光电池范文精选

随着数码单反相机的日益普及,机顶闪光灯的使用也在日益增多,随之与机顶闪光灯相关的配件也在日益增多。在大量拍摄中,很多影友和专业摄影师就会发现,机顶灯使用的4节5号电池,就会显得不能够满足使用需要,不过各个厂家的顶级闪光灯都标配有外部电池组接口,这个接口是用来使用外接电池盒的,这样可以为闪光灯提供更快的回电速度和更多的闪光次数。所以对闪光摄影来说,配备一款外接电池盒非常必要。

在国外摄影师中,特别是摄影记者,使用外置电池盒的人非常多,这样可以使摄影师在拍摄很多一现即逝的精彩画面时不会贻误战机。近几年,国内使用外置电池盒的记者及报道摄影师也日益增多,但在国内,摄影师最多使用的还是各个品牌的原厂型号的外置电池盒。比如尼康的SD8ASD9等,这些电池盒的优点是体积小,缺点是使用的电池是通用的5号电池。所以,这些原厂的电池组一般提升回电速度在最好状态下为0.8-1.6秒,一次满电后使用的次数在400-800次,测试环境为30秒全光闪光一次,一般只适合拍摄量不大和对回电速度要求不高的场合。在国外,很多摄影师使用的外接电池盒大都不是原厂的,例如在国际上十分出名的昆腾公司的产品,一般都是使用电力更耐用和持久的锂电池或镍氢电池作为电源,这样可以将闪光灯的全光回电时间提高到1秒以内,拍摄次数可以达到1000次以上。

使用整块的镍氢电池或锂电池的好处就是,在拍摄一天后,为闪灯充电时,仅需要充一节电池即可,而不必一次充8节5号电池,这对于外出拍摄的摄影师来说特别重要,可以少带很多5号电池充电器,因为,所有机顶闪光灯即使使用外置电池盒,也还需要在闪光灯内使用4节5号电池来维持闪光灯的操作系统供电,由外接电池盒来提供闪光灯发光的供电,所以一天拍摄后,如果使用充电电池,也会产生很多待充电池,如果使用原厂外接电池盒的话,一下至少要增加8节电池,加上待充的,也至少还会有8节,这样就会产生16节需要充电的电池,会使充电的压力成倍增加,所以我在日常的拍摄中从未使用过5号电池的外接电池盒,特别是去外地拍摄。

现在国内可以买到的外置电池盒,除了原厂的外,还有国产永诺等厂家的产品,但这些产品也是模仿原厂的产品,均使用5号电池。使用镍氢电池的现在也只有美姿和日清两个厂家,美姿P76在市场上几乎是难觅踪影,并且只能支持自己的产品。由于我在拍摄中机顶闪光灯使用量非常大,所以,就选用了日清的外接电池盒。

日清电池盒的特点是有两个可换的外接闪光灯接口,通过更换接线就可以更换用不同品牌的闪光灯,这对于拥有多套不同系统器材的摄影师来说十分重要,因为一般原厂外接电池盒的接线都是不可更换的。现在日清外接电池盒的接线可以更换尼康和佳能两种品牌,据悉,未来还会增加索尼和美姿接口。这使得摄影师即使更换不同品牌的系统,电池盒也无需更换。另外,虽然日清电池盒采用两个接口对于一般的新闻类摄影来说并不重要,但是对于使用无线群闪的摄影师来说却意义非常。因为一个电池盒可以同时为两只闪光灯同时供电,在外景拍摄中,特别是在晴朗的白天,自然光十分强烈的时候,通常一只闪光灯无法满足需要,这就要使用两只或三只闪光灯并为一组使用,这时,一般也都会使用全功率输出来平衡自然光,也就必须依靠外接电池盒来提高闪光回电速度,所以能够使用一个电池盒再增加一根接线为两只闪光灯供电尤为重要。

