半导体器件 - 光伏电池

基本光伏电池由形成 pn 结的 n 型和 p 型半导体组成。上部区域延伸且透明，一般暴露在阳光下。这些二极管或电池非常特殊，在光照下会产生电压。细胞将光能直接转化为电能。

下图为光伏电池的符号。

光伏电池的工作原理

光伏电池的结构与 PN 结二极管的结构相似。当没有光照时，没有电流流过该器件。在这种状态下，电池将无法产生电流。

正确偏置电池非常重要，这需要大量的光。一旦施加光，就可以观察到 PN 结二极管的显着状态。结果，电子获得足够的能量并脱离母体Atomics。这些在耗尽区新产生的电子空穴对穿过结。

在此过程中，电子由于其正常的正离子浓度而移入 N 型材料。同样，由于 P 型材料的负离子含量，空穴会进入 P 型材料中。这导致 N 型材料立即带负电荷，P 材料带正电荷。然后 PN 结提供一个小电压作为响应。

下左图显示了其中一项特性，即光电二极管的反向电流 (I _{R ) 和照度 (E) 之间的图表。}IR 在垂直轴上测量，照度在水平轴上测量。该图是一条穿过零位置的直线。

即 I _R = mE

m = 图形直线斜率

参数m是二极管的灵敏度。

右图显示了光电二极管的另一个特性，即光电二极管的反向电流 (I _{R ) 和反向电压之间的图表。}从图中可以清楚地看出，对于给定的反向电压，反向电流随着 PN 结上的光照度的增加而增加。

当施加光时，这些电池通常向负载设备提供电力。如果需要更大的电压，可以使用这些电池的阵列来提供相同的电压。因此，光伏电池被用于可获得高水平光能的应用中。