半導體材料的定義與物理基礎(存儲版)
【正文】 為 40%。為了使 ISC最大，金屬柵占有的面積應最小。 81光強 ?將太陽光聚焦于太陽電池，可使一個小小的太陽電池產(chǎn)生出大量的電能。I0=Aq(Dnn0p/Ln + Dpp0n)/Lp)飽和電流與擴散系數(shù)，擴散長度，少子濃度等有關，概括起來就是復合效應74IV曲線75填充因子dp/dv=0測量 IV曲線求填充因子76光電轉(zhuǎn)換效率?Pmax=VocIscFF ?ηη =Pmax/Pin =VocIscFF /Pin?Pin是太陽能光譜中所有光子的積是太陽能光譜中所有光子的積分分 ,FF為填充因子為填充因子77影響電池效率的幾大因素?禁帶寬度?溫度?少子壽命?光強?摻雜濃度及剖面分布?表面復合速率?串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻?金屬柵線和光反射78禁帶寬度?能帶間隙（禁帶寬度）增大，開路電壓增大，短路電流減少?選擇合適的禁帶寬度材料79溫度?隨著溫度的增加，效率 ηη 下降，對開路電壓起主要作用下降，對開路電壓起主要作用，對短路電流很敏感，對短路電流很敏感?Si材料溫度每增加材料溫度每增加 1?C， VOC下降室溫值的下降室溫值的 %， ?也因也因而降低約同樣的百分數(shù)而降低約同樣的百分數(shù) ?例如，一個硅電池在 20?C時的效率為 20%，當溫度升到120?C時，效率僅為 12％。和表面鈍化。直接取決于光照強度，并隨光強的增長呈線性增長。hv作圖 ，取其中線性特征相對明顯的一種類型 圖 58 a: mg 多孔壁包裹的 In2Se微晶納米管分散在 3ml甲醇中的吸收光譜 . b: (α hv)2 對 hv 的曲線圖 . c: (α hv)1/2 對 hv 的曲線圖 .67太陽能電池的基本原理?光生伏特效應以及等效電路?IV曲線，短路電流，開路電壓，填充因子，光電轉(zhuǎn)換效率68光生伏特效應以及等效電路光生電勢產(chǎn)生了正向電流 If 的注入，方向與光生電流相反I = ILIF=IL I0[exp(qV/kT)1]無光照及光照時電流－電壓特性 光生電勢使得 p極電勢高過 n極必然產(chǎn)生從 pn區(qū)正向電流有舍才有得，天下沒有免費的午餐69（ a）不考慮串并聯(lián)電阻 （ b）考慮串并聯(lián)電阻 書本上 55頁圖 ， 電流 I 的方向有誤前電極和背電極和硅的接觸電極金屬的電阻硅材料本身的電阻即為串聯(lián)電阻電池的微裂痕紋，劃痕等缺陷處形成的金屬橋漏電，即為并聯(lián)電阻70短路電流?當太陽能電池的 基極（ p)和發(fā)射極（ n)直接相連 ，即 pn結(jié)短路時，負載電阻，光生電壓，和光照時流過 pn結(jié)的正向電流 If均為零，光生載流子直接通過外電路，此時的電流為短路電流，用 Isc表示。62半導體材料的光吸收?吸收系數(shù)?直接躍遷和間接躍遷?以上兩者的關聯(lián)（能帶間隙的計算）63吸收系數(shù)?光在介質(zhì)中傳播時，一部分入射光線在物體表面反射或散射，一部分被物體吸收，另一部分可能透過物體。少子在內(nèi)電場的作用下形成的漂移電流加大。隨光照時間的變化 ?n=?達到動態(tài)平衡后： n=n0+?n p=p0+?p n0， p0為熱平衡時電子濃度和空穴濃度 ， ?n， ?p為非子濃度。31三 .Fermi能級 E的狀態(tài)的幾率 對一個電子而言，它具有的能量時大時小，處在經(jīng)常變化中。因而也稱為 受主雜質(zhì) 。?2. 原來孤立的能級便分裂成彼此相距很近的 N個能級，準連續(xù)的，可看作一個能帶12原子能級 能帶允帶禁帶允帶允帶禁帶13硅晶體能帶的形成過程14晶體實際的能帶圖比較復雜，可以把復雜的能帶圖進行簡化絕緣體、半導體和導體的簡化能帶圖a） 絕緣體 b）半導體 c）導體Eg6eV能帶圖的意義及簡化表示15半導體能帶簡化表示a）能帶簡化表示 b） 能帶最簡化表示一般用 “Ec”表示導帶底的能量，用 Ev表示價帶底的能量， Eg表示禁帶寬度。摻雜后半導體的導電率大為提高摻入三價元素如 B、 Al、 In等，形成 P型半導體，也稱空穴型半導體摻入五價元素如 P、 Sb等，形成 N型半導體，也稱電子型半導體24雜質(zhì)半導體雜質(zhì)半導體 N型半導體 在本征半導體中摻入五價元素如 P。?這些深能級雜質(zhì)能夠產(chǎn)生多次電離，每一次電離相應地有一個能級。它與物質(zhì)特性有關，它并不是物質(zhì)的實體能級，而是描述電子能量分布所用的假想能級。p＞ ni2 n型： ?n— 非平衡多子 ?p— 非平衡少子 p型： ?p— 非平衡多子 ?n— 非平衡少子 39注意： ??cm的 n型硅中， n0n0，小注入?pp0。在 t=0時，取消光照，復合 產(chǎn)生 。于是內(nèi)電場對多子擴散運動的阻礙減弱，擴散電流加大。PN結(jié)加正向電壓時，呈現(xiàn)低電阻，具有較大的正向擴散電流；PN結(jié)加反向電壓時，呈現(xiàn)高電阻，具有很小的反向漂移電流。?介質(zhì)的吸收系數(shù) a的量綱是長度的倒數(shù)，單位是 cm1. 吸收系數(shù) a的倒數(shù) (1/a)的
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