硅光电池

特性一：不同强度的光线照射在硅光电池上会产生不同强弱的电流，电流与光线的强度形成线性的关系，因此利用硅光电池的可以来测量和控制光的强弱程度。

特性二：研究人员观察硅光光电池光谱特性的曲线图不难发现，不同的光电池的光谱曲线峰值所在位置不同，硅光电池的光谱范围较宽，当然，这不仅仅与硅光电池的制造材料有关，也跟光电池的制造工艺有关，此外还随着环境中的温度变化有关。

特性三：硅光电池的电压与温度成负相关，而短流电流则与温度成正相关。因而，硅光电池作为测量仪器的 传感器 使用时，需要进行相应的温度补偿作业，通常在测量的参数设置不变的情况下，测量仪器的数据会跟随着温度而发生偏移，产生相应的误差。

据专家介绍，硅光电池的工作原理是光生伏特效应.它是一个大面积的光电二极管，它可把入射到它表面的光能转化为电能。当光照射在硅光电池的PN结区时,会在半导体中激发出光生电子空穴对.PN结两边的光生电子空穴对,在内电场的作用下,属于多数载流子的不能穿越阻挡层,而少数载流子却能穿越阻挡层.结果,P区的光生电子进入N区,N区的光生空穴进入P区,使每个区中的光生电子一空穴对分割开来.光生电子在N区的集结使N区带负电,光生电子在P区的集结使P区带正电.P区和N区之间产生光生电动势.当硅光电池接入负载后,光电流从P区经负载流至N区,负载中即得到功率输出。

目前大家日常使用的硅光电池种类有许多，其中应用最为广泛的是单晶硅光电池。单晶硅光电池又因为使用的材料不同，又分成不同的种类。硅光电池的不仅使用十分广泛，而且寿命很长，经久耐用，但是硅光电池不能受潮和受到油迹污染。

应用一、光敏传感器的基础是光电效应，即利用光子照射在器件上，使电路中产生电流或使电导特性发生变化的效应。目前半导体光敏传感器在数码摄像、光通信、航天器、太阳能电池等领域得到了广泛应用，在现代科技发展中起到了十分重要的作用。

应用二、能源--硅光电池串联或并联组成电池组与镍镉电池配合、可作为人造卫星、宇宙飞船、航标灯、无人气象站等设备的电源;也可做电子手表、电子计算器、小型号汽车、游艇等的电源。

应用三、光电检测器件--用作近红外探测器、光电读出、光电耦合、激光增加准直、电影还音等设备的光感受器。

应用四、光电控制器件--用作光电开关等光电控制设备的转换器件。

1、晶体硅光电池

晶体硅光电池有单晶硅与多晶硅两大类，用P型(或n型)硅衬底，通过磷(或硼)扩散形成Pn结成制作，生产技术成熟，是光伏市场上的主导产品。采用埋层电极、表面钝化、强化陷光、密栅工艺、优化背电极及接触电极等技术，提高材料中的载流子收集效率，优化抗反肘膜、凹凸表面、高反射背电极等方式，光电转换效率有较大提高。单晶硅光电池面积有限，目前比较大的为 ∮10至 20cm的圆片，年产能力46MW/a。目前主要课题是继续扩大产业规模，开发带状硅光电池技术，提高材料利用率。国际公认最高效率在AM1.5条件下为24%，空间用高质量的效率在AMO条件约为13.5—18%地面用大量生产的在AM1条件下多在11—18%之间。以定向凝固法生长的铸造多晶硅锭代替#晶硅，可降低成本，但效率较低。优化正背电极的银浆和铝浆丝网印刷，磨图抛工艺，千方百计进一步降成本，提高效率，大晶粒多晶硅光电池的转换效率最高达18.6[%]。

据了解，硅光电池的寿命很长，性能很稳定，但是要注意保护，不能受机械损伤，一旦电池破碎就无法再使用了。

硅光电池使用需要注意以下事项：

1、硅光电池不能受潮，也不能沾油污，否则将使抗反射膜脱落。

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

3、硅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，也可将硅光电池并联使用。硅光电池串、并联后，就可得到一定输出功率的电池组。该电池组就可当电源使用。也可与蓄电池配合共同完成对负载的供电。如图1所示，当无光照射时，由蓄电池向负载供电，当有光照射时，由硅光电池向负载供电，同时给蓄电池充电。图中的VD为防逆流二极管，其反向耐压要高于蓄电池的电压，最大工作电流要大于硅光电池组的最大输出电流。