光源是太陽光模擬器的核心組件，其性能需滿足光譜質(zhì)量、準(zhǔn)直性、照明均勻性、光強(qiáng)穩(wěn)定性及通量范圍等關(guān)鍵要求。而光源的波長范圍、成本、壽命及功耗則是實(shí)際應(yīng)用中需權(quán)衡的重要因素。紫創(chuàng)測控Luminbox專注于太陽光模擬器技術(shù)創(chuàng)新，其核心技術(shù)覆蓋LED、鹵素?zé)?、氙燈三大技術(shù)路線，為多領(lǐng)域提供全場景太陽光環(huán)境模擬解決方案。本文基于相關(guān)研究成果，詳細(xì)介紹太陽光模擬器的各類光源特性及應(yīng)用。

傳統(tǒng)氣體放電燈

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碳弧燈：1960 年問世，波長范圍350-700nm，是早期太陽光模擬器的重要光源，尤其適用于空間應(yīng)用中多結(jié)太陽能電池的測試。但其存在光強(qiáng)不穩(wěn)定、壽命短及藍(lán)光輻射過強(qiáng)等缺陷，限制了在地面光伏測試中的應(yīng)用。

氬弧燈：1972 年投入使用，波長275-1525nm，具有輻照穩(wěn)定、一致性高的特點(diǎn)。其通過高壓氬氣放電發(fā)光，需水冷卻系統(tǒng)控制溫度，廣泛用于20 世紀(jì) 70 年代的太陽能模擬及激光應(yīng)用。

高壓鈉燈：1965 年開發(fā)，波長覆蓋250-2500nm，因壽命長、效率高而被用于太陽光模擬器。其光譜集中在黃色波段（586nm），適合特定熱應(yīng)用場景，但需配套功率控制設(shè)備，成本較高。

鹵素與復(fù)合光源

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石英鎢鹵素?zé)簦?/strong>1962 年出現(xiàn)，波長 250-2500nm，具有成本低、光強(qiáng)高的優(yōu)勢，常用于聚光太陽能集熱器測試及多光源系統(tǒng)中的紅外光源。其光譜與自然光相似度較高，但在紫外波段表現(xiàn)較弱。

汞氙燈：1961 年問世，波長 185-2600nm，結(jié)合了汞燈的紫外光譜與氙燈的紅外光譜，曾用于NASA 早期空間環(huán)境模擬艙。但隨著氙弧燈技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用逐漸被替代。

高性能氣體放電燈

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氙弧太陽光模擬器

氙弧燈：1961 年開發(fā)，波長 185-2600nm，光譜在紫外至可見光波段穩(wěn)定性優(yōu)異，通過濾波可調(diào)節(jié)紅外輸出，是目前應(yīng)用最廣泛的光源之一。其優(yōu)勢在于光譜匹配度高，受電源波動影響小，但存在功耗大、壽命短及高壓易爆風(fēng)險(xiǎn)。

金屬鹵化物燈：2005 年投入使用，波長 200-2600nm，通過金屬鹵化物與汞蒸氣的混合放電發(fā)光，成本低于氙弧燈，適用于大面積模擬場景。但其光譜穩(wěn)定性較差，需配合電子驅(qū)動設(shè)備使用。

固態(tài)光源與新興技術(shù)

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LED 太陽光電池模擬器的制備

LED（發(fā)光二極管）：2003 年開始用于太陽光模擬器，波長300-1200nm，具有低成本、低功耗及長壽命等優(yōu)勢。其光譜可快速調(diào)節(jié)以匹配AM 1.5 標(biāo)準(zhǔn)，響應(yīng)時(shí)間僅毫秒級，適用于高精度光伏測試，是近年來的主流發(fā)展方向。

超連續(xù)激光：2011 年問世，波長 480-900nm，憑借寬譜、高功率特性，在小面積高精度測試中展現(xiàn)潛力。但其光束角度小、控制系統(tǒng)復(fù)雜，目前應(yīng)用范圍有限。

多光源系統(tǒng)

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多光源太陽光模擬器

單光源較難覆蓋全應(yīng)用需求，多光源系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。例如，氙弧燈與鎢燈組合可分別模擬紫外與紅外光譜，LED 與鹵素?zé)艚Y(jié)合能優(yōu)化可見光波段表現(xiàn)。此類系統(tǒng)通過互補(bǔ)光譜特性，顯著提升模擬精度，適用于高端光伏及材料測試。

太陽光模擬器光源的發(fā)展歷經(jīng)從傳統(tǒng)氣體放電燈到固態(tài)光源的迭代，LED、鹵素?zé)?、氙燈及多光源系統(tǒng)成為當(dāng)前主流。其中LED 光源優(yōu)勢顯著，憑借低成本、低功耗、長壽命脫穎而出。紫創(chuàng)測控Luminbox太陽光模擬器整合LED 與其他光源技術(shù)，滿足多領(lǐng)域需求。未來，隨著光源技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新，將在更多行業(yè)推動技術(shù)革新與可持續(xù)發(fā)展。

紫創(chuàng)測控Luminbox大面積LED太陽光模擬器

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紫創(chuàng)測控Luminbox全光譜大面積LED太陽光模擬器以A+AA+綜合性能，實(shí)現(xiàn)輻照均勻、光譜精準(zhǔn)與運(yùn)行穩(wěn)定的三重突破，通過權(quán)威認(rèn)證，為科研與工業(yè)測試提供高可靠、標(biāo)準(zhǔn)化的全光譜光照解決方案，推動精密光學(xué)實(shí)驗(yàn)邁向更高精度與可重復(fù)性。

A+級光譜匹配：300-1200 nm全覆蓋，誤差≤1%（IEC標(biāo)準(zhǔn)）。

高均勻輻照：45cm×45cm區(qū)域不均勻度僅1.8%（A級）。

超穩(wěn)運(yùn)行：20分鐘波動≤0.5%（A+級）。

權(quán)威認(rèn)證：國家計(jì)量院校準(zhǔn)，國際標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)。

工業(yè)級設(shè)計(jì)：適配光伏、材料、光催化等多場景。

紫創(chuàng)測控Luminbox憑借對光譜匹配度、輻照均勻性等核心指標(biāo)的極致追求，已構(gòu)建起覆蓋LED/氙燈/鹵素?zé)?/strong>全技術(shù)路線的產(chǎn)品矩陣，技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新、關(guān)鍵性能指標(biāo)表現(xiàn)出色，為客戶提供了優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和全場景太陽光環(huán)境模擬解決方案。

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原文參考：《Light sources selection for solar simulators: A review》

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