首先大家都知道，LED有一个最明显的特性就是电致发光效应，说白了就是给LED通电，它就会发光
但是不要忘了，LED本质上还是一个半导体二极管，有一个PN结
我记得书上说过，PN结有一个很有意思的特性，就是很容易受到光线的“干扰”
即当太阳光或其他光照射半导体的PN结时，就会在PN结的两边出现电压，前辈们给它起了个名字叫做光生伏打效应
于是，光敏二极管、光敏三极管的出现替代了笨重娇气的光电管，
更有甚者，把二极管做成片状追求光生伏打效应的最大化，叫做太阳能电池

既然LED能把电能转化成为光能，那么能不能也把光能转化成为电能呢？
为了测试不同LED的光伏效应，对不同种类LED进行了粗略的测试

测试条件:2015年3月，天气：晴；时间：13：00；地点： 朝南阳光充足的房间
分别于阳光直射下和室内环境进行测试，看看不同种类LED的光伏效应如何

首先是最普通的红色5mmLED
室内环境下有33.1mV光生电压产生







这是放在窗口阳光直射下，输出暴涨，达到775mV








普通5mm黄色LED，室内环境光生电压54mV








阳光直射下光生电压1.465V








普通5mm绿色LED，室内环境光生电压26mV








阳光直射下光生电压1453mV








最后来一个BOSS的，5W白光LED，内部是4颗核心两并两串
阳光直射下能够产生4.61V的光生电压！








上面看了这么多，那么是不是LED就可以当太阳能电池用了呢？
答案是否定的，太阳能电池追求的是尽可能高的光-电转换效率，输出较大的功率
LED在这一点上是远远赶不上的，以刚才那颗在阳光直射下产生4.61V光生电压的5WLED来说
产生的电流只有区区1mA不到。
伟大领袖毛主席教导我们说：一切事物无不具有两重性，既然LED不能做太阳能电池，那做个光敏穿感器还是可以的

正好想到光控路灯，这种灯天亮就灭，天黑就亮
其原理往往是利用光敏元件去控制照明电路
而现在有这样一种元件，这种叫做发光二极管的元件通电会发光，遇光会发电
那换一种方式，能不能让这个元件在照明的同时又能兼容光敏传感器，自己控制自己呢？
伟大领袖毛主席继续教导我们说：任何新生事物的成长都是要经过艰难曲折的
目标很简单：1、有光就灭，没光就亮
2、LED既做光-电元件，又做电-光元件

经过反复试验，终于设计出了自我控制的LED电路
说干就干，开始制作
电路采用2颗非常常见的集成电路NE555和LM311
还有少量电阻、电容等
这次用洞洞板进行电路的搭建，懒得画板腐蚀了
































插上LED试试，LED采用插座，这样可以测试不同种类的LED








基本完工




















最终做好的成品，可调电阻用于调整电路灵敏度




















电路设计采用5V供电，正好充满电的4.8V镍氢电池组输出大约5.5V
用在这里非常合适








出乎意料，测试一次成功
这是昨天晚上测试的情况
在环境黑暗条件下，LED自动点亮了







而用手电筒照射LED，自动熄灭了














上午再次进行测试，
地点：北京 朝南的房间内；天气：阴；
首先是高亮绿色LED，在白天时LED不发光







用手遮挡，立刻亮了








其次是草帽白光LED














还有之前测试的黄色LED














这是红色高亮LED













测试还有很多，就不传上来了
红的、黄的、绿的、蓝的、白的这些管子都能很好的工作
甚至红外管和紫外管也可以实现自控！（用相机拍）
当然，由于不同颜色的LED采用的半导体材料不同，因此它们的光伏特性也是不一样的
就像上面测试，同样在直射阳光下，红色LED和黄色LED输出电压就不一样
还有就是从测试表现看，LED的光伏特性曲线似乎很陡峭，而且对弱光的敏感度很低
表现最好的应该是高亮红光LED，弱光下敏感度较其余高
蓝色、白色最差，必须要很强光线照射才能关闭
还有就是草帽管灵敏度比较低，估计是因为没有透镜的缘故
而普通5mmLED因为有透镜，因此对直射光线灵敏度都较好，但对漫反射光线灵敏度就较差了




自我控制的LED照明灯原理图



下面上电路图





图中间部分，NE555和100K电阻及0.1uF电容组成了单稳态电路
该电路处于稳态是3脚输出低电平，LED不发光
当被2脚输入的低电位触发时，3脚输出高电平，LED发光

图左半部分，LM311组成的电压比较器，电位器的作用是为了调整LM311反向输入端的基准电压
同相输入端负责检测LED上产生的光生电压

系统上电时，LED不发光，此时LM311会将LED上的光生电压和基准电压比较
当环境较暗时，LED端光生电压较低，当低于基准电压时，LM311的7脚输出低电平
触发NE555，NE555进入暂态，LED发光，此时LED两端电压为工作电压，绝对高于基准电压
LM311输出高电平，不会继续触发
待暂态结束，NE555翻转，LED熄灭，此时LED端电压为光生电压，LM311继续比较，
如果光生电压低于基准电压，则输出低电平继续点亮LED
反之如果环境较亮，光生电压高于基准电压，LM311不会触发NE555，LED也就不会点亮
实际工作中，单稳态电路的暂态时间为t=1.1RC=1.1×100K×0.1u=0.011s，LED实际上是一直在闪烁
但是由于人眼的余晖效应，所以看起来LED是一直亮着的

PS：细心的兄弟一定会发现，这个电路的工作原理和白菜白光T12烙铁的工作原理是一样的
白菜T12的电路稍稍改动些参数也可以做成自控LED


有兄弟说可以用红外接收管当作太阳能电池来用
这个理论倒是头一次听说，那就试一下
一颗5mm红外光敏二极管
在正午阳光直射下，只有1mV电压产生





还有就是有人说LED既然有光伏效应，那么能产生多大电流呢？
这是那颗5W白光LED，正午阳光直射下
可以产生4.54V电压




但是电流不行啊，只有几个uA





普通高亮绿色LED可以产生1.57V电压




但是电流一样小的可怜




黄色的也好不到哪去






所以，用LED做太阳能电池就别想了，在照明的同时，业余兼职光敏二极管还是可以的
转自：数码之家bbs.mydigit.cn/read.php?tid=1184818?page=1