太阳能电池片EL测试仪

一、技术原理

 A.  电池片技术

太阳能电池发电是根据爱因斯坦的光电效应而运用于日常生活。黑体（太阳）辐射出不同波长（频率）的电磁波， 如红.紫外线，可见光等等。当这些射线照射在不同导体或半导体上，光子与导体或半导体中的自由电子作用产生电流。射线的波长越短，频率越高，所具有的能量就越高，例如紫外线所具有的能量要远远高于红外线。但是并非所有波长的射线的能量都能转化为电能，值得注意的是光电效应于射线的强度大小无关，只有频率达到或超越可产生光电效应的阈值时，电流才能产生。能够使半导体产生光电效应的光的最大波长同该半导体的禁带宽度相关，譬如晶体硅的禁带宽度在室温下约为1.155eV，因此必须波长小于1100nm的光线才可以使晶体硅产生光电效应。 太阳电池发电是一种可再生的环保发电方式，发电过程中不会产生二氧化碳等温室气体，不会对环境造成污染。按照制作材料分为硅基半导体电池、染料敏电池、有机材料电池等。对于太阳电池来说最重要的参数是转换效率，目前在实验室所研发的硅基太阳能电池中，单晶硅太阳电池的效率为25.0%，多晶硅太阳电池的效率为20.4%，单晶体硅薄膜太阳电池的效率为16.7%，非晶硅薄膜太阳电池的效率为10.1% 

太阳电池是一种可以将能量转换的光电组件，其基本构造是运用P型与N型半导体接合而成的。半导体最基本的材料是「硅」，它是不导电的，但如果在半导体中掺入不同的杂质，就可以做成P型与N型半导体，再利用P型半导体有个空穴(P型半导体少了一个带负电荷的电子，可视为多了一个正电荷)，与N型半导体多了一个自由电子的电位差来产生电流，所以当太阳光照射时，光能将硅原子中的电子激发出来，而产生电子和空穴的对流，这些电子和空穴均会受到内建电位的影响，分别被N型及P型半导体吸引，而聚集在两端。此时外部如果用电极连接起来，形成一个回路，这就是太阳电池发电的原理。

简单的说，太阳光电的发电原理，是利用太阳电池吸收0.4μm～1.1μm波长(针对硅晶)的太阳光，将光能直接转变成电能输出的一种发电方式。

B.  EL光学原理

光是能量的一种传播方式。光源所以发出光，是因为光源中原子的运动。有三种方式：热运动、跃迁辐射、受激辐射。

电致发光是指电流通过物质时或物质处于强电场下发光的现象，二极管的阳极侧施加正电压，阴极侧施加负电压，这样就称为正向偏置，所加电压为顺向偏压。如此N型半导体被注入电子，P型半导体被注入电洞。这样一来，让多数载流子过剩，空乏层缩小、消灭，正负载流子在PN接合部附近结合并消灭。整体来看，电子从阴极流向阳极（电流则是由阳极流向阴极）。在这个区域，电流随着偏压的增加也急遽地增加。伴随着电子与电洞的再结合，两者所带有的能量转变为热（和光）的形式被放出。能让正向电流通过的必要电压被称为开启电压，特定正向电流下二极管两端的电压称为正向压降。

太阳能电池片是光生电、EL则利用其电池片二极管特性利用电流产生光来判别电流导通的效率好坏，是一种特殊的二极管。和普通的二极管一样，发光二极管由半导体芯片组成，太阳能电池片工艺以产生p、n架构。与其它二极管一样，发光二极管中电流可以轻易地从p极（阳极）流向n极（负极），而相反方向则不能。两种不同的载流子：空穴和电子在不同的电极电压作用下从电极流向p、n架构。当空穴和电子相遇而产生复合，电子会跌落到较低的能阶，同时以光子的模式释放出能量（光子也即是我们常称乎的光）。

它所发出的光的波长（决定颜色），是由组成p、n架构的半导体物料的禁带能量决定。由于硅和锗是间接带隙材料，在这些材料在常温下电子与空穴的复合是非辐射跃迁，此类跃迁没有释出光子，而是把能量转化为热能，所以硅和锗二极管不能发光。但在极低温的特定温度下则会发光，必须在特殊角度下才可发现，而该发光的亮度不明显。发光二极管所用的材料都是直接带隙型的，因此能量会以光子形式释放，这些禁带能量对应着近红外线、可见光、或近紫外线波段的光能量。

C.  焦聚

从一个点光源发射的探测光通过透镜聚焦到被观测物体上，如果物体恰在焦点上，那么反射光通过原透镜应当汇聚回到光源，这就是所谓的共聚焦，简称共焦。

所以相机的聚焦如何计算，在相机的镜头上，扮演很重要的角色，当光线反射经镜头到相机的芯片时，会形成不同的波长有不同的落点，短波的聚焦距离会比长波短，正因电池片产生的是红外光，所以其聚焦点会比可见光再短一些，此时利用低像素的相机就可以得到很好的影像质量，因为光学范围比较窄。

简单而言，就是色差技术，色差是指光学上透镜无法将各种波长的色光都聚焦在同一点上的现象。它的产生是因为透镜对不同波长的色光有不同的折射率（ Dispersion Law）。对于波长较长的色光，透镜的折射率较低。在成像上，色差表现为高光区与低光区交界上呈现出带有颜色的「边缘」，这是由于透镜的焦距与折射率有关，从而光谱上的每一种颜色无法聚焦在光轴上的同一点。色差可以是纵向的，由于不同波长的色光的焦距各不相同，从而它们各自聚焦在距离透镜远近不同的点上；色差也可以是横向或平行排列的，由于透镜的放大倍数也与折射率有关，此时它们会各自聚焦在焦平面上不同的位置。

D.  半导体致冷技术

热电致冷芯片(Thermoelectric Cooling Module)及温差发电芯片(Thermoelectric Power generating Module)的理论基础早在19世纪初即被科学家发现。公元1821年(约180年前)德国科学家ThomasJohannSeebeck(1770-1831)发布塞贝克效应(Seeback Effect)此效应为日后研发温差发电芯片的基础。随后不久(1834)，法国表匠JeanCharlesAthanase Peltier也发布了珀尔帖效应(Peltier Effect)此效应为日后研发致冷芯片的基础。但是当时并无今日发展神速的半导体工业，科学家无法利用以上两个效应来研发创造新的产品。直到1960年(约40年前)，靠着半导体工业的配合，致冷芯片与发电芯片才问世。

热电致冷芯片的名称很多。如热电致冷模块(Thermoelectric Cooling Module)，热电致冷芯片(Thermoelectric Cooling Chip)，制冷芯片，热电致冷器(Thermoelectric Cooler)，珀尔帖致冷器(Peltier Cooler)，珀尔帖单体(Peltier Cell)，也有人称它为热泵(Heat Pump)。普遍的名称为半导体致冷器。

二、硬件规格

三．可判断缺陷类别：

四．硬件保修期:

1、相机（含镜头）保修期壹年

2、相机（含镜头）出保修期后：

3、第二年：维修只需酌收材料费（不高于5000 RMB）

4、 第三年后：加收人工费（不高于2000 RMB）

5、系统保修期壹年（相机如上）

五、KP-A主要零部件清单

六、KP-A的厂务安装条件：

1、气压：>0.5MPa，接入的气管直径为φ8；

2、电源：220V（>1000W）；

3、安装位置：需要一张办公用的桌子；

4、接入位置：EL测试仪需要放置在桌子上面，电和气需要接到安装位置附近。