在各种新能源中，太阳能是最充裕的，并且无任何污染。据统计，太阳一个小时内辐射到地球的能量比全球每年消耗的化石燃料产生的能量还要多；如果利用地球0.1%的地表面积来收集太阳能，假设收集效率是20%，产生的能量足以供给全球每年的能量需求(1.3×10¹⁴ kWh)。太阳能的利用方式主要有两种，一种是利用光伏效应，将太阳能的辐射能直接转变为电能，但是太阳能电池所用的硅在生产过程中造成严重的污染，且成本较高，另外一种是利用光热效应，将太阳光的辐射能转换为热能。根据利用温度的不同，太阳能可以分为低温太阳能(低于100℃)，中温太阳能（100-400℃）和高温太阳能(400-4000℃)。对于低温太阳能，通常采用水或者空气作为传热介质；对于中温太阳能，通常采用真空收集器或者聚光器来收集热量；而对于高温太阳能，则采取太阳炉(Solar Furnace)或者集中式太阳能电站(Concentrated Solar Power, CSP)，预计到2030年，太阳能电站可以供给全球总消耗电量的7%，而到了2050年，预计可以达到25%，因此高温太阳能的利用越来越引起广泛的关注。但是实际的高温太阳利用过程中，受天气、地形等影响很大，因此实验室建立起高辐照度聚集式太阳能模拟器，如图1所示。

图1 高辐照度聚集式太阳能模拟器

建设有高温太阳能模拟器实验平台，采用恒流恒压电源供给的直流电进行工作，其发光光源为各自独立的7个OSRAM 10kW 短弧氙灯，其最大功耗为70kW。

经过多轮调试和辐照度标定实验后，该系统具有如下特点:

（1）焦平面辐照度分布实验表明，该系统聚光部分具有极佳的对称性和稳定性，绝大部分辐照的聚光半径仅30mm~40mm，有很高的几何聚光比，其最大辐照度可达到4MW/m²以上;

（2）具有高温、高辐照度特性。系统总输入功率为70kW，焦平面光斑总能量约为20kW, 整体电/光转化效率接近30%。先期材料融化实验表明，焦点温度中心至少可达到2300K以上;

（3）具有优异的操作性，利用7条步进导轨可整体也可分别调节各灯离截光平面的距离，步进间隔为0.1mm，可微调所需辐照度的大小。氙灯输入功率可通过输入电流无缝平滑调节，其调节精度为0.1A。通过结合功率调节和机械调节可平滑获得所需辐照度分布;

（4）具有很好的安全性能。采用外置数控工作台和封闭式工作舱，利用红外摄像头多角度监视舱内氙灯工作情况，并多点自动监测温度、压力和封闭状况，若超出安全范围可自动报警并关闭系统。配备USP电源可保证异常断电情况下系统的冷却、监测和控制系统持续运转直至整个系统处于安全的状况下。

目前，利用该平台正在进行纳米流体强化太阳能吸收、太阳能纳米流体沸腾、太阳能相界面自组装、太阳能热化学等高端研究。