Newport Solaris Series: Chuẩn Mực Mới Cho Mô Phỏng Ánh Sáng Mặt Trời Theo IEC 60904-9:2020
Trong vài năm trở lại đây, sự bùng nổ của các thế hệ vật liệu quang điện mới – perovskite, tandem, OPV – cùng xu hướng cell silicon cỡ lớn (M10, M12) đã khiến nhu cầu về thiết bị mô phỏng ánh sáng mặt trời chính xác hơn, ổn định hơn tăng mạnh.
Trong bối cảnh đó, Newport Solaris Series (thuộc MKS Instruments) nổi lên như một dòng mô phỏng ánh sáng mặt trời (solar simulator) dành cho nghiên cứu và thử nghiệm chất lượng cao, đạt chuẩn A+AA theo IEC 60904-9:2020 và sở hữu vùng chiếu sáng lớn nhất thị trường benchtop.
Bài viết này giới thiệu toàn cảnh công nghệ đứng sau Solaris, lý do vì sao dòng sản phẩm này trở thành lựa chọn hàng đầu của các phòng thí nghiệm PV hiện đại, và những cải tiến quan trọng từ tiêu chuẩn IEC mới.
Vì sao cần mô phỏng ánh sáng mặt trời chuẩn xác?
Để đánh giá hiệu suất của một cell hoặc module PV, cần tái tạo chính xác điều kiện ánh sáng mặt trời tiêu chuẩn – gọi là AM1.5G. Đây là phổ mô phỏng ánh sáng mặt trời khi Mặt Trời nằm ở góc 48,2° so với đỉnh đầu, đủ đại diện cho điều kiện thực tế ở phần lớn khu vực dân cư trên thế giới.
Ba yếu tố quyết định độ chính xác của một solar simulator:
✓ Spectral match
Mức độ khớp phổ giữa simulator và phổ mặt trời chuẩn.
✓ Spatial non-uniformity
Độ đồng đều của ánh sáng trên bề mặt chiếu.
✓ Temporal instability
Độ ổn định cường độ sáng theo thời gian.
Solaris không chỉ đáp ứng mà còn vượt mức tiêu chuẩn ở phần spectral match khi đạt mức A+ – mức cao nhất theo IEC 2020.
Công nghệ của Solaris: Nguồn sáng từ Xenon “single emitter”
Điểm khác biệt lớn nhất của Solaris so với những hệ LED array hiện nay nằm ở nguồn sáng Xenon:
Phổ liên tục trải dài UV → VIS → IR
Không xuất hiện các đỉnh phổ không mong muốn
Thể hiện đúng bản chất ánh sáng tự nhiên
Ổn định lâu dài, nhiều hệ đã hoạt động 20+ năm
Độ tái lập cao cho các phép đo IV curve hoặc QE
Solaris sử dụng bóng Xenon đơn (single element), kết hợp với:
Gương ellipsoid & gương UV-enhanced
Optical integrator làm đồng nhất ánh sáng
Collimating lens tạo chùm sáng song song
Spectral correction filter để hiệu chỉnh chính xác AM1.5G
Tất cả làm nên một hệ quang học cực kỳ ổn định – yếu tố cốt lõi giúp Solaris đạt A+AA.
Tiêu chuẩn IEC 60904-9:2020 – Những yêu cầu mới và cách Solaris đáp ứng
Phiên bản IEC mới nhất (2020) có nhiều thay đổi quan trọng:
Dải bước sóng được mở rộng: 300–1200 nm
Thay vì dừng ở 1100 nm như trước, Solaris cung cấp dữ liệu phổ chính xác đến 1200 nm – rất cần thiết cho cell thế hệ mới như perovskite-tandem.
Số lượng wavelength bins tăng từ 3 → 6
Solaris duy trì sai số phổ trong dải hẹp theo yêu cầu A+, thậm chí nhiều điểm còn tốt hơn mức yêu cầu.
