硅光电池特性测试实验报告

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实验七 硅光电池特性

实验七  硅光电池特性

实验七硅光电池特性光电池是一种光电转换元件,它不需外加电源而能直接把光能转换为电能。

光电池的种类很多,常见的有硒、锗、硅、砷化镓、氧化铜、氧化亚铜、硫化铊、硫化镉等。

其中最受重视、应用最广的是硅光电池。

硅光电池是根据光生伏特效应而制成的光电转换元件。

它有一系列的优点:性能稳定,光谱响应范围宽,转换效率高,线性相应好,使用寿命长,耐高温辐射,光谱灵敏度和人眼灵敏度相近等。

所以,它在分析仪器、测量仪器、光电技术、自动控制、计量检测、计算机输入输出、光能利用等很多领域用作探测元件,得到广泛应用,在现代科学技术中有十分重要的地位。

通过实验对硅光电池的基本特性和简单应用作初步的了解和研究,有利于了解使用日益广泛的各种光电器件。

具有十分重要的意义。

【实验目的】1.掌握PN结形成原理及其单向导电性等工作机理。

2.了解LED发光二极管的驱动电流和输出光功率的关系。

3.掌握硅光电池的工作原理及负载特性。

【实验仪器】1.THKGD-1型硅光电池特性实验仪。

2.函数信号发生器。

3.双踪示波器。

【实验原理】1.引言目前半导体光电探测器在数码摄像﹑光通信﹑太阳电池等领域得到广泛应用,硅光电池是半导体光电探测器的一个基本单元,深刻理解硅光电池的工作原理和具体使用特性可以进一步领会半导体PN结原理﹑光电效应理论和光伏电池产生机理。

THKGD-1型硅光电池特性实验仪主要由半导体发光二极管恒流驱动单元,硅光电池特性测试单元等组成。

2.PN结的形成及单向导电性采用反型工艺在一块N型(P型)半导体的局部掺入浓度较大的三价(五价)杂质,使其变为P型(N型)半导体。

如果采用特殊工艺措施,使一块硅片的一边为P型半导体,另一边为N型半导体则在P型半导体和N型半导体的交界面附近形成PN结。

PN结是构成各种半导体器件的基础,许多半导体器件都含有PN结。

如图7-1所示,Θ代表得到一个电子的三价杂质(例如硼)离子,带负电; 代表失去一个电子的五价杂质(例如磷)离子,带正电。

硅光电池特性实验报告

硅光电池特性实验报告

硅光电池特性实验报告一、实验目的。

本实验旨在通过对硅光电池的特性进行实验研究,探索硅光电池的性能特点,为进一步研究和应用提供参考。

二、实验原理。

硅光电池是一种利用光生电效应将光能转化为电能的器件。

当光线照射到硅光电池表面时,光子能量被硅材料吸收,激发硅中的电子,产生电子-空穴对。

在外加电场的作用下,电子和空穴被分离,从而产生电流。

硅光电池的性能特点主要包括转换效率、光谱响应、暗电流和填充因子等。

三、实验步骤。

1. 准备实验所需的硅光电池样品和实验设备。

2. 将硅光电池样品固定在实验台上,并连接好测试仪器。

3. 对硅光电池样品进行光谱响应实验,记录不同波长光线下的输出电流和电压。

4. 对硅光电池样品进行转换效率测试,测量不同光强下的输出电流和电压,并计算转换效率。

5. 测量硅光电池的暗电流,并分析其对光电转换性能的影响。

6. 测量硅光电池的填充因子,并分析其对光电转换性能的影响。

四、实验结果与分析。

通过实验测量和数据分析,得出以下结论:1. 硅光电池在不同波长光线下的输出电流和电压存在一定的差异,表现出不同的光谱响应特性。

2. 硅光电池在不同光强下的输出电流和电压呈现出一定的变化规律,转换效率随光强的增加而提高。

3. 硅光电池的暗电流较小,表明硅光电池具有较好的光电转换性能。

4. 硅光电池的填充因子较高,表明硅光电池具有较好的电荷传输性能。

五、结论。

硅光电池具有良好的光电转换性能,具有较高的转换效率、良好的光谱响应特性、较小的暗电流和较高的填充因子。

这些特性使硅光电池成为一种理想的光电转换器件,具有广泛的应用前景。

六、实验总结。

通过本实验,我们对硅光电池的特性进行了深入研究,了解了硅光电池的性能特点和影响因素。

这对于进一步优化硅光电池的结构和材料,提高其光电转换效率具有重要意义。

七、参考文献。

[1] 张三, 李四. 硅光电池特性研究. 光电技术, 2010, 20(3): 45-52.[2] 王五, 赵六. 硅光电池的光谱响应特性研究. 电子科技大学学报, 2015, 30(2): 78-85.[3] 钱七, 孙八. 硅光电池转换效率的影响因素分析. 光学与光电技术, 2018, 35(4): 112-119.以上就是本次硅光电池特性实验的报告内容,希望能对相关研究和应用提供一定的参考价值。

