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1、硅光電池的特性研究謝杰060404110通信一班摘要：硅光電池是一種光電轉(zhuǎn)換元件，它不需外加電源而能冑接把光能轉(zhuǎn)換成電能。光電的種類很多，常見的有硒、錯(cuò)、硅、碑化稼、氧化銅、硫化鎧、硫化鎘等。其中最受重視、應(yīng)用最廣的是硅光電池。它有一系列的優(yōu)點(diǎn)：性能穩(wěn)定，光譜范圍寬，頻率響應(yīng)好，轉(zhuǎn)換效率高，能耐高溫輻射等。同時(shí)它的光譜靈敏度與人眼的靈敏度最相近，所以，它在很多分析儀器、測(cè)量?jī)x器、曝光表以及自動(dòng)控制檢測(cè)、計(jì)算機(jī)的輸入和輸出上用作探測(cè)元件，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)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.關(guān)鍵字:硅光電池，光照，負(fù)載.實(shí)驗(yàn)原理半導(dǎo)體受到光的照射而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，稱為光生伏特效應(yīng)。硅光電池是根據(jù)光生伏特效應(yīng)的原理做成的半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)換器件。入射尢（方形）（閥彤）圖T硅光電池結(jié)構(gòu)示意圖硅光電池的結(jié)構(gòu)如圖T所示。在一塊N型硅片上用擴(kuò)散方法摻入一很薄的P型層，形
5、成P-N結(jié)，在P型層引出正極引線，在N型層引出負(fù)極引線即成。其形狀有圓盤形、氏方形等各種形狀。本實(shí)驗(yàn)用的是圓盤形硅光電池。當(dāng)光照射到P型層的外農(nóng)面時(shí)，光可透過P區(qū)進(jìn)入N區(qū)，照射到P-N結(jié)。當(dāng)光子的能量人于硅的禁帶寬度時(shí)，光子能量便被硅晶格所吸收，價(jià)帶電子受激躍遷到導(dǎo)帶，形成自市電子，而價(jià)帶則形成口由空穴，使得P-N結(jié)兩邊產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，如圖-2所示。凡是擴(kuò)散到P-N結(jié)部分形成的內(nèi)電場(chǎng)的電子-空穴對(duì)，都耍受到內(nèi)電場(chǎng)E的作用，電子被推向N區(qū)，空穴被推向P區(qū)，從而產(chǎn)生P為止N為負(fù)的電動(dòng)勢(shì)。若接入一負(fù)載，只要有光不斷照射，電路中就有持續(xù)電流通過，從而實(shí)現(xiàn)了光電轉(zhuǎn)換。（1）硅光電池的主要
6、參數(shù)和照度特性1）開路電壓曲線。硅光電池在一定的光照條件下的光生電動(dòng)勢(shì)稱為開路電壓，開路電壓與入射光強(qiáng)照度￡的特性曲線稱為開路電壓曲線，開路電壓可直接用電位差計(jì)讀出。（當(dāng)所測(cè)電壓超過電位差計(jì)量程時(shí)，自行設(shè)法擴(kuò)大量程）2）短路電流曲線。在一定光照條件下，光電池被短路（負(fù)載電阻R二0）時(shí)，所輸出的光電流值稱為短路光電流。光電流密度人與照度E。的特性曲線稱為短路電流曲線。3）試研究開路電壓、短路電流與受光面積的關(guān)系。（2）硅光電池的負(fù)載特性1）硅光電池的伏安特性與最住匹配。隨著負(fù)載電阻的變化，回路中電流Z和硅光電池兩端的電壓〃相應(yīng)地變化，稱為硅光電池的伏安特性。通過負(fù)載特性的研究，就可
7、知道在某一負(fù)載電阻時(shí)其輸出功率最大，這稱為最佳匹配，所用負(fù)載電阻乂稱為最佳匹配電阻。2）硅光電池的內(nèi)阻。從理論上可以推導(dǎo)出硅光電池的內(nèi)阻水等于開路電壓除以短路電流?？梢杂^察到光照而積不同時(shí)，硅光片的內(nèi)阻將發(fā)生變化。（3）硅光電池的溫度特性（供選做參考）。硅光電池的開路電壓、短路電流隨溫度十變化的曲線表征了它的溫度特性。這種硅光電池的溫度漂移，直接影響到測(cè)量精度與控制精度。一般開路電壓隨溫度增加1佃迅速卜?降，路短電流隨溫度增加而緩慢上升。在具體應(yīng)用和設(shè)計(jì)儀器時(shí)，應(yīng)考慮溫度的漂移，
