光電池是一種很重要的光電探測元件，它不需要外加電源而能直接把光能轉(zhuǎn)換成電能．光電池的種類很多，常見的有硒，鍺，硅，砷化鎵等．其中最受重視的是硅光電池，因?yàn)樗幸幌盗袃?yōu)點(diǎn)：性能穩(wěn)定，光譜范圍寬，頻率特性好，轉(zhuǎn)換效率高，能耐高溫輻射等．同時，硅光電池的光譜靈敏度與人眼的靈敏度較為接近，所以很多分析儀器和測量儀器常用到它．

光電池對入射光的波長的要求

沒有特殊要求，還要看光電池金屬板的材料，一般要能在金屬中打出電子的光才可以，這樣的頻率的光才對光電池有意義。

入射光的能量要大于逸出功，也就是波長要小于某個特定的值，這個值依照光電池材料。

光子能量公式E=hv中，一般頻率高的能量比較大，所以以能在金屬板上打出電子的前提下，波長越短越好的。

你用測試什么顏色的光就用什么顏色的光電池

人眼視覺函數(shù)曲線是350-750nm，硅片接受的光譜是320-1100nm，峰值波長是850或者是940，硅片摻雜工藝不同。材料不同，峰值不同哦。還有750的。

單色的是紅650nm綠520nm藍(lán)350nm

舉個例子，我用一個普通的硅光電池LXD55CE或者是LXD66MK的光電池，光譜是320-1100的，加一個視覺函數(shù)修正濾色片他的光譜就回事350-750，原因很簡單，光源變了。它的接收帶寬就窄了。

在光電轉(zhuǎn)化效率上，自然光入射，若沒有修正濾片，同等光照下，他的轉(zhuǎn)換效率就比修正過的要高。

原因有兩點(diǎn)，

1.光譜不同光電轉(zhuǎn)換效率不同。

2.光源強(qiáng)度不同，轉(zhuǎn)換效率不同。

光電池是利用光電效應(yīng)原理制成的器件，所以要使光電池能將太陽能轉(zhuǎn)化成電能，入射光的波長要保證能使其發(fā)生光電效應(yīng)，即，入射光波長對應(yīng)的頻率要大于發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率。

光電效應(yīng)是物理學(xué)中一個重要而神奇的現(xiàn)象。在高于某特定頻率的電磁波照射下，某些物質(zhì)內(nèi)部的電子會被光子激發(fā)出來而形成電流，即光生電。光電現(xiàn)象由德國物理學(xué)家赫茲于1887年發(fā)現(xiàn)，而正確的解釋為愛因斯坦所提出。科學(xué)家們在研究光電效應(yīng)的過程中，物理學(xué)者對光子的量子性質(zhì)有了更加深入的了解，這對波粒二象性概念的提出有重大影響。

光照射到金屬上，引起物質(zhì)的電性質(zhì)發(fā)生變化。這類光變致電的現(xiàn)象被人們統(tǒng)稱為光電效應(yīng)。光電效應(yīng)分為光電子發(fā)射、光電導(dǎo)效應(yīng)和阻擋層光電效應(yīng)，又稱光生伏特效應(yīng)。前一種現(xiàn)象發(fā)生在物體表面，又稱外光電效應(yīng)。后兩種現(xiàn)象發(fā)生在物體內(nèi)部，稱為內(nèi)光電效應(yīng)。

按照粒子說，光是由一份一份不連續(xù)的光子組成，當(dāng)某一光子照射到對光靈敏的金屬（如硒）上時，它的能量可以被該金屬中的某個電子全部吸收。電子吸收光子的能量后，動能立刻增加;如果動能增大到足以克服原子核對它的引力，就能在十億分之一秒時間內(nèi)飛逸出金屬表面，成為光電子，形成光電流。單位時間內(nèi)，入射光子的數(shù)量愈大，飛逸出的光電子就愈多，光電流也就愈強(qiáng)，這種由光能變成電能自動放電的現(xiàn)象，就叫光電效應(yīng)。

光生伏特效應(yīng)

當(dāng)用適當(dāng)波長的光照射非均勻半導(dǎo)體（pN結(jié)等）時，由于內(nèi)建場的作用（不加外電場），半導(dǎo)體內(nèi)部結(jié)區(qū)兩側(cè)產(chǎn)生電動勢（光生電壓），如將pN結(jié)外部短路，則會出現(xiàn)電流（光生電流）。這種由于光照引起的物質(zhì)內(nèi)部的電場的變化也稱光電效應(yīng)，為了與引起光電子發(fā)射的光電效應(yīng)有所區(qū)別，也叫內(nèi)光電效應(yīng)。在技術(shù)領(lǐng)域通常把上述現(xiàn)象稱為光生伏特效應(yīng)。

pN結(jié)的光生伏特效應(yīng)

設(shè)入射光垂直pN結(jié)面。如結(jié)較淺，光子將進(jìn)入pN結(jié)區(qū)，甚至更深入到半導(dǎo)體內(nèi)部。能量大于禁帶寬度的光子，由本征吸收在結(jié)的兩邊產(chǎn)生電子空穴對。在光激發(fā)下多數(shù)載流子濃度一般改變很小，而少數(shù)載流子濃度卻變化很大，因此應(yīng)主要研究光生少數(shù)載流子的運(yùn)動。

由于pN結(jié)勢壘區(qū)內(nèi)存在較強(qiáng)的內(nèi)建場（自N區(qū)指向p區(qū)），結(jié)兩邊的光生少數(shù)載流子受該場的作用，各自向相反方向運(yùn)動：p區(qū)的電子穿過pN結(jié)進(jìn)入N區(qū)；N區(qū)的空穴進(jìn)入p區(qū)，使p端電勢升高，N端電勢降低，于是在pN結(jié)兩端形成了光生電動勢，這就是pN結(jié)的光生伏特效應(yīng)。由于光照產(chǎn)生的載流子各自向相反方向運(yùn)動，從而在pN結(jié)內(nèi)部形成自N區(qū)向p區(qū)的光生電流IL見下圖（b）。

由于光照在pN結(jié)兩端產(chǎn)生光生電動勢，相當(dāng)于在pN結(jié)兩端加正向電壓V，使勢壘降低為qVD－qV，產(chǎn)生正向電流IF。在pN結(jié)開路情況下，光生電流和正向電流相等時，pN結(jié)兩端建立起穩(wěn)定的電勢差V0。（p區(qū)相對于N區(qū)是正的），這就是光電池的開路電壓。如將pN結(jié)與外電路接通，只要光照不停止，就會有源源不斷的電流通過電路，pN結(jié)起了電源的作用。這就是光電池（也稱光電二極管）的基本原理。

金屬－半導(dǎo)休形成的肖持基勢壘層也能產(chǎn)生光生伏特效應(yīng)（肖特基光電二極管），其電子過程和pN結(jié)相類似，不再贅述。