專利名稱：模擬太陽光照射裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及照射模擬太陽光的模擬太陽光照射裝置。
背景技術：
近年來，隨著太陽能電池板的大型化，越來越需要能照射與太陽光相近的人工光(模擬太陽光)的裝置。特別是，隨著太陽能電池技術的快速發(fā)展和普及，特別需要在太陽能電池的檢查、測定、及實驗中可利用的、能大面積地照射高精度的模擬太陽光的裝置。
模擬太陽光所需的主要要素在于該模擬太陽光的發(fā)光光譜與基準太陽光(由日本エ業(yè)標準制定)相近、以及模擬太陽光的照度水平與基準太陽光相同。特別是，在兩層層疊型(串列式(tandem)結構)或三層層疊型(三層結構)的太陽能電池板中，采用將分光靈敏度不同的太陽能電池在內(nèi)部串聯(lián)連接的結構，在對這些太陽能電池板的發(fā)電特性進行評價時，由于在各層中引起發(fā)電的波段不同，因此需要利用具有與太陽光類似的光譜的光來對太陽能電池板的輸出特性進行評價。以往，也開發(fā)了可高精度地再現(xiàn)太陽光的光譜分布的光照射裝置。在專利文獻I中，掲示了在各種模擬太陽光照射裝置中可采用的導光體、以及利用該導光體的光照射裝置。圖9是專利文獻I所示的光源裝置的簡要剖視圖。作為現(xiàn)有的光照射裝置100，在內(nèi)壁被銀反射面所覆蓋的反射箱102內(nèi)包含有燈光源所使用的近似點光源101，在該反射箱表面上，開有針孔狀的開ロ部103。在該開ロ部配置有上述導光體104，采用將光從導光體的面積較小的端面射入、將光從面積較大的端面射出的結構。對于燈光源101的出射光,利用反射箱102,使光在反射箱內(nèi)進行多次反射,之后，從上述開ロ部103射出，到達導光體104的入射端面105。然后，到達導光體104內(nèi)的光在該處重復進行全反射，逐漸在出射端面106變化成垂直的光線，從出射端面106射出。由此，能高效地獲得具有高方向性的出射光，而與光源的射出特性無關。根據(jù)該裝置，通過使用多個導光構件，能更高效地獲得高方向性的光。此外，若使用該光源裝置，則能將對方向性進行了控制的光射入濾光片，能獲得具有所希望的發(fā)光光譜的模擬太陽光。專利文獻I :日本國公開專利公報“日本專利特開2003-098354號公報”

發(fā)明內(nèi)容
然而，在專利文獻I中，使用了能將高方向性的光高效射出的導光體，雖然能控制從導光體射出的光的方向性，但由于燈光源與導光體靠近配置，因此，特別是在燈光源為鹵素光之類的熱源的情況下，導光體的溫度因該熱量而上升。此時，在導光體為玻璃制且尺寸較大的情況下，即使要進行冷卻，也難以冷卻到最高溫的中心部附近，可能會因在該中心部累積熱量所引起的熱應カ而導致玻璃破裂。為了應對該問題，對導光體使用耐熱的玻璃材料即可，但由于在模擬太陽光照射裝置中應用了多個導光體，因此，會對所有導光體使用材料成本高的耐熱玻璃。此外，若將所有紅外光都輻射到太陽能電池板上，則太陽能電池板會不必要地達到高溫，因此，需要在照射前減少該紅外光，但由于耐熱玻璃中，紅外吸收沒有通常的玻璃材料那么大，因此，需要另外附加光學元件等以去除紅外線。本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供ー種可防止玻璃破裂而不對導光構件使用耐熱玻璃等的、低成本的模擬太陽光照射裝置。