硅光電池特性測試實驗報告-wenkub
2023-04-09 06:36:16 本頁面
【正文】 電壓或電流信號。R=510歐光照度（lx）0100200300400500600電流（μA）電壓（mV）R=1K光照度（lx）0100200300400500600電流（μA）電壓（mV）R=光照度（lx）0100200300400500600電流（μA）電壓（mV）R=10K光照度（lx）0100200300400500600電流（μA）電壓（mV） （7）根據(jù)上述實驗所測試的數(shù)據(jù)，在同一坐標(biāo)軸上描繪出硅光電池的負(fù)載特性曲線,并進行分析。（3）“光源驅(qū)動單元”的三擲開關(guān)BM2撥到“靜態(tài)”，將撥位開關(guān)S1撥上，S2，S3，S4，S5，S6，S7均撥下。 （9）實驗完畢，關(guān)閉電源，拆除所有連線。（5）按圖213所示的電路連接電路圖，R取值為200歐，打開電源順時針調(diào)節(jié)照度調(diào)節(jié)旋鈕，增大光照度值至500lx。 圖213 硅光電池伏安特性測試（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(fù)極對應(yīng)相連（紅為正極，黑為負(fù)極），將光源調(diào)制單元J4與光通路組件光源接口使用彩排數(shù)據(jù)線相連。（5）上表中所測得的電壓值即為硅光電池相應(yīng)光照度下的開路電壓。（2）“光照度調(diào)節(jié)”調(diào)到最小，連接好光照度計，直流電源調(diào)至最小，打開照度計，此時照度計的讀數(shù)應(yīng)為0。光照度（Lx）0100200300400500600光生電流（uA）（6）上表中所測得的電流值即為硅光電池相應(yīng)光照度下的短路電流。 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(fù)極對應(yīng)相連（紅為正極，黑為負(fù)極），將光源調(diào)制單元J4與光通路組件光源接口使用彩排數(shù)據(jù)線相連。當(dāng)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。一般用相對響應(yīng)表示，實驗中硅光電池的響應(yīng)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(yīng)曲線呈上升趨勢，如圖29所示硅光電池頻率特性曲線。實際使用時都接有負(fù)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(fù)載RL的增大線性范圍也越來越小。圖26 硅光電池的伏安特性測試(5)負(fù)載特性(輸出特性)光電池作為電池使用如圖27所示。 (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。流過PN結(jié)兩端的電流可由式1確定圖 式（1）中Is為飽和電流，V為PN結(jié)兩端電壓，T為絕對溫度，Ip為產(chǎn)生的光電流。零偏反偏正偏圖 21. 半導(dǎo)體PN結(jié)在零偏﹑反偏﹑正偏下的耗盡區(qū) 圖21是半導(dǎo)體PN結(jié)在零偏﹑反偏﹑正偏下的耗盡區(qū)，當(dāng)P型和N型半導(dǎo)體材料結(jié)合時，由于P型材料空穴多電子少，而N型材料電子多空穴少，結(jié)果P型材料中的空穴向N型材料這邊擴散，N型材料中的電子向P型材料這邊擴散，擴散的結(jié)果使得結(jié)合區(qū)兩側(cè)的P型區(qū)出現(xiàn)負(fù)電荷，N型區(qū)帶正電荷，形成一個勢壘，由此而產(chǎn)生的內(nèi)電場將阻止擴散運動的繼續(xù)進行，當(dāng)兩者達(dá)到平衡時，在PN結(jié)兩側(cè)形成一個耗盡區(qū)，耗盡區(qū)的特點是無自由載流子，呈現(xiàn)高阻抗。當(dāng)PN結(jié)反偏時，外加電場與內(nèi)電場方向一致，耗盡區(qū)在外電場作用下變寬，使勢壘加強；當(dāng)PN結(jié)正偏時，外加電場與內(nèi)電場方向相反，耗盡區(qū)在外電場作用下變窄，勢壘削弱，使載
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