硅光电池特性测试实验报告
硅光电池特性研究实验
硅光电池特性研究实验【实验原理】在p 型硅片上扩散一层极薄的n 型层，形成pn 结，再在该硅片的上下两面各制一个电极(其中光照面的电极成“梳状”，并在整个光照面镀上增透膜，利于光的入射)，这样就构成了硅光电池，如图5.7.1(a)所示。
光电池的符号见图5.7.1(b)。
当光照射在硅光电池的光照面上时，若入射光子能量大于硅的能隙时，光子能量将被半导体吸收，产生电子一空穴对。
它们在运动中一部分重新复合，其余部分在到达pn 结附近时受pn 结内电场的作用，空穴向p 区迁移，使p 区显示正电性，电子向n 区迁移，使n 区带负电，因此在pn 结上产生电动势。
如果在硅光电池两端连接电阻，回路内就形成电流，这是硅光电池发生光电转换的原理。
硅光电池(以下简称光电池)的简化等效电路如图5.7.2所示。
(1)在无光照时，光(生)电流0ph I =，光电池可以简化为二极管如图5.7.3。
根据半导体理论，流经二极管的电流d I 与其两端电压的关系符合以下经验公式0(1)V d I I I e β==- （5.7.1） 式中：β和0I 是常数。
(2)有光照时，ph I >o ，光电池端电压与电流的关系为0(1)V d ph ph I I I I e I β=-=-- (5.7.2)由式(5.7.2)，可以得到以下结论：①当外电路短路时，短路电流sc ph I I =-，光电流全部流向外电路。
②当外电路开路时，开路电压1ln 1ph oc o I V I β⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦即1ln 1sc oc o I V I β⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦，开路电压oc V 与短路电流sc I 满足对数关系；如果sc I 与光通量(或照度)有线性关系，则oc V 与光通量也满足对数关系。
由于二极管的分流作用，负载电阻愈大，光电池的输出电流愈小，实验可以证明这时输出电压却愈大。
因此，在入射光能量不变化的情况下，要从光电池获取最大功率，负载电阻要取恰当的值。
硅光电池实验课堂指导及实验报告要求
提示：本材料始终由实验室保存，并供所有实验同学使用。
保持材料的整洁，不作标记、批注。
本周内实验中心将开始提供实验指导册，其中包含本材料内容。
请及时与中心联系，tel：66366787。
硅光电池测量实验室2006.9.25编号：硅光电池基本特性研究光电池又称光伏电池。
光电池的种类较多，如硒光电池，氧化亚铜光电池，硫化铊光电池，锗光电池，硅光电池，砷化镓光电池等。
其中硅光电池具有较多的优点，如性能稳定、光谱范围宽、频率特性好、能量转换效率高、结构简单、重量轻、寿命长、价格便宜、使用方便，因而得到广泛应用。
本实验研究硅．光电池的基本特性。
硅光电池可以用作光信号探测器（光电传感器），在光电转换、自动控制和计算机输入和输出等现代化科学技术中发挥重要作用。
另一方面硅光电池可将太阳能转换成电能，如果把许多硅光电池科学地串联或并联起来，可以建成太阳能发电站，为人类更有效地利用太阳能开辟新道路。
本实验要求通过对硅光电池基本特性的测量，了解和掌握其特性及有关的测量方法，进而对日益广泛使用的各种光电器件有更深入的了解。
如果在硅光电池两端连接电阻，回路内就形成电流，这是硅光电池发生光电转换的原理。
硅光电池(以下简称光电池)的简化等效电路如图二所示。
1．在无光照时，光(生)电流0I，光电池可以简化为二极管（图三）。
根据半导体理论，流经二ph极管的电流I与其两端电压的关系符合以下经验公式dph sc表2种滤色片先后装于滤色片支架上，放在光源与光电组件之间，并尽量靠近光电组件；在同一位置处，测量各个短路电流，填表10。
6． 验证比尔（Beer ）定律（光电池在光电检测中的一个应用）对于低浓度的液体，其浓度与光的透射率即入射到光电池光通量符合比尔定律：kdce-=0φφ，因此浓度与光电流满足：kdcsceI I -=0，其中c 为液体浓度，d 为厚度，k 、o I 为常数。
改变液体浓度，测量sc I ，填表11。
