
2026年,航天任务迎来高密度发射周期。从空间站在轨运维到深空探测不断突破,太阳能电池作为航天器的能量核心,在入轨前必须经过地面严苛的性能测试与标定。而精准复现太空与地面真实光照环境、为太阳电池提供权威检测的核心装备,正是太阳光模拟器。
太阳光模拟器主要分为AM0和AM1.5两种类型。简单来说,AM0是给卫星、飞船做测试用的,模拟的是大气层外“原汁原味”的太阳光;AM1.5是给地面上用的光伏板做测试用的,模拟的是穿过大气层后“打了折扣”的太阳光。两者虽然都是模拟太阳,但在标准、光强和核心指标上有着显著区别。

定义与标准
AM0:AM是“大气质量”的缩写。AM0代表大气质量为0,即太阳光在进入地球大气层之前的原始状态。主要用于航天器太阳能电池、空间材料的测试,遵循 GB/T 6494-2017(国内航天标)和 ASTM E490(国际航天标)。
AM1.5:代表太阳光倾斜穿透大气层,光程是垂直入射的1.5倍,典型的中纬度地区正午阳光状态。主要用于地面光伏组件的效率标定,遵循 IEC 60904-9:2022(地面光伏测试标准)和 ASTM G173-03。

辐照度
AM0 辐照度:1367 W/m²(国标 GB/T 6494-2017)。国际参考值(ASTM E490)为 1366.1 W/m²。
AM1.5 辐照度:1000 W/m²(AM1.5G 全球光谱)。
作用说明:辐照度就是模拟器输出的“光有多强”,是计算太阳能电池效率的分母。
AM0的1367 W/m²被称为“太阳常数”,是太阳光在大气层外未经衰减的“满血”能量。而AM1.5的1000 W/m²之所以少了一截,正是因为阳光穿过大气层时被吸收和散射掉了部分能量。光强基准准确了,航天电池和地面光伏板的效率数据才有可比性。

光谱范围
除了光强不同,AM0与AM1.5模拟器覆盖的光谱范围也存在差异
AM1.5模拟器:行业通用光谱范围为 300~1200 nm
AM0模拟器:依据 GB/T 6494-2017 标准,典型光谱范围为 350~1800 nm。
作用说明:光谱范围的差异主要源于被测器件的光谱响应特性。地面光伏组件以晶硅电池为主,其响应波段集中在300~1200 nm,超出此范围的光对其效率贡献极低,因此AM1.5模拟器无需覆盖更宽波段。航天用AM0模拟器之所以将范围拓展至350~1800 nm,是为了满足多结太阳能电池(如三结砷化镓电池)的测试需求——其顶电池、中电池、底电池分别响应紫外、可见光和红外波段,只有覆盖全波段才能对整颗电池进行完整、准确的测试。

光谱匹配度等级
光强对了还不够,光的“颜色成分”也得对。不同材料的太阳能电池对不同波段的光敏感度差异很大,光谱偏差会直接导致测试结果失真。
根据 IEC 60904-9:2022 标准,光谱匹配度分为A+、A、B、C四档:
AM1.5 最高可达 A+ 级:光谱匹配度 0.875~1.125(偏差不超过 ±12.5%)。
AM0 目前最高为 A 级:光谱匹配度 0.75~1.25(偏差不超过 ±25%)。
作用说明:AM0之所以等级看似“放宽”,是因为太空光谱中紫外波段能量极高,在地面用人工光源精准复现难度极大。如果光谱不准,航天常用的三结砷化镓电池就会因某一波段响应偏差而测出错误效率。
辐照不均匀度
作用说明:辐照不均匀度衡量测试区域内光斑“亮得均不均匀”。假如电池放在光斑中心测效率是30%,挪到边缘变成28%,这显然是光的问题而非电池本身。不均匀度过高会严重影响电池分档和性能评估的准确性。
AM1.5 A+级要求:不均匀度 ≤1%
AM0 A级要求:不均匀度 ≤2%

