文档介绍：光伏器件——光电二极管
一、光电二极管
光电二极管是最简单、最具有代表性的光生伏特器件，其中，PN结硅光电二极管为最基本的光生伏特器件。
材料
硅、锗、***化铟、锑化钢、***化镓、碲镉***等材料制作，但目前应用最多的还是硅光电二极管。
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相同点
工作原理相同，都是基于pn结工作的
不同点
，结区厚，结电容小，频率特性好
，在微安量级
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光电二极管可分为两种结构形式：以P型硅为衬底的2DU型
以N型硅为衬底的2CU型
图（b）为光电二极管的工作原理图
图（c）所示为光电二极管的电路符号
图（a）为2DU型光电二极管的原理结构图。
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在无辐射作用的情况下（暗室中），PN结硅光电二极管的正、反向特性与普通PN结二极管的特性一样。其电流方程为：
I0为称为反向电流或暗电流。
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当光辐射作用到光电二极管上时，
光电二极管的全电流方程为 ：
式中Ip为光电流：Ip=Ri•P
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二、 光电二极管的基本特性
由光电二极管的电流方程可以得到光电二极管在不同偏置电压下的输出特性曲线。
光电二极管的工作区域应在图的第3象限与第4象限。
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在光电技术中常采用重新定义电流与电压正方向的方法把特性曲线旋转成下面右图所示。重新定义的电流与电压的正方向均以PN结内建电场的方向相同的方向为正向。
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工作区的选择
低反偏压下光电流随光电压变化非常敏感，这是由于反偏压增加使耗尽层加宽。结电场增强，这对于结区光的吸收率及光生载流子的收集效率影响很大。
当反偏压进一步增加时，光生载流子的收集已达极限，光电流就趋于饱和，特性曲线近似于乎直，而且在低照度部分比较均匀。利用光电二极管作线性测量时，主要是用特性曲线平直、均匀的这部分。通过选取适当的负载电阻，可得较大的线性输出范围。
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灵敏度与入射辐射波长λ有关。
光电二极管的电流灵敏度(峰值波长下的灵敏度)与波长的关系曲线称为光谱响应。
定义光电二极管的灵敏度为入射到光敏面上辐射量的变化引起电流变化dI与辐射量变化之比。
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3. 光谱响应
光电二极管的光谱响应定义：以等功率的不同单色辐射波长的光作用于光电二极管时，其电流灵敏度与波长的关系称为其光谱响应。
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