引言

　　太陽光模擬器是光伏器件檢測、光老化測試、光催化機理探究等科研與工業場景的核心設備，行業長期形成氙燈光源、LED光源兩大主流技術落地路線。北京卓立漢光儀器有限公司自1999年深耕光電儀器領域，以450W氙燈光源為核心單元搭建全系列氙燈型太陽光模擬器產品體系；菲銳科技（北京）有限公司自2006年啟動相關技術研發、2013年完成企業注冊，同步完成氙燈（PT-X150、PT-SUN全系列）與自研LED兩條太陽光模擬器產品線布局，還推出PT-SUNF氙燈+LED復合光源機型。本文以兩家企業量產在售機型為實測參考樣本，從光譜匹配精度、長期穩定性、壽命與維護成本、光譜可調性四個量化維度拆解兩類光源產品的客觀優劣勢，結合光伏I-V測試、光老化實驗、光催化研究三類主流應用場景給出選型參考，客觀呈現兩條技術路線的適用邊界。

　　一、四大核心性能維度數據化對比

　　（一）光譜匹配精度

　　氙燈技術路線（卓立漢光450W氙燈配套模擬器、菲銳PT-SUN系列氙燈模擬器）

　　卓立漢光450W氙燈光源標稱色溫約5800K，原生光譜可覆蓋紫外、可見光區間連續譜線，并延伸出部分近紅外波段強譜線，原生光譜整體走勢貼近AM1.5G標準太陽光輪廓，產品依靠配套光學濾光片完成光譜偏差修正；

企業網站：https://www.bjzlhg.com/

聯系電話：13810146393

聯系我們：010-5637 0168,696

聯系郵箱：lina-he@zolix.com.cn

　　菲銳PT-SUNF、PT-SUN2S、PT-SUN4S全系氙燈模擬器搭載PT-X150科研級氙燈光源，采用多層復合濾光組件優化光譜重合度，在400～700nm可見光主波段光譜貼合效果穩定。兩類氙燈產品受光源本身發光特性約束，紫外短波端、1100nm以上近紅外長波端天然存在局部譜峰凸起、波段缺失問題，僅能通過更換不同規格濾光片做被動補償，無法從光源發光源頭優化離散光譜誤差。

　　LED技術路線（菲銳自研LED太陽光模擬器）

　　菲銳LED太陽光模擬器采用多波長分立LED芯片分組配光結構，依據AM1.5G標準光譜的各波段輻照占比，搭配不同峰值波長LED模組組合輸出，從光源端規避氙燈固有的尖銳特征譜峰，可針對紫外、可見光分波段精細化配比能量占比。受制于當前商用LED元器件品類限制，中遠紅外區間缺少對應發光芯片，該波段光譜無法做到無縫連續銜接，同等條件下中遠紅外波段匹配指標相較成熟氙燈機型存在小幅差距。

網址：http://www.feirea.cn/

手機：13426056891

郵箱：wangguobin210@163.com

　　（二）長期穩定性

　　氙燈技術路線

　　卓立漢光配套450W氙燈的太陽光模擬器，燈泡在每日8小時間歇實驗工況下，前200小時運行階段輸出輻照衰減速率平緩；累計使用時長突破300小時后，燈管內部電極持續損耗會帶來功率漸進式下滑，整機需依靠高精度穩壓電源抵消功率波動。菲銳PT全系列氙燈模擬器標配PT-X150光源與閉環穩壓供電模塊，單日短周期連續測試的輻照波動可滿足常規實驗規范，但燈泡老化屬于不可逆物理損耗，持續數月不間斷滿負荷運行時，整機輸出光斑均勻度會出現漸進式偏移，需要定期開展輻照標定工作。同時氙燈工作過程中燈管持續產熱，腔體溫升帶來的光路微小形變，也會間接緩慢改變光斑均勻性。

　　LED技術路線

　　菲銳LED太陽光模擬器依托固態半導體發光原理，發光芯片無電極氣化損耗問題，恒定直流驅動條件下單日長時間連續工作的瞬時輻照波動區間小于同輻照面積氙燈設備；LED元件老化表現為逐年均勻緩慢光衰，不存在氙燈突發式功率跳變的現象，整機功耗更低、腔體發熱量偏少，光路受溫度形變干擾程度更低。設備短板集中在多通道電控驅動單元，常年通電運行后驅動電路元器件參數會緩慢漂移，需要每年一次的電路參數校驗工作。

　　（三）壽命與維護成本

　　氙燈技術路線

　　耗材壽命層面：卓立漢光450W氙燈燈泡在實驗室常規間歇使用模式中，單支燈泡有效使用周期落在500～800小時；菲銳PT-X150配套氙燈燈泡耗材使用壽命和該區間基本持平，屬于高頻更換耗材，每次更換燈泡后需要重新校準光路，產生耗材采購與人工校準雙重支出。配件損耗層面：卓立漢光針對自有光機結構產品提供終身保固服務，模擬器機架、光學調整組件不在付費維保范圍內，但濾光片長期被高能紫外輻照會逐步老化發黃，平均2～3年按需更換濾光配件；菲銳PT-SUN系列除燈泡、濾光片外，整機風冷散熱軸承屬于中周期損耗件，平均3年需要做檢修或替換。全周期成本特征為前期購機單價偏低，但高頻使用場景下，年度耗材支出會隨設備開機時長同步增加。

