硅光电池的光电特性研究 半导体光电器件所产生的电流、电压与光照强度之间的关系就是硅光电池的光电特性。 张玮等人[4]通过研究发现硅光电池的短路电流 ISC 随光照强度线性上升,开路电压 UOC 呈对数增大, 并且在光照强度等于 2000 lux 时趋向饱和。因此将硅光电池作为测量元件使用时, 79552

应以电流源的形式来使用。 

周朕[5]等人利用 TK-PV1 型光伏效应实验仪研究了硅光电池开路电压 UOC 和短路电流 ISC 与光照强度的关系，研究表明，硅光电池的短路电流 ISC 随光照强度线性增大，开路电压 UOC 随着光照强度的增加而增加，光照比较小时，变化率较大，当光照强度达到一定值之后，变 化率较小［6-7］。该结果与张玮等人的研究结果类似。 

2 硅光电池的伏安特性研究

可以把硅光电池看作是纯电阻和恒流源的复合体[8]。当光照强度不变，负载在一定的范 围内变化，每个确定的阻值，都有一组确定的电压值和电流值与其对应。硅光电池的输出电 压及电流随负载电阻变化的关系称为硅光电池的伏安特性。 

    李杰等人[8]根据硅光电池的伏安特性设计了实验进行测量，并通过分析实验数据得知不 同光照强度对于硅光电池的伏安特性是有影响的。在相同负载的条件下，随着光照强度的增 大，硅光电池越敏感，产生的感应电动势及感应电流更强，光电池的电阻也就更小。 文献综述

喻秋山等人[3]在此理论基础上，在测量方法上进行了改进。他们利用进示波器和交流信号， 测定了硅光电池的伏安特性，并使用 origin 软件进行数据处理，所得的实验曲线与理想伏安 特性曲线变化特征相同。该改进方案不仅能够快速地测量出硅光电池的伏安特性曲线，显示 其结果，同时也可以快速测定对二极管、固定电阻等的伏安特性，既直观又快捷。 

3 硅光电池的负载特性研究

在硅光电池的负载特性研究中，有两个参量很重要，其一为最佳负载电阻，另一个为填 充因子[9]。在硅光电池接上负载 ，负载 上的输出电压和通过 的电流之积称为硅光电池

的输出功率 P。在相同的光照强度下,每一个不同的阻值都对应了一个不同的输出功率 P, 当输出功率达到最大值 Pm，此时的负载电阻被称为最佳负载电阻, 是随光强变化的。式中的 和 Um 分别是最佳工作电流和最佳工作电压。 

    最大功率 Pm 与 ISC 和 UOC 的乘积之比定义为填充因子 FF,即 填充因子 FF 是代表硅光电池性能优劣的重要参数之一,FF 值越大则输出功率越大高,说 明硅光电池对光的利用率越高。FF 值取决于材料的禁带宽度、入射光强、串联电阻和并联电 阻、理想系数等。 

张玮等人[4]利用白色光源照射，研究硅光电池在负载电阻（0~50kΩ）下，输出功率与负 载电阻变化关系。他们通过研究实验结果发现当负载电阻为 4KΩ 时,硅光电池的输出功率最 大，为 216。23mW,从而可得出填充因子 FF=0。597。周朕[5]等人在此基础上改进实验方案， 使用 TK-PV1 型光伏效应实验仪，测量了硅光电池的负载特性线路。实验过程中硅光电池光

照恒定，测量负载电阻不同时的电流与输出电压。同时针对实验数据利用 Matlab 作图[10] 找 到了峰值对应的负载电阻为 50kΩ，根据公式得到 FF=0。827。从而得出了如下结论：在光照 恒定的情况下，当硅光电池对负载供电输出功率达到最大时，负载电阻与该光照下硅光电池 的内阻大小接近。 

4 硅光电池的温度特性研究

半导体材料容易受到温度的影响,从而直接影响了硅光电池的光电流值。硅光电池的温度 特性是指开路电压 UOC、短路电流 ISC 与温度之间的关系。由于它能够影响光电池仪器的测量 精确度、温度漂移等重要指标,因此显得非常重要[4、11]。 来`自+优-尔^论:文,网www.youerw.com +QQ752018766-