在光學(xué)測(cè)試技術(shù)持續(xù)進(jìn)步的背景下，對(duì)模擬自然光照條件的精準(zhǔn)度要求日益提升。太陽(yáng)光模擬器作為復(fù)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光譜的核心設(shè)備，其光譜性能直接決定了測(cè)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(biāo)，解析其在測(cè)試中的作用機(jī)制。Luminbox 太陽(yáng)光模擬器憑借先進(jìn)準(zhǔn)直技術(shù)與均勻光斑設(shè)計(jì)，精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)AM1.5G 標(biāo)準(zhǔn)光譜，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定輻照輸出，為各類(lèi)光譜測(cè)試場(chǎng)景提供高效可靠的解決方案。

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太陽(yáng)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(cè)對(duì)象的光譜響應(yīng)特性差異顯著，對(duì)太陽(yáng)光模擬器的光譜精準(zhǔn)度提出了更高要求。光譜匹配度、覆蓋率與偏離率作為評(píng)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(biāo)準(zhǔn)光譜的契合度，進(jìn)而影響被測(cè)對(duì)象關(guān)鍵性能參數(shù)的測(cè)量精度。

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太陽(yáng)光模擬器光譜的三大評(píng)價(jià)指標(biāo)

光譜匹配度：評(píng)估光譜的核心指標(biāo)

光譜匹配度是評(píng)價(jià)太陽(yáng)光模擬器光譜的關(guān)鍵指標(biāo)，它通過(guò)對(duì)比各波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)太陽(yáng)光模擬器光譜輻照度占比與標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光譜（AM1.5G）輻照度占比來(lái)衡量。

根據(jù)IEC60904-9:2020標(biāo)準(zhǔn)，太陽(yáng)光模擬器的光譜匹配度通過(guò)將光譜輻照度與AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)光譜在以下6個(gè)波長(zhǎng)區(qū)間的占比偏差進(jìn)行對(duì)比，劃分為四個(gè)等級(jí)：A?、A、B、C，該指標(biāo)是篩選高精度模擬器的基礎(chǔ)依據(jù)。

太陽(yáng)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(tái)氙燈模擬器（A、B、C）的光譜匹配度均為A?級(jí)，但其光譜輻照度在6個(gè)波長(zhǎng)區(qū)間（300~1200 nm）的占比與AM1.5G存在差異，如下圖所示：

3 臺(tái)太陽(yáng)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(biāo)準(zhǔn)光譜的偏離較小。

模擬器B：在300~350 nm波段幾乎無(wú)輻照度輸出，且在680~1000 nm范圍內(nèi)存在多個(gè)尖峰和低谷，1000~1100 nm處出現(xiàn)明顯長(zhǎng)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(zhǎng)低谷，整體波動(dòng)幅度大于模擬器B。

3臺(tái)太陽(yáng)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(yán)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(biāo)

光譜覆蓋率（SPC）用于評(píng)估太陽(yáng)光模擬器光譜在300~1200 nm范圍內(nèi)對(duì)AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)光譜的覆蓋程度，其計(jì)算公式為：

ESM(λ)：太陽(yáng)光模擬器在波長(zhǎng)λ下的光譜輻照度

EAM1.5(λ)：AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)光譜在波長(zhǎng)λ下的輻照度

3臺(tái)太陽(yáng)光模擬器的SPC表

所有模擬器SPC均接近100%，驗(yàn)證了氙燈光源的寬譜連續(xù)性。

SPC無(wú)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(yáng)光模擬器光譜與AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)光譜絕對(duì)偏差的核心指標(biāo)，其計(jì)算公式為：

ESM(λ)：模擬器在波長(zhǎng)λ下的光譜輻照度

EAM1.5(λ)：AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)光譜輻照度

3臺(tái)太陽(yáng)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(gè)劇烈波動(dòng)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(bǔ)充：A?級(jí)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(yáng)光模擬器的性能評(píng)估已從單一的光譜匹配度擴(kuò)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(dá)到A?級(jí)光譜匹配度，若SPD偏高或SPC不足，仍可能導(dǎo)致關(guān)鍵測(cè)試數(shù)據(jù)的偏差。

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Luminbox太陽(yáng)光模擬器

Luminbox太陽(yáng)光模擬器采用先進(jìn)光束準(zhǔn)直技術(shù)與高均勻光斑設(shè)計(jì)，精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)AM1.5G太陽(yáng)光譜，輻照輸出穩(wěn)定，為實(shí)驗(yàn)室提供高效可靠的光照測(cè)試解決方案。

AAA級(jí)性能：光譜匹配度符合IEC60904-9標(biāo)準(zhǔn)AAA級(jí)，可達(dá)實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)精度；

長(zhǎng)效穩(wěn)定：優(yōu)化光源設(shè)計(jì)大幅降低維護(hù)頻率，減少校準(zhǔn)與停機(jī)時(shí)間，提升實(shí)驗(yàn)效率；

應(yīng)用場(chǎng)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(cè)試需求。

Luminbox太陽(yáng)光模擬器通過(guò)先進(jìn)的光源設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了光譜匹配度AAA級(jí)、SPC接近100%與SPD<15%的卓越性能，為光伏組件標(biāo)定、材料老化研究等場(chǎng)景提供了實(shí)驗(yàn)室級(jí)精準(zhǔn)度的解決方案。

原文出處:《太陽(yáng)光模擬器光譜對(duì)光伏組件 I-V 特性測(cè)試的影響分析》

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