SB端口，采用USB端口分别连接于多通道快速数据采集器6 和霍尔闭环电流传感器4;计算机7中的一个USB端口与霍尔闭环电流传感器4电源端口 连接，为霍尔闭环电流传感器4提供工作电源；计算机7中的另一个USB端口与快速数据采 集器6连接，对接收自快速数据采集器6的信号以数据曲线进行显示。
[0046]在采用本实用新型实施例提供的检测装置对太阳模拟器辐照度、辐照均匀性和稳 定性进行检测的准备过程中，首先根据IEC60904-9:2006,将太阳模拟器的有效辐照面均 等划分为若干个区域，每个细分区域的有效受光面积不得大于400cm2，区域的个数由太阳 模拟器总的有效辐照面积所决定，一般不能少于64个；通过快速数据采集器6采集热电偶 传感器2的输出电压，并比对热电偶分度表得到封装单晶硅电池片1的温度，逐渐调整控温 台温度，直至太阳电池片温度维持在25°C。
[0047] 以下分别对检测太阳模拟器辐照均匀性和稳定性进行详细描述。
[0048] 1、辐照均匀性检测：
[0049] 将封装单晶硅电池片1置于测试面第一个细分区域内，正面正对太阳模拟器光 源。记录霍尔闭环电流传感器输出零点电压值V。。对封装单晶硅电池片1进行辐照，利用 快速数据采集器6取样霍尔电流传感器副边输出电压V1随时间的变化曲线。将公式短路电 流1_=(VfV。) /KH和辐照度E=IsaiZIsraX1000内嵌入快速数据采集器6软件处理程序， 进行运算并输出辐照度随时间的变化曲线，选取脉冲闪光过程中光电特性曲线测量时间内 辐照度信号的平均值作为此区域的辐照度测量值。在各区域依次移动封装单晶硅电池片1 的位置，得到各区域辐照度的测量结果，分别选取其中的最大值￡_和最小值￡_，通过如下 公式计算太阳模拟器辐照不均匀度。
[0050]不均匀度（％ ) = (E_-E_V(E_+E_)X100% (1)
[0051] 2、辐照稳定性检测：
[0052] 将封装单晶硅电池片1置于测试面内任一位置，正面正对太阳模拟器光源。记录 霍尔闭环电流传感器输出零点电压值V。。对封装单晶硅电池片1进行辐照，利用快速数据 采集器6取样霍尔电流传感器副边输出电压V1随时间的变化曲线。将公式短路电流ISM= (V1-VJ/KH和辐照度E=IsaiZIsraXlOOO内嵌入快速数据采集器6软件处理程序，进行运算 并输出辐照度随时间的变化曲线。选取光电特性曲线测试时间范围内辐照度的最大值E_ 和最小值E_，通过如下公式计算太阳模拟器辐照不稳定度。
[0053]不稳定度（％ ) = (E_-E_)AE_+E_)X100 % (2)
[0054] 测试实例
[0055] 如下是采用本实用新型提供的太阳模拟器辐照度、辐照均匀性和稳定性检测装 置，对某光伏企业生产测试所用的瞬态太阳模拟器辐照度、辐照均匀性和稳定性的检测情 况。
[0056] 通过标定得到封装太阳电池片短路电流Is。。= 8. 52A，霍尔电流传感器灵敏度KH = 0.2V/A。用快速数据采集器测量霍尔闭环电流传感器零点电压％=2.5￥。将公式短路 电流Isail=(VfV。)/KH和辐照度E=ISM/IS。。X1000内嵌入快速数据采集器6软件处理程 序。参照IEC60904-9,将所测瞬态太阳模拟器的有效辐照面（2mXI. 4m)均等划分为70个 区域，横向为1~10,纵向为A~G。将封装太阳电池片置于测试面内第一个位置，正面面 对模拟器光源。依照附图1连接各接口引线。通过快速数据采集器6采集热电偶传感器2 的输出电压，并比对热电偶分度表得到封装单晶硅电池片1的温度，逐渐调整控温台温度， 直至太阳电池片温度维持在25°C。触发太阳模拟器脉冲闪光，利用快速数据采集器6取样 信号输出，测得太阳模拟器辐照度随时间的变化曲线，如图2所示。选取脉冲闪光过程中光 电特性曲线测量时间（IOms)内辐照度信号的平均值作为此区域的辐照度测量值。依次移 动封装单晶硅电池片1的位置，得到各区域辐照度的测量结果，如下表1所示，表1是利用 图1所示太阳模拟器辐照度、辐照均匀性和稳定性检测装置检测太阳模拟器的辐照均匀性 分布数据。
[0057]
[0058]表1
[0059] 由表1可以得到辐照度最大值￡_= 1009W/m2和辐照度最小值已_= 985W/m2,进 而得到太阳模拟器辐照不均匀度的测试结果：
[0060] 不均匀度（％ ) = (E_-E_V(E_+E_)X100%=L2%。 （3)
[0061] 基于上述参数设置，将封装单晶硅电池片1置于测试面内任一位置，触发太阳模 拟器脉冲闪光，利用快速数据采集器6取样信号输出，得到太阳模拟器辐照度随时间的变 化数据，选取光电特性曲线测量时间（IOms)范围内辐照度随时间的变化曲线，如图3所示。 由图3知，最大辐照度SE_= 1005W/m2和最小辐照度SE_= 1003W/m2,得到太阳模拟器 辐照不稳定度的测试结果：
[0062]不稳定度（％ ) = (Enax-Enin)AE_+E_)X100% =0? 1%。 （4)
