硅光电池的特性研究

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1、硅光电池的特性研究谢杰060404110通信一班摘要：硅光电池是一种光电转换元件，它不需外加电源而能冑接把光能转换成电能。光电的种类很多，常见的有硒、错、硅、碑化稼、氧化铜、硫化铠、硫化镉等。其中最受重视、应用最广的是硅光电池。它有一系列的优点：性能稳定，光谱范围宽，频率响应好，转换效率高，能耐高温辐射等。同时它的光谱灵敏度与人眼的灵敏度最相近，所以，它在很多分析仪器、测量仪器、曝光表以及自动控制检测、计算机的输入和输出上用作探测元件，在现代科学技术中占有十分重要的地位。Lightthebatterybeakindoflightelectricityconversioncompo

2、nent,itdoesn'tneedinadditionpowersupplybutabilitydirectlyonlycanconvertintoelectriepower.Thecategoryoflightbatteryisalotofandfamiliarlyhaveaseienium,Zhe,Huo,arsenictoturngal1iumandoxidizeacopper,vulcanizedTuo,vulcanizedcadmiumetc..BEvaluedmostamongthem,applicationtheIluolightismostwidebattery

3、.Ithasaseriesofadvantage:Thefunctionisstable,spectrumscopebreadth,thefrequencyradiationetc・•Intheintel1igentdegreeandanalyticalinstruments,respondto1ike,conversionefficiencyGao,abilityheatmeantimeitoftheintelligentdegreeofthespectrumperson'seyebethemostcloseby,so,itisinalotofmeasureinstrument

4、andexposewatchandautomaticcontrolexamination,theinputandoutputofcalculatorupusedtoprobeintoacomponent,occupyaveryimportantpositioninthemodernscieneetechnique.关键字:硅光电池，光照，负载.实验原理半导体受到光的照射而产生电动势的现象，称为光生伏特效应。硅光电池是根据光生伏特效应的原理做成的半导体光电转换器件。入射尢（方形）（閥彤）图T硅光电池结构示意图硅光电池的结构如图T所示。在一块N型硅片上用扩散方法掺入一很薄的P型层，形

5、成P-N结，在P型层引出正极引线，在N型层引出负极引线即成。其形状有圆盘形、氏方形等各种形状。本实验用的是圆盘形硅光电池。当光照射到P型层的外农面时，光可透过P区进入N区，照射到P-N结。当光子的能量人于硅的禁带宽度时，光子能量便被硅晶格所吸收，价带电子受激跃迁到导带，形成自市电子，而价带则形成口由空穴，使得P-N结两边产生电子-空穴对，如图-2所示。凡是扩散到P-N结部分形成的内电场的电子-空穴对，都耍受到内电场E的作用，电子被推向N区，空穴被推向P区，从而产生P为止N为负的电动势。若接入一负载，只要有光不断照射，电路中就有持续电流通过，从而实现了光电转换。（1）硅光电池的主要

6、参数和照度特性1）开路电压曲线。硅光电池在一定的光照条件下的光生电动势称为开路电压，开路电压与入射光强照度£的特性曲线称为开路电压曲线，开路电压可直接用电位差计读出。（当所测电压超过电位差计量程时，自行设法扩大量程）2）短路电流曲线。在一定光照条件下，光电池被短路（负载电阻R二0）时，所输出的光电流值称为短路光电流。光电流密度人与照度E。的特性曲线称为短路电流曲线。3）试研究开路电压、短路电流与受光面积的关系。（2）硅光电池的负载特性1）硅光电池的伏安特性与最住匹配。随着负载电阻的变化，回路中电流Z和硅光电池两端的电压〃相应地变化，称为硅光电池的伏安特性。通过负载特性的研究，就可

7、知道在某一负载电阻时其输出功率最大，这称为最佳匹配，所用负载电阻乂称为最佳匹配电阻。2）硅光电池的内阻。从理论上可以推导出硅光电池的内阻水等于开路电压除以短路电流。可以观察到光照而积不同时，硅光片的内阻将发生变化。（3）硅光电池的温度特性（供选做参考）。硅光电池的开路电压、短路电流随温度十变化的曲线表征了它的温度特性。这种硅光电池的温度漂移，直接影响到测量精度与控制精度。一般开路电压随温度增加1佃迅速卜•降，路短电流随温度增加而缓慢上升。在具体应用和设计仪器时，应考虑温度的漂移，