Експериментальна апробація робочих режимів імітатора сонця Sunbrick

Abstract

Проведено введення в експлуатацію та експериментальна апробація технічних можливостей і режимів роботи та здійснені тестові вимірювання світлових вольт-амперних характеристик сонячних елементів за допомогою сучасного вимірювального комплексу на основі імітатора сонця Sunbrick. Реалізовано автоматизоване вимірювання світлових вольт-амперних характеристик сонячних елементів компенсаційним методом за допомогою вимірювального приладу Keithley 2400. В ході апробації вимірювального комплексу на основі імітатора сонця Sunbrick протестовано можливість відтворення різних режимів роботи імітатора та перевірено можливості керування випромінюванням як за енергетикою в діапазоні від 100 до 1100 Вт/м² так і за спектральним складом. Встановлено, що просторова нерівномірність освітлення для дослідженого приладу становить менше 2 % при площі освітлення понад 400 см² . Показано, що апробований вимірювальний комплекс дозволяє проводити автоматизовані дослідження сонячних елементів в режимах опромінення, що відповідають як наземним умовам опромінення так і в умовах заатмосферного сонячного випромінювання. Апробовано можливість індивідуального налаштування кожного з 36 каналів випромінюючого елементу в діапазоні від 400 до 1100 нм, що додає гнучкості в використанні імітатора сонця Sunbrick під час дослідження як сонячних елементів в цілому так і властивостей функціональних напівпровідникових матеріалів шляхом опромінення монохроматичним або змішаним освітленням. Показано, що за рахунок експресності проведення досліджень та можливості одразу візуалізувати виміряну вольт-амперну характеристику на екрані комп'ютера можна суттєво пришвидшити процес дослідження сонячних елементів. Так можна відразу проводити розподіл досліджених сонячних елементів за групами відносно їх ефективності та визначати присутність можливих дефектів або пошкоджень у їх структурі.

Commissioning and experimental testing of technical capabilities and modes of operation were carried out, and test measurements of light currentvoltage characteristics of solar cells were carried out using a modern measuring complex based on the Sunbrick sun simulator. Automated measurement of the light-voltage-current characteristics of solar cells by the compensation method using the Keithley 2400 measuring device was implemented. During the approbation of the measuring complex based on the Sunbrick sun simulator, the possibility of reproducing different modes of simulator operation was tested and the ability to control radiation in terms of energy in the range from 100 to 1100 W/m² and by spectral composition. It was established that the spatial unevenness of illumination for the investigated device is less than 2% with an illumination area of more than 400 cm². It is shown that the tested measuring complex allows for automated research of solar cells in irradiation regimes corresponding to both terrestrial irradiation conditions and extraatmospheric solar radiation conditions. The possibility of individual adjustment of each of the 36 channels of the emitting element in the range from 400 to 1100 nm has been tested, which adds flexibility in the use of the Sunbrick sun simulator during the study of both solar cells as a whole and the properties of functional semiconductor materials by irradiation with monochromatic or mixed illumination. It is shown that due to the rapidity of conducting research and the ability to immediately visualize the measured current-voltage characteristic on the PC screen, it is possible to significantly speed up the process of researching solar cells. Thus, it is possible to immediately divide the investigated solar cells into groups in relation to their efficiency and determine the presence of possible defects or damage in their structure.