高强度单色光辐照的测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种高强度单色光的测量方法及装置。其包括如下步骤：步骤1、准备单色光光源强度测定的感光元件，通过感光元件能得到感光测量信号S

【技术实现步骤摘要】
高强度单色光辐照的测量方法及装置
本专利技术涉及一种测量方法及装置，尤其是一种高强度单色光的测量方法及装置。
技术介绍
由于标准太阳光准备的辐照存在光照强度的限制(约一个标准太阳光)，而在硅太阳电池行业出现了能产生高光强单色光的快速光衰设备及氢再生设备的需求。由于单色光和复色光机制的区别，此类设备的辐照强度无法利用常规的光度计进行辐照强度的测定。对于单色光，即为单一频率(或波长)的光，不能产生色散。然而，一般的光源是由不同波长的单色光所混合而成的复色光，所谓的“复色光”是指白光或太阳光经三棱镜折射能所分离出光谱色光--红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七个颜色。目前，市场上测定光强的仪器称为照度计，采用硅二极管或光电管将光能转化为电能后，再测定光电流值可得到光强大小的相对值，通过校正即得到光强值，一般以Lux(勒克斯)或W/m2为计量单位。在采用照度计进行光强测定时，主要有如下几个方面的情况：首先，光电管所用的光电材料(即探头)的光谱灵敏区的限制，所测得的光强只是该光谱灵敏区范围内的值，大致在380nm-780nm波长范围。其次，由于光电材料只能承受特定光强以下的辐照，因此其光强测试范围受到极大限制，通常能测试标准1个太阳数左右及以下的光照。然而，该类装置对于目前光伏行业抗光衰(LID)设备的高光强光源(远高于1个太阳数)是无法测量的。另外，单色光相对于白光的频率单一，不同单色光在感光元件的吸收系数也是不相同，相对于白光照度计更为复杂和精确。在当前实行的国家标准和国际标准中，在辐照面上的辐照强度为1000W/m2时，认为等同于如AM1.5G的辐照强度，称为一个标准太阳的辐照强度。近年来，在光伏电池领域，已经出现用单色光形成高光强的辐照来作为光源照射硅太阳电池的测试。按照前述定义，单色光情形下由于其光谱的单一，光能量分布明显区别于白光和日光，或者存在光源产生高光强辐照的情况，显然不能用白光的(如AM1.5G)的定义来描述和测量单色光的高光强辐照下在感光元件产生的模拟信号与光源光强之间的关系。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，准备一种高强度单色光的测量方法及装置，其能实现高光强单色光的辐照测定，测量效率高，适应范围广，安全可靠。按照本专利技术准备的技术方案，一种高强度单色光辐照的测量方法，所述测量方法包括如下步骤：步骤1、准备待测量光照强度的单色光光源以及用于接收所述单色光光源光照的感光元件，通过感光元件能得到感光测量信号Sdig；步骤2、运算模块根据感光测量信号Sdig，能得到单色光光源对应等效的标准太阳数X(Suns)，所述的等效标准太阳数X(Suns)为：X(Suns)＝Sdig/(Rcoef×AEff×e×Nph0)其中，Rcoef为感光元件的响应系数，AEff为感光元件的有效面积，e为电子电量，Nph0为等效标准光的光子流密度；步骤3、所述运算模块通过显示模块显示输出所得到的等效标准太阳数X(Suns)。所述感光元件包括硅太阳电池、钙钛矿电池或有机电池，感光元件通过采集模块与运算模块连接，通过采集模块能将感光元件输出的感光测量模拟信号Sanal转换得到感光测量信号Sdig，并将所述感光测量信号Sdig传输至运算模块内。所述运算模块通过光源控制模块与单色光光源电连接，运算模块根据等效标准太阳数X(Suns)后，通过光源控制模块能控制单色光光源输出所需光照辐照的状态。还包括能置于单色光光源与感光元件之间的光源光线处理模组，在单色光光源的光路上，所述光源光线处理模组依次包括凸透镜、光学积分器、光学衰减片以及准直物镜。所述光学积分器包括积分器场镜以及积分器投影镜，所述积分器场镜位于凸透镜与积分器投影镜之间，积分器投影镜位于积分器场镜与光学衰减片之间。一种高强度单色光辐照的测量装置，包括能接收待测量光照强度的单色光光源所发出光线的感光元件，所述感光元件与运算模块电连接，所述运算模块与显示模块电连接；通过感光元件能得到感光测量信号Sdig；运算模块根据感光测量信号Sdig，能得到单色光光源对应等效的标准太阳数X(Suns)，所述的等效标准太阳数X(Suns)为：X(Suns)＝Sdig/(Rcoef×AEff×e×Nph0)其中，Rcoef为感光元件的响应系数，AEff为感光元件的有效面积，e为电子电量，Nph0为等效标准光的光子流密度；所述运算模块通过显示模块显示输出所得到的等效标准太阳数X(Suns)。所述感光元件包括硅太阳电池、钙钛矿电池或有机电池，感光元件通过采集模块与运算模块连接，通过采集模块能将感光元件输出的感光测量模拟信号Sanal转换得到感光测量信号Sdig，并将所述感光测量信号Sdig传输至运算模块内。所述运算模块通过光源控制模块与单色光光源电连接，运算模块根据等效标准太阳数X(Suns)后，通过光源控制模块能控制单色光光源输出所需光照辐照的状态。还包括能置于单色光光源与感光元件之间的光源光线处理模组，在单色光光源的光路上，所述光源光线处理模组依次包括凸透镜、光学积分器、光学衰减片以及准直物镜。所述光学积分器包括积分器场镜以及积分器投影镜，所述积分器场镜位于凸透镜与积分器投影镜之间，积分器投影镜位于积分器场镜与光学衰减片之间。本专利技术的优点：通过感光元件以及运算模块配合能测定高光强单色光的辐照强度，突破现有高或极高光强单色光监测的不足，可以实时地掌握光源在不同辐照面的光照强度，也使得实时监测高光强的辐照光成为可能。利用运算模块得出等效太阳数，使光源的辐照光强得到更为简单、直观的量化。通过光源控制模块与单色光光源配合，可以对单色光光源的光强进行实时的监控、校准和反馈，使得辐照面的光照强度的控制更加精细。高光强单色光的辐照强度的测定，为太阳能光伏电池和组件测试设备的光源辐照强度测试及其他光源辐照强度监测领域准备便利。此外，本专利技术应用范围广，标准太阳数包括但不局限于AM1、AM1.5D、AM1.5G等条件，凡知道光子流密度分布的各类标准太阳光，均能作为对比标准，从而得到对应不同实际需求测量等效数据。附图说明图1为本专利技术的示意图。附图标记说明：1-单色光光源、2-凸透镜、3-积分器场镜、4-积分器投影镜、5-光学衰减片、6-准直物镜、7-感光元件、8-采集模块、9-运算模块、10-显示模块以及11-光源控制模块。具体实施方式下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1所示：为了能实现高光强单色光的辐照测定，本专利技术的测量方法包括如下步骤：步骤1、准备待测量光照强度的单色光光源1以及用于接收所述单色光光源1光照的感光元件7，通过感光元件7能得到感光测量信号Sdig；具体地，单色光光源1为能发射单波段单色光，单色光光源1能产生高光强或极高光强，其辐照强度远高于日常生活所见的太阳光，至少大于1Suns≈1kW/m2。具体实施例时，所述单色光光源1包括能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度单色光辐照的测量方法，其特征是，所述测量方法包括如下步骤：/n步骤1、准备待测量光照强度的单色光光源(1)以及用于接收所述单色光光源(1)光照的感光元件(7)，通过感光元件(7)能得到感光测量信号S

