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一、引言
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。我国是光伏产业大国，也是 LED 制造大国，研制 LED 太阳光模拟器，不仅有助于降低太阳能电池生产测试的成本，而且有助于产业间和合作共赢。采用稳定可靠的 LED 太阳光模拟器作为测试时的标准光源，对于提升产品品质也有重要意义。同时，LED 光源的高安全性，也使得其更适合实验教学。
二、氙灯太阳光模拟器
氙灯是一种高强度气体放电灯，通过瞬间产生的高压使气体发生电离，形成放电通道，产生电弧光，然后在较低的工作电压下保持稳定的弧光放电。氙灯光谱图如下图1-1 所示，红线是氙灯发光的光谱，黄线是标准太阳光光谱，可以看出，氙灯发光的光谱与标准太阳光十分近似，只是在部分波长有很高的尖峰。
氙灯的优缺点
三、LED太阳光模拟器
LED 全称是发光二极管，是一种能够发光的半导体器件，LED 的主要发光部件是由 PN 结组成的，PN 结由电子（带负电）多的 N 型半导体和空穴（带正电）多的 P 型半导体结合而成，当向 PN 结施加正向电压时，电子就会移动并在结合部再次结合，在结合的过程中产生大量的能量，而这些能量以光的形式释放出来。LED 的发光是自发辐射的过程，其发光的波长仅仅与 PN 的材料有关，而与电流的大小无关。对于白光LED，通常是由蓝光 LED 激发黄色荧光粉从而形成白光。
3.1 使用寿命长
氙灯使用寿命一般在1000小时左右，在实际使用过程中在 高电压高电流冲击下灯丝会逐渐发黑老化、效率降低、波长漂移需要更换。得益于LED固有的长寿命特点，配合良好散热设计和温度控制算法，LED光源使用寿命可达10000小时；
在商业上氙灯占据了过去20年的太阳能模拟器市场，其技术已经高度成熟，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。
3.2 A+级光谱
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。这个方法的优势是光谱拼接的精细程度是可调的，实际应用中可以根据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。
依照IEC60904-9-2020标准，A+级光谱范围是0.875~1.125，LS-LED系列产品实际测得的数据是0.964~1.02，远高于A+级标准。
3.3 光谱稳定
LED的发光原理是发光材料电致发光，其本质是发光二极管 经过封装后的一种全固态光源。LED单色性强，由于是单一能 级发出的光子，波长比较单一，光衰不会改变输出波长。LED在使用过程中只需控制电 压、电流、温度即可稳定工作且无任何效率衰减与光谱漂移。
3.4 光谱可调
太阳光模拟器的光谱辐照度分布须要与 AM1.5G 标准太阳光光谱辐照度分布匹配，本型号LED太阳光模拟器光谱匹配等级为A+级。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，用户可自定义不同光谱满足不同测试需要。
3.5 闪光时间控制
氙灯太阳光模拟器采用机械快门控制闪光时间，之所以采用这种控制方式是由于氙灯在关断重启后需要较长的预热稳定时间，在实验过程中频繁开关机不太实际，在这种控制方式下表面实现的闪光时间的精确控制实际上氙灯保持常亮，在氙灯本身使用寿命有限的情况下导致了一定程度的浪费,闪光时间控制范围通常在0.1s~常亮。
LED的预热时间在微秒级别，因此采用开关断电源方式实现对闪光时间的精确控制，在不需要闪光的时间内LED实际处于关闭状态，极大的延长了光源的使用寿命，闪光时间控制范围在20ms~常亮。
四、实验室经典案例
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