光电检测实验报告
实验名称：硅光电池特性测试实验实验者：
实验班级：
实验时间：
指导老师：宋老师
一：实验目的
1、学习掌握硅光电池的工作原理
2、学习掌握硅光电池的基本特性
3、掌握硅光电池基本特性测试方法
4、了解硅光电池的基本应用
二、实验内容
1、硅光电池短路电路测试实验
2、硅光电池开路电压测试实验
3、硅光电池光电特性测试实验
4、硅光电池负载特性测试实验
5、硅光电池光谱特性测试实验
三、实验仪器
1、硅光电池综合实验仪 1个
2、光通路组件 1只
3、光照度计 1台
4、2#迭插头对（红色，50cm） 10根
5、2#迭插头对（黑色，50cm） 10根
6、三相电源线 1根
7、实验指导书 1本
8、20M 示波器 1台
四、实验步骤
1、硅光电池短路电流特性测试：
（1）组装好光通路组件，将照度计显示表头与光通路组件照度计探头输出正负极对应相连（红为正极，黑为负极），将光源调制单元J4与光通路组件光源接口使用彩排数据线相连。
（2）“光照度调节”调到最小，连接好光照度计，直流电源调至最小，打开照度计，此时照度计的读数应为0。
（3）“光源驱动单元”的三掷开关BM2拨到“静态”，将拨位开关S1拨上，S2，S3，S4，S5，S6，S7均拨下。
（4）按图2-11所示的电路连接电路图
（5）记录下此时的电流表读数I即为硅光电池短路电流。
图2-11 硅光电池短路电流特性测试
2、硅光电池开路电压特性测试
（1）组装好光通路组件，将照度计显示表头与光通路组件照度计探头输出正负极对应相连（红为正极，黑为负极），将光源调制单元J4
与光通路组件光源接口使用彩排数据线相连。
（2）“光照度调节”调到最小，连接好光照度计，直流电源调至最小，打开照度计，此时照度计的读数应为0。
（3）“光源驱动单元”的三掷开关BM2拨到“静态”，将拨位开关S1拨上，S2，S3，S4，S5，S6，S7均拨下。
（4）按图2-12所示的电路连接电路图
（5）记录下此时电压表的读数u即为硅光电池开路电压。
图2-12 硅光电池开路电压特性测试
3、硅光电池伏安特性测试
（1）组装好光通路组件，将照度计显示表头与光通路组件照度计探头输出正负极对应相连（红为正极，黑为负极），将光源调制单元J4与光通路组件光源接口使用彩排数据线相连。
（2）“光照度调节”调到最小，连接好光照度计，直流电源调至最小，打开照度计，此时照度计的读数应为0。
（3）“光源驱动单元”的三掷开关BM2拨到“静态”，将拨位开关S1拨上，S2，S3，S4，S5，S6，S7均拨下。
（4）电压表档位调节至2V档，电流表档位调至200uA档，将“光照度调节”旋钮逆时针调节至最小值位置。
（5）图2-13所示的电路连接电路图，调节照度计使照度在50lx—800lx，记录此时的电流表和电压表读数并绘制成曲线。
图2-13 硅光电池伏安特性测试
4.硅光电池负载特性测试实验
（1）组装好光通路组件，将照度计显示表头与光通路组件照度计探头输出正负极对应相连（红为正极，黑为负极），将光源调制单元J4与光通路组件光源接口使用彩排数据线相连。
（2）“光照度调节”调到最小，连接好光照度计，直流电源调至最小，打开照度计，此时照度计的读数应为0。
（3）“光源驱动单元”的三掷开关BM2拨到“静态”，将拨位开关S1拨上，S2，S3，S4，S5，S6，S7均拨下。
（4）电压表档位调节至2V档，电流表档位调至200uA档，将“光照度调节”旋钮逆时针调节至最小值位置。
（5）按图2-13所示的电路连接电路图，R取值为2K欧。
（6）打开电源，顺时针调节“光照度调节”旋钮，逐渐增大光照度至0Lx，50lx，100Lx，150lx，200lx……600lx.分别记录电流表和电压表读数
（7）关闭电源，将R分别换为510， 1K，10K重复上述步骤，分别
记录电流表和电压表的读数，
（8）根据以上数据绘制出硅光电池的负载特性曲线
5、硅光电池光谱特性测试
(1）组装好光通路组件，将照度计显示表头与光通路组件照度计探头输出正负极对应相连（红为正极，黑为负极），将光源调制单元J4与光通路组件光源接口使用彩排数据线相连。
（2）“光源驱动单元”的三掷开关BM2拨到“静态特性”，将拨位开关S1，S2，S4，S3，S5，S6，S7均拨下。
（3）将直流电源2正负极直接与电压表相连，打开电源，调节电源电位器至电压表为10V，关闭电源。
（4）按如图2-12连接电路图.