【技术特征摘要】
1.一种高强度单色光辐照的测量方法，其特征是，所述测量方法包括如下步骤：
步骤1、准备待测量光照强度的单色光光源(1)以及用于接收所述单色光光源(1)光照的感光元件(7)，通过感光元件(7)能得到感光测量信号Sdig；
步骤2、运算模块(9)根据感光测量信号Sdig，能得到单色光光源(1)对应等效的标准太阳数X(Suns)，所述的等效标准太阳数X(Suns)为：
X(Suns)＝Sdig/(Rcoef×AEff×e×Nph0)
其中，Rcoef为感光元件(7)的响应系数，AEff为感光元件的有效面积，e为电子电量，Nph0为等效标准光的光子流密度；
步骤3、所述运算模块(9)通过显示模块(10)显示输出所得到的等效标准太阳数X(Suns)。


2.根据权利要求1所述的高强度单色光辐照的测量方法，其特征是：所述感光元件(7)包括硅太阳电池、钙钛矿电池或有机电池，感光元件(7)通过采集模块(8)与运算模块(9)连接，通过采集模块(8)能将感光元件(7)输出的感光测量模拟信号Sanal转换得到感光测量信号Sdig，并将所述感光测量信号Sdig传输至运算模块(9)内。


3.根据权利要求1所述的高强度单色光辐照的测量方法，其特征是：所述运算模块(9)通过光源控制模块(11)与单色光光源(1)电连接，运算模块(9)根据等效标准太阳数X(Suns)后，通过光源控制模块(11)能控制单色光光源(1)输出所需光照辐照的状态。


4.根据权利要求1或2或3所述的高强度单色光辐照的测量方法，其特征是：还包括能置于单色光光源(1)与感光元件(7)之间的光源光线处理模组，在单色光光源(1)的光路上，所述光源光线处理模组依次包括凸透镜(2)、光学积分器、光学衰减片(5)以及准直物镜(6)。


5.根据权利要求4所述的高强度单色光辐照的测量方法，其特征是：所述光学积分器包括积分器场镜(3)以及积分器投影镜(4)，所述积分器场镜(3)位于凸透镜(2)与积分器投影镜(4)之间，积分器投影镜(4)位于积分器场镜(3)与光学衰减片(5)之间。

【专利技术属性】
技术研发人员：邵剑波，席曦，刘桂林，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32