ABA-51563-TR1

   太阳能电池的作用是将太阳能转化为电能。因此,研究太阳能电池,首先需要了解太阳辐射,尤其要清楚太阳的辐射光谱,以便有针对性地选择用来吸收太阳能的活性材料。作为清洁可再生能源之一,太阳是一个由炽热气体组成的球体,其巨大的热能是由发生在球冫b的H→He核聚变所产生,其中心的温度估计可高达两千万摄氏度。但是,发自太阳深层的强大辐射基本上已被太阳近表面的负氢离子层吸收,太阳表面的温度大约只有OOK。因此,太阳光谱基本上与温度为ωOOK的黑体辐射谱相似。

    图4.6⑴显示了太阳光谱AM0、AM1.0和AM1.5的定义,图4双b)为

ωOOK黑体的辐射谱、大气层外(AM0)和大气层内(AM1.5)的太阳光谱。AM0代表垂直于地表大气层外太阳辐射的情形,AM1,0是垂直于地表大气层内太阳辐射的情形,而AM1.5是太阳人射与地表垂直方向成鲳,2°时的太阳辐射光谱。图4“b)中的6OO0K曲线是按照普朗克黑体辐射定律预言的6OO0K黑体辐射谱,而AM0和AM1.5两条线分别为在大气层外和地面上测得的 太阳光谱。在大气层外,地球至太阳的平均间距处,垂直于阳光人射方向上,单位面积物体表面所承受的辐照功率基本上是个常数,通常称之为太阳常数,或称之为AM0辐照,目前普遍认可的数值为1.3s3kW/mz。AM0辐射与黑体

辐射谱在长波范围几乎没有差别,但是在短波范围有明显的差别。这一差别主要是由太阳大气层的选择吸收造成的。太阳辐射穿越地球大气层后,进一步损失大约30%的能量,主要源于大气分子的散射、大气中悬浮物及尘埃微粒的散射、以及大气分子(氧、臭氧、水蒸气和Co2等)的吸收等因素。太阳能研究中,普遍使用的地面阳光光谱是AM1,5,其总功率密度容量为832W/m2。从AM1,5太阳辐射谱来看,虽然光谱一直延伸到红外区以外,但是大约⒛%的太阳光都在可见光和红外区(30O-%0nm),其光谱的最佳波长范围在ω0~900nm。