在光學測試技術持續進步的背景下，對模擬自然光照條件的精準度要求日益提升。太陽光模擬器作為復現標準太陽光譜的核心設備，其光譜性能直接決定了測試數據的可靠性。本文聚焦光譜匹配度、光譜覆蓋率（SPC）、光譜偏離率（SPD）三大關鍵指標，解析其在測試中的作用機制。Luminbox 太陽光模擬器憑借先進準直技術與均勻光斑設計，精準復現AM1.5G 標準光譜，實現穩定輻照輸出，為各類光譜測試場景提供高效可靠的解決方案。

1

Luminbox

太陽光模擬器的核心挑戰

隨著相關技術的迭代發展，不同被測對象的光譜響應特性差異顯著，對太陽光模擬器的光譜精準度提出了更高要求。光譜匹配度、覆蓋率與偏離率作為評估模擬器性能的核心參數，從不同維度共同決定了模擬光譜與AM1.5G標準光譜的契合度，進而影響被測對象關鍵性能參數的測量精度。

2

Luminbox

太陽光模擬器光譜的三大評價指標

光譜匹配度：評估光譜的核心指標

光譜匹配度是評價太陽光模擬器光譜的關鍵指標，它通過對比各波長區間內太陽光模擬器光譜輻照度占比與標準太陽光譜（AM1.5G）輻照度占比來衡量。

根據IEC60904-9:2020標準，太陽光模擬器的光譜匹配度通過將光譜輻照度與AM1.5G標準光譜在以下6個波長區間的占比偏差進行對比，劃分為四個等級：A?、A、B、C，該指標是篩選高精度模擬器的基礎依據。

太陽光模擬器主要采用三種光源，分別為鹵素燈、氙燈及LED 燈。

本研究使用3臺氙燈模擬器（A、B、C）的光譜匹配度均為A?級，但其光譜輻照度在6個波長區間（300~1200 nm）的占比與AM1.5G存在差異，如下圖所示：

3 臺太陽光模擬器的光譜輻照度曲線

模擬器A：光譜曲線最接近AM1.5G，尤其在600~950 nm和960~1200 nm波段，輻照度與標準光譜的偏離較小。

模擬器B：在300~350 nm波段幾乎無輻照度輸出，且在680~1000 nm范圍內存在多個尖峰和低谷，1000~1100 nm處出現明顯長低谷。

模擬器C：在680~1000 nm波段尖峰更高、低谷更深，1000~1100 nm處同樣存在長低谷，整體波動幅度大于模擬器B。

3臺太陽光模擬器的光譜匹配度表

模擬器A：各區間匹配度最接近100%（96.67%~108.78%），偏離幅度最小。

模擬器B：在300~470 nm超匹配（100.59%），但在561~657 nm低匹配（94.07%）。

模擬器C：在657~772 nm和772~919 nm顯著高匹配（109.77%、104.33%），但在919~1200 nm嚴重低匹配（89.41%）。

光譜覆蓋率(SPC):量化光譜完整性的關鍵指標

光譜覆蓋率（SPC）用于評估太陽光模擬器光譜在300~1200 nm范圍內對AM1.5G標準光譜的覆蓋程度，其計算公式為：

ESM(λ)：太陽光模擬器在波長λ下的光譜輻照度

EAM1.5(λ)：AM1.5G標準光譜在波長λ下的輻照度

3臺太陽光模擬器的SPC表

所有模擬器SPC均接近100%，驗證了氙燈光源的寬譜連續性。

SPC無法反映光譜分布的局部缺陷（如模擬器B在300~350 nm的輻照度缺失）。

光譜偏離率(SPD):揭示光譜失配的核心參數

光譜偏離率（SPD）是量化太陽光模擬器光譜與AM1.5G標準光譜絕對偏差的核心指標，其計算公式為：

ESM(λ)：模擬器在波長λ下的光譜輻照度

EAM1.5(λ)：AM1.5G標準光譜輻照度

3臺太陽光模擬器的SPD表

模擬器A的低SPD（15.09%）直接反映其光譜曲線與AM1.5G的高度吻合。

模擬器B的高SPD（30.20%）源于：300-350nm波段輻照度完全缺失；680-1000nm存在多個劇烈波動峰谷。

模擬器C的SPD（27.39%）雖略優于B，但680-1000nm尖峰振幅更大，1000-1100nm低谷更顯著。

SPD是光譜匹配度的必要補充：A?級匹配度僅保證宏觀合規，SPD<20%才能確保微觀偏差可控。

3

Luminbox

研究結論

太陽光模擬器的性能評估已從單一的光譜匹配度擴展至光譜匹配度、SPC與SPD的多維協同優化。研究表明，即使設備達到A?級光譜匹配度，若SPD偏高或SPC不足，仍可能導致關鍵測試數據的偏差。

Luminbox

Luminbox太陽光模擬器

Luminbox太陽光模擬器采用先進光束準直技術與高均勻光斑設計，精準復現AM1.5G太陽光譜，輻照輸出穩定，為實驗室提供高效可靠的光照測試解決方案。

AAA級性能：光譜匹配度符合IEC60904-9標準AAA級，可達實驗室校準精度；

長效穩定：優化光源設計大幅降低維護頻率，減少校準與停機時間，提升實驗效率；

應用場景：可選配光學濾鏡，靈活模擬室內外日光環境，滿足多元測試需求。

Luminbox太陽光模擬器通過先進的光源設計與動態校準技術，實現了光譜匹配度AAA級、SPC接近100%與SPD<15%的卓越性能，為光伏組件標定、材料老化研究等場景提供了實驗室級精準度的解決方案。

原文出處:《太陽光模擬器光譜對光伏組件 I-V 特性測試的影響分析》

*特別聲明：本公眾號所發布的原創及轉載文章，僅用于學術分享和傳遞行業相關信息。未經授權，不得抄襲、篡改、引用、轉載等侵犯本公眾號相關權益的行為。內容僅供參考，如涉及版權問題，敬請聯系，我們將在第一時間核實并處理。