地球表面太阳光波长以及分布.pdf

地球表面太阳光波长以及分布 太阳辐射通过大气，一部分到达地面，称为直接太阳辐射；另一部分为大气 的分子、大气中的微尘、水汽等吸收、散射和反射。太阳辐射经过整层大气时， 被散射的太阳辐射一部分返回宇宙空间，另一部分到达地面，到达地面的这部分 称为散射太阳辐射。太阳辐射通过大气后，其强度和光谱能量分布都发生变化。 到达地面的太阳辐射能量比大气上界小得多(全球平均45%) ，在太阳光谱上能量 分布在紫外光谱区几乎绝迹(0.29μm 以下的紫外线几乎全部被吸收),仅剩3%左 右，在可见光谱区减少到44 ％，而在红外光谱区增至53 ％。 详见附图。 另外地球大气上界的太阳辐射光谱：99 ％以上在波长 0.15～4.0 微米之间。大 约50 ％的太阳辐射能量在可见光谱（波长0.4～0.76 微米），7 ％在紫外光谱区 （波长0.4 微米），43 ％在红外光谱区（波长0.76 微米），最大能量在波长 0.475 微米处。 在地面上观测的太阳辐射的波段范围大约为0 ．295～2 ．5 微米。 减反射膜的厚度经过特殊设计，刚好为入射光的波长的四分之一。计算过程如下，对于折射 率为n1 薄膜材料，入射光波长为λ0，则使反射最小化的薄膜厚度为d1： d1=λ0/4n1尽管，通过上面的公式，选用相应厚度、折射率膜和相应波长的光， 能使反射的光减少到零，但是每一种厚度和折射率只能对应一种波长的光。在光伏应用中， 人们设计薄膜的厚度和反射率，以使波长为0.6μm的光的反射率达到最小。因为这个波长 的能量最接近太阳光谱能量的峰值。 如果减反射膜的折射率为膜两边的材料的折射率的几何平均数，反射将被进一步降低。 即 如果镀上多层减反射膜，能减少反射率的光谱范围将非常宽。但是，对于多数商业太阳能电 池来说，这样的成本通常太高。