太陽光スペクトルシミュレータ用の LED 光源選択に関する包括的なガイド

太陽光スペクトルシミュレータ用の LED 光源選択の完全ガイド

コア選択原則: 絶対的な最適なソリューションはありません。選択は、装置グレード (AAA/A/B グレード)、照射エリア、作動距離、光学アーキテクチャ、スペクトル範囲、および長期動作要件に完全に一致する必要があります。以下は、スペクトル整合度、照射均一性、長期安定性、光エネルギー利用率など、ソーラーシミュレーターの中核的要件の対象となる選択の結論と詳細な内訳です。

一、コアパッケージングの選択: セラミック 3535 (単結晶/デュアルクリスタル) vs 5050 (単結晶/クワッドクリスタル)

ソーラーシミュレータで使用されるランプビーズの主要な必須要件には、低い熱抵抗、高い出力密度、波長と光束の高い一貫性、および長期動作中のスペクトルシフトがないことが含まれます。セラミックパッケージングが唯一の適切な基本的な解決策です (PLCC プラスチックパッケージングは、耐紫外線性と長期放熱の要件を満たしていません)。 2 つのパッケージタイプの選択基準は次のとおりです。
コアパラメータの比較

仕様	一般的な電力範囲	代表的な熱抵抗	発光面サイズ	主な利点	コアの制限
3535セラミック単結晶	1-3W	3～8℃/W	0.8～1.2mm	発光面が小さく、配光精度が極めて高く、ゴーストがなく、高密度配列性能に優れています。	ユニットあたりの最大電力が低く、同じ電力レベルでの電流密度が高く、ジャンクション温度の変動が大きい。
3535 セラミックバイクリスタル	3-6W	5～10℃/W	1.0～1.5mm	コンパクトなサイズで 2 倍の電力、同じ電力レベルでのより低い電流密度、より安定したジャンクション温度、コンパクトな設計に最適	放熱限界は 5050 よりも低いため、長期動作時の信頼性が低下します。
5050セラミック単結晶	3-5W	2～5℃/W	1.2～1.8mm	広い放熱面積、極めて低い熱抵抗、安定した接合温度、優れた光制御性	単一ビーズの最大出力は 4 チップソリューションよりも低いため、大面積を照射するにはより多くのランプビーズが必要になります。
5050 セラミッククアッドチップ	5-20W	3～6℃/W	2.0～2.5mm	チップあたりの非常に低い電流密度により、同じサイズで電力密度を最大化し、光減衰が少なく、耐用年数が長く、発光面の優れた均一性が特徴です。	超小角コリメート光の光路では若干のゴーストが発生する傾向があり、光学設計に一定の要件が課せられます。

正確な選択に関する結論

推奨ソリューション: クラス AAA 定常状態ソーラーシミュレーター (太陽光発電 IV テストおよび高精度材料特性評価用、IEC 60904-9 および ASTM E927 のすべてのクラス A 要件に完全準拠)

優先: セラミック 5050 クアッドクリスタル

主な理由: AAA グレードの機器の主な利点は、長期的なスペクトル安定性にあります。 5050 パッケージは、より大きな放熱面積とより低い熱抵抗を特徴としており、ジャンクション温度の変動を ±5°C 以内に抑えます。これにより、ジャンクション温度の上昇によって引き起こされる波長の赤方偏移と光の減衰が効果的に防止され、長期にわたって一貫したスペクトルのマッチングが保証されます。 4 チップ設計により、単位チップあたりの出力が向上し、標準放射照度 1000W/㎡を達成するために必要なビーズの数が少なくなります。また、アレイの光学設計が簡素化され、光の均一性の調整が容易になります。

推奨されるソリューション: 小型、ポータブル、過渡シミュレータ、および小領域照射用のデスクトップデバイス (≤100cm²)

セラミック 3535 デュアルチップまたはシングルチップチップを最初の選択肢として推奨します。

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主な理由: 3535 パッケージは、サイズが小さく、アレイレイアウト密度が高いという特徴があるため、コンパクトなデバイス構造に適しています。狭い領域にわたる短距離照射が必要なシナリオでは、小さな発光面を備えた単結晶または二結晶ランプビーズを使用すると、高度な光均一化システムを使用せずに均一性の高い光スポットを生成できます。デュアルクリスタルソリューションは、コンパクトなスペース内で 1 太陽の放射照度要件を満たすのに十分な電力を供給します。

単結晶と多結晶の選択に関する補足ルール

単結晶: 超狭いビーム角と高精度の遠視野イメージングを備えたコリメートされた光路にのみ推奨されます。小さな発光面、ゴーストのない滑らかな配光曲線、優れた光学制御性を備えています。
多結晶 (二重結晶/四重結晶): 定常状態シミュレータアプリケーションの 90% 以上に最適です。同じ電力レベルでも、電流密度が低く、接合温度がより安定し、光減衰が減少し、耐用年数が長くなるため、性能と信頼性のバランスをとる最適な選択肢として機能します。

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