[发明专利]一种适应AM0光谱的侧打光模拟器

说明书

本发明公开了一种适应AM0光谱的侧打光模拟器，属于光伏系统性能检测领域，本发明采用带有自动反馈控制环路的光源驱动系统驱动光源实现稳定模拟光后，通过光源系统的聚光及滤光装置保证模拟光的光谱与太阳光匹配，结合暗室内的光阑，保证模拟光到达测试面处的光谱均匀度达到标准要求，有效满足多结电池的测试需求。

技术领域

本发明属于光伏系统性能检测领域，具体涉及一种适应AM0光谱的侧打光模拟器。

背景技术

随着各类新型军事装备的升级应用，航天设备在军事导航、对地监测、军用通信保障中发挥了重要作用。我国的卫星及各类航天器数量飞速增长，卫星及航天器在空间执行各类探测与保障任务，需要在空间滞留时间越来越长，携带的设备用电量需求也越来越多。目前航天器在外太空的能源补给都是依靠多结空间太阳电池提供，对太阳电池的功率密度要求越来越高，推进空间太阳电池的材料应用研究和加工工艺技术的快速进步。同步的，对于满足多结电池测试的AM0模拟器的需求越来越强烈。

由于各结子电池吸收光谱的不同，要求测试用太阳光模拟器在350-1800nm波段范围内的各个谱段与太阳光匹配度达到一定的匹配度，以满足子电池测试需要。而传统模拟器的光谱与太阳光的匹配性要求较低(主要关注的是400-1100nm波段)，目前模拟器标准中最高的A级光谱在几个典型的吸收能带区域中，对失配要求小于25％，与多结电池的能带划分有一定区别。但由于晶硅电池光谱响应曲线比较一致，传统A级太阳模拟器对晶硅电池测试不确定度通过校准可以控制在3％以内。在应用于多结电池测试时，由于多结子电池的不同吸收光谱波段匹配度不能完全满足标准要求，各子电池在电气结构上属于串联模式，会造成各结电池的输出电流不匹配，使串联后的电流下降，体现在多结电池的整体特性上，转换效率会明显下降，应用传统A级模拟器误差会超过5％。必须设计新型太阳光模拟器，使输出模拟太阳光的频谱分布接近太阳光，达到15％左右的失配性，保证多结电池的各个子电池不会因为光谱吸收出现短板效应。

光谱匹配问题解决后，同步解决模拟器的辐照均匀度和稳定度问题，可以有效满足多结电池的测试需求。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种适应AM0(AM：air mass，大气质量；AM0，大气圈外的太阳光谱)光谱的侧打光模拟器，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种适应AM0光谱的侧打光模拟器，包括闪光光源驱动系统、光源系统、暗室、电子负载、测试框架以及PC机；其中，闪光光源驱动系统、光源系统分布在暗室的发光端，电子负载、测试框架以及PC机分布在暗室的测试端；

闪光光源驱动系统，被配置为用于控制光源发光；

光源系统，被配置为用于产生模拟光；

暗室，被配置为用于防止杂散光干扰；

电子负载，被配置为用于档位切换及I-V数据采集；

测试框架，被配置为用于悬挂及承载多结电池；

PC机，被配置为用于向电子负载发送控制命令，以及显示测试结果，实现人机互动。

优选地，闪光光源驱动系统为高压触发及自动反馈控制环路，具体包括交流电路、整流电路、储能环路、充电控制电路、触发电路和光源驱动电路；交流电路、整流电路、储能环路通过线路依次连接，储能环路分别与充电控制电路和光源驱动电路通过线路连接，触发电路通过线缆连接到光源系统。闪光光源驱动系统通过一定的时序，实现高压触发、大电流放电、自动反馈补偿，保证光源产生稳定的模拟光。

优选地，光源系统包括光源、聚光系统和滤光系统；聚光系统和滤光系统均包含反射罩和AM0滤光片；其中，反射罩设置在光源系统的最底层，光源设置在反射罩的中心轴线上，AM0滤光片紧贴在反射罩的表面；