Четырехламповый импульсный тестер для исследований солнечных элементов каскадного типа
Четырехламповый импульсный тестер

Четырехламповый импульсный тестер для исследований солнечных элементов каскадного типа

 

Назначение и принцип действия

Тестер позволяет измерять вольт-амперные характеристики (ВАХ) многопереходных солнечных элементов при интенсивной импульсной засветке. Он построен на базе четырехканального осветителя для генерации излучения с требуемым спектральным составом путем введения оптических светофильтров и независимой регулировки интенсивности в каждом из каналов. Облученность исследуемого солнечного элемента меняется как за счет согласованного изменения напряжения на лампах, так и путем варьирования расстояния от осветителя до элемента. Максимальная плотность потока излучения в рабочей зоне может достигать 1 кВт/см2 , что соответствует кратности концентрирования 10000 «солнц».

Дополнительная функция тестера состоит в возможности формирования коллимированного светового потока с расходимостью лучей, соответствующей угловому размеру солнечного диска (0,5 углового градуса). В этом случае интенсивность поддерживается на уровне 1 солнечной постоянной, а спектр соответствует наземному солнечному AM1,5D (соответствие по классу «А»). В этом режиме возможно измерение оптической эффективности солнечных концентраторов умеренных размеров, а также КПД и разориентационных характеристик небольших солнечных модулей с концентраторами излучения.

 

Измеряются и вычисляются следующие фотоэлектрические параметры солнечных элементов и модулей:

-               Ток короткого замыкания (Isc);

-               Напряжение холостого хода (Voc);

-               Ток в точке максимальной мощности (Im);

-               Напряжение в точке максимальной мощности (Vm);

-               Фактор заполнения вольт-амперной характеристики (FF);

-               КПД фотоэлектрического преобразования (Eff).

-               (по запросу) внутреннее последовательное сопротивление (Rs).

Параметры излучателя

Неколлимированный световой поток

- Максимальная интенсивность излучения без фильтрации и коллимирования,

на площади 2x2 см2                                                            до 10000 «солнц».

- Длительность плоской части импульса излучения (отклонения не более

  /-2%)                                                                              1 миллисекунда.

- Неравномерность интенсивности на площади 2x2 см2 (при интенсивности менее

3000 «солнц».)                                                                   2%.

- Воспроизмодимость интенсивности от импульса к импульсу 2%, за 4 часа - 3%.

- Частота повторения- 1 импульс за 10-15 секунд («интеллектуальный» режим заряда).

- Независимое варьирьвание интенсивности каждой из четырех ламп.

- Возможность установки стеклянных или интерференционных фильтров размером 50x50 мм2 перед каждой из ламп для спектральной модификации суммарного излучения в плоскости исследуемого образца.

- Тестер комплектуется четырьмя фильтрами, при использовании которых спектральное распределение излучения удовлетворяет классу «А» для стандарта АМ1,5D по международной классификации имитаторов солнечного излучения).

 

Коллимированный световой поток (по заказу)

- Световой поток соответствует спектру и интенсивности АМ 1,5 1000 Вт/м2 (спектральное распределение излучения удовлетворяет классу «А» по международной классификации имитаторов солнечного излучения).

- Выходная апертура коллиматора 190 мм в диаметре.

- Расходимость лучей соответствует угловому размеру солнечного диска (0,5 углового градуса).

- Позади баллона импульсной лампы имеется источник непрерывного излучения для предварительной настройки исследуемой концентраторной фотоэлектрической системы.

Электронный блок и компьютерная программа

- Запись полной прямой/обратной темновой ВАХ или ВАХ при импульсной засветке в диапазоне токов до 15А инапряжений -5В/ 10В (варьируется).

- Первый режим измерений: запись ВАХ за один импульс длительностью 1 мс в течение плоской части импульса (до 150 точек на одной ВАХ).

- Второй режим измерений: запись ВАХ по точкам от импульса к импульсу (режим используется в случае образцов солнечных элементов с большим временем жизни фотогенерированных носителей).

- Развертка по напряжению и контроль с помощью программы при разрешении 16 бит.

- Индикация импульсов света, напряжения и тока с помощью осциллограмм, а также индикация ВАХ.

 - Измерение, вывод на экран и запись Isc, Voc, Imp, Vmp, FF, КПД.

- Управление от компьютера с ОС Windows, программа сбора и обработки данных (рус/англ), возможность сохранения и печати данных.

- LabView предоставляется к использованию по запросу.

 

Особенности конструкции

- Компактное настольное исполнение.

- Наличие светозащитного кожуха.

- Источник питания на 220В, 50 Гц, максимальное энергопотребление до 1 кВт.

- Срок службы ламп не менее 10,000 вспышек.

- Установочный программный диск, запасные лампы, описание и инструкция по эксплуатации в комплекте.

- Общий вес до 150 кг.

Система прецизионного перемещения и вращения (по запросу)

Контролируемая компьютером X-Y-Z система перемещений в комбинации с функцией вращения, спроектирована для подстройки положения солнечного элемента, фотодетектора при измерениях распределения интенсивности в фокальном пятне концентратора, самого концентратора и концентраторного модуля в целом. Диапазон перемещений 10 мм с точностью 10 мкм. Вращение в диапазоне 15° с точностью в 1 угловую минуту.

       
 
 

Внешний вид Тестера с источником питания и измерительным блоком: с закрытой дверцей светозащитного кожуха (слева), и с открытой дверцей (справа, где также видна оптическая система коллимирования излучения).

 

 
Четырехламповый тестер без коллиматора (слева) в режиме формирования излучения со стандартным спектром AM 1.5D (спектр показан справа). Интенсивность варьируется при изменении расстояния от образца до ламп.
 
Возможность варьирования спектра излучения по четырем каналам путем установки стеклянных фильтров (не включены в комплект поставки) вместо интерференционных фильтров или в дополнение к ним.
 

По запросу: (фото слева) контролируемая компьютером X-Y-Z система перемещений в комбинации с функцией вращения спроектирована для возможности измерений пространственной неоднородности сфокусированного излучения, разориентационной характеристики концентраторного модуля и др. Справа показан пример измеренной разориентационной характеристики.

 

Рабочий (главный) экран программы при измерениях ВАХ «за один импульс».

 

Рабочий экран при измерениях ВАХ по точкам.

Назад в каталог

 

194021, Санкт-Петербург,
ул. Политехническая, 26
+7 (812)
binardi
Сайт сделан в binardi