此外,日清外接电池盒还有一个特点就是回电超快,据实际使用感觉,全光输出回电应该在0.6秒左右,电池的续航能力也很强,完全可以满足长时间的重要拍摄任务。

通常,我一般会使用两到三只机顶闪光灯布光拍摄,也都会在闪光灯上加装外接电池盒,即使不能所有闪光灯都加装外接电池盒,但也要保证两只使用相对大功率的主灯必须连接电池盒。随着无线闪光技术的日益普及,外接电池盒也必将成为摄影师的标准装备。

尽管中国大陆的光伏产业规模已经达到了全球的50%以上，但国内市场需求却只占到全球的5%。制约我国光伏产业发展的主要因素正是国内市场需求不足。

受日本大地震导致的核泄漏事件影响，各国开始反思自己的能源战略，纷纷放慢了开发核电的脚步，以晶硅电池为主的光伏产业似乎借此找到了上位良机。

但常州天合光能有限公司董事长兼首席执行官高纪凡却一脸严肃地告诉记者：“今年整个光伏市场的情况肯定比去年差，这毫无疑问。”

产能过剩再现

“光伏产业看起来风风火火，但是潜在风险和问题很多，其中有个企业无法控制的因素就是，作为七大新兴产业之一，现在已有30多个省市将光伏作为重点发展行业。有条件要上，没条件创造条件也要上。”高纪凡称，“今年光伏市场的需求将增加30%左右，但产能扩张的速度将大大超过需求增长的速度，短期性产能过剩肯定会出现。”

国内光伏产业“过剩论”一直存在，但丝毫不能阻挡国内光伏巨头们扩张产能的步伐。据了解，近日，英利集团在天津宁问的投资项目已正式开工，今年年初，英利产能刚达1GW（吉瓦），预计年底就可达1.7GW以上，2015年有望达到6.5GW。而在2月份，晶澳太阳能刚刚宣布走出河北，在合肥建设一个3GW的太阳能电池生产基地。

天合光能也同样没有放弃扩大产能。据悉，未来三年内，天合光能将投资8亿美元，实施“天合光能有限公司1.6GW太阳能电池组件和光伏科学与技术国家重点实验室项目”。

明知可能出现过剩，天合光能为什么还要扩大产能呢？这是因为，在高纪凡看来，短期性产能过剩更多地会对二三线品牌，特别是尚未获得认证的新企业造成压力，而像天合光能这样的一线品牌的需求将持续增加。

【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。

摘 要： 光电池是一种直接将光能转换成电能的光伏器件或称换能器件，也是一种将变化的光信号直接转换成相应变化的电信号的光电转换器件。本文主要介绍了光电池的主要应用电路和工作原理。

关键词： 光电池 PN结 应用

随着科技日新月异地发展，光电池在人们的生产生活中产生了越来越重要的作用。光电池是利用光生伏特效应把光直接转变成电能的器件。由于它可把太阳能直接变电能，也称为太阳能电池。它有较大面积的PN结，当光照射在PN结上时，在结的两端出现电动势，是发电式有源元件。

1.光电池概述

1.1光电池的分类

光电池按照材料分为：硒光电池、砷化镓光电池、硅光电池等。硅光电池价格便宜，转换效率高，寿命长，适于接受红外光。硒光电池光电转换效率低、寿命短，适于接收可见光，最适宜制造照度计。砷化镓光电池转换效率比硅光电池稍高，光谱响应特性则与太阳光谱最吻合，主要应用于宇宙飞船、卫星、太空探测器等电源方面。

1.2硅光电池的工作原理

硅光电池是目前的主要研究方向。它是在一块N型硅片上用扩散的办法掺入一些P型杂质（如硼）形成PN结。当足够的光照到PN结区时，将在结区附近激发出电子―空穴对，在N区和P区之间出现电位差。电路中有电流流过，电流的方向由P区流至N区。若将外电路断开，就可测出光生电动势。

