ASTM E903-20 使用积分球测量材料的太阳光吸收、反射和透射率的标准测试方法

美国材料与试验协会（ASTM）发布的标准“ASTM E903-20 使用积分球对材料的太阳吸收、反射率和透射率进行标准测试方法”描述了一种测试方法，规定了光谱吸收、反射率、使用配备积分球的分光光度计测量材料的透射率。

本标准规定了根据测量的光谱值计算太阳加权特征的方法。该测试方法适用于同时具有镜面和漫射光学特性的材料。该测试方法适用于具有光学涂层的材料，并特别考虑对测试材料组织的影响。

不均匀、有纹理、有图案或波纹的导体片材料需要特别考虑该测试方法的适用性。在这方面，标准“ASTM E1084-86 使用太阳光的板材太阳光透射率（地面）的标准测试方法”被认为更适合确定纹理或非均质材料的整体光学性能。对于均质材料，该测试方法优于 ASTM E1084-86(2023) 中描述的测试方法。

该测试方法指的是使用标准参考太阳光谱分布的应用，但也可以使用替代选择的光谱来应用，只要报告太阳光谱分布和权重的来源和细节。

就本标准而言，除了 ASTM E772-15 中给出的定义外，还适用以下术语和定义：

• 积分球是一种光学装置，用于将样品反射或透射的通量收集到半球中或实现从完整半球对样品的各向同性照射。它由一个近似球形的空腔组成，该空腔具有用于接受和检测通量的开口，并且通常还具有用于放置样品和参考样品的附加开口。
• 近法线半球表示辐射在样品表面附近是定向的，并且在整个半球上收集来自表面或环境的通量以进行检测。
• 光伏太阳能是指一种光学特性，并指定光谱特性的加权平均值，该加权平均值使用从标准太阳辐照度分布导出的每单位面积每秒的光子数作为加权函数。
• 它是具有光滑、平坦和水平的表面，没有粗糙或突起，并且没有表面不平整或不规则的表面。
• 镜面反射表示通量以数值上等于入射角的角度离开表面或介质，与入射光线位于同一平面并垂直，但位于垂直于表面的另一侧。漫反射过去被用来指半球集合（包括镜面反射分量）。这种用法已被弃用，取而代之的是更精确的术语“半球”。
• 有纹理、不平坦的表面的性质。是指具有某种程度的粗糙、粗糙或突起。

使用积分球分光光度计在 300 至 2500 nm 的光谱范围内进行光谱正常近半球透射率（或反射率）测量。太阳透过率、反射率或吸收率是通过直接计算适当的卷积积分或通过加权或选定纵坐标法以标准或选定的太阳光谱辐照度作为加权函数计算加权平均值而获得的。

太阳能吸收、反射和透射对于所有太阳能系统（从被动式建筑系统到集中接收电力系统）的性能都很重要。该测试方法提供了一种在恒定条件下确定这些值的方法，这些值代表在温带使用系统期间可能遇到的平均值。

太阳能的吸收、反射和透射对于航天器的热控制和地外系统的太阳能具有重要意义。这种测试方法还提供了一种确定外星条件下这些值的方法。

该测试方法旨在提供可重复的数据，适合实验室之间或同一实验室在不同时间的结果比较，以及比较不同材料获得的数据。

这种测试方法已被证明适用于具有镜面反射和漫反射光学特性的光滑材料。纹理化、非均质、图案化或沟槽化的材料需要特别注意。表面粗糙度可能由物理或化学过程引起，例如压制、轧制、磨损或在材料上沉积薄膜或化学层，从而形成纹理化的表面。

分光光度计及其组件（光束尺寸、球形光阑、样品架配置）的表面粗糙度会显著影响使用此测试方法进行的测量精度。即使纹理材料测量的重复性或灵敏度良好，包括在样品的不同位置或方向上进行重复测量，不同实验室中不同分光光度计的规格差异也可能导致测量结果的显著差异。

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