太陽光模擬器是利用人工光源在實驗室內(nèi)模擬實現(xiàn)真實太陽光的光譜分布、輻照度等特性的實驗設(shè)備。

太陽光模擬器常采用氙燈作為光源，使用濾光片、反射鏡和其它光學(xué)器件從而模擬出太陽光，以克服室外太陽光輻射受時間和氣候影響，且總輻照度不能調(diào)節(jié)等缺點(diǎn)。

太陽能模擬器特點(diǎn)

①　光斑尺寸覆蓋52mm到500mm

②　光譜匹配度AM1.5G，AM1.5D，AM0可選

③　光譜匹配范圍：400-1100nm、300-1800nm、280-1800nm可選

④　發(fā)散半角小于±2.5°

⑤　光強(qiáng)0-1.2sun可調(diào)

⑥　快門計算機(jī)控制，集成快門定時器可提供5ms-200ms脈沖輸出（選配）

⑦　超長工作距離大于250mm

目前，太陽光模擬器主要采用的三個標(biāo)準(zhǔn)體系為：ASTM E927-10或IEC 60904-9和JIS，這些標(biāo)準(zhǔn)都對照光譜匹配度、輻照不均勻度、輻照時間不穩(wěn)定性3個主要參數(shù)來劃分等級，用以評定太陽光模擬器的品質(zhì)。其中三個參數(shù)均為A的太陽光模擬器為優(yōu)，B、C級次之，具體標(biāo)準(zhǔn)見下表：

光譜匹配度是指太陽光模擬器的光譜與真實太陽光譜的接近程度。

太陽光模擬器的光譜輻照度分布須與 AM1.5G標(biāo)準(zhǔn)太陽光光譜輻照度分布相匹配。

圖1. AM1.5G光譜圖

輻照不均勻度被用來描述模擬器光束輻照度在空間上的均勻程度。真實的陽光輻照度在空間分布非常均勻，因此要求太陽光模擬器出射光照射在測試區(qū)域內(nèi)的輻照度應(yīng)達(dá)到一定的均勻度。

輻射時間不穩(wěn)定性是指在有效輻照面內(nèi)任意給定位置上，在規(guī)定的時間間隔內(nèi)，輻照度隨時間變化的最大相對偏差。根據(jù)AAA標(biāo)準(zhǔn)，其要求太陽光模擬器輸出光束長時間保持穩(wěn)定的輻照度（≤±2%）以確保實驗的準(zhǔn)確性。

在光化學(xué)實驗中，為了獲取AM 1.5G標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜，常用氙燈光源搭配AM 1.5G濾光片作為太陽光的模擬光源。

氙燈是利用高氣壓或超高氣壓氙氣的放電而發(fā)光的電光源。

氙燈發(fā)出的光為連續(xù)光譜，從200 nm～2000 nm都有能量分布，也就是說從紫外光到紅外光的能量輸出都是不間斷的，尤其在可見光譜區(qū)，氙燈的能量分布特性和太陽光譜的能量分布特性極為相似。

但氙燈光源在紅外區(qū)與太陽光譜存在較大偏差，所以為了獲得AM 1.5G標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜，氙燈光源需配合全反射片與AM 1.5G濾光片來實現(xiàn)。