光电池的工作原理介绍

光电池的原理是产生光生伏特效应的现象，下面我们一起来看看光电池的工作原理介绍。

    光电池的工作原理介绍

    光电池的应用

    目前，光电池的应用范围进一步被扩展至机械仪表、自动化遥测、远程遥控等领域。此外，光电池还被应用在家庭生活当中，并且逐渐成为家用电器的“能源中心”。太阳能供电不受到季节、天气、白昼等因素影响，可以在晴天储备能量，并且每家每户都可以进行使用，还可以形成一个大的供电系统网络。

    太阳能电话、太阳能冰箱、太阳能空调、太阳能电视机都已经研究设计成功。它们利用屋顶上的太阳能吸收装置给家电提供能量，并且多余的能量还可以储存，所以遇上阴雨天等，也有足够的能量供给家电设备，这十分有利于节能环保。

    光电池的工作原理

    光电池的工作原理是基于“光生伏打效应”。它实质上是一个大面积的PN结，当光照射到PN结的一个面，例如P型面光伏发电时，若光子能量大于半导体材料的禁带宽度，那么P型区每吸收一个光子就产生一对自由电子和空穴，电子的空穴对从表面向内迅速扩散，在结电场的作用下，最后建立一个与光照强度有关电动势，继而产生电流。

    光伏材料是种能将太阳能直接转换成电能的材料。光伏材料又称太阳能电池材料，只有半导体材料具有这种功能。可做太阳能电池材料的材料有单晶硅、多晶硅等等，就是这种以硅材料的应用开发而形成的产业链条我们称之为光伏产业，包括高纯多晶硅原材料生产、太阳能电池生产、太阳能电池组件生产、相关生产设备的制造等。

    光电池的使用注意事项

    1、光电池的寿命很长，性能很稳定，但是要注意保护，不能受(原创版权www.isoyu.com)机械损伤，一旦电池破碎就无法再使用了。

    2、光电池不能受潮，也不能沾油污，否则将使抗反射膜脱落。

    3、应避免用白炽灯的光源长时间照射光电池，这样会使电池的温度升高，降低输出功率。

    4、光电池的输出电压一般为0.5V，为能获得较高的电压，可将硅光电池串联起来使用，如要获得较大的电流，也可将光电池并联使用。

    光电特性

    光电池在不同的光照度下，光生电动势和光电流是不相同的。硅光电池的光电特性如图7-1-18所示。其中曲线1是负载电阻无穷大时的开路电压特性曲线，曲线2是负载电阻相对于光电池内阻很小时的短路电流特性曲线。开路电压与光照度的关系是非线性的，而且在光照度为20001x时就趋于饱和，而短路电流在很大范围内与光照度成线性关系，负载电阻越小，这种线性关系越好，而且线性范围越宽。因此检测连续变化的光照度时，应当尽量减小负载电阻，使光电池在接近短路的状态工作，也就是把光电池作为电流源来使用。在光信号断续变化的场合，也可以把光电池作为电压源使用。

    温度特性

    光电池的温度特性是指开路电压和短路电流随温度变化的情况。由于它关系到应用光电池的仪器设备的温度漂移，影响测量精度或控制精度等重要指标，因此温度特性是光电池的重要特性之一。从图7-1-19中可以看出硅光电池开路电压随温度上升而明显下降，温度上升，开路电压约降低3mV。短路电流随温度上升却是缓慢增加的。因此，光电池作为检测元件时，应考虑温度漂移的影响，并采用相应的措施进行补偿。

    频率特性

    光电池的频率特性是指输出电流与入射光调制频率的关系。　　当入射光照度变化时，由于光生电子—空穴对的产生和复合都需要一定时间，因此入射光。调制频率太高时，光电池输出电流的变化幅度将下降。硅光电池的频率特性较好，工作频率的上限约为数万赫兹，而硒光电池的频率特性较差。在调制频率较高的场合，应采用硅光电池，并选择面积较小的硅光电池和较小的负载电阻，进一步减小响应时间，改善频率特性。