光電二極管應(yīng)用

　　光電池

　　光電池實質(zhì)上是一個大面積的PN 結(jié)，當光照射到PN 結(jié)的一個面，例如P 型面時，若光子能量大于半導體材料的禁帶寬度，那么P 型區(qū)每吸收一個光子就產(chǎn)生- 一對自由電子和空穴，電子-空穴對從表面向內(nèi)迅速擴散，在結(jié)電場的作用下，最后建立一個與光照強度有關(guān)的電動勢。

　　如果這時，我們把它作為一個電源，接上外電路，只要保證有源源不斷的光照，那么光電池就會源源不斷的供電，這就是光電池。換句話說光電池是一種不需要加偏壓的，能直接把光能轉(zhuǎn)換成電能的PN 結(jié)的光電器件，按照光電池的用途可分為太陽能光電池（圖6）和測量光電池（ 圖7）。

　　光電二極管和光電池的主要差別：用途不同。

　　光電池：用于能量轉(zhuǎn)化，優(yōu)點是可以提高轉(zhuǎn)化率。

　　光電二極管：用于探測，優(yōu)點是靈敏度高、響應(yīng)快、高量子效率。

　　特性差異：

　?。?）響應(yīng)范圍要求不同。

　?。?） 響應(yīng)時間不同。

　?。?） 工作模式不同。

　　太陽能電池

　　太陽能電池簡稱太陽電池，如圖8 所示，它是一種半導體器件，當太陽光照射到半導體上時，其中一部分被表面反射掉，其余部分被半導體吸收或透過。被吸收的光，當然有一些變成熱，另一些光子則同組成半導體的原子價電子碰撞，于是產(chǎn)生電子-空穴對。這樣，光能就以產(chǎn)生電子-空穴對的形式轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，所以陽光照后，太陽電池兩端會產(chǎn)生直流電壓，從而將太陽光能直按轉(zhuǎn)化為直流電流。若分別在P 型層和n 型層焊上金屬引線，接通負載，則外電路便有電流通過。如此形成的一個個電池元件，把它們串聯(lián)、并聯(lián)起來，就能產(chǎn)生一定的電壓和電流，輸出功率。

　　光伏發(fā)電照明系統(tǒng)

　　光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用太陽能電池直接將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電系統(tǒng)，利用的是光生伏特效應(yīng)。它的主要部件是太陽能電池、蓄電池、控制器和逆變器。其特點是可靠性高、使用壽命長、不污染環(huán)境、能獨立發(fā)電又能并網(wǎng)運行，它分為獨立發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，與現(xiàn)有的主要發(fā)電方式相比較，光伏發(fā)電系統(tǒng)的特點有：工作點變化較快，這是由于光伏發(fā)電系統(tǒng)受光照、溫度等外界環(huán)境因素的影響很大，它具有廣闊的發(fā)展前景。

　?。?） 獨立發(fā)電系統(tǒng)

　　獨立太陽能光伏發(fā)電是指太陽能光伏發(fā)電不與電網(wǎng)連接的發(fā)電方式，典型特征為需要用蓄電池來存儲夜晚用電的能量。獨立太陽能光伏發(fā)電在民用范圍內(nèi)主要用于邊遠的鄉(xiāng)村，家庭。

　?。?） 并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)

　　并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電（如圖9） 是指太陽能光伏發(fā)電連按到國家電網(wǎng)的發(fā)電的方式，成為電網(wǎng)的補充，典型特征為不需要蓄電池。民用太陽能光伏發(fā)電多以家庭為單位，商業(yè)用途主要為公共設(shè)施、夜景美化景觀照明系統(tǒng)等的供電，工業(yè)用途如太陽能農(nóng)場。