光伏用太陽模擬器：基礎原理與量測技術

太陽能電池並非通用型光度計，而是具光譜選擇性的轉換器：其所回答的問題並非有多少輻射照射到它，而是何種輻射。因此，太陽模擬器不僅須產生 1000 W/m² 的總輻照度，還必須重現與標準化參考光譜 AM1.5G 足夠接近的光譜分佈。核心挑戰在於，偏差會出現在三個彼此獨立的維度上——光譜匹配度、空間均勻度與時間穩定度——這些偏差彼此並不會相互抵消。唯有依據 IEC 60904-9 對這三項量進行標準化分級，才能使太陽能電池與模組的效率量測結果在不同實驗室、製造商與驗證機構之間具有可比較性。

2025 年，光伏首次成為全球最大的裝置發電技術：全球新增裝置容量首次突破 600 gigawatts，累計裝置容量達到約 2,800 gigawatts，太陽能發電占全球新增可再生發電容量的四分之三以上，此係根據國際能源署《2026 年全球能源評論》（IEA, 2026）之資料。對於測試與量測技術而言，重要的並非數量本身，而是其背後的技術多元化：除了結晶矽之外，異質接面電池、以 CdTe 及 CIGS 為基礎的薄膜系統，以及鈣鈦礦—矽疊層電池正逐漸確立地位，同時雙面模組的占比也持續增加。

其技術後果遵循一條清晰的鏈路：模組多樣性的增加與電池效率的提升，使測試結果對測試光源光譜偏差的敏感度提高。每一項額外的材料類別——薄膜、雙面、疊層——皆帶有其自身的光譜響應曲線，這實際上縮小了太陽光模擬器所能容許的誤差範圍，相較於 1980 年代較簡單的單晶矽電池（原始標準即針對其設計）而言更為嚴苛。

以下五項發展正在改變太陽光模擬領域的量測任務：

• 由氣體放電燈管轉向 LED 技術。LED 模擬器正逐漸取代氙氣與金屬鹵素系統，因其具備更長的使用壽命、更低的維護需求，以及可透過電子方式而非光學方式調整的光譜成形能力。其結果是測試重點由濾光光學元件轉向電子通道控制，以及以軟體為基礎對個別 LED 群組進行光譜校正。
• 導入 A+ 等級與選用性光譜指標。IEC 60904-9:2020 將評估嚴格度提高一倍，並引入 SPC/SPD，此為專門針對具間隙之 LED 光譜在等級分類上形式上可滿足性問題所設計之量測工具。這使設備製造商的文件記錄負擔日益增加，未來將愈發需要透明地說明的不僅是等級名稱，還包括覆蓋率與偏差值。
• 用於疊層技術的多光源系統。隨著鈣鈦礦—矽疊層模組進入市場，具備數十個可獨立控制光譜通道、且波長範圍延伸超過 1600 nm 的模擬器正逐漸出現。這使得模擬器校正與電池特性量測之間的耦合更為緊密，因為光譜設定必須針對每個子電池個別確定。
• 雙面測試程序。技術規範 IEC TS 60904-1-2 將雙面模組在模擬與自然照射條件下之量測程序予以正式化。這意味著對背面照射之感測器需求增加，並且對能夠可控地同時照射模組兩面之測試台的需求日益增長。
• 用於不穩定材料之穩定功率量測程序。對於鈣鈦礦及其他準穩態電池技術，採用連續照射與時間解析功率穩定化之共識測試程序正逐漸確立。其結果是由傳統閃光量測之單一瞬時快照，轉向以數分鐘至數小時記錄之功率曲線。

此應用領域之市場規模、成長率及資料來源，彙整於頁面 紫外線技術之市場發展。

太陽光模擬器產生人造光，在定義的大氣條件下重現自然陽光的光譜輻照度。參考量為 AM1.5G 光譜（Air Mass 1.5, Global），此光譜是由大氣模型經運算推導而得，代表太陽天頂角為 48.2° 時的中歐至北美緯度條件，並歸一化至積分輻照度 1000.4 W/m²（ASTM G173-03）。光源──通常為氣體放電燈管或多顆 LED 的組合──透過光學元件、濾光片與控制電子電路加以調整，使樣品平面內的強度、光譜與均勻性盡可能接近此參考光譜。

