穩態太陽光模擬器是光伏、光電材料及光老化測試領域的核心設備,其技術演進始終圍繞一個核心目標:在實驗室內精準、穩定地復現標準太陽光譜。這一過程的關鍵突破,集中體現在光源革新與光譜精準復現兩大技術路線上。
光源技術的迭代革新是模擬器發展的第一驅動力。傳統長弧氙燈憑借其光譜與日光相近的特性,長期占據主導地位。然而,其光譜在紅外波段存在較強的氙特征峰,需要復雜的濾光系統進行修正,且存在壽命有限、發熱量大等缺點。近年來,LED陣列光源技術異軍突起。通過精心組合不同波段的LED芯片并獨立調控其驅動電流,工程師能夠以更高的能效和靈活性“拼接”出目標光譜。LED光源具有壽命超長、瞬時穩定、發熱量低、可實現數字編程光譜等革命性優勢,正在新一代模擬器的設計。
從光源到“標準陽光”,光譜的精準復現則是更精密的系統工程。無論采用何種光源,其原始光譜都需經過精密的光學調校,以匹配的AM1.5G標準光譜。這依賴于多級濾光系統(如特種鍍膜濾光片、水濾光器)來削減不需要的譜線,并強化薄弱波段。同時,積分器(如復眼透鏡陣列或光導管)與準直光學系統的協同設計,確保了光束在特定面積內具有的空間均勻性與角度準直度。
最終,一臺高性能的穩態太陽光模擬器,是光源技術、精密光學、電子控制和熱管理的高度集成。其技術體現為同時滿足光譜匹配度、空間均勻性和時間穩定性的“AAA”級最高標準。光源的革新為精準復現提供了更優的起點和可控性,而精密的光學與控制系統則確保了復現的最終保真度,兩者共同將“人造太陽”的夢想照進科研與產業的現實,為新能源、新材料等領域的精準測量與高效研發奠定了基石。