我們每天看到的光只是太陽入射到地球上發(fā)出的總能量的一小部分。陽光是“電磁輻射”的一種形式，我們看到的可見光是右側(cè)所示電磁光譜的一小部分。
電磁波譜將光描述為具有特定波長的波。在 1800 年代早期，Thomas Young、Fran?ois Arago 和Augustin Jean Fresnel 的實(shí)驗(yàn)顯示光束中的干涉效應(yīng)，表明光是由波組成的，因此將光描述為波首先被接受。到 1860 年代后期，光被視為電磁波譜的一部分。然而，在 1800 年代后期，當(dāng)測量加熱物體的波長光譜的實(shí)驗(yàn)無法使用基于波的光方程來解釋時(shí)，基于波的光觀的問題變得明顯。1900 年的工作解決了這一差異，1905 年，普朗克提出光的總能量由無法區(qū)分的能量元素或能量量子組成。愛因斯坦在研究光電效應(yīng)（某些金屬和半導(dǎo)體在受到光照射時(shí)會釋放電子）時(shí)，正確區(qū)分了這些量子能量元素的值。由于他們在這方面的工作，普朗克和愛因斯坦分別于 1918 年和 1921 年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，基于這項(xiàng)工作，光可以被視為由“包”或能量粒子組成，稱為光子。
今天，量子力學(xué)解釋了對光的波動(dòng)性和粒子性的觀察。在量子力學(xué)中，光子與所有其他量子力學(xué)粒子（如電子、質(zhì)子等）一樣，被最準(zhǔn)確地描繪為“波包”。波包被定義為一組波，它們可能以這樣一種方式相互作用，即波包可能出現(xiàn)空間局部化（類似于由無限數(shù)量的正弦波相加產(chǎn)生的方波），或者可以交替地簡單地顯示為波浪。在波包在空間上局部化的情況下，它充當(dāng)粒子。因此，根據(jù)情況，光子可能表現(xiàn)為波或粒子，這個(gè)概念被稱為“波粒二象性”。
光屬性的完整物理描述需要對光進(jìn)行量子力學(xué)分析，因?yàn)楣馐且环N稱為光子的量子力學(xué)粒子。對于光伏應(yīng)用，很少需要這種詳細(xì)程度，因此這里只給出了關(guān)于光的量子性質(zhì)的幾句話。然而，在某些情況下（幸運(yùn)的是，在光伏系統(tǒng)中很少遇到），基于此處給出的簡單解釋，光的行為方式似乎違反了常識。“常識”一詞指的是我們自己的觀察，不能依賴于觀察量子力學(xué)效應(yīng)，因?yàn)檫@些發(fā)生在人類觀察范圍之外的條件下。有關(guān)光的現(xiàn)代解釋的更多信息，請參閱. 波包或光子如圖所示，用于下面的 PVCDROM。
藍(lán)光的高能光子。
紅光的低能量光子。
用于紅外光的低能光子。
入射太陽能有幾個(gè)關(guān)鍵特性，它們對于確定入射陽光如何與光伏轉(zhuǎn)換器或任何其他物體相互作用至關(guān)重要。入射太陽能的重要特性是：
· 入射光的光譜含量；
· 來自太陽的輻射功率密度；
· 入射太陽輻射照射光伏組件的角度；和
· 特定表面在一年或一天中來自太陽的輻射能。