為了解決上述問題，本發(fā)明所涉及的模擬太陽光照射裝置包括第I光源，該第I光源照射具有規(guī)定的分光分布的第I光；第I導光構件，該第I導光構件將從所述第I光源射入的光從入射面導入，將對方向性進行了控制的光從出射面射出；第I濾光片，該第I濾光片對從所述第I導光構件射出的光的光譜進行調整;第2光源，該第2光源照射紅外光波段的累計輻照度大于波長比紅外光要短的光的波段的累計輻照度的第2光；第2導光構 件，該第2導光構件將從所述第2光源射入的光從入射面導入，將對方向性進行了控制的光從出射面射出；及第2濾光片，該第2濾光片對從所述第2導光構件射出的光的光譜進行調整，其特征在于，所述第2導光構件的個數(shù)是所述第I導光構件的個數(shù)的η倍(η為2以上的自然數(shù))。根據(jù)上述結構，本發(fā)明所涉及的模擬太陽光照射裝置中，與第I導光構件的寬度(短軸方向)和長度(長軸方向)相比，能使各第2導光構件的寬度和長度較小，因此，第2導光構件容易散熱，從而能減輕因第2光中所包含的紅外線成分而導致第2導光構件的溫度上升。此外，只要配置第2導光構件的位置是與裝置尺寸相關的位置，就還能使裝置的占地面積(footprint)小型化。本發(fā)明的其它目的、特征以及優(yōu)點通過以下所示的記載可以充分了解。此外，本發(fā)明的優(yōu)點從參照附圖的以下說明中應該可以明白。如上所述，本發(fā)明所涉及的模擬太陽光照射裝置能有效進行導光構件的散熱，減少溫度上升，因此，具有防止導光構件的玻璃發(fā)生破裂、無需使用成本高的耐熱玻璃的效果O


圖I是表示本發(fā)明的一個實施方式所涉及的模擬太陽光照射裝置的主要部分結構的立體圖。圖2是示意性表示圖I的模擬太陽光照射裝置的主要部分結構例的縱向剖視圖。圖3中的(a)是表示與氙燈的波長相對應的輻照度的圖，圖3中的(b)是表示與鹵素燈的波長相對應的輻照度的圖。圖4是表示錐形耦合鏡的結構的圖。圖5中的(a)是表示冷卻裝置的結構的圖，圖5中的(b)是表示對錐形耦合鏡的剖面吹冷卻風的情況的圖。圖6中的(a)是表示第I導光構件(錐形耦合鏡4)相對于鹵素光的溫度依賴性的曲線圖，圖6中的(b)是表示第2導光構件(錐形耦合鏡10)相對于鹵素光的溫度依賴性的曲線圖。圖7是表示作為目標的基準太陽光光譜的圖。
圖8是進ー步包括第3濾光片的結構圖。圖9是表示專利文獻I所記載的光照射裝置的圖。
具體實施例方式下面，參照附圖，詳細說明本發(fā)明的一個實施方式。首先，參照圖I、圖2詳細說明對照射面15照射模擬太陽光的模擬太陽光照射裝置I。所謂模擬太陽光是ー種人工光，具有與自然光(太陽光)的發(fā)光光譜無限接近的發(fā)光光譜。本實施方式所涉及的模擬太陽光照射裝置I將氙光與鹵素光的合成光作為模擬太陽光來進行照射。在照射面15上配置有例如太陽能電池。另外，各圖中的結構構件的各厚度、長度等是根據(jù)制圖上的觀點而定的，并不限定于圖示的結構。此外，在本發(fā)明的附圖中，相同的參考標號表示相同部分或相當部分。圖I是表示本發(fā)明的一個實施方式所涉及的模擬太陽光照射裝置I的主要部分結構的立體圖。圖2是示意性表示圖I的模擬太陽光照射裝置的主要部分結構的縱向剖視圖。如這些圖所示，模擬太陽光照射裝置I包括照射第I光的氙光源2(第I光源)；照射第2光的鹵素光源8 (第2光源)；將氙光源2或鹵素光源8收納在內(nèi)部且內(nèi)表面為反射面的反射鏡3和反射鏡9 ;作為對從上述氙光源2照射的第I光或從鹵素光源8照射的第2光的方向性進行控制的控制單元的錐形耦合鏡4 (第I導光構件)和錐形耦合鏡10 (第2導光構件)；對從上述氙光源2照射的第I光進行濾光以成為短波長側的光的光譜調整用的大氣濾光片(air mass filter) 5 (第I濾光片)；對從上述第2光源照射的第2光進行濾光以成為長波長側的光的光譜調整用的大氣濾光片11(第2濾光片)；作為反射/透射單元的波長選擇鏡(或波長混合鏡)等光混合部13，該反射/透射単元使來自上述大氣濾光片5的短波長的氙出射光發(fā)生反射，并使來自上述大氣濾光片11的長波長的鹵素出射光發(fā)生透射，從而進行光混和，以獲得類似于太陽光的模擬太陽光；及導光構件14，該導光構件14將來自該光混合部13的擴散光、即模擬太陽光從ー個端面導入,并在其內(nèi)部進行傳輸，對例如配置有太陽能電池板等的照射面15均勻地面照射方向性高的光。氣光源2設置在反射鏡3的內(nèi)部,照射具有規(guī)定的發(fā)光光譜的氣光(第I光)。本實施方式中，氙光源2是桿狀(線狀)的氙燈。氙光源2的數(shù)量可以是I根，也可以是多根。反射鏡3的剖面為局部橢圓形狀，在其前方設置有開ロ板，在開ロ板上隔開規(guī)定間隔形成有開ロ部。從氙光源2照射的光具有以下結構所述光在反射鏡3的內(nèi)表面反射并聚焦，從該開ロ部3導出方向性較好的氙光，使其射入錐形導光構件、即錐形耦合鏡4的下端面。為了大面積地照射模擬太陽光，需要高輸出的光源，且在將裝置向エ廠的生產(chǎn)線(エ序內(nèi))進行導入的情況下，為了能省去光源更換等維護的麻煩，要求光源壽命較長。一般而言，輸出高、壽命長的氙光源呈桿狀，是無方向性的擴散光源。雖然為了使該桿狀光源具有方向性而利用反射鏡3，但會殘留特定的擴散角。只要將裝置大型化，就能使擴散角接近零，成為平行光，但為了實現(xiàn)小型化，無論如何都會具有特定的擴散角。盡管受到該擴散角的較大影響，但由于是濾光片，因此，在射入濾光片之前，需要將擴散角控制在最低限度。本發(fā)明中，利用反射鏡和錐形耦合鏡對擴散角進行控制。另ー方面，齒素光源8設置在反射鏡9的內(nèi)部,照射具有規(guī)定的發(fā)光光譜的齒素光(第2光)。從齒素光源8照射的光具有以下結構即，所述光在反射鏡9的內(nèi)表面反射并聚焦，從光出射面導出方向性較好的鹵素光，使其射入錐形導光構件、即錐形耦合鏡10的下端面。此外，鹵素光源呈燈絲狀，與氙光源同樣是無方向性的擴散光源，為了使該燈絲狀光源具有方向性，利用反射鏡和錐形耦合鏡來控制擴散角。另外，本實施方式中，鹵素光源8是兩個燈絲狀的鹵素燈，對應于兩個鹵素燈而分別使用錐形耦合鏡10。此外，對鹵素光的方向性進行控制的錐形耦合鏡10具有與對氙光的方向性進行控制的錐形耦合鏡4大體相似的形狀，其表面積約為后者的1/4。這是因為，鹵素光是熱源，從而由于其輻射熱、在錐形耦合鏡內(nèi)部傳輸時的吸收熱，當錐形耦合鏡為玻璃制而較大時，即使要進行冷卻，也不易冷卻到溫度最高的中心部的附近，玻璃有可能會因在該中心部累積熱量所引起的熱應カ而破裂，詳細情況將在后面闡述。圖3中的(a)是表示與氙燈的波長相對應的輻照度的圖，圖3中的(b)是表示與 鹵素燈的波長相對應的輻照度的圖。另外，累計輻照度是對燈的輻照度的從某一波長到某一波長的范圍內(nèi)的輻照度進行累計后得到的輻照度，該鹵素燈中，可知，紅外光波長范圍的累計輻照度大于波長比紅外光要短的光的波長范圍的累計輻照度。來自氙燈的出射光如圖3中的(a)所示，主要具有與太陽光的可見光到紫外光相當?shù)牟ǘ蔚墓?，對溫度上升有貢獻的紅外線成分比鹵素光要少。另ー方面，來自鹵素燈的出射光如圖3中的(b)所示，主要具有太陽光的紅外光的波段的光，對溫度上升有貢獻的紅外線成分較多。因而，對鹵素光進行控制的錐形耦合鏡10的溫度比對氙光進行控制的錐形耦合鏡4要易于上升。接下來，說明錐形耦合鏡4和錐形耦合鏡10的結構。