光谱选择性涂层的传热分析

对光谱选择性涂层与太阳、大气、环境的传热进行了分析，并对灰色光谱选择性涂层作了传热计算，表明光谱选择性涂层具有明显的降温效果，得出了理想光谱选择性涂料应具有的反射光谱曲线。     

太阳能集热-辐射制冷复合表面及其试制与性能分析

提出一种可以兼顾太阳能集热和辐射制冷的光谱选择性复合表面,其在太阳辐射波段(0.2~3.0μm)和辐射制冷"大气窗口"波段(8.0~13.0μm)具有高吸收(发射)率,而在除此之外的其余波段(3.0~8.0μm、13.0~25.0μm)具有低吸收(发射)率。笔者初步实现该复合表面的制备,对样品进行光谱测试表明其在太阳辐射波段和"大气窗口"波段的平均吸收(发射)率分别为0.92和0.80,其余波段平均吸收(发射)率为0.55,具有一定的光谱选择性。通过实例计算,对该复合表面与单独太阳能集热表面、单独辐射制冷表面和理想复合表面之间在太阳能集热效率、辐射制冷平衡温度和辐射制冷功率等关键性能参数进行对比分析。     

用Lowtran 7进行分光辐射的计算研究(Ⅱ)——UVB测量仪的校准方法及影响UVB的环境因子

太阳的紫外光辐射能量随波长变化极大，与室内紫外标准灯的光谱存在着相当大的差异，如何将室内紫外标准光源标定出的工波段紫外辐射表灵敏度校正到太阳到紫外辐射的灵敏度，是观测和标定工作中必须解决的问题。该文提出了通过太阳紫外光谱测量与模式计算相结合的方法，并利用Lowtran7模式软件所能提供的计算参数，分别计算了3个紫外波段（UV－A，UV－B和UV－C）的辐照度，研究了不同太阳高度角，不同气溶胶，不同海拔高度以及大气中不同水汽和气溶胶含量对3个紫外波辐照度的影响；并以Eppley实验室制造的TUVR宽带紫外辐射表测量的紫外辐照度为例，证明了此类辐射表的测量值，并非就是紫外辐射的总量，而是其中的一部分，其所占比例随大气条件变化而改变。此外通过，证实了在紫外辐射中以散射辐射为主的情况。     

基于AM0太阳模拟器3波段光谱独立可调的设计

为满足空间三结砷化镓太阳电池的测试要求，设计并研制出一种AM0太阳模拟器，采用氙灯和卤素灯混合光源，提供了满足AM0光谱标准的光谱范围，并且可同时独立调整3个波段(350～760 nm、760～950nm、950～1800nm)的相对能量，便于提高三结太阳电池的电性能测试准确度。光谱测试结果表明：本文设计AM0太阳模拟器满足A级光谱匹配标准要求，且3个波段互相独立，可以满足三结砷化镓太阳电池对不同波段的修正校准要求。     

硅基薄膜太阳电池(十二)

为尽可能向太阳光谱红外波段拓展,设计了三结叠层电池结构、材料及能带梯度递变的新型电池.新型电池拟采用1.8eV的非晶硅a-Si:H顶电池、1.1eV的微晶硅μc-Si:H中间电池以及0.8 ～ 0.9eV的μc-SiGe:H底电池三结叠成,对光吸收分配更为合理.由其QE计算曲线可见,该结构电池的光谱响应与太阳光谱匹配良好,可吸收绝大部分的太阳光.     

薄膜太阳电池系列讲座(20) 硅基薄膜太阳电池(十二)

为尽可能向太阳光谱红外波段拓展,设计了三结叠层电池结构、材料及能带梯度递变的新型电池,如图56所示[49]。新型电池拟采用1.8eV的非晶硅a-Si:H顶电池、1.1eV的微晶硅μc-Si:H中间电池以及0.8～0.9eV的μc-SiGe:H底电池三结叠成,对光吸收分配更为合理。由其QE计算曲线(图56c)可见,该结构电池的光谱响应与太阳光谱匹配良好,可吸收绝大部分的太阳光。当设定了带隙范围的材料后,为达到高效率,     