光伏产业表面光鲜之下，掩藏的是产业链困境与企业的无奈。

作为新能源产业的重要代表，过去的几年中，我国光伏产业飞速发展，再次让全世界领略了“中国制造”的震撼。2004年我国太阳能电池产量仅占全球产量的1％，到2010年已飙升至50％以上。但由于国内市场容量远远跟不上产业的发展，导致我国太阳能电池“墙内开花墙外香”，九成以上产品出口至国外。2009年和2010年我国分别出口太阳能电池1.7亿个和2.4亿个，月度出口量也从2009年1月的374.5万个一路攀升至2010年11月3063万个的历史高位。然而，制造大国并不等于产业大国，我国光伏产业光鲜外衣下，掩藏着产业链“两头在外”的尴尬和企业利润持续下滑的无奈。

出口热度不减

2011年以来，我国太阳能电池出口继续保持快速增长态势。前4个月我国出口太阳能电池9488万个，比去年同期(下同)增加41.1％；价值84.3亿美元，增长1倍；出口平均价格为88.8美元／个，上涨44.4％。其中，以一般贸易方式出H67397万个，增加17.1％，占同期我国太阳电池出口总量的71％。

出口市场更趋集中

欧盟是我国太阳能电池出口的主要市场。今年前4个月，我国对欧盟出口太阳能电池6479万个，增加89.2％，占我国太阳能电池出口总量的68.3％，所占比重较去年同期提高17.4个百分点。与此同时，我国太阳能电池对美国、南非等新兴市场开拓进展良好。我国对美国出口太阳能电池803.6万个，增加4.1倍；对南非出口344.2万个，增加7.1倍。

出口企业外资独大

作为我国光伏行业的排头兵，外商投资企业一直是我国太阳能电池出口的主要力量，且出口份额不断提高。今年前4个月，我国外商投资企业累计出口太阳能电池7182万个，增加55.1％，占同期我国太阳能电池出口总量的75.7％，占比较去年同期的68.8％提高6.9个百分点。同期，我国民营企业出口太阳能电池1887万个，增加90.9％，占19.9％；国有企业出151420.2万个，减少62.1％，占4.4％。

摘要太阳能光伏发电系统可以分为两种，一种是独立供电的光伏发电系统，还有一种是和电网相连的光伏并网发电系统。独立供电的光伏发电系统主要是为了给那些电网不能够覆盖到的边远地区提供电力，这些要提供那里一天的电力，所以这种光伏发电系统当中必须要有一个能够储存电力的电池。这种电池就是光伏电池，能够把电能转化为化学能储存起来，等需要的时候再释放出来。蓄电池有需要有充电器，这样充电过程才能够进行。充电器的好坏决定了蓄电池的使用寿命，蓄电池的设计投资大约占据了光伏发电系统设计投资的巧15%一20%，这样充电器的设计就显得尤其重要。

关键词光伏发电系统光伏蓄电池充电器

中图分类号： TM911文献标识码：A 文章编号：

一、光伏发电系统

基于使用场合的不同，太阳能光伏发电系统可以分为两种，一种是能够独立供电的光伏发电系统，另一种是和电网相连接的发电系统。在一些边远地区，那里的电网不能够完全覆盖到，而且那里也没有充足的太阳能来发电，这样就需要使用独立供电光伏发电系统来输送电力。

这两种发电系统的构成不一样，能够独立供电的光伏发电系统是由太阳能电池板、控制装置、逆变器、交流负载和蓄电池这五个部分组成。而和电网相连的发电系统是太阳能电池板、控制装置、直流负载和蓄电池这四部分组成。太阳能电池板是用硅半导材料制成的一块小方片，这些圆片在光照之下会产生电压和电流。光伏发电系统中的蓄电池组是一处能够提供储放电能地方的装置。控制器是整个发电系统的控制中心装置，它调整系统的输入输出功率以改变蓄电池的电压和其它地方的功能。逆变器在整个系统中的作用是将直流电直接变换为交流电。

