穩(wěn)態(tài)太陽(yáng)模擬器的基本原理是利用人工光源模擬太陽(yáng)光輻射，以克服太陽(yáng)光輻射受時(shí)間和氣候影響，并且總輻照度不能調(diào)節(jié)等缺點(diǎn)，廣泛用于航空航天、光伏、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。
 

　　(1)空間用太陽(yáng)模擬器能夠較為準(zhǔn)確地模擬太陽(yáng)輻射的準(zhǔn)直性、均勻性和光譜特性，具有較高的空間外熱流模擬精度，主要用于航天器的熱平衡試驗(yàn)、材料老化試驗(yàn)，以及航空航天用光電器件的定標(biāo)等，如KM6太陽(yáng)模擬器。
 

　　(2)而對(duì)于地面用太陽(yáng)模擬器，在各項(xiàng)特性參數(shù)中，其準(zhǔn)直性要求沒(méi)有空間用太陽(yáng)模擬器高，主要使用輻照不均勻度、光譜匹配度、輻照不穩(wěn)定度這三個(gè)參數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)其模擬太陽(yáng)光的等級(jí)，以下所述太陽(yáng)模擬器均是指地面用太陽(yáng)模擬器。

 

穩(wěn)態(tài)太陽(yáng)模擬器技術(shù)參數(shù)：
型號(hào)	94023A	94043A	94063A	94083A	94123A
光斑尺寸	2x2 inch (51x51mm)	4x4 inch (102x102mm)	6x6 inch (152x152mm)	8x8 inch (203x203mm)	12x12 inch (305x305mm)
光束發(fā)散角	<±4 ° (half angle)	<±4 ° (half angle)	<±3 ° (half angle)	<±2 ° (half angle)	(half angle) <±1.5 °
輻射強(qiáng)度	100mW/cm2 (1 SUN)±20% Adjustable
均勻性	<±2 %
均勻性等級(jí)	A (IEC 60904-9 2007)    A (JIS 8904-9 2017)   A (ASTM E927 - 10)
時(shí)間不穩(wěn)定性	0.5% STI    <2.0% LTI
時(shí)間不穩(wěn)定性等級(jí)	A (IEC 60904-9 2007)     A (JIS 8904-9 2017)    A (ASTM E927 - 10)
光譜匹配	13.8% - 23.0% (400-500nm)
	14.9% - 24.9% (500-600nm)
	13.8% - 23.0% (600-700nm)
	11.2% - 18.6% (700-800nm)
	9.4% - 15.6% (800-900nm)
	11.9% - 19.9% (900-1100nm)
光譜匹配等級(jí)	A (IEC 60904-9 2007)     A (JIS 8904-9 2017)A     (ASTM E927 - 10)
工作距離	12 ±0.5 in.	6 ±0.5 in.	7±0.5 in.	15 ±0.5 in.	12 ±0.5 in.
模擬器功率	450 W	450 W	1000 W	1600 W	1600 W
電源輸入功率	95 - 264 VAC/15A      47 - 63 Hz
電源調(diào)整率	0.01%

 

　　穩(wěn)態(tài)太陽(yáng)模擬器的使用使用注意：
 

　　(1)光源在光控模式下，通過(guò)燈箱前面板上的-/+按鍵調(diào)節(jié)設(shè)定光強(qiáng)數(shù)值大小，建議將新購(gòu)買(mǎi)的、更換過(guò)氙燈燈泡的、久置不用后新啟用的光源設(shè)定光強(qiáng)設(shè)置在45~55范圍內(nèi)，設(shè)置完成后，參考電流的數(shù)值會(huì)隨設(shè)定光強(qiáng)自動(dòng)調(diào)節(jié)。
 

　　(2)光源具有燈泡計(jì)時(shí)功能，在更換新的氙燈燈泡后，氙燈燈泡計(jì)時(shí)必須重置，否則燈光源程序中的使用時(shí)間會(huì)累計(jì)舊燈泡的時(shí)間，電源箱屏幕可能會(huì)出現(xiàn)升壓故障的異常提示。
 

　　(3)光源的光控模式，根據(jù)設(shè)定光強(qiáng)來(lái)調(diào)節(jié)參考電流，使實(shí)測(cè)光強(qiáng)與設(shè)定光強(qiáng)的數(shù)值保持一致，從而實(shí)現(xiàn)光功率的長(zhǎng)周期穩(wěn)定性輸出。
 

　　穩(wěn)態(tài)太陽(yáng)模擬器特征：
 

　　A級(jí)光譜匹配度
 

　　太陽(yáng)光模擬器的理想光譜匹配度基于以 6 種光譜范圍表示的累積光強(qiáng)度百分比。AAA 級(jí)太陽(yáng)光模擬器在每個(gè)光譜范圍內(nèi)的偏差不能超過(guò)理想百分比的 0.75 倍至 1.25 倍。具有 AM 1.5G 光譜校正濾光片的 Oriel Sol3A 的光譜匹配度可以輕松滿(mǎn)足 IEC、JIS 和 ASTM 的 A 級(jí)要求。

　　A 級(jí)輻照空間均勻性
 

　　工作區(qū)域的輻照均勻性是最難實(shí)現(xiàn)和保持的 AAA 級(jí)要求。局部熱斑可能導(dǎo)致測(cè)量的電池轉(zhuǎn)化效率出現(xiàn)顯著的誤差，并且可能導(dǎo)致電池拼接不準(zhǔn)確。設(shè)計(jì) AAA 級(jí)空間不均勻性性能標(biāo)準(zhǔn)的目的是使熱斑的影響降低，嚴(yán)格的≤2%的誤差標(biāo)準(zhǔn)。示意圖展示了 2x2 英寸的模擬器有效工作區(qū)域的輻照不均勻性。每臺(tái)儀器都會(huì)附上輻照不均勻性測(cè)試結(jié)果。

　　A級(jí)時(shí)間穩(wěn)定性
 

　　時(shí)間不穩(wěn)定性是 AAA 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的第三個(gè)性能參數(shù)。它要求輸出光在一段時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定，以確保燈的波動(dòng)不會(huì)使太陽(yáng)能電池效率的測(cè)量失真。Oriel 的 Sol3A 可以輕松滿(mǎn)足由 IEC、ASTM 和 JIS 標(biāo)準(zhǔn)定義的時(shí)間不穩(wěn)定性的要求。IEC 60904-9 (2007) 對(duì)短期不穩(wěn)定性有嚴(yán)格的要求，允許范圍不超過(guò) 0.5%。示意圖為 1.6kW Sol3A 太陽(yáng)光模擬器以每隔 50ms 采樣的典型不穩(wěn)定性響應(yīng)曲線(xiàn)，誤差 0.369%