硅光电池是什么
硅光电池是一种直接把光能转换成电能的半导体器材。它的结构很简单,中心部分是一个大面积的PN 结,把一只通明玻璃外壳的点接触型二极管与一块微安表接成闭合回路,当二极管的管芯(PN结)遭到光照时,你就会看到微安表的表针发作偏转,显示出回路里有电流,这个现象称为光生伏特效应。硅光电池的PN结面积要比二极管的PN结大得多,所以遭到光照时发生的电动势和电流也大得多。
硅光电池的结构及作业原理
硅光电池的结构
运用硅片制成PN结,在P型层上贴一栅形电极,N型层上镀背电极作为负极。电池外表有一层增透膜,以削减光的反射。因为大都载流子的分散,在N型与P型层间构成阻挡层,有一由N型层指向P型层的电场阻挠大都载流子的分散,可是这个电场却能协助少量载流子通过。当有光照耀时,半导体内发生正负电子对,这样P型层中的电子分散到PN结邻近被电场拉向N型层,N型层中的空穴分散到PN结邻近被阻挡层拉向P区,因而正负电极间发生电流;如中止光照,则少量载流子没有来历,电流就会中止。硅光电池的光谱灵敏度最大值在可见光红光邻近(800nm),截止波长为1100nm。图2表明硅光电池灵敏度的相对值。
图1 硅光电池结构
图2 硅光电池的光谱灵敏度
运用时留意,硅光电池质脆,不行用力按压。不要拉动电极引线,避免掉落。电池外表勿用手摸。如需整理外表,可用软毛刷或酒精棉,避免损害增透膜。
硅光电池是一种能将光能直接转换成电能的半导体器材,其结构如图所示。它实质上是一个大面积的半导体PN结。硅光电池的基体资料为一薄片P型单晶硅,其厚度在0.44mm以栅状电极下,在它的外表上运用热分散法生成一层N型受光层,基体和受光层的交接处构成PN结。在N型受光层上制作有栅状负电极,另外在受光面上还均匀掩盖有抗反射膜,它是一层很薄的天蓝色一氧化硅膜,能够使电池对有用人射光的吸收率到达90%以上,并使硅光电池的短路电流添加25%-30%。
硅光电池结构示意图
以硅资料为基体的硅光电池,能够运用单晶硅、多晶硅、非晶硅来制作。单晶硅光电池是现在使用最广的一种,它有2CR和2DR两种类型,其间2CR型硅光电池选用N型单晶硅制作,2DR型硅光电池刚选用P型单晶硅制作。
硅光电池的作业原理是光生伏特效应。当光照耀在硅光电池的PN结区时,会在半导体中激宣布光生电子一空穴对。PN结两头的光生电子一空穴对,在内电场的效果下,归于大都载流子的不能穿越阻挡层,而少量载流子却能穿越阻挡层。成果,P区的光生电子进入N区,N区的光生空穴进入p区,使每个区中的光生电子一空穴对分割开来。光生电子在N区的集结使N区带负电,光生电子在p区的集结使P区带正电。P区和N区之间发生光生电动势。当硅光电池接人负载后,光电流从P区经负载流至NE,负载中即得到功率输出。
硅光电池的电路剖析
如图所示,用两个功能附近的硅光电池作光承受器材,当入射光通量相一起Vo=0,行组织按预订的方法作业。当光路体系略有误差时,两个硅光电池接收到的光通量发作变化,此刻Vo≠0,这一差动输出信号通过扩大即可带动执行组织(例如微型电机)对体系状况进行纠正,直到Vo=0停止,然后到达盯梢的意图。