光生伏特效应及原理VIP专享VIP免费

1/总页数光生伏特效应培训人：2/总页数光生伏特效应光生伏特效应：当阳光照射到PN结上，产生电子——空穴对，在半导体内部结附生成载流子没有被复合而达到空间电荷区，受内建电场的吸引（不加外电场），电子流入N区，空穴流入P区，结果使N区存储了过剩的电子，P区有过剩的空穴。它们在PN结附近形成与势垒方向相反的光生电场。光生电场除了抵消势垒电场作用外，还使P区带正电，N区带负电，在N区和P区之前就的薄层就产生电动势，这就是光生伏特效应。此时，如果将外电路短路，则外电路中就有与入射光能成正比的电流流过，这个电流称作短路电流。另一方面，若将PN结两端开路，则由于电子和空穴分别流入N区和P区，使N区费米能级比P区费米能级高，在这两个费米能级之间就产生了电位差Voc，可以测得这个值，值称为开路电压。3/总页数光生伏特效应P-N的结光生伏特效应：在光激发下多数载流子浓度一般改变很小，而少数载流子浓度却变化很大，因此应主要研究光生少数载流子的运动.Pneeee太阳光浅结4/总页数光生伏特效应P-N结的内建电场：eeeepn空穴电子0Ux0x动平衡时p型与n型接触区域的电势变化p耗尽层n0x--------++++++++5/总页数光生伏特效应P-N结的能带图：无光照EfpEfnEf能级弯曲的原因：在热平衡条件下，同一体系具有相同的费米能级P型N型P型N型6/总页数光生伏特效应P-N结的能带图：光照时n区产生少子空穴，p区产生少子电子；在内建电场的作用下，n区的空穴向p区运动，而p区的电子向n区运动，使p端电势升高，n端电势降低；所以，光生电场由p端指向n端，使势垒降低，产生正向电流IF；由于空穴向p区运动，所以在p-n结内部形成自n区向p区的光生电流IL有光照7/总页数光生伏特效应光电池的电流电压特性：光电池：利用半导体的光生伏特效应，而将光能转换成电能的装置。即将p-n结与外电路接通，只要光照不停止，就会有源源不断的电流流过电路，p-n结起到了电源的作用。这类装置叫光电池。1.P-N结电流方程)1(kTqVSLFLeIIIIII：负载电流；IL：光生电流；Is：P-N结反向饱和电流；V：P-N结两端电压；8/总页数光生伏特效应2.开路电压负载电流I=0,即IL=IF：)1ln(SLIIqkTVoc3.短路电流将p-n短路V=0,则IF=0，所得电流为短路电流ISC：LSCII光电池的电流电压特性：9/总页数光生伏特效应4.特性曲线光电池的电流电压特性：10/总页数光生伏特效应5.光电池的实际结构光电池的电流电压特性：栅指形状（减少接触电阻，尽量少挡住阳光）Thanks