光电薄膜的制备及其光电性质的研究(10)
第三章 光电薄膜的光学特性研究
3.1有机太阳能电池性能测试所需光源
在光谱学及光测量学范围内，人们一般用辐射通量来表示光强，用单位时间里通过单位面积的能量来表征，它的单位是 。另外，由于人的眼睛只对可见光有视觉，所以也有用光能与人的视觉灵敏度结合起来表示光强的，也即用在单位时间里入射的可见光的量对人的视觉所产生的亮度来表示，可见光的量叫光通量，单位用 （流明）表示。在受光照的面上，单位面积的光通量叫照度，单位用 （勒克斯）表示。因此，在太阳能电池的应用中，光强一般用 表示，在电子产品中，有时也用 （勒克斯）表示。
太阳能电池的使用最终要在太阳光下进行。但是在实验室条件下，通常用太阳光模拟光源代替，这种模拟光源通常由氛灯一或者卤钨灯加上相应光学滤光片组合而成，光学滤光片的作用是使氨灯的辐射光谱经过衰减后与太阳光谱更吻合。
3.1.1太阳光源
地球大气上界的太阳辐射光谱的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区（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。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。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，在太阳光谱上能量分布在紫外光谱区几乎绝迹，在可见光谱区减少至40%，而在红外光谱区增至60%。
大气对太阳辐射的削弱作用包括大气对太阳辐射的吸收、散射和反射。太阳辐射经过整层大气时，0.29um以下的紫外线几乎全部被吸收，在可见光区大气吸收很少。在红外区有很强的吸收带。大气中吸收太阳辐射的物质主要有氧、臭氧、水汽和液态水，其次有二氧化碳、甲烷、一氧化二氮和尘埃等。云层能强烈吸收和散射太阳辐射，同时还强烈吸收地面反射的太阳辐射。云的平均反射率为0.50-0.55。经过大气削弱之后到达地面的太阳直接辐射和散射辐射之和称为太阳总辐射。就全球平均而言，太阳总辐射只占到达大气上界太阳辐射的45%。
太阳光作为光源有以下特点:
（1）与室内光相比能量密度大：在地球表面上每一平方米最大约有1kW的光能，这相当于通常荧光灯的光强的一百多倍。
（2）能量的频谱分布很宽：正如前面所介绍的，太阳光谱具有紫外光--可见光--红外光这样分布很宽的光谱。
（3）光照特性随时间和季节的变化大：太阳光强度不仅在地球的各个地方不一样，而且就是在同一个地方，随时间和四季的不同也有很大的差别。
通常把大气层影响太阳光在地球表面的衰减程度用大气质量（Air Mass，AM）来表示，用太阳在天顶时穿过大气层到达海平面的最短路径长度的倍数来表示。
：表示太阳光通过的大气量为零，即为大气层以外的太阳光。其值就是太阳常数为 。宇宙用的太阳能电池的特性，通常是对 的太阳光而言的。
：表示太阳在正上方、恰好是赤道上海拔为零米处正南中午时的垂直日射光。晴朗时的光强约为 ，该值有时被称为一个太阳。
：指太阳入射角为48度时的太阳光，光强是 。
：指太阳入射角为60度时的太阳光，光强是 。
地球上其它任何地方的大气质量的值可按公式计算：
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