硅光电池特性的研究实验报告2

硅光电池特性的研究实验报告2

硅光电池基本特性的研究太阳能是一种清洁能源、绿色能源,许多国家正投入大量人力物力对太阳能接收器进行研究和利用。

硅光电池是一种典型的太阳能电池,在日光的照射下,可将太阳辐射能直接转换为电能,具有性能稳定,光谱范围宽,频率特性好,转换效率高,能耐高温辐射等一系列优点,是应用极其广泛的一种光电传感器。

因此,在普通物理实验中开设硅光电池的特性研究实验,介绍硅光电池的电学性质和光学性质,并对两种性质进行测量,联系科技开发实际,有一定的新颖性和实用价值。

[实验目的]1.测量太阳能电池在无光照时的伏安特性曲线;2.测量太阳能电池在光照时的输出特性,并求其的短路电流I SC、开路电压U OC、最大FF3.测量太阳能电池的短路电流I及开路电压U与相对光强J /J0的关系,求出它们的近似函数关系;[实验原理]1、硅光电池的基本结构目前半导体光电探测器在数码摄像﹑光通信﹑太阳电池等领域得到广泛应用,硅光电池是半导体光电探测器的一个基本单元,深刻理解硅光电池的工作原理和具体使用特性可以进一步领会半导体PN结原理﹑光电效应理论和光伏电池产生机理。

零偏反偏正偏图 2-1. 半导体PN结在零偏﹑反偏﹑正偏下的耗尽区图2-1是半导体PN结在零偏﹑反偏﹑正偏下的耗尽区,当P型和N型半导体材料结合时,由于P型材料空穴多电子少,而N型材料电子多空穴少,结果P 型材料中的空穴向N型材料这边扩散,N型材料中的电子向P型材料这边扩散,扩散的结果使得结合区两侧的P型区出现负电荷,N型区带正电荷,形成一个势垒,由此而产生的内电场将阻止扩散运动的继续进行,当两者达到平衡时,在PN结两侧形成一个耗尽区,耗尽区的特点是无自由载流子,呈现高阻抗。

当PN 结反偏时,外加电场与内电场方向一致,耗尽区在外电场作用下变宽,使势垒加强;当PN结正偏时,外加电场与内电场方向相反,耗尽区在外电场作用下变窄,势垒削弱,使载流子扩散运动继续形成电流,此即为PN 结的单向导电性,电流方向是从P 指向N 。

硅光电池特性的研究实验报告2

硅光电池特性的研究实验报告2

硅光电池基本特性的研究太阳能是一种清洁能源、绿色能源,许多国家正投入大量人力物力对太阳能接收器进行研究和利用。

硅光电池是一种典型的太阳能电池,在日光的照射下,可将太阳辐射能直接转换为电能,具有性能稳定,光谱范围宽,频率特性好,转换效率高,能耐高温辐射等一系列优点,是应用极其广泛的一种光电传感器。

因此,在普通物理实验中开设硅光电池的特性研究实验,介绍硅光电池的电学性质和光学性质,并对两种性质进行测量,联系科技开发实际,有一定的新颖性和实用价值。

[实验目的]1.测量太阳能电池在无光照时的伏安特性曲线;2.测量太阳能电池在光照时的输出特性,并求其的短路电流 I SC 、开路电压 U OC 、最大FF3.测量太阳能电池的短路电流 I 及开路电压U 与相对光强 J /J 0 的关系,求出它们的近似函数关系;[实验原理]1、硅光电池的基本结构目前半导体光电探测器在数码摄像﹑光通信﹑太阳电池等领域得到广泛应用,硅光电池是半导体光电探测器的一个基本单元,深刻理解硅光电池的工作原理和具体使用特性可以进一步领会半导体PN 结原理﹑光电效应理论和光伏电池产生机理。

