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太阳能辐射光谱仪
阅读:580时间:2018-06-28 09:47:24

太阳能辐射光谱仪是用来检测太阳辐射光谱仪定性分析的系统设备,主要有太阳光谱分布研究,光谱匹配度等作用。

定义

  太阳分光辐射计又称为太阳能辐射光谱测定仪或太阳能辐射光谱仪,简称也可以叫做太阳能光谱仪。它是用来检测太阳辐射光谱仪定性分析的系统设备,主要研究的领域包括:
  自然太阳光光谱测试用于室外不同天气条件下太阳光谱分布研究,室外发电系统共同进行高效组件性能差异分析。光谱匹配度;太阳能模拟器等级判断;紫外老化仪光谱测量;光伏组件玻璃板透过率测量。

原理

  太阳能光谱仪系统(太阳能辐射光谱测定仪&太阳能辐射光谱仪)主要由光纤光谱仪,显示终端,支架,探头组成。测试对象为太阳能模拟器或者自然界中的太阳。太阳能模拟器又分为稳态和动态两种。太阳模拟器作为光源,在某种意义上说,可以等同于太阳光源,可以模拟太阳光照射。太阳模拟器广泛应用于太阳能电池特性测试,光电材料特性测试,生物化学相关测试,光学催化降解加速研究,皮肤化妆用品检测,环境研究等。
  采用微小型的光纤光谱技术为核心组成的太阳能模拟器光谱测量最简单可靠的方法。太阳能辐射光谱仪用于精确测量太阳光的光谱辐射照度。将之与太阳光模拟器和随附的软件配合使用,可以对光源进行测试和量化。该仪器采用了专有的高效率衍射光栅光谱仪,而且ideaoptics型号设备通过附带的触发器采集器还能对脉冲式太阳光模拟器进行测量。此款高性能的分光辐射计不仅价格低廉而且外形小巧,是各类用户的理想选择。最常用的复享太阳能辐射光谱仪有200~1700nm的测试波长范围,5nm的半波宽,1~8,000msec的曝光时间其可在Windows 2000/XP/Vista(32位)系统上运行,并可执行光谱辐射照度、ASTM和JIS输出计算。可以用于稳态太阳模拟器检测,脉冲式太阳能模拟器检测,组件自然太阳光检测等所有的检测情况。

分类

  1、稳态光谱采集
  根据IEC60694-9标准要求,太阳模拟器有效光谱范围是400-1100nm,这就需要光谱测试设备可同时采集到400-1100nm范围的绝对光谱数据,并且在整个波段范围内都具有较高的信噪比,以保证测试数据的可靠性。市场上通用的波段为200-1100nm均具有良好的光谱响应,如果能够做到200-1700nm需要采用多通道复享光谱仪。这种更多用于研究实验。PG2000Pro为核心的太阳能模拟器光谱测量采用高信噪比的薄型背照式CCD探测器,,以确保得到高质量的光谱数据。同时该套系统出厂时就进行了NIST可溯源的绝对辐射标定,可直接得到稳态的模拟器的辐照度光谱信息。
  2、瞬态光谱采集
  基于复享isolar光谱仪特有的快速采集功能,也可应用在瞬态模拟器的光谱检测中。其最多可实现每秒钟450幅光谱的采集,不管模拟器的工作模式是单次脉冲、多次频闪,无论脉冲弛豫时间是小到2ms,还是较长的6s,复享系统均可得到真实可靠的辐照度数据。
  3、光谱匹配度
  太阳模拟器的光谱匹配度是指在6个指定光谱范围内强度积分的百分比。任何与标准光谱的偏离百分比都必须在一定的范围内,这也正是衡量太阳模拟器等级的一项标准。对于A类太阳模拟器,光谱匹配度必须在75%-125%之间。
  ideaopticsIdealSpectralMatchDefinedbyIECStandards
  SpectralMatch
  SpectralRange(nm)Ideal%
  400-50018.4
  500-60019.9
  600-70018.4
  700-80014.9
  800-90012.5
  900-110015.9
  利用Ideaoptics针对光伏行业定制软件特有的能量积分功能,可得到不同光谱范围内的辐照度总和(单位:µW/cm2),从而帮助判断该太阳能模拟器的光谱等级。如下图所示,同时对上述6个指定光谱范围的辐照强度进行能量积分计算。
  4、模拟器等级判断
  IdeaopticsSoft-Solar软件可按照IEC60694-9标准上所述要求,根据测试得到的模拟器辐照度光谱数据直接给出模拟器的等级,可给出不同波段范围内的匹配度,以帮助用户更好的判断模拟器的性能。
  5、扩展功能
  ⑴紫外老化仪光谱测量
  对于设有可靠性试验室的用户来说,紫外老化也是检测光伏产品性能必不可少的环节,这也就需要针对紫外老化仪的光谱及辐照度进行有效的检测。由于IdeaopticsSolar主机可覆盖200-1700nm的光谱范围,因此太阳能光谱仪系统可以直接用来进行紫外老化仪的光谱检测。
  ⑵光伏组件玻璃板透过率测量
  太阳能光谱仪系统不但可进行绝对辐照光谱的检测,同时可对光伏组件厂所用的大面积玻璃进行透过率的测量。仅需要在原有太阳能光谱仪系统的基础上额外配置照射光源、积分球及光纤即可。对于工业用大尺寸的玻璃的透过率的检测,需要用户根据不同的现场测试要求自行设计积分球及光纤探头的支架,以保证测量不同点的透过率时,入射光可以完全被积分球的采样端口接收到,确保光路的准确性。在线测量时,需要使用支架针对光纤探头及积分球进行固定并且可灵活运动,使光路上下对准。

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