光照为什么可以使半导体产生电压?

光照为什么可以使半导体产生电压?,第1张

主要看你的半导体是传统的晶体型的,还是有机型(OLD)的,

主传统的晶体而言,由于有缺陷,所有有价带和导带,当光照射时,价带的电子获得了能量,跳到了导带,这种激发电子可以通过一定的手段引出来,而且产生电压

有机型的主要用分子轨道上的HOMO &LUMO来解释。当HOMO上的电子激发到LUMO上时,这个电子可以回到一个渠道上,进而再回到HOMO。这时就会有电压产生。

在有光照(无论是太阳光,还是其它发光体产生的光照)情况下,电池吸收光能,电池两端出现异号电荷的积累,即产生“光生电压”,这就是“光生伏特效应”。

在光生伏打效应的作用下,太阳能电池的两端产生电动势,将光能转换成电能,是能量转换的器件。太阳能电池一般为硅电池,分为单晶硅太阳能电池,多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池三种。(1)钢化玻璃:其作用为保护发电主体(电池片),透光选用的要求:1、透光率必须高(一般91%以上); 2、超白钢化处理(2)EVA:目的是用来粘结固定钢化玻璃和发电主体(电池片),透明EVA材质的优劣直接影响到组件的寿命,暴露在空气中的EVA易老化发黄,会影响组件的透光率,从而影响组件的发电质量。除了EVA本身的质量外,组件厂家的层压工艺影响也是非常大的,如EVA胶连度不达标,EVA与钢化玻璃、背板粘接强度不够,都会引起EVA提早老化,影响组件寿命。

光电池的工作原理是基于"光生伏特效应"。它实质上是一个大面积的PN结,当光照射到PN结的一个面,例如P型面时,若光子能量大于半导体材料的禁带宽度,那么P型区每吸收一个光子就产生一对自由电子和空穴,电子-空穴对从表面向内迅速扩散,在结电场的作用下,最后建立一个与光照强度有关的电动势。

如果该问题背景是光传感器或光检测设备的话,可以这样比较两种模式:光电导是通过光信号或光照强度引起光电材料电导(电阻)发生改变(跟热敏电阻道理一样),进而经过相应处理电路得到电信号;而光电压是利用光照直接在光电材料上产生光电压(好像太阳能电池),对此电压信号进行处理即可得到光强度信息或光信号。


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