硅光电池的作业原理
光电转化器材首要是运用物质的光电效应，即当物质在必定频率的照耀下，开释出光电子的现象。当光照耀金属、金属氧化物或半导体资料的外表时，会被这些资料内的电子所吸收，假如光子的能量足够大，吸收光子后的电子可挣脱原子的捆绑而溢出资料外表，这种电子称为光电子，这种现象称为光电子发射，又称为外光电效应。有些物质遭到光照耀时，其内部原子开释电子，但电子仍留在物体内部，使物体的导电性增强，这种现象称为内光电效应。
光电二极管是典型的光电效应探测器，具有量子噪声低、呼应快、运用方便等长处，广泛用于激光探测器。外加反偏电压与结内电场方向共同，当PN结及其邻近被光照耀时，就会发作载流子（即电子-空穴对）。结区内的电子-空穴对在势垒区电场的效果下，电子被拉向N区，空穴被拉向P区而构成光电流。同时局垒区一侧一个扩展长度内的光生载流子先向势垒区分散，然后在势垒区电场的效果下也参加导电。当入射光强度改变时，光生载流子的浓度及经过外回路的光电流也随之发作相应的改变。这种改变在入射光强度很大的动态范围内仍能坚持线性联系。
硅光电池是一个大面积的光电二极管，它被规划用于把入射到它外表的光能转化为电能，因而，可用作光电探测器和光电池，被广泛用于太空和户外便携式仪器等的动力。
光电池的根本结构如图1所示，当半导体PN结处于零偏或负偏时，在它们的结合面耗尽区存在一内电场。
当没有光照耀时，光电二极管相当于一般的二极管，
其伏安特性是（1）
式（1）中I为流过二极管的总电流，Is为反向饱满电流，e为电子电荷，k为玻耳兹曼常量，T为作业绝对温度，V为加在二极管两头的电压。关于外加正向电压，I随V指数增加，称为正向电流；当外加电压反向时，在反向击穿电压之内，反向饱满电流根本上是个常数。 当有光照时，入射光子将把处于介带中的捆绑电子激发到导带，激宣布的电子空穴对在内电场效果下别离飘移到N型区和P型区，当在PN结两头加负载时就有一光生电流流过负载。流过PN结两头的电流可由式（2）确认：
此式表明硅光电池的伏安特性。
式（2）中I为流过硅光电池的总电流，Is为反向饱满电流，V为PN结两头电压，T为作业绝对温度，Ip为发作的反向光电流。从式中能够看到，当光电池处于零偏时，V=0，流过PN结的电流I=Ip；当光电池处于负偏时（在本试验中取V=-5V），流过PN结的电流I=Ip-Is。因而，当光电池用作光电转化器时，光电池有必要处于零偏或负偏状况。
图2a为硅光电池的伏安特性曲线。在必定光照度下，硅光电池的伏安特性呈非线性。
图2b为硅光电池的光照特性曲线。负载电阻在20欧姆以下时，短路电流与光照有比较好的线性联系，负载电阻过大，则线性会变坏。 开路电压则是指负载电阻远大于光电池的内阻时硅光电池两头的电压，
而当硅光电池的输出端开路时有 I=0 ，由（2）和
可得开路电压为：
开路电压与光照度之间为对数联系，因而具有饱满性。因而，把硅光电池作为灵敏元件时，应该把它当作电流源的方式运用，即运用短路电流与光照度成线性的特色，这是硅光电池的首要长处。
