戴慧凤

【摘要】 科学技术在不断发展和进步，不仅对于电池的需求越来越多，对电池的要求也越来越高。光生伏打电池由于其性能稳定、光谱范围宽、频率特性好、转换效率高，能耐高温辐射等特性，在电池中有重要地位，但是其光电转换效率还是有待提高。本文介绍了光生伏打电池的工作方法，并针对光敏材料的光谱特性进行了分析，最后提出电池分层来提高光生伏打电池光电转换效率的办法。

【关键词】 光生伏打电池 光谱特性 转换效率

前言

本文主要简述了光生伏打电池的工作原理，并通过对光谱特性的分析，进行光生伏打电池的改进，从而提高其光电转换效率。

一、外光电效应

外光电效应是指光照使物体吸收光子并激发出自由电子的现象。当物体表面在特定的光幅照作用下，物体会吸收光子，并发射自由电子，微观上表现为单个光子把他的全部能量传递给一个自由电子，使得自由电子的能量增加一个普朗克常数。当电子获得的能量大于物体的逸出功时，自由电子克服物体表面的束缚而逸出，形成电子发射，从而产生电动势，这就是光生伏打电池的基本工作原理。

根据力做功的定义，对于单个光子的能量，得到光子的能量公式：

其中p为单个光子的冲量，λ为波长，h为普朗克常数，f为光谱频率。

只有当物体中的电子吸收的入射光子能量足以克服物体表面的逸出功时，电子才可以逸出物体表面，产生光电子发射。因为一个光子的能量只能结合一个电子，因此要使一个电子逸出，光子能量必须超过逸出功。……