一种应用于瞬态太阳光模拟器的光谱调节机构与方法

技术领域

本发明涉及光伏组件技术领域，尤其是涉及一种应用于瞬态太阳光模拟器的光谱调节机构。

背景技术

航天级太阳电池通常为三结砷化镓电池，三结砷化镓电池有三个不同能带的材料的层叠结构，三结砷化镓电池能够在较宽的光谱范围内吸收光能，并将其高效转化为电能。因此，相比于传统的硅太阳能电池，三结砷化镓电池的转换效率更高，能够更有效地利用太阳能资源。

在三结砷化镓电池IV特性测试过程中，由于三结砷化镓电池每一个结响应的太阳光波段不同，然而太阳光模拟器在输出模拟太阳光时，其每个波段光谱也存在差异。从而导致测试三结砷化镓电池时，不同结测得的结果存在偏差。

因此，为了消除太阳光模拟器光谱失配所带来得偏差，有必要设计一种应用于瞬态太阳光模拟器的光谱调节机构与方法。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题，本发明采取的技术方案为：

一种应用于瞬态太阳光模拟器的光谱调节机构，该瞬态太阳光模拟器包括均匀分布的四个氙灯，四个氙灯分布在一个正方形的四条边上；

所述光谱调节机构包括八个滤光片，每个氙灯的发光侧均装有两个滤光片，且每个滤光片均配置有一个调节电机；

所述调节电机用于控制滤光片相对于氙灯运动，以调节滤光片对氙灯的遮挡面积。

在一些实施例中，所述滤光片为直角三角形的带阻滤光片，且其第一直角边垂直于所述氙灯的长边，第二直角边平行于所述氙灯的长边。

在一些实施例中，所述调节电机用于控制对应的滤光片沿第一直角边的方向运动，且滤光片能够在初始位置与最大位置之间运动；

在初始位置时，滤光片的第一直角边与斜边对应的顶点位于氙灯的边缘处，滤光片对氙灯的发光不产生遮挡；

在最大位置时，滤光片的第二直角边位于氙灯的边缘处，滤光片对氙灯的遮挡面积达到最大值。

在一些实施例中，所述氙灯的宽度为65mm，所述滤光片的第一直角边的长度为75mm，所述调节电机的行程为75mm。

在一些实施例中，所述滤光片采用石英材质制成。

本发明另一方面提供了一种应用于瞬态太阳光模拟器的光谱调节方法，上述的应用于瞬态太阳光模拟器的光谱调节机构，且包括如下步骤：

S1、取标准三结砷化镓电池置于瞬态太阳光模拟器的辐照位置，将每个滤光片均复位，将瞬态太阳模拟器辐照强度调整到预设光强；

S2、分别测得标准三结砷化镓电池的三个结的IV数据，并记录测得的短路电流值；

S3、以三个结中对应波段最低的一个结为基准，通过调节瞬态调节太阳模拟器的输出辐照强度，使该结的实测短路电流值与其标准短路电流值的偏差小于1％，记录此时的辐照强度；

S4、不断调节滤光片，以微调并记录另外两结的实测短路电流值，直到分别使这两结的实测短路电流值与各自的标准短路电流值的偏差小于1％，分别记录这两种状态下每个滤光片的位置；

S5、瞬态太阳光模拟器在实际测试作业中，根据步骤S3中记录的辐照强度以及步骤S4中记录的滤光片位置，完成待测三结砷化镓电池的测试。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的应用于瞬态太阳光模拟器的光谱调节机构与方法，能够实现对太阳光模拟器光谱的微调，有利于在三结砷化镓电池测试中消除太阳光模拟器光谱失配所带来得偏差。

附图说明

图1为本发明提供的应用于瞬态太阳光模拟器的光谱调节机构的示意图；

图2为光谱调节机构控制软件的界面图。

附图标记说明：1、滤光片；2、调节电机；3、氙灯。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本发明是如何实施的。

