[发明专利]太阳光模拟器和用于运行太阳光模拟器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有多个半导体光源和至少一个在下游接入的光学元件的太阳光模拟器。本发明还涉及一种用于运行太阳光模拟器的方法。

背景技术

已知氙闪光灯用于测试太阳能电池。氙闪光灯的应用具有下述缺点：得出差的可复现性的快速循环的测量，因为出现电容器电荷对闪光功率的影响。此外，氙闪光灯在高的加工成本和高的的能量使用情况下仅具有低的灯使用寿命。此外，放射的光谱是固定预设的并且不能够被跟踪。此外，在太阳能电池未被激活的波长范围中需要高的功率。

DE 10051357 A1描述用于辐照太阳能电池的装置，所述装置包含至少400个固体辐射源，更确切地说以矩阵形的平面的布置以用于优选为硅电池发射光谱为880nm的单色光（矩阵光源）。矩阵光源构成为XY矩阵，其中能够单独控制固体光源的电流。矩阵光源能够具有不同的、光谱的光发射的固体光源的组，其中通过适当地控制组能够产生期望的混合光谱。

US 2008/0115830 A1公开一种太阳能电池和透镜的组件，所述组件位于太阳光集中器模块的表面上。太阳能电池位于透镜的焦点中。通过发光装置替代太阳能电池的其他组件位于太阳光集中器模块的相对置的表面上。每个其他的组件相反地安置在前面的组件上。因此，通过较后面的组件和前面的组件发出的光由发光装置聚焦到太阳能电池上。

DE 10 2007 059 130 A1和DE 10 2007 059 131 A1提出用于调节色度坐标的方法和装置以及照明系统。DE 10 2007 059 130 A1描述一种用于调节至少一个光源的色度坐标的方法，其中测定温度并且其中与测定的温度相关地调节至少一个光源的色度坐标。此外，描述一种用于执行所述方法的装置。DE 10 2007 059 131 A1描述一种用于调节色度坐标的方法，其中设有n个光源，其中n-3个光源被预调节或是预调节的，其中n个光源的色度坐标差异由理论色度坐标来确定并且其中3个没有预调节的光源调节成，使得实现理论色度坐标。此外，描述一种用于执行所述方法的装置。

发明内容

本发明的目的是，至少部分地克服现有技术的缺点。

所述目的根据独立权利要求的特征来实现。优选的实施形式尤其能够在从属权利要求中得出。

所述目的通过具有至少一个发光模块的太阳光模拟器来实现，其中所述至少一个发光模块具有：多个光产生单元，其中光产生单元中的每一个具有带有在下游接入的、聚光的一级光学元件的至少一个半导体光源；在光产生单元的下游接入的、使光均匀化的二级光学元件；和在二级光学元件的下游接入的、成像的三级光学元件；其中半导体光源在多个、能够单独控制的波长范围中产生光。

这种太阳光模拟器能够实现将馈入的能量有效地转换成光。由多个波长范围组成的光（“混合光”）能够由太阳光模拟器以在大面积之上的极其均匀的光谱分布和极其均匀的功率或强度并且以高的精度（例如，为了测量目的）以可复现的方式来提供。换言之，在所辐照的表面的任何位置上能够提供相同的光谱和相同的功率。均匀的分布已经能够直接地在太阳光模拟器的下游提供，尤其也在短焦距的工作距离中，例如为大约400nm，这允许紧凑的装置。

优选地，至少一个半导体光源包括至少一个发光二极管。在存在多个发光二极管时，所述多个发光二极管以相同的色彩或以不同的色彩发光。色彩能够是单色的（例如，红色、绿色、蓝色等）或多色的（例如，白色）。由至少一个发光二极管放射的光也能够是红外光（IR-LED）或紫外光（UV-LED）。多个发光二极管能够产生混合光；例如，白色的混合光。至少一个发光二极管能够包含至少一种波长转换的发光材料（转换型LED）。替选地或附加地，发光材料能够远离发光二极管设置（“远程磷光”）。至少一个发光二极管能够以至少一个单独封装的发光二极管的形式或以至少一个LED芯片的形式存在。多个LED芯片能够安装在共同的基底（基板）上。至少一个发光二极管能够装配有至少一个自有的和/或共同的用于引导射束的光学元件。取代于或附加于例如基于InGaN或AlInGaP的无机发光二极管，通常也能够使用有机LED（OLED，例如，聚合物LED）。替选地，至少一个半导体光源例如具有至少一个二极管激光器。

聚光的一级光学元件用于使由至少一个半导体光源产生的、射到一级光学元件中的光束的张角减小或变窄。聚光的一级光学元件也能够称作准直光学元件或相应于准直光学元件。