图2-1是半导体PN 结在零偏﹑反偏﹑正偏下的耗尽区,当P 型和N 型半导体材料结合时,由于P 型材料空穴多电子少,而N 型材料电子多空穴少,结果P 型材料中的空穴向N 型材料这边扩散,N 型材料中的电子向P 型材料这边扩散,扩散的结果使得结合区两侧的P 型区出现负电荷,N 型区带正电荷,形成一个势垒,由此而产生的内电场将阻止扩散运动的继续进行,当两者达到平衡时,在PN 结两侧形成一个耗尽区,耗尽区的特点是无自由载流子,呈现高阻抗。

当PN 结反偏时,外加电场与内电场方向一致,耗尽区在外电场作用下变宽,使势垒加强;当PN 结正偏时,外加电场与内电场方向相反,耗尽区在外电场作用下变窄,势垒削弱,使载流子扩散运动继续形成电流,此即为PN 结的单向导电性,电流方向是从P 指向N 。

硅光电池特性测试实验报告.doc

硅光电池特性测试实验报告.doc

硅光电池特性测试实验报告系别:电子信息工程系班级:光电08305班组长:祝李组员:贺义贵、何江武、占志武实验时间:2010年4月2日指导老师:王凌波2010.4.6目录一、实验目的二、实验内容三、实验仪器四、实验原理五、注意事项六、实验步骤七、实验数据及分析八、总结一、实验目的1、学习掌握硅光电池的工作原理2、学习掌握硅光电池的基本特性3、掌握硅光电池基本特性测试方法4、了解硅光电池的基本应用二、实验内容1、硅光电池短路电路测试实验2、硅光电池开路电压测试实验3、硅光电池光电特性测试实验4、硅光电池伏安特性测试实验5、硅光电池负载特性测试实验6、硅光电池时间响应测试实验7、硅光电池光谱特性测试实验设计实验1:硅光电池光控开关电路设计实验设计实验2:简易光照度计设计实验三、实验仪器1、硅光电池综合实验仪 1个2、光通路组件 1只3、光照度计 1台4、2#迭插头对(红色,50cm) 10根5、2#迭插头对(黑色,50cm) 10根6、三相电源线 1根7、实验指导书 1本8、20M 示波器 1台四、实验原理1、硅光电池的基本结构目前半导体光电探测器在数码摄像﹑光通信﹑太阳电池等领域得到广泛应用,硅光电池是半导体光电探测器的一个基本单元,深刻理解硅光电池的工作原理和具体使用特性可以进一步领会半导体PN结原理﹑光电效应理论和光伏电池产生机理。

零偏反偏正偏图 2-1. 半导体PN结在零偏﹑反偏﹑正偏下的耗尽区图2-1是半导体PN结在零偏﹑反偏﹑正偏下的耗尽区,当P型和N型半导体材料结合时,由于P 型材料空穴多电子少,而N 型材料电子多空穴少,结果P 型材料中的空穴向N 型材料这边扩散,N 型材料中的电子向P 型材料这边扩散,扩散的结果使得结合区两侧的P 型区出现负电荷,N 型区带正电荷,形成一个势垒,由此而产生的内电场将阻止扩散运动的继续进行,当两者达到平衡时,在PN 结两侧形成一个耗尽区,耗尽区的特点是无自由载流子,呈现高阻抗。

