浅谈光电池与光电阻传感器 光电池 一、光电池及其种类 光电池是光电类传感器的一种，是一种特殊的半导体二极管，能在不加偏置的情况下将光信号转换成电信号。光电池是利用半导体光伏效应制成的光电转换器件，它既可以作为电源，又可作为光电检测器件。作为电源使用的光电池也叫太阳能电池，能够把地球从太阳辐射中吸收的大量光能转化换成电能。太阳能电池不需要燃料，没有运动部件，也不排放气体，具有重量轻，工作性能稳定，光电装换效率高，使用寿命长，不产生污染等优点，作为一种新型能源在航天技术、气象观测、国防科技、气象观测、工农业生产以及人们的日常生活中越来越得到越来越广泛的应用。作为光电检测器件使用的光电池具有反应速度快，工作时不需要外加偏压等特点，用于近红外探测器、光电耦合器、光电开关等。 光电池的种类很多，早期出现的有氧化亚铜光电池，因转换效率低已很少应用，此外有硒、硫化铊、硫化镉、锗、硅、砷化镓等制成的光电池。其中碲化镉光电池很适合制作薄膜光电池，其理论转换效率达 30％，是非常理想的光伏材料。砷化镓光电池大多采用液相外延法或 MOCVD 技术制备，期产品具有产品耐高温和辐射，但生产成本高，产量受限，目前主要作空间电源用。磷化铟光电池的抗辐射性能特别好多用于空间方面。但其中最常用的还是硒光电池和硅光电池。硒光电池因光谱特性与人眼视觉很相近，频谱较宽，故多用于日落光表及照度计。硅光电池与其它半导体光电池相比，是目前转换效率最高 17%，几乎接近理论极限的一种光电池，而且性能稳定，光谱范围宽，频率特性好，传递效率高，能耐高温辐射等，因而最受重视。 二、光电池的工作原理 硅光电池的基本结构如图 1 所示，它的基片用低阻n型硅单晶制成，再用扩散硼（或 磷）的方法在基片上形成 p型膜，构成 pn结。 电子的热运动是无规则的，因此当无光照射时有一部分电子可从 n区扩散到p 区，同样有一部分空穴可从p 区扩散到n 区。在扩散前p 区和n 区都是中性的。随着电子和空穴的扩散，n 区靠近界面处将带正电荷，而p 区靠近界面处将带负电荷，如图2 中所示。这两个带电区就称为p-n 结。在结中有一方向如图2 所示的内建电场，这个内建电场对空穴和电 子的继续扩散有阻碍作用，因而扩散率逐渐减少，最后达到动态平衡。在平衡状态时，n 区电位比p 区电位高一定数值，这个电位差称为势垒高度，势垒高度取决于p 区和n 区中的杂质浓度，而且势垒高度一般小...
