【摘要】 在气象观测领域,精准的光辐射测量是评估大气能量收支的关键。硅基辐照度传感器凭借其快速响应与成本优势,正成为传统辐射表的重要补充。
在气象观测领域,精准的光辐射测量是评估大气能量收支的关键。天空硅基辐照度传感器凭借其快速响应与成本优势,正成为传统辐射表的重要补充。
核心原理:光伏效应的精密应用
天空硅基辐照度传感器的核心是一块单晶硅光电二极管(典型尺寸10×10mm)。当太阳辐射穿透光学窗口(如石英玻璃)照射到PN结时:
1、光子激发电子:波长300~1100nm的光子穿透硅材料,激发电子-空穴对
2、电流生成:内置电场驱动载流子定向移动,形成光生电流
3、线性转换:在短路状态下,光电流(Isc)与辐照度(E)满足 Isc = K·E(K为灵敏度系数)
关键设计突破:通过沉积纳米级氮化硅减反射层(ARC),传感器在500~900nm波段的吸收率提升至98%,显著降低余弦误差。
天空硅基辐照度传感器以毫秒级响应速度和万元级成本,正在重塑气象辐射监测网络。随着ISO9060:2018标准新增“光谱平坦型”分类(Class C),这类设备将在太阳辐射监测体系中扮演更关键角色——它们不仅是记录阳光的仪器,更是解码大气能量密码的精密钥匙。
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