太阳光模拟器丨什么是AAA级标准？

在新能源与材料科学高速发展的今天，太阳光模拟器作为精准复现太阳光谱的核心设备，正成为多领域技术突破的关键助力。LuminBox核心产品3A AAA 级太阳光模拟器，已深度融入光伏效率优化、智能汽车光感测试、航空航天环境模拟等关键场景。本文将聚焦太阳光模拟器的核心评价体系——AAA 级标准，解析其技术内涵与实际应用价值，揭示如何以精准光源驱动科研突破与产业升级。

太阳光模拟器的AAA级标准由 ASTM、IEC 和 JIS 等管理机构制定，用于确定太阳光模拟器设备照明的质量和准确性。管辖太阳光模拟的具体标准是JIS-C8912、IEC 60904-9 和 ASTM-E927-10。“AAA级”是标准中三个不同参数的简写，分别表示A 级光谱匹配、A 级空间均匀性和A 级时间稳定性。

虽然 ASTM、IEC 和 JIS 标准略有差异，但每个等级重叠的最低要求如下表所示：

太阳光模拟器的等级最低要求

A 级光谱匹配

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光谱匹配评估的波段划分示意图

光谱匹配是衡量太阳光模拟器输出与目标光谱之间准确度的指标，通过比较特定波长波段内产生的光量与标准光谱的量来评估，然而，在不同环境中进行的研究各自具有不同的光谱分布。为了计算太阳光模拟器与AM1.5G 光谱的光谱匹配度，将 400 nm – 1100 nm 区域划分为六个波长波段。每个波段必须包含 400 nm 至 1100 nm 之间总积分辐照度的特定百分比。

光谱匹配度(SM) 的计算公式为：测量区间内实际辐照度百分比除以所需辐照度百分比。根据该公式获得的光谱匹配度值，太阳光模拟器在光谱匹配方面可被分类为A 级、B 级或 C 级。A 级光谱匹配要求人工光源与每个波长区域的标准光谱之间的比例因子在0.75 – 1.25 之间。

A 级空间均匀性

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空间均匀性描述辐照度在一个区域上的分布和一致性，根据一个区域内最大和最小辐照度值的差值计算得出。空间均匀性对于确保整个实验区域光线均匀分布至关重要。A 级要求空间非均匀性小于2%。

为了量化太阳光模拟器的空间非均匀性，需要测绘测试区域内模拟器光束的辐照度。将测试区域划分为测量点网格，并应用标准中提供的以下公式计算非均匀性（以百分比表示）：

测量点的数量取决于测试区域的大小和所使用的标准。

(注：不同标准对测试网格的定义和面积可能不同，ASTM E927 要求对指定区域进行测量，如 30cm x 30cm 或直径 30cm 圆内的非均匀性 ≤2% 才算 A 级。)

A 级时间稳定性

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不同光源的时间稳定性对比图

时间稳定性体现光输出的持续一致性。传统光源（如氙灯、金属卤化物灯、钨丝灯）存在光谱漂移和强度波动，而LED 技术稳定性更优、寿命更长。不同光源在时间尺度上表现差异明显：

分钟级：氙灯、金属卤化物灯稳定性低，LED 稳定；

亚秒级：氙灯表现较好，金属卤化物灯极不稳定，LED 始终稳定。

时间稳定性通过短期不稳定性（STI）和长期不稳定性（LTI）衡量：

STI与电流-电压 (I-V) 测量期间数据集（辐照度、电流、电压）的采样时间有关。关注毫秒至分钟级波动（如I-V 曲线测试中的实时稳定性）；

LTI与关注的时间段有关。（如I-V 测量中整个 I-V 曲线所需的时间）。确定辐照度的时间不稳定性（百分比）时使用以下公式：

随着LED 技术的成熟与光学系统的迭代升级，现代太阳光模拟器正突破传统光源的局限性，无论是实验室中对微纳材料的精密表征，还是工业场景下对整舱设备的耐候性测试，符合AAA 级标准的光源都在推动着跨领域研究向高效化、标准化迈进。

Luminbox3A AAA 级太阳光模拟器

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Luminbox 3A AAA 太阳光模拟器采用先进光束准直技术与高均匀光斑设计，精准复现AM1.5G太阳光谱，辐照输出稳定，为实验室提供高效可靠的光照测试解决方案。

AAA级性能：光谱匹配度符合IEC60904-9标准AAA级，可达实验室校准精度；

长效稳定：优化光源设计大幅降低维护频率，减少校准与停机时间，提升实验效率；

应用场景：可选配光学滤镜，灵活模拟室内外日光环境，满足多元测试需求。

从材料光催化效率的精准评测，到航天器极端光照环境的地面复现，AAA 级太阳光模拟器的技术严苛性贯穿科研与产业全链条。LuminBox凭借对LED 光源动态调控、光学系统精密设计的核心优势，实现光谱匹配、空间均匀性的超严苛指标，重新定义高效测试体验。为行业提供从单光源到全场景的定制化解决方案。