太阳光模拟器的光源选型

最新推荐文章于 2025-12-02 20:37:50 发布

原创最新推荐文章于 2025-12-02 20:37:50 发布 · 1k 阅读

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

光源是太阳光模拟器的核心组件，其性能需满足光谱质量、准直性、照明均匀性、光强稳定性及通量范围等关键要求。而光源的波长范围、成本、寿命及功耗则是实际应用中需权衡的重要因素。紫创测控Luminbox专注于太阳光模拟器技术创新，其核心技术覆盖 LED、卤素灯、氙灯三大技术路线，为多领域提供全场景太阳光环境模拟解决方案。本文基于相关研究成果，详细介绍太阳光模拟器的各类光源特性及应用。

一、传统气体放电灯

碳弧灯：1960 年问世，波长范围 350-700nm，是早期太阳光模拟器的重要光源，尤其适用于空间应用中多结太阳能电池的测试。但其存在光强不稳定、寿命短及蓝光辐射过强等缺陷，限制了在地面光伏测试中的应用。

氩弧灯：1972 年投入使用，波长 275-1525nm，具有辐照稳定、一致性高的特点。其通过高压氩气放电发光，需水冷却系统控制温度，广泛用于 20 世纪 70 年代的太阳能模拟及激光应用。

高压钠灯：1965 年开发，波长覆盖 250-2500nm，因寿命长、效率高而被用于太阳光模拟器。其光谱集中在黄色波段（586nm），适合特定热应用场景，但需配套功率控制设备，成本较高。

二、卤素与复合光源

石英钨卤素灯太阳光模拟器

石英钨卤素灯：1962 年出现，波长 250-2500nm，具有成本低、光强高的优势，常用于聚光太阳能集热器测试及多光源系统中的红外光源。其光谱与自然光相似度较高，但在紫外波段表现较弱。

汞氙灯：1961 年问世，波长 185-2600nm，结合了汞灯的紫外光谱与氙灯的红外光谱，曾用于 NASA 早期空间环境模拟舱。但随着氙弧灯技术的发展，其应用逐渐被替代。

三、高性能气体放电灯

氙弧太阳光模拟器

氙弧灯：1961 年开发，波长 185-2600nm，光谱在紫外至可见光波段稳定性优异，通过滤波可调节红外输出，是目前应用最广泛的光源之一。其优势在于光谱匹配度高，受电源波动影响小，但存在功耗大、寿命短及高压易爆风险。

金属卤化物灯：2005 年投入使用，波长 200-2600nm，通过金属卤化物与汞蒸气的混合放电发光，成本低于氙弧灯，适用于大面积模拟场景。但其光谱稳定性较差，需配合电子驱动设备使用。

四、固态光源与新兴技术

LED 太阳光电池模拟器的制备

LED（发光二极管）：2003 年开始用于太阳光模拟器，波长 300-1200nm，具有低成本、低功耗及长寿命等优势。其光谱可快速调节以匹配 AM 1.5 标准，响应时间仅毫秒级，适用于高精度光伏测试，是近年来的主流发展方向。

超连续激光：2011 年问世，波长 480-900nm，凭借宽谱、高功率特性，在小面积高精度测试中展现潜力。但其光束角度小、控制系统复杂，目前应用范围有限。

五、多光源系统

多光源太阳光模拟器

单光源较难覆盖全应用需求，多光源系统应运而生。例如，氙弧灯与钨灯组合可分别模拟紫外与红外光谱，LED 与卤素灯结合能优化可见光波段表现。此类系统通过互补光谱特性，显著提升模拟精度，适用于高端光伏及材料测试。

太阳光模拟器光源的发展历经从传统气体放电灯到固态光源的迭代，LED、卤素灯、氙灯及多光源系统成为当前主流。其中 LED 光源优势显著，凭借低成本、低功耗、长寿命脱颖而出。紫创测控 Luminbox 太阳光模拟器整合 LED 与其他光源技术，满足多领域需求。未来，随着光源技术的持续创新，将在更多行业推动技术革新与可持续发展。

紫创测控Luminbox大面积LED太阳光模拟器

紫创测控Luminbox全光谱大面积LED太阳光模拟器以A+AA+综合性能，实现辐照均匀、光谱精准与运行稳定的三重突破，通过权威认证，为科研与工业测试提供高可靠、标准化的全光谱光照解决方案，推动精密光学实验迈向更高精度与可重复性。