相信你在不少文獻中都見到過“Xenon lamp source with AM 1.5 G filter”這樣的描述，即氙燈光源搭配AM 1.5 G濾光片進行使用，那你知道AM 1.5 G究竟是什麼意思嗎？
圖1. Microsolar 300氙燈光源[1]搭配AM 1.5G濾光片使用案例
圖2. PLS-SXE 300D氙燈光源[2]搭配AM 1.5G濾光片使用案例
01
太陽光穿越太空、地球大氣層到達地球表面的過程中，輻照度會不斷減小。人們為了量化太陽輻射的衰減程度，常採用“大氣質量”（Air Mass,簡寫成AM）來進行標記[3]。
設定太陽光入射光線與地面法線之間的夾角為θ，則AM與θ的關係可表示為：AM=1/cosθ，如圖3所示。
圖3. AM 0、AM 1.5示意圖和AM 0、AM 1.5G光譜圖
當θ=48.2°時，記作AM 1.5，即典型晴天時太陽光照射到一般地面的情況，更接近人類生活的實際狀況，其輻照度為1000 W/m²，也可記作100 mW/cm²。
AM 1.5G是指地球表面的標準光譜，其中G是Global的縮寫，為了便於對在不同時間和地點測量的太陽能轉換效率進行比較，將AM 1.5G定義為太陽能轉換系統標準測試的參考光譜[4]，並規定標準的AM 1.5G輻照度為100 mW/cm²。
02
在光化學實驗中，為了獲取AM 1.5G標準太陽光譜，常用氙燈光源搭配AM 1.5G濾光片作為太陽光的模擬光源。
氙燈光源是利用高壓或超高壓氙氣的放電而發光的光源，其發出的光為連續光譜，從200～2000 nm都有能量分佈，且氙燈的能量分佈特性與太陽光譜的能量分佈特性極為相似。
但氙燈光源在紅外區與太陽光譜存在較大偏差，所以為了獲得AM 1.5G標準太陽光譜，氙燈光源需配合全反射片與AM 1.5G濾光片來實現。
圖4. 氙燈光源光路示意圖（左）、Microsolar 300氙燈光源配合AM 1.5G濾光片光譜圖和AM 1.5G標準太陽光譜（右）
反射片，也叫全反射片，即可將氙燈發射出的光作為入射光，全部反射出去，工作波段在200~1200 nm。
其光學特性：R＞80%@200~300 nm，R＞85%@300~650 nm，R＞90%@950~1200 nm，R＞75%@譜段最低點800 nm(±25 nm)。
AM 1.5G濾光片與全反射片組合用於反射氙燈光源形成AM 1.5G光譜。
參考文獻
[1] Li Yinyin, WuQiannan, Xie Tengfeng*, et. al. Interface engineering Z-schemeTi-Fe₂O₃/In₂O₃ photoanode forhighly efficient photoelectrochemical water splitting[J], AppliedCatalysis B: Environmental, 2021, 290, 120058.
[2] Ning Xingming, DuPeiyao*, Lu Xiaoquan*, et. al.Plasmon-enhanced charge separation and surfacereactions based on ag-loaded transition-metal hydroxide forphotoelectrochemical water oxidation[J], Advanced. Energy Materials.2021, 2100405.
[3] 李燦太陽能轉化科學與技術[M].北京，北京科學出版社，2020: 148.
[4] ASTM G173 - 03(2012) Standard Tables for Reference Solar SpectralIrradiances: Direct Normal and Hemispherical on 37° Tilted Surface.
