太陽能電池是一種通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)反應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，在目前碳達峰碳中和國際主流發(fā)展共識下，太陽能電池這種綠色長效發(fā)電方式愈受到人們的關(guān)注，在目前硅基太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)到了一定瓶頸情況下，開發(fā)轉(zhuǎn)換效率更高、制作工藝更簡單，原材料更便宜的新型太陽能電池就成為了各國科學(xué)家的重要材料研究方向，鈣鈦礦由此進入人們的視野，目前國內(nèi)外都有重大的研究成果。
在鈣鈦礦太陽能電池制備完成后需要使用太陽光模擬器模擬外界真實太陽光輻照環(huán)境以觀測太陽能電池的VI曲線從而推算出電池片功率及轉(zhuǎn)換效率，傳統(tǒng)氙燈太陽光模擬器在使用過程中有諸多使用上的限制，阻礙了研發(fā)的效率。隨著技術(shù)的發(fā)展國外已經(jīng)有商業(yè)化基于LED光源的太陽光模擬器出現(xiàn)，那么LED太陽光模擬器在鈣鈦礦研究中有哪些好處，我們今天就帶大家了解一些。
太陽光模擬器的光譜輻照度分布需要與 am1.5g 標(biāo)準(zhǔn)太陽光光譜輻照度分布匹配， 表 1-1 給出了 am1.5g 標(biāo)準(zhǔn)太陽光光譜輻照度分布。
波長(λ)范圍/μm 各波段總輻照度的百分比 0.4-0.5 18.5 0.5-0.6 20.1 0.6-0.7 18.3 0.7-0.8 14.8 0.8-0.9 12.2 0.9-1.1 16.1
表 1-1 標(biāo)準(zhǔn)太陽光光譜輻照度分布
為了達到此要求，LED太陽光模擬器在設(shè)計的時候選用了多種不同波長的LED燈珠，按照am1.5g 標(biāo)準(zhǔn)太陽光光譜要求將光源分為6段，通過光學(xué)積分器與光譜擬合算法滿足對光譜匹配度、輻照不均勻度、輻照不穩(wěn)定性的A+級的要求，在實際使用過程中LED太陽光模擬器有如下優(yōu)勢。
● 使用壽命長：LED光源的使用壽命可以達到100000小時，在科研中使用的氙燈光源的使用壽命通常只有1000小時左右就需要更換，單個氙燈的更換費用在10000萬左右
● 極短的重復(fù)開機時間：在研究中通常需要對不同樣品進行多次測量，為了滿足要求在使用氙燈光源的時候就需要頻繁對氙燈進行點亮操作，但是氙燈在重復(fù)熄滅點亮過程中需要300秒左右的時間進行風(fēng)冷冷卻，這很大程度上影響了研究的效率。在實踐過程中通常會讓氙燈處于常亮狀態(tài)，但是這種操作方式又會損傷設(shè)備，影響光源的使用壽命。LED太陽光模擬器很好的解決了以上問題，LED太陽光模擬器的開機間隔只有100毫秒并且重復(fù)點亮不影響LED光源使用壽命。
● 光譜可調(diào)：LED太陽光模擬器是通過不同波長LED經(jīng)過光學(xué)積分器組合起來的，因此每一個波段的光譜都可獨立控制，甚至每一個燈珠都可獨立控制。
● 光譜長期穩(wěn)定性：LED在長期使用后仍能保持光源波長穩(wěn)定、功率不衰減，因此能長期保持光譜的穩(wěn)定性
LED太陽光模擬器在鈣鈦礦研究中有著顯著應(yīng)用優(yōu)勢，但是目前國外進口設(shè)備價格昂貴，售后服務(wù)能力不足等因素使得國內(nèi)研究院所不得不還是采用基于氙燈的老式太陽光模擬器，經(jīng)過歷時2年的探索，武漢班固科技有限公司研發(fā)設(shè)計了國內(nèi)首臺LED太陽光模擬器，產(chǎn)品整體性能媲美國外同類產(chǎn)品，結(jié)合國內(nèi)用戶的使用習(xí)慣做了大量細節(jié)設(shè)計，產(chǎn)品在光譜匹配度、輻照不均勻度、輻照不穩(wěn)定度均能達到最新標(biāo)準(zhǔn)的A+級標(biāo)準(zhǔn)。
在產(chǎn)品配套上，我公司專門研發(fā)了針對于鈣鈦礦研究使用的配套軟件產(chǎn)品，可對太陽光模擬器、源表進行協(xié)同交互編程控制，軟件亦可自動繪制IV曲線并保存各項測試數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)支持各種數(shù)據(jù)庫格式導(dǎo)出功能，方便對數(shù)據(jù)進行進一步分析等，軟件基于開放式架構(gòu)，亦可按照用戶要求進行相關(guān)功能開發(fā)。
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