使用Lambda 950/1050 UV / VIS / NIR分光光度计进行ARTA配件，用于全频谱，角度分辨的UV / VIR / NIR光谱反射率和光学涂层的透射率

在光学涂层中使用介电材料的薄膜在玻璃和光学行业中具有普遍的惯例亚博网站下载。例如，使用交替的低和高折射率层形成激光腔中的布拉格镜。它们也用于显示屏幕，其中氟化镁层用作抗反射涂层。

然而，在过去的20年中，出现了越来越多的材料，显着扩大了市场上可用的光学涂层范围。亚博网站下载这种涂层不一定是平面的或完全致密的导致光散射 - 并且它们可以旨在以非正常发射角度起作用，其中S-和P偏振光的行为不同。

在光学涂层的情况下，特别是那些从非正常角度接收到或从非正常角度的光的那些，重要的是定义偏振，角度和波长分辨透射率和反射率。来自PerkinElmer的自动反射率/透射率分析仪（ARTA）是Lambda™950和Lambda 1050 uV / VIR / NIR分光光度计的掉落附件，它们是双梁，双单色仪器（图1）。

图1。Lambda高性能UV / VIR / NIR分光光度计。

ARTA利用测辐射计相对于样品独立地旋转积分球检测器并相对于梁旋转样品。可以在250-2500nm波长范围内获得用于检测角度和入射角配对的250-2500nm波长范围的P偏振光的光谱。这些测量的用户指定表由ARTA附件自动运行。

本文探讨了3M的表现^®长通光学膜。3M^®使用广泛的塑料薄膜，其包括许多不同折射率和厚度的透明聚合物层，其统称和传输太阳光谱的所选部分，以用于低发射窗玻璃等应用。

图2。所提出的弯曲光伏模块的渲染和示意图。3M^®可见镜膜将使模块在可见波长下镜像镜像，但近红外波长的黑色。

在该分析中，所选择的可见光膜吸收750nm波长的UV光。特别注意在弯曲的硅PV模块（图2）内将该薄膜纳入硅太阳能电池的电力靠近其带隙的能量，以超过40％的效率转换为电力。然而，较短的波长也被转换，效率相对较低，能量过剩为热量。

在太阳能扇区中，化学气相沉积工艺用于生长氧化锌涂层，这倾向于发展金字塔状纹理。表面用于分散薄膜太阳能电池中的光。全息滤波器将太阳光谱划分为清晰，离散带宽，并且可以通过在这些焦点处放置波长调谐的光伏（PV）电池来形成新颖的多结太阳能电池。

硅太阳能电池的前部覆盖有硅纳米锗镀层，其用作MIE散射体。MIE散射体减少了反射，因此增加了太阳能电池的吸收，以实现不同的极化和发病角度。

当3米^®将光学膜放置在太阳能电池的前面，使用较差的波长被反射到放置另一个辐射调节的太阳能收集器的焦点，而红外（IR）波长被传递到电池。弯曲的PV模块位于一轴跟踪器上，并从东向西沿太阳遵循。相比之下，3米^®光学膜在今年过程中在0°至60°的发病角度接收阳光。为了建立整个太阳能收集器的年功率输出，定义3M的极化，角度和波长分辨性能至关重要^®光学膜。

实验程序

一个可选的150mm积分球配件也适用于Lambda 950和Lambda 1050 uV / Vis / Nir分光光度计。IngaAs和硅探测器都包括在光谱涂覆的积分球中，使得精确的光谱可以从200到2500nm获取。确定基板，薄膜或液体的总透射率，总反射率，漫射率和漫射反射率的一种方法，以将样品放置在积分球的出口或入口端口处，并在漫射测量的情况下移除镜面端口。

集成球配件可以用ARTA附件（图3）迅速交换，以实现对随机入射角的传输和反射的角度依赖性的更完整分析。

图3。arta的照片用3米^®薄膜（由于它反映了安装在样品架中的可见波长的镜子。在没有狭缝孔的情况下显示检测器，其对应于20°的接受角度。

此外，Arta附件使用与InGaAs和PMT探测器的集成球体，并且将其放置在测辐射计上，使得它可以在水平面中的样品周围旋转340°，并收集落在其宽度入口孔中的光。这可以相应地调整。

独立于检测器，允许放置在测辐射计上的样品旋转，以便用户可以选择随机的入射角和检测。Arta Control在UV Winlab软件中注册在于允许用户指定的表自动运行。

在本研究中，使用Lambda 950分光光度计来收集3M的角度和总分辨透射率和反射谱谱^®可见镜面薄膜。在总透射率和反射光谱的情况下3M^®可见镜膜位于150mm积分球配件的出口或入口处，借助于非偏振光，获得超过250至500nm的光谱。

