实验2-4光电池光电特性测试

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1、实验2-4光电池光电特性测试实验目的1、了解光电池的工作原理和基本使用方法；2、掌握光电池的伏安特性及其测试方法。实验内容1、光电池开路电压特性测试；2、光电池短路电流特性测试。实验仪器1、光电探测原理实验箱1台2、连接导线若干实验原理1、结构原理光电池是一种直接将光能转换为电能的光电器件。光电池在有光线作用时实质就是电源，电路中有了这种器件就不需要外加电源。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

2、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。图2-4.1为硅光电池原理图。其中（a)结构示意图；(b)等效电路。图2-4.1硅光电池原理图2、光电池基本特性(1)光谱特性光电池对不同波长的光的灵敏度是不同的，如图2-4.2。(2)光照特性光电池在不同光照度下，其光电流和光生电动势是不同的，它们之间的关系就是光照特性，如图2-4.3。实验步骤1、开路电压特性测试实验装置原理框图如图2-4.4所示。（1）将“光电池电压输出＋”端与电压表“＋”端相连，“光电池电压输出－”端与电压表“－”端相连。电压表档位调至2V档，“光照度调节”旋钮逆时针调节至最小值位

3、置。（2）打开电源开关。顺时针调节“光照度调节”旋钮，逐渐增大光照度，记下不同光照度下的开路电压值，填入表2.4.1。表2.4.1光照度（Lx）0103050100200300光生电压（mV）（3）关闭电源开关，照度值调至最小，拆除所有连线。（4）作出光照度—开路电压特性曲线。2、短路电流特性测试实验装置原理框图如图2-4.5所（1）将“光电池电压输出＋”端与电流表“＋”端相连，“光电池电压输出－”端与电流表“－”端相连。电流表档位调至20μA档，“光照度调节”旋钮逆时针调节至最小值位置。（2）打开电源开关。顺时针调节“光照度调节”旋钮，逐渐增大光照度，记下不同光照度下的

4、短路电流值，填入表4.2。表4.2光照度（Lx）0103050100200300光生电流（μA）（3）关闭电源开关，照度值调至最小，拆除所有连线。（4）作出光照度—短路电流特性曲线。实验数据：（在实验报告后面）数据处理：作出光照度—开路电压特性曲线：作出光照度—短路电流特性曲线：心得体会：通过该实验了解了光电池的工作原理和基本使用方法；并掌握光电池的伏安特性及其测试方法。思考题比较光照度-开路电压和光照度-短路电流曲线的异同，并对两条曲线进行分析。答：？？？？？？