Spatial non-uniformity sử dụng grid 8×8
Trường sáng của Solaris-12 đạt 1.7% SNU, tốt hơn Class A (<2%).
Temporal instability được đánh giá kỹ
STI = 0.5%
LTI <2%
Ngoài ra, Solaris hỗ trợ chứng nhận 1 giờ A+ khi dùng thêm 68951 Digital Exposure System – yếu tố quan trọng cho các phép đo kéo dài.
📊 Bảng So Sánh Các Model Newport Solaris Series
| Model | Vùng Chiếu Sáng (Illumination Area) | Công Suất Bóng | Ứng Dụng Phù Hợp | Loại Cell/Module | Ghi Chú Đặc Biệt |
|---|---|---|---|---|---|
| Solaris-2 | 2 × 2 inch (51 × 51 mm) | 450 W | Nghiên cứu vật liệu, thiết bị PV cỡ nhỏ, phòng lab hàn lâm | Perovskite 5×5 mm, OPV, cell mini | Độ đồng đều cao, phù hợp R&D vật liệu mới |
| Solaris-4 | 4 × 4 inch (102 × 102 mm) | 450 W | Cell cỡ trung, thử nghiệm IV curve chính xác | Perovskite lớn hơn, thin-film mini | Lựa chọn trung gian cho lab đa mẫu |
| Solaris-6 | 6 × 6 inch (152 × 152 mm) | 450 W | Cell silicon thương mại, nghiên cứu sản xuất | Silicon Mono/Poly M2–M6 | Model phổ biến nhất cho cell Si truyền thống |
| Solaris-8 | 8 × 8 inch (203 × 203 mm) | 1600 W | Mini-modules, cell cỡ lớn | Silicon M10, cell 166–182 mm | Dùng bóng 1600W để đảm bảo 1 SUN và uniformity |
| Solaris-12 | 12 × 12 inch (305 × 305 mm) | 1600 W | Vùng chiếu lớn nhất thị trường benchtop, module mini | Silicon M12, perovskite scale-up, multi-sample | Không hỗ trợ đổi orientation do kích thước lớn |
Những lý do khiến Solaris được chọn nhiều nhất trong các phòng lab PV
✓ Phổ ánh sáng tự nhiên nhất
Xenon single emitter mô phỏng ánh sáng thật với độ tin cậy cao.
✓ Đạt chuẩn A+AA theo IEC 60904-9:2020
Cả ba yếu tố spectral match – uniformity – stability đều đạt mức cao.
✓ Vùng chiếu sáng lớn nhất thị trường benchtop (305×305 mm)
Phù hợp cho cell silicon thế hệ mới và mini-modules.
✓ Hệ sinh thái phụ kiện Newport cực kỳ rộng
Opto-mechanics, motion control, filters, chassis – tất cả từ một nhà cung cấp.
✓ Lịch sử 50 năm trong lĩnh vực solar simulation
Được các phòng lab quốc gia, đại học kỹ thuật, nhà máy PV lớn sử dụng.
Trong bối cảnh ngành PV đang tiến nhanh về phía các công nghệ pin hiệu suất cao và vật liệu mới, nhu cầu về một hệ mô phỏng ánh sáng chuẩn xác, ổn định và linh hoạt trở nên cấp thiết.
Newport Solaris Series đáp ứng toàn diện những yêu cầu này:
Phổ chính xác → A+
Đồng đều ánh sáng → Class A
Ổn định theo thời gian → Class A
Ứng dụng rộng → từ cell mini đến mini-modules
Vùng chiếu lớn nhất thị trường benchtop
Được chứng nhận theo IEC 60904-9:2020
Solaris không chỉ là một thiết bị chiếu sáng phục vụ thử nghiệm PV – mà là một nền tảng công nghệ hoàn chỉnh cho các phòng thí nghiệm, viện nghiên cứu và nhà máy năng lượng mặt trời muốn đạt đến độ chính xác cao nhất trong phép đo.
