專(zhuān)利名稱(chēng)：太陽(yáng)光模擬裝置用光源模組及該模擬測(cè)試裝置的制作方法
太陽(yáng)光模擬裝置用光源模組及該模擬測(cè)試裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于ー種太陽(yáng)光模擬裝置用光源模組，及應(yīng)用該模組的太陽(yáng)光模擬測(cè)試裝置。
背景技木目前常見(jiàn)潔凈能源中，利用太陽(yáng)能電池發(fā)電已是極重要的ー環(huán)。而太陽(yáng)能電池的發(fā)電效率則是目前量測(cè)太陽(yáng)能電池品質(zhì)最重要的指標(biāo)；因此，測(cè)試太陽(yáng)能電池發(fā)電效率的裝置必須非常準(zhǔn)確；而該測(cè)試裝置中最重要的部件就是模擬太陽(yáng)光的光源。由于太陽(yáng)光的光譜及照度會(huì)隨地理位置、季節(jié)、云層分布、及空氣品質(zhì)等因素而變動(dòng)，為求簡(jiǎn)化及標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試環(huán)境，因此在測(cè)試時(shí)是以美國(guó)IEC或JIS所提的AM-1. 5G的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)制作模擬光源?！ぴ谠摌?biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定模擬光源的光譜分布偏差量、照射均一性、照射安定性等三個(gè)主要指標(biāo)；并且按照偏差量，將光源分類(lèi)為A、B、C三個(gè)等級(jí)，目前太陽(yáng)能電池エ業(yè)界所接受的標(biāo)準(zhǔn)為Class A級(jí)，此等級(jí)的光譜偏差量必須小于±25%，照射不均勻度必須小于±2%，照射不安定性必須小于±2%。由于在A(yíng)M-1. 5G下的太陽(yáng)光強(qiáng)度約為1000W/m2，且?guī)缀跏瞧叫泄?，作為太?yáng)光模擬器的光源，除必須達(dá)到Class A級(jí)的上述三個(gè)要求外，其光強(qiáng)度及平行光的聚光角度(Collimation Angle)亦為重要指標(biāo)。一般要求其輸出光強(qiáng)度必須在IOOOff/m2以上，聚光角在±3度以?xún)?nèi)。因?yàn)閄e(氙氣燈)燈泡發(fā)光的光譜較接近太陽(yáng)光，且光輸出能量也夠大，以往太陽(yáng)光模擬裝置皆以Xe燈泡為光源，但衡量實(shí)際的光譜分布，要達(dá)到Class A級(jí)的要求，仍需要利用復(fù)雜的濾光片(Optical filter)。近年來(lái)，各式太陽(yáng)能電池不斷推陳出新，用來(lái)測(cè)試的太陽(yáng)光模擬裝置需要具有更準(zhǔn)確光譜的光源，因此有些業(yè)者推出利用Xe燈泡及鹵素金屬燈泡混合的復(fù)合型太陽(yáng)光模擬裝置，但其價(jià)格也極為昂貴。另外，由于太陽(yáng)能電池模組(Solar Module)的檢驗(yàn)，往往待測(cè)物面積龐大，光源也需要分布至非常大面積才能順利檢驗(yàn)；利用光束向四面發(fā)散的Xe燈泡作為光源，為得到夠均勻的照度、并且分布至大范圍，燈泡與待測(cè)物間的測(cè)試距離需要拉開(kāi)至非常大，造成測(cè)試設(shè)備龐大且測(cè)試不便；而Xe燈泡本身的發(fā)光強(qiáng)度在分散至較大面積后，也難以達(dá)到足夠強(qiáng)度，造成使用上的局限。另方面，由于近年來(lái)LED的功率持續(xù)増大，且各不同波段的LED也紛紛出現(xiàn)，因此利用LED做為太陽(yáng)光模擬器的光源已逐漸可行而被重視。目前已有的實(shí)驗(yàn)室用LED太陽(yáng)光模擬裝置，是如圖I所示，利用多組不同波段的LED 100例如6X6的LED矩陣組成ー個(gè)模塊10，再利用例如4個(gè)模塊10組成ー個(gè)面積較大的裝置，這36個(gè)LED 100的中心波長(zhǎng)分別從實(shí)際太陽(yáng)光譜的380nm 1200nm范圍之中被選出，且每ー者光功率大小亦被控制在所需的標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光強(qiáng)度之內(nèi)。