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建与工业
积分球测量超白压花玻璃透射比的误差分析及解决方法
The transmittance error analysis and solving methods of integrating-sphere measuring photovoltaic glass
张浩运隋超英吴洁左辉霞(中国建材检验认证集团股份有限公司,北京100024)
摘要:本文简要分析了使用黹有积分球的分光光度计测量超白压花玻璃透射比时产生误差的原因,并提出相应的解
决方法,希望为准确測量超白压花玻璃的透射比提供一些参考
关键词:超白压花玻璃;积分球;透射比;误差
Abstract: This paper briefly analyses the cause of measurement error of transmittance of Photovoltaic glass by using
integrating sphere and proposes the corresponding solution
Key words: photovoltaic glass; integrating-sphere; transmittance; inaccuracy
中图分类号:TQ171.723TB302.1文献标识码:B文章标号:1003-8965(2012)04-0031-03
1引言
中响应峰值在800nm到9onm之间。因此,
测量超白压花玻璃400nm到1100nm波长范围
近年来太阳能光伏产业迅猛发展,用于晶硅的光线透射比的准确度尤为重要
光伏组件的一个重要组成部分一一超白压花玻璃
通过大量试验发现,当运用积分球法直接测
在整个产业中起着积极作用。所谓超白压花玻璃量超白压花玻璃透射比时,有时会出现测量值高
即是铁含量低且表面压有特定花型的玻璃,这种于实际值的情况。根据积分球测量原理分析,基
设计能够有效提高玻璃的透射比,而透射比越高,
本能够确定测量值高于实际值是由积分球的反射
电池组件的转换效率越高。因此,超白压花玻璃白板受到污染造成的。
透射比的检测至关重要。
目前,测量超白压花玻璃太阳光直接透射比
2积分球量原理及误差原因分析
有两种方法,一种是采用标准JCT2001-2009《太
阳电池用玻璃〉,其中方法要求先对超白压花
积分球检测原理如图1所示
玻璃表面进行抛光使其成为光滑表面,然后使用
分光光度计进行检测,另外一种方法是依据GB/
入射光
积分球内表面
T2680-1994、ISO9050-2003、EN410-1998等
标准,使用带有积分球的分光光度计直接对超白
压花玻璃进行检测(简称积分球检测)。
太阳光直接透射比 Solar direct transmittance
缩写为Ts?,波长范围从300nm至2500nm,它
收器
表示直接透过玻璃的太阳辐射照度与投射到玻璃上
图1积分球检测示意图
的太阳辐射照度的比值2。它包括了紫外、可见
和近红外光线的透射程度,但不包括玻璃吸收直接
由图1我们可以看出,积分球是一个内壁涂
入射的太阳光能量后向外界的二次传递的能量部有高反射比物质的空心球体,沿球体直径有两个
分
凤ロ,一个为光线的入射口,一个为光线的反射口。
对于太阳能电池而言,在太阳光中400nm到在积分球底部有一接收器以接收测试过程中的光
100nm为太阳能电池光谱响应的波长范围,其信号。当进行样品透射比检测时,样品要放置于
方方数据
質与工业瑶
入射口,而积分球的反射ロ需要用一块涂有与内
以认为(图2-a
壁材料相同的反射白板遮挡住,然后进行检测。
一般在测量超白压花玻璃透射比的过程中,
当测试超白压花玻璃样品时,由于超白压花
首先要对分光光度计进行基线校准如图2-a,此玻璃的粗糙表面导致入射光被超白压花玻璃样品
时光线通过入射口直接进入积分球。基线校准完散射成n束光线进入积分球,其中只有部分光线
成后将超白压花玻璃放置于入射口前进行测量如直接照射到反射白板上,经反射白板散射到积分
图2-b,此时光线通过超白压花玻璃散射进入积球内后进入接收器,而大部分光线则直接照射到
分球
积分球内壁,通过积分球内壁散射最终进入接收
器。而此时接收器接收到的光强度为各束光线强
度与反射白板的反射比B或积分球内壁的反射比
A的多次乘积,亦可近似为(图2-b)
反射白
I'=[1?A?A+l2'A?A+…+
根据透射比定义及公式①、②可知超白压花
玻璃样品的透射比为
T=I'/
即
T=[I1?A?A+-2?A?A+…+Im"B?A+l
A·A/Io?B?A
当A=B时,上式可推导为
T=I1+I2+…+Im+Inl/a,此时说明超白
压花玻璃的测量值等于真实值
当A≠B时,上式推导为
图2样品测试示意图
T'=-[I1+2+…+In+Il+[I1A?(A-B
A?(A-B)
B?A+InA?(A-B)
通过图2-a和图2-b的对比我们不难发现,JI6?
当进行基线校准时,一束平行光线通过入射口照
通过对式③和式④的比较可以发现此时超白
射到积分球的反射白板上,然后由反射白板将光压花玻璃的透射比除了真实值外还增加了一个代
线反射到整个积分球,经过积分球内壁多次反射数式1?A?(A-B)+I2?A?(A-B)+
后进入接收器。而当测试超白压花玻璃时,一束+1m?B?A+InA?(A-B)M/I。?B?A,当A
平行光首先通过超白压花玻璃不光滑表面折射后>B时,此式结果为正值:当A进入积分球,然后由积分球内壁和反射白板将光果为负值。显然反射白板的反射率的变化能够影
线多次反射后进入接收器。
响最终的测量结果。
假定白板反射比为B,积分球内表面反射比
在仪器的使用过程中,由于反射白板的可移
为A,入射光强度为o,当进行基线校准时,光动性,反射白板的表面会有所磨损与污染,而导
线经积分球进入到接收器,因此接收器最终接收致反射白板的反射比B小于积分球内壁的反射比
到的入射光强度I为入射光强度Io与反射白板的A,因此测量所得的T'往往会比T大。
反射比B及积分球内壁的反射比A的多次乘积。
由于积分球内壁涂层材料的高反射性,因此可近
万方数