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硅光电池有哪些特性?它的工作原理是如何的?

2021-04-26 ryder

不同强度的光照射在光电池上,光电池有不同的短路电流Isc和开路电在Voc,如图1所示。由图1可知短路电流Isc光强Ev特性是一条直线,即短路电流在很宽的光强范围内,与光强成线性关系,而开路电压是非线性的,而且,在当光强较小,约20mW/cm2时,短路电压就趋于饱和。因此,要想用光电池来测量或控制光的强弱,应该用光电池的短路电流特性。


1.2.2硅光电池的光谱特性


如图是硅光电池、硒光电池的光谱特性曲线。显而易见,不同的光电池,光谱曲线峰值的位置不同,例如硅光电池峰值波长在0.8μm左右,硒光电池在0.54μm左右。硅光电池的光谱范围宽,在0.45~1.1μm之间,硒光电池的光谱范围在0.34~0.75μm之间,只对可见光敏感。


值得留意的是,光电池的光谱曲线形状,复盖范围,不仅与光电池的材料有关,还与制造工艺有关,而且还随着环境温度的变化而变化。


1.2.3光电池的温度特性


光电池的温度特性如图3所示。由图可知,开路电压随温度的升高而快速下降,短流电流随温度升高而缓缓新增。所以,用光电池作传感器制作的测量仪器,即使采用IscEv特性,在被测参量恒定不变时,仪器的读数也会随环境温度的变化而漂移,所以,仪器非得采用相应的温度补偿措施。;


硅光电池的结构及工作原理


硅光电池是一种能将光能笔直转换成电能的半导体器件,其结构图所示。它实质上是一个大面积的半导体pN结。硅光电池的基体材料为一薄片p型单晶硅,其厚度在0.44mm以下,在它的表面上利用热扩散法生成一层N型受光层,基体和受光层的交接处形成pN结。在N型层受光层上制作有栅状负电极,另外在受光面上还平均倾覆有抗反射膜,它是一层很薄的天蓝色一氧化硅膜,可以使电池对有效入射光的吸收率达到90%以上,并使硅光电池的短路电流新增25%-30%.

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