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太陽模擬器3A解決方案
太陽模擬器3A解決方案是專為光伏、光催化等領域設計的先進設備，它主要用于模擬太陽光的輻射特性，以進行各種科學實驗和測試。萊森光學專門為此方案提供兩種設備：太陽模擬器光譜輻射儀和太陽模擬器輻照度均勻性/穩定性測試儀。
太陽模擬器光譜輻射儀主要測量太陽模擬器光譜匹配度，太陽模擬器輻照度均勻性/穩定性測試儀主要測量太陽模擬器的光譜均勻性與穩定性。太陽模擬器的光譜匹配度、光譜均勻性與光譜穩定性通常被成為太陽模擬器3A解決方案。
萊森光學iSpecSolar系列太陽模擬器方案設備均滿足JJF 1622-2017（太陽電池校準規范：光電性能）、JJF 1615-2017（太陽模擬器校準規范）和JJF 1655-2017（太陽電池校準規范：光譜響應度）國家計量技術規范要求。
一、原理介紹
太陽模擬器3A解決方案的原理主要是通過使用特定的光源和光學系統來模擬太陽光的輻射特性。以下是對其原理的詳細闡述：
光源選擇
太陽模擬器通常采用高壓氙燈、金屬鹵化物燈或LED等作為光源。這些光源能夠發出非常強的光線，并且具有一定的光譜范圍。其中，LED光源因其高能效、長壽命和光譜可調性而越來越受到青睞。
光學系統
光譜合成：為了模擬太陽光譜，需要使用多個光源，每個光源發出特定波長的光線。通過光學器件（如濾光片、反射鏡、透鏡等）將這些光線進行合成，以得到接近太陽光譜的合成光線。濾光片用于選擇特定波長的光線，反射鏡和透鏡則用于改變光線的方向和聚焦性能。
輻照均勻性：太陽模擬器要求在整個輻照面上具有高度的輻照均勻性。這通常通過精心設計的光學系統和空間濾波器來實現?？臻g濾波器可以消除光線的不均勻性和漫反射，確保光線在輻照面上均勻分布。
穩定性控制：為了保持長時間的光源穩定性，太陽模擬器通常采用先進的電源控制技術和散熱設計。這些技術可以確保光源在長時間工作下仍能保持穩定的輸出特性，避免因光源波動而導致的測試誤差。
智能化控制
現代太陽模擬器通常配備智能化控制系統，支持遠程操作和監控。用戶可以通過計算機或移動設備實時查看設備狀態、調整參數并收集測試數據。智能化控制系統還具備自動校準和故障診斷功能，可以自動調整光源輸出以維持光譜匹配度和輻照均勻度，并在出現故障時及時報警提示。
大氣質量AM 0、AM 1.5、AM 1.5G的區別
太陽表面的輻照度(單位面積內的輻射能量)為63.2 MW/m2，太陽光穿越太空、地球大氣層到達地球表面的過程中，輻照度會不斷減小。人們為了量化太陽輻射的衰減程度，常采用“大氣質量”（Air Mass,簡寫成AM）來進行標記。大氣質量就是指大氣對地球表面接收太陽光的影響程度。
AM 0：大氣質量為零(AM 0)的狀態，是指地球外空間接收太陽光的情況。其中日地距離大約為1.5億公里，即太陽光穿越1.5億公里的太空到達地球大氣層上界時，如圖1所示，其輻照度衰減到1353 W/m2，這個值可以看作是一個常數，即太陽常數，也被稱為是大氣質量零輻射的標準值，記作AM 0。
AM 1.5：太陽光進入大氣層的過程中，其輻射能量衰減可達30%以上，由于太陽光的入射角度不同，其穿過大氣層的厚度將隨之變化，那么太陽光輻射能量的衰減程度也將有所區別。設定太陽光入射到地球的天頂角(即太陽光入射光線與地面法線之間的夾角)為0，則大氣質量與0的關系可表示為：M=1/cosθ。在線咨詢當θ=48.2°時大氣質量為AM 1.5，如圖1所示，這是指典型晴天時太陽光照射到一般地面的情況，更接近人類生活的實際狀況,其輻照度為1000 W/m2。AM 1.5常被用來作為評估地面太陽能轉換裝置及器件、組件性能的入射光能量標準。
圖1 AM 0、AM 1.5示意圖和AM 0、AM 1.5G光譜圖
AM 1.5G：AM 1.5G是指地球表面的標準光譜，其中G是Global的縮寫。AM 1.5G出自于一項與太陽能相關的ASTM(American Society of Testing Materials 美國材料實驗協會)標準!2]，人們為了更于對在不同時間和地點測量的太陽能轉換效率進行比較，將AM 1.5G定義為太陽能轉換系統標準測試的參考光譜，并規定標準的AM.5G輻照度為1000 W/m2
