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穩(wěn)態(tài)太陽(yáng)光模擬器采用橢球面反射鏡的原因

更新時(shí)間:2022-08-19      點(diǎn)擊次數(shù):2044
  穩(wěn)態(tài)太陽(yáng)光模擬器反應(yīng)了輻照空間或者輻照面上各點(diǎn)的輻照度相對(duì)于整個(gè)輻照空間或者輻照面上輻照度平均值的偏差。對(duì)于采用雙光源的太陽(yáng)模擬器,均勻性包含輻照均勻性和光譜均勻性兩層含義。為了實(shí)現(xiàn)有效輻照面上光譜均勻性的要求,需要對(duì)兩種光源按分別進(jìn)行均勻性設(shè)計(jì),這樣它們的疊加即可以在整個(gè)輻照面上同時(shí)滿足輻照均勻性及光譜配比要求。對(duì)于晶硅太陽(yáng)能電池,小的遮擋也可引起大的功率損失。嚴(yán)重時(shí),熱斑效應(yīng)可導(dǎo)致電池局部燒毀形成暗斑、焊點(diǎn)熔化、柵線毀壞、封裝材料老化等損壞,甚至造成整個(gè)太陽(yáng)能組件的報(bào)廢或重大火災(zāi)。
 
  穩(wěn)態(tài)太陽(yáng)光模擬器采用橢球面反射鏡:
 
  短弧氙燈光源具有軸對(duì)稱性,采用橢球面聚光鏡應(yīng)具有很大的包容角,從而獲得較高的聚光效率。對(duì)這種形式的聚光鏡,氙弧峰值亮度區(qū)位于橢球面聚光鏡的前焦點(diǎn)處,被橢球面聚光鏡無(wú)球差地成像于第二焦平面處。橢球面聚光鏡的設(shè)計(jì)就是優(yōu)選f1、f2,使橢球面聚光鏡的聚光效率和積分棒的口徑利用率較高,且第二焦點(diǎn)處的光束孔徑角不能超出光纖的數(shù)值孔徑。f1根據(jù)選用氙燈的外形尺寸確定。確定原則是氙燈泡殼與聚光鏡不相碰,保證安裝方便,要有足夠的空間供氙燈散熱。
 
  輻照度是穩(wěn)態(tài)太陽(yáng)模擬器重要技術(shù)指標(biāo)之一,合理地完成整個(gè)系統(tǒng)各個(gè)光學(xué)元件之間的光學(xué)匹配,有利于充分地利用光源發(fā)出的能量。從非成像光學(xué)系統(tǒng)出發(fā),基于二維情況下的光學(xué)擴(kuò)展量,即拉赫不變量,分析了橢球鏡和光學(xué)積分器以及準(zhǔn)直系統(tǒng)相互之間相對(duì)孔徑的匹配,滿足了光瞳銜接原理,完成了從照明系統(tǒng)到投影成像系統(tǒng)能量信息的傳遞,進(jìn)一步提高了能量利用率。
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