硅光电池
硅光电池是一种直接由光能转换成电能的半导体器件,属整流光电元件。核心部分是一个大面积的PN结,当光照射到PN结上时,在PN结两端便产生电动势,在电极之间就能输出一定的电流和电压。适用于光电检测元件、近红外探测器、光电读出、光电耦合、光栅测距、激光准直特性识别以及光电开关等。
光电池具有光电倍增管、光电管、硒光电池所无法比拟的宽光谱响应,它特别适用于工作在nm到nm光谱范围的各种光学仪器。对紫蓝光有较高的灵敏度,器件体积小,性能稳定可靠,电路设计简单灵活,是光电管和硒光电池的更新换代产品。
是专为各种光学仪器,如分光光度计、比色计、白度计、照度计、亮度计、色度计、光功率计、火焰检测器、彩色放大机等而设计的半导体光接受器。
技术参数
应用光敏传感器的基础是光电效应,即利用光子照射在器件上,使电路中产生电流或使电导特性发生变化的效应。半导体光敏传感器在数码摄像、光通信、航天器、太阳能电池等领域得到了广泛应用,在现代科技发展中起到了十分重要的作用。光电检测器件——用作近红外探测器、光电读出、光电耦合、激光增加准直、电影还音等设备的光感受器。光电控制器件——用作光电开关等光电控制设备的转换器件。折叠晶体硅晶体硅光电池有单晶硅与多晶硅两大类,用P型(或n型)硅衬底,通过磷(或硼)扩散形成PN结而制作成的,生产技术成熟,是光伏市场上的主导产品。采用埋层电极、表面钝化、强化陷光、密栅工艺、优化背电极及接触电极等技术,提高材料中的载流子收集效率,优化抗反射膜、凹凸表面、高反射背电极等方式,光电转换效率有较大提高。折叠非晶硅a-Si,非晶硅,光电池一般采用高频辉光放电方法使硅烷气体分解沉积而成的。由于分解沉积温度低,可在玻璃、不锈钢板、陶瓷板、柔性塑料片上沉积约1μm厚的薄膜,易于大面积化(0.5m×1.0m),成本较低。研发动向是改善薄膜特性,精确设计光电池结构和控制各层厚度,改善各膜之间界面状态,以求得高效率和高稳定性。折叠多晶硅p-Si,多晶硅,包括微晶,光电池没有光致衰退效应,材料质量有所下降时也不会导致光电池受影响,是国际上正掀起的前沿性研究热点。CIS(铜铟硒)薄膜光电池已成为国际光伏界研究开发的热门课题,它具有转换效率高、性能稳定、制造成本低的特点。折叠碲化镉CdTe,碲化镉,很适合制作薄膜光电池,其理论转换效率达30%,是非常理想的光伏材料。可采用升华法、电沉积、喷涂、丝网印刷等10种较简便的加工技术,在低衬底温度下制造出效率12%以上的CdTe光电池,小面积CdTe光电池的国际先进水平光电转换率为15.8%。折叠砷化镓GaAs,砷化镓,光电池大多采用液相外延法或MOCVD技术制备。用GaAs作衬底的光电池效率高达29.5%,产品耐高温和辐射,但生产成本高,产量受限,主要作空间电源用。折叠其它材料InP,磷化铟,光电池的抗辐射性能特别好,效率达17%到19%,多用于空间方面。采用SiGe单晶衬底,研制出在AM0条件下效率大于20%的GaAs/Si异质结外延光电池,最高效率23.3%。Si、Ge、GaAs结构的异质外延光电池在不断开发中,控制各层厚度,适当变化结构,可使太阳光中各种波长的光子能量都得到有效利用,GaAs基多层结构光电池效率已接近40%。