2024年4月5日发(作者:)
太阳光在其到达地球的平均距离处的自由空间中的辐射强度被
定义为太阳能常数,取值为1353W/m
2
。
大气对地球表面接收太阳光的影响程度被定义为大气质量(air
mass)。
大气质量为零的状态(AM 0),指得是在地球外空间接收太阳光
的情况,适用于人造卫星和宇宙飞船等应用场合。
大气质量为1的状态(AM 1),是指太阳光直接垂直照射到地球
表面的情况,其入射光功率为925W/m
2
。相当于晴朗夏日在海平面上
所承受的太阳光。这两者的区别在于大气对太阳光的衰减,主要包括
臭氧层对紫外线的吸收、水蒸气对红外线的吸收以及大气中尘埃和悬
浮物的散射等。
在太阳光入射角与地面成夹角θ时,大气质量为
AM=1/cosθ
当θ=48.2%时,大气质量为AM 1.5,是指典型晴天时太阳光照
射到一般地面的情况,其辐射总量为1kW/m
2
,常用于太阳能电池和
组件效率测试时的标准。
太阳光的波长不是单一的,其范围为10pm~10km,但97%以上
的太阳辐射能的波长位于0.29~3.0μm范围内,相对波长较短,属于
短波长辐射。如图1.2所示为太阳光辐射的波长分布图。
由图1.2可知由于大气中不同成分气体的作用,在AM1.5时,相
当一部分波长的太阳光已被散射和吸收。其中,臭氧层对紫外线的吸
收最为强烈;水蒸气对能量的吸收最大,约20%被大气层吸收的太阳
能是由于水蒸气的作用;而灰尘既能吸收也能反射太阳光。
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