Guida completa alla selezione della sorgente luminosa LED per i simulatori dello spettro solare

Guida completa alla selezione delle sorgenti luminose LED per i simulatori dello spettro solare

Principi fondamentali di selezione: non esiste una soluzione ottimale assoluta. La selezione deve corrispondere pienamente ai gradi dell'apparecchiatura (grado AAA/A/B), area di irradiazione, distanza di lavoro, architettura ottica,requisiti di copertura spettrale e di funzionamento a lungo termineDi seguito sono riportate le conclusioni di selezione mirate e le ripartizioni dettagliate per i requisiti fondamentali dei simulatori solari, tra cui il grado di abbinamento spettrale, l'uniformità dell'irradiazione,stabilità a lungo termine e utilizzo dell'energia leggera.

一,Selezione del packaging di base: Ceramica 3535 (Single crystal/Dual crystal) contro 5050 (Single crystal/Quad crystal)

I requisiti fondamentali obbligatori per le lampadine utilizzate nei simulatori solari comprendono una bassa resistenza termica, un'elevata densità di potenza, un'elevata coerenza di lunghezza d'onda e di flusso luminoso,e nessun spostamento spettrale durante il funzionamento a lungo termineL'imballaggio in ceramica è l'unica soluzione di base adatta (l'imballaggio in plastica PLCC non soddisfa i requisiti di resistenza ai raggi UV e di dissipazione del calore a lungo termine).I criteri di selezione per i due tipi di imballaggio sono i seguenti::
Confronto dei parametri di base

Specificità	Intervallo di potenza tipico	Resistenza termica tipica	Dimensione della superficie di emissione luminosa	Principali vantaggi	Principali limitazioni
3535 Monocristallo in ceramica	1-3W	3-8°C/W	0.8-1.2 mm	Piccola superficie luminosa, altissima precisione di distribuzione ottica della luce, nessun ghosting e eccellenti prestazioni di arrangiamento della matrice densa	Bassa potenza massima per unità, elevata densità di corrente allo stesso livello di potenza e maggiore fluttuazione della temperatura di giunzione.
3535 Bicristallo ceramico	3-6W	5-10°C/W	1.0-1,5 mm	Potenza raddoppiata in dimensioni compatte, densità di corrente inferiore allo stesso livello di potenza, temperatura di giunzione più stabile, ideale per progetti compatti	Il limite di dissipazione del calore è inferiore a quello di 5050, con conseguente riduzione dell'affidabilità durante il funzionamento a lungo termine.
5050 Monocristallo in ceramica	3-5W	2-5°C/W	1.2-1.8 mm	Grande area di dissipazione del calore, estremamente bassa resistenza termica, temperatura di giunzione stabile ed eccellente regolabilità ottica	La potenza massima di una singola perla è inferiore a quella della soluzione a quattro chip, quindi sono necessarie più lampadine per l'irradiazione su grandi superfici.
5050 Ceramica quadruplice	5-20W	3-6°C/W	2.0-2,5 mm	Massimizzare la densità di potenza alla stessa dimensione con una densità di corrente estremamente bassa per chip, con una minore attenuazione della luce, una durata di vita più lunga e un'eccellente uniformità della superficie luminosa.	Un leggero ghosting tende a verificarsi nei percorsi ottici con luce collimata ad angolo ultra piccolo, il che pone determinati requisiti alla progettazione ottica.

Conclusioni sulla scelta precisa

Soluzione preferita: Simulatore solare a stato stazionario di classe AAA (per test fotovoltaici IV e caratterizzazione dei materiali ad alta precisione,con una temperatura di 20 °C o più, ma non superiore a 30 °C,

Priorità: Ceramica 5050 Quad-Crystal

Motivi fondamentali: il vantaggio principale delle apparecchiature di grado AAA risiede nella loro stabilità spettrale a lungo termine.che mantiene la fluttuazione della temperatura di giunzione entro ±5°CQuesto impedisce efficacemente lo spostamento verso il rosso della lunghezza d'onda e l'attenuazione luminosa causata dall'aumento della temperatura di giunzione, garantendo una corrispondenza spettrale costante nel lungo periodo.Il disegno a quattro chip offre una potenza maggiore per unità di chip, che richiede meno perline per raggiungere l'irradiazione standard di 1000 W/m2.

Soluzione preferita: simulatori miniaturizzati, portatili e transitori, nonché dispositivi desktop per irradiazione su piccole superfici (≤ 100 cm2)

Si raccomanda la prima scelta di chip ceramici 3535 a doppia o singola chip.

Motivi fondamentali: il pacchetto 3535 presenta una dimensione più piccola e una maggiore densità di layout della matrice, che lo rende adatto per strutture di dispositivi compatti.Per scenari che richiedono un'irradiazione a breve distanza su una piccola area, le lampadine a cristallo singolo o a doppio cristallo con una superficie di emissione luminosa minuscola possono produrre macchie luminose con elevata uniformità senza sofisticati sistemi di omogeneizzazione della luce.La soluzione a doppio cristallo fornisce una potenza sufficiente in uno spazio compatto per soddisfare il requisito di irradiazione di 1 sole.

Regole supplementari di selezione per i monocristalli e i policristalli

monocristallo: raccomandato esclusivamente per percorsi ottici collimati con angolo di fascio ultra-stretto e immagini di campo lontano ad alta precisione.una curva di distribuzione della luce liscia senza fantasmi, e ottima regolabilità ottica.
Policristallo (dual-crystal/quad-crystal): ideale per oltre il 90% delle applicazioni di simulatore a stato stazionario.riduzione dell'attenuazione luminosa e durata di vita più lunga, che costituisce la scelta ottimale tra prestazioni e affidabilità.