圖4中的(a)示出錐形耦合鏡4的結構，圖4中的(b)示出錐形耦合鏡10的結構。本實施例中，錐形耦合鏡4的寬度(短軸方向)為150mm,長度(長軸方向)為480mm,錐度為7度,錐形I禹合鏡10的寬度(短軸方向)為75mm，長度(長軸方向)為240mm，錐度為7度。即，與錐形耦合鏡4相比，錐形耦合鏡10的寬度、長度分別為其1/2，表面積約為其1/4，形狀與錐形耦合鏡4的形狀大體相似。如該圖所示，錐形耦合鏡4采用使導光構件的寬度(短軸方向)從其一端(光入射面)朝向另一端(光出射面)逐漸增加的結構。從錐形耦合鏡4的入射面射入的氙光雖然被反射鏡3所聚焦，但其擴散角仍具有較大的幅度。但是，在錐形耦合鏡4內(nèi)進行傳輸時，其擴散角以匯聚在一定幅度內(nèi)的方式進行變化，從而控制為最低限度的擴散角。錐形耦合鏡10也采用使導光構件的寬度(短軸方向)從其一端(光入射面)朝向另一端(光出射面)逐漸增加的結構。從錐形耦合鏡10的入射面射入的鹵素光雖然被反射鏡9所聚焦，但其擴散角仍具有較大的幅度。但是，在錐形耦合鏡4內(nèi)進行傳輸時，其擴散角以匯聚在一定幅度內(nèi)的方式進行變化，從而控制為最低限度的擴散角。本實施方式中，作為光照射單元的導光構件41用于使來自光混合部13的擴散光以面狀進行照射。從光混合部13射出的、對方向性進行了控制的合成光被引導至導光構件14的內(nèi)部。射入導光構件14的光在外壁重復全反射，并在其內(nèi)部進行傳輸。此外，對于導光構件14，例如在其表面上形成有散射體，射入導光構件14的光在其內(nèi)部進行傳輸時，會射入散射體，被散射體折射或反射，使得傳輸角度不滿足斯涅耳定律的全反射條件，從而射出到導光構件14的外部。因而，模擬太陽光照射裝置I能將通過不同光學系統(tǒng)的氙光和鹵素光都以對方向性進行了控制的狀態(tài)照射到照射面15。這樣，導光構件起如下作用使射入的光在其內(nèi)部進行傳輸，并且，利用設置于其表面的散射體將光進行反射，并將光射出到外部。另外，散射體是將在導光構件14的表面印刷成微細圖案的散射體包含在內(nèi)的印刷體，除此之外，也可以是形成在導光板表面的槽狀物。在導光構件14內(nèi)進行傳輸?shù)墓馊羯淙胗∷Ⅲw，則被內(nèi)部的散射對所散射，從而從導光構件14射出。或者，也可以不是印刷體，而設置利用激光等對導光構件表面進行了微細加工的散射面。此外，也可以像槽狀物那樣，僅利用該處的反射、折射效應將光導出到導光構件14的外部。即，只要是能改變在導光構件14的內(nèi)部進行傳輸?shù)墓獾那斑M方向、破壞全反射條件以將光從導光構件14射出的方法，就可以是任何方法。接下來，利用圖5來說明氣冷式冷卻裝置21，該氣 冷式冷卻裝置21設置在鹵素光源8附近，用以將來自鹵素光的、到錐形耦合鏡10的輻射熱和吸收熱高效地進行散熱。圖5是表示設置在模擬太陽光照射裝置的鹵素光源8附近的冷卻裝置的結構的圖。本實施例中，如圖5所示，在鹵素光源8附近設置有送風管22，在其內(nèi)部有冷卻風流動(箭頭24)。此外，對該送風管22配置有多個送風用開ロ 23，使得冷卻風朝各錐形耦合鏡10流動(箭頭25)。該冷卻風接觸錐形耦合鏡10的表面，從而將錐形耦合鏡10冷卻。另外，朝向錐形耦合鏡10開ロ的送風用開ロ 23優(yōu)選配置在錐形耦合鏡10之間。本實施例中，在錐形耦合鏡10之間每處僅配置一個送風用開ロ 23，但也可以配置多個，根據(jù)要提供的風量來適當配
