太陽光模擬器作為能夠在地面實驗室環(huán)境中復(fù)現(xiàn)太陽輻射的設(shè)備,已成為新能源、材料科學(xué)及航空航天等領(lǐng)域不可或缺的研究工具。其性能核心取決于人工光源,光源的選擇直接決定太陽光模擬器的精度、效率、成本與適用范圍。下文,紫創(chuàng)測控luminbox將基于對光源技術(shù)的系統(tǒng)綜述,為用戶提供清晰、實用的太陽光模擬器的光源選擇與決策依據(jù)。
光源選擇核心原則
luminbox
1.標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)性要求
標(biāo)準(zhǔn) | 測試性能分類 |
IEC 60904-9 | 太陽光模擬器性能要求 |
ASTM E927-05 | 地面光伏測試用太陽光模擬器規(guī)范 |
ASTM E927-10 | 光伏測試用太陽光模擬器規(guī)范 |
ASTM G173-03 | 參考太陽光譜輻照度標(biāo)準(zhǔn)表 |
ASTM E948-16 | 模擬陽光下光伏電池電性能測試方法 |
ASTM E973-16 | 光譜失配參數(shù)測定方法 |
ASTM E1036-15 | 非聚光光伏組件電性能測試方法 |
ASTM E1362-15 | 非聚光光伏參考電池校準(zhǔn)方法 |
JIS C 8912 | 晶體太陽能電池用太陽光模擬器 |
太陽模擬器國際標(biāo)準(zhǔn)
太陽光模擬器光源需符合國際標(biāo)準(zhǔn),關(guān)鍵參數(shù)需滿足:
光譜質(zhì)量:以ASTM G173-03標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的AM1.5 太陽光譜為參考,被測區(qū)域任意點(diǎn)輻照度與平均輻照度偏差不超過±15%;
準(zhǔn)直性:太陽光模擬器常規(guī)測試中,≥80% 模擬輻照需來自張角≤60°的區(qū)域;入射角修正系數(shù)(IAM)測試時,該要求提升為≥90% 輻照來自張角≤20°的區(qū)域;
通量大小:平均輻照度需≥700W/m2,專項測試可放寬至300-1000W/m2,且實測值與平均值偏差需控制在 ±50W/m2 內(nèi);
通量范圍:有效輻照面積需覆蓋被測樣品全尺寸,即寬度、高度均≥樣品對應(yīng)維度。
2.核心性能考量
不同光源太陽光模擬器的光譜匹配度偏差
光譜匹配度:優(yōu)先選擇色溫接近太陽(5800K)的光源,減少紅外區(qū)域光譜失配對熱輻射模擬的影響;
轉(zhuǎn)換效率:以“總輸出輻射功率 / 燈具總耗電功率” 為指標(biāo),效率越高,能耗成本越低;
經(jīng)濟(jì)性:含燈具本體及附加設(shè)備(如鎮(zhèn)流器、點(diǎn)火器)的總成本,需結(jié)合壽命綜合測算;
安全性:高強(qiáng)度氣體放電燈(HID)需重點(diǎn)評估高壓爆炸、紫外線(UV)臭氧危害等風(fēng)險。LED 光源無高壓結(jié)構(gòu),需關(guān)注驅(qū)動電源穩(wěn)定性。
光源選擇流程
1.明確需求
確定輸出通量、被測樣品尺寸(確定有效輻照面積)、光譜敏感度(如是否需精準(zhǔn)模擬紅外熱輻射、是否需靈活調(diào)節(jié)光譜)及運(yùn)維預(yù)算;
2.初步篩選
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)性要求排除不符項,如高光譜要求場景可初步排除鹵鎢光源;需靈活調(diào)光譜時,可將LED 光源納入候選;
3.綜合評估
對比太陽光模擬器候選光源的光譜匹配度、轉(zhuǎn)換效率、壽命與成本。如:需靈活調(diào)節(jié)光譜場景時,可選擇多波段LED 光源,通過組合不同波長芯片優(yōu)化光譜,適配特定熱輻射模擬需求;應(yīng)用于低成本臨時場景時,鹵鎢燈可作為備選,需核算頻繁更換的隱性成本;
4.適配驗證
確認(rèn)光源附加設(shè)備(如氙弧燈專用鎮(zhèn)流器、LED 驅(qū)動電源)與模擬器光學(xué)系統(tǒng)(反射鏡、透鏡)兼容,避免色溫偏移或效率損耗。
太陽光模擬器的光源選擇是需要系統(tǒng)權(quán)衡的決策。合適的選型始于對實驗需求的精準(zhǔn)剖析:包括目標(biāo)通量、照射面積、光譜匹配精度及預(yù)算等核心參數(shù)。關(guān)鍵在于將具體需求與各光源的技術(shù)特性進(jìn)行科學(xué)匹配,既要考慮初始投入,也要評估長期運(yùn)營成本。最終方案應(yīng)是性能、成本、安全性與可維護(hù)性之間的最優(yōu)平衡,而非單一指標(biāo)的簡單比較。這種基于系統(tǒng)分析的決策方法,能夠為特定應(yīng)用場景提供最適宜的光源配置方案。
Luminbox大面積LED太陽模擬器
luminbox
紫創(chuàng)測控Luminbox全光譜大面積LED太陽模擬器以A+AA+綜合性能,實現(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,為材料測試提供高可靠、標(biāo)準(zhǔn)化的全光譜光照解決方案,推動光催化活性測試邁向更高精度與可重復(fù)性。
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技術(shù)支持: 400-808-6127
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:國家計量院校準(zhǔn),國際標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)。
工業(yè)級設(shè)計: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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