就物理層面而言，重要的是太陽能電池本身並非對輻照度積分，而是對光譜輻照度與電池隨波長變化之光譜響應度的乘積進行積分。兩個總輻照度相同但光譜不同的光源，在同一電池上會產生不同的光電流。因此，太陽光模擬器並非在燈管輸出端進行校正，而是在樣品平面上，使用具計量溯源性的已校正參考太陽能電池或光譜輻射計進行校正。

氣體放電燈管在歷史上長期居於主導地位，原因是當第一份相關標準 ASTM E927（1979 年）制定時，它們是唯一能提供足夠接近太陽光譜的寬頻光源（ASTM E927-19）。約二十年來，以 LED 為基礎的系統日益普及，如今正在生產線與實驗室中逐步取代傳統氙氣技術。

由於原生具有寬頻特性，氙氣燈在大面積模組生產中仍被廣泛使用，但由於其發射線（特別是 800 nm 以上）會使分級結果變差，因此需要透過光譜濾光定期重新調整（IEC 60904-9:2020）。在對太陽能模組電流—電壓曲線的比較量測中，LED 系統展現出至少與氙氣光源相當的性能，在穩定性與光譜靈活性方面有時甚至更優（Chojniak et al., 2024）。

太陽光模擬器並非僅以單一數值來評判，而是取決於數個相互獨立的物理量：

• 光譜匹配度描述模擬器在特定波長區間內的輻照度與 AM1.5G 參考光譜的一致程度。這一點至關重要，因為電池量測到的光電流取決於光源光譜與電池響應度的重疊積分，而非光源的總功率。
• 空間不均勻度量化測試區域內輻照度的變化。這主要影響大型模組與串聯電池串，因為照度最弱的子區域可能會限制總電流。
• 時間不穩定度描述量測過程中輻照度的變化。對於脈衝式模擬器而言，此項尤為關鍵，因為閃光燈管在上升與衰減過程中，其光譜與強度會持續變化。
• 總輻照度必須設定為參考值 1000 W/m²，因為太陽能電池的特性曲線與輻照度呈非線性關係；偏差不會按比例影響所有曲線參數。
• 電池溫度是標準測試條件（STC）中的第三個座標，與光譜及強度並列（25 °C）。結晶矽電池的效率通常每升高 1 kelvin 會下降 0.3 至 0.5 個百分點，因此若溫度控制不當，將扭曲量測結果，而這在光譜中並不會顯現出來。
• 參考電池與待測電池的光譜響應度與光源光譜共同決定光譜失配係數（詳見下方章節）。此並非電池類型的固定特性，而是取決於層結構、封裝方式及老化狀態。

實務上最常見的誤解，是把燈的電功率等同於光學輻照度。這兩個量並非線性耦合：燈的電光轉換效率會隨操作時間、老化、濾光片狀況及溫度而變化，因此名義上恆定的電功率也可能產生漂移的光學輻照度。同樣地，若不清楚照射時間所對應的輻照度，單獨的曝露時間本身並無意義——沒有伴隨劑量或強度數值的「曝露時間」在技術上是不完整的。

第二個常見錯誤是在實際樣品平面之外進行量測。在燈出光口或測試場外固定參考感測器處讀取的數值，描述的是光源本身，而非受測裝置實際受到的輻射照射；光路長度差異、雜散光及漸暈效應可能造成數個百分比的偏差，而這些在感測器上並不會顯現出來。

第三，形式上滿足分級標準常被過度高估。IEC 60904-9 分級是以六到十二個較寬的光譜區間評定輻照度；在同一區間內，並未規定所需強度實際落在該區間何處。因此，一台 LED 模擬器即使其光譜由窄峰組成、且峰與峰之間存在光譜空隙，仍可能形式上達到 A 級或 A+ 級。比較評估顯示，實際商用系統的光譜覆蓋率僅有 65 至 79 %，卻同時達到較高的形式分級評等（IEC 60904-9:2020）。對於具有寬廣、連續光譜響應度的電池——例如薄膜或多接面電池——這種空隙在技術上比對窄頻響應的參考電池更為關鍵。