置即可。此外，為了使錐形耦合鏡10高效地進行散熱，優(yōu)選盡可能地將冷卻風從各個方向吹向錐形耦合鏡10的中央部，該錐形耦合鏡10中，由于光變強，因此溫度容易因吸收熱而上升。本實施例中，將送風用開ロ 23分別配置在錐形耦合鏡10之間，像圖5中的(b)所示的那樣將冷卻風從三個方向(上面及左右面)吹向錐形耦合鏡10，因此，能大體各向同性地進行冷卻。此外，優(yōu)選使冷卻風接觸錐形耦合鏡10的光入射面附近。這是因為，鹵素光的吸收熱從錐形耦合面10的寬度(短軸方向)逐漸增加的光入射面朝向光出射面増大，光入射面?zhèn)缺裙獬錾涿鎮(zhèn)纫咏鳛闊嵩吹柠u素光源8，因此，受到鹵素光源8的輻射熱的影響較大，溫度容易上升。這樣，通過將冷卻風吹向錐形耦合鏡10的表面，從而能使錐形耦合鏡10的寬度方向、長度方向上的溫度分布變均勻，因此，能避免因玻璃內(nèi)部的熱應カ而導致破損的危險。另外，錐形耦合鏡10的尺寸越小，越能有效地散熱。此外，優(yōu)選除將冷卻風吹向錐形耦合鏡10以外，還將其吹向反射鏡3部分。這是因為反射鏡3接近鹵素光源，從而溫度容易上升。此處，利用圖6說明冷卻裝置的冷卻風所引起的冷卻效果、及鹵素光的輻射熱和吸收熱所引起的加熱效果給錐形耦合鏡帶來的影響。圖6中的(a)是表示錐形耦合鏡4相對于鹵素光的溫度依賴性的曲線圖，圖6中的(b)是表示錐形耦合鏡10相對于鹵素光的溫度依賴性的曲線圖。圖6中的(a)表示與錐形耦合鏡4的中心部的距離為LI (mm)的位置處的、與鹵素光源8的點亮次數(shù)相對應的錐形耦合鏡4的溫度為Tl (V )時的溫度分布P1、P2、P3。距離LI = O的部分對應于錐形耦合鏡中心部。溫度分布P1、P2、P3分別是點亮次數(shù)為25次、50次、150次的試驗結果。如圖6(a)中的溫度分布P1、P2、P3所示，隨著距離LI増大(離中心部越來越遠)，錐形耦合鏡4的溫度緩慢下降。此外，隨著點亮次數(shù)増加，錐形耦合鏡4的溫度上升，且中心部與表面部之間的溫度差變大。這是因為，若點亮的間隔較短，則鹵素光的加熱效果較好，因此，即使將錐形耦合鏡4進行冷卻，也不會冷卻到其中心部，中心部的溫度單調上升，與此不同的是，在表面部，冷卻風的冷卻效果較好，溫度不怎么上升。其結果是，像圖6中的(a)那樣，產(chǎn)生隨著點亮次數(shù)増加、玻璃內(nèi)部的溫度差變大的現(xiàn)象，錐形耦合鏡4的中心部的溫度無法變成平衡狀態(tài)。這樣，若玻璃內(nèi)部的溫度平衡繼續(xù)處于不良狀態(tài)，則因玻璃內(nèi)部的熱應カ而導致破損的危險增高。
另ー方面，圖6中的(b)表示離開尺寸比錐形耦合鏡4要小的錐形耦合鏡10的中心部的距離為L2(mm)的位置處的、與鹵素光源8的點亮次數(shù)相對應的錐形耦合鏡10的溫度為T2(°C )時的溫度分布Q1、Q2、Q3。距離L2 = O的部分對應于錐形耦合鏡中心部。溫度分布Ql、Q2、Q3分別是點亮次數(shù)為5次、10次、30次的試驗結果。如圖6(b)中的溫度分布Q1、Q2、Q3所示，隨著L從距離L2 = O起増大，錐形耦合鏡的溫度緩慢下降。此外，與圖6中的(a)同樣，每當點亮次數(shù)増加，錐形耦合鏡10的溫度上升，且中心部與表面部之間的溫度差變大。與錐形耦合鏡4相比，錐形耦合鏡10的寬度、長度分別為其1/2，表面積約為其1/4，相對小型，因此，溫度相對于點亮次數(shù)上升較快。但是，若將各溫度分布Q1、Q2、Q3進行比較，則可知，與點亮次數(shù)從5次變化到10次時的中心部的溫度上升相比，點亮次數(shù)從10次變化到30次時的中心部的溫度上升要大幅鈍化。