半导体器件 - 光伏电池
基本的光伏电池由 n 型和 p 型半导体组成，形成 p-n 结。上部区域延伸且透明，通常暴露在阳光下。这些二极管或电池是例外，它们在暴露于光线下时会产生电压。这些电池将光能直接转换为电能。
下图显示了光伏电池的符号。
光伏电池的工作原理
光伏电池的结构类似于 PN 结二极管。当没有光照时，没有电流流过该设备。在此状态下，电池将无法产生电流。
必须对电池进行适当的偏置，这需要相当数量的光。一旦施加光，就可以观察到 PN 结二极管的显著状态。结果，电子获得足够的能量并脱离母原子。这些新生成的电子-空穴对在耗尽区穿过结。
在此动作中，由于 N 型材料的正常正离子浓度，电子会进入其中。同样，由于 P 型材料的负离子含量，空穴也会进入其中。这导致 N 型材料立即带上负电荷，而 P 型材料带上正电荷。然后，P-N 结会响应并输出一个小电压。
光伏电池的特性
下图左侧显示了其中一个特性，即光电二极管的反向电流 (IR) 和照度 (E) 之间的图。IR 在垂直轴上测量，照度在水平轴上测量。该图是一条通过零点位置的直线。
即，IR = mE
m = 图形直线斜率
参数m是二极管的灵敏度。
右图显示了光电二极管的另一个特性，即光电二极管的反向电流 (IR) 和反向电压之间的图。从图中可以清楚地看出，对于给定的反向电压，反向电流随着 PN 结上的照度增加而增加。
这些电池通常在光照时为负载设备提供电力。如果需要更大的电压，则使用这些电池阵列来提供相同的电压。因此，光伏电池适用于具有高光能水平的用途。
