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技(jì)術文章
更新時間
：2025-12-24
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太陽模擬器（Solar Simulator）是一種 “人工造(zào)日" 光學設備(bèi)，核心目標是還原(yuán)自然陽光的光譜、照度、光斑均勻(yún)度與方(fāng)向性(xìng)。而平行(xíng)光源版本 ，更是專(zhuān)為需要高(gāo)度平行(xíng)光束的場景(jǐng)設計 —— 比如精密光學測(cè)試 、光伏(fú)元(yuán)件評估(gū)等，能(néng)輸出 “准直度高(gāo)、光斑均勻(yún)、強度穩定" 的人工太陽光 ，堪稱實驗室(shì)里(lǐ)的 “定向陽光復(fù)制機" 。
一套完(wán)整的平行(xíng)光太陽模擬器 ，由 4 大關鍵部(bù)分協同(tóng)運作(zuò) ：
高(gāo)亮度光源：核心動力源 ，常見氙燈（Xe lamp ，光譜接近太陽）、LED 陣列（壽命長(zhǎng)、光譜可調）、鹵素燈 / 金屬鹵化物燈（成本低）
光學調制系(xì)統：光束 “整形(xíng)師" ，包含准直透鏡（Collimating lens）、電弧成像系(xì)統 、光管（Light Tunnel） 、積分球(qiú)（Integrating Sphere），負責將光線(sī)校准為平行(xíng)態
光譜匹配(pèi)濾光片(piàn) ：光譜 “校准器" ，通過(guò) AM1.5G 、AM0 、AM1.5D 等標準濾光片(piàn) ，讓輸出光譜與自然太陽光精准匹配(pèi)
勻(yún)光系(xì)統：光斑 “勻(yún)化器" ，如積分器 ，確保照射在測(cè)試樣品上的光斑照度均勻(yún) ，避免局(jú)部(bù)亮度差異影(yǐng)響實驗結果
核心特(tè)點(diǎn) ：為什(shén)麼平行(xíng)光源不可替代(dài) ？
常見分類：按 “光源類型" 和 “性(xìng)能(néng)等級" 劃分
按照光源分類
氙燈太陽模擬器 ：光譜接近自然太陽，應用(yòng)廣泛
LED 太陽模擬器：光譜可調 、壽命長(zhǎng)，無(wú)電弧漂移問題
鹵素燈 / 金屬鹵化物燈 ：成本較低 ，但光譜需額外補(bǔ)償才能(néng)接近太陽
按性(xìng)能(néng)等級分類（依據 IEC 60904-9 標準）
核心指標：光譜匹配(pèi)度 、不均勻(yún)度 、穩定度是衡量太陽模擬器平行(xíng)光源性(xìng)能(néng)的關鍵標準 。
AAA ：作(zuò)為高(gāo)精度等級 ，高(gāo)度適配(pèi)科(kē)研實驗 、精密光伏(fú)器件生產測(cè)試等對光照條件要求嚴苛的場景(jǐng) 。
典型應用(yòng) ：這些領域離不開它
平行(xíng)光太陽模擬器的應用(yòng)場景(jǐng)覆蓋(gài)多(duō)個高(gāo)精密行(xíng)業，核心包括 4 大方(fāng)向 ：
光伏(fú)（PV）測(cè)試：太陽能(néng)電池效率(lǜ)測(cè)試 、I-V 曲線(sī)測(cè)量、光伏(fú)模塊老化與性(xìng)能(néng)評估(gū)
光學系(xì)統測(cè)試：望遠鏡 / 鏡頭(tóu)准直、成像系(xì)統遠距離目標模擬
材料與環境測(cè)試：材料紫外老化測(cè)試 、耐(nài)光性(xìng)評估(gū)
航空航天 ：模擬空間太陽光（AM0 標準）、光學傳感器標定
優(yōu)點(diǎn)與局(jú)限：理(lǐ)性(xìng)看待 “人造(zào)太陽"
核心優(yōu)點(diǎn)
可控性(xìng)強：光譜 、照度可定制 ，不受自然環境干擾
重復(fù)性(xìng)高(gāo) ：適合實驗室(shì)科(kē)研和生產線(sī)標準化測(cè)試
適用(yòng)場景(jǐng)廣：從光伏(fú)到航天，覆蓋(gài)多(duō)行(xíng)業高(gāo)精密需求
待改(gǎi)進局(jú)限
成本較高(gāo) ：大功率(lǜ)系(xì)統的購置和維護成本不菲
耗材更換：氙燈系(xì)統需週期性(xìng)更換燈泡
能(néng)量損耗 ：高(gāo)度平行(xíng)光設計會降低系(xì)統整體(tǐ)能(néng)量利用(yòng)率(lǜ)
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