這是因為，錐形耦合鏡10的尺寸相對較小，因此，溫度因鹵素光的加熱效果而上升較快，但另一方面，冷卻風的冷卻效果也較好，從而不會僅有中心部的溫度單調上升，在某個一定的溫度附近，因增加點亮次數(shù)而引起的鹵素光的加熱效果、與冷卻風的冷卻效果大體達到平衡狀態(tài)。其結果是，像圖6中的(b)那樣，隨著點亮次數(shù)増加、玻璃內(nèi)部的溫度差變大的現(xiàn)象在一定溫度達到平衡狀態(tài)，因此，能避免因玻璃內(nèi)部的熱應カ而導致破損的危險。這樣，錐形耦合鏡10相對較小型，冷卻風的冷卻效果較好，在此情況下，能避免玻璃破損的危險，因此，通過對錐形耦合鏡10使用吸收波長1200nm以上的紅外光的玻璃材料(浮法玻璃、通常的光學玻璃BK7等)，將減少了鹵素光中所包含的主要的紅外線成分的模擬太陽光射出，從而能防止作為被照射物的太陽能電池板的溫度上升。此處，本實施例中的模擬太陽光照射裝置能將對氙光進行濾光后得到的短波長側的光、和對鹵素光進行濾光后得到的長波長的光進行光混合，以獲得與太陽光類似的模擬太陽光。圖7表不作為模擬太陽光的目標的基準太陽光的光譜。從圖7可知，對于長波長側的1200nm以上的紅外光，基準太陽光的輻照度較小，對提高模擬太陽光的光譜一致度(與基準太陽光的一致程度的比率)幾乎沒有貢獻。該紅外光主要是紅外線成分，若輻射到作為被照射物的太陽能電池板上，則存在太陽能電池板不必要地達到高溫的問題。因而，對錐形耦合鏡10的材料使用吸收該紅外光的紅外線成分的熱量的玻璃材料，當鹵素光在錐形耦合鏡10內(nèi)傳輸時，盡可能吸收波長為1200nm以上的紅外光，從而能防止太陽能電池板不必要地達到高溫。此外，此時也不會使模擬太陽光的光譜
一致度降低。此外，模擬太陽光照射裝置I也可以應用紅外截止濾光片18(第3濾光片)，該紅外截止濾光片18用于將鹵素光的發(fā)光光譜中的長波長側的光、即紅外線成分濾除。通過像上述那樣將波長1200nm以上的紅外光濾除，從而能防止作為被照射物的太陽能電池板的溫度上升。從圖8可知，紅外截止濾光片18配置成與大氣濾光片11彼此平行排列。此時，優(yōu)選將紅外截止濾光片18配置在比大氣濾光片11要靠近鹵素光源8的位置。這是因為，通過利用紅外截止濾光片18將鹵素光的紅外線成分反射并使其減少，從而還能防止因來自齒素光源8的熱量而導致大氣濾光片11劣化。但是，由于僅利用紅外截止濾光片18難以將紅外線成分濾除，因此，優(yōu)選與對上述錐形耦合鏡10應用吸收材料一起輔助地進行并用。在此情況下，紅外截止濾光片18利 用反射來使紅外線成分減少，因此，光難以被濾光片吸收。因而，能防止熱量在濾光片內(nèi)部累積導致內(nèi)部的溫度梯度變大，從而導致構件破損。此外，近紅外光中，要反射的波長范圍(截止波段)是有限的，因此，能用光學多層膜等來構成，具有容易設計的特征。此處，如圖I所示，模擬太陽光照射裝置I中，說明了錐形耦合鏡10相對于錐形耦合鏡4的個數(shù)(以下，在本說明書中，記載為分割數(shù))為兩個的情況，但并不限于這種結構，該分割數(shù)也可以為三個以上。此時，與上述分割數(shù)相對應地改變鹵素燈、反射鏡、大氣濾光片的個數(shù)即可。此外，為了控制鹵素光的方向性，使錐形耦合鏡10的形狀為與錐形耦合鏡4的形狀大體相似的形狀，若設分割數(shù)為η (η為自然數(shù))，則優(yōu)選錐形耦合鏡10的表面積為錐形耦合鏡4的表面積的約1/2η。例如，在分割數(shù)為三個的情況下，錐形耦合鏡10的尺寸中，寬度(短軸方向)為50mm,長度(長軸方向)為160mm,錐度為7度,表面積為錐形f禹合鏡4的約1/6。