1.1光電池的工作原理

在一塊N形硅片表面，用擴散的方法摻入一些p型雜質(zhì)，形成pN結(jié)，光這就是一塊硅光電池。當照射在pN上時，如光子能量hv大于硅的禁帶寬度E時，則價帶中的電子躍遷到導(dǎo)帶，產(chǎn)生電子空穴對。因為pN結(jié)阻擋層的電場方向指向p區(qū)，所以，任阻擋層電場的作用下，被光激發(fā)的電子移向N區(qū)外側(cè)，被光激發(fā)的空穴移向p區(qū)外側(cè)，從而在硅光電池與pN結(jié)平行的兩外表而形成電勢差，p區(qū)帶正電，為光電池的正極，N區(qū)帶負電，為光電池的負極。照在pN結(jié)上的光強增加，就有更多的空穴流向p區(qū)，更多的電子流向N區(qū)，從而硅光電池兩外側(cè)的電勢差增加。如上所述，在光的作用下，產(chǎn)生一定方向一定大小的電動勢的現(xiàn)象，叫作光生伏特效應(yīng)。

1.2硅光電池特性

1.2.1光照特性

不同強度的光照射在光電池上，光電池有不同的短路電流Isc和開路電在Voc，如圖1所示。由圖1可知短路電流Isc—光強Ev特性是一條直線，即短路電流在很寬的光強范圍內(nèi)，與光強成線性關(guān)系，而開路電壓是非線性的，而且，在當光強較小，約20mW／cm2時，短路電壓就趨于飽和。因此，要想用光電池來測量或控制光的強弱，應(yīng)當用光電池的短路電流特性。