第四，參考電池法是將模擬器強度調整至與參考電池已校正之短路電流相符，此方法僅在限制性條件下有效：唯有參考電池與待測電池具有相同的光譜響應度，或模擬器光譜與參考光譜完全一致時，才能正確轉移至待測電池。實務上這兩項條件從未完全滿足；由此產生的系統性誤差稱為光譜不匹配，必須以計算方式修正，而非透過校正消除（ASTM E948）。

第五，許多特性數值僅在受測裝置與其環境處於熱平衡及電平衡的假設下才有效。對於閃光時間在毫秒範圍內的脈衝式氙燈模擬器，時間往往不足以讓大面積模組中的電容效應，或如鈣鈦礦等不穩定材料的暫態、光誘發行為完全穩定下來——此時所量測到的曲線描述的是暫態狀態，而非穩態操作點。

太陽能電池的光譜響應度並非通用值；它取決於各吸收材料的能隙、層厚度及光學損耗。結晶矽的吸收範圍大約在 400 至 1100 nm 之間；ASTM E927 與早期 IEC 60904-9 版本的原始光譜區間正是針對此範圍所定義。CdTe 及 CIGS 等薄膜技術的吸收邊緣仍落在此範圍內，但受益於 2020 年將評估範圍擴展至 300 至 1200 nm，因為在該範圍內能更準確地擷取其短波長響應度（IEC 60904-9:2020）。

即使是擴展後的範圍，對於鈣鈦礦—矽疊層電池及 III-V 族多接面電池仍然不足：III-V 族多接面電池的吸收頻寬可達 1800 nm。疊層電池還有一項結構上的特殊性：各子電池以串聯方式連接，因此光電流最低的子電池會限制整體電池電流（電流匹配條件）。測試光源的光譜偏差在此並非以整條曲線的均勻誤差方式表現，而是會改變哪個子電池成為限制因素——其結果是產生一條對應於自然陽光下不會出現之照射情況的特性曲線。因此，表徵疊層電池需要對模擬器光譜進行光譜調整，使每個子電池都經過特定調校，以產生其在參考條件下應有的光電流（Chojniak et al., 2024）。

光譜不匹配因子 M 用於校正當模擬器光譜、參考光譜以及參考電池與待測電池的光譜響應度彼此不一致時所產生的系統誤差，其定義於 ASTM E948 與 IEC 60904-7 標準中：

M = [ ∫ E_ref(λ)·S_ref(λ) dλ / ∫ E_sim(λ)·S_ref(λ) dλ ] × [ ∫ E_sim(λ)·S_t(λ) dλ / ∫ E_ref(λ)·S_t(λ) dλ ]

其中 E_ref(λ) 為光譜參考光譜（通常為 AM1.5G），E_sim(λ) 為太陽模擬器於樣品平面上的實際光譜，S_ref(λ) 為參考電池的相對光譜響應度，S_t(λ) 為待測電池的相對光譜響應度。由於方程式中僅涉及相對光譜形狀，絕對校正因子會相互抵消，唯有曲線形狀具有意義。將在模擬器下量測到的電流除以 M，即可得出待測電池在標準測試條件下經 M 校正後的短路電流（ASTM E948）。

此方法之適用性要求模擬器光譜與兩個電池的響應度皆須在相關波長範圍內以足夠的光譜解析度得知；光譜響應度的量測不確定度會直接影響 M 的不確定度。此模型的限制在於：對於光譜響應度差異甚大、且結構特殊的兩個電池而言——例如薄膜電池相對於結晶矽參考電池——M 值可能明顯偏離 1，同時也對光源微小的光譜變化更為敏感。一項系統性的不確定度分析顯示，不匹配因子的合成不確定度可利用蒙地卡羅模擬，由輸入光譜的不確定度推算得出，且此結果強烈取決於各項不確定度分量在光譜上的相關程度：M 的擴充不確定度依假定的相關程度不同，介於 0.06 至 1.26% 之間（Maham、Kärhä 與 Ikonen，2023）。M 並非固定的儀器常數，而必須針對模擬器、參考電池與待測電池的每一種組合重新測定，並且在校正結果中必須註明其不確定度。

