什么是LED太阳光模拟器

  太阳能模拟器是一种模拟太阳光照射的设备。由于太阳模拟器本身体积较小，测试过程不受环境、气候、时间等因素影响，从而避免了室外测量的各种各样的因素限制，大范围的应用于太阳能电池特性测试，光电材料特性测试，生物化学相关测试，光学催化降解加速研究，皮肤化妆用品检测和环境研究等。 LED太阳模拟器是指使用LED替代传统使用的氙灯作为光源的一种新型太阳能模拟器，LED光源具有氙弧灯光源不可比拟的可靠性。稳定性、灵活性及长常规使用的寿命等特点。

  符合IEC 60904-9，JIS 8904-9和ASTM E927-10关于光谱匹配度，辐射空间均匀性和时间不稳定性的要求。

  采用进口大功率LED芯片，配备创新研发的光学组件，辐照稳定，寿命更长。

  独立光谱控制，在350nm～1150nm光谱范围内，根据IEC 60904-9标准分为6个光谱段，每个光谱段均可独立调节控制。可适应任何规格的太阳能电池测试需求。

  氙灯常规使用的寿命一般在1000小时左右，在实际使用中高电压高电流冲击下灯丝闪光几万次以后就发黑老化效率降低要换掉。LED常规使用的寿命超过10000小时，常规使用的寿命不受闪烁次数影响。

  在商业上氙灯占据了过去20年的太阳能模拟器市场，其技术已高度成熟，氙灯在前期购买成本相对便宜，但是考虑在设备整体使用生命周期内结合氙灯耗材购买成本、设备正常运行成本、维护和安全处置成本，氙灯光源的太阳能模拟器整体成本仍然要比LED光源太阳能模拟器要高。

  LED太阳能模拟器采用多组不同波长LED灯珠组成的光源系统，每组灯珠采用独立的恒流源控制，因此可精确控制光强、光谱与闪烁频率并保持长时间稳定，可以配置为在宽动态范围内以连续，闪光或脉冲模式工作，同时保持所需的光谱分布，实现用户对不同测试方案的需求。

  LED的发光原理是发光材料电致发光，工作电压一般在5V、工作电流在3A，LED是一种全固态光源，光谱范围覆盖350~1150nm全太阳光光谱，通过不同光谱LED灯珠的有机组合及恒流源精确控制使其能完全满足AM1.5光谱要求，基于LED单色性强的特点其光谱能长期保持稳定。

  LED还能承受更高的环境工作条件，能够正常的使用软件来维持太阳模拟器在整个常规使用的寿命期间的一致输出，从而能够延长常规使用的寿命。

  对LED发光性能影响最大的是发热，LED本质是一种发光芯片，其散热方式跟普通芯片相同，只要将LED贴在强导热材料上，就可以很好的实现散热。只要具备良好的散热机制，LED可以常亮工作，自身发热对其发光性能和使用寿命产生影响较小，性能周期曲线%的输出能力。所以，LED应用场景范围从短脉冲发光到持续常亮发光都能适应，其成本增加微乎其微。

  氙灯光源由于需要工作在大电压大电流工作环境下，所以要使用IGBT、超级电容器等高功率器件组成的高压放电系统，其结构较为复杂且如果电压电流控制不当极容易导致氙灯光源光谱与光强发生明显的变化，氙灯工作发热严重，需要较高的散热系统保持其温度恒定

  LED作为照明光源使用已经相当普遍，市面上已经有高度成熟且稳定的LED电源驱动系统，LED本身发热量较小，只一定要通过散热风扇外加导热片就可以实现良好散热，同时LED光源体积小巧，可极大减小设备体积

  从电气角度来看，LED在低电压下工作时，它们也比氙灯更节能，从而使它们在电气上更简单，更安全。

  不同于传统氙灯光源，LED光源模拟太阳光是通过频谱拼接拟合的方法实现的，就是说通过多个光谱段的LED来拼接模拟太阳光。这样的解决方法的优势是光谱拼接的精细程度是可调的，实际应用中能够准确的通过需求设定光谱匹配的精细程度，来实现成本和光谱匹配度的平衡。

  右上图给出了用12个LED光谱段来拼接的太阳光谱图，若使用更多的LED能够获得更加匹配的光谱曲线，明显优于氙灯光谱的匹配度（测试结果为A+）