硅光电池

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　　硅光电池是一个大面积的光电二极管，它设计用于把入射到它表面的光能转化为电能，因此，可用作光电探测器和光电池，被广泛用于太空和野外便携式仪器等能源。硅光电池的原理是产生光生伏特效应的现象。

硅光电池的构造

　　硅光电池结构如图１所示。利用硅片制成ＰＮ结，在Ｐ型层上贴一栅形电极，Ｎ型层上镀背电极作为负极。电池表面有一层增透膜，以减少光的反射。由于多数载流子的扩散，在Ｎ型与Ｐ型层间形成阻挡层，有一由Ｎ型层指向Ｐ型层的电场阻止多数载流子的扩散，但是这个电场却能帮助少数载流子通过。当有光照射时，半导体内产生正负电子对，这样Ｐ型层中的电子扩散到ＰＮ结附近被电场拉向Ｎ型层，Ｎ型层中的空穴扩散到ＰＮ结附近被阻挡层拉向Ｐ区，因此正负电极间产生电流；如停止光照，则少数载流子没有来源，电流就会停止。硅光电池的光谱灵敏度最大值在可见光红光附近（８００ｎｍ），截止波长为１１００ｎｍ。图２表示硅光电池灵敏度的相对值。

　　图１　硅光电池构造

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　　图２　硅光电池的光谱灵敏度

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　　使用时注意，硅光电池质脆，不可用力按压。不要拉动电极引线，以免脱落。电池表面勿用手摸。如需清理表面，可用软毛刷或酒精棉，防止损伤增透膜。

硅光电池的电路分析

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　　　　如图所示，用两个性能相近的硅光电池作光接受器件，当入射光通量相同时Vo=0，行机构按预定的方式工作。当光路系统略有偏差时，两个硅光电池接收到的光通量发生变化，此时Vo≠0，这一差动输出信号经过放大即可带动执行机构(例如微型电机)对系统状态进行纠正，直到Vo=0为止，从而达到跟踪的目的。

硅光电池的工作原理

　　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.

硅光电池的原理图" src="http://resource.cogobuy.com/wiki/images/2010119204512310.jpg" />

硅光电池的分类

　　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