由于太陽(yáng)光模擬裝置要求的聚光角(CollimationAngle)非常小，因此各LED100都必須選擇小發(fā)光角的砲弾型(Lamp type)LED，其光場(chǎng)半功率角為±5度以?xún)?nèi)。也因?yàn)樵摮h弾型LED的光場(chǎng)半功率角非常小，因此在該模塊10內(nèi)，各個(gè)不同波段的LED的混光效果不好，因此其波長(zhǎng)分布均勻度非常差，與Class A級(jí)太陽(yáng)光模擬裝置所要求的98%均勻度相差甚遠(yuǎn)，因此到目前為止，尚未有可以達(dá)到Class A級(jí)的LED太陽(yáng)光模擬裝置出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的之ー在于提供ー種可提供大面積均勻光束而達(dá)到Class A級(jí)的太陽(yáng)光模擬裝置用光源模組。本發(fā)明的另一目的在于提供ー種采用多個(gè)LED元件，而可提供接近標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光的光譜的太陽(yáng)光模擬裝置用光源模組。本發(fā)明的再一目的在于提供ー種可由多個(gè)模組結(jié)合，使照射面積持續(xù)擴(kuò)張的太陽(yáng)光模擬裝置用光源模組。本發(fā)明的又一目的在于提供一種采用LED元件，而可降低成本的太陽(yáng)光模擬裝置 用光源模組。本發(fā)明的又一目的在于提供ー種符合Class A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的太陽(yáng)光模擬裝置。依照本發(fā)明掲示的一種太陽(yáng)光模擬裝置用光源模組，包括多個(gè)分別具有ー個(gè)中心波長(zhǎng)的發(fā)光二極體，且上述各發(fā)光二極體的中心波長(zhǎng)分布于至少三個(gè)彼此相異的波長(zhǎng)；及一組勻光器，包括ー個(gè)具有至少六個(gè)表面，其中有至少ー個(gè)形成有復(fù)數(shù)個(gè)對(duì)應(yīng)上述發(fā)光ニ極體的透明孔的入光面、及一個(gè)穿透率小于50%且反射率大于50%的出光面的勻光腔體，該腔體內(nèi)部為透光材質(zhì)，且除該出光面外，其余所有上述表面，均形成有供把來(lái)自腔體內(nèi)部的光束朝向腔體內(nèi)部反射的反射層；至少一片設(shè)置于該至少一個(gè)入光面外側(cè)、供發(fā)散來(lái)自上述發(fā)光二極體的光束，使上述光束以一大于其入射角的折射角穿經(jīng)上述透明孔進(jìn)入該勻光腔體的角度發(fā)散片；及一片設(shè)置于該出光面外側(cè)、供收斂來(lái)自該勻光腔體內(nèi)的勻光光束，使該勻光光束以ー小于其入射角的折射角遠(yuǎn)離該勻光腔體的角度收斂片。采用上述光源模組所制成的太陽(yáng)光模擬測(cè)試裝置，是供量測(cè)待測(cè)太陽(yáng)能電池的光電性能，該模擬測(cè)試裝置包括至少ー個(gè)光源模組，包括；多個(gè)具有多個(gè)中心波長(zhǎng)的發(fā)光二極體；及ー組勻光器，包括ー個(gè)具有至少六個(gè)表面，其中有至少ー個(gè)形成有多個(gè)對(duì)應(yīng)上述發(fā)光二極體的透明孔的入光面、及一個(gè)穿透率小于50%且反射率大于50%的出光面的勻光腔體，該腔體內(nèi)部為透光材質(zhì)，且除該出光面外，其余所有上述表面，均形成有供把來(lái)自腔體內(nèi)部的光束朝向腔體內(nèi)部反射的反射層；至少ー組設(shè)置于該至少一個(gè)入光面外側(cè)、供發(fā)散來(lái)自上述發(fā)光二極體的光束，使上述光束以一大于其入射角的折射角穿經(jīng)上述透明孔進(jìn)入該勻光腔體的角度發(fā)散片；及ー組設(shè)置于該出光面外側(cè)、供收斂來(lái)自該勻光腔體內(nèi)的勻光光束，使該勻光光束以ー小于其入射角的折射角遠(yuǎn)離該勻光腔體的角度收斂片；及一組供量測(cè)待測(cè)太陽(yáng)能電池受該光源模組照射后的輸出電訊號(hào)的測(cè)試模組。