太陽模擬器是一種在室內(nèi)模擬太陽光的設(shè)備,，在光伏行業(yè),，它主要用于太陽電池和組件的電性能測試、光老化試驗,，熱板耐久試驗等,。一個常規(guī)的太陽模擬器由光源、儲能供電電路、觸發(fā)電路,、電子負(fù)載,、采集電路以及計算機(jī)等模塊組成。
1,、光源
光源是太陽模擬器的重要部件,，光源的選擇對模擬器的設(shè)計起到關(guān)鍵的作用，可選的包括,，氙燈,，鹵素?zé)簦瑹o極硫燈,，HID燈,，LED燈等。不同的光源對驅(qū)動電源,，濾光光路,，均勻性光路有不同的要求。在選擇和設(shè)計光源時要盡量的考慮光源出射光譜與太陽光譜的匹配性,，盡量減少濾光環(huán)節(jié),。
2、電源模塊
a）穩(wěn)態(tài)模擬器電源
穩(wěn)態(tài)模擬器電源的設(shè)計相對較為簡單,，主要是恒流和恒壓以及調(diào)光控制，目前已經(jīng)有很多公司生產(chǎn)獨立的穩(wěn)態(tài)電源,，可以作為模塊使用,。需要注意的是，太陽模擬器的供電電源是大功率器件,，光源的點燃瞬間一般需要大的啟動電壓,，而氣體被擊穿后瞬間產(chǎn)生大電流，這是會在空間中產(chǎn)生*的電磁波,，因此需要做好EMC方面的防護(hù),，以免燒壞其他器件。另外當(dāng)使用多燈照明時,，需要考慮相互之間輸出的功率匹配,，因此一般會有一個輸出反饋控制的回路。
b）脈沖模擬器電源
脈沖模擬器電源的設(shè)計較穩(wěn)態(tài)模擬器要復(fù)雜的多,，這其中的關(guān)鍵是毫秒量級亞穩(wěn)態(tài)脈沖的獲得,。對于常規(guī)晶硅電池，這個亞穩(wěn)態(tài)脈沖一般要求要10ms左右,，對于薄膜,、聚光、多結(jié)高效電池等電容效應(yīng)較大的電池這種亞穩(wěn)態(tài)脈沖要達(dá)到100ms左右。上海赫爽采用LC充放電網(wǎng)絡(luò)來獲得亞穩(wěn)態(tài)脈沖,，LC網(wǎng)絡(luò)通過電容和電感級連的方式連接而成,，可高達(dá)到100ms，可以滿足從晶硅到薄膜,、多結(jié)電池的全系列測試,。
3、電子負(fù)載及數(shù)據(jù)采集
太陽模擬器并不僅僅是一個模擬太陽光的光源,，它還包括了一整套的測試系統(tǒng),。太陽電池是一種非線性元件，在電池/組件的性能進(jìn)行測試時,，一般通過測試一整條IV曲線來判斷太陽電池的性能,。當(dāng)前業(yè)界主要使用電子負(fù)載代替真實負(fù)載進(jìn)行IV曲線的測試。對于脈沖式太陽模擬器,，它僅有數(shù)十毫秒甚至幾毫秒的亞穩(wěn)態(tài)恒定光強(qiáng),，要在如此短的時間內(nèi)完成整條IV曲線的測試，這要求使用快速電子負(fù)載,。
當(dāng)前太陽電池電流電壓特性曲線的測試普遍采用四線制的接法,，它可以消除接觸電阻的影響。為了得到的IV曲線,，在電流采樣時普遍采用多點采用,，不同廠家的模擬器采樣點數(shù)從幾百點到上萬點，當(dāng)采樣點數(shù)很大時,，這就要求有更高位的A/D轉(zhuǎn)換模塊,，業(yè)界目前普遍采用10位到16位的AD轉(zhuǎn)換器件。
4,、軟件系統(tǒng)
軟件系統(tǒng)是人機(jī)交換的窗口,，一個良好的系統(tǒng)一定要有一個良好的軟件和其相匹配。對于太陽模擬器的測試模塊必然也要有一個軟件系統(tǒng),，它主要起到兩個作用：一是系統(tǒng)控制,；二是A/D采集信息的處理和分析。系統(tǒng)控制方面,，軟件系統(tǒng)要做到控制的便捷化,、自動化，以減少人對儀器的直接操作,。數(shù)據(jù)的分析與處理方面,，首先是通過數(shù)據(jù)擬合出一條IV曲線，并通過這些數(shù)據(jù)給出太陽電池的相關(guān)參數(shù),，比如開路電壓,、短路電流,、大功率等信息，并且通過合適的算法給出串聯(lián)電阻,，并聯(lián)電阻等信息,。由于LABVIEW軟件具有良好的控制功能，并且自帶很多算法模塊,，因此當(dāng)前業(yè)界普遍采用這一軟件搭建測試系統(tǒng)軟件,。
