太陽光模擬器的核心任務是在室內復現標準太陽光譜與輻照條件,為光伏器件提供可重復的測試基準。
核心原理上,系統由光源、光學濾光組件、積分器與準直鏡構成。光源發出的光經標準濾光片修正光譜后,通過光學積分器將光線交錯疊加以實現勻光,最終由準直物鏡輸出平行光束。國際標準將模擬器按光譜匹配、空間不均勻性、時間不穩定性三項獨立指標分級,三項均達最高等級。
光源分類主要有氙燈與LED陣列兩類。氙燈色溫與太陽表面接近,光譜連續性好,但存在紅外尖峰需依賴濾光片修正,壽命相對較短且光輸出受燈管老化影響。LED陣列通過多波段組合可實現光譜靈活調控,光強穩定性高、壽命長,但光譜擬合依賴足夠多的LED通道數,部分技術路線可能因光譜峰谷補償而對薄膜或多結器件匹配欠佳。鹵鎢燈則多用于輔助或低成本場景。
輻照均勻性是影響測量一致性的關鍵。若測試面不同位置的輻照度存在差異,大面積組件的填充因子與功率測量將偏離真值。最高等級要求中心測試區不均勻度控制在嚴格閾值內,檢測時需在有效照射區域按網格布點掃描評估。均勻性主要受光學積分器設計、光源排列方式及測試面與光學系統的距離影響,離軸光學布局有助于改善邊緣衰減。