[發明專利]高強度單色光輻照的測量方法及裝置

在審

• 申請號: 202010529842.1
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111664938A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 邵劍波;席曦;劉桂林
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42;G01J1/02
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 殷紅梅

本發明涉及一種高強度單色光的測量方法及裝置。其包括如下步驟：步驟1、準備單色光光源強度測定的感光元件，通過感光元件能得到感光測量信號S_dig；步驟2、運算模塊根據感光測量信號S_dig，能得到單色光光源對應等效的標準太陽數X(Suns)，X(Suns)＝S_dig/(R_coef×A_Eff×e×Nph0)，其中，R_coef為感光元件的響應系數，A_Eff為感光元件的有效面積，e為電子電量，Nph0為等效標準光的光子流密度；步驟3、所述運算模塊通過顯示模塊顯示輸出所得到的等效標準太陽數X(Suns)。本發明能實現高光強單色光的輻照測定，測量效率高，適應范圍廣，安全可靠，并且經運算將輸出值顯示為標準日光的倍數，更加直觀。

技術領域

本發明涉及一種測量方法及裝置，尤其是一種高強度單色光的測量方法及裝置。

背景技術

由于標準太陽光準備的輻照存在光照強度的限制(約一個標準太陽光)，而在硅太陽電池行業出現了能產生高光強單色光的快速光衰設備及氫再生設備的需求。由于單色光和復色光機制的區別，此類設備的輻照強度無法利用常規的光度計進行輻照強度的測定。對于單色光，即為單一頻率(或波長)的光，不能產生色散。然而，一般的光源是由不同波長的單色光所混合而成的復色光，所謂的“復色光”是指白光或太陽光經三棱鏡折射能所分離出光譜色光--紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等七個顏色。

目前，市場上測定光強的儀器稱為照度計，采用硅二極管或光電管將光能轉化為電能后，再測定光電流值可得到光強大小的相對值，通過校正即得到光強值，一般以Lux(勒克斯)或W/m²為計量單位。

在采用照度計進行光強測定時，主要有如下幾個方面的情況：首先，光電管所用的光電材料(即探頭)的光譜靈敏區的限制，所測得的光強只是該光譜靈敏區范圍內的值，大致在380nm-780nm波長范圍。其次，由于光電材料只能承受特定光強以下的輻照，因此其光強測試范圍受到極大限制，通常能測試標準1個太陽數左右及以下的光照。然而，該類裝置對于目前光伏行業抗光衰(LID)設備的高光強光源(遠高于1個太陽數)是無法測量的。

另外，單色光相對于白光的頻率單一，不同單色光在感光元件的吸收系數也是不相同，相對于白光照度計更為復雜和精確。在當前實行的國家標準和國際標準中，在輻照面上的輻照強度為1000W/m²時，認為等同于如AM1.5G的輻照強度，稱為一個標準太陽的輻照強度。

近年來，在光伏電池領域，已經出現用單色光形成高光強的輻照來作為光源照射硅太陽電池的測試。按照前述定義，單色光情形下由于其光譜的單一，光能量分布明顯區別于白光和日光，或者存在光源產生高光強輻照的情況，顯然不能用白光的(如AM1.5G)的定義來描述和測量單色光的高光強輻照下在感光元件產生的模擬信號與光源光強之間的關系。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，準備一種高強度單色光的測量方法及裝置，其能實現高光強單色光的輻照測定，測量效率高，適應范圍廣，安全可靠。

按照本發明準備的技術方案，一種高強度單色光輻照的測量方法，所述測量方法包括如下步驟：

步驟1、準備待測量光照強度的單色光光源以及用于接收所述單色光光源光照的感光元件，通過感光元件能得到感光測量信號S_dig；

步驟2、運算模塊根據感光測量信號S_dig，能得到單色光光源對應等效的標準太陽數X(Suns)，所述的等效標準太陽數X(Suns)為：

X(Suns)＝S_dig/(R_coef×A_Eff×e×Nph0)