一种太阳光模拟装置用光源模组，包含多个具多种不同中心波长的发光二极体；及一组匀光器，包括一个具有至少六个表面，其中有至少一个形成有多个对应上述发光二极体的透明孔的入光面、及一个反射率大于穿透率的出光面的透光材质匀光腔体，且除出光面的所有表面，均形成有完全反射层；至少一组设置于入光面外侧的角度发散片，供发散来自发光二极体的光束，使其以一偏折的折射角穿经上述透明孔进入匀光腔体；及设置于出光面外侧的角度收敛片。藉由角度发散片，使进入匀光腔体的光束可以平均在多次反射混光后出光，达成良好匀光效果。
【技术实现步骤摘要】
太阳光模拟装置用光源模组及该模拟测试装置
本专利技术是关于ー种太阳光模拟装置用光源模组，及应用该模组的太阳光模拟测试装置。背景技木目前常见洁净能源中，利用太阳能电池发电已是极重要的ー环。而太阳能电池的发电效率则是目前量测太阳能电池品质最重要的指标；因此，测试太阳能电池发电效率的装置必须非常准确；而该测试装置中最重要的部件就是模拟太阳光的光源。由于太阳光的光谱及照度会随地理位置、季节、云层分布、及空气品质等因素而变动，为求简化及标准化测试环境，因此在测试时是以美国IEC或JIS所提的AM-1. 5G的标准来制作模拟光源。·在该标准中，规定模拟光源的光谱分布偏差量、照射均一性、照射安定性等三个主要指标；并且按照偏差量，将光源分类为A、B、C三个等级，目前太阳能电池エ业界所接受的标准为Class A级，此等级的光谱偏差量必须小于±25%，照射不均匀度必须小于±2%，照射不安定性必须小于±2%。由于在AM-1. 5G下的太阳光强度约为1000W/m2，且几乎是平行光，作为太阳光模拟器的光源，除必须达到Class A级的上述三个要求外，其光強度及平行光的聚光角度(Collimation Angle)亦为重要指标。一般要求其输出光强度必须在IOOOff/m2以上，聚光角在±3度以内。因为Xe(氙气灯)灯泡发光的光谱较接近太阳光，且光输出能量也够大，以往太阳光模拟装置皆以Xe灯泡为光源，但衡量实际的光谱分布，要达到Class A级的要求，仍需要利用复杂的滤光片(Optical filter)。近年来，各式太阳能电池不断推陈出新，用来测试的太阳光模拟装置需要具有更准确光谱的光源，因此有些业者推出利用Xe灯泡及卤素金属灯泡混合的复合型太阳光模拟装置，但其价格也极为昂贵。另外，由于太阳能电池模组(Solar Module)的检验，往往待测物面积庞大，光源也需要分布至非常大面积才能顺利检验；利用光束向四面发散的Xe灯泡作为光源，为得到够均匀的照度、并且分布至大范围，灯泡与待测物间的测试距离需要拉开至非常大，造成测试设备庞大且测试不便；而Xe灯泡本身的发光强度在分散至较大面积后，也难以达到足够强度，造成使用上的局限。另方面，由于近年来LED的功率持续増大，且各不同波段的LED也纷纷出现，因此利用LED做为太阳光模拟器的光源已逐渐可行而被重视。目前已有的实验室用LED太阳光模拟装置，是如图I所示，利用多组不同波段的LED 100例如6X6的LED矩阵组成ー个模块10，再利用例如4个模块10组成ー个面积较大的装置，这36个LED 100的中心波长分别从实际太阳光谱的380nm 1200nm范围之中被选出，且每ー者光功率大小亦被控制在所需的标准太阳光强度之内。由于太阳光模拟装置要求的聚光角(CollimationAngle)非常小，因此各LED100都必须选择小发光角的砲弾型(Lamp type)LED，其光场半功率角为±5度以内。也因为该砲弾型LED的光场半功率角非常小，因此在该模块10内，各个不同波段的LED的混光效果不好，因此其波长分布均匀度非常差，与Class A级太阳光模拟装置所要求的98%均匀度相差甚远，因此到目前为止，尚未有可以达到Class A级的LED太阳光模拟装置出现。
技术实现思路
