硅光電池特性研究 201103

1、 硅光電池特性研究1研究對象光電池光電轉(zhuǎn)換元件，光能轉(zhuǎn)換成電能常見：硒、鍺、硅、砷化鎵、氧化銅等用途：光輻射探測器件，用于氣象、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等；光電自動控制和測量裝置原理：光生伏特效應(yīng)2實驗?zāi)康恼莆誔N結(jié)形成原理及其單向?qū)щ姽ぷ鳈C(jī)理；學(xué)習(xí)發(fā)光二極管LED的工作原理，輸出光功率與驅(qū)動電流的關(guān)系；掌握硅光電池的工作原理、伏安特性、負(fù)載特性等基本特性。 嘗試設(shè)計硅光電池的應(yīng)用，如驗證馬呂斯定律、測定溶液的透射率等。3實驗儀器TKGD1型硅光電池特性實驗儀4PN結(jié)的形成及單向?qū)щ娦?正偏零偏反偏空間電荷區(qū)耗盡區(qū)無可動載流子勢壘高阻抗寬度約為：幾微米幾十微米導(dǎo)通LED發(fā)光機(jī)理5當(dāng)PN結(jié)加正向電壓時，孔穴與

2、電子在復(fù)合時將產(chǎn)生特定波長的光，發(fā)光的波長與半導(dǎo)體材料的能級間隙Eg有關(guān)，p=hc/Eg。 發(fā)光二極管輸出光功率與驅(qū)動電流的關(guān)系， P=EpI/e，為發(fā)光效率，Ep為光子能量。 LED工作原理6硅光電池的工作原理 光電轉(zhuǎn)換器件主要是利用光電效應(yīng)（當(dāng)物質(zhì)在一定頻率的照射下，釋放出光電子的現(xiàn)象）： a. 光電子發(fā)射或者外光電子效應(yīng) b. 內(nèi)光電子效應(yīng) c.光生伏特效應(yīng) 光電二極管是典型的光電效應(yīng)探測器。 7硅光電池的伏安特性 當(dāng)PN結(jié)處于零偏或反偏時，兩端加上負(fù)載后，在持續(xù)的光照下，就會有一光生電流從硅光電池P端經(jīng)過負(fù)載流入N端。 K=1.380650510-23 J/KIs：本身帶有負(fù)號 81.光電流Ip與輸入光功率Pi關(guān)系測定實驗內(nèi)容和步驟92.光電池的負(fù)載特性測定101.硅光電池零偏和反偏時光電流與輸入光信號關(guān)系特性測量數(shù)據(jù)記錄及處理112.硅光電池輸出連接恒定負(fù)載時產(chǎn)生的光伏電壓與輸入光信號關(guān)系測量123.硅光電池伏安特性測量13注意事項 二極管的靜態(tài)驅(qū)動電流調(diào)節(jié)范圍0-2000（0-20 mA），調(diào)節(jié)時要“慢”調(diào)； 各臺硅光電池實驗儀之間的性能可能相差較大； 每臺實驗儀的插線是配套的，實驗完畢后將插線理好放到儀器箱