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实用型三谱段太阳模拟器的设计与研制

高雁 刘洪波 王丽 顾国超

高雁, 刘洪波, 王丽, 顾国超. 实用型三谱段太阳模拟器的设计与研制[J]. 中国光学, 2015, 8(6): 1004-1012. doi: 10.3788/CO.20150806.1004
引用本文: 高雁, 刘洪波, 王丽, 顾国超. 实用型三谱段太阳模拟器的设计与研制[J]. 中国光学, 2015, 8(6): 1004-1012. doi: 10.3788/CO.20150806.1004
GAO Yan, LIU Hong-bo, WANG Li, GU Guo-chao. Design and manufacture of a practical triple spectrum solar simulator[J]. Chinese Optics, 2015, 8(6): 1004-1012. doi: 10.3788/CO.20150806.1004
Citation: GAO Yan, LIU Hong-bo, WANG Li, GU Guo-chao. Design and manufacture of a practical triple spectrum solar simulator[J]. Chinese Optics, 2015, 8(6): 1004-1012. doi: 10.3788/CO.20150806.1004

实用型三谱段太阳模拟器的设计与研制

doi: 10.3788/CO.20150806.1004
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(No.60507003)
详细信息
    通讯作者:

    高 雁(1982—),男,吉林长春人,硕士,助理研究员,主要从事太阳模拟技术方面的研究。E-mail:ynogg@163.com

    刘洪波(1956—),男,吉林长春人,硕士,研究员,主要从事太阳模拟技术方面的研究。E-mail:hbliu120@sina.com

    王 丽(1964—),女,吉林长春人,学士,高级工程师,主要从事太阳模拟技术方面的研究。E-mail:ynogg@126.com

    顾国超(1983—),男,吉林长春人,硕士,助理研究员,主要从事太阳模拟技术方面的研究。E-mail:ggc-2003@163.com

  • 中图分类号: TH74

Design and manufacture of a practical triple spectrum solar simulator

  • 摘要: 本文设计并研制了一种实用型三谱段太阳模拟器,其光谱匹配可同时调整3个谱段(300~700 nm,700~900 nm,900~1 700 nm)范围的能量,修正后可满足三结砷化镓太阳电池的测试使用要求。本文重点阐述了三谱段太阳模拟器滤光片的设计和氙灯光谱的修正及测试,介绍了太阳模拟器的光机结构。实验表明:三谱段太阳模拟器的光谱匹配满足三结砷化镓太阳电池各子电池的响应电流值。在有效辐照面150 mm×150 mm上,平均辐照度可以达到2个太阳常数(2 730 W/m2),辐照不均匀度达到±1.77%,辐照不稳定度达到±0.83%,为太阳电池自动分拣系统提供了可靠稳定的平台。
  • 图  1  AM0太阳光谱与氙灯光谱对比

    Figure  1.  Comparison of AM0 and Xenon-lamp spectra

    图  2  AM0滤光片光谱透过率曲线

    Figure  2.  Transmittance curve of the AM0 filter

    图  3  AM0太阳光谱与滤波后的氙灯光谱对比

    Figure  3.  Comparison of AM0 and filtered xenon-lamp spectra

    图  4  砷化镓电池的量子效率与AM0光谱曲线图

    Figure  4.  Quantum efficiency of a GaInP/GaAs/Ge solar cell plotted and the AM0 spectrum curve

    图  5  光谱修正组件的结构布局

    Figure  5.  Structural layout of spectrum correction module

    图  6  光谱修正组件实物图

    Figure  6.  Practicality of the spectrum correction module

    图  7  HB700滤光片光谱透过率曲线

    Figure  7.  Transmittance curves of HB700 filter

    图  8  GRB3滤光片光谱透过率曲线

    Figure  8.  Transmittance curves of GRB3 filter

    图  9  带通滤光片光谱透过率曲线

    Figure  9.  Transmittance curves of band filter

    图  10  AM0太阳光谱与加AM0滤光片的氙灯光谱

    Figure  10.  AM0 spectrum and Xenon-lamp spectrum with AM0 optical filter

    图  11  AM0太阳光谱与修正后的氙灯光谱对比

    Figure  11.  Comparison of AM0 and revised xenon-lamp spectra

    图  12  太阳模拟器光学系统结构图

    Figure  12.  Schematic diagram of optical system of solar simulator

    图  13  系统结构布局

    Figure  13.  英Structural layout of system文名

    图  14  太阳模拟器指标测试

    Figure  14.  Qualification test of solar simulation

    图  15  辐照不均匀度测试点分布

    Figure  15.  Irradiance non-uniformity test distribution

    表  1  系统光谱修正过程

    Table  1.   Process of system spectrum correction

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    表  2  光谱测量结果对比

    Table  2.   Contrast of spectra test result

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    表  3  辐照不均匀度测试数据

    Table  3.   Irradiance non-uniformity test data

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    表  4  长时间辐照不稳定度测试数据

    Table  4.   Irradiance temporal instability test data

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出版历程
  • 收稿日期:  2015-06-12
  • 录用日期:  2015-07-16
  • 刊出日期:  2015-01-25

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