太阳光模拟器的基本组成

太阳光模拟器主要由光学积分镜、椭球形反 射器、快门、滤光片、准直透镜、灯源等部件组成。图1为以氙灯太阳光模拟器为例的横截面示意图。其工作原理是：氙灯位于太阳光模拟器的中心位置，发射出的光线经过第一个 45°的平面镜翻转 90°，落在置于椭球焦点的积分镜上，使光分散均匀，然后光束经过滤光片，将该波段多余的红外辐射滤除；再经过第二个45°的平面镜翻转 90°；最后落到准直透镜上。一般太阳光模拟器会设定系统所需的光学参数，进行光的收集、光束均匀化、过滤和准直。太阳光模拟器通过准直透镜后以平行光的形式输出。

光源是太阳光模拟器最基本的组成部分，常用的灯源有氙灯、卤光灯。

氙灯即利用氙气放电而发光的电光源。其色温约为6000 K，在使用中使 N2 气体流经过散热器和排风管道对氙灯进行冷却。氙灯具有很高的内部压力，即使不操作，灯的内部压力也会超过 1.01 MPa。

氙灯辐射与太阳辐射的比较可以看出，其光谱分布与太阳光谱比较接近，在氙灯的红外光谱区中 0.8～1.0 μm 处有几个突起的高峰，如采用水冷或红外滤光玻璃，可消去这些高峰，使其更接近太阳光谱。故在实际的太阳光模拟装置中往往都采用氙灯作为光源。

卤光灯

金属卤光灯又叫高强紫外卤素灯，属金属卤化物灯的一种，它之所以会发出高效能的光，是因为金属卤化物在参与整个发光过程中，绝大部分能量被转化为可见光，仅有很小部分的能量转换为了热量。虽然卤光灯的可见光光强比氙灯弱了非常多，但由于其价格低廉，也常作为太阳光模拟器备用光源之一。

冷光灯，也是卤光灯的一种，色温可达 3400K，光源辐射光谱范围覆盖 300～2600 nm。冷光灯是一种小功率卤光灯，功率在 25～50W 之间，装配反光罩朝一定方向照明，发白光。如日本原装进口 EYE 卤素灯泡 JCD100V150WL/G1S。

滤光片

太阳光模拟器滤光片为大气质量滤光片 (Air Mass滤波片 )，其作用是修改光谱辐照度分布，从而模拟在不同环境下的太阳光谱近似分布。

其一般可分为 AM0 和 AM1.5 等不同型号。当太阳光入射角与地面夹角为θ 时，大气质量为AM=1/cosθ；当 θ=0.482 时，大气质量为 AM1.5，是指典型晴天时太阳光照射到一般地面的情况。国际标准组织将AM1.5 的辐照度定义为 1000 W/m2 ，常作为太阳电池和组件效率测试时的标准。地球表面的标准光谱称为 AM 1.5G(G代表总的辐射，包括直接的和分散的辐射 ) 或 AM 1.5D( 只包含直接的辐射 )。

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