太阳能模拟器的分类和选择方法，Sciencetech

Sciencetech Inc .一直为科学研究和工业应用设计和制造高性能、可靠的光学仪器，如今，向世界各地提供了光谱仪、太阳光模拟器、远红外太赫兹光谱系统和光伏测试设备等。Sciencetech的许多产品开发成功地满足了研究人员的需求和市场需求。此文，简单描述Sciencetech太阳能模拟器的分类和选择方法，更深入了解太阳模拟器。

太阳能模拟器的分类Classification of Solar Simulators：

有三个标准机构提供了光伏测试中使用的太阳能模拟器所遵循的标准，每个机构都提供了相关的标准文件，表1显示了光伏测试中使用的每个适用标准。

表1.光伏测试所用太阳能模拟器的标准

这些标准规定了评估太阳能模拟器的尺寸：

1. 光谱匹配

2. 辐照度的空间不均匀性

3. 辐照度的时间不稳定性

4. 光谱覆盖率(SPC，仅在IEC 60904-9:2020中使用)

5. 光谱偏差(SPD，仅在IEC 60904-9:2020中)

太阳能模拟器在前三个方面的性能将决定其分类：IEC 606904-9:2020中增加了A+级，增加了更严格的规格，但也扩大了太阳能模拟器为达到A+级规格而必须测试的光谱范围（从400nm-1100nm到300nm-1200nm）

如果太阳能模拟器在某些方面低于C级的范围，美国材料与试验协会（ASTM）会提供一个额外的分类，即U级（或未分类）。

最初，这些规范是专门为使用太阳能模拟器进行光伏测试而制定的，当时使用的主要技术是晶体硅光伏技术；因此，这些规范大多局限于晶体硅的吸收区域（400-1100nm）。目前，这些标准仍然有用，并被广泛应用于光伏测试以外的其他领域。值得注意的是，对特定应用有用的规格可能与这些标准中规定的有很大不同，甚至未分类的光源也可能足以满足某些应用。

对于IEC来说，上述前三个方面的分类等级是按顺序排列的。例如，符合光谱匹配A级、空间不均匀性B级和时间不稳定性C级的太阳能模拟器将被称为ABC级太阳能模拟器（更多信息见表2）。

销售和市场文献中经常提到的"AAA级"太阳模拟器是指具有A级光谱匹配性、A级空间不均匀性和A级时间不稳定性的模拟器。

对于ASTM，必须明确哪种分类适用于哪种指标。

表2. 太阳能模拟器分类

太阳能模拟器的种类：

根据发射持续时间的类型，太阳能模拟器可分为两大类：稳态太阳光模拟器和脉冲太阳光模拟器。

稳态太阳光模拟器Steady State of Solar Simulators：

稳态太阳能模拟器是一种能在一段时间内提供持续照明的光源，它们开启并保持开启，也可称为连续太阳能模拟器。前面讨论的规格大多适用于这种类型的太阳模拟器，大多用于低强度测试（小于一个太阳到几个太阳）。

Sciencetech太阳能模拟器具有较高的可配置性，并有一系列令人印象深刻的太阳能模拟器可供选择，Sciencetech的系统一直服务于多项研究和测试应用。太阳能模拟器系统符合ASTM、IEC和JIS等标准，可根据研究人员的要求进行设计。凭借在太阳能模拟器设计和制造领域30多年的经验，Sciencetech系统可提供：

1) 最接近太阳光谱的光谱发射

2) 高度空间均匀性

3) 时间稳定性高

4) 照明方向可配置

5) 各种输出准直角度

6) 照明区域可变

7) 易于使用的交钥匙系统，全软件控制

8) 多种附加装置和附件，如光纤电缆、光束转向装置、滤光片等

脉冲太阳能模拟器Pulsed Solar Simulators：

脉冲式太阳模拟器，也称为闪光式太阳模拟器，采用闪光摄影技术，依靠使用闪光灯管。这些系统会产生一系列有规律的、非常短的强闪光，闪光持续时间通常为几毫秒。

这些系统的优点是可以防止被测设备发热，但缺点是在闪光持续时间内光输出具有瞬态特性。这在某种程度上是不可避免的，因为灯管的加热和冷却速度极快，其特性必须发生变化，这使得可靠的重复测量在技术上更具挑战性。

标准为如何对脉冲系统进行测试以准确分类提供了具体指导，例如，时间不稳定性的处理方法必须与连续系统不同。

如何选择太阳能模拟器？

太阳能模拟器由三个主要部分组成：

- 光源（灯）和电源

- 光学器件和滤光器

- 操作控制元件

这些部分中的每一部分都对输出和分类做出了贡献，在确定用户需要什么样的太阳能模拟器时，需要知晓以下一些初步问题：

- 模拟的是什么日照条件（例如AM1.5G或AM0）？

- 目标的大小是多少？

- 目标在不同光谱区域的敏感度如何？

- 目标在什么时间段内对变化敏感（例如，对硅光伏来说时间很短，对某些材料的老化测试来说时间很长）