光电池是一种很重要的光电勘探元件,它不需求外加电源而能直接把光能转化成电能.光电池的品种许多,常见的有硒,锗,硅,砷化镓等.其间最受注重的是硅光电池,因为它有一系列长处:功能安稳,光谱规模宽,频率特性好,转化功率高,本领高温辐射等.一起,硅光电池的光谱活络度与人眼的活络度较为挨近,所以许多分析仪器和丈量仪器常用到它.
光电池对入射光的波长的要求
没有特殊要求,还要看光电池金属板的资料,一般要能在金属中打出电子的光才能够,这样的频率的光才对光电池有意义。
入射光的能量要大于逸出功,也便是波长要小于某个特定的值,这个值依照光电池资料。
光子能量公式E=hv中,一般频率高的能量比较大,所以以能在金属板上打出电子的前提下,波长越短越好的。
你用测验什么色彩的光就用什么色彩的光电池
人眼视觉函数曲线是350-750nm ,硅片承受的光谱是320-1100nm ,峰值波长是850 或者是940 ,硅片掺杂工艺不同。资料不同,峰值不同哦。还有750的。
单色的是红650nm 绿520nm 蓝350nm
举个比如,我用一个一般的硅光电池 LXD55CE或者是 LXD66MK 的光电池 ,光谱是320-1100的 ,加一个视觉函数批改滤色片 他的光谱就回事350-750 ,原因很简单,光源变了。它的接纳带宽就窄了。
在光电转化功率上,自然光入射,若没有批改滤片,平等光照下,他的转化功率就比批改过的要高。
原因有两点,
1.光谱不同光电转化功率不同。
2.光源强度不同,转化功率不同。
光电池是使用光电效应原理制成的器材,所以要使光电池能将太阳能转化成电能,入射光的波长要确保能使其发作光电效应,即,入射光波长对应的频率要大于发作光电效应的极限频率。
光电效应是物理学中一个重要而奇特的现象。在高于某特定频率的电磁波照耀下,某些物质内部的电子会被光子激起出来而构成电流,即光生电。光电现象由德国物理学家赫兹于1887年发现,而正确的解释为爱因斯坦所提出。科学家们在研讨光电效应的进程中,物理学者对光子的量子性质有了愈加深化的了解,这对波粒二象性概念的提出有严重影响。
光照耀到金属上,引起物质的电性质发作改动。这类光变致电的现象被人们统称为光电效应。光电效应分为光电子发射、光电导效应和阻挡层光电效应,又称光生伏特效应。前一种现象发作在物体外表,又称外光电效应。后两种现象发作在物体内部,称为内光电效应。
依照粒子说,光是由一份一份不接连的光子组成,当某一光子照耀到对光活络的金属(如硒)上时,它的能量能够被该金属中的某个电子悉数吸收。电子吸收光子的能量后,动能马上添加;假如动能增大到足以战胜原子核对它的引力,就能在十亿分之一秒时间内飞逸出金属外表,成为光电子,构成光电流。单位时间内,入射光子的数量愈大,飞逸出的光电子就愈多,光电流也就愈强,这种由光能变成电能主动放电的现象,就叫光电效应。
光生伏特效应
当用恰当波长的光照耀非均匀半导体(PN结等)时,因为内建场的效果(不加外电场),半导体内部结区两头发生电动势(光生电压),如将PN结外部短路,则会呈现电流(光生电流)。这种因为光照引起的物质内部的电场的改动也称光电效应,为了与引起光电子发射的光电效应有所区别,也叫内光电效应。在技术领域一般把上述现象称为光生伏特效应。
PN结的光生伏特效应
设入射光笔直PN结面。如结较浅,光子将进入PN结区,乃至更深化到半导体内部。能量大于禁带宽度的光子,由本征吸收在结的两头发生电子—空穴对。在光激起下大都载流子浓度一般改动很小,而少量载流子浓度却改动很大,因而应首要研讨光生少量载流子的运动。
因为PN结势垒区内存在较强的内建场(自N区指向P区),结两头的光生少量载流子受该场的效果,各自向相反方向运动:P区的电子穿过PN结进入N区;N区的空穴进入P区,使P端电势升高,N端电势下降,所以在PN结两头构成了光生电动势,这便是PN结的光生伏特效应。因为光照发生的载流子各自向相反方向运动,从而在PN结内部构成自N区向P区的光生电流IL见下图(b)。
因为光照在PN结两头发生光生电动势,相当于在PN结两头加正向电压V,使势垒下降为qVD-qV,发生正向电流IF。在PN结开路情况下,光生电流和正向电流持平时,PN结两头建立起安稳的电势差V0。(P区相对于N区是正的),这便是光电池的开路电压。如将PN结与外电路接通,只需光照不中止,就会有连绵不断的电流经过电路,PN结起了电源的效果。这便是光电池(也称光电二极管)的基本原理。
金属-半导休构成的肖持基势垒层也能发生光生伏特效应(肖特基光电二极管),其电子进程和PN结相相似,不再赘述。