隨著 LED 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展成熟，驅(qū)動(dòng)、散熱、混光、控制等問題逐步得到解決，LED 太陽(yáng)光模擬器已經(jīng)逐漸成為太陽(yáng)光模擬器未來發(fā)展的方向。我國(guó)是光伏產(chǎn)業(yè)大國(guó)，也是 LED 制造大國(guó)，研制 LED 太陽(yáng)光模擬器，不僅有助于降低太陽(yáng)能電池生產(chǎn)測(cè)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(yáng)光模擬器作為測(cè)試時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)光源，對(duì)于提升產(chǎn)品品質(zhì)也有重要意義。同時(shí)，LED 光源的高安全性，也使得其更適合實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

武漢班固科技有限公司也聯(lián)合國(guó)內(nèi)科研院所成功研發(fā)出國(guó)內(nèi)首臺(tái)基于LED光源的太陽(yáng)光模擬器，整體性能不輸國(guó)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(shí)間不穩(wěn)定性的AAA要求,那么今天我們就對(duì)比一下氙燈與LED太陽(yáng)光模擬器的各自優(yōu)勢(shì)與區(qū)別

氙燈是一種高強(qiáng)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(yáng)光光譜，可以看出，氙燈發(fā)光的光譜與標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光十分近似，只是在部分波長(zhǎng)有很高的尖峰。

●光譜匹配度高，氙燈的色溫在 6000K 左右，與太陽(yáng)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(yáng)光光譜十分近似，光譜匹配度很高；

●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(dá)到穩(wěn)定的光輸出；

●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(yáng)光模擬器。

●是氙燈需要高達(dá) 20kV 的電壓來啟動(dòng)，具有一定的危險(xiǎn)性，不適合實(shí)驗(yàn)教學(xué)場(chǎng)合使用；

●是穩(wěn)定性較差，氙燈需要 20kV 的高壓來啟動(dòng)，啟動(dòng)器在長(zhǎng)時(shí)間容易發(fā)生故障，而且燈泡容易失效，故障率相對(duì)較高；

●是光學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，氙燈的光譜中有許多遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離的尖峰，需要設(shè)計(jì)復(fù)雜的濾光結(jié)構(gòu)將這些尖峰過濾掉。

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(fù)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(shí)，電子就會(huì)移動(dòng)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(zhǎng)僅僅與 PN 的材料有關(guān)，而與電流的大小無(wú)關(guān)。對(duì)于白光LED，通常是由藍(lán)光 LED 激發(fā)黃色熒光粉從而形成白光。

●光譜范圍廣，目前市場(chǎng)上已有多種波長(zhǎng)的 LED 成熟產(chǎn)品，通過不同波長(zhǎng)的 LED 組合，可覆蓋太陽(yáng)光的整個(gè)光譜范圍；

●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(dòng)，相對(duì)于氙燈采用高壓脈沖啟動(dòng)，更加安全穩(wěn)定可控；

●使用壽命長(zhǎng)，LED 光源的壽命約為幾萬(wàn)小時(shí)，遠(yuǎn)比鹵鎢燈氙燈等光源壽命長(zhǎng)；

●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(huì)影響 LED 發(fā)光的波長(zhǎng)，因此LED 太陽(yáng)光模擬器的總輻照度調(diào)節(jié)范圍很大。

單個(gè) LED 的發(fā)光光譜范圍十分有限，為了與太陽(yáng)光光譜匹配，需要用很多 LED 進(jìn)行組合，因此需要對(duì)各種 LED 進(jìn)行獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)，最終組合成太陽(yáng)光，因此采用 LED 光源制作的太陽(yáng)光模擬器的驅(qū)動(dòng)電源會(huì)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。

數(shù)據(jù)來自科研研究