近些年來，尋找環(huán)境問題解決方案日益成為亟待解決的主要難題。鑒于化石燃料資源正在迅速耗竭及其對環(huán)境造成嚴重破壞，發(fā)展替代性能源產(chǎn)品已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。

太陽是清潔能源的一個豐富來源，可通過光伏系統(tǒng)，將太陽光轉(zhuǎn)化為直流電能從而為我們所用。近年來各國都在積極推動可再生能源應(yīng)用，因此，光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速。今年是“十四五”開局之年，在國家政策的支持下，在“碳達峰”、“碳中和”的目標(biāo)要求下，光伏行業(yè)將迎來更大的發(fā)展。

光伏轉(zhuǎn)換技術(shù)的發(fā)展和進步需要在化學(xué)、電子、機械和光學(xué)等方面對整個過程的各個階段進行表征，大量的研究工作仍然在進行中。紫外/可見/近紅外光譜儀在光學(xué)性質(zhì)研究中有著重要的應(yīng)用。

配有150mm積分球的LAMBDA 1050+紫外/可見/近紅外分光光度計

使用LAMBDA 1050+紫外/可見/近紅外分光光度和150mm積分球，可以測量樣品在200~2500nm范圍內(nèi)的透過率、反射率和吸光度。

積分球的內(nèi)表面使用Spectralon高分子材料制成，其反射率接近100%。150mm積分球的窗口面積占內(nèi)反射表面比值小于2.5%。窗口面積比例越低，測量結(jié)果的精密度越高。60mm積分球的窗口面積比大約為7%。

透射率和反射率

積分球測量：透射模式（上）和反射模式（下）

積分球內(nèi)部的檢測器（可見光區(qū)域使用光電倍增管，近紅外光區(qū)域使用PbS檢測器）被Spectralon材料制成的擋板所保護，避免直接反射光線進入檢測器，從而保證測試結(jié)果的準確度。在進行反射率測量時，可以打開鏡面反射側(cè)翼，將鏡面反射光線排除，從而只測量漫反射光線。在進行透射率測量時，將正對入射光束的窗口上的標(biāo)準蓋板取走，可以排除直接透射光線，從而只測量漫透射光線。

吸光度

中心樣品架附件；使用積分球測量吸收光譜

使用中心樣品架，將待測樣品放置在積分球的中心位置，可以直接測量樣品的吸光度。

光伏電池的測量

光伏電池是將光能轉(zhuǎn)換為電能的半導(dǎo)體器件，第一階段是吸收有效光譜范圍內(nèi)的光線。為了增加光電轉(zhuǎn)換效率，需要對硅片表面進行處理，以增加光伏電池的吸光度。

測量光伏電池的反射率、透過率和吸光度，可以評價其處理方式的效果。

未處理的硅晶片、經(jīng)過織構(gòu)化處理的硅晶片、覆蓋了抗反涂層的硅晶片以及光伏電池成品

處理前和處理后硅晶片的透過率（左）和反射率（右）

硅片的吸光度可通過如下公式獲得：

%吸光度=100%-%反射率-%透過率

可見，經(jīng)過處理的硅片吸光度更高，從而光能利用率更高。

光伏電池的有效反射率是包含了AM1.5太陽輻射光譜權(quán)重的積分反射率，可以表示為：

其中R(λ)是測量得到的百分比反射率，Sλ是太陽輻射光譜（以光子流表示）。

有效反射率可以在光伏電池生產(chǎn)過程的任意環(huán)節(jié)進行測量，所得數(shù)值可以用于不同樣品的相互比較。

光伏電池對不同角度光線的透射率和反射率非常重要，后續(xù)文章會介紹相應(yīng)分析方法，敬請期待。

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