时间不稳定度
作用说明:时间不稳定度衡量光强“稳不稳得住”。
| 类型 | AM1.5(A+级) | AM0(A级) |
| 短期不稳定度(STI) | ≤0.25% | ≤2% |
| 长期不稳定度(LTI) | ≤1% | ≤2% |

瞬态太阳光模拟器长期不稳定度

稳态太阳光模拟器长期不稳定度
准直角(平行度)
这是AM0区别于AM1.5最特殊的指标。
AM0:光束发散角(半角)≤±3°,高端设备 ≤±2.5°。
AM1.5:无严格要求,接受漫射光源。
补充说明:行业通用标注均为半角,即光束中心到边缘的夹角。真实太阳光在日地平均距离处的全角约为0.53°(对应半角约±0.265°),AM0模拟器的设计目标正是尽可能逼近这一平行度。
作用说明:太空中太阳光是高度平行的。对于卫星太阳能帆板,光照角度稍有偏差就会影响输出功率;对于热控材料,平行光入射才能准确评估吸热散热性能。因此AM0模拟器必须配备精密准直光学系统。
核心指标速查表
| 指标 | AM0 | AM1.5 | 作用一句话 |
| 辐照度 | 1367 W/m² | 1000 W/m² | 光强基准,AM0是太空值,AM1.5是地面值 |
| 光谱等级 | A 级 | A+ 级 | 光谱像不像太阳,航天紫外段模拟难度更高 |
| 不均匀度 | ≤2% | ≤1%(A+) | 光斑均匀性,决定同一样品不同位置测试一致性 |
| 短期不稳定度 | ≤2% | ≤0.25%(A+) | 秒级稳定性,影响扫描精度 |
| 长期不稳定度 | ≤2% | ≤1%(A+) | 小时级稳定性,影响老化测试可信度 |
| 准直角 | ≤±3° | 无要求 | 光束平行度,航天测试的硬性门槛 |
| 应用领域 | 航天、卫星 | 地面光伏 | — |
选型建议
航天/空间应用:选用 AM0 标准模拟器,确认光谱A级、不均匀度≤2%、不稳定度≤2%、准直角≤±3°。
地面光伏测试:选用 AM1.5 标准模拟器,优先选三项指标均达A+级的设备。

AM1.5 版本:3A+ 级指标
AM0 版本:3A 级指标
特点:瞬态闪光式测试,适合产线快速量测,单次闪光即可完成 IV 曲线扫描。

AM1.5 版本:3A+ 级指标
AM0 版本:3A 级指标
特点:持续稳定光照,适合长时间老化测试及需要稳态光源的研究场景。

AM1.5 版本:3A+ 级指标
AM0 版本:3A 级指标
特点:光谱两段独立可调(300~750 nm / 750~1200 nm),便于匹配不同光谱响应特性的电池。

单一版本,双模式兼容
AM1.5 模式:3A+ 级指标
AM0 模式:3A 级指标
特点:光谱三段独立可调(300~700 nm / 700~900 nm / 900~1800 nm),一台设备即可覆盖航天与地面光伏测试需求。
德雷射科(Delicacy Solar)2000年成立,深耕太阳光模拟器与光伏检测领域二十余年,是国家高新技术、专精特新企业。
公司自主研发国内首台AAA级I-V测试仪,打破国外技术垄断。主营稳态/瞬态太阳光模拟器、I-V检测设备,广泛应用于晶硅、钙钛矿、柔性光伏及航天光伏等领域。
依托CNAS认可实验室标准与严苛质控体系,产品性能稳定、测试精准,服务海内外众多科研院所、检测机构及光伏龙头企业。
目前公司拥有多项发明专利,产品远销全球多个国家和地区。秉持自主创新、精益求精的理念,持续为光伏、航天、科研、半导体等领域提供专业可靠的测试解决方案。
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