本专利技术目的之ー在于提供ー种可提供大面积均匀光束而达到Class A级的太阳光模拟装置用光源模组。本专利技术的另一目的在于提供ー种采用多个LED元件，而可提供接近标准太阳光的光谱的太阳光模拟装置用光源模组。本专利技术的再一目的在于提供ー种可由多个模组结合，使照射面积持续扩张的太阳光模拟装置用光源模组。本专利技术的又一目的在于提供一种采用LED元件，而可降低成本的太阳光模拟装置 用光源模组。本专利技术的又一目的在于提供ー种符合Class A级标准的太阳光模拟装置。依照本专利技术掲示的一种太阳光模拟装置用光源模组，包括多个分别具有ー个中心波长的发光二极体，且上述各发光二极体的中心波长分布于至少三个彼此相异的波长；及一组匀光器，包括ー个具有至少六个表面，其中有至少ー个形成有复数个对应上述发光ニ极体的透明孔的入光面、及一个穿透率小于50%且反射率大于50%的出光面的匀光腔体，该腔体内部为透光材质，且除该出光面外，其余所有上述表面，均形成有供把来自腔体内部的光束朝向腔体内部反射的反射层；至少一片设置于该至少一个入光面外侧、供发散来自上述发光二极体的光束，使上述光束以一大于其入射角的折射角穿经上述透明孔进入该匀光腔体的角度发散片；及一片设置于该出光面外侧、供收敛来自该匀光腔体内的匀光光束，使该匀光光束以ー小于其入射角的折射角远离该匀光腔体的角度收敛片。采用上述光源模组所制成的太阳光模拟测试装置，是供量测待测太阳能电池的光电性能，该模拟测试装置包括至少ー个光源模组，包括；多个具有多个中心波长的发光二极体；及ー组匀光器，包括ー个具有至少六个表面，其中有至少ー个形成有多个对应上述发光二极体的透明孔的入光面、及一个穿透率小于50%且反射率大于50%的出光面的匀光腔体，该腔体内部为透光材质，且除该出光面外，其余所有上述表面，均形成有供把来自腔体内部的光束朝向腔体内部反射的反射层；至少ー组设置于该至少一个入光面外侧、供发散来自上述发光二极体的光束，使上述光束以一大于其入射角的折射角穿经上述透明孔进入该匀光腔体的角度发散片；及ー组设置于该出光面外侧、供收敛来自该匀光腔体内的匀光光束，使该匀光光束以ー小于其入射角的折射角远离该匀光腔体的角度收敛片；及一组供量测待测太阳能电池受该光源模组照射后的输出电讯号的测试模组。由于本案所掲示的太阳光模拟装置用光源模组，是透过ー个『光共振腔』让进入共振腔中的光束在腔体内不断来回反射，除较少比例可由出光面逸出，大部分光束都会在反覆反射过程中均匀混合，并且利用ー组角度发散片及ー组角度收敛片，让进入光共振腔中的光束，偏折角度变大，使得尚未脱离出光面的光束，在每一次反射回到入光面时，行经的水平距离变大，亦即混光范围变大，出光均匀度从而提高；反之，在光束脱离出光面时，经过一片互补的角度收敛片作用，偏折角反向折回，使得出光的光束实质上重新回到接近准直方向。此外，藉由多个LED发光，使得总出光接近标准太阳光的光谱；并且因为本案所揭示光源模组业已模组化，可以结合多个模组共同使用，藉以轻易将太阳光模拟装置的照射面积加大，因应不同尺寸太阳能电池的测试需求，从而达成所有上述目的。附图说明图I是公知太阳光模拟装置的LED光源立体示意图；图2是本案较佳实施例 的立体示意图，说明四组发光二极体模块与匀光器的对应关系;图3是图2实施例匀光器的示意图，说明入光面及各面结构；图4是图2实施例作为角度发散片的微稜镜柱片立体示意图；图5至图7是图4微棱镜柱片的光束偏折不意图；图8是图4微棱镜柱片置置的另一不意图；图9是光束在匀光器中反射行进示意图，说明「完全反射」途径；图10是运用图2实施例的光源模组的太阳光模拟装置示意图；及图11是本案第二较佳实施例的角度发散片结构立体示意图。主要元件符号说明10、10，.....模块100、100，.....LED2.....匀光器20.....匀光腔体22.....入光面222.....金属膜220.....透明孔3.....聚光透本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种太阳光模拟装置用光源模组，包括：多个具有多个中心波长的发光二极体；及一组匀光器，包括：一个具有至少六个表面，其中有至少一个形成有多个对应上述发光二极体的透明孔的入光面、及一个穿透率小于50%且反射率大于50%的出光面的匀光腔体，该腔体内部为透光材质，且除该出光面外，其余所有上述表面，均形成有供把来自腔体内部的光束朝向腔体内部反射的反射层；至少一组设置于该至少一个入光面外侧、供发散来自上述发光二极体的光束，使上述光束以一大于其入射角的折射角穿经上述透明孔进入该匀光腔体的角度发散片；及一组设置于该出光面外侧、供收敛来自该匀光腔室内的匀光光束，使该匀光光束以一小于其入射角的折射角远离该匀光腔体的角度收敛片。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王遵义，
申请(专利权)人：光远科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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