时间：2024-12-26浏览次数：27
《光电变换与检测技术》分为两大部分。第一部分（第1章—第5章）深入探讨光电信息变换，内容包括光电器件的基础知识，各种光电探测器件、成像器件和热电探测器件的工作原理与特性，偏置电路设计及其典型应用。此外，本书还介绍了各种光电信息变换的方式、类型及其原理，为读者提供了全面深入的理解。
光电信息科学与工程专业涵盖了广泛的课程，旨在培养具备光电传感与检测技术的专业人才。课程内容包括电路原理、模拟电子技术、数字电子技术，这些基础课程为后续学习打下了坚实的基础。通信原理、信号与系统、数字信号处理课程则深入探讨了信息传输和处理的基本原理。
本书专为高等教育领域设计，涵盖了光电信息工程、光学工程、光信息科学与技术、测控技术与仪器、计量技术、电子技术、质量工程、通信工程、应用物理以及应用电视等多个专业领域。作为光电检测技术和光电技术课程的核心教材，它旨在为学生们提供深入理解和实践的基础知识。
主要内容包括：光电检测技术与系统的基本概念、发展现状及常用的检测方法；光电检测系统的发光光源和光电接收系统；分别从光电信息检测、光电图像检测、光电干涉检测、光电衍射检测、光学扫描检测、光纤传感检测、光谱检测七个方面介绍了各光电检测领域的基本知识、检测方法、检测系统构成及应用。
内容分为四大部分：理论基础、电光与光电器件、光电变换检测技术与方法、典型应用。为了辅助学习，本书还附有免费电子课件。
光电检测技术是一种利用光电效应进行测量的技术。它通过将光信号转换为电信号，实现对光强度、光波长、光偏振态等光学参数的测量。光电检测技术广泛应用于各个领域，如通信、生物医学、环境监测等。
其次，硅光电池也作为光电检测器件的重要组成部分，例如在近红外探测、光电读出、光电耦合、激光准直和电影还音等设备中，用作光感测的元件，捕捉并转换光信号。最后，硅光电池在光电控制器件中也有其独特作用，作为光电开关等光控设备的转换元件，实现光信号与电控信号的转换和控制。
光伏打器件---硅光电池 半导体PN结在受到光照射时能产生电动势的效应，叫光伏打效应。硅光电池就是利用光伏打效应将光能直接换成电能的半导体器件。光照可以使薄薄的P型区产生大量的光生载流子。这些光生电子和空穴，会向PN结方向扩散。扩散过程中，一部分电子和空穴复合消失，大部分扩散到PN结边缘。
硅：硅是硅光电池的主要成分，是一种广泛存在于自然界的元素。硅的化学性质稳定，具有高耐久性和可靠性，因此在光伏领域得到广泛应用。硅光电池中的硅材料有单晶硅和多晶硅两种类型，其中单晶硅具有更高的光电转换效率，但制造成本也相对较高。
高效异质结是一种特殊的结构，它是指由两种或多种不同材料组成的、具有高效能量转换能力的异质结构。异质结是由两种不同材料接触形成的一种结构，这些材料具有不同的能带结构。在异质结中，由于不同材料的接触，电子和空穴的传输和分离效率大大提高。
高效异质结是一种特殊的结构，它是指在不同材料之间形成的异质结构，具有较高的能量转换效率和优异的性能。高效异质结的解释 高效异质结，通常出现在不同的固体材料之间，代表着两种或更多种材料在界面处结合形成独特的结构。
高效异质结是一种特殊的结构，它是指在不同材料之间形成的异质结构，具有较高的能量转换效率和优异的性能。高效异质结的解释 高效异质结主要由两种或多种不同材料组成，这些材料在接触界面上形成特殊的结构。这种结构能够显著提高能量转换效率，尤其在太阳能电池、光电探测器、热电转换等领域得到广泛应用。
异质结是一种半导体材料，它由两种不同的材料层组成，这两种材料的性质和电子结构不同。在这两种材料的交界处，会形成电势垒，这个电势垒会产生电场，从而使异质结的导电性质与均匀的半导体材料不同。
