太阳光模拟器原理 | 光源的选择

对于稳态太阳模拟器而言，最重要的部分就是所选用的模拟光源，直接关系到能否达到光谱辐照度分布、辐照不均匀度、辐照不稳定度的指标要求，也会对设备的使用寿命与经济成本产生影响。稳态太阳模拟器光源种类繁多，如表 1所示。

在目前对于稳态太阳模拟器的研究中，人工光源多以氙灯为主，氙灯的光谱辐照度分布如图 2 所示。通常进口的脉冲圆弧氙灯理论寿命为 2000h，在 20ms 脉冲下的测试次数不超过 300 万次，而且成本较高。LED为光源的稳态太阳模拟器不仅可以应用于常见硅太阳电池的测试，还可以应用于钙钛矿电池、IBC 以及 HIT 等高效太阳电池片的稳态测试。由于高效电池具有较大的开路电压，存在过大的电容效应，导致电流-电压测试时间较长（以秒为单位）。

LED 是一种节能高效、绿色环保的半导体发光光源，随着 LED 技术的不断成熟，LED 已成为照明系统中的常见光源。目前市面上已有多种波长的 LED，可通过灵活的组合，实现对太阳光谱的高度拟合。

LSS100A模拟器光谱与AM1.5G太阳光谱对比图

如图3是丘山仪器LSS100A LED太阳光模拟器光谱与AM1.5G太阳光谱对比图。这款太阳光模拟器采用覆盖300nm~1800nm波长的 LED 作为光源，经过光谱拟合、混光、均化后形成符合 AAA 级要求的太阳光模拟器。从上图中可以看出两者的光谱匹配度非常好。

丘山仪器稳态太阳光模拟器

丘山仪器自主研发的LED稳态太阳光模拟器是一款供科研与工业电池制备所使用的理想太阳光模拟器，其光谱响应范围覆盖300-1200nm，且它的光强在0.1-1.2sun范围内可连续调节，其配备的软件同时支持GPIB卡和RS-232串口可用于Keithley24xx系列数字源表的电学输出及测试。