由于本案所掲示的太陽(yáng)光模擬裝置用光源模組，是透過(guò)ー個(gè)『光共振腔』讓進(jìn)入共振腔中的光束在腔體內(nèi)不斷來(lái)回反射，除較少比例可由出光面逸出，大部分光束都會(huì)在反覆反射過(guò)程中均勻混合，并且利用ー組角度發(fā)散片及ー組角度收斂片，讓進(jìn)入光共振腔中的光束，偏折角度變大，使得尚未脫離出光面的光束，在每一次反射回到入光面時(shí)，行經(jīng)的水平距離變大，亦即混光范圍變大，出光均勻度從而提高；反之，在光束脫離出光面時(shí)，經(jīng)過(guò)一片互補(bǔ)的角度收斂片作用，偏折角反向折回，使得出光的光束實(shí)質(zhì)上重新回到接近準(zhǔn)直方向。
此外，藉由多個(gè)LED發(fā)光，使得總出光接近標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光的光譜；并且因?yàn)楸景杆沂竟庠茨＝M業(yè)已模組化，可以結(jié)合多個(gè)模組共同使用，藉以輕易將太陽(yáng)光模擬裝置的照射面積加大，因應(yīng)不同尺寸太陽(yáng)能電池的測(cè)試需求，從而達(dá)成所有上述目的。

圖I是公知太陽(yáng)光模擬裝置的LED光源立體示意圖；圖2是本案較佳實(shí)施例 的立體示意圖，說(shuō)明四組發(fā)光二極體模塊與勻光器的對(duì)應(yīng)關(guān)系;圖3是圖2實(shí)施例勻光器的示意圖，說(shuō)明入光面及各面結(jié)構(gòu)；圖4是圖2實(shí)施例作為角度發(fā)散片的微稜鏡柱片立體示意圖；圖5至圖7是圖4微棱鏡柱片的光束偏折不意圖；圖8是圖4微棱鏡柱片置置的另一不意圖；圖9是光束在勻光器中反射行進(jìn)示意圖，說(shuō)明「完全反射」途徑；圖10是運(yùn)用圖2實(shí)施例的光源模組的太陽(yáng)光模擬裝置示意圖；及圖11是本案第二較佳實(shí)施例的角度發(fā)散片結(jié)構(gòu)立體示意圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明10、10，.....模塊100、100，.....LED2.....勻光器20.....勻光腔體22.....入光面222.....金屬膜220.....透明孔3.....聚光透鏡陣列30.....聚光鏡242.....反射層24.....出光面26.....環(huán)繞反射面224、244、226.....微稜鏡柱片90.....測(cè)試模組I，.....光源模組具體實(shí)施方式有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效，在以下配合說(shuō)明書(shū)附圖的較佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中，將可清楚地呈現(xiàn)。本案的較佳實(shí)施例，如圖2所示，以類(lèi)似上述的四組發(fā)光二極體模塊10’作為光源，在本例中，是采用36種彼此具有相異中心波長(zhǎng)的LED 100’各ー顆，共同構(gòu)成ー組發(fā)光二極體模塊10’，并由四片模塊10’共平面地配置在朝向同一方向發(fā)光，在圖式下方，更設(shè)置有一組勻光器2，本例中是以四個(gè)例如圖3所示的透明塑膠平行六面體『光共振腔』(optical cavity)作為勻光腔體20，每ー個(gè)勻光腔體20對(duì)應(yīng)一片上述模塊10’。為便于說(shuō)明，勻光腔體20朝向模塊10’的表面稱(chēng)為入光面22，在入光面22上鍍有ー層高反射金屬膜222，且在金屬膜222處形成有多個(gè)直徑約I 2mm、井分別對(duì)應(yīng)上述LED 100’的透明孔220，使得入光面22除透明孔220タト，都具有實(shí)質(zhì)上趨近于100%的高反射率，當(dāng)然，此處金屬膜亦可采用多層膜等高反射結(jié)構(gòu)作為取代。