光敏陶瓷之一

光敏陶瓷也称光敏电阻瓷，属于半导体陶瓷，它在光的照射下，吸收光能，产生光电导或光生伏特效应，利用光电导效应来制造光敏电阻，可用于各种自动控制系统；利用光生伏特效应可制造光电池或称太阳能电池，为人类提供了新能源。

1. 半导体的光电导

半导体中跃迁到导带的电子和在价带出现的空穴，在电场的作用下都能定向运动而导电，故称它们为路它们为载流子。电子的跃迁可以有各种推动力，当光照射到半导体时，只要光子的能量大于半导体禁带的宽度Eg, 就可以使价带电子跃迁到导带，在价带中产生空穴，即半导体产生光生载流子，使电导增加，这个过程称光电导。本征半导体的光导称本征光电导。杂质半导体，在杂质原子未完全电离的情况下，光照也能使这些原子产生电子和空穴，也能使电导增加，称这个过程为杂质光电导。

本征半导体处于热平衡状态时，有确定的载流子浓度，这种处于热平衡状态下的载流子，称平衡载流子。当光注人后，本征半导体则处于非平衡状态，比平衡状态多出的载流子称为非平衡附加载流子，载流子浓度的增加，必然使半导体电导增加，光电导是非平衡载流子造成的。

光敏电阻

2.光电导材料工艺

（1）概述

光敏电阻材料是光电导材料的一种，过去一般把CdS或CdSe粉末掺一定量的Cu、Ag及CdCl2等，在600℃以上的温度烧结，使CdS、CdSe具有光敏特性。将这种粉末在一定压力下制成片状，再将这些光敏片在300~500℃下进行氧化处理。处理后的光敏片灵敏度相当高，但工艺中压制工序较繁琐，效率低，近年来已不常采用此工艺。其他制造光敏材料的工艺介绍如下。

①不烧制膜法

首先制出光敏CdS之后用有机树脂黏合剂，均匀混合，涂布在某种基体上，经过一定时间的热处理，制成光电导体，利用这种方法可以制出大面积的光电导体薄膜，优越性很大。

②烧结制膜法

将CdS加入适量CuCl2、AgNO3 溶液和助熔剂CdCl2与蒸馏水混合，磨细并烘干、在惰性气氛中600℃以上合成光敏CdS, 再掺入高纯硫2%~8%, 在200一300℃氮气气氛中加热。之后加水磨细，喷涂在陶瓷、石英、玻璃或云母等基板上，干燥之。于600℃氮气气氛中烧结。最后放在 NH4OH稀水溶液中浸泡8h, 再用温蒸馏水充分洗涤，以除去表面的氯化物和碱。

（3) 真空镀膜法

将CdS加敏化剂CuS与NaCI在含硫的气氛中烧结，粉碎后作蒸发源，蒸发在基板上形成薄膜。另一种方法是CdS中加适量CuCl2敏化剂放入蒸发舟里蒸发。

由于CdS与掺杂物蒸发温度不同，不易得到符合要求的光敏薄膜。为解决这个问题，先蒸发CdS, 之后再蒸发一层敏化剂如 Cu、Ag、In、Ga等，然后再于空气中进行热处理，使敏化剂向薄膜内扩散，薄膜进行再结晶。或者在含有Ag、Cu、In、Ga等敏化剂的 CdS 粉末中进行热处理，使它具有良好的光敏特性。