假設條件。使用已知光譜響應率的結晶矽參考電池來設定 A 級氙燈太陽光模擬器的強度。待測試樣為 CIGS 薄膜電池；其光譜響應率在短波長範圍（400–600 nm）高於矽，而在 900 nm 以上則低於矽－這是薄膜技術的典型型態，並已在文獻中反覆記載。

模型。M 是依照上述定義由四個光譜積分所組成。

計算（定性，依據已發表的大小等級）。若氙燈光譜因原生發射譜線而在 800 nm 以上與 AM1.5G 參考光譜產生數個百分比的偏差，此偏差對 CIGS 測試電池的影響會比對矽參考電池更大，因為兩者在此光譜範圍內的相對權重不同。針對參考電池校正之系統不確定度研究已記錄，在光譜特性差異較大的電池配對中，修正係數約為數個百分比，而光譜敏感的不確定度貢獻則介於不到一個百分比至數個百分比之間（Hohl-Ebinger & Warta, 2011）。

解讀。因此，未經修正的效率值可能看起來合理，卻可能系統性地偏高或偏低，而這在曲線形狀上並不會顯現出來。為求得可靠的效率數值，將光譜解析式模擬器量測與已知電池響應率相結合，因此並非可選的額外量測，而是實際曲線量測工作的一部分。

根據 IEC 60904-9（在德國採用為 DIN EN IEC 60904-9 VDE 0126-4-9）之國際協調分類，會針對三項特性值各自獨立評等，依序為光譜匹配度－空間不均勻度－時間不穩定度，例如標示為「A+A+A+ 級」或「AAA 級」：

資料來源：IEC 60904-9:2020。

2020 年版另外引入兩項尚未用於分類的選用指標：光譜覆蓋率（SPC）與光譜偏差（SPD）。SPC 表示模擬器輻照度在 300 至 1200 nm 光譜範圍內達到 AM1.5G 參考值至少 10% 之比例；SPD 則是將整個區間內的絕對光譜誤差加總。之所以引入這兩項指標，是因為單純的區段分類法－如前一節所述－無法可靠地區分光譜有缺口但「安排得巧妙」的 LED 模擬器，與真正能連續重現光譜的模擬器。

上一節的等級表給出了允許的偏差範圍，但並未說明相對於何者的偏差。答案如下：AM1.5G 參考光譜被劃分為六個區間，每個區間佔總輻照度的比例是固定的，而等級是由這六個比值中最差的一個決定 — 而非由其平均值決定。右側欄位將百分比公差轉換為絕對佔比；為便於閱讀，省略了 B 級（60–140 %）。

由此可得出三項單憑等級評定無法揭示的事實：

• 單一區間即可決定等級。 一台在五個區間達到 95%、但在第六個區間達到 130% 的模擬器屬於 B 級 — 並不比一台在所有區間皆為 130% 的模擬器更好。等級代表的是最低標準，而非整體評分。
• 400 nm 以下並未針對 A、B、C 級進行評定。 這三個等級的評定範圍始於 400 nm。一台模擬器可能屬於 A 級，卻在紫外線範圍內輸出過少或過多 — 這對矽晶太陽能電池的 I-V 量測而言無關緊要，但對於任何關於老化、變黃或封裝的評估則並非如此。唯有 A+ 級是從 300 nm 開始評定。
• 各區間佔比合計為 100%。 某一區間過多，必然意味著另一區間過少。因此，LED 模擬器無法透過單獨調高個別通道來改善 — 等級評定的是光譜的形狀，而非其強度高低。

各區間佔比依據 IEC 60904-9 對 AM1.5G 參考光譜之規定；實際適用者應以該標準之現行版本為準。

A級太陽光模擬器可重現400至1100 nm之間的太陽光譜——這正是矽晶電池產生電流的範圍。對於I-V量測而言，這個範圍完全正確。但對於模組能使用多久的問題，這卻是錯誤的波長範圍：封裝材料的黃化、剝離、背板的粉化以及邊緣密封的破壞，皆是由紫外線引發，且主要發生在400 nm以下——而這正是A、B、C分級完全未涉及的範圍。