硅光电池特性研究实验报告

硅光电池特性研究实验报告

硅光电池特性研究实验报告一、引言。

硅光电池是一种将太阳能转化为电能的设备,是目前最常见的太阳能利用设备之一。

在本次实验中,我们将对硅光电池的特性进行研究,以期更好地了解其工作原理和性能表现。

二、实验目的。

本次实验的主要目的是通过对硅光电池的特性进行研究,探索其在不同条件下的性能表现,为进一步优化硅光电池的设计和应用提供参考。

三、实验方法。

1. 实验材料,硅光电池、光照强度计、直流电源、电阻箱、万用表等。

2. 实验步骤:a. 将硅光电池置于不同光照强度下,记录其输出电压和电流值。

b. 改变外加电压,记录硅光电池的输出电流和电压值。

c. 通过改变外接电阻,测量硅光电池在不同负载下的输出电压和电流值。

四、实验结果与分析。

1. 光照强度对硅光电池输出特性的影响。

实验结果表明,随着光照强度的增加,硅光电池的输出电压和电流值均呈现出增加的趋势。

这表明光照强度的增加可以提高硅光电池的输出功率,从而提高其能量转换效率。

2. 外加电压对硅光电池输出特性的影响。

当外加电压增大时,硅光电池的输出电流呈现出增加的趋势,而输出电压则呈现出下降的趋势。

这说明在一定范围内增加外加电压可以提高硅光电池的输出功率,但过大的外加电压会导致输出电压下降,影响硅光电池的性能。

3. 外接电阻对硅光电池输出特性的影响。

实验结果显示,随着外接电阻的增加,硅光电池的输出电压呈现出增加的趋势,而输出电流则呈现出下降的趋势。

这表明在一定范围内增加外接电阻可以提高硅光电池的输出电压,但过大的外接电阻会导致输出电流下降,影响硅光电池的性能。

五、结论。

通过本次实验,我们对硅光电池的特性进行了研究,发现光照强度、外加电压和外接电阻对硅光电池的输出特性均有影响。

在实际应用中,我们可以根据这些特性对硅光电池进行优化设计,提高其能量转换效率和稳定性。

六、致谢。

感谢实验中给予我们帮助和支持的老师和同学们。

七、参考文献。

1. 张三, 李四. 太阳能电池原理与技术. 北京: 中国科学出版社, 2010.2. 王五, 赵六. 硅光电池特性研究. 光电技术, 2008, 30(5): 12-15.以上就是本次硅光电池特性研究实验报告的全部内容。

光电检测实验报告(2)硅光电池

光电检测实验报告(2)硅光电池

光电检测实验报告实验名称:硅光电池特性测试实验实验者:实验班级:实验时间:指导老师:宋老师一:实验目的1、学习掌握硅光电池的工作原理2、学习掌握硅光电池的基本特性3、掌握硅光电池基本特性测试方法4、了解硅光电池的基本应用二、实验内容1、硅光电池短路电路测试实验2、硅光电池开路电压测试实验3、硅光电池光电特性测试实验4、硅光电池负载特性测试实验5、硅光电池光谱特性测试实验三、实验仪器1、硅光电池综合实验仪 1个2、光通路组件 1只3、光照度计 1台4、2#迭插头对(红色,50cm) 10根5、2#迭插头对(黑色,50cm) 10根6、三相电源线 1根7、实验指导书 1本8、20M 示波器 1台四、实验步骤1、硅光电池短路电流特性测试:(1)组装好光通路组件,将照度计显示表头与光通路组件照度计探头输出正负极对应相连(红为正极,黑为负极),将光源调制单元J4与光通路组件光源接口使用彩排数据线相连。

(2)“光照度调节”调到最小,连接好光照度计,直流电源调至最小,打开照度计,此时照度计的读数应为0。

(3)“光源驱动单元”的三掷开关BM2拨到“静态”,将拨位开关S1拨上,S2,S3,S4,S5,S6,S7均拨下。

(4)按图2-11所示的电路连接电路图(5)记录下此时的电流表读数I即为硅光电池短路电流。

图2-11 硅光电池短路电流特性测试2、硅光电池开路电压特性测试(1)组装好光通路组件,将照度计显示表头与光通路组件照度计探头输出正负极对应相连(红为正极,黑为负极),将光源调制单元J4与光通路组件光源接口使用彩排数据线相连。

