太阳能模拟器光谱匹配度检测

太阳模拟器，即一种模拟太阳光照射的光源，在某种意义上说，可以等同于太阳光源。其被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。 

而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。荷兰Avantes公司的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太阳模拟器的光谱特性。该系列分光辐射仪最宽可覆盖200nm-2500nm的波段范围，可以满足多种光谱匹配标准，如JIS C 8912-2011以及最新的IEC60904-9评级标准。

                                                          

1、稳态光谱采集

根据IEC60904-9标准要求，太阳模拟器的有效光谱范围300-1200 nm，这就需要光谱测试设备可同时采集到300-1200 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。AvaSolar分光辐射仪在300-1100 nm波段 ，采用高灵敏度、高信噪比的薄型背照式CCD探测器，在1000-1200nm波段采用InGaAs红外探测器，确保在整个波段具有良好的响应以得到更准确的光谱数据（图1）

                                                                                    

2、瞬态光谱采集

基于AvaSolar分光辐射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设备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，图2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。通过绿、红、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（见列表）。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。

     

                                                                                       

4、 模拟器等级评定

AvaSolar软件可按照IEC60904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。