晶體硅太陽(yáng)能電池的基本原理-文庫(kù)吧
2024-12-28 13:24 本頁(yè)面
【正文】 帶， 但是禁帶很窄（ Eg 約 3 eV以下 )。 confidential 導(dǎo)體 半導(dǎo)體 絕緣體 Eg 價(jià)帶 導(dǎo)帶 最高的滿(mǎn)帶 ?最低的空帶 導(dǎo)帶 價(jià)帶 滿(mǎn)帶 部分 填充 能帶 confidential 在 本征半導(dǎo)體 硅或鍺中摻入微量的其它適當(dāng)元素后所形成的半導(dǎo)體 2 摻雜半導(dǎo)體 雜質(zhì)半導(dǎo)體 1 本征半導(dǎo)體 無(wú)雜質(zhì)，無(wú)缺陷的半導(dǎo)體 本證載流子：電子、空穴均參與導(dǎo)電 本征半導(dǎo)體中正負(fù)載流子數(shù)目相等，數(shù)目很少 confidential 根據(jù)摻雜的不同，雜質(zhì)半導(dǎo)體分為 N型半導(dǎo)體 P型半導(dǎo)體 N型半導(dǎo)體：摻入五價(jià)雜質(zhì)元素（如磷、砷）的雜質(zhì)半導(dǎo)體 P型半導(dǎo)體：在本征半導(dǎo)體中摻入三價(jià)雜質(zhì)元素，如硼等。 confidential 空 帶 滿(mǎn) 帶 施主能級(jí) ?ED ?Eg 空 帶 ?Ea 滿(mǎn) 帶 受主能級(jí) ?Eg confidential 摻入少量五價(jià)雜質(zhì)元素磷 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 P 多出一個(gè)電子 出現(xiàn)了一個(gè)正離子 電子是多數(shù)載流子 ， 簡(jiǎn)稱(chēng) 多子 。 空穴是少數(shù)載流子 ， 簡(jiǎn)稱(chēng) 少子 。 施主雜質(zhì) 半導(dǎo)體整體呈電中性 confidential 摻入少量三價(jià)雜質(zhì)元素硼 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 B 空穴 負(fù)離子 空穴是多數(shù)載流子 ， 簡(jiǎn)稱(chēng) 多子 。 電子是少數(shù)載流子 ， 簡(jiǎn)稱(chēng) 少子 。 受主雜質(zhì) 半導(dǎo)體整體呈電中性 confidential PN結(jié) 半導(dǎo)體中載流子有 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng) 和 漂移運(yùn)動(dòng) 兩種運(yùn)動(dòng)方式 。載流子在電場(chǎng)作用下的定向運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為 漂移運(yùn)動(dòng) . 在半導(dǎo)體中 ， 如果載流子濃度分布不均勻 ， 因?yàn)闈舛炔?，載流子將會(huì)從濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域運(yùn)動(dòng) ， 這種運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng) 。 將一塊半導(dǎo)體的一側(cè)摻雜成 P型半導(dǎo)體 ， 另一側(cè)摻雜成 N型半導(dǎo)體 ， 在兩種半導(dǎo)體的交界面處將形成一個(gè)特殊的薄層 PN結(jié) confidential ① 多子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成空間電荷區(qū) 由于濃度差 ， 電子和空穴都要從濃度高的區(qū)域向 ? 擴(kuò)散的結(jié)果 ， 交界面 P區(qū)一側(cè)因失去空穴而留下不能移動(dòng)的負(fù)離子 ， N區(qū)一側(cè)因失去電子而留下不能移動(dòng)的正離子 ， 這樣在交界面處出現(xiàn)由數(shù)量相等的正負(fù)離子組成的空間電荷區(qū) ， 并產(chǎn)生由 N區(qū)指向 P區(qū)的內(nèi)電場(chǎng) EIN。 PN結(jié) confidential 17 ② 內(nèi)電場(chǎng) EIN阻止多子擴(kuò)散 ， 促使少子漂移 多子擴(kuò)散 空間電荷區(qū)加寬內(nèi)電場(chǎng) EIN增強(qiáng) 少子漂移 促使 阻止 EIN EIN 空間電荷區(qū)變窄內(nèi)電場(chǎng) EIN削弱 擴(kuò)散與漂移達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡形成一定寬度的 PN結(jié) confidential 光生伏特效應(yīng) 當(dāng)光照射 pn結(jié) ， 只要入射光子能量大于材料禁帶寬度 ， 就會(huì)在結(jié)區(qū)激發(fā)電子 空穴對(duì) 。 這些非平衡載流子在內(nèi)建電場(chǎng)的作用下 ， 空穴順著電場(chǎng)運(yùn)動(dòng) ， 電子逆著電場(chǎng)運(yùn)動(dòng) ， 最后在 n區(qū)邊界積累光生電子 ， 在 p區(qū)邊界積累光生空穴 ， 產(chǎn)生一個(gè)與內(nèi)建電場(chǎng)方向相反的光生電場(chǎng) ， 即在 p區(qū)和 n區(qū)之間產(chǎn)生了光生電壓 UOC， 這就是 p
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