Module de carte Solar Somilateur LED 200-1750 nm
Dans les domaines de la recherche sur les pérovskites photovoltaïques, test de vieillissement des matériaux, et catalyse photothermique, les paramètres du simulateur de lumière solaire en régime permanent à LED à spectre complet AM1.5G déterminent directement l'autorité et la reproductibilité des données expérimentales. Face au tableau de paramètres complexes, comment saisir les points clés? Cet article, basé sur la CEI 60904-9:2020 norme internationale, démonte systématiquement son système de paramètres de base pour vous.
1. Paramètres de performance de base: Expression quantitative de la note AAA La performance de tout simulateur de lumière solaire est d'abord évaluée en trois dimensions, à savoir le “3UN” grade: 1. Correspondance spectrale (Correspondance spectrale) Définition: Divisez le 300-1200nm (ou plus large) bande de longueur d'onde dans 6 intervalles, calculer la proportion de l'irradiance intégrale dans chaque intervalle par rapport au total, et le rapport à l'intervalle correspondant du spectre standard AM1.5G. Norme de niveau A: Le rapport de chaque bande de longueur d'onde est compris entre 0.75-1.25. Norme de niveau A+: Le rapport de chaque bande de longueur d'onde est compris entre 0.875-1.125 (ajouté dans la CEI 60904-9:2020). Avantages des solutions LED: Contrôle indépendant de plusieurs canaux (tel que 16-32 chaînes) peut réaliser un réglage précis par bande de longueur d'onde, atteindre facilement le niveau A+, Renforçant particulièrement les bandes de longueur d'onde clés de 300 à 400 nm ultraviolet et >1000nm proche infrarouge.
2. Non-uniformité de l'irradiation (Non-uniformité de l'irradiance) Définition: L'écart relatif de l'irradiance maximale par rapport à l'irradiation minimale dans le point lumineux effectif. Formule de calcul: (E_max – E_min) / (E_max + E_min) × 100%. Norme de niveau A: ≤ 2% (l'équipement de haut niveau utilise un réseau de lentilles composées pour atteindre ≤ 1%). Signification physique: Affecte directement la cohérence des tests des batteries ou des réseaux de grande surface. Si la non-uniformité est trop importante, différentes positions du même échantillon mesureront différentes efficacités.
3. Instabilité de l'irradiation (Instabilité temporelle) Définition: Le degré de dérive de l'irradiance sur une période de temps spécifiée. Classification: Instabilité à long terme (LTI): Utilisé pour les simulateurs en régime permanent, mesurer la dérive en fonctionnement continu pendant plusieurs heures. Instabilité à court terme (IST): Utilisé pour les simulateurs d'impulsions, mesurer les fluctuations pendant les flashs de l'ordre de la milliseconde. Norme de niveau A: ≤ 2% (un équipement LED haut de gamme en régime permanent utilise un retour de lumière en boucle fermée, peut atteindre ≤ 1%). Importance de la sélection: Pour la recherche sur la stabilité de la pérovskite et d'autres tests à long terme, LTI ≤ 1% est la pierre angulaire de la fiabilité des données. 2. Paramètres liés au spectre
4. Gamme spectrale (Gamme spectrale) Définition: L’intervalle de longueur d’onde effectif de la sortie du simulateur. Valeur typique du spectre complet: 300-1800nm (couvrant les ultraviolets, visible, et proche infrarouge). Bandes de longueurs d'onde subdivisées: Ultra-violet (UV): 300-400nm – la bande de longueur d'onde clé pour la rupture et le jaunissement de la chaîne matérielle. Lumière visible (VIS): 400-780nm – affectant la décoloration des colorants et la photosynthèse. Proche infrarouge (NIR): 780-1800nm – contribuer à la chaleur et générer des effets photothermiques. Proposition de sélection: Pour la recherche sur la pérovskite/empilement, 300-1200nm doit être sélectionné; pour catalyse photothermique, il devrait être étendu à 1800 nm.
5. Ensoleillement total et plage de réglage Valeur standard: 1000 W/m² (1 SOLEIL, Norme AM1.5G). Plage de réglage: 0.1-1.5 SOLEIL réglable en continu (certains équipements haut de gamme peuvent être étendus à 0.1-2.0 SOLEIL). Étape de réglage: ≤ 0.01 SOLEIL, répondant aux exigences fines de la réponse à la lumière faible aux tests de concentration. III. Paramètres d'optique géométrique
6. Définition de la zone d'irradiation efficace et de la taille du point: La zone d'irradiation maximale pouvant atteindre des performances de niveau AAA. Spécifications communes: 2×2 pouces (50×50 mm) – pour le développement de cellules solaires de petite taille. 4×4 pouces (100×100 mm) – pour laboratoire standard échantillons. 6×6 pouces (150×150 mm) – pour les tests de petits composants. Personnalisable au millimètre près – pour modules ou composants de véhicules à grande échelle. Points de sélection: Distinguer entre “taille de la tête de lampe” et “zone d'irradiation efficace”, et l'échantillon doit être entièrement placé à l'intérieur de ce dernier.