為提高進(jìn)入勻光腔體20的光強(qiáng)度，在模塊10’與入光面22間，設(shè)置有一組聚光透鏡陣列3，聚光透鏡陣列3在對(duì)應(yīng)各LED 100’所發(fā)出光束位置，分別形成有ー個(gè)聚光鏡30，使得本例中各聚光鏡30與各LED 100’恰為一対一對(duì)應(yīng)，并且恰可把各LED 100’所發(fā)光束聚焦至各對(duì)應(yīng)透明孔220處，以順利入射至勻光腔體20中。本例的勻光腔體20在相對(duì)于入光面22的底面，形成有ー個(gè)反射率約為90%，穿透率約10%的部分反射、部分穿透(Partial Transmission)反射層242,使來(lái)自勻光腔體20中的光束可以些許射出，故稱(chēng)為出光面24。而在入光面22與出光面24以外的四個(gè)周壁上分別形成有反射率接近100%的反射層，故稱(chēng)為環(huán)繞反射面26，同樣地，其結(jié)構(gòu)可為玻璃片上鍍多層膜或鍍金屬膜，以達(dá)到高效率反射；當(dāng)然，以上所述的玻璃材質(zhì)也可以改為高透光的塑膠類(lèi)材質(zhì)，例如壓克力、聚碳酸醋(PC)等材料。因此，由入光面22進(jìn)入勻光腔體20的光束，除少數(shù)由出光面24透射而出以外，都被迫如圖2中的箭頭所示，在腔體內(nèi)來(lái)回反射，各不同中心波長(zhǎng)的LED100’所發(fā)光束從而混合。因此，『光共振腔』內(nèi)，各空間點(diǎn)上的波段能量分布非常均勻，而照度大小也非常均勻。LED 100’所發(fā)的光束經(jīng)過(guò)各聚光鏡30后，利用透鏡的F值(F number)設(shè)計(jì)，其光發(fā)散角可設(shè)計(jì)在3 5度內(nèi)，在本例中是以幾近彼此平行的行進(jìn)方向由圖式上方向下行迸。由于各LED 100’所發(fā)光束僅具有極小的發(fā)散角，為提高混光效果，在入光面22上方更設(shè)置 有一片如圖4所示的微稜鏡柱片(Micro-prism sheet) 224作為角度發(fā)散片；此微稜鏡柱片是由稜鏡柱所構(gòu)成，本例中，其稜鏡間距(pitch)P約為50 μ m，稜鏡角為90度。光束經(jīng)過(guò)微稜鏡柱片224后，行進(jìn)的方向會(huì)被稜鏡偏轉(zhuǎn)Θ角，再由入光面22上所保留透明孔220進(jìn)入『光共振腔』之中。并且在出光面處，同樣設(shè)置有一片與角度發(fā)散片呈鏡像対稱(chēng)的微稜鏡柱片244作為角度收斂片。光線(xiàn)在經(jīng)過(guò)微稜鏡柱片224的行進(jìn)方向若如圖5所示是經(jīng)微稜鏡柱片224右側(cè)斜面進(jìn)入，則光束將順時(shí)針偏折-Θ角，并如圖2所示，碰到『光共振腔』的左側(cè)環(huán)繞反射面26反射，再行進(jìn)到出光面24，此時(shí)90%反射回『光共振腔』，另外10%經(jīng)出光面24透射向下，由于出光面24下方有方向反置的微稜鏡柱片244,由于其稜鏡柱方向反置，因此當(dāng)一光束以角度Θ進(jìn)入后,經(jīng)過(guò)該稜鏡偏轉(zhuǎn),其出光角將轉(zhuǎn)為O度角，恰可把射出光束的偏角Θ再回復(fù)為O度輸出。同理，如圖6經(jīng)微稜鏡柱片224左側(cè)斜面進(jìn)入的光束，將逆時(shí)針偏折+ Θ角；并同樣參考圖2所示，在出光面24處使10%的光能穿透出光面24向下，再經(jīng)微稜鏡柱片244回復(fù)零度角射出。而由于本例中的『光共振腔』為ー個(gè)平行六面體的共振腔，因此各光束在『光共振腔』內(nèi)，雖然經(jīng)過(guò)多次反射，但經(jīng)過(guò)反置作為角度收斂片的微稜鏡柱片244后，其出射光的角度皆能還原為接近O度角；藉此，射出光源模組的光束聚光角均接近零度而彼此平行，故可達(dá)成光源所發(fā)光束的角度要求。當(dāng)稜鏡角為90度時(shí)，其偏向角Θ約30度，當(dāng)稜鏡角為60度時(shí)，其偏向角Θ約為40度，由于稜鏡的間距非常小，僅約50 μ m，因此入射光束如果直徑為Imm= 1000 μ m，其出射光將如圖7所示，出現(xiàn)左右各Θ角的兩道光束。由于該稜鏡柱在出入紙面的y軸向?yàn)榫鶆蛑鶢?，因此入射光只有在圖式左右方向的X軸向產(chǎn)生偏向角。