模組標準正因如此而將兩者區分開來。IEC 61215要求在280至400 nm範圍內進行15 kWh/m²的紫外線預處理，其中至少5 kWh/m²須落在280至320 nm之間，模組溫度須維持在60 ± 5 °C——這是在模組進入熱循環與濕凍測試序列之前就須完成的步驟。太陽光模擬器無法產生此種預處理；具備專用燈管的紫外線測試箱才能做到。

Opsytec的照射腔室正是為此而設計：

• BS-04──大型紫外線測試箱，可在UVA-351、UVB-313與UVC之間切換。此處的重點正是這種可切換性：UVB中的5 kWh/m²，單靠UVA燈管是無法達成的。
• BS-05──用於老化與光穩定性測試的紫外線測試箱，樣品區域具有高均勻性。由於劑量是經數週累積而成，任何不均勻性都會直接反映在結果中：區域內10%的偏差，最終即代表10%的劑量差異，而非會自行平均掉的雜訊。

兩者皆透過UV-MAT進行劑量控制——測試是在達到以kWh/m²計算的劑量時結束，而非在經過一定天數後結束。這正是「證實所需數值」與「估算所需數值」兩種測試之間的差異：燈管會老化，而假設六週內輻照度維持恆定，並非事實。

電池與模組製造。在工業生產中，閃光測試儀根據模組在模擬輻射照射下量測到的效能，將模組分類至各功率等級。此處最重要的是短閃光持續時間內的時間穩定性，因為產量與再現性直接取決於閃光的重現性。

研究與開發。大學與機構實驗室——例如在開發新型吸收材料時——需要光譜可靈活調整、且通常需連續運作的模擬器，因為諸如過氧化物—矽疊層等新型電池概念，必須在明確的穩態光源下進行特性分析，以捕捉介穩態效應。此處關鍵的製程參數是對各子電池的光譜可調性。

經認證的校正與驗證實驗室。與製造商無關的效率驗證，需要具計量溯源性的參考電池，以及對模擬器光源進行有文件記錄、光譜解析的特性分析。此處關鍵的製程參數是光譜不匹配因子的量測不確定度，該數值必須列於校正證書中。

太空光電。對於衛星與太空載具用電池而言，參考基準並非 AM1.5G，而是地球大氣層外的 AM0 光譜，其輻照度約為 1367 W/m²，且短波成分比 AM1.5G 更強，因為地球大氣層已不再對光譜進行過濾。此處決定性的因素是紫外線與藍光範圍內的光譜匹配度。

聚光型太陽能光電（CPV）。以光學方式聚集陽光的系統，需要具高輻照度的模擬器，範圍從數百到數千個「太陽」。此處關鍵的製程參數是高度聚焦光點的均勻性，因為在高聚光倍率下，不均勻性會不成比例地轉化為局部熱效應與電效應。

材料老化與封裝。與電性效能測試相輔相成的，是對封裝膜、黏著劑、背板材料及抗反射鍍膜在紫外線照射下進行的加速老化測試。此處重要的不是電力產出，而是光化學效應——欲瞭解更深入的背景資訊，請參閱紫外線老化、色牢度與光穩定性。

疊層與多接面太陽能電池需要多光源模擬器，通常具備數十個可獨立控制的光譜通道。Fraunhofer 太陽能系統研究所（ISE）為鈣鈦礦—矽疊層模組所建置的系統，結合了 40 個光源上共 28 個可調光譜通道，總計 18,400 顆 LED，波長範圍涵蓋 320 至 1650 奈米，並可另外模擬不同時段與地點的光譜（Fraunhofer ISE，2023）。

雙面模組需要對正面與背面進行受控照射，因為現場實際運作時背面額外產生的發電量取決於漫射與反射輻射。技術規範 IEC TS 60904-1-2 描述了在自然與模擬輻射下量測雙面電池與模組特性曲線的程序。