影响地面太阳辐射及其谱分布的因子分析

针对目前全球变暗(明)的热点问题,利用一个高光谱分辨率的辐射传输模式,计算了全球42种大气下到达地面的太阳辐射通量及其在近红外、可见和紫外各光谱区间的比例,详细分析了大气内部因子(水汽和臭氧、云和气溶胶等)以及外部因子(太阳天顶角和地表反照率)对它们的影响.结果表明:中低云对地面太阳辐射通量及其谱分布有很大影响,高云的影响很小.水汽和臭氧的敏感性试验表明,水汽对地面近红外辐射的影响较大,而臭氧对可见和紫外辐射的影响较大.气溶胶对地面太阳辐射的影响仅次于大气的吸收作用,是不容忽视的.此外,太阳天顶角和地表反照率都会对地面太阳辐射通量及其谱分布产生重要影响.     

基于AOD估计的晴空太阳辐射强度滚动预测

针对工程实际中大气气溶胶光学厚度(AOD)参数难以实时获取的问题,首先基于地面空气质量监测站点的PM浓度数据以及气温、空气相对湿度等气象数据,采用BP神经网络方法建立AOD估计模型;然后选取AOD与可降水量为主要变化参数,对多波段大气辐射传输计算模型REST2进行简化;最后基于实时发布的PM浓度信息以及精细天气预报信息,利用简化的REST2模型对晴空太阳辐射强度进行滚动预测。实验结果表明,所提出的晴空太阳辐射强度滚动预测方法具有较高精度,且易于工程实现。     

太阳辐射的计算机模型

本文提出了以太阳总辐射作为大气衰减因子的综合指标，建立各辐射波段与总辐射的函数，关系，从而设计出云层条件下太阳辐射的计算机模型。     

气象探空仪试验用太阳模拟器光学系统设计

提出一种气象探空仪试验用太阳模拟器光学系统的设计方法:以往的太阳模拟器主要用于航天器空间环境模拟试验,对光谱分布和辐照均匀性要求相对较低.该文研制的用于太阳辐射测量仪器性能检测的太阳模拟器,要求其光谱分布在0.4～1.1μm波段范围内与A级AM1.5太阳光谱相匹配;辐照均匀性为±1％;辐照稳定性为士1％/h;属高精度小型太阳模拟器.采用一种同轴透射式准直光学系统的设计方案,并对整个光学系统进行优化设计,经理论计算与实际测量,光谱基本在AM1.5附近,辐照均匀性也小于±1％,结果满足设计要求.     

用Lowtran 7进行分光辐射的计算研究(Ⅰ)--不同波段分光总日射比例份额的计算研究

利用Lowtran 7所能提供的计算参数,分别计算了小于400nm(紫外辐射)、400～700nm (光合有效辐射)和大于700nm(红外辐射)3个波段的总日射占全波段总日射的比例,并研究了不同太阳高度角、不同气溶胶、不同海拔高度以及大气中不同水汽和气溶胶含量对上述比例的影响.以前实测中发现的光合有效辐射所占比例有随地理纬度减少而略有增长的趋势得到了合理的论证;而理论模式的计算结果与我们的实测季节过完全一致,则证明所用方法是合理和可行的.     

基于LED光源的太阳模拟器光谱合成设计

介绍一种基于LED光源的太阳模拟器光谱合成设计,该设计由光源控制系统和多种不同颜色的LED混光系统组成。其中光源控制电路能精确控制每种波段LED发光强度,而混光系统能将不同颜色LED发出的光进行充分混合,使之匹配于AM 1.5G标准太阳光谱的分布。通过光谱仪检测验证该系统光谱失配度小于1%。     

用Lowtran7进行分光辐射的计算研究（Ⅰ）—不同波段分光总日射比较份额的计算研究

利用Lowtran7所能提供的计算参数，分别计算了小于400nm(紫外辐射），400－700nm(光合有效辐射）和大于700nm（红外辐射）3个波段的总日射占全波段总日射的比例，并研究了不同太阳高度角、不同气溶胶、不同海拔高度以及大气中不同水汽和气溶胶含量对上述比例的影响。以前实测中发现的光合有效辐射所占比例有随地理纬度减少而略有增长的趋势得到了合理的论证；而理论模式的计算结果与我们的实测季节过完全一致，则证明所用方法是合理和可行的。     

