实验室采购太阳光模拟器,AM1.5是绕不开的关键词。但把AM1.5等同于“设备达标”,是很多新人容易踩的误区。科迎法电气这些年接触的客户里,不少人第一句话就是“我要一台AM1.5太阳光模拟器”,但细聊之后发现,他们对AM1.5背后的光谱匹配等级、波段覆盖范围、标准版本迭代这些关键信息并不清楚。今天把这些概念一层层拆开,希望对正在选型的朋友有帮助。

AM1.5全称大气质量1.5,是描述太阳光穿过大气层路径长度的物理量。太阳在天顶直射时经过的大气厚度叫AM1,斜射到48.2度天顶角时经过的大气厚度约1.5倍,这就是AM1.5的由来。这个角度下到达地面的太阳光谱被定义为AM1.5G标准光谱,是全球光伏测试的统一参照基准。
但AM1.5太阳光模拟器这个叫法,只是说明设备的输出光谱以AM1.5G为目标,并不代表设备一定达到了某个精度等级。同样标AM1.5,有的设备光谱匹配能做到A+级,有的可能连B级都勉强。AM1.5是目标,不是成绩单。成绩单要看IEC 60904-9标准的评级。

IEC 60904-9在2020年更新了版本,带来两个重要变化。一是新增A+等级,光谱匹配允差从A级的±25%收紧到±12.5%。二是评估波段从原来的400-1100nm扩展到300-1200nm,紫外和近红外边缘波段被正式纳入考核。一台AM1.5太阳光模拟器如果按2007版老标准是A级,按2020版新标准重新评估,近红外波段偏差可能超限,等级直接掉档。选设备时问清楚评级按哪个标准版本,分波段实测数据能不能提供,这两点比笼统的“AM1.5”标签有用得多。
2020版标准把300-1200nm分成六个波段,每个波段内累积辐射能量占总辐射的比例都要跟AM1.5G标准值做对比。评级取六个波段中偏差最大的那个——五个波段都达标,一个波段超标,整台设备就按最差波段定级。这个“木桶效应”对AM1.5太阳光模拟器的光学设计提出了严格要求,不能只在容易做好的波段下功夫,边缘波段同样要精确控制。钙钛矿叠层电池对近红外1100-1200nm波段响应敏感,光催化实验依赖紫外300-400nm波段,这两个“边缘地带”恰恰是最考验光谱匹配功力的地方。
氙灯连续光谱在AM1.5太阳光模拟器中有天然适配优势。6000K色温的宽谱辐射经滤光片组微调,各波段能量占比容易贴近标准值,且光谱曲线平滑连续,没有拼接断档。LED方案通过多波段灯珠精密选型和光谱拟合算法同样能做到A+级AM1.5匹配,灵活性更高,灯珠寿命约30000小时在维护上更省心。两种路线各有侧重,没有绝对优劣。
AM1.5太阳光模拟器的光谱匹配不是一劳永逸的。氙灯灯泡老化后紫外波段输出衰减,光谱配比会漂移。LED不同波段灯珠老化速率不同,长期运行后也需要重新校准。定期光谱检测和年度全机校准是保持AM1.5匹配精度的必要措施。

科迎法电气的AM1.5太阳光模拟器按2020版标准设计,光谱匹配可到A+级,出厂附分波段实测数据报告。匀场系统自研,双复眼透镜方案,不均匀度全区域≤2%,准直半角≤2.5度。设备内置中控机运行Vmax软件,售后12小时响应、24小时上门。选AM1.5太阳光模拟器,看标签不如看数据,看等级不如看波段。欢迎来松江工厂实地测光谱。