AvaSolar系列分光辐射仪

AvaSolar 系列分光辐射仪-------

太阳模拟器光谱特性最理想的测量工具

注：上述计算方法及数据均参考IEC AvaSolar 系列太阳分光辐射仪技术指标：

型号 AvaSolar-1

AvaSolar-2

AvaSolar-3

光谱范围

300-1100 nm

300-1700 nm 300-2000 nm 光谱采样间隔 0.6 nm @ 300-1100 nm

0.6 nm @ 300-1100 nm; 3 nm @ 1000-1700 nm 0.6 nm @ 300-1100 nm; 4 nm @ 1000-2000 nm 光谱精度 0.2 nm @ 300-1100 nm

0.2 nm @ 300-1100 nm; 1 nm @ 1000-1700 nm

0.2 nm @ 300-1100 nm; 1.4 nm @ 1000-2000 nm

AvaSolar 系列分光辐射仪是专门针对太阳模拟器光谱匹配度测试而设计的，适用于测量连续型和脉冲型（单次频闪或者

高频短脉宽）太阳模拟器的光谱特性。可以实现每秒450幅光谱的超高速测量，能够捕捉到一个脉冲周期内，不同时间点的光谱强度。 AvaSolar 系列分光辐射仪均进行溯源于NIM 标准光源的校准，定标不确定度3%，同时提供中国计量科学院的校准报告。采用独有的非线性校准技术，保证响应一致性接近100%。结构设计紧凑，性能可靠，USB 供电，即插即用，操作简易。AvaSolar-1分光辐射仪

AvaSolar 需要通过USB 接口连接到PC 或笔记

本电脑，由电脑控制软件测量数据。软件能够对测量数据做如下处理： 1． 同标准数据（AM 1.5或AM 0）进行对比； 2． 提供晶体硅或非晶硅材料的光谱匹配选择； 3． 计算两种材料在特定光谱范围内的辐照度总和（单位：W/m 2）； 4． 计算太阳模拟器光谱匹配度； 5． 计算差值和偏离百分比，评定模拟器等级； 图1 光谱匹配度测试结果

探测器

薄型背照式

CCD 面阵传感器，2048x14个像素

薄型背照式CCD 面阵传感器，

2048x14个像素;

InGaAs 阵列传感器，256像素

薄型背照式CCD 面阵传感

器，2048x14个像素;

InGaAs 阵列传感器，256像

素（带2级TE 致冷）

信噪比 500：1

500：1 @ 300-1100 nm; 4000：1 @ 1000-1700 nm

500：1 @ 300-1100 nm 4000：1 @ 1000-2000 nm

AD 转换卡 16位，1.5 MHz 积分时间（曝光时间） 2.24毫秒 至 10分钟

接口

高速USB2.0和RS232

I/O 接口 HD-26 接口, 2 路模拟输入, 2 路模拟输出, 3 路数字输入, 12 路数字输出, 触发, 同步尺寸/重量 175×110×44 mm ，716g

175×165×85 mm ，3 Kg

310×235×135 mm ，5 Kg

AvaSolar 应用综述：

太阳模拟器作为光源，在某种意义上说，可以等同于太阳光源，可以模拟太阳光照射。太阳模拟器广泛应用于太阳能电池特性测试，光电材料特性测试，生物化学相关测试，光学催化降解加速研究，皮肤化妆用品检测，环境研究等。

随着太阳能光伏产业的蓬勃发展，太阳能模拟器的光谱匹配性能测试也越趋重要。针对大多数采用脉冲氙灯作为光源的设备，最理想的测试状态是采集一个脉冲周期内的绝对辐射光谱，进而判断该太阳能模拟器的光谱等级。

设备和方法：

1、稳态光谱采集 根据IEC60694-9标准要求，太阳模拟器的有效

光谱范围400-1100 nm ，这就需要光谱测试设备可同

时采集到400-1100 nm 范围的绝对光谱数据，并且在整个波段内具有较高的灵敏度和信噪比，以保证测试数据的可靠性。 荷兰Avantes 公司的AvaSolar-1分光辐射仪，采用高灵敏度、高信噪比的薄型背照式CCD 面阵传感器，在200-1100 nm 具有良好的光谱响应，确保了光谱数据的准确性。 图2 稳态模拟器辐照度光谱

图3 瞬态模拟器辐照度光谱

2、 瞬态光谱采集

基于AvaSolar 光谱仪特有的快速采集功能，也可应用在瞬态模拟器的光谱检测中。AvaSolar 最多可实现每秒钟450幅光谱的采集，不管模拟器的工作模式是单次脉冲、多次频闪，无论脉冲弛豫时间是小到2ms ，还是较长的6s ，AvaSolar 系统均可得到真实可靠的辐照度数据。

以20 ms 脉冲弛豫时间的氙灯为例，下图显示了在一个脉冲周期内，不同时间点的绝对辐射能量光谱。在脉冲氙灯工作的同时，由太阳能模拟器系统给光谱仪一个TTL 信号，触发光谱仪开始工作。通过红、绿、蓝这三个顺序测量得到的光谱图比较可知，脉冲氙灯的能量输出在逐渐的减弱。

3、光谱匹配度

太阳模拟器的光谱匹配度是指在6个指定光谱范

围内强度积分的百分比。任何与标准光谱的偏离百分比都必须在一定的范围内，这也正是衡量太阳模拟器等级

的一项标准。对于A 类太阳模拟器，光谱匹配度必须在

75% - 125%之间。

利用AvaSoft-Solar 软件特有的能量积分功能，可

得到不同光谱范围内的辐照度总和（单位：W/m 2），从而帮助判断该太阳能模拟器的光谱等级。如下图所示，同时对上述6个指定光谱范围的辐照强度进行能量积分计算。

图4 英国

TS 公司太阳模拟器400-1100 nm 光谱辐照度的分段积分数据（单位：µW/cm 2.nm ）