独立供电的发电系统一般有几种典型的代表，主要有：（1）太阳能电池，这是一种能够将太阳光直接装换成为电能的发电装置，它是十分小巧的。（2）一体化光伏充电器，一种具有所有应有部件的充电器体，很小巧能够放在一个狭小的盒子里面。（3）白天用光伏系统，这种系统是把光伏器件和直流设备通过导线直接连接起来。这种系统是能够在白天安全有效运行的成本最低的系统！（4）储能式直流系统，这种系统的好处是有连续和间歇两种功能，而且当遇到阴天的时候，能够把储存在里面的电能拿出来用。而且这种系统能够瞬间提供一个很快的大冲击电流。（5）两用电流光伏系统，在这种系统当中很好利用了逆变器这个器件，这位系统能够很好地适应各种环境，很大程度地方便了用户。

联网发电系统也有几种代表，主要是：（1）并网光伏系统，这种系统的好处是当用户不用电力的时候能够把电力转换给城市大用户使用，这样就能够不浪费电力了。（2）可调度式和不可调度式光伏并网发电系统（3）光伏混合发电系统，这种发电系统的好处就是能够把其它的发电方式引入这种系统当中。

【摘要】针对光伏电池板追光角度方向不准确，导致其发电效能不理想的问题。分析产生问题的原因，提出自动追光的传感器。并在传感器的工作原理，电路设计、结构设计和计算方法进行了研究。

【关键词】光伏电池板;追光;角度;方向;传感器

Abstract：According to the angle of the photovoltaic battery plate light direction is not accurate，leading to the generation efficiency is not ideal problem.Analysis of the reason of this problem，the project personnel proposed automatic light sensor.And the working principle of the sensor，the circuit design，structure design and calculation methods are studied.

Keywords：photovoltaic battery plate;light;angle;direction;sensor

引言

随着科学技术的不断发展和我国能源紧张，太阳能作为简洁环保可再生能源，被国家政府部门大力提倡。但是，人们注重了太阳能板材质的转换效率、储存电能的方法，而忽略了高纬度地区太阳照射角度变化明显的特点，为了提高光伏电池板的转化效率，基于自动追光的、具有角度、方向补偿的传感器可解决这类问题。现在很多追光的太阳能光伏电池板采用时间延时控制技术，缺点是北方地区纬度大，四季光照变化明显。本项目提出了一种光电式自动追光的传感器，它安装方便，价格低廉。

1.光敏元件的工作原理

光敏元件是光电传感器的核心元件，在电路中占有重要的地位。光敏元件的基本转换原理是将被测量参数转换成电信号并将其输出。常用的光电传感器是采用发光二极管作为光源，光源经过透镜聚焦于空间某一点。如果将太阳光作为光源，如果电池板角度不正对太阳方向，太阳光就照不到光敏元件上，电路处于偏置状态，PN结截止，反向电流很小。当太阳正对时，光照到光敏二极管上时，PN结附近产生电子――空穴对，并在外.电场和内电场的共同作用下，漂移过PN结，产生光电流。此时，光电流与光照强度成正比，光敏二极管处于导通状态。

摘 要：光电池是一种根据光生伏特效应制成的直接把光能转变成电能的光电器件。本文根据光电池的光照短路电流与光强度成线性关系的特性，讨论了光电池在贴片机运动控制系统光栅位移检测中的应用，从而实现高精度的加工控制和定位。

关键词：光电池 光栅 脉冲计数 分辨率

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（b）-0132-02

在贴片机伺服控制系统中，常用长光栅来测量直线位移，实现闭环控制，保证定位精度。光栅尺制造过程中，可运用激光测长技术制造出高精度的光栅尺，从而提高光栅测量的分辨率，但仍未必能够满足伺服控制系统所需的控制精度和定位要求。本文基于光电池的输出特性的研究，提出了一种将光电池单体串联或并联成阵列结构，形成光电池组，通过位移—— 脉冲细分转换电路，提高光栅检测装置读数分辨率，从而实现高精度的加工控制及定位的方法。

