稳态太阳光模拟器采用椭球面反射镜的原因

发表时间:2022-08-19      点击次数:83
  稳态太阳光模拟器反应了辐照空间或者辐照面上各点的辐照度相对于整个辐照空间或者辐照面上辐照度平均值的偏差。对于采用双光源的太阳模拟器,均匀性包含辐照均匀性和光谱均匀性两层含义。为了实现有效辐照面上光谱均匀性的要求,需要对两种光源按分别进行均匀性设计,这样它们的叠加即可以在整个辐照面上同时满足辐照均匀性及光谱配比要求。对于晶硅太阳能电池,小的遮挡也可引起大的功率损失。严重时,热斑效应可导致电池局部烧毁形成暗斑、焊点熔化、栅线毁坏、封装材料老化等损坏,甚至造成整个太阳能组件的报废或重大火灾。
 
  稳态太阳光模拟器采用椭球面反射镜:
 
  短弧氙灯光源具有轴对称性,采用椭球面聚光镜应具有很大的包容角,从而获得较高的聚光效率。对这种形式的聚光镜,氙弧峰值亮度区位于椭球面聚光镜的前焦点处,被椭球面聚光镜无球差地成像于第二焦平面处。椭球面聚光镜的设计就是优选f1、f2,使椭球面聚光镜的聚光效率和积分棒的口径利用率较高,且第二焦点处的光束孔径角不能超出光纤的数值孔径。f1根据选用氙灯的外形尺寸确定。确定原则是氙灯泡壳与聚光镜不相碰,保证安装方便,要有足够的空间供氙灯散热。
 
  辐照度是稳态太阳模拟器重要技术指标之一,合理地完成整个系统各个光学元件之间的光学匹配,有利于充分地利用光源发出的能量。从非成像光学系统出发,基于二维情况下的光学扩展量,即拉赫不变量,分析了椭球镜和光学积分器以及准直系统相互之间相对孔径的匹配,满足了光瞳衔接原理,完成了从照明系统到投影成像系统能量信息的传递,进一步提高了能量利用率。
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