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为什么说LED太阳光模拟器更适合科研使用

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太阳光模拟器的作用是在实验室条件下提供可控的标准太阳光模拟光源。太阳光模拟器可用于测试任何光敏工艺或材料,广泛应用于包括光生物学,光氧化,光降解,光伏,和光催化等研究

领域。传统太阳光模拟器以氙灯、卤素灯等作为光源,其中以氙灯应用最为广泛,氙灯是通过电离高压氙气产生电弧从而发光,氙灯可高强度发光且其未经过滤的光谱与标准太阳光光谱相似,

实际应用中通过特殊定制的滤光片过滤光谱中尖峰部分从而满足A级光谱匹配度 。随着 LED 产业的发展成熟,驱动、散热、混光、控制等问题逐步得到解决,LED太阳光模拟器已经逐渐成为

太阳光模拟器未来发展的方向.

LED太阳光模拟器在科研领域应用优势如下

1、使用寿命长

氙灯使用寿命为800~1000小时,使用超过此小时数以后氙灯光谱会发生红移且无法通过肉眼观察发现此问题,光谱红移以后测量结果会形成比较大的误差

上图为使用过大概1000小时左右后更换的氙灯灯管,可以看到氙灯有明显的发黑现象,更换氙灯后需要重新调节设备内光路使光斑面积与均匀性达到要求,一般

需要厂家工程师上门更换,这就带来了比较高的设备使用与维护成本。LED是固态光源,其使用寿命达到10000小时以上

2、使用安全性

氙灯是一种通过在高压下电离氙气而发光的气态光源,驱动电压达到20KV,且在工作时会剧烈发热,在实验室使用中有触电、爆炸的风险。LED 工作的电压很低,

使用低压恒流源驱动,相对于氙灯采用高压脉冲启动,更加安全稳定可控;

3、光谱质量

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某品牌A+级别氙灯太阳光模拟器光谱


氙灯本质发光光谱与AM1.5G光谱近似,然后通过滤光片滤掉多余尖峰,但是受制于滤光片本身技术限制,我们仍能在光谱图中看到明显的尖峰。

A+级LED太阳光模拟器光谱(绿色为AM1.5G光谱)

LED是通过光谱拟合技术达到匹配AM1.5G光谱的,通过多种不同波长灯珠的拟合可以使光谱更加平滑饱满,同时LED太阳光模拟器按照IEC60904-9-2020标准

分6段可调,满足叠层电池等特殊应用的需要。

4、设备稳定性

1、光谱稳定性

LED本真具有非常良好的光谱单色性,且其光谱单色特性不受外界环境温度及驱动电流电压影响,在使用过程中其光谱永远能保持稳定。氙灯在使用过程中其光谱会发生

红移,光谱红移后太阳能电池测试数据就会失真,但是光谱发生红移无法通过肉眼发现

2、辐照度稳定性

LED的电光转换效率只受工作温度影响,我公司LED太阳光模拟器水冷设计配合精心调校的温度控制算法,可以使设备的辐照度稳定性达到极高的水平

LED太阳光模拟器连续30分钟稳定性数据

备注:采用2400源表采样标准太阳能电池短路电流,采样时间1800秒,采样周期内电流最大值131.6785889,电流最小值131.2532043,辐照度不稳定性为0.16%

太阳光模拟器等级划分

5、更大面积测量

一般稳态氙灯太阳光模拟器最最大有效辐照面积只能做到200mm×200mm左右,LED太阳光模拟器有效辐照面积可以覆盖50mm×50mm、100mm×100mm、

250mm×250mm、300mm×300mm、300mm×600mm、600mm×1200mm,可满足钙钛矿太阳能电池实验室研发、研发中试线、工业生产线等不同阶段的测试场景


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