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太陽光模擬器的基本組成
發布時間：2023-03-28 瀏覽量：1536
太陽光模擬器的基本組成
太陽光模擬器主要由光學積分鏡、橢球形反 射器、快門、濾光片、準直透鏡、燈源等部件組成。圖1為以氙燈太陽光模擬器為例的橫截面示意圖。其工作原理是：氙燈位于太陽光模擬器的中心位置，發射出的光線經過第一個 45°的平面鏡翻轉 90°，落在置于橢球焦點的積分鏡上，使光分散均勻，然后光束經過濾光片，將該波段多余的紅外輻射濾除；再經過第二個45°的平面鏡翻轉 90°；最后落到準直透鏡上。一般太陽光模擬器會設定系統所需的光學參數，進行光的收集、光束均勻化、過濾和準直。太陽光模擬器通過準直透鏡后以平行光的形式輸出。
光源是太陽光模擬器最基本的組成部分，常用的燈源有氙燈、鹵光燈。
氙燈即利用氙氣放電而發光的電光源。其色溫約為6000 K，在使用中使 N2 氣體流經過散熱器和排風管道對氙燈進行冷卻。氙燈具有很高的內部壓力，即使不操作，燈的內部壓力也會超過 1.01 MPa。
氙燈輻射與太陽輻射的比較可以看出，其光譜分布與太陽光譜比較接近，在氙燈的紅外光譜區中 0.8～1.0 μm 處有幾個突起的高峰，如采用水冷或紅外濾光玻璃，可消去這些高峰，使其更接近太陽光譜。故在實際的太陽光模擬裝置中往往都采用氙燈作為光源。
鹵光燈
金屬鹵光燈又叫高強紫外鹵素燈，屬金屬鹵化物燈的一種，它之所以會發出高效能的光，是因為金屬鹵化物在參與整個發光過程中，絕大部分能量被轉化為可見光，僅有很小部分的能量轉換為了熱量。雖然鹵光燈的可見光光強比氙燈弱了非常多，但由于其價格低廉，也常作為太陽光模擬器備用光源之一。
冷光燈，也是鹵光燈的一種，色溫可達 3400K，光源輻射光譜范圍覆蓋 300～2600 nm。冷光燈是一種小功率鹵光燈，功率在 25～50W 之間，裝配反光罩朝一定方向照明，發白光。如日本原裝進口 EYE 鹵素燈泡 JCD100V150WL/G1S。
濾光片
太陽光模擬器濾光片為大氣質量濾光片 (Air Mass濾波片 )，其作用是修改光譜輻照度分布，從而模擬在不同環境下的太陽光譜近似分布。
其一般可分為 AM0 和 AM1.5 等不同型號。當太陽光入射角與地面夾角為θ 時，大氣質量為AM=1/cosθ；當 θ=0.482 時，大氣質量為 AM1.5，是指典型晴天時太陽光照射到一般地面的情況。國際標準組織將AM1.5 的輻照度定義為 1000 W/m2 ，常作為太陽電池和組件效率測試時的標準。地球表面的標準光譜稱為 AM 1.5G(G代表總的輻射，包括直接的和分散的輻射 ) 或 AM 1.5D( 只包含直接的輻射 )。
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