拓展 1100 nm 波段范围：光焱科技SS-LED宽谱LED太阳光模拟器 在航天光伏与红外探测研究中的应用

在光伏研究领域，随着地面电站技术的成熟，科研方向正向光谱深度利用与特殊应用场景两个维度延伸。针对这一趋势，本文将探讨宽光谱 LED 技术在航天光伏与红外探测表征中的应用。

在地面光伏技术进入大规模应用阶段的同时，能源研究的前沿正向两个方向延伸：一是光谱的深度利用（如多结叠层电池），二是应用场景的拓展（如低轨道卫星与航天电站）。这两大趋势对实验室的光源设备提出了更高要求。传统 LED 模拟器的光谱覆盖范围通常局限于 350 nm 至 1100 nm，难以满足针对 III-V 族材料、InGaAs 红外探测器以及航天环境 AM0 的精密测量需求。

光焱科技开发的 SS-LED220 太阳光模拟器，通过光谱延展技术，将 LED 光源的有效波长范围延伸至 1800 nm，并集成了 AM0 与 AM1.5G 双模式切换功能。下文将分析该技术如何覆盖红外波段的测量需求，并为航天光伏器件的地面验证提供高精度的实验方案。

受限于发光材料的物理特性，传统 LED 太阳光模拟器在 1100 nm 之后的近红外与短波红外波段存在光谱截止现象。对于常规硅基电池，这一范围已能涵盖主要响应区；但对于以下研究领域，这构成了关键的量测约束：

• III-V 族多结电池： 此类电池通常包含 Ge 或 InGaAs 等窄带隙底层电池，其光谱响应范围延伸至 1500 nm 或更长。若光源在 1100 nm 处截断，底层子电池将无法获得足够的光子激发，导致电流失配以及 FF（填充因子）的误判。

• 红外探测器： 针对光通信与遥测应用的 InGaAs 探测器，其工作波段位于 900 nm 至 1700 nm。缺乏该波段的模拟光源，研究人员通常需依赖单波长激光或黑体辐射源，难以进行全光谱响应测试。

技术方案：

SS-LED220 采用多波段 LED 阵列与混光技术，实现了 350 nm 至 1800 nm 的光谱连续覆盖。这不仅覆盖了红外能量区域，更确保了宽波段范围内的光谱连续性，支持研究人员评估 InGaAs 底电池或红外感测器件在特定光谱下的光电转换效率。

随着航天技术的快速发展，立方星与航天太阳能电站的研究需求增加。航天环境下的太阳光谱（AM0）与经过大气衰减的地面光谱（AM1.5G）在紫外与红外能量分布上存在显著差异。

• 技术现状： 许多实验室仅配备标准 AM1.5G 模拟器。在进行航天器件测试时，通常需另行购置专用 AM0 氙灯模拟器，面临空间占用、滤光片更换繁琐以及耗材成本等问题。
• 集成模式优势：SS-LED220 具备 AM0 与 AM1.5G 光谱切换功能。科研人员无需更换硬件或滤光片，通过软件设置即可在同一台设备上完成从地面验证到轨道环境模拟的测试切换。

该功能支持抗辐照航天电池或卫星能源系统的研究工作，允许在研发早期阶段引入符合国际标准定义的 AM0 光谱环境，从而评估器件在航天光谱下的性能表现。

在红外探测与航天应用研究中，光源的“光谱匹配度”是决定测量数据准确性的基础指标。

• 光谱不匹配度小于 6.25%：SS-LED220 在全光谱范围内满足 IEC 60904-9 标准的 A++ 级规范。这意味着在延伸的红外波段，其光谱形态仍吻合标准太阳光谱。
• 降低测量不确定度： 对于光谱敏感的叠层电池，A++ 级的高匹配度能有效降低光谱失配因子 M 的修正误差，确保 Isc（短路电流）测量值的准确性。这对于在学术期刊发表研究成果或进行第三方数据比对具有支持作用。

SS-LED220 的应用，意味着 LED 太阳光模拟器已覆盖了超越传统“可见光与硅电池测试”的范围。通过 350 nm 至 1800 nm 的宽谱覆盖与 AM0 与 AM1.5G 的模式切换，该设备为专注于航天光伏、红外感测以及高效叠层电池的研究团队，提供了一个紧凑且维护成本低（寿命大于 10,000 小时）的通用测试平台。

若研究涉及上述领域，且寻求高精度光源方案，SS-LED220 是实验室中具备参考价值的表征工具。

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