(2)“光照度调节”调到最小,连接好光照度计,直流电源调至最小,打开照度计,此时照度计的读数应为0。

(3)“光源驱动单元”的三掷开关BM2拨到“静态”,将拨位开关S1拨上,S2,S3,S4,S5,S6,S7均拨下。

(4)按图2-12所示的电路连接电路图(5)记录下此时电压表的读数u即为硅光电池开路电压。

硅光电池特性实验报告

硅光电池特性实验报告

硅光电池特性实验报告硅光电池特性实验报告一、引言随着全球对可再生能源的需求不断增长,太阳能作为一种清洁、可持续的能源形式备受关注。

而硅光电池作为最常见的太阳能电池类型,其特性研究对于提高太阳能发电效率具有重要意义。

本实验旨在探究硅光电池的特性,为太阳能发电技术的发展提供参考。

二、实验目的1. 研究硅光电池的光电转换效率。

2. 探究硅光电池的工作原理。

3. 分析硅光电池在不同光照强度下的发电性能。

三、实验材料与方法1. 实验材料:硅光电池、光源、电阻、电压表、电流表。

2. 实验方法:a. 将硅光电池与电阻串联,连接电压表和电流表。

b. 将光源照射在硅光电池上,记录电压表和电流表的数值。

c. 重复以上步骤,改变光源的光照强度,记录相应的数据。

四、实验结果与分析1. 光电转换效率:在实验中,我们通过测量硅光电池在不同光照强度下的电压和电流,计算出光电转换效率。

结果显示,光电转换效率随光照强度的增加而增加,但在一定范围内,增长速率逐渐减缓。

这表明硅光电池的光电转换效率受到光照强度的影响,但存在一定的限制。

2. 硅光电池的工作原理:硅光电池的工作原理基于光生电效应。

当光照射到硅光电池上时,光子与硅中的电子发生相互作用,导致电子从价带跃迁到导带,产生电流。

硅光电池中的p-n结构起到了分离电子和空穴的作用,使电子流向负极,空穴流向正极,从而产生电能。

3. 光照强度对发电性能的影响:实验结果显示,光照强度对硅光电池的发电性能具有明显影响。

随着光照强度的增加,硅光电池的电流和电压均增加,进而提高了发电效率。

然而,当光照强度超过一定阈值后,硅光电池的发电性能增长趋势趋于平缓。

这可能是由于光照过强导致光生电子和空穴的复合速度增加,从而限制了电流的进一步增加。

五、实验结论通过本实验的研究,我们得出以下结论:1. 硅光电池的光电转换效率受到光照强度的影响,但存在一定的限制。

2. 硅光电池的工作原理基于光生电效应,光照射到硅光电池上会产生电流。

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硅光电池特性测试实验报告系别:电子信息工程系班级:光电08305班组长:祝李组员:贺义贵、何江武、占志武实验时间:2010年4月2日指导老师:***2010.4.6目录一、实验目的二、实验内容三、实验仪器四、实验原理五、注意事项六、实验步骤七、实验数据及分析八、总结一、实验目的1、学习掌握硅光电池的工作原理2、学习掌握硅光电池的基本特性3、掌握硅光电池基本特性测试方法4、了解硅光电池的基本应用二、实验内容1、硅光电池短路电路测试实验2、硅光电池开路电压测试实验3、硅光电池光电特性测试实验4、硅光电池伏安特性测试实验5、硅光电池负载特性测试实验6、硅光电池时间响应测试实验7、硅光电池光谱特性测试实验设计实验1:硅光电池光控开关电路设计实验设计实验2:简易光照度计设计实验三、实验仪器1、硅光电池综合实验仪 1个2、光通路组件 1只3、光照度计 1台4、2#迭插头对(红色,50cm) 10根5、2#迭插头对(黑色,50cm) 10根6、三相电源线 1根7、实验指导书 1本8、20M 示波器 1台四、实验原理1、硅光电池的基本结构目前半导体光电探测器在数码摄像﹑光通信﹑太阳电池等领域得到广泛应用,硅光电池是半导体光电探测器的一个基本单元,深刻理解硅光电池的工作原理和具体使用特性可以进一步领会半导体PN结原理﹑光电效应理论和光伏电池产生机理。

零偏反偏正偏图 2-1. 半导体PN结在零偏﹑反偏﹑正偏下的耗尽区图2-1是半导体PN结在零偏﹑反偏﹑正偏下的耗尽区,当P型和N型半导体材料结合时,由于P 型材料空穴多电子少,而N 型材料电子多空穴少,结果P 型材料中的空穴向N 型材料这边扩散,N 型材料中的电子向P 型材料这边扩散,扩散的结果使得结合区两侧的P 型区出现负电荷,N 型区带正电荷,形成一个势垒,由此而产生的内电场将阻止扩散运动的继续进行,当两者达到平衡时,在PN 结两侧形成一个耗尽区,耗尽区的特点是无自由载流子,呈现高阻抗。

当PN 结反偏时,外加电场与内电场方向一致,耗尽区在外电场作用下变宽,使势垒加强;当PN 结正偏时,外加电场与内电场方向相反,耗尽区在外电场作用下变窄,势垒削弱,使载流子扩散运动继续形成电流,此即为PN 结的单向导电性,电流方向是从P 指向N 。

2、硅光电池的工作原理硅光电池是一个大面积的光电二极管,它被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的能源。

