太陽能電池效率對於入射光的功率和光譜變化都很敏感。為了便於對不同地點和時間測量的太陽能電池進行比較，人們需要對光伏測試中的光照條件採用統一標準。地球大氣層外部的標準太陽光譜被稱為AM0，通常用於測試太陽電池在太空中的預期性能。地球表面的標準太陽光譜分為兩類：AM1.5D（直接輻射）和AM1.5G(G代表全局，包括直接和擴散輻射)，其中AM1.5D用於聚光電池，AM1.5G用於普通地面應用太陽能電池。、
圖一:三種常用的太陽標準光譜
以上光譜名稱中的AM指的是大氣質量(air mass)，即陽光穿過大氣層的路徑長度與最短路徑（太陽在頭頂正上方）的比值，這個量表徵了光通過大氣層時由於氣體內部反射和吸收因素造成的功率損失。AM的數值可由公式AM=1/cos(θ)得到，其中θ是光線與垂線的夾角（如圖二所示）。AM=1對應著太陽位於正上方時；AM=0意指光線未穿過大氣層，因此用於命名太空中的太陽光譜。
圖二：大氣質量AM=Y/X
地表上的光照條件與所在地區的緯度、天氣、季節、電池安裝方式等諸多因素有關。包括中國，歐洲，美國在內的大部分國家都處於天頂角θ為48.2°的中緯度區域，對應大氣質量AM=1.5（如圖三所示）。在此緯度區域內電池安放傾斜角為37°時，全年電池能量收益最大。因此，光伏測試中的地表太陽標準光譜AM1.5是參照此緯度區普通晴天時以37度傾斜角安裝的電池片表面光照條件來制定的。光譜曲線下的面積積分可得到該光譜的輻射功率密度。對於最常用的AM1.5G，其功率密度為為1000.37W/m2。實際應用中，該數值常被近似為1000W/m2。
圖三：AM1.5光譜的制定依據
光伏電池應用中的實際光照條件可通過經驗公式推算。例如，可通過AM的數值估算出太陽入射到電池表面的功率密度。如圖四中，陽光的直接輻射部分可以根據實驗確定的大氣質量函數方程式來得出：
其中，ID是垂直於太陽光線的平面上的輻射強度，AM是大氣質量，數值1.353 kW/m2是太陽常數，數字0.7的產生是由於大氣層外部大約70%的入射輻射能夠達到地球表面。額外的0.678次冪是對觀測數據的經驗擬合，並考慮了大氣層中的非均勻性。晴天時漫射輻射約為直接分量的10％，即晴天時的總輻照度為：IG=1.1*ID
圖四：太陽光照中的直接輻射與全局輻射
資料來源：
1.https://www.pveducation.org/
2.http://blog.sciencenet.cn/blog-616448-889852.html
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