表11预习要求：1. 通过预习，了解硅光电池的工作原理，大致了解实验内容。
硅光电池特性实验
图 1-2 光电池的入射光强-电流电压特性曲线
VOC 随入射光强按对数规律变化，ISC 与入射光强成线性关系。
光电池用作探测器时，通常是以电流源形式使用，总要接负载电阻 RL，这时电流记作 I LC ， 它与入射光强不再成线性关系， RL 相对光电池内阻 Rd 越大，线性范围越小，如下图所示：
图 1-3 光电池的入射光强-电流-负载特性曲线
表 1-6
光照度（Lx）
50
100
200
300
电流（μA）
电压（mV）
表 1-7
光照度（Lx）
50
100
200
300
电流（μA）
电压（mV）
表 1-8
光照度（Lx）
50
100
200
300
电流（μA）
电压（mV）
9）实验完毕，关闭电源，拆除所有连线。
6、硅光电池光谱特性测量
实验方法与短路电流测试方法基本一样，不同点就是光源采取全彩灯光源，光源特性测
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光电技术创新综合实验平台实验指导书
图 1-9 硅光电池光照特性电路
5）将负载换成分别换成 10K、47K、100K，分别记录电流表的读数，填入表 1-4。 6）重复以上方法，分别测量光照度为 100 Lx、200 Lx、300 Lx 下的光电流值，并记录下 来，同时关闭电源。
表 1-4
图 1-10 硅光电池伏安特性电路
5）重复以上方法，测量照度分别为 100Lx、200 Lx、300 Lx 下的光生电压值和光生电流 值，填入表 1-5。
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光电技术创新综合实验平台实验指导书
表 1-5
光照度（Lx）
50
硅光电池特性测试
硅光电池特性测试第 1 页共 5 页硅光电池特性测试随着煤、⽯油、天然⽓等化⽯能源的⼤量消耗，能源短缺和环境污染已成为⼈类⾯临的重要危机。
太阳能是⼈类取之不尽⽤之不竭的洁净能源，对太阳能的充分利⽤是解决⼈类能源危机最具前景的途径之⼀。
太阳能电池就是通过半导体的内光电效应直接把光能转化成电能的装置。
⽬前太阳能电池应⽤领域除⼈造卫星和宇宙飞船外，已应⽤于许多民⽤领域：如太阳能汽车、太阳能游艇、太阳能收⾳机、太阳能计算机、太阳能乡村电站等。
利⽤本仪器可以开展针对太阳能电池基本光电特性的综合性普通物理教学实验项⽬，实验内容和仪器本⾝都具有⼀定的新颖性和实⽤性，对掌握太阳能电池相关知识，激发学⽣学习兴趣，培养分析和解决实际问题的能⼒，以及环保节能的⼈⽂思想熏陶都⼤有裨益。
[实验⽬的]测量太阳能电池在⽆光照时的伏安特性曲线；测量太阳能电池在光照时的输出特性，并求其的短路电流SC I 、开路电压OC U 、最⼤输出功率m P 及填充因⼦FF ；测量太阳能电池的短路电流SC I 、开路电压OC U 与相对光强J J 的关系，求出它们的近似函数关系； [实验原理]太阳能电池能够吸收光的能量，并将所吸收光⼦的能量转化为电能。
这⼀能量转换过程是利⽤半导体P-N 结的光伏效应（Photovoltaic Effect ）进⾏的。
在没有光照时太阳能电池的特性可简单的看作⼀个⼆极管，其正向偏压U 与通过电流I 的关系式为：)1()1(?=?=U o nkT qUo e I e I I β (1)其中，I 、U 为P-N 结⼆极管的电流及电压，k 为波尔兹曼常数（1.38×10-23J/K ），q 为电⼦电荷量（1.602×10-19库仑），T 为绝对温度，o I 是⼆极管的反向饱和电流, n 是理想⼆极管参数，nkTq =β。
由半导体理论知,⼆极管主要是由如图1所⽰的能隙为V C E E ?的半导体所构成。
硅光电池实验报告
实验是对理论的验证，所以实验也分探究性实 验课验证性实验，我们所做的是探究性的实 验，所以在数据的处理方面，和测试方面更 重要，在数据在绘成表格的时候，是对还是 错就一目了然，而我们组，在做实验的时候， 前几个实验还好，在测E值的时候，测错了， 导致了实验的失败，但正是做错了，才对这 个位置记得深刻!