为了进行角度分辨的测量，将薄膜放入ARTA的测筒仪支架中，并且对于P偏振光的250至2500nm分别地收集光谱，如图3所示。

入射角以5°的增量从5°变为85°，并且探测器的运动以使得检测器的位置与镜面束始终匹配。在其他测量中，入射角固定，检测器以1°的增量旋转样品。

在后一种实验中，将不同厚度的狭缝定位在检测器的前面，以改变测量的角度分辨率。

结果和讨论

Lambda 950仪器的积分球配件用于在正常发病率下计算镜片和漫射（总）透射率和反射膜。这是在ARTA配件可用于3M的详细分析之前完成的^®光学膜。在图4中，结果表明，该薄膜在750nm波长下显示所需的反射转变，IR透射率为90％，可见光反射率几乎为100％。

图4。3M的总反射率和透射光谱^®可见镜膜用150mm积分球配件测量。还显示了由3M计算的模拟光谱^®。将膜的吸光度计算为1-R-T。

3M^®通过利用聚合物层的已知折射率和宽度建模相同的膜，并且复制的光谱对应于大多数波长的定量光谱到2％内。

考虑到薄膜自然平面，具有低表面粗糙度，总反射率必须与镜面反射率类似，用ARTA附件以相同的8°入射角测定。

图5。3M的角度分辨反射光谱^®用于S偏振（左）和p偏振（右）图片的可见镜膜。反射率颜色刻度对两个图都是常见的。使用5°步骤以入射角使用5°的步骤测量光谱。检测器以每个入射角旋转，以便总是接收镜面反射光束。

图5示出了使用偏振的镜面反射率和作为轮廓图的入射角分辨，在X轴上收集的水平切片似乎是图4中的反射率。应该指出的是检测角度总是加倍这些类型测量的入射角。

从反射到传输的过渡继续在两极化的情况下继续锐化到50°的发生率的角度，但是具有微妙的蓝移。在太阳能转换的应用中，这将具有将少量光组合到太阳能收集器的焦点和弯曲的PV模块的效果。

虽然这是不方便的，但适当的工程将使这是可接受的。对于超过50°的发生率的角度，在S偏振光的情况下，过渡消失，并且薄膜失去其作为频谱分离器的功能。这一效果的结果是，弯曲的光伏镜不会在夏季或冬季充分运行，延迟超过30°。

在表征独立膜的光学性能之后，使用各种密封剂在硅晶片和玻璃基板之间层叠薄膜样品，以近似最终，弯曲的光谱分分光光伏模块。图6A中示出了三种这样的层压板，表明在基于所使用的密封剂和工艺细节的层压过程中，膜可以继续保持平面或变为不同程度的皱褶。

检测器孔的可变验收角与ARTA附件的焦电性质组合使得可以快速测量反射或变速器中的散射光的角分布函数。

图6。（a）3杯/ 3米的照片^®薄膜/硅晶片层压材料，具有不同的密封剂。（b）独立3米的反射率和透射率^®薄膜作为探测器角度的函数。在这些极性图中，信号的径向长度对应于强度;最外圆为100％的反射率或透射率。另外，由于对于探测器的孔径，梁似乎具有更宽的扩散，因为对于例如，例如，20°接受角度，当检测器从镜面角度<10°时，仍然检测到所有光。（c）的反射率（c）在照片中的照片中间的中间（a）和（d）在（a）的左侧明显皱纹的（d）的中间的镜片。

图6B-D出现在下一个页面上，显示两个层压板的数据 - 一个明显的平面，另一个明显轻微皱纹，以及独立薄膜。在反射带中间的600 nm光用于所有样品;在1100nm中也测量独立膜，其中薄膜透射，供参考（由于硅晶片吸收这种光，这是不可能的。为了执行这些测量，入射角在30°处保持恒定，而检测器在样品周围自动盘旋。独立电影和平面层压板近乎统一的反射率
在镜面角度。皱纹的样品还反映了10°-Half角锥内的所有光，但在2.5°-Halfangle锥内只有89％;皱纹显然降低了镜面。散射光将错过弯曲光伏模块的焦点，基本上降低到达放置在那里的太阳能收集器的光的浓度。即使当检测器孔径关闭到5°接受角度时，也与图5一致的分子。。也就是说，所有光线都反映在2.5°-Half角锥体内

结论

在λ950分光光度计的帮助下，配有ARTA配件，3M^®在新的弯曲PV模块中评估可见镜膜的可能应用。使用ARTA附件的角度解析透射率和反射率测量表明，立式3M^®光学膜用作合适的光学滤光器，其入射角高达50°以及P和S偏振。

目前，ARTA生成的光谱用于近似使用具有热接收器的弯曲的PV模块在其焦点上使用弯曲的光伏模块的年能输出。考虑了阳光的年度和日常运动和曲线模块上的入射角差异。

此信息已采购，从PerkinElmer提供的材料进行审核和调整。亚博网站下载

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