太阳能模拟器是一种用灯光源来模拟太阳辐射的装置。本文通过对不同太阳模拟器的光源特性分析,设计并实现了一种双光源稳态太阳模拟器,并对两种特殊太阳模拟器进行了初步光学分析。最后,以脉冲太阳模拟器为基础,对太阳电池串联电阻测试进行了研究。本文主要内容可分为四部分:①不同光源对太阳能模拟器设计的影响,包括第二章;②用于光老练和热斑测试的双光源稳态太阳能模拟器,包括第三章;③两种特殊模拟器的初步光学设计,包括第四章;④太阳电池串联电阻及其提取算法的研究,包括第五章。在第一部分,我们首先阐述并总结了目前不同光源太阳模拟器的特点,对这些光源的放电特性、发光光谱、管壁和反射材料进行总结,重点研究了不同光源的发光光谱及其对太阳能模拟器设计的影响。在第二部分,根据薄膜电池老练和光伏电池热斑实验的要求,通过对两种光源的发光光谱研究,提出了一种长弧稳态氙灯与金卤灯相结合的大面积稳态太阳模拟器。它在1.2m×2m有效辐照面上,实现了:光强在600-1000W/m~2范围内可调,光谱匹配度达到C级,光均匀性达到B级(±5%),光不稳定性达到A级(±2%)的性能要求。在第三部分,研究了两种特殊的太阳模拟器。①HCPV(高倍聚光电池)组件用太阳模拟器:通过Tracepro仿真,研究了HCPV组件输出特性与太阳入射角的关系,得出HCPV模拟器在光线准直性方面的特殊要求;通过仿真,得出点光源相较于线光源更适于准直模拟器设计结论;通过仿真对比,得出椭圆聚光反射镜比球面反射镜有更高的能量利用率结论。②LED太阳模拟器:通过多峰高斯函数拟合,研究LED模拟器的光谱匹配;通过朗伯光源的辐照特性,研究了LED太阳模拟器的辐照均匀性。在第四部分,我们主要研究了:在当前商用高效电池串联电阻普遍小于10mOhm(毫欧)情况下,如何快速、准确的测量太阳电池的串联电阻。本文提出了一种改进的开路电压点斜率法(简称:斜率法)的串联电阻提取算法,利用Lambert W函数显化太阳电池的电流电压关系的方式,将它和其他三种方法下得到的串联电阻值进行了比较。通过实验的方式,我们验证了模拟分析的结果,给出了一定的理论解释,并指出了当前太阳模拟器测试结果偏大的原因。通过分析,我们得出结论:在这四种方法中,改进斜率法具有测试方便、结果可靠、不重复度小等特点。