参照图1所示，本发明提供了一种应用于瞬态太阳光模拟器的光谱调节机构，该瞬态太阳光模拟器包括均匀分布的四个氙灯3，四个氙灯3分布在一个正方形的四条边上；所述光谱调节机构包括八个滤光片1，每个氙灯3的发光侧均装有两个滤光片1，且每个滤光片1均配置有一个调节电机2；所述调节电机2用于控制滤光片1相对于氙灯3运动，以调节滤光片1对氙灯3的遮挡面积。

优选地，所述滤光片1为直角三角形的带阻滤光片1，且其第一直角边垂直于所述氙灯3的长边，第二直角边平行于所述氙灯3的长边。

优选地，所述调节电机2用于控制对应的滤光片1沿第一直角边的方向运动，且滤光片1能够在初始位置与最大位置之间运动；在初始位置时，滤光片1的第一直角边与斜边对应的顶点位于氙灯3的边缘处，滤光片1对氙灯3的发光不产生遮挡；在最大位置时，滤光片1的第二直角边位于氙灯3的边缘处，滤光片1对氙灯3的遮挡面积达到最大值。

在一个具体实施例中，所述氙灯3的宽度为65mm，所述滤光片1的第一直角边的长度为75mm，所述调节电机2的行程为75mm。所述滤光片1可采用石英材质制成。

调节电机2可采用精密伺服电机，以带动滤光片1移动，从而实现滤光片1微调，进而可实现光谱的微调。

在一个具体实施例中，光谱调节机构控制软件的界面如图2所示，且图中示出了每个滤光片1位置均为66.66％的情况；在输入所需的位置后，点击“移动到指定位置”按钮，则对应的调节电机2工作，带动对应的滤光片1到达指定位置；还可通过点击“复位”按钮，使对应的滤光片1回到初始位置即0％，从而快速实现复位。

本发明另一方面提供了一种应用于瞬态太阳光模拟器的光谱调节方，采用上述的应用于瞬态太阳光模拟器的光谱调节机构，且包括如下步骤：

S1、取标准三结砷化镓电池置于瞬态太阳光模拟器的辐照位置，将每个滤光片1均复位，将瞬态太阳模拟器辐照强度调整到预设光强；

S2、分别测得标准三结砷化镓电池的三个结的IV数据，并记录测得的短路电流值；

S3、以三个结中对应波段最低的一个结为基准，通过调节瞬态调节太阳模拟器的输出辐照强度，使该结的实测短路电流值与其标准短路电流值的偏差小于1％，记录此时的辐照强度；

S4、不断调节滤光片1，以微调并记录另外两结的实测短路电流值，直到分别使这两结的实测短路电流值与各自的标准短路电流值的偏差小于1％，分别记录这两种状态下每个滤光片1的位置；

S5、瞬态太阳光模拟器在实际测试作业中，根据步骤S3中记录的辐照强度以及步骤S4中记录的滤光片1位置，完成待测三结砷化镓电池的测试。

步骤S5中，具体地，先将待测三结砷化镓电池置于瞬态太阳光模拟器的辐照位置，将每个滤光片1均复位，将瞬态太阳模拟器辐照强度调整到步骤S3中记录的辐照强度，然后获取其中一个结(三个结中对应波段最低的一个结)的IV数据；接下来，分别使滤光片1运动至步骤S4中记录的两种状态，并分别获取两种状态对应的结的IV数据；根据上述状态下测得的三个结的IV数据来判断待测三结砷化镓电池是否合格。

在一个具体实施例中，三结砷化镓电池的三个结分别对应350～650nm、650～900nm、900～1800nm三个波段，则在步骤S3中，以最低波段350～650nm为基准，找到最佳的辐照强度；然后在步骤S4中对于另外两个波段，通过改变滤光片1遮挡氙灯2发光区域面积大小从而改变特定波段输出比例，以达到光谱匹配。

综上，本发明提供的应用于瞬态太阳光模拟器的光谱调节机构与方法，能够实现对太阳光模拟器光谱的微调，有利于在三结砷化镓电池测试中消除太阳光模拟器光谱失配所带来得偏差。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。