3A級LED太陽光模擬器:從開機到測試的精準控制指南
一、環(huán)境準備與設(shè)備檢查
環(huán)境控制
操作間濕度需嚴格控制在50%以下,使用抽濕機或空調(diào)調(diào)節(jié)環(huán)境濕度,避免濕度過高導(dǎo)致設(shè)備故障或光譜失真。
確保操作臺面平整穩(wěn)定,遠離強電磁干擾源(如大型電機、高頻設(shè)備)及直射陽光,以減少外部因素對光譜穩(wěn)定性的影響。
設(shè)備自檢
檢查LED光源模塊、光學(xué)濾光片、積分球等核心部件是否完好,確認無松動或損壞。
連接電源線與數(shù)據(jù)線(如USB或以太網(wǎng)),確保設(shè)備與測試電腦、數(shù)字源表通信正常。
二、3A級LED太陽光模擬器開機與預(yù)熱的流程
電源啟動
打開主機左側(cè)電源開關(guān),隨后按住右側(cè)光源開關(guān)ON鍵約2秒,設(shè)備進入自檢程序(指示燈閃爍表示初始化中)。
待自檢完成后,光源模塊開始預(yù)熱,此時需等待30分鐘以確保LED溫度穩(wěn)定,避免因熱漂移導(dǎo)致光譜失配。
光強校準
預(yù)熱完成后,選擇一塊標準硅電池連接至數(shù)字源表的PV通道,采用四線法接線以降低接觸電阻影響。
將標準電池置于光斑中心,通過設(shè)備控制面板或配套軟件調(diào)整光強至1000W/m²(1SUN),微調(diào)精度需達到±1%。
記錄校準數(shù)據(jù)并保存至設(shè)備內(nèi)存,作為后續(xù)測試的基準參考。
三、參數(shù)設(shè)置與測試配置
光譜分段控制
根據(jù)IEC60904-9標準,將太陽光譜劃分為6個波段(如350-500nm、500-700nm等),通過軟件獨立調(diào)節(jié)各波段LED的驅(qū)動電流,實現(xiàn)光譜匹配等級A+(0.964-1.02)。
示例:測試鈣鈦礦疊層電池時,需增強近紅外波段(700-1100nm)強度以模擬真實光照條件。
偏壓與面積設(shè)置
在測試軟件中輸入電池有效面積(單位:cm²),確保電流密度計算準確。
設(shè)置反向偏壓(Rev.Bias)與正向偏壓(ForwardBias)范圍,需覆蓋電池開路電壓(Voc)的±20%,以完整掃描IV曲線。
時間參數(shù)配置
設(shè)定光照持續(xù)時間(如10分鐘熱斑測試)或循環(huán)次數(shù)(如1000小時光老化實驗),設(shè)備內(nèi)置光強反饋系統(tǒng)可自動補償光衰,確保長期穩(wěn)定性<0.7%/小時。
四、測試執(zhí)行與數(shù)據(jù)采集
樣品放置與夾具固定
使用無磁性電池夾具固定樣品,確保電極與夾具紅黑夾子充分接觸(無正負極區(qū)分,但需避免短路)。
調(diào)整樣品位置使光斑覆蓋活性區(qū)域,邊緣誤差需控制在±1mm以內(nèi)。
自動化測試流程
點擊軟件“RUN”鍵,設(shè)備快門自動開啟,LED燈珠按預(yù)設(shè)參數(shù)發(fā)光。
數(shù)字源表實時采集電流-電壓數(shù)據(jù),軟件自動生成IV曲線、填充因子(FF)、轉(zhuǎn)換效率(η)等關(guān)鍵指標。
異常處理
若測試過程中光強波動超過±2%,立即暫停實驗并檢查光源模塊溫度或濾光片是否移位。
電池發(fā)熱異常時,啟用設(shè)備內(nèi)置水冷系統(tǒng)強制降溫。
五、關(guān)機與維護
標準化關(guān)機流程
測試完成后,先點擊軟件“EXIT”退出測試程序,再通過控制面板關(guān)閉光源。
等待冷卻風(fēng)扇停止運轉(zhuǎn)(約5分鐘)后,依次關(guān)閉數(shù)字源表、主機電源及總電源,避免熱沖擊損壞LED。
日常維護要點
每月使用無塵布清潔光學(xué)濾光片表面,防止灰塵積聚導(dǎo)致光譜衰減。
每季度檢查LED驅(qū)動電源的輸出穩(wěn)定性,更換老化電容(如壽命>5000小時的鉭電容)。
每年聯(lián)系廠商進行光譜校準,使用高精度分光輻射計驗證A+級匹配度。