光電池也叫太陽能電池，直接把太陽光轉變成電。因此光電池的特點是能夠把地球從太陽輻射中吸收的大量光能轉化換成電能。是一種在光的照射下產生電動勢的半導體元件。

光電池是能在光的照射下產生電動勢的元件。用于光電轉換、光電探測及光能利用等方面。人們最早發現和應用的是硒光電池。它的原理是硒在光作用下產生電子被電極收集而產生電動勢。后來又發現和應用了各種半導體材料的光電池，如硅光電池、硫化銀電池等。它的原理是半導體的p-n結在光的作用下產生新的電子-空穴對，電子和空穴在p-n結電場的作用下移動到結的兩邊形成附加電勢差。

光電池特點

光伏發電設備極為精 煉，可靠穩定壽命長、安裝維護簡便。單晶硅電池具有電池轉換效率高，穩定性好，但是成本較高；非晶硅太陽電池則具有生產效率高，成本低廉，但是轉換效率較低，而且效率衰減得比較厲害；鑄造多晶硅太陽能電池則具有穩定得轉換的效率，而且性能價格比最高；薄膜晶體硅太陽能電池則還只能處在研發階段。

光電池的基本特性

光譜特性

硅光電池的光譜特性是指用單位輻射通量不同波長的光分別照射硅光電池時，所產生飽和電流的大小。用相對靈敏度表示。

光照特性

硅光電池在不同的光強照射下有不同的光生電動勢和光電流，在不同的照度下，其內阻是不同的，可用不同大小的外接負載近似的滿足“短路”條件。不同的負載可以在不同的照度范圍內，使光電流和光強保持線性關系。負載電阻越小，其線性關系越好，線性范圍也較大。

伏安特性

硅光電池的伏安特性是描述在連接不同的負載時，所輸出的電壓和電流的關系。在不同照度時，伏安特性是多條相似的曲線。光電流隨負載不同在很大范圍內正比于入射光強，而電動勢趨于飽和。

頻率特性

硅光電池的頻率特性是描述光的頻率變化和輸出電流的關系。硅光電池有很高的頻率響應，因此可以用于高速記數等方面，這是硅光電池在所有光電元件中最突出的特點之一。

溫度特性

硅光電池隨溫度的升高，開路電壓下降較大，大約溫升1攝氏度，電壓下降2至3毫伏，短路電流隨溫度的上升變化較小。

光電池特性測試

光電池的結構其實是一個較大面積的半導體PN結，工作原理即是光生伏特效應，當負載接入PN兩極后即得到功率輸出。

所需器件：

兩種光電池、各類光源、測試電路、電壓表（4 1/2位）自備、微安表

1. 光電池短路電流測試：

光電池的內阻在不同光照時是不同的，所以在測得暗光條件下光電池的內阻后，應選用相對小得多的負載電阻。（這樣所測得的電流近似短路電流）試用阻值為5、10、20、30Ω的負載電阻接入測試電路。打開光源，在不同的距離和角度照射光電池，記錄光電流的變化情況，可以看出，負載電阻越小，光電流與光強的線性關系就越好。

2. 光電池光電特性測試：

光電池的光生電動勢與光電流和光照度的關系為光電池的光電特性。 用遮光罩蓋住光電器件模板，用電壓表或4 1/2位萬用表測得光電池的電勢，取走遮光罩，打開光源燈光，改變燈光投射角度與距離，即改變光電池接收的光通量，測量光生電動勢與光電流的變化情況，可以看出，它們之間的關系是非線性的，當達到一定程度的光強后，開路電壓就趨于飽和了。

光電池光譜特性測試：

光電池的光譜特性可參見圖（18）所示，硒光電池的光譜響應范圍 30~70μm，硅光電池的光譜響應在50~100μm。

3. 光電池接入圖（16）測試電路，在各種光照條件下（自然光、白熾燈、日光燈、光源光、激光）測得光生電勢與光電流，或按光電器件光譜特性的測試方法，將各種光源在額定工作電壓下光照光電池時產生的光電勢、光電流做比較。

4．光電池伏安特性測試：

當光電池負載為電阻時，光照射下的光電池的輸出電壓與電流的關系。見圖（19）。曲線與橫坐標的交點為光電池開路電壓值，與縱坐標的交點為短路電流值。當接入負載電阻RL時，負載線RL與伏安特性曲線的交點為工作點，此時光電池的輸出電流與電壓的乘積為光電池的輸出功率P光。

5．按照本步驟1，分別測得在不同負載條件下，光電池的輸出功率，求得最佳工作點。

6.將光電池分別串、并聯，測出其工作性能與輸出功率，并得出定性的結論。

注意事項：

光電池串、并聯時請注意電壓極性，以免電壓相互抵消或短路。

1. 按圖（20）將光電池接入光電池實驗單元，注意電池極性。發光二極管接入時也應注意極性。

2. 調節光電池受光強度，分別在光照很暗、正常光照和光照很強時觀察兩個發光二極管不亮、稍亮、兩個都很亮，這樣就形成了一個簡易的光強計。