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光生伏特效应及原理VIP免费

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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

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