太陽能電池的結(jié)構(gòu)和基本原理(已修改)
2025-05-31 01:30 本頁面
【正文】 第三章 太陽能電池的基本原理 本章以單晶硅 pn結(jié)太陽能電池為例 ，介紹半導(dǎo)體太陽能電池的基本工作原理 、結(jié)構(gòu)及其特性分析 。 一、太陽能電池的結(jié)構(gòu)和基本工作原理 下圖示意地畫出了單晶硅 pn結(jié)太陽能電池的結(jié)構(gòu) ，其包含上部電極 ， 無反射薄膜覆蓋層 ， n型半導(dǎo)體 ， p型半導(dǎo)體以及下部電極和基板 。 當(dāng)有適當(dāng)波長的光照射到這個(gè) pn結(jié)太陽能電池上后 ， 由于光伏效應(yīng)而在勢壘區(qū)兩邊產(chǎn)生了電動勢 。 因而光伏效應(yīng)是半導(dǎo)體電池實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的理論基礎(chǔ) ， 也是某些光電器件賴以工作的最重要的物理效應(yīng) 。 因此 ， 我們將來仔細(xì)分析一下 pn結(jié)的光伏效應(yīng) 。 設(shè)入射光垂直 pn結(jié)面 。 如果結(jié)較淺 ， 光子將進(jìn)入 pn結(jié)區(qū) ， 甚至更深入到半導(dǎo)體內(nèi)部 。能量大于禁帶寬度的光子 ， 由本征吸收在結(jié)的兩邊產(chǎn)生電子 空穴對 。 在光激發(fā)下多數(shù)載流子濃度一般改變較小 ， 而少數(shù)載流子濃度卻變化很大 ， 因此應(yīng)主要研究光生少數(shù)載流子的運(yùn)動 。 無光照 光照激發(fā) 由于 pn結(jié)勢壘區(qū)內(nèi)存在較強(qiáng)的內(nèi)建電場 （ 自 n區(qū)指向p區(qū) ） ， 結(jié)兩邊的光生少數(shù)載流子受該場的作用 ， 各自向相反方向運(yùn)動： p區(qū)的電子穿過 pn結(jié)進(jìn)入 n區(qū)； n區(qū)的空穴進(jìn)入 p區(qū) ， 使 p端電勢升高 ， n端電勢降低 ， 于是在 pn結(jié)兩端形成了光生電動勢 ， 這就是 pn結(jié)的光生伏特效應(yīng) 。 由于光照在 p
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