（5）打开电源，缓慢调节光照度调节电位器到最大，依次将S2，S3，S4，S5，S6，S7拨上后拨下，记下照度计读数最小时照度计的读数E 作为参考。
（注意：请不要同时将两个拨位开关拨上）
（6）S2拨上，缓慢调节电位器直到照度计显示为E，将电压表测试所得的数据填入下表，再将S2拨下；
（7）重复操作步骤（6），分别测试出橙，黄，绿，蓝，紫在光照度E下电压表的读数
（8）根据所测试得到的数据，做出光敏电阻的光谱特性曲线. 五、实验数据及分析：
1、硅光电池短路电流特性测试实验：当E=200lx 时 I =112u A
2、硅光电池开路电压特性测试试验：当E=200lx 时 U =0.39V
3、硅光电池伏安特性测试：
E （lx ） 50 100 150
200
250
300
400
500
600
700
800
I(uA) 4.6
9.1
13.7 18.6 23.4 28.2 37.4
46.9 56.3 66.2 75.4 U （V ） 0.28 0.31 0.32 0.33 0.34 0.34 0.35
0.36 0.37 0.37 0.38
根据以上数据绘得如下曲线
分析：硅光电池的电流与照度成线性关系，照度越大，电流越大。
分析：硅光电池的电压与照度成非线性关系，照度越大，电压越大
4.硅光电池负载特性测试实验
伏安特性
10 20 30 40 50
60 70 80 50
100
150
200
250
300 400
500
600
700
800
照度(lx)
电流(uA)
系列1
伏安特性
0.05 0.1 0.15
0.2
0.25 0.3 0.35 0.4 50
100
150
200
250
300 400
500
600
700
800
照度(lx)
电压(v) 系列1
R=2K欧：
E（lx）50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 I(uA) 4.5 9.0 13.7 18.7 23.4 28.3 32.9 37.1 41.9 46.6 51.3 55.8 U（mV）13.6 27.3 41.3 56.3 70.5 85.4 99.3 112.1 126.5 140.5 154.8 168.1
R=510欧
E（lx）50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600
I(uA) 4.6 9.1 13.8 18.6 23.3 28.2 32.7 37.3 42.1 46.4 51.6 56.3
U（mV） 6.9 13.7 20.7 27.9 37.1 42.6 49.2 56.1 63.3 69.8 77.5 84.6
R=1k欧
E（lx）50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600
I(uA) 4.6 9.1 13.7 19 23.3 27.8 32.9 37.6 42.1 46.5 51.5 111.8 U（mV）9.1 18 27.1 37.6 46.2 55.1 65.2 74.4 83.2 92 102.1 56.2
R=10k欧
E（lx）50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600
I(uA) 4.6 9.1 13.6 18.2 21.7 24.4 26.3 27.8 28.6 29.5 30.2 30.7
U（mV）50.3 99.5 148.2 198.1 236 265 287 303 312 321 328 334
负载特性
20406080100
12050
100
150
200
250
300350400450
500
550
600
光照（lx）
电流（u A ）
2K 5101K 10K
分析：电阻越大，硅光电池负载特性越好。
照度一定时，电阻阻值越大电流越小。
负载特性
50100150200250300
35040050
100
150
200
250
300350400450
500
550
600
光照（lx）
电压（m v ）
2k 5101k 10k
分析：电阻越大，硅光电池负载特性越好。
照度一定时，电阻阻值越大电压越高。
5、硅光电池光谱特性测试
400
1200(nm)
800相对响应度
1
图表 1硅光电池光谱特性
六、实验结束，整理实验器材。