隨著 LED 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展成熟，驅(qū)動、散熱、混光、控制等問題逐步得到解決，LED 太陽光模擬器已經(jīng)逐漸成為太陽光模擬器未來發(fā)展的方向。我國是光伏產(chǎn)業(yè)大國，也是 LED 制造大國，研制 LED 太陽光模擬器，不僅有助于降低太陽能電池生產(chǎn)測試的成本，而且有助于產(chǎn)業(yè)間和合作共贏。采用穩(wěn)定可靠的 LED 太陽光模擬器作為測試時的標(biāo)準(zhǔn)光源，對于提升產(chǎn)品品質(zhì)也有重要意義。同時，LED 光源的高安全性，也使得其更適合實驗教學(xué)。
武漢班固科技有限公司也聯(lián)合國內(nèi)科研院所成功研發(fā)出國內(nèi)首臺基于LED光源的太陽光模擬器，整體性能不輸國外同類產(chǎn)品，產(chǎn)品滿足IEC 60904-9，JIS 8904-9和ASTM E927-10關(guān)于光譜匹配度，輻射空間均勻性和時間不穩(wěn)定性的AAA要求,那么今天我們就對比一下氙燈與LED太陽光模擬器的各自優(yōu)勢與區(qū)別
一、氙燈太陽光模擬器
氙燈是一種高強度氣體放電燈，通過瞬間產(chǎn)生的高壓使氣體發(fā)生電離，形成放電通道，產(chǎn)生電弧光，然后在較低的工作電壓下保持穩(wěn)定的弧光放電。氙燈光譜圖如下圖1-1 所示，紅線是氙燈發(fā)光的光譜，黃線是標(biāo)準(zhǔn)太陽光光譜，可以看出，氙燈發(fā)光的光譜與標(biāo)準(zhǔn)太陽光十分近似，只是在部分波長有很高的尖峰。
利用氙燈作為太陽光模擬器的光源存在的主要優(yōu)點如下：
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光譜匹配度高，氙燈的色溫在 6000K 左右，與太陽光十分近似，從上圖 1-1 中可以看出，氙燈光譜與AM1.5g 標(biāo)準(zhǔn)太陽光光譜十分近似，光譜匹配度很高；
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氙燈的光響應(yīng)速度快，氙燈是通過瞬間產(chǎn)生的 20kV 高壓脈沖將氙氣電離形成發(fā)光的電弧，不需要預(yù)熱就能達到穩(wěn)定的光輸出；
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氙燈的發(fā)光亮度十分高，具有很高的發(fā)光效率，十分適合制作大面積的太陽光模擬器。
利用氙燈制作太陽光模擬器也有一些缺陷：
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一是氙燈需要高達 20kV 的電壓來啟動，具有一定的危險性，不適合實驗教學(xué)場合使用；
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二是穩(wěn)定性較差，氙燈需要 20kV 的高壓來啟動，啟動器在長時間容易發(fā)生故障，而且燈泡容易失效，故障率相對較高；
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三是光學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，氙燈的光譜中有許多遠遠偏離的尖峰，需要設(shè)計復(fù)雜的濾光結(jié)構(gòu)將這些尖峰過濾掉。
二、LED太陽光模擬器
LED 全稱是發(fā)光二極管，是一種能夠發(fā)光的半導(dǎo)體器件，LED 的主要發(fā)光部件是由 PN 結(jié)組成的，PN 結(jié)由電子（帶負電）多的 N 型半導(dǎo)體和空穴（帶正電）多的 P 型半導(dǎo)體結(jié)合而成，當(dāng)向 PN 結(jié)施加正向電壓時，電子就會移動并在結(jié)合部再次結(jié)合，在結(jié)合的過程中產(chǎn)生大量的能量，而這些能量以光的形式釋放出來。LED 的發(fā)光是自發(fā)輻射的過程，其發(fā)光的波長僅僅與 PN 的材料有關(guān)，而與電流的大小無關(guān)。對于白光LED，通常是由藍光 LED 激發(fā)黃色熒光粉從而形成白光。
利用 LED 作為太陽光模擬器的光源具有如下優(yōu)點：
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光譜范圍廣，目前市場上已有多種波長的 LED 成熟產(chǎn)品，通過不同波長的 LED 組合，可覆蓋太陽光的整個光譜范圍；
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安全穩(wěn)定可控，LED 工作的電壓很低，使用低壓恒流源驅(qū)動，相對于氙燈采用高壓脈沖啟動，更加安全穩(wěn)定可控；
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使用壽命長，LED 光源的壽命約為幾萬小時，遠比鹵鎢燈氙燈等光源壽命長；
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亮度調(diào)節(jié)范圍廣，LED 的亮度可以通過電流來控制，電流的大小僅僅影響 LED 發(fā)光的亮度，不會影響 LED 發(fā)光的波長，因此LED 太陽光模擬器的總輻照度調(diào)節(jié)范圍很大。
利用 LED 光源制作太陽光模擬器也有一些缺點：
單個 LED 的發(fā)光光譜范圍十分有限，為了與太陽光光譜匹配，需要用很多 LED 進行組合，因此需要對各種 LED 進行獨立的驅(qū)動，最終組合成太陽光，因此采用 LED 光源制作的太陽光模擬器的驅(qū)動電源會比較復(fù)雜。另外，多種不同 LED 光線之間的混光，以及 LED 的散熱等問題也是需要考慮到的缺陷。
三、兩者在參數(shù)性能上對比
四、兩者在工業(yè)化使用成本對比
數(shù)據(jù)來自科研研究