隨著分割數(shù)増加，各錐形耦合鏡10的大小變小，因此，冷卻風的冷卻效果也更好，不會導致僅有中心部的溫度單調上升，隨點亮次數(shù)增加而產(chǎn)生的鹵素光的加熱效果、和冷卻風的冷卻效果基本達到平衡狀態(tài)的溫度也變低。但是，另ー方面，若分割數(shù)增加過多，則錐形耦合鏡10與鹵素光源8之間的距離變近，因此，容易受到來自鹵素光的輻射熱的影響。該輻射熱會導致對錐形耦合鏡10的加熱效果増大，還會波及到大氣濾光片11，對濾光片性能產(chǎn)生不良影響，因此，根據(jù)燈光量、錐形耦合鏡的尺寸等，來確定分割數(shù)即可。另外，如圖I、圖2所示，將光源、反射鏡、錐形耦合鏡、及大氣濾光片作為ー個光學系統(tǒng)，本實施例的模擬太陽光照射裝置I包括兩個由氣光的光學系統(tǒng)和齒素光的光學系統(tǒng)構成的光學系統(tǒng)組。具體而言，將ー個光學系統(tǒng)組設置在模擬太陽光照射裝置I的殼體的一端(圖2的左側)，將另ー個光學系統(tǒng)組設置在殼體的另一端(圖2的右側)。與此相配，光混合部13也有兩個。將來自各光學系統(tǒng)組的光中的一方射入導光構件14的一端，另一方射入導光構件14的另一端，從而進ー步提高從模擬太陽光照射裝置I照射的模擬太陽光的強度。此外，在各光學系統(tǒng)組中，通過更換成輸出光量不同的燈、透光率不同的大氣濾光片，能分別調整射入導光構件14的照度光量，因此，能容易地對照射到被照射對象物的光的照度不均勻進行控制。此外，模擬太陽光照射裝置I在紙面內(nèi)側方向(X軸方向)也有一定的拓寬，在紙面內(nèi)側方向將八個光學系統(tǒng)組并排配置，但也可以根據(jù)配置于照射面15的被照射物的面積，來改變光學系統(tǒng)組的配置數(shù)量，從而構成模擬太陽光照射裝置I。應該認為這里所掲示的上述實施方式及實施例在各個方面是舉例表示，而不是限制性的?？烧J為本發(fā)明的范圍并不是由上述說明表示，而是由權利要求的范圍表示，包含與權利要求的范圍同等的意義及范圍內(nèi)的所有變更。(實施方式的概括)如上所述，本發(fā)明所涉及的模擬太陽光照射裝置在上述結構的基礎上，優(yōu)選上述第2導光構件的形狀為與上述第I導光構件的形狀大體相似的形狀，上述第2導光構件的表面積為上述第I導光構件的表面積的約l/2n。根據(jù)上述結構，本發(fā)明所涉及的模擬太陽光照射裝置中，在第I導光構件呈入射 面小、出射面大的錐形形狀的情況下，第2導光構件也能對在導光構件內(nèi)傳輸?shù)墓獾姆较蛐赃M行高精度的控制。此外，本發(fā)明所涉及的模擬太陽光照射裝置在上述結構的基礎上，優(yōu)選包括對上述第2導光構件的表面吹冷卻風的氣冷式冷卻裝置，以作為上述第2導光構件的散熱單元。根據(jù)上述結構，本發(fā)明所涉及的模擬太陽光照射裝置對變高溫的第2導光構件進行冷卻，能減少溫度上升，并且，由于是氣冷式，因此能較容易地進行高效的冷卻。此外，本發(fā)明所涉及的模擬太陽光照射裝置在上述結構的基礎上，優(yōu)選上述第2導光構件由吸收規(guī)定波長的光的熱量的玻璃材料形成。根據(jù)上述結構，本發(fā)明所涉及的模擬太陽光照射裝置通過減少第2光中所包含的紅外線成分，能防止被照射物(例如太陽能電池板)不必要地達到高溫。此外，本發(fā)明所涉及的模擬太陽光照射裝置在上述結構的基礎上，優(yōu)選包括第3濾光片，該第3濾光片利用反射來減少從上述第2光源照射的第2光中所包含的紅外線成分。根據(jù)上述結構，本發(fā)明所涉及的模擬太陽光照射裝置能減輕對模擬太陽光而言多余的紅外線成分，能防止模擬太陽光照射裝置和太陽能電池板等被照射體變高溫。發(fā)明的詳細說明項中完成的具體實施方式
