太陽模擬光源的製作方法

2023-07-26 19:55:36 1

專利名稱：太陽模擬光源的製作方法
技術領域：
本發明涉及光源，特別是 一種可用作太陽電池陣檢測的太陽模擬光源。技術背景目前太陽電池檢測多採用砩鉤燈、短弧氙燈或脈衝氙燈等作為太陽 模擬光源，其運用多為小面積區域的光照檢測，主要應用於單塊太陽電 池的輻照測試。為滿足航空航天太陽電池陣地面測試要求，需要實現一種大面積高 照度模擬太陽光的輻照效果，因而要求光源必須有很高的負載強度和較 高的輻射效率以及接近太陽表面的輻射溫度。模擬太陽光的光源需要有 較高輻射強度，須使用高光強、高負載強度且光譜近似太陽的輻射源。通常使用的脈衝氙燈雖具有極高亮度，但它的發光時間只有微妙到 亳秒量級，所以要求太陽電池陣的測試設備須在瞬態下工作，而且脈衝 照明不能使太陽電池陣連續穩定輸出電功率以供多項性能測試。而且短 弧氙燈的工作電壓低，造價高，且容易發生炸燈。發明內容本發明的目的在於克服上述現有技術的不足，為了滿足新技術的應 用要求，本發明提供一種用於太陽電池陣檢測的太陽模擬光源。該光源 應具有負載強度高，輻射效率高，色溫高的特點。本發明的技術解決方案如下-.一種用於太陽電池陣檢測的太陽模擬光源，特徵在於採用高純優質 石英管和粗短型燈管的連續氙燈作光源，該連續氙燈的陰極用耐高溫材 料加工成尖頭，以耐熔材料加工成帶熱隔離溝的陽極。
所述的陰極的尖頭為梭標形尖頭。 所述的連續氙燈燈管之外還設有石英集風管。本發明的技術效果由於連續氙燈的光效隨輸入功率而提高，細長型燈受限於驅動電源 電壓，輸入功率密度不足，所以照明效果差，細短燈負載的功率低，所 以兩者輻射效率都不高。本發明的模擬光源選用粗短燈型連續氙燈，光 效隨輸入功率的提高而大大提高。本發明的連續氙燈燈管選用高純優質石英管，工作溫度可達85(TC。本發明的連續氙燈，陰極選用儲備型耐高溫材料加工成梭標形尖 頭，用直流電源驅動時，尖頭陰極發射電子能力更強，易於啟動。降低 其逸出功，提高發射電子的性能，增加輻射效。陽極以耐熔材料加工成 帶熱隔離溝的形狀，改善其高溫輻射自冷卻性能和隔熱性能，從而降低 傳導部分的工作溫度，保證光源安全、長壽命運行。經試驗表明，本發明光源具有負載強度高(比碘鶴燈高數倍)，輻射 效率高(比碘鎢燈高60%以上)，色溫6500。C，比碘鎢燈高約3000K。其光譜與太陽光譜非常接近。所以從輻射強度和光譜兩方面來評價，它比 素稱"小太陽"的碘鎢燈更接近於太陽光。


圖1是本發明實施例1的構造示意圖 圖2是本發明實施例2的構造示意圖具體實施方式
下面結合實施例和附圖對本發明作進一步說明，但不應以此限制本 發明的保護範圍。先請參閱圖l，圖l是本發明實施例1的構造示意圖。為兼顧輻射 效率和阻抗匹配以及達到可靠觸發，本實施例太陽模擬光源的連續氮燈 選用粗短管型高純優質石英管和較高充氣壓的燈管3，其工作溫度可達 85(TC。陰極l使用儲備型耐轟擊、耐高溫材料，且加工成尖頭以降低 其逸出功，提高發射電子的性能。陽極2釆用難熔材料加工成帶熱隔離 溝形狀4，以改善其隔熱性能和高溫輻射自冷卻性能。從而降低傳導部 分5、 6的工作溫度，保證光源安全、長壽命運行。最好是將本發明的連續氙燈2-3支燈串聯使用，各燈工作區都選在 正阻區，因此穩定性好，其阻抗之和能與三相直接整流電壓(空載約 510V)大致匹配，且留有較大的可調餘地。本實施例的連續氙燈的燈管的外徑(J)16腿，放電弧長150,,工作 電流10-16A， 2-3燈串聯，總壓降約300V,可與三相直接整流後的電壓 相近，也有調節的餘地，燈的平均管壁功率負載15-25W/cm2,適於強迫 風冷。經計算在上述工作條件下，燈管內的徑向、切向及軸向熱應力與 壓應力總和〈90kg/cm2,而石英玻璃管的極限強度在980 kg/cm2以上,所以幾乎沒有發生爆炸的可能性，其安全係數在10以上。為保證在高功率運行時燈管的充分冷卻，本發明實施例2參見圖2, 連續氙燈使用強迫風冷方式，即釆用高速離心風機對燈進行近距離吹風 冷卻，同時釆用石英集風管7提高和勻化風速，使燈管溫度控制在500 。C以內，能保證長時間穩定運轉。，風從8端進入，從9端送出，10為 燈具配件。石英集風管還兼具防爆作用，能抵抗30kg/cW的衝擊壓力， 從而避免意外炸燈情況下飛片對太陽電池可能造成的損傷，進一步確保 安全。為了進一步保證本實施例連續氙燈的質量，在嚴格製造工藝基礎 上，再對燈管進行了老練。綜上所述，本發明的太陽模擬光源具有輻射效率高、負載強度大和 光譜適配性好的優點，且具備較長的壽命、較高的工作可靠性和穩定性。
權利要求
1、一種用於太陽電池陣檢測的太陽模擬光源，特徵在於採用高純優質石英管和粗短型燈管(3)的連續氙燈作光源，該連續氙燈的陰極(1)用耐高溫材料加工成尖頭，以耐熔材料加工成帶熱隔離溝(4)的陽極(2)。
2、 根據權利要求1所述的太陽模擬光源，其特徵在於所述的陰極(1) 的尖頭為梭標形尖頭。
3、 根據權利要求1和2所述的太陽模擬光源，其特徵在於所述的連 續氙燈燈管(3)之外還設有石英集風管(7)。
全文摘要
一種用於太陽電池陣檢測的太陽模擬光源，特點是採用高純優質石英管和粗短型燈管的連續氙燈作光源，該連續氙燈的陰極用耐高溫材料加工成尖頭，以耐熔材料加工成帶熱隔離溝的陽極。經試驗表明，本發明光源具有負載強度高(比碘鎢燈高數倍)，輻射效率高(比碘鎢燈高60％以上)，色溫6500℃，比碘鎢燈高約3000K。其光譜與太陽光譜非常接近。
文檔編號H01J61/04GK101159219SQ20071004762
公開日2008年4月9日 申請日期2007年10月31日 優先權日2007年10月31日
發明者俞建華, 劉建軍, 林文正, 毛伊榮, 蔣寶財 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所