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深圳海纳光学有限公司
主营产品： 激光护目镜，可饱和吸收镜，衍射光学元件，光束整形器，太赫兹透镜，太阳能模拟器，太赫兹相机，激光测量仪，离轴抛物面镜，微透镜阵列 |
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太阳光模拟器的标准
2019-11-25 阅读(4693)
太阳模拟器是一种模拟太阳光/太阳能照射的系统设备。相对于室外测量，其测试结果会受各种因素的限制。而太阳模拟器的特点是本身体积较小，在测试过程能够不受环境、气候、时间等因素影响。那么如何来评价一个太阳模拟器的品质和等级呢？为了更方便快速的了解太阳光模拟器的各项参数，AAA等级太阳模拟器是如何划分等级，采用了什么标准。海纳光学总结了资料并在下文中讲述。
本文主要介绍Sciencetech太阳模拟器的等级划分。目前，太阳模拟器主要以ASTM E927-10或IEC 60904-9和JIS三个标准体系为主。这些标准都对照光谱匹配度、辐照不均匀性、辐照时间不稳定性3个主要参数作出了等级划分，用来判断太阳模拟器的品质。其中三个参数为AA*的太阳模拟器是the best，B、C级次之。海纳光学在下文中会讲述太阳模拟器的参数介绍，太阳光模拟系统的基本介绍。
太阳模拟器一般采用氙弧灯作为光源，使用滤光片，反射镜和其它光学器件从而模拟出太阳光。其中有三个重要的参数指标：光照匹配度、辐照不均匀性、辐照时间不稳定性。Sciencetech太阳模拟器符合ASTM E927-10或IEC 60904 -9标和JIS三个标准体系。根据太阳模拟器的在这三个特征上的不同表现，可将其分为A、B、C三个等级。其中*是the best，B/C级次之。具体请参见下表（依据ASTM、IEC标准）
等级 光谱匹配度 辐照不均匀度 辐照时间不稳定性
A 0.75-1.25 < 2% < 2%
B 0.6-1.4 < 5% < 5%
C 0.4-2.0 < 10% < 10%
评价太阳光模拟器的三个主要参数。
1、 光谱匹配度：表示太阳模拟器的光谱（每个波长上的功率分布）与真实太阳光谱的接近程度。
通常，太阳光要穿过大气层到达地面，而大气层对阳光是有影响的，比如不同波长的光被大气层中气体分子吸收速率不同，对反射、折射、散射等等的影响也不同；地球上不同纬度地方，太阳光的入射角度不同，使阳光在大气层中的路径长度不一，对阳光的影响程度也是不同。综上这些原因造成了太阳光谱和强度在地表不同地方的差异。因此，我们需要为太阳模拟器选取不同AM滤光片来使其发出来的光束更加接近所选地的阳光。比如，选取AM 0 来模拟太空中的阳光，选取AM1.5G来模拟中纬度地区的阳光等。
具体请参见下表。
名称 使用条件 强度 mW/cm² 使用频率
AM0 外太空 137 经常使用
AM1 赤道及其附近热带区域 100 不常使用
AM1.5G 中纬度地区，如欧洲，美国，中国，韩国，日本，印度北部，南非，澳大利亚等 100 常使用
AM1.5D 中纬度地区，只考虑穿过大气层的部分光束，忽略被大气层散射效应影响的那部分光束 93 不常使用
AM2.0 高纬度地区，如北欧 71 不常使用
AM1.5G标准太阳光谱分布与其分段占比分别如上图所示，其对应的太阳模拟器光谱匹配度级等级评定标准如下表所示。
等级 光谱匹配度
A 0.75-1.25
B 0.6-1.4
C 0.4-2.0
2、辐照不均匀性：表示太阳模拟器参数的光束在空间上的均匀程度。均匀性不好的模拟器会影响测试的结果，一般情况下导致测试值比实际值偏小。
真实的太阳光在空间分布中是非常均匀的，但人造的光源并并不是。根据ASTM的规定，太阳模拟器辐照不均匀度的计算公式如下：
太阳模拟器辐照不均匀度等级评定标准如下表：
等级 辐照不均匀度
A < 2%
B < 5%
C < 10%
3、 辐照时间不稳定性：表示太阳模拟器光束辐照度在时间上的稳定性。
真实的阳光辐照度在一段（短）时间内是非常稳定的，因此太阳模拟器的辐照度也应具有一定的稳定性。辐照稳定度对测试结果的可参考性提供了前提。
Sciencetech生产设计的太阳能模拟器均符合ASTM E927-05标准，也可以根据需要更改，使其满足 IEC或者JIS标准，或按照您的特殊要求订制。如需更多信息请随时call我们。
等级 辐照时间不稳定性
A 2%
B 5%
C 10%
虽然ASTM没有规定，但光束的准直性，即光束的平行程度也是一个非常重要的指标。散射角半角越小，光束越平行，准直性越好。在自然界中，没有真正*平行（散射角半角为0°）的光束，真实太阳光的散射角半角为0.25°，通常被认为是平行的。Sciencetech的高准直太阳模拟器系列的光束的散射角半角仅为0.35°，非常接近真实的阳光——这对于那些依赖于多结光伏电池的测试是非常重要，因为这些电池对光束的准直性十分敏感。