1 光电池的工作原理及其特性

1.1 光电池的工作原理

光照改变半导体PN结电场，从而引起PN结电势的变化效应，称PN结光电效应。光电池的核心部分是一个PN结，它是一种根据光生伏特效应制成的直接把光能转变成电能的光电器件。（图1）

当光照射到PN结上时，如果光子能量足够大（光子能量大于硅的禁带宽度），就将在PN结附近激发出大量的光生电子—空穴对。在PN结内电场作用下，N区的光生空穴被拉向P区，P区的光生电子被拉向N区；其结果在P区聚积正电荷，带正电，为光电池的正极，在N区聚积负电荷，带负电，为光电池的负极，即在P区和N区间形成一定伏特数的电位差，称为光生电动势。

摘要：信息化时代中，新型能源得到了空前的发展，其中光能源成为广泛运用的新能源之一。硅光电池是我们熟悉的光能的利用范例。本文介绍了大学物理实验中硅光电池光照实验中，在同负载的情况下，电流会随着光照强度的增加而增加，电压也随之变化，而这种不同光照的作用下电压表显示的不同的电压值的硅光电池的开路电压特性。文章结合硅光电池的原理特性以及伏安特性分析了硅光电池开路电压与光信号之间的关系。

关键词：硅光电池；开路电压；光信号；关系

中图分类号：G642.423 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）08-0251-02

一、硅光电池原理及运用

硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。其具有较多的优点，如性能稳定、光谱范围宽、频率特性好、能量转换效率高、结构简单、重量轻、寿命长、价格便宜、使用方便等，因而得到广泛应用。硅光电池是一种直接把光能转换成电能的半导体器件，用此技术制作的光电池使用方便，特别是近年来微小型半导体逆变器迅速发展，促使其应用更加快捷。[1]硅光电池的应用方面：光敏传感器的基础是光电效应，即利用光子照射在器件上，使电路中产生电流或使电导特性发生变化的效应。目前半导体光敏传感器在数码摄像、光通信、航天器、太阳能电池等领域得到了广泛应用，在现代科技发展中起到了十分重要的作用。能源利用方面，硅光电池串联或并联组成电池组与镍镉电池配合、可作为人造卫星、宇宙飞船、航标灯、无人气象站等设备的电源；也可做电子手表、电子计算器、小型号汽车、游艇等的电源。光电检测器件方面，用作近红外探测器、光电读出、光电耦合、激光增加准直、电影还音等设备的光感受器。硅光电池是一个大面积的光电二极管，它被设计用于把入射到它表面的光能转化为电能，光电池的种类很多，常见的有硒、硅、砷化镓、氧化铜、硫化铊、硫化镉等，其中最受重视、应用最广的是硅光电池。光电池是一种特殊的半导体二极管，能将可见光转化为直流电。有两种基本类型的半导体材料，分别叫做正电型（或P型态）和负电型（或N型态）。光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用半导体pn结（pn junction）的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池（solar cell）。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件（module），再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。光伏发电的优点是较少受地域限制，因为阳光普照大地；光伏系统还具有安全可靠、无噪声、低污染、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电及建设同期短的优点。