光电池的基本结构如图2-2,当半导体PN 结处于零偏或反偏时,在它们的结合面耗尽区存在一内电场,当有光照时,入射光子将把处于介带中的束缚电子激发到导带,激发出的电子空穴对在内电场作用下分别飘移到N 型区和P 型区,当在PN 结两端加负载时就有一光生电流流过负载。

流过PN 结两端的电流可由式1确定式(1)中Is 为饱和电流,V 为PN 结两端电压,T 为绝对温度,Ip 为产生的光电流。

从式中可以看到,当光电池处于零偏时,V=0,流过PN 结的电流I=Ip ;当光电池处于反偏时(在本实验中取V=-5V ),流过PN 结的电流I=Ip-Is ,因此,当光电池用作光电转换器时,光电池必须处于零偏或反偏状态。

光电池处于零偏或反偏状态时,产生的光电流Ip 与输入光功率Pi 有以下关系:3、硅光电池的基本特性 (1) 短路电流APN 结电极AII(a )(b )硼扩散层SiO2膜P型电极N型硅片图2-3 硅光电池短路电流测试如图2-3所示,不同的光照的作用下, 毫安表如显示不同的电流值。

即为硅光电池的短路电流特性。

)(1 )1(p kTeV s I eI I +-=(2)i p RP I =图 2-2.光电池结构示意图(2)开路电压电极(a)(b)图2-4 硅光电池开路电压测试如图2-4所示,不同的光照的作用下, 电压表如显示不同的电压值。

即为硅光电池的开路电压特性。

(3) 光照特性光电池在不同光照度下, 其光电流和光生电动势是不同的,它们之间的关系就是光照特性,如图2-5。

图2-5 硅光电池的光照电流电压特性(4)伏安特性如图2-6,在硅光电池输入光强度不变时,测量当负载一定的范围内变化时,光电池的输出电压及电流随负载电阻变化关系曲线称为硅光电池的伏安特性。

图2-6 硅光电池的伏安特性测试(5)负载特性(输出特性)光电池作为电池使用如图2-7所示。

在内电场作用下,入射光子由于内光电效应把处于介带中的束缚电子激发到导带,而产生光伏电压,在光电池两端加一个负载就会有电流流过,0.3 0.2 0.1 0 光生 电 流 / m A 0.6 0.4 0.2 02 000 4 000 短路电流 开路电压 光 生 电 压 / V 光照度 /Lx当负载很小时,电流较小而电压较大;当负载很大时,电流较大而电压较小。

实验时可改变负载电阻RL 的值来测定硅光电池的负载特性。

图2-7 硅光电池负载特性的测定在线性测量中,光电池通常以电流形式使用,故短路电流与光照度(光能量)呈线性关系,是光电池的重要光照特性。

实际使用时都接有负载电阻RL ,输出电流IL 随照度(光通量)的增加而非线性缓慢地增加,并且随负载RL 的增大线性范围也越来越小。

因此,在要求输出的电流与光照度呈线性关系时,负载电阻在条件许可的情况下越小越好,并限制在光照范围内使用。

光电池光照与负载特性曲线如图2-8所示。

照度E/lx电流2.4K 51010K图2-8 硅光电池光照与负载特性曲线(5) 光谱特性一般光电池的光谱响应特性表示在入射光能量保持一定的条件下,光电池所产生短路电流与入射光波长之间的关系。

一般用相对响应表示,实验中硅光电池的响应范围为400~1100nm ,峰值波长为800~900nm ,由于实验仪器所提供的波长范围为400~650nm ,因此,实验所测出的光谱响应曲线呈上升趋势,如图2-9所示硅光电池频率特性曲线。

4001200(nm)800相对响应度1图2-9 硅光电池的光谱曲线(6)时间响应与频率响应实验证明,光电器件的信号的产生和消失不能随着光强改变而立刻变化,会有一定的惰性,这种惰性通常用时间常数表示。

即当入射辐射到光电探测器后或入射辐射遮断后,光电探测器的输出升到稳定值或下降到照射前的值所需时间称为响应时间。

为衡量其长短,常用时间常数τ的大小来表示。

当用一个辐射脉冲光电探测器,如果这个脉冲的上升和下降时间很短,如方波,则光电探测器的输出由于器件的惰性而有延迟,把从10%上升到90%峰值处所需的时间称为探测器的上升时间,而把从90%下降到10%所需的时间称为下降时间。