如果需要y軸方向偏轉(zhuǎn)角度，則如圖8所示，需要外加一片y軸方向的微稜鏡柱片226。該兩片互相垂直重疊，以達(dá)到X.、y軸皆有偏向的功能。因此一道入射光束，經(jīng)過(guò)該兩片微棱鏡柱片后，將在X軸方向產(chǎn)生順時(shí)針與逆時(shí)針兩道偏向光束，y軸方向則產(chǎn)生偏出紙面與偏入紙面的兩道偏折，故將偏折方向排列組合，共產(chǎn)生四道不同方向的光束。利用微稜鏡柱片將LED入射光束的入射角O度偏轉(zhuǎn)為Θ角的主要目的,在于增加光束在『光共振腔』內(nèi)的混光效果。其原理如圖9所示，當(dāng)一光束由點(diǎn)P1以入射角Θ開(kāi)始在『光共振腔』內(nèi)行進(jìn)，分別在點(diǎn)己、？3、？4、？5經(jīng)多次反射，因?yàn)槿肷浣菫棣?，?dāng)『光共振腔』的高度為h，則光束由P1至P5過(guò)程中，在圖式水平面方向行經(jīng)距離為2h · tan Θ，而光徑的總距離L = 2h sec Θ。如果入射角Θ = O,則該光束將只有在入光面與出光面間不斷反射往返，該光束呈上下一直線(xiàn)分布，能涵蓋的分布范圍極??；相對(duì)地，當(dāng)入射角Θ為30度，光束在水平方向?qū)⒖缭?2 V 3)h/3，亦即，該光束所涵蓋的照射面位置分布范圍將非常大。當(dāng)入射角Θ較大的光束，由P1行進(jìn)到P5后，再次于光共振腔內(nèi)反射，其行徑路線(xiàn)已經(jīng)被改變，也將經(jīng)過(guò)不同位置，如果該光束可以經(jīng)過(guò)多次的反覆反射，其軌跡無(wú)疑可以涵蓋整個(gè)光共振腔，亦即，整個(gè)出光面都可以得到其貢獻(xiàn)出光；由此，各不同中心波長(zhǎng)的光束分布將更均勻。加以，由于光束發(fā)散有其立體角，而該光束的點(diǎn)徑(spot size)大小將隨其
行徑愈長(zhǎng)而愈増大，其點(diǎn)徑大小與行經(jīng)距離L的關(guān)系為DELAP，其中L為光束的行徑距
離，Λβ為光束發(fā)散角。因此光束在『光共振腔』內(nèi)的分布，將因總行徑距離愈大而愈均勻。 因此當(dāng)入射角Θ愈大時(shí)，總行經(jīng)距離L愈大，而光束發(fā)散的點(diǎn)徑大小D也會(huì)隨的愈大，混光程度也愈佳。例如當(dāng)『光共振腔』的h = 300mm, Θ選擇為30度，Λ β = ±3度，
則光束由起始點(diǎn)P1開(kāi)始，經(jīng)過(guò)一串反射到達(dá)P5位置吋，Ds70mm。亦即，當(dāng)光束在『光共振腔』內(nèi)往返吋，每行經(jīng)一次出光面而返回入光面時(shí)，其光點(diǎn)大小將增加70_，因此如果經(jīng)過(guò)5次上述往返反射后，原本由入光面如同點(diǎn)光源般進(jìn)入勻光腔體的光束，其點(diǎn)徑大小將迅速擴(kuò)大至350mm。単一光束的點(diǎn)徑已足夠涵蓋整個(gè)『光共振腔』，由此可看出其混光效果。為便于說(shuō)明起見(jiàn)，在此定義光束由入光面進(jìn)入，經(jīng)出光面反射、再回到入光面反射，稱(chēng)為一次「完全反射」，其中經(jīng)過(guò)兩次『光共振腔』的周邊全反射，假設(shè)其反射系數(shù)為a i，其中一次經(jīng)過(guò)出光面的部分透射出光，假設(shè)其出光率為r，反射率為(Ι-r)，再經(jīng)過(guò)ー次入光面反射，假設(shè)其平均反射率為α2，因此該光束經(jīng)過(guò)一次完全反射后的光強(qiáng)度I1 =I0 · a /(l-r) α 2,例如當(dāng) a i = 98%,r = 10%, α 2 = 98%,則 I1 = 0· 851。,如果經(jīng)過(guò) 5 次『完全反射』后，該光束強(qiáng)度尚有I5 = O. 441”以上例子而言，該光束在『光共振腔』內(nèi)，可以視為有5次 6次的有效『完全反射』。如果以該光束進(jìn)入『光共振腔』吋，因?yàn)榻?jīng)過(guò)兩片微稜鏡柱片后，已有四道不同偏向角的光束來(lái)計(jì)算，則該LED光束在『光共振腔』內(nèi)，將可產(chǎn)生20 24次的完全反射的行徑，因而可以達(dá)到完全充分混光的目的。