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光電池,光電池的分類,光電池參數(shù)指標(biāo)等 2011/10/3

工作原理

　　硅光電池的工作原理基于光生伏特效應(yīng)，它是在一塊N型硅片上用擴(kuò)散的方法摻人一些P型雜質(zhì)而形成的一個(gè)大面積PN結(jié)，見圖7-1-16a。當(dāng)光照射P區(qū)表面時(shí)，若光子能量加大于硅的禁帶寬度，則在P型區(qū)內(nèi)每吸收一個(gè)光子便產(chǎn)生一個(gè)電子-空穴對(duì)，P區(qū)表面吸收的光子最多，激發(fā)的電子空穴最多，越向內(nèi)部越少。這種濃度差便形成從表面向體內(nèi)擴(kuò)散的自然趨勢(shì)。由于PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)的方向是由N區(qū)指向P區(qū)的，它使擴(kuò)散到PN結(jié)附近的電子—空穴對(duì)分離，光生電子被推向N區(qū)，光生空穴被留在P區(qū)。從而使N區(qū)帶負(fù)電，P區(qū)帶正電，形成光生電動(dòng)勢(shì)。若用導(dǎo)線連接P區(qū)和N區(qū)，電路中就有光電流流過。

　　光電池對(duì)不同波長(zhǎng)的光，靈敏度是不同的。圖7-1-17是硅光電池和硒光電池的光譜特性曲線。從圖中可知，不同材料的光電池適用的人射光波長(zhǎng)范圍也不相同。硅光電池的適用范圍寬，對(duì)應(yīng)的入射光波長(zhǎng)可在0.45~1.1之間，而硒光電池只能在0.34～0.57波長(zhǎng)范圍，它適用于可見光檢測(cè)。

　　光電池在不同的光照度下，光生電動(dòng)勢(shì)和光電流是不相同的。硅光電池的光電特性如圖7-1-18所示。其中曲線1是負(fù)載電阻無窮大時(shí)的開路電壓特性曲線，曲線2是負(fù)載電阻相對(duì)于光電池內(nèi)阻很小時(shí)的短路電流特性曲線。開路電壓與光照度的關(guān)系是非線性的，而且在光照度為20001x時(shí)就趨于飽和，而短路電流在很大范圍內(nèi)與光照度成線性關(guān)系，負(fù)載電阻越小，這種線性關(guān)系越好，而且線性范圍越寬。因此檢測(cè)連續(xù)變化的光照度時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量減小負(fù)載電阻，使光電池在接近短路的狀態(tài)工作，也就是把光電池作為電流源來使用。在光信號(hào)斷續(xù)變化的場(chǎng)合，也可以把光電池作為電壓源使用。

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