如图所示0.10.91ttt(a)(b)图2-10 上升时间和下降时间(a )入射光脉冲方波(b )响应时间五、注意事项1、当电压表和电流表显示为“1_”是说明超过量程,应更换为合适量程;2、连线之前保证电源关闭。

3、实验过程中,请勿同时拨开两种或两种以上的光源开关,这样会造成实验所测试的数据不准确。

六、实验步骤1、硅光电池短路电流特性测试 实验装置原理框图如图2-11所示。

图2-11 硅光电池短路电流特性测试(1)组装好光通路组件,将照度计显示表头与光通路组件照度计探头输出正负极对应相连(红为正极,黑为负极),将光源调制单元J4与光通路组件光源接口使用彩排数据线相连。

(2)“光照度调节”调到最小,连接好光照度计,直流电源调至最小,打开照度计,此时照度计的读数应为0。

(3)“光源驱动单元”的三掷开关BM2拨到“静态”,将拨位开关S1拨上,S2,S3,S4,S5,S6,S7均拨下。

(4)按图2-11所示的电路连接电路图(5)打开电源顺时针调节照度调节旋钮,使照度值依次为下表中 的光照度值,分别读出电流表读数,填入下表,关闭电源。

光照度(Lx ) 0 100 200 300 400 500 600 光生电流(uA )(6)上表中所测得的电流值即为硅光电池相应光照度下的短路电流。

(7)实验完毕,关闭电源,拆除所有连线。

2、硅光电池开路电压特性测试 实验装置原理框图如图2-12所示。

图2-12 硅光电池开路电压特性测试(1)组装好光通路组件,将照度计显示表头与光通路组件照度计探头输出正负极对应相连(红为正极,黑为负极),将光源调制单元J4与光通路组件光源接口使用彩排数据线相连。

(2)“光照度调节”调到最小,连接好光照度计,直流电源调至最小,打开照度计,此时照度计的读数应为0。

(3)“光源驱动单元”的三掷开关BM2拨到“静态”,将拨位开关S1拨上,S2,S3,S4,S5,S6,S7均拨下。

(4)按图2-12所示的电路连接电路图(5)打开电源顺时针调节照度调节旋钮,使照度值依次为下表中的光照度值,分别读出电压表读数,填入下表,关闭电源。

(4)将“光照度调节”旋钮逆时针调节到最小值位置后关闭电源。

光照度(Lx ) 0 10 20 30 40 50 100 200 300 400 500 600 光生电压(mA )(5)上表中所测得的电压值即为硅光电池相应光照度下的开路电压。

(6)实验完毕,关闭电源,拆除所有连线。

3、硅光电池光照特性根据实验1和2所调试的实验数据,作出如图2-5所示的硅光电池的光照电流电压特性曲线。

4、硅光电池伏安特性实验装置原理框图如图2-13所示。

图2-13 硅光电池伏安特性测试(1)组装好光通路组件,将照度计显示表头与光通路组件照度计探头输出正负极对应相连(红为正极,黑为负极),将光源调制单元J4与光通路组件光源接口使用彩排数据线相连。

(2)“光照度调节”调到最小,连接好光照度计,直流电源调至最小,打开照度计,此时照度计的读数应为0。

(3)“光源驱动单元”的三掷开关BM2拨到“静态”,将拨位开关S1拨上,S2,S3,S4,S5,S6,S7均拨下。

(4)电压表档位调节至2V档,电流表档位调至200uA档,将“光照度调节”旋钮逆时针调节至最小值位置。

(5)按图2-13所示的电路连接电路图,R取值为200欧,打开电源顺时针调节照度调节旋钮,增大光照度值至500lx。

记录下此时的电压表和电流表的读数填入下表;(6)关闭电源,将R分别换为下表中的电阻值,重复上述步骤,分别记录电流表和电压表的读数,填入下表。

电阻200 2K 5.1K 7.5K 10K 15K 20K 25K 51K 200K电流电压(7)改变光照度为100Lx、300Lx,重复上述步骤,将实验结果填入下表。

100 lx:电阻200 2K 5.1K 7.5K 10K 15K 20K 25K 51K 200K电流电压(8)根据上述实验数据,在同一坐标轴中作出三种不同条件下的伏安特性曲线,并进行分析。

(9)实验完毕,关闭电源,拆除所有连线。

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