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深圳海納光學有限公司
主營產品： 激光護目鏡，可飽和吸收鏡，衍射光學元件，光束整形器，太赫茲透鏡，太陽能模擬器，太赫茲相機，激光測量儀，離軸拋物面鏡，微透鏡陣列 |
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太陽光模擬器的標準
2019-11-25 閱讀(4558)
太陽模擬器是一種模擬太陽光/太陽能照射的系統設備。相對于室外測量，其測試結果會受各種因素的限制。而太陽模擬器的特點是本身體積較小，在測試過程能夠不受環境、氣候、時間等因素影響。那么如何來評價一個太陽模擬器的品質和等級呢？為了更方便快速的了解太陽光模擬器的各項參數，AAA等級太陽模擬器是如何劃分等級，采用了什么標準。海納光學總結了資料并在下文中講述。
本文主要介紹Sciencetech太陽模擬器的等級劃分。目前，太陽模擬器主要以ASTM E927-10或IEC 60904-9和JIS三個標準體系為主。這些標準都對照光譜匹配度、輻照不均勻性、輻照時間不穩定性3個主要參數作出了等級劃分，用來判斷太陽模擬器的品質。其中三個參數為AA*的太陽模擬器是the best，B、C級次之。海納光學在下文中會講述太陽模擬器的參數介紹，太陽光模擬系統的基本介紹。
太陽模擬器一般采用氙弧燈作為光源，使用濾光片，反射鏡和其它光學器件從而模擬出太陽光。其中有三個重要的參數指標：光照匹配度、輻照不均勻性、輻照時間不穩定性。Sciencetech太陽模擬器符合ASTM E927-10或IEC 60904 -9標和JIS三個標準體系。根據太陽模擬器的在這三個特征上的不同表現，可將其分為A、B、C三個等級。其中*是the best，B/C級次之。具體請參見下表（依據ASTM、IEC標準）
等級 光譜匹配度 輻照不均勻度 輻照時間不穩定性
A 0.75-1.25 < 2% < 2%
B 0.6-1.4 < 5% < 5%
C 0.4-2.0 < 10% < 10%
評價太陽光模擬器的三個主要參數。
1、 光譜匹配度：表示太陽模擬器的光譜（每個波長上的功率分布）與真實太陽光譜的接近程度。
通常，太陽光要穿過大氣層到達地面，而大氣層對陽光是有影響的，比如不同波長的光被大氣層中氣體分子吸收速率不同，對反射、折射、散射等等的影響也不同；地球上不同緯度地方，太陽光的入射角度不同，使陽光在大氣層中的路徑長度不一，對陽光的影響程度也是不同。綜上這些原因造成了太陽光譜和強度在地表不同地方的差異。因此，我們需要為太陽模擬器選取不同AM濾光片來使其發出來的光束更加接近所選地的陽光。比如，選取AM 0 來模擬太空中的陽光，選取AM1.5G來模擬中緯度地區的陽光等。
具體請參見下表。
名稱 使用條件 強度 mW/cm² 使用頻率
AM0 外太空 137 經常使用
AM1 赤道及其附近熱帶區域 100 不常使用
AM1.5G 中緯度地區，如歐洲，美國，中國，韓國，日本，印度北部，南非，澳大利亞等 100 常使用
AM1.5D 中緯度地區，只考慮穿過大氣層的部分光束，忽略被大氣層散射效應影響的那部分光束 93 不常使用
AM2.0 高緯度地區，如北歐 71 不常使用
AM1.5G標準太陽光譜分布與其分段占比分別如上圖所示，其對應的太陽模擬器光譜匹配度級等級評定標準如下表所示。
等級 光譜匹配度
A 0.75-1.25
B 0.6-1.4
C 0.4-2.0
2、輻照不均勻性：表示太陽模擬器參數的光束在空間上的均勻程度。均勻性不好的模擬器會影響測試的結果，一般情況下導致測試值比實際值偏小。
真實的太陽光在空間分布中是非常均勻的，但人造的光源并并不是。根據ASTM的規定，太陽模擬器輻照不均勻度的計算公式如下：
太陽模擬器輻照不均勻度等級評定標準如下表：
等級 輻照不均勻度
A < 2%
B < 5%
C < 10%
3、 輻照時間不穩定性：表示太陽模擬器光束輻照度在時間上的穩定性。
真實的陽光輻照度在一段（短）時間內是非常穩定的，因此太陽模擬器的輻照度也應具有一定的穩定性。輻照穩定度對測試結果的可參考性提供了前提。
Sciencetech生產設計的太陽能模擬器均符合ASTM E927-05標準，也可以根據需要更改，使其滿足 IEC或者JIS標準，或按照您的特殊要求訂制。如需更多信息請隨時call我們。
等級 輻照時間不穩定性
A 2%
B 5%
C 10%
雖然ASTM沒有規定，但光束的準直性，即光束的平行程度也是一個非常重要的指標。散射角半角越小，光束越平行，準直性越好。在自然界中，沒有真正*平行（散射角半角為0°）的光束，真實太陽光的散射角半角為0.25°，通常被認為是平行的。Sciencetech的高準直太陽模擬器系列的光束的散射角半角僅為0.35°，非常接近真實的陽光——這對于那些依賴于多結光伏電池的測試是非常重要，因為這些電池對光束的準直性十分敏感。