Cr-N-O型选择性吸收涂层制备及热稳定性研究

采用反应磁控溅射方法制备SiO_x/Cr-N-O/Al选择性吸收涂层,该涂层太阳吸收比为95.9%、发射比3.8%、吸收发射比25.2。结合光学显微镜微观形貌分析、X射线衍射结构分析(XRD)、X射线光电子能谱成分分析(XPS)探讨涂层在250和400℃大气环境下热稳定性机理:250℃大气热处理后,涂层保持较高光谱选择性,表面形貌与物相结构未出现明显变化,SiO_x层氧化程度增大导致太阳吸收比升高,金属Cr和金属Al相互扩散导致发射比升高;400℃大气热处理后,涂层光谱选择性降低,表面出现微米级孔洞,XRD及XPS结果表明Cr-N-O吸收层被氧化,导致太阳吸收比降低,金属Cr和金属Al相互扩散导致发射比明显升高。     

晴空条件下光照度和辐射照度的关系

利用国际上知名软件ＬＯＷＴＲＡＮ７,分别计算晴空时总日射和散射条件下辐照度与光照度之间的定量关系,得到不同大气能见度和太阳高度对其影响规律。同时发现,光合有效辐射波段的总日射辐照度和散射辐照度与光照度的关系是线性的,而全波段的总日射辐照度和散射辐照度与光照度的关系是非线的。计算结果与Ｂｒｏｗｎ的测量结果相当接近,证明了计算的可靠性。     

正午大气透明度和晴天太阳直接辐射分析研究

使用全国17个一级辐射观测站的观测资料,计算各直射站1993~2013年每日正午太阳高度角及正午大气透明度。分析我国大气透明度的空间和时间分布状况,并在此基础上计算晴天太阳直接辐射,与水平面和垂直面太阳直接辐射观测值及大气透明度进行对比分析,了解不同大气透明度下晴天太阳直接辐射的衰减状况。     

透明隔热涂料的研究及应用进展

透明隔热涂料具有很高的红外波段隔热效果及良好的可见光波段透过率,用于建筑玻璃和汽车玻璃等透明隔热成为节能降耗的有效途径.本文介绍了ATO、ITO、FTO等纳米颗粒对太阳光谱的选择性及其透明隔热机理,概述了透明隔热涂料的国内外研究及应用进展,重点评述了基于热致相变材料的新型智能温控透明隔热涂料,并指出了目前透明隔热涂料在分散、抗老化、施工均匀性等方面存在及需要解决的问题,提出了透明隔热涂料智能化的发展方向.     

藏北高原太阳总辐射和地表反射率的分光特征

太阳辐射的分光特征具有重要意义。利用１９９３年８月－１９９４年７月在五道梁观测得到的一周年晴天的太阳分光辐射观测资料，分析研究了太阳分光辐射各波段的能量分配、分光辐射反射率以及它们的日变化和季节变化特征。结果表明，五道梁的太阳分光辐射具有明显的高地区特征。     

西藏拉萨地表太阳光谱观测

2017年在拉萨,通过使用RAMSES-ACC-UV/VIS光谱仪进行了波长在280~950 nm太阳光谱的实地观测,初步研究了拉萨地表紫外及可见光谱强度、光谱曲线特征及光谱随时间的变化等,同时对比了拉萨1~7月的当地晴天日中太阳光谱及拉萨不同天气状态下的光谱特征。观测结果显示:1)紫外辐射强度最大值及可见光辐射强度最大值均出现在7月21日,分别为1.28 W·(m~2·nm)~(-1)和2.05 W·(m~2·nm)~(-1);2)不同时期的光谱曲线平滑程度不同,是由于大气中存在的H_2O、O_3、O_2等气体的含量不同,夏季拉萨大气中H_2O、O_2含量比冬季多,故拉萨夏季光谱曲线平滑程度比冬季的低;3)在云层遮挡的情况下,波长为476.6 nm时观测到的辐射强度是晴朗天气下的19.6%。     

基于最新数据的林克浑浊因子TL的计算

利用最新的太阳光谱辐射资料和其它最新科研成果，给出了林克浑浊因子ＴＬ的查算表和计算公式。对比以前几个著名的查算表和经验公式，证实以往多数计算中不考虑Ｏ３、Ｎ２等气体对太阳辐射的影响，使求得的结果系统偏大。如果考虑不够仔细、波段划分过粗等，均可使求得的结果系统偏高。