光生电流 0.01 10.0 20.2 30.4 （uA）
数据处理 数据分析：由图数据可知电流与光照 呈线性关系，而电压则成非线性关系 增加！
硅光电池的光照电流电压特性曲线
光生电流\mA
开路电压 短路电流
400 300 200 100 0 0
70 20 -30 100 200 300 400 500 600 700 光照度\Lx
硅光电池实验报告
程 磊：11012970
刘仁浩：11012330
赵水仙：11012914 实验日期：2012年10月19日 指导教师：王凌波
实验内容
硅光电池短路电路测试实验 硅光电池开路电压测试实验 硅光电池光电特性测试实验 硅光电池伏安特性测试实验 硅光电池负载特性测试实验 硅光电池光谱特性测试实验
以为这组数据比 较多，所以没有 列出
电流（uA)
硅光电池的负载特性 70 60
电流（uA）
50 40 30 20 10 0 0 100 200 300 400 光照度（lx） 500 600 700 510 1K 5.1K 10k
数据分析：在同负载的情况下，电流随着光照度的增加，电流也随之增加，当 在光照度相同的时候，在光照度比较小的时候负载对电流的影响不大，超过某 光照度的时候，电阻越小，电路中电流就会明显的比电阻大的电流大
硅光电池响应度 200
响应度
硅光电池特性的研究 大学物理实验
（1） PN结两端的电流：
R 一 PN结的形成及工作原理
（1） PN结两端的电流：
为响应率，R
值随入射光波长的不同而变
本实验用一个驱动电流可调的红色超高亮度发光二极管作为实验用光源。
化，对不同材料制作的光电池R值分别在短波长 一、硅光电池零偏和反偏时光电流与输入光信号关系特性测定
TKGD－1型硅光电池特性实验仪
零偏
负偏
正偏
（2）光电流I 与输出光功率Pi之间的关系： 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；
掌握硅光电池工作原理及其工作特性 掌握发光二极管的工作原理
P
光电池对入射光的波长有何要求？
比较零偏和反偏时的两条曲线，求出光电池的饱和电流Is 。
硅光电池是一个大面积的光电二极管，它可把入射到它表面的光能转化为电能。
I P RPi 输入光强度不变时（驱动电流分别取5 mA和15mA），测定当负载在 0.
5kΩ的范围内变化时，光电池的输出电压随负载电阻变化关系曲线。 5kΩ的范围内变化时，光电池的输出电压随负载电阻变化关系曲线。 二 硅光电池的工作原理
三、硅光电池伏安特性测定
掌握硅光电池工作原理及其工作特性
当PN结正偏时，外加电场与内电场方向相反，耗尽区在外加电场作用下变窄，势垒削弱。
11
实验内容
一、硅光电池零偏和反偏时光电流与输入光 信号关系特性测定
测试实验7硅光电池
北京工业大学机械工程及应用电子技术学院测试技术基础实验报告姓名：学号：同组成员：成绩：2015.12实验七硅光电池特性测试实验一、实验目的1.深入了解光敏二极管的工作原理、基本结构、性能及应用2.了解NI数据采集卡的基本应用3.了解利用虚拟仪器进行信号处理的方法二、实验仪器光电传感器实验模块、恒流源、直流稳压电源、数显单元、NI数据采集卡等。
三、实验原理光敏二极管也叫光电二极管。
光敏二极管与半导体二极管在结构上是类似的，它的核心部分是一个PN结。
为了便于接受光照，PN结面积较大，电极面积较小，而且PN结的结深很浅，一般小于1微米。
光电二极管主要利用光电效应，当物质在一定频率的照射下，释放出光电子的现象。
当光照射半导体材料表面是，会被这些材料内的电子吸收，如果光子的能量足够大，吸收光子后的电子会挣脱原子的束缚而溢出材料表面，这种电子叫光电子，这种现象称为光电子发射或外光电效应。
当外加偏置电压与结内电场方向一致，PN结及其附近被光照射时候，就会产生载流电子（及电子-空穴对）。
结区内的电子-空穴对在势垒区电场的作用下，电子被拉向N区，空穴被拉向P区形成光电流。
当入射光强变化时，光生载子流的浓度及通过外回路的光电流也随之变化，这种变化一般保持线性关系。
当没有光照时，光电二极管相当于普通二极管。
伏安特性为式中I为总电流，Is为反向饱和电流，e为电子电荷，k为玻尔兹曼常量，T为工作绝对温度，V为二极管两端电压。
I随V指数增长，称为正向电流，当外加电压反向时，在反向击穿电压之内，反向饱和电流为常数。
当有光照时候，流过PN结两端的电流：式中I为总电流，Is为反向饱和电流，e为电子电荷，k为玻尔兹曼常量，T为工作绝对温度，V为PN结两端电压，Ip为反向光电流。
从式中可以看出，当光电二极管处于零偏时，V=0，I=Ip，当光电二极管负偏时（取-4V），I=Ip-Is。
因此，光电二极管用作光电转换器时，须处于零偏或负偏。
大学物理硅光电池光照特性测试,数据excel,表格
大学物理硅光电池光照特性测试,数据excel,表格篇一：武汉职业技术学院光电11302硅光电池特性测试实验报告硅光电池特性测试实验报告组长：杨博组员：付中亮熊鹏郭晓峰指导教师：王凌波实验日期：2012年10月11日2012年10月16日提交日期：2012年11月11 日一、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三、实验仪器1、硅光电池综合试验仪1个2、光通路组件1只3、光照度计1台4、2#迭插头对10根5、2#迭插头对10根6、三相电源线1根7、实验指导书1本四、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的电源开关，这样会造成实验所测试的数据不准确。
五、实验步骤1、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3、硅光电池光照特性数据分析得：光电池的短路电流与入射光照度成正比，而开路电压与光照度的对数成反比。
