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关于光伏材料表面对光的吸收率的思考

已有 4871 次阅读 2010-4-3 20:05 |个人分类:思考|系统分类:科研笔记| 表面, 光伏材料, 吸收率

光伏材料表面与光的相互作用,可以简单的分为:1.对光的吸收;2.对光的反射,吸收率也可以这样简单的定义成:吸收率=吸收的光/照射到光伏材料表面的光。

在吸收的光中有能产生光伏作用的有效光和产生其它(比如热效应)的无效光,这些这里不再做深究,主要讨论吸收率的问题。

首先,开门见山,我想利用热辐射问题中提到的黑体的特性来对材料表面进行改善。

所谓黑体是指入射的电磁波全部被吸收,既没有反射,也没有透射( 当然黑体仍然要向外辐射)。(详见附)那么我们是不是可以利用黑体的这一性质,来捕捉光呢?从而大大提高了材料表面对光的吸收。

实际生产可能要考虑的还有很多,,在这里只作理论上的讨论,请大家指正!

另外,黑体效应也可以用到太阳能热水器上!

(2010年4月21日续:

最近又进一步思考了黑体的一些其它的应用,觉得还可以用在吸波材料上!)

吉宗威

附:

黑体的模型

黑体的吸收率α=1,这意味着黑体能够全部吸收各种波长的辐射能。尽管在自然界并不存在黑体,但用人工的方法可以制造出十分接近于黑体的模型。黑体模型的原理如下:取工程材料(它的吸收率必然小于黑体的吸收率)制造一个球壳形的空腔,使空腔壁面保持均匀的温度,并在空腔上开一个小孔。射入小孔的辐射在空腔内要经过多次的吸收和反射,而每经历一次吸收,辐射能就按照内壁吸收率的大小被减弱一次,最终能离开小孔的能量是微乎其微的,可以认为所投入的辐射完全在空腔内部被吸收。所以,就辐射特性而言,小孔具有黑体表面一样的性质。值得指出的是,小孔面积占空腔内壁总面积的比值越小,小孔就越接近黑体。若这个比值小于0.6%,当内壁吸收率为60%时,计算表明,小孔的吸收率可达99.6%。应用这种原理建立的黑体模型,在黑体辐射的实验研究以及为实际物体提供辐射的比较标准等方面都十分有用。



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