡壳内抽真空后冲入氙气。当氙灯阳极、阴极之间加上直流电压后，在高频高压激发下，阴极发射热电子，电子被电场加速后撞击氙原子，使之激发电离，产生强烈的弧光放电。短弧氙灯发光原理，实质上是高温等离子体辐射。其中电子和正离子复合发光是连续的光谱，而氙原子受激后的自发辐射形成氙原子的发射光谱。这两种谱形成了在可见谱域连续光谱上叠加氙原子线光谱。在近紫外区光谱是连续的，在近红外区有许多强的线谱，是受激氙原子在较高能级跃迁产生的辐射。所述滤光片组阵由15个至30个滤光片组成，放置在聚光镜出口处，设计滤光片时考虑的光谱范围300nm～1800nm，包括带通滤光片、带阻滤光片、长波通滤光片、短波通滤光片。对于多结太阳电池，每个子电池至少对应一种滤光片，滤光片特性可以是带通或者是带阻特性，其带通或带阻范围与子电池的光谱响应对应。带通特性的上升、下降沿尽量陡峭。所述可调光阑放置在滤光片前，每个滤光片均配置一个可调光阑，通过调节光阑的大小来调整最终的光谱。所述光学积分器主要由积分器场镜和积分器投影镜组成，用来改善太阳模拟器普遍存在的辐照均匀度较低的缺陷。所述准直物镜用来扩大光斑面积，同时使光束垂直照射到测试面。上述优选实施例中：短弧氙灯发出的光经过椭球镜聚光后通过滤光片组阵及可调光阑，由平面反射镜A反射后水平通过光学积分器，再通过平面反射镜B变成向下的光，最后经过准直物镜至测试面。太阳模拟器的辐照度由短弧氙灯功率、滤光片组阵以及可调光阑进行调节。太阳模拟器的光谱波段由滤光片组阵调节，实现光谱的多段可调。太阳模拟器的辐照均匀性由光学积分器调节。以上所述仅是对本专利技术的较佳实施例而已，并非对本专利技术作任何形式上的限制，凡是依据本专利技术的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本专利技术技术方案的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于空间多结太阳电池测试的太阳模拟器，其特征在于，至少包括：/n光源：所述光源包括短弧氙灯(102)；/n将所述短弧氙灯发出的光线汇聚至目标光路的聚光镜(101)；/n位于目标光路中，且顺着光线传输方向依次设置有：光调制组件、光学积分器(106)和准直物镜(108)；所述光调制组件包括滤光片组阵(103)及可调光阑(104)。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于空间多结太阳电池测试的太阳模拟器，其特征在于，至少包括：
光源：所述光源包括短弧氙灯(102)；
将所述短弧氙灯发出的光线汇聚至目标光路的聚光镜(101)；
位于目标光路中，且顺着光线传输方向依次设置有：光调制组件、光学积分器(106)和准直物镜(108)；所述光调制组件包括滤光片组阵(103)及可调光阑(104)。


2.根据权利要求1所述的用于空间多结太阳电池测试的太阳模拟器，其特征在于，所述短弧氙灯由钨或钨材料阴极和石英泡壳组成。


3.根据权利要求1或2所述的用于空间多结太阳电池测试的太阳模拟器，其特征在于，在所述光调制组件和光学积分器(106)之间设置有光路转折用的反射镜A。


4.根据权利要求1或2所述的用于空间多结太阳电池测试的太阳模拟器，其特征在于，在所述光学积分器(106)和准直物...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛超，孙强，刘如斌，张启明，张恒，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十八研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12