光電池也叫太陽(yáng)能電池，直接把太陽(yáng)光轉(zhuǎn)變成電。因此光電池的特點(diǎn)是能夠把地球從太陽(yáng)輻射中吸收的大量光能轉(zhuǎn)化換成電能。是一種在光的照射下產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的半導(dǎo)體元件。
光電池是能在光的照射下產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的元件。用于光電轉(zhuǎn)換、光電探測(cè)及光能利用等方面。人們最早發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用的是硒光電池。它的原理是硒在光作用下產(chǎn)生電子被電極收集而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。后來(lái)又發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用了各種半導(dǎo)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(dǎo)體的p-n結(jié)在光的作用下產(chǎn)生新的電子-空穴對(duì)，電子和空穴在p-n結(jié)電場(chǎng)的作用下移動(dòng)到結(jié)的兩邊形成附加電勢(shì)差。
光電池特點(diǎn)
光伏發(fā)電設(shè)備極為精 煉，可靠穩(wěn)定壽命長(zhǎng)、安裝維護(hù)簡(jiǎn)便。單晶硅電池具有電池轉(zhuǎn)換效率高，穩(wěn)定性好，但是成本較高；非晶硅太陽(yáng)電池則具有生產(chǎn)效率高，成本低廉，但是轉(zhuǎn)換效率較低，而且效率衰減得比較厲害；鑄造多晶硅太陽(yáng)能電池則具有穩(wěn)定得轉(zhuǎn)換的效率，而且性能價(jià)格比最高；薄膜晶體硅太陽(yáng)能電池則還只能處在研發(fā)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(zhǎng)的光分別照射硅光電池時(shí)，所產(chǎn)生飽和電流的大小。用相對(duì)靈敏度表示。
光照特性
硅光電池在不同的光強(qiáng)照射下有不同的光生電動(dòng)勢(shì)和光電流，在不同的照度下，其內(nèi)阻是不同的，可用不同大小的外接負(fù)載近似的滿足“短路”條件。不同的負(fù)載可以在不同的照度范圍內(nèi)，使光電流和光強(qiáng)保持線性關(guān)系。負(fù)載電阻越小，其線性關(guān)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(fù)載時(shí)，所輸出的電壓和電流的關(guān)系。在不同照度時(shí)，伏安特性是多條相似的曲線。光電流隨負(fù)載不同在很大范圍內(nèi)正比于入射光強(qiáng)，而電動(dòng)勢(shì)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(guān)系。硅光電池有很高的頻率響應(yīng)，因此可以用于高速記數(shù)等方面，這是硅光電池在所有光電元件中最突出的特點(diǎn)之一。
溫度特性
硅光電池隨溫度的升高，開(kāi)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(cè)試
光電池的結(jié)構(gòu)其實(shí)是一個(gè)較大面積的半導(dǎo)體PN結(jié)，工作原理即是光生伏特效應(yīng)，當(dāng)負(fù)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(cè)試電路、電壓表（4 1/2位）自備、微安表
1. 光電池短路電流測(cè)試：
光電池的內(nèi)阻在不同光照時(shí)是不同的，所以在測(cè)得暗光條件下光電池的內(nèi)阻后，應(yīng)選用相對(duì)小得多的負(fù)載電阻。（這樣所測(cè)得的電流近似短路電流）試用阻值為5、10、20、30Ω的負(fù)載電阻接入測(cè)試電路。打開(kāi)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(fù)載電阻越小，光電流與光強(qiáng)的線性關(guān)系就越好。
2. 光電池光電特性測(cè)試：
光電池的光生電動(dòng)勢(shì)與光電流和光照度的關(guān)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(wàn)用表測(cè)得光電池的電勢(shì)，取走遮光罩，打開(kāi)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(cè)量光生電動(dòng)勢(shì)與光電流的變化情況，可以看出，它們之間的關(guān)系是非線性的，當(dāng)達(dá)到一定程度的光強(qiáng)后，開(kāi)路電壓就趨于飽和了。
光電池光譜特性測(cè)試：
光電池的光譜特性可參見(jiàn)圖（18）所示，硒光電池的光譜響應(yīng)范圍 30~70μm，硅光電池的光譜響應(yīng)在50~100μm。
3. 光電池接入圖（16）測(cè)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(cè)得光生電勢(shì)與光電流，或按光電器件光譜特性的測(cè)試方法，將各種光源在額定工作電壓下光照光電池時(shí)產(chǎn)生的光電勢(shì)、光電流做比較。
4．光電池伏安特性測(cè)試：
當(dāng)光電池負(fù)載為電阻時(shí)，光照射下的光電池的輸出電壓與電流的關(guān)系。見(jiàn)圖（19）。曲線與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)為光電池開(kāi)路電壓值，與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為短路電流值。當(dāng)接入負(fù)載電阻RL時(shí)，負(fù)載線RL與伏安特性曲線的交點(diǎn)為工作點(diǎn)，此時(shí)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(cè)得在不同負(fù)載條件下，光電池的輸出功率，求得最佳工作點(diǎn)。
6.將光電池分別串、并聯(lián)，測(cè)出其工作性能與輸出功率，并得出定性的結(jié)論。
注意事項(xiàng)：
光電池串、并聯(lián)時(shí)請(qǐng)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(shí)驗(yàn)單元，注意電池極性。發(fā)光二極管接入時(shí)也應(yīng)注意極性。
2. 調(diào)節(jié)光電池受光強(qiáng)度，分別在光照很暗、正常光照和光照很強(qiáng)時(shí)觀察兩個(gè)發(fā)光二極管不亮、稍亮、兩個(gè)都很亮，這樣就形成了一個(gè)簡(jiǎn)易的光強(qiáng)計(jì)。