當(dāng)利用多個(gè)不同波段的LED矩陣組成ー個(gè)光源模組，例如大小為三厘米見(jiàn)方的6X6矩陣，其中各個(gè)LED皆利用足夠小的光束角的砲彈型LED組成。即可進(jìn)ー步采用多組LED矩陣的光源模組I’共同組合成如圖10所示的ー個(gè)更大面積光源，照射至下方的太陽(yáng)能電池，供測(cè)試模組90量測(cè)輸出的電壓與電流，藉以獲得待測(cè)太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換性能。如此，完全可以彈性因應(yīng)測(cè)試的需求，而無(wú)庸顧慮待測(cè)試物件尺寸増大，測(cè)試設(shè)備無(wú)法配合的困擾。且即使在各光源模組拼接的邊界處光線(xiàn)稍有減暗，但相較于勻光器I至2_的厚度，其與待測(cè)物間的距離至少數(shù)厘米，因此拼接交界的減暗，在照射至待測(cè)物吋，將不致造成影響。當(dāng)然，如熟悉本技術(shù)領(lǐng)域者所能輕易理解，上述角度發(fā)散片并非局限于單片柱狀結(jié)構(gòu)的微稜鏡柱片，如圖11所示，亦可采用具有多個(gè)錐體部的微稜鏡柱片作為角度發(fā)散片與角度收斂片，且每ー錐體部分別對(duì)應(yīng)一個(gè)入光面的透明孔，即可將入射光以放射狀對(duì)稱(chēng)的偏折角度發(fā)散及收斂；當(dāng)然，亦可采用彼此柱狀排列方向垂直的方式，將兩片柱狀結(jié)構(gòu)的微稜鏡柱片疊置，均可符合本案的需求。經(jīng)由上述設(shè)計(jì)，本案所掲示的光源模組可以利用LED，制造出光束均勻且出光角度小的ClassA級(jí)太陽(yáng)光模擬裝置用光源模組；并且藉由拼接多個(gè)光源模組，即可因應(yīng)待測(cè)物的面積增大，具有良好的使用弾性；且采用多個(gè)LED元件，得以組合出接近標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光的光譜；并將整體光源模組的成本大幅降低，由此制 造出更具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的太陽(yáng)光模擬裝置，達(dá)成所有上述目的。以上所述僅本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，當(dāng)不能以此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即凡依本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)范圍及發(fā)明說(shuō)明內(nèi)容所作簡(jiǎn)單的等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明專(zhuān)利涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)光模擬裝置用光源模組，包括 多個(gè)具有多個(gè)中心波長(zhǎng)的發(fā)光二極體；及 一組勻光器，包括 一個(gè)具有至少六個(gè)表面，其中有至少一個(gè)形成有多個(gè)對(duì)應(yīng)上述發(fā)光二極體的透明孔的入光面、及一個(gè)穿透率小于50%且反射率大于50%的出光面的勻光腔體，該腔體內(nèi)部為透光材質(zhì),且除該出光面外,其余所有上述表面,均形成有供把來(lái)自腔體內(nèi)部的光束朝向腔體內(nèi)部反射的反射層； 至少一組設(shè)置于該至少一個(gè)入光面外側(cè)、供發(fā)散來(lái)自上述發(fā)光二極體的光束，使上述光束以一大于其入射角的折射角穿經(jīng)上述透明孔進(jìn)入該勻光腔體的角度發(fā)散片；及 一組設(shè)置于該出光面外側(cè)、供收斂來(lái)自該勻光腔室內(nèi)的勻光光束，使該勻光光束以一小于其入射角的折射角遠(yuǎn)離該勻光腔體的角度收斂片。
2.如權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)光模擬裝置用光源模組，其中該至少一組角度發(fā)散片包括兩片分別形成有平行稜鏡的微稜鏡柱片，且該兩片微稜鏡柱片是以稜鏡排列方向彼此垂直地重疊設(shè)置。
