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，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)用于評估太陽模擬及其范圍。

當(dāng)太陽光穿過大氣層時(shí)，會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）和IEC（國際電工委員會）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)被參考以評估太陽仿真器對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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