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相信你在不少文獻(xiàn)中都見到過“Xenon lamp source with AM 1.5 G filter”這樣的描述,即氙燈光源搭配AM 1.5 G濾光片進(jìn)行使用,,那你知道AM 1.5 G究竟是什么意思嗎,?如何獲取AM1.5G太陽光譜呢,?
圖1. Microsolar 300氙燈光源[1]和PLS-SXE 300D氙燈光源[2]搭配AM 1.5G濾光片使用案例
太陽光穿越太空,、地球大氣層到達(dá)地球表面的過程中,,輻照度會(huì)不斷減小。人們?yōu)榱肆炕栞椛涞乃p程度,,常采用“大氣質(zhì)量”(Air Mass,簡(jiǎn)寫成AM)來進(jìn)行標(biāo)記[3],。
設(shè)定太陽光入射光線與地面法線之間的夾角為θ,則AM與的關(guān)系可表示為:AM=1/cosθ,,如圖2所示,。
圖2. AM 0,、AM 1.5示意圖和AM 0、AM 1.5G光譜圖
當(dāng)θ=48.2°時(shí),,記作AM 1.5,,即典型晴天時(shí)太陽光照射到一般地面的情況,更接近人類生活的實(shí)際狀況,,其輻照度為1000 W/m2,,也可記作100 mW/cm2。
AM 1.5G是指地球表面的標(biāo)準(zhǔn)光譜,,其中G是Global的縮寫,,為了便于對(duì)在不同時(shí)間和地點(diǎn)測(cè)量的太陽能轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行比較,將AM 1.5G定義為太陽能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試的參考光譜[4],,并規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的AM 1.5G輻照度為100 mW/cm2,。
在光化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,為了獲取AM 1.5G標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜,,常用氙燈光源搭配AM 1.5G濾光片作為太陽光的模擬光源,。
氙燈光源是利用高壓或超高壓氙氣的放電而發(fā)光的光源,其發(fā)出的光為連續(xù)光譜,,從200~2000 nm都有能量分布,,且氙燈的能量分布特性與太陽光譜的能量分布特性極為相似。
但氙燈光源在紅外區(qū)與太陽光譜存在較大偏差,,所以為了獲得AM 1.5G標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜,,氙燈光源需配合太陽光譜校正型濾光片使用,太陽光譜校正型濾光片由AM 1.5G濾光片與全反射濾光片組成,。
圖3. 氙燈光源光路示意圖(左),、Microsolar 300氙燈光源配合AM 1.5G濾光片光譜圖和AM 1.5G標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜(右)
反射片,也叫全反射片,,即可將氙燈發(fā)射出的光作為入射光,,全部反射出去,工作波段在200~1200 nm,,光學(xué)特性:R>80%@200-300nm,,R>85%@300-650nm,R>90%@950-1200nm,,R>75%@譜段*低點(diǎn)800nm(±25nm),。AM 1.5G濾光片與全反片組合用于反射氙燈光源形成AM 1.5G光譜。
以上部分是筆者根據(jù)參考文獻(xiàn)進(jìn)行翻譯和匯總,,筆者水平有限,,如有錯(cuò)誤,請(qǐng)大家指正,!
[1] Li Yinyin, Wu Qiannan, Xie Tengfeng*, et. al. Interface engineering Z-scheme Ti-Fe2O3/In2O3 photoanode for highly efficient photoelectrochemical water splitting[J], Applied Catalysis B: Environmental, 2021, 290, 120058.
[2] Ning Xingming, Du Peiyao*, Lu Xiaoquan*, et. al. Plasmon-enhanced charge separation and surface reactions based on ag-loaded transition-metal hydroxide for photoelectrochemical water oxidation[J], Advanced. Energy Materials. 2021, 2100405.
[3] 李燦 太陽能轉(zhuǎn)化科學(xué)與技術(shù)[M]. 北京,,北京科學(xué)出版社,,2020: 148.
[4] ASTM G173 - 03(2012) Standard Tables for Reference Solar Spectral Irradiances: Direct Normal and Hemispherical on 37° Tilted Surface.
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