太陽光模擬器可同時(shí)解決準(zhǔn)直性、輻照度均勻性、光譜匹配性三大技術(shù)指標(biāo)的難度較高的問題，基于光電一體化二次光學(xué)設(shè)計(jì)，提出一種簡(jiǎn)便、高效且可實(shí)現(xiàn)大功率的LED太陽模擬器光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。采用小角度準(zhǔn)直透鏡和拋物面鏡來整合光源，通過混光棒和微結(jié)構(gòu)進(jìn)行勻光，后利用拋物面鏡實(shí)現(xiàn)光線的準(zhǔn)直輸出，基于同軸準(zhǔn)直的設(shè)計(jì)思想完成LED太陽模擬器的設(shè)計(jì)。太陽光模擬器采用多燈具反射式同軸準(zhǔn)直系統(tǒng)，它是利用人工光源模擬太陽光輻照，能提供與太陽光譜分布相匹配的、均勻的、準(zhǔn)直穩(wěn)定的光輻照，在航空航天、氣象、民用等領(lǐng)域應(yīng)用普遍。太陽光模擬器的使用特征是什么？自然光模擬配件

太陽光模擬器是可照射接近標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜的虛擬陽光，實(shí)際太陽光的特性有強(qiáng)度、光譜、空間均勻性。大家比較忽略的是模擬器光源的發(fā)散角度，太陽光是平行光，發(fā)散半角在0.25度。太陽光模擬器在光學(xué)設(shè)計(jì)上要滿足前述光譜光強(qiáng)及均勻性三個(gè)要求達(dá)到3A等級(jí)，已屬不易，又要考慮發(fā)散角度就更加困難。我們可以想像太陽距離我們數(shù)公里，對(duì)地面上來說已經(jīng)接近是無限遠(yuǎn)的距離，接近為一個(gè)理想的點(diǎn)光源。現(xiàn)實(shí)中要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)強(qiáng)度高的無限小的點(diǎn)光源，是十分困難；燈泡功率越高，燈心就越大，除非把它光路拉到很長(zhǎng)，像太陽一樣，但又會(huì)損失很光能量，難以讓照射面達(dá)到要求。而達(dá)到包含發(fā)散角度的這些要求后，成本又必須是要合理的，才能有實(shí)用的價(jià)值。日光模擬控制器大功率太陽模擬器采用電源與燈箱分體設(shè)計(jì)。

太陽模擬器并不只是一個(gè)模擬太陽光的光源，它還包括了一整套的測(cè)試系統(tǒng)。太陽電池是一種非線性元件，在電池/組件的性能進(jìn)行測(cè)試時(shí)，一般通過測(cè)試一整條IV曲線來判斷太陽電池的性能。當(dāng)前業(yè)界主要使用電子負(fù)載代替真實(shí)負(fù)載進(jìn)行IV曲線的測(cè)試。對(duì)于脈沖式太陽模擬器，它只有數(shù)十毫秒的亞穩(wěn)態(tài)恒定光強(qiáng)，要在如此短的時(shí)間內(nèi)完成整條IV曲線的測(cè)試，這要求使用快速電子負(fù)載。一個(gè)常規(guī)的太陽模擬器由光源、儲(chǔ)能供電電路、觸發(fā)電路、電子負(fù)載、采集電路以及計(jì)算機(jī)等模塊組成。

陽光模擬器可以提供一個(gè)接近自然日光的環(huán)境，目的就是提供一個(gè)可控的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)施用于太陽能光伏組件的測(cè)試。可實(shí)現(xiàn)不間斷的光輻照條件，使實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)不受測(cè)試條件與環(huán)境的約束，因而其在光伏器件的研究和質(zhì)檢中被普遍的應(yīng)用，應(yīng)具備光束準(zhǔn)直、光斑均勻、輻照穩(wěn)定、且與太陽光譜匹配的特點(diǎn)，使用戶可足不出戶的完成需要太陽光照條件的測(cè)試。太陽光模擬器具備光束準(zhǔn)直、光斑均勻、光譜與太陽光匹配的特點(diǎn)，可完成需要太陽光照射條件的實(shí)驗(yàn)，適用于單晶硅、多晶硅、非晶薄膜、染料敏化、有機(jī)、III-V族半導(dǎo)體等各種不同類型的太陽電池。太陽光模擬器采用電源和燈箱分體設(shè)計(jì)，提高光源的便攜性。

太陽光模擬器是測(cè)試太陽能電池的評(píng)價(jià)指標(biāo)短路電流ISC、開路電壓VOC、填充因子FF、光電轉(zhuǎn)化效率η的儀器。太陽光模擬器主機(jī)主要有：1000W氙燈光源、反射鏡、光學(xué)積分器、快門、AM1.5濾波片、準(zhǔn)直透鏡等幾部分組成。由于太陽光模擬器本身體積較小，測(cè)試過程不受環(huán)境、氣候、時(shí)間等因素影響，從而避免了室外測(cè)量的各種因素限制。太陽光模擬器普遍應(yīng)用于太陽能電池特性測(cè)試，光電材料特性測(cè)試，生物化學(xué)相關(guān)測(cè)試，光學(xué)催化降解加速研究，皮膚化妝用品檢測(cè)，環(huán)境研究等。在太陽光模擬器內(nèi)部有一個(gè)穩(wěn)定的快門，用來控制工作環(huán)境，該快門可以實(shí)現(xiàn)1000000次開關(guān)。上海汽車太陽光模擬光譜

太陽光模擬器對(duì)濕度要求特別高，開機(jī)之前必須有抽濕機(jī)將操作間內(nèi)的濕度維持在50℅以下。自然光模擬配件

太陽模擬器復(fù)雜的技術(shù)要求：1、需要使用太陽模擬器將太陽光譜與700nm至1100nm的近紅外區(qū)域中的A類光譜匹配進(jìn)行匹配。2、需要光學(xué)系統(tǒng)在相對(duì)較大的3維體積（1.5×1.5x0.5m3）上產(chǎn)生均勻的光場(chǎng)。3、實(shí)驗(yàn)室空間的限制是對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的額外限制。4、要求光線從偏軸角度照亮垂直目標(biāo)平面。這是由于其內(nèi)部設(shè)置需要在目標(biāo)平面正前方的自由空間。使光線傾斜是直觀的解決方案。5、需要科學(xué)技術(shù)的工程團(tuán)隊(duì)進(jìn)行普遍的研究和開發(fā)，以從請(qǐng)求的離軸角度照亮目標(biāo)平面，同時(shí)仍保持三維體積均勻性。6、必須配置和確定實(shí)現(xiàn)所需光譜形狀的適當(dāng)光源，光學(xué)設(shè)置和濾波方案。7、考慮到要放置的房間的限制，還需要太陽能模擬器系統(tǒng)來維持整體溫度。8、另外，要求限制聲級(jí)，這需要進(jìn)行額外的測(cè)試和重新設(shè)計(jì)工作，其中涉及太陽模擬器系統(tǒng)的內(nèi)部工作。自然光模擬配件

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