传感器及检测技术（第四版）课件 16.光电池

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……………光电池传感器技术与应用武汉职业技术学院

熊晓倩课程内容光电池的应用03光电池的结构和工作原理01光电池的主要特性02一、光电池的结构和工作原理光敏面一、光电池的结构和工作原理结构

它是在一块N型硅片上用扩散的办法掺入一些P型杂质(如硼)形成PN结。

上电极为栅状受光电极，下电极是一层衬底铝。

光电池实质是一个大面积PN结，硅光电池的结构如图所示。一、光电池的结构和工作原理光生伏特效应：

当光照到PN结区时，如果光子能量足够大，将在结区附近激发出电子-空穴对，在N区聚积负电荷，P区聚积正电荷，这样N区和P区之间出现电位差。

若将PN结两端用导线连起来，电路中有电流流过。若将外电路断开，就可测出光生电动势。二、光电池的主要特性

不同光照射下有不同光电流和光生电动势。开路电压与光强是非线性的，且在2000lx时趋于饱和。短路电流在很大范围内与光照成线性关系。开路电压曲线：

光生电动势与照度之间的特性曲线。短路电流曲线：

光电流与照度之间的特性曲线。光照特性二、光电池的主要特性短路电流短路电流

指对外负载相对于光电池内阻而言是很小的。光电池在不同照度下，其内阻也不同，因而应选取适当的外接负载近似地满足“短路条件”。二、光电池的主要特性伏安特性光照强度800W/㎡电池温度25℃输出电流（A）输出电压（V）输出功率（W）二、光电池的主要特性光谱特性

光电池的光谱特性决定于材料。

从曲线可看出，硒光电池在可见光谱范围内有较高的灵敏度，峰值波长在540nm附件，适宜测可见光。硅光电池应用的范围400nm—1100nm，峰值波长在850nm附件，因此硅光电池可以在很宽的范围内应用。硒光电池硅光电池二、光电池的主要特性温度特性主要描述光电池的开路电压和短路电流随温度变化的情况。

开路电压与短路电流均随温度而变化，它将关系到应用光电池的仪器设备的温度飘逸，影响到测量或控制精度等主要指标。当光电池作为测量元件时吗，最好能保持温度恒定，或采取温度补偿措施。硅光电池在1000lx照度下的温度特性曲线二、光电池的主要特性频率特性

指光电池相对输出电流与光的调制频率之间关系。由于光电池PN结面积较大，极间电容大，故频率特性较差。硅、硒光电池的频率特性不同，硅光电池频率响应较好，硒光电池较差。所以高速计数器的转换一

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