不穩定材料（鈣鈦礦）。來自矽製程的傳統閃光模擬器並不適合直接用於以鈣鈦礦為基礎的電池，因為其閃光持續時間過短，無法捕捉此材料類別受光誘發的介穩態行為。必須在連續照明下進行特性化，並於一段明確定義的時間內量測穩定化後的功率——一項由國際研究聯盟共同制定的程序建議，其中包括採用 800 至 1000 W/m² 的光強度，並記錄光源的光譜特性（Khenkin 等人，2020）。

聚光照射。對於 CPV 系統，通常採用配備均光棒與準直光學元件的連續式氙氣模擬器，或是能在短時間內產生數百倍太陽強度、同時不會使受測裝置產生熱過載的脈衝式高通量裝置。

任何太陽光模擬器特性分析的起點，是探討對於特定應用而言，哪個測量量真正具有意義，而非探討目前恰好有哪種儀器可用。對於日常生產中純粹的強度監測，只要光源的光譜已知且穩定，使用已校正矽感測器或熱電堆感測器在樣品平面進行寬頻輻射測量通常已足夠。一旦太陽光模擬器新啟用、更換燈管後重新驗證，或用於認證，就需要進行光譜解析測量，因為只有這樣才能依 IEC 60904-9 進行分級，並確定光譜不匹配係數。

當測試面積相對於光源的均勻性區域較大時（例如針對整個模組而非單一電池），就需要進行空間測量；該標準要求在最少數量的規定位置進行網格測量。對於脈衝型光源或依賴熱升溫過程的光源，時間解析測量是不可或缺的，因為在測量期間內，強度乃至光譜都可能發生變化。

在自動化生產線中，太陽光模擬器通常是線上閃光測試機的一部分，該機於疊層後以短暫光脈衝測試每個模組，並根據測得曲線自動將其歸入不同功率等級。從技術角度而言，重要的不僅是純粹的網路連線能力，而是需要在數千個測試循環中監測光源在光譜與強度方面的穩定性：燈管老化、光學元件受污染以及熱漂移會逐漸改變有效輻照度，而這在設備外觀上並不會顯現出來。

因此，以生產為導向的監測方案，會將較長間隔進行的完整光譜參考測量，與在完整校正週期之間、於固定波長範圍內連續進行的寬頻控制測量結合起來。這樣即可及早發現漸進式的光譜偏移，而不必在每個測試循環都執行耗時的完整光譜測量。將此類控制測量整合至廠房控制系統，便能在偏差尚未反映為模組分級錯誤之前，自動偵測到與儲存參考光譜之間的偏差。

對於上述每一項測量，都必須明確考慮測量不確定度：其包含感測器的校正不確定度、感測器本身相對於參考光譜的光譜不匹配程度，以及——對於推導出的效率數值而言——不匹配係數的不確定度。所使用儀器對國家或國際標準的計量溯源性，是不同實驗室能夠回報可比較數值的先決條件。

以下出版物開發了一種方法，可針對疊層太陽能電池精確調整 LED 多光源模擬器的光譜，因此與 perovskite-silicon 模組的量測技術直接相關：

"A precise method for the spectral adjustment of LED and multi-light source solar simulators", Chojniak, D., Schachtner, M., Reichmuth, S. K., Bett, A. J., Rauer, M., Hohl-Ebinger, J., Schmid, A., Siefer, G., Glunz, S. W., Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 32(6), 372-389, 2024, DOI: 10.1002/pip.3776。

這項研究系統性地探討如何利用 Monte Carlo 方法，從相關光譜的不確定度計算出光譜不匹配因子的不確定度，為校正不確定度預算提供了量化基礎：

"Spectral Mismatch Uncertainty Estimation in Solar Cell Calibration Using Monte Carlo Simulation", Maham, K., Kärhä, P., Ikonen, E., IEEE Journal of Photovoltaics, 13(6), 899-904, 2023, DOI: 10.1109/JPHOTOV.2023.3311890。

