光电管暗电流的起因是什么?

光电管暗电流的起因是什么?,第1张

光电二极管是基于半导体工艺制作的,不是完全绝缘,会产生一个寄生电阻,而二极管还存在结电容,结电容与寄生电阻是并联关系。这时候加上偏压就会和寄生电阻作用产生暗电流。偏压越大,温度越高,暗电流也越大。

半导体吸收光能后,产生空穴电子对,各自导出后就形成电流。在这个过程中,吸收光的同时增加了一个光生电势,而这个电势是反向的(n端为正,相当与增加了电子的漂移电流),而这部分电流就是暗电流。不严格的估算的话,暗电流的数值相当于在无光照条件下加上半导体禁带宽度对应的反向电压所照成的pn结反向电流。实际测到的电流应该是在不考虑光生电势前提下得到的理论电流减去暗电流。减小暗电流的方法是镀一层高电阻且很薄的缓冲层,相当于在各路并联的pn结后加上一个电阻。除了暗电流之外,热耗散,recombination,非欧姆接触,杂质吸收等等都会降低光电流,而后者是限制效率的主要因素。不知道这样理解对不对。

正向偏压下太阳能电池的光电流和暗电流方向相反,是因为太阳能电池在正向偏压下的工作原理。

太阳能电池是一种利用光能转化为电能的装置,它由光电池和电路组成。光电池是一种半导体器件,它由n型半导体和p型半导体构成。当光电池接受光照时,光能会被转化为电能,产生光电流。

在正向偏压下,n型半导体和p型半导体之间会形成电动势,使电子能够在半导体之间流动。这个过程叫做光电效应。此时,光电流的方向是由n型半导体向p型半导体流动的,即由正极向负极流动。

而在暗环境下,光电池中没有光照,所以不会产生光电流。但是,由于正向偏压的存在,半导体之间仍然会形成电动势,使得电子在半导体之间流动。这个过程叫做暗电效应。此时,暗电流的方向也是由n型半导体向p型半导体流动的,即由正极向负极流动。

所以,在正向偏压下,太阳能电池的光电流和暗电流的方向是相反的。当太阳能电池接受光照时,光电流的方向是由正极向负极流动的;而在暗环境下,暗电流的方向也是由正极向负极流动的。

但是,要注意的是,在反向偏压下,太阳能电池的光电流和暗电流的方向是相同的。在反向偏压下,n型半导体和p型半导体之间不会形成电动势,所以光电流和暗电流都不会流动。


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