7. Angle de diffraction du faisceau (Angle de redressement) Définition: Le parallélisme du faisceau émis, mesuré en degrés (°). Valeur typique: < ±2° (type de redressement), simuler les caractéristiques parallèles de la lumière du soleil. Importance de la sélection: Pour concentrer le photovoltaïque, test dépendant de l'angle, et recherche HUD, un petit angle de diffraction est crucial.
8. Définition de la distance de travail: La distance verticale entre la sortie de lumière de la tête de lampe et la surface de l'échantillon. Valeur typique: 200-500 mm. Importance de la sélection: Il est nécessaire de confirmer la compatibilité avec les équipements existants tels que les boîtes à gants, tables de sondes, et chambres de température/humidité. IV. Paramètres physiques et environnementaux
9. Valeur typique de température et d'humidité de fonctionnement: 15-35°C, < 85% RH (pas de condensation). Importance de la sélection: Si l'appareil doit fonctionner dans une chambre environnementale, il est nécessaire de confirmer la plage de température et les performances d'étanchéité de l'équipement.
10. Type de méthode de refroidissement: Refroidissement par air: Refroidissement actif par ventilateur, adapté aux petits points lumineux et aux tests intermittents. Refroidissement par eau: Refroidissement par circulation, adapté aux grands spots lumineux et au fonctionnement stable à long terme (>8 heures). Recommandation de sélection: Pour les tests de vieillissement à long terme, un refroidissement par eau doit être utilisé pour garantir une température de jonction stable des LED et éviter la dérive spectrale. V. Durée de vie et maintenance de la source lumineuse
11. Durée de vie des LED Valeur typique: 20,000-40,000 heures (à 70% atténuation de la lumière, L70). Avantage: Bien plus élevé que le 1000-1500 heures de lampes au xénon, presque sans entretien, réduisant considérablement les coûts d’utilisation à long terme.
12. Recommandation du cycle d'étalonnage: Une fois par an, utiliser des cellules étalons ou des radiomètres spectraux pour l'étalonnage de la traçabilité. VI. Paramètres du logiciel et de contrôle
13. Protocoles communs d’interface de communication: RS232, USB, Ethernet, prise en charge des pilotes LabVIEW, Jeu de commandes Python SDK ou SCPI.
14. Fonctions logicielles Fonction principale: Personnalisation et stockage du spectre. Commutation temporisée et contrôle de la lumière. Scan IV automatique et suivi MPPT. Programmation du programme de vieillissement à long terme. Importance de la sélection: Le logiciel détermine directement l'efficacité d'utilisation et le niveau d'automatisation expérimentale.
15. Numéro de canal et numéro de canal d'extensibilité: 16-32 canaux de contrôle indépendants. Importance de la sélection: Plus il y a de chaînes, plus la précision de l'ajustement spectral est élevée, et il prend en charge les futures mises à niveau vers de nouvelles bandes.
VII. Résumé: Comment lire le tableau des paramètres? Face au tableau des paramètres, il est recommandé de filtrer selon la logique suivante: Paramètre prioritaire Dimension Indicateurs clés Points de sélection Performance spectrale de base Degré de correspondance spectrale (Niveau A+), Gamme spectrale Demandez un rapport de test tiers pour confirmer la couverture de l'ultraviolet/proche infrarouge. Inhomogénéité de la stabilité des fondations (≤2%), Instabilité (≤1%) Confirmer la couverture de la zone efficace de l'échantillon et l'adéquation de la solution de refroidissement pour la durée. Faire correspondre la taille du spot lumineux de l'optique géométrique, Distance de travail Compatible avec l'espace d'équipement existant Augmentez le numéro de logiciel et de canal de contrôle, Protocole de communication, Fonction logicielle Répondre aux exigences d'automatisation et aux besoins spectraux personnalisés Résumé:
Le système de paramètres du simulateur de lumière solaire en régime permanent à LED à spectre complet AM1.5G est essentiellement une description quantitative de la précision de reproduction de “lumière du soleil standard”. Comprendre les trois aspects fondamentaux du degré d'appariement spectral, non-uniformité et instabilité, ainsi que la maîtrise des éléments clés tels que la plage spectrale, taille du point et méthode de dissipation thermique, constitue la base pour prendre les bonnes décisions pendant le processus de sélection. Pour les expériences visant une publication dans une revue de premier plan ou une certification faisant autorité, Spectres de qualité A+, Une stabilité ≤ 1 % et une couverture spectrale complète sont des indicateurs concrets non négociables.