异质结（HJT）技术，全称是Heterojunction with Intrinsic Thin-layer （HJT），是一种太阳能电池的制造技术。这项技术主要应用于太阳能光伏领域，尤其是在高效太阳能电池的制造中。HJT太阳能电池以其较高的转换效率和优良的稳定性而受到关注。
异质结电池是一种高效的太阳能电池技术，它巧妙地结合了晶体硅和非晶硅的优势。这种电池的核心构造是基于P型和N型两种半导体材料的异质结构，其中P型氢化非晶硅与N型氢化非晶硅分别与N型硅基板通过一层非掺杂的氢化非晶硅薄膜相连。
二维材料因其独特的物理和化学性质，被誉为材料科学领域的一场新革命。这些性质在其他材料中难以找到，如在电子设备中的场效应管、光电器件、热电器件、仿生器件和偏振光探测等领域，二维材料显示出巨大的应用潜力。二维材料的崛起确实预示着材料科学的革新。
二维材料的出现，确实会给整个材料界带来一场新的革命。二维材料，其实是纳米材料的一种。二维材料是指电子仅可以在两个维度的纳米尺度上，进行自由运动的材料。结构决定性质，这是材料科学中一个非常重要的理论。
电子在材料平面上的方向可以和三维材料中的方向一样任意，但在垂直材料中的方向却受到严格限制，这使得二维材料天生就有许多不同于三维材料的量化现象。二维材料的起源是年由曼彻斯特大学的物理学家用胶带的方法撕开了单层石墨（也被称为石墨烯）。这就是二维材料的开始。
二维材料，这是一个革命性的概念，它定义为电子活动局限于二维平面（1-100纳米）的神奇材料，如纳米薄膜、超晶格和量子阱。它们的超薄特性，如石墨烯仅0.35纳米的厚度，赋予了它们独特的优势，如极低的短沟道效应，能够显著缩小器件尺寸，显著降低能耗。
二维材料是一类新的材料，厚度从单个原子层到几个原子层的材料称为二维材料。最典型的二维材料是石墨烯，只有一个原子厚，约0.34 nm厚，碳原子在平面内以共价键的形式结合，形成六边形蜂窝状平面结构。二维材料表现出不同于普通材料的奇异性质，这是由于其超薄的厚度造成的量子限制效应。
简单地说就是温度高的自由电子会运动加快，它们会迅速向四处扩散，和冷电子（温度低的电子）通过碰撞交换能量，把热量传导开来。同导电性一样，自由电子越多，受到的散射越少，电子的导热性就越好。
为了进一步提升热电效率，科学家们正在尝试将多种材料结合，针对不同的工作温度范围进行优化。这种策略旨在通过材料间的互补性，改善热电优值系数，以达到更高的能源转化效率。总的来说，半导体热电材料的发展正在向着精细化、多元化和性能优化的方向发展，以适应不断增长的能源需求和环境保护的需求。
热电材料的性能由多个参数决定，如佩尔捷系数（与单位时间内吸收的热量有关）和泽贝克系数（描述单位电荷熵差）。理想的热电材料应具有晶体的高电导率和玻璃的低热导率，以减少热损失。不同材料系列，如BiSb适用于低温，Bi2Te3适用于中温，PbTe适用于高温，而SiGe适用于高温领域。
金刚石是一个导热性很好的材料，但由于其电子结构，其导电性并不出色。这表明导热性和导电性之间不存在必然的联系，而是由材料内部的电子结构和晶体振动特性共同决定。热电材料能够将热能和电能相互转换，其转换效率由热电品质因子ZT衡量。ZT由塞贝克系数S、电导率和热导率共同决定。
按化学组份，可分成纳米金属、纳米晶体、纳米陶瓷、纳米玻璃、纳米高分子和纳米复合材料。按材料物性，可分成纳米半导体、纳米磁性材料、纳米非线性光学材料、纳米铁电体、纳米超导材料、纳米热电材料等。
重要的热电晶体都是铁电体如LiNbOTGS和BSN、BNN等。PZT也是重要的热电材料。铁电性 介电晶体有很重要的一类，例如BaTiOSrTiOLiNbO3等，叫铁电体；在各自一定的特征温度（称为铁电的居里温度）之下，晶体中出现自发极化，并且自发极化可以随外电场反向而反向；在交变电场作用下，显示电滞回线。