4、硅光电池伏安特性(注：电流单位：uA电压单位：mV) 100LX300Lx500Lx0 -10电流（uA）硅光电池伏安特性曲线-20-30 -40 -50 -60数据分析得：在同一照度下，随着电阻的不断增大，硅光电池的电流不断减小，电压不断增大。
5、硅光电池负载特性测试R=510欧R=1K篇二：实验一常用光电子探测器件特性测试实验实验一常用光电子探测器件特性测试实验一.实验目的1.学习掌握光敏电阻、硅光电池、雪崩二极管的工作原理2.学习掌握光敏电阻、硅光电二极管、雪崩二极管的基本特性与测试方法3.了解光敏电阻、硅光电池、雪崩二极管的基本应用二．实验器材光电子探测实验箱、光敏电池、硅光电二极管、光照度计等。
硅电池实验报告结论
硅电池实验报告结论引言硅电池是一种能够将太阳能转换为电能的新型太阳能电池。
它采用了硅材料作为光电转换器，具有高效率和便捷性的特点。
本实验旨在研究硅电池的工作原理和性能特点，并通过实验数据分析得出结论。
实验方法我们采用了一台光电转换效率测试仪来对硅电池进行实验测试。
首先，我们将硅电池置于太阳光源下，并调整仪器使其光强稳定在适宜的范围内。
然后，我们测量了不同条件下硅电池的电压和电流，并记录数据。
实验结果根据实验数据，我们得出以下结论：1. 光强对硅电池性能的影响随着光强的增加，硅电池的输出电流线性增加，但输出电压基本保持稳定。
这说明硅电池的光电转换效率与光强呈正相关关系。
2. 温度对硅电池性能的影响随着温度的增加，硅电池的输出电流逐渐减小，输出电压略微上升。
这是由于高温会增加硅电池内部电阻，降低电流输出。
因此，在实际应用中，应尽量保持硅电池在合适的温度范围内工作，以确保其最佳性能。
3. 硅电池的光电转换效率根据实验数据，我们计算出了硅电池的光电转换效率。
实验结果表明，硅电池的光电转换效率约为20%。
这意味着硅电池可以将入射太阳光的20%转化为电能，具有较高的能量利用率。
4. 硅电池的可靠性和稳定性实验中，我们对硅电池进行了长时间稳定性测试，并观察到其输出电流和电压基本保持稳定。
这表明硅电池具有良好的可靠性和稳定性，能够长期稳定工作。
结论通过本次实验，我们得出以下结论：1. 硅电池的光电转换效率与光强呈正相关关系。
2. 在合适的温度范围内工作，可以保证硅电池的最佳性能。
3. 硅电池的光电转换效率约为20%。
4. 硅电池具有良好的可靠性和稳定性。
综上所述，硅电池是一种光电转换效率高、稳定可靠的太阳能电池。
它的应用前景广阔，可以广泛应用于环境友好型能源领域，并对减少化石燃料的消耗和减少环境污染具有积极的意义。
西南交大硅太阳能电池特性的研究实验报告
西南交大硅太阳能电池特性的研究实验报告
硅光电池基本特性的研究报告
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Uoc 、最大FF
3.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。
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.
[注意事项]
无识别结果
1.实验测试结果会受到实验室杂散光的影响,使用中尽量保持较
暗的测试环境。
2．连接电路时，保持电源开关断开，以免发生触电事故。
3.改变负载电阻，测量相应的负载电流时，适当安排测量点的分布:在估算的最佳负载电阻值附近的测量点应密，其他测量点可疏。
4.由于各台仪器使用的太阳能电池光电转换效率、白炽灯的发射光谱存在一定的个体差异，而且实验仪器所处的环境亮度不尽相同，这类因素均可能导致各台仪器之间测量结果存在一定差异，但并不影响物理规律的反映。
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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：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。
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) 短路电流电极(a )(b )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。
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。
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(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（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。
（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。
100 lx：（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。
5. 硅光电池负载特性测试实验（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2K欧。
（6）打开电源，顺时针调节“光照度调节”旋钮，逐渐增大光照度至0Lx，100Lx，200Lx，300Lx，400Lx，500Lx，600lx分别记录电流表和电压表读数，填入下表（7）关闭电源，将R分别换为510， 1K， 5.1K， 10K重复上述步骤，分别记录电流表和电压表的读数，填入下表。