以下這篇經常被引用的基礎研究，是首次針對標準測試條件下光譜不匹配因子的不確定度所進行的系統性處理，至今仍是校正實驗室的方法學參考依據：

"Uncertainty of the spectral mismatch correction factor in STC measurements on photovoltaic devices", Hohl-Ebinger, J., Warta, W., Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 19(5), 573-579, 2011, DOI: 10.1002/pip.1059。

這份國際共識立場書為 perovskite 太陽能電池的穩定性測試定義了量測與報告協議，並支持（包括）以連續且具光譜文件記錄的照射取代短時間閃光量測的必要性：

"Consensus statement for stability assessment and reporting for perovskite photovoltaics based on ISOS procedures", Khenkin, M. V., Katz, E. A., Abate, A. et al., Nature Energy, 5(1), 35-49, 2020, DOI: 10.1038/s41560-019-0529-5。

光伏發電在本公司客戶發表文獻中也以多種面向出現──從模組封裝材料的紫外線老化、電池層的紫外線製程，到太空用太陽能陣列的測試。

比較四種光伏模組封裝材料在阿他加馬沙漠（Atacama Desert）紫外線輻射下的表現──該地是全球模組老化測試中紫外線強度最高的試驗場之一。
Comparing the effects of ultraviolet radiation on four different encapsulants for photovoltaic applications in the Atacama Desert
Correa-Puerta, Jonathan, et al. "Comparing the effects of ultraviolet radiation on four different encapsulants for photovoltaic applications in the Atacama Desert." Solar Energy 228 (2021): 625-635.

探討矽異質接面電池鈍化接觸處的紫外線誘發劣化如何形成──這是本頁明確指出的一種光譜特性獨特的電池技術。
Passivating Contacts-Related Ultraviolet-Induced Degradation in Silicon Heterojunction Solar Cells
Xu, Binbin, et al. "Passivating Contacts-Related Ultraviolet-Induced Degradation in Silicon Heterojunction Solar Cells." Small Structures 7.6 (2026).

刻意利用紫外線 LED 輻射對鈣鈦礦太陽能電池進行層選擇性退火，並測定所需的結晶能量──此為紫外線作為製造工具、而非僅作為測試方法的一個範例。
Rapid Layer-Specific Annealing Enabled by Ultraviolet LED with Estimation of Crystallization Energy for High-Performance Perovskite Solar Cells
Ouyang, Zhongliang, et al. "Rapid Layer-Specific Annealing Enabled by Ultraviolet LED with Estimation of Crystallization Energy for High-Performance Perovskite Solar Cells." Advanced Energy Materials 10.4 (2020): 1902898.

開發一套專用的高輻照度裝置，用於精確控制的有機太陽能電池加速光劣化──在方法學上與本頁描述之聚光型光伏用高通量太陽光模擬器相關。
Development of a High Irradiance Setup for Precisely Controlled Accelerated Photo-Degradation of Organic Solar Cells
Burlafinger, Klaus. Development of a High Irradiance Setup for Precisely Controlled Accelerated Photo-Degradation of Organic Solar Cells. Diss. Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), 2020.

在高強度與高溫條件下測試歐洲太空總署（ESA）BepiColombo 任務用的太陽能陣列材料──這是本頁應用領域章節所述太空光伏的實際範例。
High-intensity high-temperature testing of materials for the Bepi Colombo MPO and MTM solar arrays
Tighe, Adrian, et al. "High-intensity high-temperature testing of materials for the Bepi Colombo MPO and MTM solar arrays." CEAS Space Journal 13 (2021): 475-492.

