[工學(xué)]ch3半導(dǎo)體光電探測(cè)器(編輯修改稿)
2024-11-14 23:34 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ????????????????????????? 10 kTqVe x pIIVIVP 39。L39。39。o u t由： 因?yàn)椋? 0??? 39。outVP有 ? ?? ? ?????????mLOm VIIlnV?? 111 0 ? ?OmLOmOm VIIVI?????10kTq??式中 六、寄生電阻影響 (非理想 IV方程 ) ? ?shs39。Ls39。RIRVIkTIRVqe x pII ????????? ??????? ?? 10RS=0 RSh=∞ RS=0 RSh=100 RS=5 RSh=∞ RS=5 RSh=100 寄生電阻影響大 七、 光譜響應(yīng) ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ??????? avpn JJJRqFSR ???? 11高能光子主要被表面吸收； 低能光子主要被深處吸收； 空間電荷區(qū)光生載流子少。 ? 八、常規(guī) pn結(jié)太陽(yáng)電池不足 太陽(yáng)電池關(guān)鍵參數(shù) — 效率 : 光生載流子在表面區(qū)復(fù)合； 擴(kuò)散至擴(kuò)散長(zhǎng)度外復(fù)合。 : 低的表面區(qū)摻雜接觸電阻高。 : 表面反射降低光吸收。 : 高能粒子在半導(dǎo)體表面產(chǎn)生缺陷，降低載流子壽命。 九、其它結(jié)構(gòu)太陽(yáng)電池 光子窄帶區(qū)吸收； 寬帶表面高摻雜； 抗輻射能力強(qiáng)。 控制擴(kuò)散長(zhǎng)度外載流子復(fù)合。 減小反射。 21 gg EhE ?? ?Eg1 Eg2 十 、其它材料太陽(yáng)電池 多晶體； 非晶體； 有機(jī)薄膜； 。 十一、 其它 轉(zhuǎn)換效率： Si— 15~18%。 GaAs— 18~21%。 GaInP/GaAs/Ge— 26~29%(三結(jié) ) 電流容限：并聯(lián) 電壓容限：串聯(lián) 十二、多節(jié)太陽(yáng)能電池 ? 我國(guó)的三結(jié)GaInP/GaAs/Ge太陽(yáng)能電池的實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率最高達(dá)到 %，非常接近國(guó)際最好水平 。 十二、多節(jié)太陽(yáng)能電池 ? 電流匹配方案 ? 將量子阱結(jié)構(gòu)引入到三結(jié)太陽(yáng)能電池的中間子電池中提高其光生電流以改善電流匹配 十二、多節(jié)太陽(yáng)能電池 量子效率w a v e l e n g t h n m1000800600400Quatumn Efficiency10 . 80 . 60 . 40 . 20十二、多節(jié)太陽(yáng)能電池 十二、多節(jié)太陽(yáng)能電池發(fā)展設(shè)想 ? 4節(jié)及四節(jié)以上量子阱太陽(yáng)能電池 ? 低能量的光子能量累加 ? 高能量的光子分解 ? 晶格失配材料 ? 其他新型材料 原理；理想狀態(tài)等效電路；伏安特性方程； 開路電壓；短路電流；光譜響應(yīng)特性；寄生參數(shù)影響。 pn結(jié)正向壓降產(chǎn)生機(jī)理（開路與負(fù)載狀態(tài)）？ 對(duì)光生載流子有貢獻(xiàn)區(qū)域？區(qū)域吸收與光子能量關(guān)系？ 太陽(yáng)電池的輸出電流密度是否 與負(fù)載有關(guān)？ 太陽(yáng)電池與 pn結(jié)光電探測(cè)器 (無(wú)增益 )輸出電流密度是否相等？ 167。 34 結(jié)型光電探測(cè)器 定義： 由 pn結(jié)等構(gòu)成的將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信 號(hào)對(duì)光探測(cè)的器件。 類型： 光電二極管 (常規(guī)結(jié)型 )； pin光電二極管； 雪崩光電二極管； 光電晶體管 (雙極型、單極型 )。 一、 光電二極管 (同質(zhì)結(jié) ) pn結(jié)； 光生伏特效應(yīng)； 光生載流子區(qū)域 擴(kuò)散區(qū)、空間電荷區(qū)。 3. 工作條件 pn結(jié)反偏； 光生載流子構(gòu)成輸出電流； PSi nSi + 4. 等效電路 RS Rsh LI?????? ???????? 10 KTVqexpI Rj Cj RL LI?????? ???????? 10 KTVqexpICj RL 5. IV特性 光生電流與 pn結(jié)電流疊加。 ? ?LL IIIKTqVII ????????????????????039。0 1e x pI V 太陽(yáng)電池 LI ?????? ??????? ? 10 KTVqexpIRL 6. 特性表征 1).量子效率 內(nèi)量子效率 外量子效率 外量子效率： 內(nèi)量子效率： 措施：減小復(fù)合；提高本征越遷。 入射光子數(shù)空穴對(duì)數(shù)目光生電子 ?????hPqIo p tp? ?RPP o p t ?? 100PPopt ?1??6. 特性表征 2).調(diào)制響應(yīng) (速 )度 交流應(yīng)用 輸出光電流隨輸入光頻率變化的特性。 表征參數(shù)：截止頻率 — fc ? ? ? ?0,pp II 交流光信號(hào)幅度調(diào)制光信號(hào) ??? ?? ? 時(shí)的光調(diào)制頻率。定義為： 210II2p2p ??cfpcp f ???1: ?表示光脈沖響應(yīng)時(shí)間或用影響因素： 擴(kuò)散時(shí)間
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