硅光電池特性測試實驗報告-文庫吧
2025-03-10 06:36 本頁面
【正文】 硅光電池短路電流測試如圖23所示，不同的光照的作用下， 毫安表如顯示不同的電流值。即為硅光電池的短路電流特性。 (2)開路電壓圖24 硅光電池開路電壓測試如圖24所示，不同的光照的作用下， 電壓表如顯示不同的電壓值。即為硅光電池的開路電壓特性。(3) 光照特性 光電池在不同光照度下， 其光電流和光生電動勢是不同的，它們之間的關系就是光照特性，如圖25。0光生電流 / mA02 0004 000短路電流開路電壓光生電壓/ V光照度 /Lx圖25 硅光電池的光照電流電壓特性(4)伏安特性 如圖26，在硅光電池輸入光強度不變時，測量當負載一定的范圍內變化時，光電池的輸出電壓及電流隨負載電阻變化關系曲線稱為硅光電池的伏安特性。圖26 硅光電池的伏安特性測試(5)負載特性(輸出特性)光電池作為電池使用如圖27所示。在內電場作用下，入射光子由于內光電效應把處于介帶中的束縛電子激發(fā)到導帶，而產生光伏電壓，在光電池兩端加一個負載就會有電流流過，當負載很小時，電流較小而電壓較大；當負載很大時，電流較大而電壓較小。實驗時可改變負載電阻RL的值來測定硅光電池的負載特性。圖27 硅光電池負載特性的測定在線性測量中，光電池通常以電流形式使用，故短路電流與光照度（光能量）呈線性關系，是光電池的重要光照特性。實際使用時都接有負載電阻RL，輸出電流IL隨照度（光通量）的增加而非線性緩慢地增加，并且隨負載RL的增大線性范圍也越來越小。因此，在要求輸出的電流與光照度呈線性關系時，負載電阻在條件許可的情況下越小越好，并限制在光照范圍內使用。光電池光照與負載特性曲線如圖28所示。圖28 硅光電池光照與負載特性曲線(5) 光譜特性 一般光電池的光譜響應特性表示在入射光能量保持一定的條件下，光電池所產生短路電流與入射光波長之間的關系。一般用相對響應表示，實驗中硅光電池的響應范圍為400~1100nm，峰值波長為800~900nm，由于實驗儀器所提供的波長范圍為400~650nm，因此，實驗所測出的光譜響應曲線呈上升趨勢，如圖29所示硅光電池頻率特性曲線。圖29 硅光電池的光譜曲線（6）時間響應與頻率響應 實驗證明，光電器件的信號的產生和消失不能隨著光強改變而立刻變化，會有一定的惰性，這種惰性通常用時間常數表示。即當入射輻射到光電探測器后或入射輻射遮斷后，光電探測器的輸出升到穩(wěn)定值或下降到照射前的值所需時間稱為響應時間。為衡量其長短，常用時間常數τ的大小來表示。當用一個輻射脈沖光電探測器，如果這個脈沖的上升和下降時間很短，如方波，則光電探測器的輸出由于器件的惰性而有延遲，把從10%上升到90%峰值處所需的時間稱為探測器的上升時間，而把從90%下降到10%所需的時間稱為下降時間。如圖所示圖210 上升時間和下降時間（a）入射光脈沖方波（b）響應時間五、注意事項當電壓表和電流表顯示為“1＿”是說明超過量程，應更換為合適量程；連線之前保證電源關閉。實驗過程中，請勿同時撥開兩種或兩種以上的光源開關，這樣會造成實驗所測試的數據不準確。六、實驗步驟硅光電池短路電流特性測試實驗裝置原理框圖如圖211所示。 圖211 硅光電池短路電流特性測試（1）組裝好光通路組件，將照度計顯示表頭與光通路組件照度計探頭輸出正負極對應相連（紅為正極，黑為負極），將光源調制單元J4與光通路組件光源接口使用彩排數據線相連。（2）“光照度調節(jié)”調到最小，連接好光照度計，直流電源調至最小，打開照度計，此時照度計的讀數應為0。（3）“光源驅動單元”的三擲開關BM2撥到“靜態(tài)”，將撥位開關S1撥上，S2，S3，S4，S5，S6，S7均撥下。（4）按圖211所示的電路連接電路圖（5）打開電源順時針調節(jié)照度調節(jié)旋鈕，使照度值依次為下表中的光照度值，分別讀出電流表讀數，填入下表，關閉電源。光照度（Lx）0100200300400500
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