3.如權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)光模擬裝置用光源模組，其中該勻光腔體僅有一個(gè)上述入光面，且該入光面是平行于該出光面配置。
4.如權(quán)利要求3所述的太陽(yáng)光模擬裝置用光源模組，其中該角度收斂片與該角度發(fā)散片鏡像對(duì)稱(chēng)。
5.如權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)光模擬裝置用光源模組，其中該至少一組角度發(fā)散片是一片形成有多個(gè)分別對(duì)應(yīng)上述透明孔的錐體部的微稜鏡柱片。
6.如權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)光模擬裝置用光源模組，其中該出光面反射率大于85%，且穿透率小于15%。
7.如權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的太陽(yáng)光模擬裝置用光源模組，其中該勻光腔體是一個(gè)中空玻璃盒體。
8.如權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的太陽(yáng)光模擬裝置用光源模組，其中該勻光腔體是一個(gè)實(shí)心透光塑膠平行六面體。
9.如權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的太陽(yáng)光模擬裝置用光源模組，其中上述發(fā)光二極體均具有小于一預(yù)定立體角的發(fā)光角度，且該光源模組更包括介于上述發(fā)光二極體與上述至少一個(gè)入光面間的聚光透鏡陣列。
10.一種太陽(yáng)光模擬測(cè)試裝置，供量測(cè)待測(cè)太陽(yáng)能電池的光電性能，該模擬測(cè)試裝置包括 至少一個(gè)光源模組，包括； 多個(gè)具有多個(gè)中心波長(zhǎng)的發(fā)光二極體；及 一組勻光器，包括 一個(gè)具有至少六個(gè)表面，其中有至少一個(gè)形成有多個(gè)對(duì)應(yīng)上述發(fā)光二極體的透明孔的入光面、及一個(gè)穿透率小于50%且反射率大于50%的出光面的勻光腔體，該腔體內(nèi)部為透光材質(zhì),且除該出光面外,其余所有上述表面,均形成有供把來(lái)自腔體內(nèi)部的光束朝向腔體內(nèi)部反射的反射層； 至少一組設(shè)置于該至少一個(gè)入光面外側(cè)、供發(fā)散來(lái)自上述發(fā)光二極體的光束，使上述光束以一大于其入射角的折射角穿經(jīng)上述透明孔進(jìn)入該勻光腔體的角度發(fā)散片；及 一組設(shè)置于該出光面外側(cè)、供收斂來(lái)自該勻光腔室內(nèi)的勻光光束，使該勻光光束以ー小于其入射角的折射角遠(yuǎn)離該勻光腔 體的角度收斂片；及 一組供量測(cè)待測(cè)太陽(yáng)能電池受該光源模組照射后的輸出電訊號(hào)的測(cè)試模組。
全文摘要
一種太陽(yáng)光模擬裝置用光源模組，包含多個(gè)具多種不同中心波長(zhǎng)的發(fā)光二極體；及一組勻光器，包括一個(gè)具有至少六個(gè)表面，其中有至少一個(gè)形成有多個(gè)對(duì)應(yīng)上述發(fā)光二極體的透明孔的入光面、及一個(gè)反射率大于穿透率的出光面的透光材質(zhì)勻光腔體，且除出光面的所有表面，均形成有完全反射層；至少一組設(shè)置于入光面外側(cè)的角度發(fā)散片，供發(fā)散來(lái)自發(fā)光二極體的光束，使其以一偏折的折射角穿經(jīng)上述透明孔進(jìn)入勻光腔體；及設(shè)置于出光面外側(cè)的角度收斂片。藉由角度發(fā)散片，使進(jìn)入勻光腔體的光束可以平均在多次反射混光后出光，達(dá)成良好勻光效果。
文檔編號(hào)G01R31/26GK102853278SQ20111017662
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者王遵義 申請(qǐng)人:光遠(yuǎn)科技股份有限公司