[发明专利]太阳光模拟器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学系统，且特别是涉及一种太阳光模拟器。

背景技术

太阳光模拟器是检测太阳能电池与太阳能光电模块光电转换效率时所使用的主要测量设备，其对于太阳能产业的产品研发与验证来说相当的重要。现有的太阳光模拟器若依据光源技术来区分，则主要分为闪光型与连续曝照型。闪光型的主要优点为成本较低且设计简单。连续曝照型则接近真实太阳光的曝照状态，所以使用连续曝照型的照射光源技术时，在测量上不会有瞬变现象(transient effects)所造成的误差。此外，连续曝照型的光源技术可以结合其他的加热曝照(exposure)与测量曝照(measurement exposure)等试验方式在同一设备上执行。因此，连续曝照型的光源技术具有良好的实用性。

太阳光模拟器具有三项性能的要求，光谱符合度、光辐射不均匀度以及光辐射瞬时不稳定度。其中光辐射不均匀度的改善方法大多着重于照射光源配光的设计、照射光源相对位置的调整、以及反射、散射元件的配置，这样的方式对于大面积多灯阵列的连续曝照型太阳光模拟器而言要达到小于2％的光辐射不均匀度的高性能要求是非常困难的。

大面积连续曝照型太阳光模拟器大多必须采用多灯阵列来达到1000W/m²光辐射照度的试验条件。但因多灯间光辐射互相叠加干涉以及杂散光不易处理等特性，使得光辐射的分布极为复杂，不易以现有的光学技术加以有效控制。此外，如前所述，现有市场上的大面积连续曝照型太阳光模拟器所采用的控制光辐射不均匀度的方法大多着重于照射光源配光的设计、照射光源相对位置的调整、以及反射、散射元件的配置等。然而，这样针对局部相对位置的调整的方法却往往也会影响到其他区域的光强度，因而须重新调整整个照射面积的光辐射分布，不仅极为费时、不易维护，也难以有效的降低光辐射不均匀度。若以这样的太阳光模拟器来执行太阳光电模块试验时，也无法达到有效降低试验误差的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳光模拟器，在一个照射光源的设置下达到光辐射均匀度最佳化的效果。

本发明的另一目的在于提供一种太阳光模拟器，在多个照射光源的设计下达成大照射面积的光辐射均匀度最佳化的效果。

为达上述目的，本发明提出一种太阳光模拟器，其包括一照射光源以及一光导管阵列。照射光源用以发出一束光辐射。光导管阵列包括多个光导管，这些光导管彼此紧邻并且沿光辐射的光路设置。各光导管具有反射光辐射的内壁、一入光端以及相对于入光端的一出光端。光辐射由入光端进入光导管并由出光端射出。

本发明另提供一种太阳光模拟器，包括一光源阵列以及一光导管阵列。光源阵列包括多个照射光源。各照射光源用以发出一束光辐射。光导管阵列包括多个光导管，这些光导管彼此紧邻并且沿光辐射的光路设置。各光导管具有反射光辐射的内壁、一入光端以及相对于入光端的一出光端。光辐射由所述多个入光端进入所述多个光导管并由所述多个出光端射出。

基于上述，本发明利用多个光导管组成光导管阵列并在光导管阵列上设置一或多个照射光源。借着光导管阵列的设置，照射光源所发出的光辐射可以经由多个光导管的作用而达到理想的均匀度。此外，太阳光模拟器可以设置有多个照射光源，以实现大面积的均匀光辐射照射。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

图1A为本发明第一实施例的太阳光模拟器示意图；

图1B为照射光源与滑轨的示意图；

图2为本发明第二实施例的太阳光模拟器示意图；

图3A为本发明第三实施例的太阳光模拟器的示意图；

图3B为本发明第三实施例的另一种太阳光模拟器的示意图；

图4为本发明一实施例的光导管阵列的示意图；

图5为本发明另一实施例的光导管阵列示意图。

主要元件符号说明

10：滑轨

100、200、300：太阳光模拟器

110、210、310：照射光源

112、212：出光面

114、214、314：反射罩

116、216、316：位置调整机构

120、220、320、400、500：光导管阵列

122、222、322、402、502：光导管

122A、222A、322A、402A：入光端

122B、222B、322B、402B：出光端