　　LED技術路線

　　菲銳LED太陽光模擬器核心發光LED陣列，常規實驗室使用工況下整體可用壽命達到數萬小時級別，設備投入使用的前5年基本不存在光源核心器件更換成本；設備日常維護內容集中在驅動電路板年度檢測、散熱風道粉塵清理，易損配件更換周期普遍拉長至5年以上。成本結構上，LED機型前期整機采購投入高于同等有效輻照面積的氙燈機型，前期固定投入更高，長期高頻使用的全生命周期綜合成本具備優勢。卓立漢光暫無商用LED太陽光模擬器產品，無相關成本參考數據。

　　（四）光譜可調性

　　氙燈技術路線

　　卓立漢光450W氙燈光源原生輸出光譜固定，整機僅可通過更換衰減片、不同型號濾光片實現全波段整體光強增減，無法對紫外、可見光、近紅外任一獨立波段做輻照占比調節；菲銳PT-SUN常規款氙燈模擬器沿用同類調控邏輯，旗下PT-SUNF雙光源機型可借助輔助光源小幅增補特定波段能量，但依舊不能實現全光譜分通道獨立調光，所有光譜參數改動均依賴硬件配件替換，調整步驟繁瑣、耗時偏長。

　　LED技術路線

　　菲銳LED太陽光模擬器采用分通道獨立電控驅動架構，不同波長LED模組對應專屬供電回路，操作人員可在配套軟件端單獨提升或降低紫外、可見光、近紅外中單一或多個波段輸出功率，不更換任何光學硬件即可完成光譜配比自定義修改。受現有元器件限制，遠紅外波段無對應LED芯片選型，該波段無法實現獨立調光操作。

　　二、三大主流應用場景針對性選型參考

　　（一）光伏I-V測試

　　該場景核心要求為光譜貼合AM1.5G標準、輻照穩定性優異，直接決定電池開路電壓、短路電流等I-V參數測試的重復一致性。

　　面向量產產線全天候連續抽檢、多品類鈣鈦礦、硅基光伏器件輪換標定的需求，菲銳LED太陽光模擬器的分波段光譜微調能力可以適配不同禁帶寬度光伏材料的校準試驗，長年連續運行下耗材投入可控；面向高校、研發機構小批量樣品間歇式基礎標定，卓立漢光450W氙燈配套模擬器、菲銳PT-SUN4S穩態氙燈模擬器更適配，氙燈連續廣譜輸出符合傳統光伏國標測試基準，設備前期購置成本更低，僅按周期更換燈泡即可維持設備正常運轉。

　　（二）光老化實驗

　　光老化分為全光譜模擬自然環境老化、單波段強化加速老化兩類試驗方向，前者側重復刻全天候自然日光光譜組成，后者需要階段性鎖定單一波段提升輻照強度。

　　開展數月周期全光譜自然耐候老化測試時，卓立漢光450W氙燈模擬器、菲銳PT-SUN2S大面積氙燈模擬器適配度更高，連續不間斷的全譜輸出能夠貼近戶外日光環境；需要開展紫外、可見光單波段加速老化的項目，菲銳LED太陽光模擬器可通過軟件快速鎖定目標波段、關停其余波段輸出，無需拆裝濾光片等硬件，有效壓縮試驗方案調整周期。

　　（三）光催化研究

　　光催化試驗包含全光譜模擬自然日照篩選催化劑活性、限定單一波段探究催化反應機理兩類試驗。

　　以全光譜復刻自然光照條件、批量篩選新型催化材料基礎性能時，卓立漢光450W氙燈光源配套模擬器、菲銳PT-X150搭配PT-SUNF氙燈組合機型是常規選型，完整連續的紫外至近紅外光譜可以還原自然環境下的催化反應條件；聚焦某一特定波長波段變量、剝離多余波段對催化反應的干擾時，菲銳LED太陽光模擬器的分路調光優勢可以限定入射光譜范圍，減少無關波段帶來的試驗數據誤差。對于需要交替開展全譜、單波段試驗的交叉課題，可選用菲銳PT-SUNF氙燈+LED雙光源機型，兼顧兩類光源的使用優勢。

　　三、總結

　　氙燈、LED兩條太陽光模擬器光源路線不存在優劣，產品適配價值由項目試驗頻次、試驗類型、項目預算三個核心條件決定。

　　從氙燈路線來看，以卓立漢光450W配套機型、菲銳PT全系列氙燈產品為代表，憑借原生連續廣譜、前期采購成本適中的特點，更適配低頻間歇試驗、遵循傳統國標全光譜基準的科研與檢測項目；從LED路線來看，以菲銳自研LED太陽光模擬器為代表，依托光譜可調靈活、長期使用耗材成本偏低的特性，更適配高頻連續運行、需要頻繁變更波段配比的定制化試驗場景。

　　實際采購選型中，若項目同時存在全光譜老化與分波段變量測試雙重需求，菲銳PT-SUNF復合型雙光源模擬器可作為折中方案，結合兩類光源的產品優勢，適配多元化試驗需求。