[0063] 以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一 步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本 实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包 含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种太阳模拟器辐照度、辐照均匀性和稳定性检测装置，其特征在于，该装置包括封 装单晶硅电池片（1)、热电偶传感器（2)、电流连接线（3)、霍尔闭环电流传感器（4)、控温台 (5)、多通道快速数据采集器（6)和计算机（7)，其中： 封装单晶硅电池片（1)，是由经过老化处理的单晶硅电池片封装后得到，其正面面向太 阳模拟器光源； 热电偶传感器（2)，贴于封装单晶硅电池片（1)背面，以测量封装单晶硅电池片（1)的 温度，并通过同轴电缆与多通道快速数据采集器（6)匹配连接； 电流连接线（3)，采用非屏蔽铜导线，穿过霍尔闭环电流传感器（4)，并短接封装单晶 硅电池片⑴的正负极； 霍尔闭环电流传感器（4)，通过同轴电缆与多通道快速数据采集器（6)匹配连接，对该 太阳模拟器辐照度、辐照均匀性和稳定性检测装置进行电流测试； 控温台（5)，置于封装单晶硅电池片（1)背部，采用电学控温模式使封装单晶硅电池片 (1)温度维持恒定； 多通道快速数据采集器（6)，包含多个数据采集端口，每个数据采集端口对应一个通 道，检测时选用其中的任意两个通道； 计算机（7)，具有多个USB端口，采用USB端口分别连接于多通道快速数据采集器（6) 和霍尔闭环电流传感器（4)。2. 根据权利要求1所述的太阳模拟器辐照度、辐照均匀性和稳定性检测装置，其特征 在于，所述封装单晶硅电池片（1)在标准测试条件（STC)下的短路电流值I s。。经过标定，且 其短路电流与太阳模拟器辐照度成正比关系。3. 根据权利要求1所述的太阳模拟器辐照度、辐照均匀性和稳定性检测装置，其特征 在于，所述电流连接线（3)，采用横截面积大、长度短、导电性能好的非屏蔽铜导线。4. 根据权利要求1所述的太阳模拟器辐照度、辐照均匀性和稳定性检测装置，其特征 在于，所述霍尔闭环电流传感器（4)的灵敏度KH经过标定，且其灵敏度KH等于输出电压与 输入电流比。5. 根据权利要求1或4所述的太阳模拟器辐照度、辐照均匀性和稳定性检测装置，其特 征在于，所述霍尔闭环电流传感器（4)对所采得的来自封装单晶硅电池片（1)的电流信号 进行I-V转换，转换后得到的电压信号通过同轴电缆输出给多通道快速数据采集器（6)的 某一个通道。6. 根据权利要求5所述的太阳模拟器辐照度、辐照均匀性和稳定性检测装置，其特征 在于，连接所述霍尔闭环电流传感器（4)与多通道快速数据采集器（6)之间的同轴电缆，其 两端均有一接头。7. 根据权利要求1所述的太阳模拟器辐照度、辐照均匀性和稳定性检测装置，其特征 在于，所述控温台（5)采用电学控温模式使封装单晶硅电池片（1)温度维持恒定，是使封装 单晶硅电池片（1)温度维持在25°C。8. 根据权利要求1所述的太阳模拟器辐照度、辐照均匀性和稳定性检测装置，其特征 在于，所述多通道快速数据采集器（6)在采集信号前经过标定。9. 根据权利要求1所述的太阳模拟器辐照度、辐照均匀性和稳定性检测装置，其特征 在于，所述多通道快速数据采集器（6)检测时选用其中的任意两个通道，其中一个通道采 集封装单晶硅电池片（1)背面热电偶传感器（2)输出的电压信号，其中另一个通道采集封 装单晶硅电池片（1)短路电流经霍尔闭环电流传感器（4)I-V转换后所得电压信号，对采集 的这两种信号进行AD转换，输出给计算机（7)，由计算机（7)显示数据曲线。10.根据权利要求1所述的太阳模拟器辐照度、福照均匀性和稳定性检测装置，其特征 在于， 所述计算机（7)的一个USB端口与霍尔闭环电流传感器（4)电源端口连接，为霍尔闭 环电流传感器（4)提供工作电源； 所述计算机（7)的一个USB端口与快速数据采集器（6)连接，对接收自快速数据采集 器（6)的信号以数据曲线进行显示。
【专利摘要】本实用新型公开了一种太阳模拟器辐照度、辐照均匀性和稳定性检测装置，用于检测太阳模拟器辐照度、辐照均匀性和稳定性，包括封装单晶硅电池片、热电偶传感器、电流连接线、霍尔闭环电流传感器控温台、多通道快速数据采集器和计算机。该装置检测所得信号是快速数据采集器采集的信号，一个信号是封装单晶硅电池片背面热电偶传感器输出的电压信号，一个信号是封装单晶硅电池片短路电流经霍尔闭环电流传感器I-V转换后所得电压信号，这两个信号经快速数据采集器进行AD转换后输出给计算机，由计算机显示数据曲线。利用本实用新型，解决了极短脉冲条件下检测太阳模拟器辐照度的技术难点，并可实现对太阳模拟器辐照不均匀性和不稳定性进行检测。
【IPC分类】G01M11/02
【公开号】CN204788900
【申请号】CN201520407162
【发明人】张俊超, 熊利民, 孟海凤, 赫英威, 张碧丰, 蔡川
【申请人】中国计量科学研究院
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年6月12日