AM 0與AM 1.5G光譜圖對比：太陽光在穿過大氣層之前，到達大氣上界時太陽輻射能量的99%以上分布在150~4000 nm的區間：大約50%的太陽輻射能量在可見光譜區，即波長400~780 nm；7%在紫外光譜區，波長<400 nm；43%在紅外光譜區，波長>780 nm；最大能量出現在波長500 nm處，即藍綠光波段。詳見圖1中AM 0的光譜圖。
太陽光穿過大氣層以后到達地表，這個過程中不僅輻照度會衰減，其光譜分布也發生了變化，詳見圖1中AM 1.5G光譜圖。其中波長300 nm的光被大氣層中的氧氣、臭氣、氮氣所吸收，波長為900 nm、1100 nm、1400 nm、1900 nm的光被水蒸氣吸收，1800nm及2600 nm的光被CO吸收。
在光化學實驗中，為了獲取AM 1.5G標準太陽光譜，常用氙燈光源搭配AM 1.5G濾光片作為太陽光的模擬光源。
二、應用領域
太陽模擬器3A解決方案廣泛應用于光伏、光催化、材料科學等領域。在光伏領域，它主要用于光伏組件、光伏材料、光伏電池等產品的性能測試和質量控制；在光催化領域，它可用于模擬太陽光驅動的光催化反應過程；在材料科學領域，它可用于研究材料在太陽光照射下的光吸收、光反射、光致發光等特性。
太陽模擬器光譜輻射儀
三、產品介紹
太陽模擬器光譜輻射儀
iSpecSolar-PRB太陽模擬器光譜輻射儀是專門針對各種連續型輻射光源和脈沖型太陽模擬器進行光譜輻射照度的測量而研發。此款光譜輻射儀在紫外區（250~350nm）和近紅外區（800~1700nm）均具有很高的量子效率，同時具有高信噪比和大動態范圍，可以實現高準確度、高穩定性輻射光譜照度測量，采用了獨有技術的高速多功能探頭，可實時監測脈沖光強度變化。
多功能輻射探頭
iSpecSolar-PRB太陽模擬器光譜輻射儀是根據JJF 1622-2017（太陽電池校準規范：光電性能）、JJF 1615-2017（太陽模擬器校準規范）和JJF 1655-2017（太陽電池校準規范：光譜響應度）專門針對太陽模擬器光譜匹配度輻射測量而設計的，測量范圍覆蓋 250~1700nm，適用于測量連續型和脈沖型（單次頻閃或者高頻短脈寬）太陽模擬器的光譜特性?？梢詫崿F每秒最高1000幅光譜的超高速測量，能夠捕捉到一個脈沖周期內不同時間點的光譜強度和光脈沖平坦期，并自動返回光脈沖平坦期的光譜輻射照度測量結果，避免光脈沖上升沿或下降沿對測量造成影響。
iSpecSolar-PRB太陽模擬器光譜輻射儀可溯源到國家光伏產業計量測試中心的光譜輻射照度標準燈，溯源范圍可達250~1700nm，并提供國家光伏產業計量測試中心的校準證書。
四、典型應用領域
太陽光譜UV燈管輻射測量
太陽模擬器光譜輻照度匹配度測量
輻射光源光譜特性分析
紫外老化試驗光譜輻照度測量分析
日曬儀輻射測量
氙燈光譜輻射測量
軟件界面
五、主要技術參數
六、典型案例應用照片
太陽模擬器輻照度均勻性/穩定性測試儀
太陽模擬器輻照度均勻性/穩定性測試儀是模擬太陽輻照的光源設備，在光伏行業，太陽模擬器代替太陽光源對光伏電池片進行輻照度照射以獲取其光電轉換特性，如短路電流（Isc）、開路電壓（Voc）、最大功率（Pmax）、轉換效率（η）、填充因子（FF）等，因此太陽模擬器的輻照度均勻性、穩定性直接反映了太陽能電池片的品質和性能，萊森光學開發的iSpecSolar-PV6-SST太陽模擬器輻照度均勻性/穩定性測試儀可以準確、快速的測量出瞬態和穩態的太陽模擬器的輻照度均勻性、穩定性，該測試儀器滿足JJF 1622-2017（太陽電池校準規范：光電性能）、JJF 1615-2017（太陽模擬器校準規范）和JJF 1655-2017（太陽電池校準規范：光譜響應度）國家計量技術規范要求。
主要技術特點
實時采集顯示太陽模擬器輻照度轉換電壓最大、最小值、平均值
實現了太陽模擬器器輻照度均勻性、不穩定性功能測量
可以設置采用點數和頻率，實現在穩態模式或瞬態模式下功能測量
采用阻值穩定的大功率電阻作為I-V轉換器，將電流信號轉換成電壓信號，有利于數據的快速采集
專業采集分析軟件，數據實時記錄顯示
軟件界面
太陽模擬器輻照度不均勻度和不穩定度的等級劃分范圍
主要技術參數
七、校準證書
太陽光譜輻射儀-校準證書
參考太陽電池-校準證書
