光电池

在光线作用下能使物体产生一定方向的电动势的现象称为光生伏特效应。光电池是基于光生伏特效应的光电器件，可作为检测光照和光辐射强度的传感器。光电池是一个有源器件，根据其工作机理不同，光生伏特效应和光电池可分为三种：（1） 金属-半导体接触光生伏特效应与硒光电池；（2） PN结光生伏特效应与硅、锗光电池；（3） 丹培(Dember)效应与硫化镉光电池。基于PN结光生伏特效应的硅与锗光电池，表层为一导电良好的半透明状薄金属(如金或铂)，是光电他的负极；中间层为N半导体硅或锗上用扩散工艺掺入一些三价元素而形成的大面积PN结；底层为一薄铁片，构成光电池的正极。当P型和N型半导体相结合，构成PN结时，在结上(空间电荷区)形成每厘米几千伏的结电场。若PN结上不外加电压，光线投射到PN结上时，便会产生光激发，形成新的电子-空穴对；在结电场的作用下，电子和空穴分别向N区和P区移动，从而建立起光电势，由铁和金(或铂)层上输出。调节R1和R2，可使电流计读数与光强成比例。由实测知，硅光电池在光的照度为5×103lx时，其开路电压可达500mV，短路电流可达0.85mA(在相应情况下，锗光电池的开路电压可达150mV，短路电流却仅为300μA)。硅光电池性能稳定，响应时间短，输出较大(作为电流源时)，寿命长，而且短路电流与光照强度成正比，是一种良好的检测光照的器件，在自动检测中常常被采用。

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