太陽是清潔能源的一個豐富來源，可通過光伏系統，將太陽光轉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用，因此，光伏產業發展十分迅速。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”的目標要求下，光伏行業將迎來更大的發展。
 

　　光伏轉換技術的發展和進步需要在化學、電子、機械和光學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性質研究中有著重要的應用。
 

 

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范圍內的透過率、反射率和吸光度。
 

　　積分球的內表面使用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反射表面比值小于2.5%。窗口面積比例越低，測量結果的精密度越高。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)

　　積分球內部的檢測器(可見光區域使用光電倍增管，近紅外光區域使用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，從而保證測試結果的準確度。在進行反射率測量時，可以打開鏡面反射側翼，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換為電能的半導體器件，一階段是吸收有效光譜范圍內的光線。為了增加光電轉換效率，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、經過織構化處理的硅晶片、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過程的任意環節進行測量，所得數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，后續文章會介紹相應分析方法，敬請期待。
 

　　更多詳情，請掃描二維碼下載完整應用報告。