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1、LOGO6-4 光伏效应型光敏器件第六章 光敏及光电器件LOGO主要内容6-4-1 硅光敏二极管的工作原理 1.硅光敏二极管的基本结构 2.器件的工作原理6-4-2 硅光敏二极管的基本特性 1.电压-电流特性 2.光谱响应特性 3.暗电流 4.温度特性LOGO6-4-1 硅光敏二极管的工作原理1.硅光敏二极管的基本结构v 1 有入射窗口，置一小透镜，聚光。v 2 为增大受光面积，管芯面积要大些，电极面积小些v 3 为减少光的吸收损耗，结深要浅些v 4 为提高稳定性，在管芯表面生长一层SiO2保护层LOGO6-4-1 硅光敏二极管的工作原理 2.器件的工作原理 在未受光照的热平衡状态下，PN结中
2、P区和N区的费米能级是相同的。Ln、Lp分别为电子和空穴的扩散长度；L为耗尽层宽度。若PN结上加以适当的反向电压，PN结的耗尽层被拉宽，同时在电路中产生一个反向漏电流，一般情况下，PN结中少数载流子极少，故其反向漏电流也很小。LOGO6-4-1 硅光敏二极管的工作原理1. 吸收光能，激发出非平衡电子-空穴对2. 非平衡电子和空穴在不均匀电场作用下向相反方向运动3. 靠近势垒区边界一个扩散长度内的非平衡载流子扩散到势垒边界或在外电场下漂移到势垒区。4.在电场作用下，P区积累空穴，N区积累电子，形成与PN结内建电场方向相反的光生电场，建立光生电动势。光生电动势的大小和PN结的性质及入射光的强度有关
3、。LOGO6-4-1 硅光敏二极管的工作原理 若在光照的光敏二极管上加反向电压，则管芯中那些多余的光生载流子在内、外电场作用下参与导电，从而形成电流。此电流也是反向电流，但比无光照时PN结的反向电流大的多。通常把光照下流过二极管的反向电流称为光电流，无光照时产生的反向电流叫暗电流。既然光敏二极管的光电流是光生载流子参与导电而形成的，而光生载流子的数目又取决于光照射强度，因此，光电流必然随着入射光强度而变化。这表明，加有反向电压的光敏二极管能够把光信号转化为光电流信号，故又常将光敏二极管称为光电二极管。LOGO6-4-2 硅光敏二极管的基本特性 1.电压-电流特性太阳能电池中的一些概念v 能量转
4、换效率 power conversion efficiencyv 开路电压, open-circuit voltage,Vocv 短路电流, short-circuit current,Jscv 填充因子, fill-in factor, FFLOGO6-4-2 硅光敏二极管的基本特性 2.光谱响应特性LOGO6-4-2 硅光敏二极管的基本特性3.暗电流4.温度特性在无光照时，加有一反向电压的光电二极管的反向漏电流-暗电流，其值等于反向饱和电流、复合电流、表面漏电流和热电流之和。器件的暗电流越小越好。暗电流小，性能稳定，噪声低，检测弱信号的能力强。LOGO知识点1.画出硅光敏二极管的基本结构，说明其结构特点和 工作原理。
