اسپکتروفتومترها در بدو ورود به بازار، برای اندازه‌گیری جذب نمونه‌های مایع طراحی شده بودند اما در سال‌های اخیر از نمونه‌های با وضوح بالای این دستگاه در آنالیز مواد جامد از جمله نیمه‌رساناها، فیلم‌ها، شیشه‌‌ها و مواد جاذب استفاده می‌شود. دستگاه اسپکتروسکوپی UV-Vis-NIR امکان اندازه‌گیری درصدهای مختلف نور منعکس شده، عبور یافته یا جذبی توسط نمونه را فراهم می‌کند.

با افزایش جمعیت جهان و توسعه صنایع در تمام کشورها، مصرف سوخت‌های فسیلی سیری صعودی به خود گرفته است. از طرفی توجه به آلودگی هوا و تغییرات اقلیمی از قبیل پدیده گرم شدن جهانی زمین، تغییرات آب و هوایی، خشکسالی‌های پی در پی، سوراخ شدن لایه ازن، افزایش باران‌های اسیدی، از بین رفتن گونه‌های گیاهی و جانوری خاص و … که از جمله معایب حاصل از مصرف بیش از حد این سوخت‌ها به‌شمار می‌آیند، لزوم توجه به انرژی‌های تجدیدپذیر نظیر انرژی خورشید را بیش از پیش تقویت کرده است.

خورشید منبع فراوانی از انرژی پاک است. سلول فتوولتائیک (photovoltaic cell) یک قطعه الکترونیکی حالت جامد است که درصدی از انرژی نور خورشید را مستقیماً به الکتریسیته تبدیل می‌کند. سلول‌های خورشیدی ساخته شده از ویفر‌های سیلیکون، کاربرد بسیاری دارند. سلول‌های تکی، برای فراهم کردن توان لازم دستگاه‌های کوچک‌تر، مانندماشین حساب الکترونیکی به کار می‌روند. سازندگان مواد فتوولتائیک که به دنبال بهبود کارایی این سلول‌ها هستند، نیاز به ابزارهایی برای ارزیابی مناسب دارند. دستگاه اسپکتروفتومتر مرئی− فرابنفش (UV-Vis-NIR)یکی از تجهیزات آنالیتیکال آزمایشگاهی است که برای مطالعه خواص اپتیکی سلول‌های فتوولتائیک مورد استفاده قرار می‌گیرد.

دستگاه UV-Vis-NIR یکی از پرکاربردترین تجهیزات آزمایشگاهی است که در بسیاری از تحقیقات اسپکتروسکوپی برای آنالیز مواد مورد استفاده قرار می‌گیرند. اسپکتروفتومترها در بدو ورود به بازار، برای اندازه‌گیری جذب نمونه‌های مایع طراحی شده بودند اما در سال‌های اخیر از نمونه‌های با وضوح بالای این دستگاه در آنالیز مواد جامد از جمله نیمه‌رساناها، فیلم‌ها، شیشه‌‌ها و مواد جاذب استفاده می‌شود. دستگاه اسپکتروسکوپی UV-Vis-NIR امکان اندازه‌گیری درصدهای مختلف نور منعکس شده، عبور یافته یا جذبی توسط نمونه را فراهم می‌کند.

در یک نمونه جامد، اختلالاتی از قبیل انحراف پرتو عبوری به دلیل انکسار، سطح ناهموار نمونه و یا سطح محدب/مقعر ممکن است اندازه‌گیری نور عبوری را با خطا روبرو کند. اگر میزان این انحراف قابل توجه باشد، خطر آن وجود دارد که پرتو عبوری به طور کامل توسط آشکارساز دریافت نشود و باعث کاهش سیگنال ‌شود. در نتیجه عبور در نمونه‌های جامد، باید توسط تجهیزات خاصی چون Integrating Sphere اندازه‌‌گیری شود.

برای انداز‌ه‌گیری بازتاب نمونه‌های جامد (به‌دلیل وجود دو نوع بازتاب پخشی و اسپکولار) به‌منظور اندازه‌گیری جداگانه یا کلی این انعکاس‌ها تجهیزات مخصوصی به‌همراه  integrating sphere قابل استفاده است. در انعکاس اسپکولار قسمتی از پرتو تابشی در همان زاویه برخورد منعکس می‌شود، در حالی‌که در انعکاس پخشی قسمتی از پرتو تابشی در جهت‌های مختلف بازتاب می‌شود.  قسمتی از پرتو که نه عبور یافته است و نه منعکس، توسط نمونه جامد جذب شده است. بنابراین جذب برای یک نمونه جامد نیز از اندازه گیری بازتاب و عبور محاسبه می شود.

کاربرد دستگاه  UV-Vis-NIR در بررسی سلول‌های فتوولتائیک

در یک مطالعه میدانی، با استفاده از دستگاه UV-Vis-NIR سلول‌های فتوولتائیک با حداکثر دامنه طیفی بین ۱۷۵ نانومتر و ۳۳۰۰ نانومتر مورد بررسی قرار گرفت. پس از آماده‌سازی نمونه‌های ویفر سیلیکونی، بازتاب و عبور نور با استفاده از تجهیزات مخصوص اندازه‌گیری شد. نتایج حاکی از این بود که دستگاه اسپکتروفتومتر UV-Vis-NIR روشی مناسب و مطمئن برای آنالیز مواد فتوولتائیک، تست پنل‌ها و کنترل کیفیت در تولید پنل به‌مار می‌رود.