世界光伏產(chǎn)能近十年內(nèi)的平均增幅高達30%以上，中國已經(jīng)是世界級的光伏產(chǎn)能大國，同時也是光伏產(chǎn)業(yè)增長速度最快的國家之一。我們知道，光伏發(fā)電應用在中國卻非常少見，和其產(chǎn)能大國的身份很不相稱，主要原因是光伏發(fā)電的成本還是太高(約為火電發(fā)電的4倍)。

光伏組件制造業(yè)的健康快速發(fā)展離不開光伏組件測試技術(shù)的輔佐和推動。太陽電池工藝改進、產(chǎn)品定型、耐候?qū)嶒灥榷茧x不開光伏測試。為了使光伏測試報告具有可比性，國際組織規(guī)定了光伏器件的地面標準測試條件(簡稱STC)，但是這只是一種理想條件，現(xiàn)實中不可能直接獲得，所以需要一種模擬標準太陽輻射的裝置來為光伏器件測試提供光照，這種用燈光來模擬太陽輻射的裝置叫做太陽能模擬器。光伏組件測試尤其是太陽電池生產(chǎn)線上的測試，一般都是在太陽能模擬器提供的模擬光下進行的。

1 太陽模擬器的相關標準

(1) 國際電子電工委員會82技術(shù)委員會為地面用光伏組件的額定電氣參數(shù)提出了“標準測試條件STC”,其具體規(guī)定為：

組件溫度：25℃輻照度：1000 W/m2光譜輻照分布：AMl.5(2)國際電工委員會(ⅢC)制定了太陽能模擬器的等級劃分標準，見表1所示。

2 太陽能模擬器外形結(jié)構(gòu)

為了達到較好的輻照均勻性，絕大多數(shù)測試光伏組件的太陽能模擬器體積龐大。

圖1為光均勻性計算示意圖，d為點光源到測試屏的距離，r為測試半徑。根據(jù)光在某點的強度和到電光源的距離平方成反比，根據(jù)IEC60904-9標準要求，計算得到滿足3A級光均勻性要求的公式為：

,所以有d^2≥7r.一般在生產(chǎn)中光伏電池組件的長度可達2 m,所以不依靠其他輔助光學系統(tǒng)的話，d的距離要大于9.9 m,因此國際上有些設備廠家為了勻光的需要，組件測試和光源距離達13 m,距離的增加導致光的衰減非常厲害，因此需要一個龐大的電源系統(tǒng)，整套系統(tǒng)制造昂貴，能耗高。

本設計對光學勻光系統(tǒng)進行專業(yè)設計，光源離組件距離2.2 m,大大減少了設備的尺寸和電源的能耗，設備外觀圖如2所示。

整個測試在封閉環(huán)境內(nèi)進行，減少了外界光線對測試結(jié)果的影響，電池板能夠自動通過流水線輸入和輸出，整個高度約3 m.

3 光源系統(tǒng)

3.1勻光系統(tǒng)

勻光系統(tǒng)采用專業(yè)光學設計軟件Tracepro仿真設計，Tracepro是一套可以做照明系統(tǒng)分析、傳統(tǒng)光學分析、輻射度以及光度分析的軟件，它也是第一套由符合工業(yè)標準的ACIS立體模型繪圖軟件所發(fā)展出來的光機軟件。為了減少光源和電池板的測量距離，基本思想是減少中間的光強，提高周邊的光強，基于這個思想建立模型如圖3所示。

基于這個模型系統(tǒng)仿真光照度的分布圖如圖 4所示，從曲線分布可以看出這個模型在l m×2 m的區(qū)域不均勻度小于2%.進行試驗實際測試不均勻度小于1.5%符合IEC60904.9-2007的規(guī)定。