太阳模拟器是用来模拟太阳光的设备，一般包含光源、供电及控制电路、计算机等组成部分。

狭义上的太阳模拟器仅包含光源、供电及控制电路、计算机等组成部分，即只是模拟太阳辐射的光源，而以下所述太阳模拟器均指用于光伏检测太阳模拟器，除了光源、供电及控制电路、计算机三部分外，其一般还包含电子负载、数据采集系统等功能模块，根据其使用场合不同，一般分为空间用太阳模拟器和地面用太阳模拟器。

空间用太阳模拟器能够较为准确地模拟太阳辐射的准直性、均匀性和光谱特性，具有较高的空间外热流模拟精度，主要用于航天器的热平衡试验、材料老化试验，以及航空航天用光电器件的定标等，如KM6太阳模拟器。

而对于地面用太阳模拟器，在各项特性参数中，其准直性要求没有空间用太阳模拟器高，主要使用辐照不均匀度、光谱匹配度、辐照不稳定度这三个参数来评价其模拟太阳光的等级，以下所述太阳模拟器均是指地面用太阳模拟器。

在光伏行业，太阳模拟器主要用于太阳电池的电性能测试，通过采集待测太阳电池的伏安特性曲线，从而计算得到其最大功率Pmax、最大功率点电流Imax、最大功率点电压Vmax、短路电流Isc、开路电压Voc、填充因子FF、光电转换效率Eff、串联电阻Rs、并联电阻Rsh等参量。这些参量不仅能够反应出太阳电池的电性能，用于太阳电池生产工艺研究，而且用于太阳电池功率和等级评定，作为太阳电池销售时的定价依据。因此，一台可靠的太阳模拟器的测试结果，不仅对生产工艺改进具有指导意义，更关系到产品的品质和制造厂商的利润和信誉。

太阳模拟器可以按照不同标准进行分类。

1 按照测试面积分类

根据太阳模拟器的有效辐照面的大小，一般可以分为单片太阳电池测试仪和太阳电池组件测试仪。

单片太阳电池测试仪一般用于电池片厂商的功率测试及分选，以及太阳电池组件生产前的功率测试及分选，其测试面积较小，可以测试常规的125、156太阳电池。

太阳电池组件测试仪一般用于太阳电池组件出厂前的功率测试，一般测试面积较大。

2 按照光源脉冲时间分类

根据光源脉冲特性，可以将太阳模拟器分为稳态太阳模拟器、单次脉冲太阳模拟器和多次闪光太阳模拟器，其优缺点如图1所示。

3 按照光源类型分类

随着光源技术的进步，太阳模拟器光源的选用也在变化。金属卤素灯、碳弧灯、卤素灯、钨丝灯、氙灯、LED等光源均可以用作太阳模拟器的光源，并且有着不同的优缺点。

对于光伏测试用太阳模拟器的性能评价，当前均以IEC 60904-9 （Edition 2.0 2007-10）为标准。

要实现标准测试条件（STC）下的测试，在400-1100nm的光谱范围内，太阳模拟器必须能够在测试面上达到1000W/m2的辐照度，并根据需要可以进行一定程度的调节。

太阳电池为光谱选择性器件，因此，在同等条件下，太阳模拟器的光谱越接近真实太阳光谱，用其测试得到的太阳电池参数越准确。为了评价太阳模拟器的光谱与真实太阳光谱的接近程度，国际电工委员会（IEC）根据ASTM G 173所引用的SMARTS2《太阳光线在大气中传播的简易模型》规定的标准太阳光谱分布，使用分段能量占比的方式，对太阳模拟器与太阳光谱的接近程度进行了分级。

AM1.5G标准太阳光谱分布与其分段占比分别如图2所示，其对应的太阳模拟器光谱匹配度级等级评定标准如下表所示。

太阳模拟器光谱匹配度等级

在测试面上，目标测试区域内的辐照度应该达到一定的均匀度要求，辐照度用合适的探测器量测。根据IEC 60904-9的规定，太阳模拟器辐照不均匀度的计算公式如下：

其中,最大辐照度和最小辐照度是指在指定范围内探测器在任意指定点的测量值。

对于测试辐照度的探测器尺寸的要求为，其最大尺寸为以下两个尺寸中的较小的一个：

（1）目标测试区域面积的 ；

（2）400cm2；

太阳模拟器辐照不均匀度等级评定标准如下表：

数据采集期间，辐照度应该具有一定的稳定度。根据IEC60904-9的规定，太阳模拟器辐照不稳定度的计算公式如下：

其中,最大辐照度和最小辐照度是数据采集期间在一次测试期间内任意指定点的测量值。

太阳模拟器辐照不稳定度等级评定标准如下表：

Pasan和SPIRE是目前被业内广泛认可的品牌，在稳定性和准确性上有较强的优势，但是由于市场定位高端、配件成本高昂、市场竞争不激烈等原因，导致价格一直居高不下，其动辄百万级的价格却是国内用户很难接受的，再加上昂贵的售后服务费用，他们的设备并没有成为国内电池制造厂商的主力。

由于近些年我国光伏事业的快速发展，在太阳电池领域的研究也日渐升温，国内的不少科研单位和企业也一直致力于太阳模拟器的研发，主要代表是依托西安交通大学太阳能研究所的陕西众森电能科技有限公司和依托上海交通大学物理系太阳能研究所的上海赫爽太阳能科技有限公司。