色敏传感器是光敏传感器的一种。光敏器件一般检测的都是在一定波长范围内光的强度,而半导体色敏传感器则可用来直接测量从可见光到近红外波段内单色辐射的波长。
对于用半导体硅制造的光电二极管, 在受光照射时, 若入射光子的能量hυ大于硅的禁带宽度Eg, 则光子就激发价带中的电子跃迁到导带而产生一对电子-空穴。
光在半导体中传播时的衰减是由于价带电子吸收光子而从价带跃迁到导带的结果, 这种吸收光子的过程称为本征吸收。
不同材料对不同波长的光吸收程度不一样。对硅而言,波长短的光子衰减快, 穿透深度较浅, 而波长长的光子则能进入硅的较深区域。
浅的P-N结有较好的蓝紫光灵敏度, 深的P-N结则有利于红外灵敏度的提高, 半导体色敏器件正是利用了这一特性。
依据:半导体中不同的区域对不同的波长分别具有不同的灵敏度。
在具体应用时, 应先对该色敏器件进行标定。
测定不同波长的光照射下, 该器件中两只光电二极管短路电流的比值ISD2/ISD1, (ISD1是浅结二极管的短路电流, 它在短波区较大, ISD2是深结二极管的短路电流, 它在长波区较大)。
确定二者的比值与入射单色光波长的关系。
根据标定的曲线, 实测出某一单色光时的短路电流比值, 即可确定该单色光的波长。 ? 光谱特性
短路电流比-波长特性
温度特性
原理出自爱因斯坦的光电效应原理,即在高于某特定频率的电磁波照射下,某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流,即光生电。下面一边引申一边解读,上面说的所谓高于某特定频率的电磁波,来源于普朗克提出的量子概念和后面延伸出的能带的概念。也就是说,任何物质都有一定的能带,下面打个比喻,没有基础概念的话可以想象成两层楼,楼下是泥巴地,有个皮球(即电子),在楼下由于泥巴的作用不能随便滚动,量子的概念就是光不是连续的,是一份一份的,就等于你一脚一脚的踢球,你一脚踢他一下(给个能量,相当于电磁波),如果力量(能量)够大,球就被提到二楼了,并且随便跑(导电了)。那么问题来了,能量要多大?楼层有多高?关系到你能不能踢到二楼去。能量也就是电磁波能量,跟频率相关,频率越高,能量越大。楼层多高就代表能带有多宽,通常根据这个来判断物质是绝缘体,半导体,还是导体。其中,导体就是能带很窄,达到稍有点光就导电了,另一个极端就是绝缘体(除非击穿),那特殊的就是半导体了,能带不窄不宽,所以,其特性很容易受到外界光的影响,也就是此题目。分类有:晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池、染料敏华太阳能电池 还有 3-5族半导体太阳能电池参数:Pmax(最大功率), Imax(最大电流), Vmax(最大电压),Isc(短路电流),Voc(开路电压),FF(填充因子),Eff(效率值), Rs, Rsh
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