相關主題領域的其他研究成果，收錄於依主題分類的客戶發表文獻中。

發表文獻搜尋工具列出了本公司已知的所有光伏相關發表文獻──可依裝置、領域及關鍵字搜尋。

• IEC 60904-9:2020, Photovoltaic devices - Part 9: Solar simulator performance requirements (national: DIN EN IEC 60904-9 VDE 0126-4-9)；此外亦包含 IEC TS 60904-1-2:2024（雙面模組）及 ASTM E927-19 / ASTM G173-03。
• International Energy Agency (IEA): Global Energy Review 2026 - Technology: Solar PV and wind, 2026. https://www.iea.org/reports/global-energy-review-2026/technology-solar-pv-and-wind
• Khenkin, M. V.; Katz, E. A.; Abate, A. et al.: Consensus statement for stability assessment and reporting for perovskite photovoltaics based on ISOS procedures, Nature Energy 5(1), 35-49, 2020. https://doi.org/10.1038/s41560-019-0529-5
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太陽光模擬器在光電領域中如何運作？
太陽光模擬器在明確定義的參考條件下（通常為 AM1.5G、1000 W/m²、電池溫度 25 °C）重現太陽光的光譜輻照度。光源透過光學元件、濾光片，或在 LED 系統中透過電子通道控制加以調整，使輻照度的光譜、空間分佈及時間行為維持在標準所規定的限值內。

光電測試適合採用哪個波長範圍或光譜？
AM1.5G 為地面應用的標準，AM0 則適用於太空應用。相關波長範圍取決於電池類型：傳統矽電池為 400–1100 nm，薄膜及現代矽電池為 300–1200 nm，III-V 多接面電池則可達 1800 nm。

標準測試條件需要多少輻照度？
標準測試條件（STC）規定輻照度為 1000 W/m² AM1.5G，電池溫度 25 °C。這三個量——光譜、強度、溫度——必須同時滿足；三者中任一項未達標，測量結果即無法與其他測量結果比較。

AAA 等級與 A+A+A+ 等級有何差異？
兩者皆表示依 IEC 60904-9 規定的最高等級，或是一種擴充分級。AAA 等級表示在三項標準（光譜、均勻度、穩定性）上皆達 A 級標準。A+ 等級於 2020 年引入，要求公差比 A 級嚴格一倍，且須在 300–1200 nm 的擴充光譜範圍內證明符合要求。

為何燈管功率名義上足夠，太陽光模擬器仍會產生錯誤的測量值？
燈管的電功率與樣品平面上的光學輻照度並非線性相關；老化、濾光片狀態及溫度皆會改變電光轉換效率。此外，當光源光譜與電池的光譜響應偏離參考情況時，可能產生光譜不匹配誤差——此誤差與強度無關，須透過計算加以修正。從電功率經電光轉換效率到作用點測量量的一般推導方式，請參閱輻射度量。

如何測量太陽光模擬器的光譜輻照度？
光譜特性分析係使用已校正的光譜輻射計於樣品平面上進行，並輔以整個測試區域的網格式測量，以判定空間均勻度；對脈衝式光源而言，還須在閃光持續時間內進行時間解析測量。

哪種模擬器技術適合疊層太陽能電池？
疊層鈣鈦礦矽及多接面太陽能電池需要多光源 LED 模擬器，並具備可獨立控制的光譜通道，因為每個子電池都必須個別調校至其參考光電流。傳統的單燈或雙燈氙氣系統通常無法滿足此要求。

為何閃光測試儀的單次快照測量不足以用於鈣鈦礦電池？
鈣鈦礦材料呈現一種介穩態、光誘發的行為，須經數秒至數分鐘的持續照射後才會穩定。毫秒級的閃光僅能捕捉暫態狀態；因此協議一致的測試方法要求在穩態光照下進行時間解析的功率測量。

在多個領域中皆需要對太陽光進行受控重現：光與顯示器測量 共用光譜輻射計技術與校正鏈；電子與半導體製造 提供電池所來自的製程；而 光催化產氫 則採用相同的 AM1.5 條件，以使效率具有可比較性。完整內容請參閱 紫外線應用 總覽。

額定等級標示對於太陽光模擬器在持續運作期間實際的穩定性與光譜均勻性能揭示的資訊有限。任何需要為電池、模組或新材料類別取得可靠效率數據的人，都無法避免在樣品平面上進行光譜解析特性分析，以及對所使用儀器進行可追溯的校正。針對太陽光模擬器與全域輻照度的光譜特性分析，可使用 SR900；在完整校正週期之間，若要持續監測固定波長範圍，可使用 RMD Pro；而針對封裝材料的受控紫外線曝露測試，則可使用透過 UV-MAT 進行劑量控制操作的 照射腔室。請與我們聯繫，討論貴公司的測試需求。