在光學(xué)測試技術(shù)持續(xù)進步的背景下，對模擬自然光照條件的精準度要求日益提升。太陽光模擬器作為復(fù)現(xiàn)標準太陽光譜的核心設(shè)備，其光譜性能直接決定了測試數(shù)據(jù)的可靠性。本文聚焦光譜匹配度、光譜覆蓋率（SPC）、光譜偏離率（SPD）三大關(guān)鍵指標，解析其在測試中的作用機制。Luminbox 太陽光模擬器憑借先進準直技術(shù)與均勻光斑設(shè)計，精準復(fù)現(xiàn)AM1.5G 標準光譜，實現(xiàn)穩(wěn)定輻照輸出，為各類光譜測試場景提供高效可靠的解決方案。

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太陽光模擬器的核心挑戰(zhàn)

隨著相關(guān)技術(shù)的迭代發(fā)展，不同被測對象的光譜響應(yīng)特性差異顯著，對太陽光模擬器的光譜精準度提出了更高要求。光譜匹配度、覆蓋率與偏離率作為評估模擬器性能的核心參數(shù)，從不同維度共同決定了模擬光譜與AM1.5G標準光譜的契合度，進而影響被測對象關(guān)鍵性能參數(shù)的測量精度。

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太陽光模擬器光譜的三大評價指標

光譜匹配度：評估光譜的核心指標

光譜匹配度是評價太陽光模擬器光譜的關(guān)鍵指標，它通過對比各波長區(qū)間內(nèi)太陽光模擬器光譜輻照度占比與標準太陽光譜（AM1.5G）輻照度占比來衡量。

根據(jù)IEC60904-9:2020標準，太陽光模擬器的光譜匹配度通過將光譜輻照度與AM1.5G標準光譜在以下6個波長區(qū)間的占比偏差進行對比，劃分為四個等級：A?、A、B、C，該指標是篩選高精度模擬器的基礎(chǔ)依據(jù)。

太陽光模擬器主要采用三種光源，分別為鹵素?zé)?、氙燈?a target="_blank">LED 燈。

本研究使用3臺氙燈模擬器（A、B、C）的光譜匹配度均為A?級，但其光譜輻照度在6個波長區(qū)間（300~1200 nm）的占比與AM1.5G存在差異，如下圖所示：

3 臺太陽光模擬器的光譜輻照度曲線

模擬器A：光譜曲線最接近AM1.5G，尤其在600~950 nm和960~1200 nm波段，輻照度與標準光譜的偏離較小。

模擬器B：在300~350 nm波段幾乎無輻照度輸出，且在680~1000 nm范圍內(nèi)存在多個尖峰和低谷，1000~1100 nm處出現(xiàn)明顯長低谷。

模擬器C：在680~1000 nm波段尖峰更高、低谷更深，1000~1100 nm處同樣存在長低谷，整體波動幅度大于模擬器B。

3臺太陽光模擬器的光譜匹配度表

模擬器A：各區(qū)間匹配度最接近100%（96.67%~108.78%），偏離幅度最小。

模擬器B：在300~470 nm超匹配（100.59%），但在561~657 nm低匹配（94.07%）。

模擬器C：在657~772 nm和772~919 nm顯著高匹配（109.77%、104.33%），但在919~1200 nm嚴重低匹配（89.41%）。

光譜覆蓋率(SPC):量化光譜完整性的關(guān)鍵指標

光譜覆蓋率（SPC）用于評估太陽光模擬器光譜在300~1200 nm范圍內(nèi)對AM1.5G標準光譜的覆蓋程度，其計算公式為：

ESM(λ)：太陽光模擬器在波長λ下的光譜輻照度

EAM1.5(λ)：AM1.5G標準光譜在波長λ下的輻照度

3臺太陽光模擬器的SPC表

所有模擬器SPC均接近100%，驗證了氙燈光源的寬譜連續(xù)性。

SPC無法反映光譜分布的局部缺陷（如模擬器B在300~350 nm的輻照度缺失）。

光譜偏離率(SPD):揭示光譜失配的核心參數(shù)

光譜偏離率（SPD）是量化太陽光模擬器光譜與AM1.5G標準光譜絕對偏差的核心指標，其計算公式為：

ESM(λ)：模擬器在波長λ下的光譜輻照度

EAM1.5(λ)：AM1.5G標準光譜輻照度

3臺太陽光模擬器的SPD表

模擬器A的低SPD（15.09%）直接反映其光譜曲線與AM1.5G的高度吻合。

模擬器B的高SPD（30.20%）源于：300-350nm波段輻照度完全缺失；680-1000nm存在多個劇烈波動峰谷。

模擬器C的SPD（27.39%）雖略優(yōu)于B，但680-1000nm尖峰振幅更大，1000-1100nm低谷更顯著。

SPD是光譜匹配度的必要補充：A?級匹配度僅保證宏觀合規(guī)，SPD<20%才能確保微觀偏差可控。

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研究結(jié)論

太陽光模擬器的性能評估已從單一的光譜匹配度擴展至光譜匹配度、SPC與SPD的多維協(xié)同優(yōu)化。研究表明，即使設(shè)備達到A?級光譜匹配度，若SPD偏高或SPC不足，仍可能導(dǎo)致關(guān)鍵測試數(shù)據(jù)的偏差。

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Luminbox太陽光模擬器

Luminbox太陽光模擬器采用先進光束準直技術(shù)與高均勻光斑設(shè)計，精準復(fù)現(xiàn)AM1.5G太陽光譜，輻照輸出穩(wěn)定，為實驗室提供高效可靠的光照測試解決方案。

AAA級性能：光譜匹配度符合IEC60904-9標準AAA級，可達實驗室校準精度；

長效穩(wěn)定：優(yōu)化光源設(shè)計大幅降低維護頻率，減少校準與停機時間，提升實驗效率；

應(yīng)用場景：可選配光學(xué)濾鏡，靈活模擬室內(nèi)外日光環(huán)境，滿足多元測試需求。

Luminbox太陽光模擬器通過先進的光源設(shè)計與動態(tài)校準技術(shù)，實現(xiàn)了光譜匹配度AAA級、SPC接近100%與SPD<15%的卓越性能，為光伏組件標定、材料老化研究等場景提供了實驗室級精準度的解決方案。

原文出處:《太陽光模擬器光譜對光伏組件 I-V 特性測試的影響分析》

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