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硅光電池有什么特性?它的工作原理是怎么樣的?

鉅大LARGE  |  點擊量:5945次  |  2021年03月18日  

硅光電池特性


1.2.1光照特性


不同強度的光照射在光電池上,光電池有不同的短路電流Isc和開路電在Voc,如圖1所示。由圖1可知短路電流Isc光強Ev特性是一條直線,即短路電流在很寬的光強范圍內,與光強成線性關系,而開路電壓是非線性的,而且,在當光強較小,約20mW/cm2時,短路電壓就趨于飽和。因此,要想用光電池來測量或控制光的強弱,應當用光電池的短路電流特性。


1.2.2硅光電池的光譜特性


如圖是硅光電池、硒光電池的光譜特性曲線。顯而易見,不同的光電池,光譜曲線峰值的位置不同,例如硅光電池峰值波長在0.8μm左右,硒光電池在0.54μm左右。硅光電池的光譜范圍寬,在0.45~1.1μm之間,硒光電池的光譜范圍在0.34~0.75μm之間,只對可見光敏感。


值得注意的是,光電池的光譜曲線形狀,復蓋范圍,不僅與光電池的材料有關,還與制造工藝有關,而且還隨著環境溫度的變化而變化。


1.2.3光電池的溫度特性


光電池的溫度特性如圖3所示。由圖可知,開路電壓隨溫度的升高而快速下降,短流電流隨溫度升高而緩緩新增。所以,用光電池作傳感器制作的測量儀器,即使采用IscEv特性,在被測參量恒定不變時,儀器的讀數也會隨環境溫度的變化而漂移,所以,儀器必須采用相應的溫度補償措施。;


硅光電池的結構及工作原理


硅光電池是一種能將光能直接轉換成電能的半導體器件,其結構圖所示。它實質上是一個大面積的半導體pN結。硅光電池的基體材料為一薄片p型單晶硅,其厚度在0.44mm以下,在它的表面上利用熱擴散法生成一層N型受光層,基體和受光層的交接處形成pN結。在N型層受光層上制作有柵狀負電極,另外在受光面上還均勻覆蓋有抗反射膜,它是一層很薄的天藍色一氧化硅膜,可以使電池對有效入射光的吸收率達到90%以上,并使硅光電池的短路電流新增25%-30%.


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