光電池的工作原理

在一塊N形硅片表面，用擴(kuò)散的方法摻入一些p型雜質(zhì)，形成pN結(jié)，光這就是一塊硅光電池。當(dāng)照射在pN上時(shí)，如光子能量hv大于硅的禁帶寬度E時(shí)，則價(jià)帶中的電子躍遷到導(dǎo)帶，出現(xiàn)電子空穴對(duì)。因?yàn)閜N結(jié)阻擋層的電場(chǎng)方向指向p區(qū)，所以，任阻擋層電場(chǎng)的用途下，被光激發(fā)的電子移向N區(qū)外側(cè)，被光激發(fā)的空穴移向p區(qū)外側(cè)，從而在硅光電池與pN結(jié)平行的兩外表而形成電勢(shì)差，p區(qū)帶正電，為光電池的正極，N區(qū)帶負(fù)電，為光電池的負(fù)極。照在pN結(jié)上的光強(qiáng)新增，就有更多的空穴流向p區(qū)，更多的電子流向N區(qū)，從而硅光電池兩外側(cè)的電勢(shì)差新增。如上所述，在光的用途下，出現(xiàn)一定方向一定大小的電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，叫作光生伏特效應(yīng)。

1.2硅光電池特性

1.2.1光照特性

不同強(qiáng)度的光照射在光電池上，光電池有不同的短路電流Isc和開(kāi)路電在Voc，如圖1所示。由圖1可知短路電流Isc光強(qiáng)Ev特性是一條直線(xiàn)，即短路電流在很寬的光強(qiáng)范圍內(nèi)，與光強(qiáng)成線(xiàn)性關(guān)系，而開(kāi)路電壓是非線(xiàn)性的，而且，在當(dāng)光強(qiáng)較小，約20mW／cm2時(shí)，短路電壓就趨于飽和。因此，要想用光電池來(lái)測(cè)量或控制光的強(qiáng)弱，應(yīng)當(dāng)用光電池的短路電流特性。