本文繼續(xù)說明什么是「一個(gè)太陽強(qiáng)度」與「太陽常數(shù)」。太陽常數(shù)是單位面積上的平均太陽電磁輻射（總太陽輻照度）的通量密度測量。它在垂直于光線的表面上進(jìn)行測量。

地球的橫截面積為127,400,000平方公里，因此整個(gè)地球接收的能量為1.74×10^17瓦特。

由于太陽表面經(jīng)常有太陽黑子和其他太陽活動(dòng)，太陽常數(shù)不是一個(gè)物理常數(shù)；在一年中的變化范圍約為1%。據(jù)衛(wèi)星測量，太陽常數(shù)為每平方米1366瓦特（AM 0 =1366 W/m^2）。這個(gè)強(qiáng)度也稱為AM0一個(gè)太陽強(qiáng)度，表示AM0光譜下的太陽強(qiáng)度。有幾個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)用于評(píng)估太陽模擬及其范圍。

當(dāng)太陽光穿過大氣層時(shí)，會(huì)受到空氣顆粒的影響，產(chǎn)生大量漫射光。太陽光穿過大氣層的距離隨著入射角的變化而變化，導(dǎo)致不同程度的散射。這被稱為大氣質(zhì)量（AM）（什么是大氣質(zhì)量）。ASTM（美國材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)）和IEC（國際電工委員會(huì)）已制定了用于AM光譜輻照度的標(biāo)準(zhǔn)值，規(guī)定了太陽光譜及其強(qiáng)度范圍：

表1 –國際標(biāo)準(zhǔn)

IEC 60904-3定義了AM1.5G光譜輻照度數(shù)據(jù)，通常用于測量地面安裝的光伏模塊或太陽能電池。輻照度波長范圍有兩種類型：受限和擴(kuò)展，如下所示（表2 和 表3）：

表2 – IEC 60904-9中給出的全球參考太陽光譜輻照度分布顯示了在400納米至1100納米的受限波長范圍內(nèi)各波長區(qū)間對(duì)總輻照度的貢獻(xiàn)。

表3 – 在IEC 60904-9中給出的全球參考太陽光譜輻照度分布顯示了在擴(kuò)展波長范圍（300納米至1200納米）內(nèi)各波長區(qū)間對(duì)總輻照度的貢獻(xiàn)。

根據(jù)IEC 60904-9的規(guī)定，太陽仿真器被描述為使用具有類似自然陽光光譜分布的光源來評(píng)估光伏設(shè)備特性的設(shè)備。因此，太陽仿真器是一種人工光源，可以產(chǎn)生或模擬具有類似光譜分布和光強(qiáng)度的陽光。

常用的各種類型的太陽仿真器用于確定光伏設(shè)備的電流-電壓（I-V）特性。通常，這些仿真器可以作為單燈系統(tǒng)工作，其中光伏器件放置在設(shè)定的測試區(qū)域，或者作為基于光錐迭加的多燈系統(tǒng)。例如：

脈沖單燈或多燈太陽仿真器在黑暗房間中工作。光源與光伏器件之間的距離通常為幾米。隔板用于抑制墻壁的內(nèi)部反射。

脈沖太陽仿真器在封閉式容器中工作，光源與光伏器件之間的距離通常小于一米。使用擴(kuò)散器和反射器來實(shí)現(xiàn)設(shè)定的輻照度空間均勻性。

穩(wěn)態(tài)單燈或多燈太陽仿真器在黑暗房間中工作。光源與光伏器件之間的距離通常為幾米。

基于LED的多燈太陽仿真器在光源與光伏器件之間的距離通常小于1米時(shí)運(yùn)行。

太陽仿真器可以進(jìn)一步細(xì)分為長脈沖系統(tǒng)和在閃光期間獲取總I-V特性或部分I-V特性的系統(tǒng)，以及每次閃光獲取一個(gè)I-V數(shù)據(jù)點(diǎn)的系統(tǒng)。多燈太陽仿真器提供多種燈類型。這些儀器具有光譜可調(diào)節(jié)功能，可以迭加不同類型燈具發(fā)出的不同光譜輻照度。如果可用，除了額定值外，報(bào)告的測試數(shù)據(jù)應(yīng)被參考以評(píng)估太陽仿真器對(duì)特定用途或測試目的的適用性。

多燈系統(tǒng)可以進(jìn)一步細(xì)分為每盞燈照亮整個(gè)測試區(qū)域的系統(tǒng)，以及單盞燈只照亮測試區(qū)域的一部分的系統(tǒng)。

除了光源、燈具電源和光學(xué)部件外，I-V數(shù)據(jù)采集、電子負(fù)載和操作軟件也可能是太陽仿真器的組成部分。有關(guān)相關(guān)測量技術(shù)的要求包含在IEC 60904系列的其他部分中。

太陽仿真器可以應(yīng)用于廣泛的領(lǐng)域，包括能源科學(xué)、生物技術(shù)、環(huán)境工程等。以下表格顯示了太陽仿真器的領(lǐng)域和應(yīng)用。

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