專利名稱：太陽模擬光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光源，特別是 一種可用作太陽電池陣檢測(cè)的太陽模 擬光源。技術(shù)背景目前太陽電池檢測(cè)多釆用碘鎢燈、短弧氙燈或脈沖氙燈等作為太陽 模擬光源，其運(yùn)用多為小面積區(qū)域的光照檢測(cè)，主要應(yīng)用于單塊太陽電 池的輻照測(cè)試。為滿足航空航天太陽電池陣地面測(cè)試要求，需要實(shí)現(xiàn)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(fù)載強(qiáng)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(qiáng)度，須使用高光強(qiáng)、高負(fù)載強(qiáng)度且光譜近似太陽的輻射源。通常使用的脈沖氙燈雖具有極高亮度，但它的發(fā)光時(shí)間只有微妙到 毫秒量級(jí)，所以要求太陽電池陣的測(cè)試設(shè)備須在瞬態(tài)下工作，而且脈沖 照明不能使太陽電池陣連續(xù)穩(wěn)定輸出電功率以供多項(xiàng)性能測(cè)試。而且短 弧氙燈的工作電壓低，造價(jià)高，且容易發(fā)生炸燈。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，為了滿足新技術(shù) 的應(yīng)用要求，本實(shí)用新型提供一種用于太陽電池陣檢測(cè)的太陽模擬光源。 該光源應(yīng)具有負(fù)載強(qiáng)度高，輻射效率高，色溫高的特點(diǎn)。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下一種用于太陽電池陣檢測(cè)的太陽模擬光源，特征在于釆用高純優(yōu)質(zhì) 石英管和粗短型燈管的連續(xù)氙燈作光源，該連續(xù)氬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(biāo)形尖頭。所述的連續(xù)氙燈燈管之外還設(shè)有石英集風(fēng)管。本實(shí)用新型的技術(shù)效果由于連續(xù)氙燈的光效隨輸入功率而提高，細(xì)長(zhǎng)型燈受限于驅(qū)動(dòng)電源 電壓，輸入功率密度不足，所以照明效果差，細(xì)短燈負(fù)載的功率低，所 以兩者輻射效率都不高。本實(shí)用新型的模擬光源選用粗短燈型連續(xù)氙燈， 光效隨輸入功率的提高而大大提高。本實(shí)用新型的連續(xù)氙燈燈管選用高純優(yōu)質(zhì)石英管，工作溫度可達(dá)850°C。本實(shí)用新型的連續(xù)氙燈，陰極選用儲(chǔ)備型耐高溫材料加工成梭標(biāo)形 尖頭，用直流電源驅(qū)動(dòng)時(shí)，尖頭陰極發(fā)射電子能力更強(qiáng)，易于啟動(dòng)。降 低其逸出功，提高發(fā)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(dǎo)部分的工作溫度，保證光源安全、長(zhǎng)壽命運(yùn)行。經(jīng)試驗(yàn)表明，本實(shí)用新型光源具有負(fù)載強(qiáng)度高(比碘鎢燈高數(shù)倍)， 輻射效率高(比碘鎢燈高60%以上)，色溫650(TC,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(qiáng)度和光譜兩方面來評(píng)價(jià)，它 比素稱"小太陽"的砩鉤燈更接近于太陽光。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的構(gòu)造示意圖 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例2的構(gòu)造示意圖具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)以此限 制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。先請(qǐng)參閱圖l,圖l是本實(shí)用新型實(shí)施例1的構(gòu)造示意圖。為兼顧 輻射效率和阻抗匹配以及達(dá)到可靠觸發(fā)，本實(shí)施例太陽模擬光源的連續(xù)氙燈選用粗短管型高純優(yōu)質(zhì)石英管和較高充氣壓的燈管3,其工作溫度可達(dá)850。C。陰極l使用儲(chǔ)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(fā)射電子的性能。陽極2采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(dǎo)部分5、 6的工作溫度，保證光源安全、長(zhǎng)壽命運(yùn)行。最好是將本實(shí)用新型的連續(xù)氙燈2-3支燈串聯(lián)使用，各燈工作區(qū)都 選在正阻區(qū)，因此穩(wěn)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(diào)余地。本實(shí)施例的連續(xù)氙燈的燈管的外徑cM6mm,放電弧長(zhǎng)l50mm,工作 電流IO-16A, 2-3燈串聯(lián)，總壓降約300V，可與三相直接整流后的電壓 相近，也有調(diào)節(jié)的余地，燈的平均管壁功率負(fù)載15-MW/cm2,適于強(qiáng)迫 風(fēng)冷。經(jīng)計(jì)算在上述工作條件下，燈管內(nèi)的徑向、切向及軸向熱應(yīng)力與 壓應(yīng)力總和〈90kg/cm2，而石英玻璃管的極限強(qiáng)度在980 kg/cm2以上， 所以幾乎沒有發(fā)生爆炸的可能性，其安全系數(shù)在IO以上。為保證在高功率運(yùn)行時(shí)燈管的充分冷卻，本實(shí)用新型實(shí)施例2參見 圖2，連續(xù)氙燈使用強(qiáng)迫風(fēng)冷方式，即釆用高速離心風(fēng)機(jī)對(duì)燈進(jìn)行近距 離吹風(fēng)冷卻，同時(shí)釆用石英集風(fēng)管7提高和勻化風(fēng)速，使燈管溫度控制 在50(TC以內(nèi)，能保證長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。，風(fēng)從8端進(jìn)入，從9端送出， IO為燈具配件。石英集風(fēng)管還兼具防爆作用，能抵抗30kg/cm2的沖擊壓 力，從而避免意外炸燈情況下飛片對(duì)太陽電池可能造成的損傷，進(jìn)一步 確保安全。為了進(jìn)一步保證本實(shí)施例連續(xù)氙燈的質(zhì)量，在嚴(yán)格制造工藝基礎(chǔ) 上，再對(duì)燈管進(jìn)行了老練。綜上所述，本實(shí)用新型的太陽模擬光源具有輻射效率高、負(fù)載強(qiáng)度 大和光譜適配性好的優(yōu)點(diǎn)，且具備較長(zhǎng)的壽命、較高的工作可靠性和穩(wěn) 定性。
權(quán)利要求1、一種用于太陽電池陣檢測(cè)的太陽模擬光源，特征在于采用高純優(yōu)質(zhì)石英管和粗短型燈管(3)的連續(xù)氙燈作光源，該連續(xù)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(jù)權(quán)利要求1所述的太陽模擬光源，其特征在于所述的陰極(1 ) 的尖頭為梭標(biāo)形尖頭。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的太陽模擬光源，其特征在于所述的連 續(xù)氙燈燈管(3)之外還設(shè)有石英集風(fēng)管(7)。
專利摘要一種用于太陽電池陣檢測(cè)的太陽模擬光源，特點(diǎn)是采用高純優(yōu)質(zhì)石英管和粗短型燈管的連續(xù)氙燈作光源，該連續(xù)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(jīng)試驗(yàn)表明，本實(shí)用新型光源具有負(fù)載強(qiáng)度高(比碘鎢燈高數(shù)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(hào)H01J61/04GK201112337SQ20072007682
公開日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2007年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月31日
發(fā)明者俞建華, 劉建軍, 林文正, 毛伊榮, 蔣寶財(cái) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所