硅光电池的结构及工作原理

时间：2008-04-23

　　硅光电池是一种能将光能直接转换成电能的半导体器件，其结构如图所示。它实质上是一个大面积的半导体PN结。硅光电池的基体材料为一薄片P型单晶硅，其厚度在0.44mm以栅状电极下，在它的表面上利用热扩散法生成一层N型受光层，基体和受光层的交接处形成PN结。在N型受光层上制作有栅状负电极，另外在受光面上还均匀覆盖有抗反射膜，它是一层很薄的天蓝色一氧化硅膜，可以使电池对有效人射光的吸收率达到90%以上，并使硅光电池的短路电流增加25%-30%。

硅光电池结构示意电路图

                                                              图:硅光电池结构示意图
　　以硅材料为基体的硅光电池，可以使用单晶硅、多晶硅、非晶硅来制造。单晶硅光电池是目前应用广的一种，它有2CR和2DR两种类型，其中2CR型硅光电池采用N型单晶硅制造，2DR型硅光电池刚采用P型单晶硅制造。

　　硅光电池的工作原理是光生伏特效应。当光照射在硅光电池的PN结区时，会在半导体中激发出光生电子一空穴对。PN结两边的光生电子一空穴对，在内电场的作用下，属于多数载流子的不能穿越阻挡层，而少数载流子却能穿越阻挡层。结果，P区的光生电子进入N区，N区的光生空穴进入p区，使每个区中的光生电子一空穴对分割开来。光生电子在N区的集结使N区带负电，光生电子在p区的集结使P区带正电。P区和N区之间产生光生电动势。当硅光电池接人负载后，光电流从P区经负载流至NE，负载中即得到功率输出。

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