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太阳模拟器
太阳模拟器
太阳模拟器（Solar Simulator 或 Sun Simulator）是一种能够在实验室或生产环境中模拟太阳光谱、辐照度和空间均匀性的人工光源设备。它被广泛应用于光伏（太阳能电池）、材料科学、环境老化测试、光化学反应和生命科学研究等领域，用于替代自然阳光进行可控、可重复的实验与测试。
一、核心功能与用途
| 功能 | 说明 |
|---|---|
| 模拟太阳光谱 | 输出光谱尽可能接近标准太阳光谱（如 AM1.5G 或 AM0），用于测试太阳能电池在真实日照下的性能。 |
| 控制光照强度 | 可调节辐照度（通常为 1000 W/m²，即“1个太阳”），用于不同光照条件下的实验。 |
| 空间均匀性 | 确保照射区域内光强分布均匀，避免测试误差。 |
| 时间稳定性 | 在测试过程中保持光照强度稳定，确保数据可靠。 |
二、关键性能指标（Class AAA 标准）
国际电工委员会（IEC）和美国材料与试验协会（ASTM）制定了太阳模拟器的分类标准，最高等级为 AAA级，代表在以下三方面均达到最高标准：
| 指标 | AAA级要求 | 说明 |
|---|---|---|
| 光谱匹配（Spectral Match） | A级：各波段（400-1100nm）匹配度在0.75-1.25之间 | 光谱越接近标准太阳光，测试越准确 |
| 空间均匀性（Spatial Uniformity） | A级：照射区域内任意两点光强差异 ≤ ±2% | 避免电池局部受光不均影响测试结果 |
| 时间稳定性（Temporal Stability） | A级：在测试期间（通常60秒）光强波动 ≤ ±2% | 确保测试过程光照恒定 |
✅ A级为最优，B级次之，C级较差。光伏研发和认证通常要求使用 AAA级 模拟器。
三、主要类型
| 类型 | 光源 | 特点 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| 稳态太阳模拟器 | 氙灯（Xenon Lamp） | 持续发光，可长时间测试I-V曲线 | 实验室研发、电池效率标定 |
| 脉冲式太阳模拟器 | 脉冲氙灯 | 瞬间高亮度闪光，避免样品发热 | 生产线快速测试、高温敏感材料 |
| LED太阳模拟器 | 多波段LED阵列 | 寿命长、节能、可调光谱 | 教学、长期老化测试、定制光谱 |
四、主要应用领域
1. 光伏产业（核心应用）
- 测量太阳能电池的 I-V 特性曲线。
- 计算关键参数：转换效率（η）、开路电压（Voc）、短路电流（Isc）、填充因子（FF）。
- 用于电池研发、质量控制、出厂检验和第三方认证（如 TÜV、UL）。
2. 材料老化与耐候测试
- 模拟阳光中的紫外线（UV）和红外线（IR），测试材料（如塑料、涂料、纺织品）的抗老化性能。
- 加速老化试验箱中常集成太阳模拟器。
3. 光化学与光催化研究
- 研究光催化剂在模拟 sunlight 下的分解水、降解污染物等反应效率。
4. 植物生长与生物实验
- 为植物工厂、生物实验室提供可控的“人工太阳”，研究光合作用。
近似可变换脉冲型太阳光模拟器
可自由调整照度与脉冲幅度的太阳光模拟器。应用于太阳能电池照度线性测试与光响应测试等等。
可阶段性地控制照度与照射时间（脉冲时间），并由外部连接的电脑控制。照度从1SUN至0.1SUN，照射时间最短10ms，
最长可任意设定
在JIS C8912, C8933规格中达AAA等级，可用于高精度测量、评价。
光谱分布与安定性不会随照度改变而有所变动（保持在A等级内）
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室内光模拟器 YILS系列
室内光模拟器是为了室内用途的有机太阳能电池或各种感测器而生，可在高精度的LED照明下测量、评价测试样品的特性。可评估符合JEITA规格 ET-9101※的输出特性。
通过采用特殊的光学系统（与（国立）产业技术综合研究院共同申请：日本专利申请2016-118456），完美再现LED不同光色（昼光色、冷白色、灯泡色）与亮度，向装置投出平行且均匀的照明。点灯后快速稳定、无变动。
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Hoenle太阳模拟器 - SOL 灯具完整的SOL 500系统
Hoenle太阳模拟器 - SOL 灯具
HoenleSOL单元在全球范围内用于许多行业的太阳模拟，并满足例如符合IEC 60904-9的固定式太阳模拟器的要求。
在生物技术方面，Colipa 标准和 OECD 432 体外 3T3 NRU 光毒性测试明确规定了使用 Hönle SOL 单元。
提供 3 种功率分类：SOL 500、SOL 1200、SOL 2000
可集成在气候室中
辐射光谱与自然阳光相似
辐射强度取决于距离
无臭氧灯泡，使用寿命长
轻松更换灯泡
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