太阳光模拟器光谱匹配：AM1.5G与AM1.5D的标准差异

 

随着新能源、航空航天等产业对太阳光模拟测试需求的不断升级，AM1.5D 与 AM1.5G 等典型光谱的精准模拟已成为行业关键技术指标。Luminbox深耕太阳光模拟技术多年，通过大量实验室数据积累与算法优化，可实现对AM1.5D 与 AM1.5G 光谱的精准调控，本文将从基础理论出发，详细阐述这两种光谱的差异。

大气质量（AM）的概念

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大气质量 AM 示意图

太阳辐射穿过大气层抵达地球表面时，强度与光谱分布会改变。为量化这种变化提出“大气质量”（AM）概念，它是太阳光经大气层路径长度与垂直照射地面路径长度的比值。当太阳光线垂直地面（天顶角0°），大气质量为 1，记为 AM1；太阳光不经过大气层（地球外空间），大气质量为 0，记为 AM0。实际应用中，AM1.5 最受关注，此时太阳高度角约 48.2°，模拟了典型晴天地面光照，更贴合现实场景。

AM1.5D 与 AM1.5G 光谱的定义

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AM1.5D 与 AM1.5G 光谱辐照度对比

1. AM1.5D 光谱

AM1.5D 中的 “D” 代表 Direct，即直接辐照。AM1.5D 光谱是指只包含直射太阳光的光谱辐照度分布。在这种情况下，不考虑大气层和地面造成的散射、折射等因素影响的太阳光直接辐射部分。

2. AM1.5G 光谱

AM1.5G 中的 “G” 代表 Global，即全局。AM1.5G 光谱是包含了散射、折射等各种因素综合后的太阳光谱辐照度分布。也就是说，它不仅有太阳光的直射部分，还包含了经过大气层散射以及地面景物等反射、折射后到达测试平面的那部分太阳光能量。

AM1.5D 与 AM1.5G 光谱的差异

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AM1.5D 与 AM1.5G 光谱关键参数对比表

1. 能量构成差异

从能量角度来看，AM1.5G 光谱的总能量要高于 AM1.5D 光谱。因为 AM1.5G 涵盖了直射光与散射光等多部分能量，而 AM1.5D 仅包含直射光能量。相关研究表明在标准条件下，AM1.5G光谱的总辐照度比AM1.5D光谱的总照度高，这意味着在相同面积上，AM1.5G 所携带的可利用太阳能总量更多。

2. 光谱分布差异

在光谱分布上，AM1.5D 与 AM1.5G 呈现显著差异。AM1.5D 光谱反映直射光原始特征，未受散射影响；而AM1.5G 光谱因包含散射光，分布更为均匀。大气对不同波长光的散射、吸收作用不同，使得AM1.5G 光谱在部分波长段光能量占比增加，与AM1.5D 形成差异，尤其在可见光区，AM1.5G 经散射光补充，能量分布更平滑 。

AM1.5D 与 AM1.5G 光谱的应用

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1. 太阳能电池测试领域

地面光伏器件测试多以AM1.5G 光谱为标准，因其涵盖直射与散射光，能真实模拟实际光照环境，为评估太阳能电池光电转换效率、预测户外发电能力提供可靠依据。而在研究电池对直射光的响应特性，或是聚光太阳能系统中，AM1.5D 光谱成为关键，通过它可精准测试电池在纯直射光下的性能，助力聚光系统优化设计。

2. 材料化学领域

在材料化学领域，研究材料在太阳光下的老化、光化学反应等过程时，需要根据具体研究目的选择合适的光谱。如果研究材料在自然综合光照下的反应，AM1.5G 光谱模拟更符合实际情况；若要探究材料对直射光的特殊反应机制，则AM1.5D 光谱模拟更为适用。

3. 航空航天领域

虽然太空环境接近AM0 光谱条件，但在研究航天器部分部件在进入地球大气层边缘可能受到的光照影响时，AM1.5D 和 AM1.5G 光谱的模拟也能为其提供地面模拟测试参考，帮助评估部件在不同光照条件下的性能稳定性。

了解AM1.5D 与 AM1.5G 光谱的差异及应用，对诸多依赖太阳光模拟进行研究、测试的领域至关重要。Luminbox研发的各类太阳光模拟器产品，能够精准复现包括AM1.5D 与 AM1.5G 等多种光谱条件,为多领域提供从可行性研究到项目具体测试的全场景太阳光环境模拟解决方案。

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