太阳光谱介绍.doc

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太阳光谱介绍 ( 描述分类 AM0,
太阳表面温度接近6000K因此其放射光谱几乎等同于该温度下的黑体辐射，并 且光谱照射是并无方向性的， 地球与太阳相距约一亿 5千万公里远， 而能到达地 球表面的光子， 几乎只有正向入射至地球表面的光谱所贡献， 到达地球大气圈表 面的光谱辐射能量定义为太阳常数 (solar constant) ，其数值大约 kW/m2 ，因 此大气圈外的太阳光谱定义为 AM0其中大气质量(air mass)用来估量因为大气 层吸收后，所导致影响太阳光谱表现与总体能量值， 而这些能量值亦是地球表面 应用的太阳电池组件所能运用的。 图二说明大气质量的计算方法， 大气质量数值 常是使用Air Mass=1/cos 9来计算的，其中9 =0所代表的是太阳光线从头顶 上方直射下来， 而由上述的计算市中可知， 地球表面用以衡量太阳光谱的大气质 量值是大于等于 1，目前被惯以使用的太阳光谱， 即是太阳光入射角偏离头顶度， 当太阳光照射到地球表面时， 由于大气层与地表景物的散射与折射的因素， 会多 增加百分之二十的太阳光入射量， 抵达地表上所使用的太阳电池表面， 其中这些 能量称之为扩散部份 (diffusion component) ，因此针对地表上的太阳光谱能量 有(global)与(direct)之分，其中即是有包含扩散部分的太阳光能量，而则没 有。图三所表示的即是大气圈外(AM0)与地表上太阳光能量光谱。
图二、大气质量的计算方法示意图
图三、大气圈外 (AM0) 与地表上太阳光能量光谱
太空用的太阳电池组件电性量测所使用的标准光谱是以 AM0而地面上应用的太 阳电池组件电性量测所使用的标准光谱， 依其应用性之不同， 可采用或是， 其中 光谱的总照度为m，而光谱的总照度为m,在量测计算应用上方便，常会将此二 值做归一化 (normalize) 至 1000 W/m2。
太阳光源仿真器
太阳电池组件的电性量测，是可分别于户外 (outdoor) 或是室内 (indoor) 来进行 的，而太阳电池组件会有容易受到温度、 照度影响与地利位置等因素的影响， 所 以在户外进行量测所得到的数据不易有再现性与可比较性， 虽不利于太阳电池的 研究开发之用，但对于已完成的太阳电池模块的实际发电效率监控却是有莫大的 帮助，基于前述理由， 目前主要的太阳电池组件量测工作， 大多数都于室内来进 行测试，组件电性量测过程所需的太阳光线，是利用太阳光仿真器 (solar simulator) 来提供近似太阳光谱的光源， 同时因为太阳电池组件的电力输出， 与 太阳光频谱有着密不可分的关系。 因此太阳光仿真器的优劣， 即会大大影响组件 的测试结果，因此有美国标准量测规范 ASTM E92、7 IEC 60904-9 与 JIS C8912 等标准来规范太阳光仿真器的等级区分，综合光源的照射强度均匀性 (No uniformity of total irradiance) 、照射不稳定性 (Temporal instability of
irradiance) 、光谱合致度 (spectral match) ，将太阳光