二、硅光电池光照实验

在硅光电池光照试验中硅光电池负载为零时，短路电流在相当大的范围由与光照度成线性关系；而开路电压与光照度的关系，显非线性。因此，由实验知，负载电阻愈小，光电流与照度之间线性关系愈好。且线性范围宽。光功率计中的内部电路，须达到在待测量光照度的范围内，其等效电阻大小达到规定小的要求。并且通过实验我们探究到光电池具有以下几个基本特性：光谱特性：光电池对不同波长的光的灵敏度是不同的。当P-N结受光照时，样品对光子的本征吸收和非本征吸收都将产生光生载流子。它有一系列优点：性能稳定，光谱范围宽，频率响应好，转换率高，能耐高温辐射等。它的结构很简单，核心部分是一个大面积的PN结。因此，可用作光电探测器和光电池，被广泛用于太空和野外便携式仪器等的能源。硅光电池光照实验原理如下：在P型硅片上扩散一层极薄的N型层，形成PN结，再在该硅片的上下两面各制一个电极（其中光照面的电极成“梳状”，并在整个光照面镀上增透膜，利于光的入射。），当光照射在硅光电池的光照面上时，若入射光子能量大于硅的能隙时，光子能量将被半导体吸收，产生电子-空穴对。[2]它们在运动中一部分重新复合，其余部分在到达PN结附近时受PN结内电场的作用，空穴向P区迁移，使P区显示正性，电子向N区迁移，使N区带负电，因此在PN结上产生了电动势。如果在硅光电池两端连接电阻，回路内就形成电流，这是硅光电池发生光电转换的原理，这种原理不需外加电源而能直接把光能转换成电能。在硅光电池光照实验中，硅光电池在一定的光照条件下的光生电动势称为开路电压，开路电压与入射光照强度Ee的特性曲线称为开路电压曲线，也可以是硅光电池的电动势与入射光强之间的特性曲线称为开路电压曲线，而开路电压可直接用电位差计读（当所测电压超过电位差计量程时，自行设法扩大量程）。

三、硅光电池开路电压与光信号的关系

最大功率点的获取

晴天时，该系统采用的方法是追踪最大功率点（MPPT），就是找到太阳能电池输出功率最大的位置.MPPT采用的是自寻优的概念，实时测量光伏阵列的输出功率，进行比较后，自动地寻找到最大功率点.不断地寻找，不断地调整，不断地再寻找，如此周而复始.该方法可以自动适应一年四季太阳位置的变化，无需人工干预，十分有利于提高系统的全年效率[5].太阳能电池的U-I特性具有非线性，并且它随着外界环境(温度、日照强度)的变化而变化，在某一特定的温度或日照强度下总存在着一个最大功率点.太阳能电池阵列的输出功率特性曲线如图2所示[6].由图2可知，最大功率点几乎分布在一条垂直线的两侧，可以将最大功率点看作是对应着某一个恒定电压Un.该系统采用一个小型太阳能电池板作为系统的位置传感器，每隔5min读取1次输出电压.如果测量值比设定的最大值小，则需要驱动步进电机正向转动；如果测量值比设定的最大值大，则需要驱动步进电机反向转动；如果测量值等于设定的最大值，则不需要驱动步进电机转动，说明此时位置合适.该系统采用干扰观测法，这种方法能快速准确地进行MPPT控制，但在最大功率点附近振荡运行，稳态输出波形有一定波动，偏差较大.因此，扰动步长设定无法兼顾跟踪精度和响应速度，需进行多次尝试才能选定最佳步长，而且在光照强度剧烈变化时会出现误判.所以这种方法适用于对控制精度要求不是特别高的情况.例如，各种独立太阳能路灯、太阳能景观系统等小功率系统，采用干扰观测法进行MPPT控制足以满足控制精度，且参数调整合理匹配.

主要模块电路设计

时钟芯片

由于该系统在阴天时需通过当前时间进行太阳位置计算，因此，需要采用实时时钟，系统选用了时钟芯片DS1302.该器件具有实时时钟，可提供秒、分、时、日、星期、月和年（闰年补偿）.DS1302有2个电源，一个是主电源Vcc2，另一个是备份电源Vcc1.主电源Vcc2同单片机一样接5V电源，而备份电源Vcc1使用的是2节1.5V干电池.在系统电源被切断的情况下，DS1302也能正常工作，保证日期、时间的准确性.X1，X2用来外接晶振，晶振的频率为32.768kHz.

A/D转换

A/D转换的主要作用是把位置传感器两端采集的电压值（0~5V的模拟量）转换成数字量.该系统采用PCF8591芯片进行A/D转换，它具有8位的二进制转换精度.传感器采集的模拟量与数字量对应关系的典型值对应：+5V对应值为FFH，2.5V对应值为80H，0V对应值为00H.PCF8591与单片机的连接如图3所示.

传动机构