或實施例都只是為了闡明本發(fā)明的技術內(nèi)容，不應狹義地解釋為只限于這樣的具體示例，可在本發(fā)明的精神和下面所記載的權利要求書的范圍內(nèi)，進行各種變更后加以實施。エ業(yè)上的實用性本發(fā)明能用于太陽能電池的檢查、測定、及實驗。此外，還能用于化妝品、涂料、粘接劑、各種材料的褪色和耐光試驗。此外，還能用于光催化劑的檢測和實驗、以及需要自然光的其他各種實驗。標號說明I模擬太陽光照射裝置2氣光源(第I光源)3反射鏡4錐形耦合鏡(第I導光構件)5大氣濾光片(第I濾光片)8鹵素光源(第2光源)
9反射鏡10錐形耦合鏡(第2導光構件)11大氣濾光片(第2濾光片)13光混合部(波長選擇鏡)14導光構件15照射面18紅外截止濾光片(第3濾光片) 21冷卻裝置22送風管23送風用開ロ
權利要求
1.ー種模擬太陽光照射裝置，包括 第I光源，該第I光源照射具有規(guī)定的分光分布的第I光； 第I導光構件，該第I導光構件將從所述第I光源射入的光從入射面導入，將對方向性進行了控制的光從出射面射出； 第I濾光片，該第I濾光片對從所述第I導光構件射出的光的光譜進行調整； 第2光源，該第2光源照射紅外光波段的累計輻照度大于波長比紅外光要短的光的波段的累計輻照度的第2光； 第2導光構件，該第2導光構件將從所述第2光源射入的光從入射面導入，將對方向性進行了控制的光從出射面射出；及 第2濾光片，該第2濾光片對從所述第2導光構件射出的光的光譜進行調整，其特征在于， 所述第2導光構件的個數(shù)是所述第I導光構件的個數(shù)的η倍(η為2以上的自然數(shù))。
2.如權利要求I所述的模擬太陽光照射裝置，其特征在干， 所述第2導光構件的形狀為與所述第I導光構件的形狀大體相似的形狀，所述第2導光構件的表面積為所述第I導光構件的表面積的約1/2η。
3.如權利要求I或2所述的模擬太陽光照射裝置，其特征在干， 所述模擬太陽光照射裝置包括對所述第2導光構件的表面吹冷卻風的氣冷式冷卻裝置，以作為所述第2導光構件的散熱單元。
4.如權利要求I至3的任ー項所述的模擬太陽光照射裝置，其特征在干， 所述第2導光構件由吸收規(guī)定波長的光的熱量的玻璃材料形成。
5.如權利要求I至4的任ー項所述的模擬太陽光照射裝置，其特征在干， 所述模擬太陽光照射裝置包括第3濾光片，該第3濾光片利用反射來減少從所述第2光源照射的第2光中所包含的紅外線成分。
全文摘要
模擬太陽光照射裝置包括第1光源，該第1光源照射具有規(guī)定的分光分布的第1光；第1導光構件，該第1導光構件將從所述第1光源射入的光從入射面導入，將對方向性進行了控制的光從出射面射出；第1濾光片，該第1濾光片對從所述第1導光構件射出的光的光譜進行調整；第2光源，該第2光源照射紅外光波段的累計輻照度大于波長比紅外光要短的光的波段的累計輻照度的第2光；第2導光構件，該第2導光構件將從所述第2光源射入的光從入射面導入，將對方向性進行了控制的光從出射面射出；及第2濾光片，該第2濾光片對從所述第2導光構件射出的光的光譜進行調整，其特征在于，所述第2導光構件的個數(shù)是所述第1導光構件的個數(shù)的n倍(n為2以上的自然數(shù))。
文檔編號F21V29/02GK102695908SQ201180003571
公開日2012年9月26日 申請日期2011年9月9日 優(yōu)先權日2011年1月7日
發(fā)明者南功治 申請人:夏普株式會社