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AvaSolar系列分光辐射仪

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AvaSolar 系列分光辐射仪-------

太阳模拟器光谱特性最理想的测量工具

AvaSolar系列分光辐射仪

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注:上述计算方法及数据均参考IEC AvaSolar 系列太阳分光辐射仪技术指标:

型号 AvaSolar-1

AvaSolar-2

AvaSolar-3

光谱范围

300-1100 nm

300-1700 nm 300-2000 nm 光谱采样间隔 0.6 nm @ 300-1100 nm

0.6 nm @ 300-1100 nm; 3 nm @ 1000-1700 nm 0.6 nm @ 300-1100 nm; 4 nm @ 1000-2000 nm 光谱精度 0.2 nm @ 300-1100 nm

0.2 nm @ 300-1100 nm; 1 nm @ 1000-1700 nm

0.2 nm @ 300-1100 nm; 1.4 nm @ 1000-2000 nm

AvaSolar 系列分光辐射仪是专门针对太阳模拟器光谱匹配度测试而设计的,适用于测量连续型和脉冲型(单次频闪或者

高频短脉宽)太阳模拟器的光谱特性。可以实现每秒450幅光谱的超高速测量,能够捕捉到一个脉冲周期内,不同时间点的光谱强度。 AvaSolar 系列分光辐射仪均进行溯源于NIM 标准光源的校准,定标不确定度3%,同时提供中国计量科学院的校准报告。采用独有的非线性校准技术,保证响应一致性接近100%。结构设计紧凑,性能可靠,USB 供电,即插即用,操作简易。AvaSolar-1分光辐射仪

AvaSolar 需要通过USB 接口连接到PC 或笔记

本电脑,由电脑控制软件测量数据。软件能够对测量数据做如下处理: 1. 同标准数据(AM 1.5或AM 0)进行对比; 2. 提供晶体硅或非晶硅材料的光谱匹配选择; 3. 计算两种材料在特定光谱范围内的辐照度总和(单位:W/m 2); 4. 计算太阳模拟器光谱匹配度; 5. 计算差值和偏离百分比,评定模拟器等级; 图1 光谱匹配度测试结果

AvaSolar系列分光辐射仪

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探测器

AvaSolar系列分光辐射仪

薄型背照式

AvaSolar系列分光辐射仪

CCD 面阵传感器,2048x14个像素

薄型背照式CCD 面阵传感器,

2048x14个像素;

InGaAs 阵列传感器,256像素

薄型背照式CCD 面阵传感

器,2048x14个像素;

InGaAs 阵列传感器,256像

素(带2级TE 致冷)

AvaSolar系列分光辐射仪

信噪比 500:1

500:1 @ 300-1100 nm; 4000:1 @ 1000-1700 nm

500:1 @ 300-1100 nm 4000:1 @ 1000-2000 nm

AD 转换卡 16位,1.5 MHz 积分时间(曝光时间) 2.24毫秒 至 10分钟

接口

高速USB2.0和RS232

I/O 接口 HD-26 接口, 2 路模拟输入, 2 路模拟输出, 3 路数字输入, 12 路数字输出, 触发, 同步尺寸/重量 175×110×44 mm ,716g

175×165×85 mm ,3 Kg

310×235×135 mm ,5 Kg

AvaSolar 应用综述:

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。

随着太阳能光伏产业的蓬勃发展,太阳能模拟器的光谱匹配性能测试也越趋重要。针对大多数采用脉冲氙灯作为光源的设备,最理想的测试状态是采集一个脉冲周期内的绝对辐射光谱,进而判断该太阳能模拟器的光谱等级。

设备和方法:

1、稳态光谱采集 根据IEC60694-9标准要求,太阳模拟器的有效

光谱范围400-1100 nm ,这就需要光谱测试设备可同

时采集到400-1100 nm 范围的绝对光谱数据,并且在整个波段内具有较高的灵敏度和信噪比,以保证测试数据的可靠性。 荷兰Avantes 公司的AvaSolar-1分光辐射仪,采用高灵敏度、高信噪比的薄型背照式CCD 面阵传感器,在200-1100 nm 具有良好的光谱响应,确保了光谱数据的准确性。 图2 稳态模拟器辐照度光谱

AvaSolar系列分光辐射仪

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图3 瞬态模拟器辐照度光谱

2、 瞬态光谱采集

基于AvaSolar 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。AvaSolar 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 ,AvaSolar 系统均可得到真实可靠的辐照度数据。

以20 ms 脉冲弛豫时间的氙灯为例,下图显示了在一个脉冲周期内,不同时间点的绝对辐射能量光谱。在脉冲氙灯工作的同时,由太阳能模拟器系统给光谱仪一个TTL 信号,触发光谱仪开始工作。通过红、绿、蓝这三个顺序测量得到的光谱图比较可知,脉冲氙灯的能量输出在逐渐的减弱。

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。

利用AvaSoft-Solar 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:W/m 2),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。

图4 英国

TS 公司太阳模拟器400-1100 nm 光谱辐照度的分段积分数据(单位:μW/cm 2.nm )

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4、 模拟器等级评定

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AvaSoft-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。

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图5 AvaSolar-1测试某光伏企业刚购置太阳模拟器的总辐照度、光谱匹配度和等级情况

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5. 扩展功能

(1) 紫外老化仪光谱测量

AvaSolar 分光辐射仪的光谱范围可扩展至200 nm ,因此适用于紫外老化仪光谱特性的检测。(2) 光伏组件玻璃透过率测量

AvaSolar 分光辐射仪选配照明光源、积分球及

光纤,可对光伏组件玻璃板的透过率进行检测。

AvaSolar系列分光辐射仪

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图6 离线式测量组件透过率

图7 紫外老化仪绝对辐射光谱