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

光伏組件制造業的健康快速發展離不開光伏組件測試技術的輔佐和推動。太陽電池工藝改進、產品定型、耐候實驗等都離不開光伏測試。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技術委員會為地面用光伏組件的額定電氣參數提出了“標準測試條件STC”,其具體規定為：

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構

為了達到較好的輻照均勻性，絕大多數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。根據光在某點的強度和到電光源的距離平方成反比，根據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，整套系統制造昂貴，能耗高。

本設計對光學勻光系統進行專業設計，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。

整個測試在封閉環境內進行，減少了外界光線對測試結果的影響，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

3.1勻光系統

勻光系統采用專業光學設計軟件Tracepro仿真設計，Tracepro是一套可以做照明系統分析、傳統光學分析、輻射度以及光度分析的軟件，它也是第一套由符合工業標準的ACIS立體模型繪圖軟件所發展出來的光機軟件。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的規定。

3.2濾光系統

濾光系統委托國內光學研究機構設計，采用對紅外和紫外反射的方式使氙燈的光譜符合砸C60904-9-2007規定，由于采用了先進的反射鍍膜的方法降低了濾光光學系統的熱效應，提高了光學濾光系統的穩定性，延長了壽命。

4 太陽模擬器電源系統

太陽模擬器電源系統采用PWM充電控制，充電電壓可預先設定，脈沖平頂寬度可調整，充電過程采用PID控制確保充電電壓的精準，電源系統控制流程圖如圖5所示。

5 結論

隨著太陽能行業不斷發展，太陽能生產廠家對檢測設備的要求越來越高，成本要求越來越低，太陽能電池組件的質量會更好。

作為設備制造商來講，要想做出好用、實用、耐用的專業設備，就要研究相關國際標準和客戶的實際需求，研發出既滿足客戶工藝需求又滿足國際標準的高效率高穩定的檢測設備。