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1、l 西安工业大学北方信息工程学院西安工业大学北方信息工程学院 本科毕业设计本科毕业设计( (论文论文) ) 题目：太阳模拟器题目：太阳模拟器 AM0 滤光片的研制滤光片的研制 系 别： 光电信息 专 业： 光电信息工程 班 级： B090104 学 生： 学 号： B09010418 指导教师： 2013 年 04 月 16 日 l 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 院（系） 北方信息工程学院 专业 光电信息工程 班级 b090104 姓名 学号 b09010418 1.毕业设计（论文）题目： 太阳模拟器 AM0 滤光片的研制 2.题目背景和意义：太阳模拟技术的应用领域非常广泛。应
2、用太阳模拟技术研制的大型太 阳模拟器是航天技术中卫星空间环境模拟的主要组成部分。中小型太阳模拟器用于卫星姿 态控制的太阳敏感器地面模拟试验与标定及地球资源卫星多光谱扫描仪太阳光谱辐照响应 的地面定标。在太阳光伏科学与工程中,太阳模拟器主要用于太阳能电池的检测与标定。 本课题就是设计并制备太阳能模拟器的核心部件太阳能模拟器 AM0 滤光片。在太阳能 模拟器中，滤光片的性能往往决定了太阳模拟器的好坏，而且 Air Mass Filter 在成本中占 比较大的比例，但是国外的滤光片成本太高，性价比不高。因此，本课题的题目为“太阳 模拟器 AM0 滤光片的研制”。 3.设计(论文)的主要内容（理工科含
3、技术指标）： 该题目主要内容的要求： 本课题要求在熟悉光学薄膜设计软件和镀膜机的操作以及相关薄膜测试设备的基础上，完 成太阳模拟器 AM0 滤光片的设计、镀制和测试，使最终制备的 AM0 滤光片满足以下具体参 数要求： （1）在玻璃基底上，设计出该滤光片的膜系，使其满足以下要求： 在 300650nm 波段内，平均透过率 Ta90%，在 6501200nm 波段范围内是一个 带阻滤光片，在 930nm 处的透过率约为 15%，半宽度为 350nm。 （2） 采用南光光学镀膜机(膜厚控制方式为光电法)，镀制出满足以上要求的滤光片； （3）对该滤光片的光谱特性和机械特性进行测试，使光谱特性满足以上
4、要求，机械特性 满足国标要求； （4）翻译相关外文文献资料一篇。 4.设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）： 起始时间 ：2012 年 11 月2013 年 4 月 20 日， 设计地点 ：实验室 1） 、2012.11.26-2012.12.7：根据任务书了解课题所研究的内容； 2） 、2012.12.17-2012.12.28：查阅文献资料，完成开题报告，并确定出所要翻译的外文文献； 3） 、2013.01.01-2013.3.15：熟悉镀膜机的基本操作以及膜系设计软件的应用并完成膜系设 计； 4） 、2013.03.15-2013.4.05：完成膜系的镀制与测试； 5） 、2
5、013.04.05-2013.4.15：撰写毕业论文准备答辩； l 5.毕业设计（论文）的工作量要求 实验（时数）或实习（天数）： 30 天 图纸（幅面和张数）*： 其他要求： 论文字数不少于 15000，翻译不少于 3000 字，参考文献不少于 30 篇 指导教师签名： 年 月 日 学生签名： 年 月 日 系（教研室）主任审批： 年 月 日 说明：1 本表一式二份，一份由学生装订入附件册，一份教师自留。 2 带*项可根据学科特点选填。 I 太阳模拟器太阳模拟器 AM0 滤光片的研制滤光片的研制 摘摘 要要 太阳能模拟器是模拟太阳辐照度的一种工具，可以模拟不同大气质量条件 下的太阳光谱特性，如
6、太阳光谱总辐照度、辐照不均匀度、辐照不稳定度等。 太阳能模拟器的应用非常广泛，如在航天技术中用来模拟卫星空间环境的大型 太阳能模拟器，在卫星姿态控制、太阳敏感地面模拟试验与标定中用到的小型 太阳能模拟器。在光伏产业中，太阳能模拟器主要用于太阳能电池的检测与标 定。 太阳能模拟器中，滤光片的性能好坏决定了太阳能模拟器的优劣，而且它 在模拟器的成本中占有较大的比例。本课题的主要研究内容是设计并制备出用 于太阳能电池测试的太阳能模拟器滤光片，其中包括Air Mass 1.5G(AMl.5G)、 AM0和AMl三种型号的滤光片。 本文依据标准大气光谱和标准氙灯的光谱曲线，得到了 AM0 型太阳能模拟
7、器滤光片的透射率光谱曲线。在此基础上用 TFC 膜系软件对该滤光片的膜系进 行了设计、优化，并对该膜系进行了镀制工艺研究。光谱测试结果表明，所研 制的滤光片的中心波长 930nm 处的透过率 T15%，半宽度 350nm；在 300650nm 波段内，平均透过率 Ta90%，在 6501200nm 波段范围内是一个带 阻滤光片。光谱辐照度测试结果明，其辐照匹配度在 0.891.09 之间，达到 A 类滤光片要求。 关键词关键词：太阳能模拟器； AM0 滤光片； 光谱辐照； 度辐照匹配度 II Design and Fabrication of Air Mass Filter for AM0 S
8、olar Simulator Abstract The solar simulator is an implement for simulating the sunlight irradiation characteristics,such as solar spectral irradiance,irradiation nonuniformity and irradiation instability. The application of solar simulation is extremely extensive, the large-scale solar simulation is
9、 used in rsed in satellite attitude controlling, solar sensors experiment and demarcation on the ground.Inthe solar photovoltaic engineering, the solar simulator is mainly used in testing and standardizing for solar cells. The properties of Air Mass filter are important to the solar simulator.The Ai
10、r Mass filter,Air Mass 1.5G(AMl.5G),AM0 and AM1,used in solar simulator for solar cells test aredesigned and fabricated in this paper. First,the transmittance spectrum of the AM0 filter was evaluated by means of the standard atmospheric spectrum and the xenon lamp spectrum.Next,the film system of th
11、e AM0 filter was designed and optimized with thin film composite (TFC) software packageFinally,the film system was deposited.The spectroscopic results of the prototyped filter show that the transmittance at the central wavelength of 930 nm is about 15(T15),and that the hag width at half-maximum (HWH
12、M) is 350 nm.The average transmittance of the filter was found to be higher than 95in the wavelength ranging from 300 nm to 650 nm,but in the rall,ge of 650 nm to 1200 nm,it is the stopband filters,The spectral irradiation results show that the radiation lies between 0.89 to 1.09,good enough to be c
13、lassified as Class A filter. III Key words: solar simulator; air mass 0 filter; spectral irradiance; radiation match 目目 录录 1 绪论绪论.1 1.1 课题提出及其意义.1 1.2 太阳能模拟器的发展.1 1.3 太阳能模拟器滤光片的研究现状.1 1.4 本文研究内容及章节安排.2 2 太阳模拟器滤光片曲线的获取和指标的确定太阳模拟器滤光片曲线的获取和指标的确定.3 2.1 大气质量(Air Mass)简介 .3 2.2 太阳能模拟器滤光片国家规范.4 2.3 太阳能模拟器滤光片曲线的获取.
