半導(dǎo)體材料的定義與物理基礎(chǔ)(參考版)
2025-01-03 06:44本頁面
【正文】 對于垂直地投射到電池上的單波長的光，用一種厚為 1/4波長、折射率等于 （ n為 Si的折射率）的涂層能使反射率降為零?制絨 86謝謝觀看 /歡迎下載BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH。裸 Si表面的反射率約為 40%。為了使 ISC最大，金屬柵占有的面積應(yīng)最小。 84串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻?串聯(lián)電阻： PN結(jié)收集的電流必須經(jīng)過表面薄層再流入最靠近的金屬導(dǎo)線，這就是一條存在電阻的路線，顯然通過 金屬線的密布可以 使串聯(lián)電阻減小。這種不均勻摻雜的剖面分布，在電池基區(qū)中通常是做不到的；而在擴(kuò)散區(qū)中是很自然的83表面復(fù)合速率?低的表面復(fù)合速率有助于提高 ISC，并由于 I0的減小而使VOC改善 。因而輸出功率的增加將大大超過 X倍，而且聚光的結(jié)果也使轉(zhuǎn)換效率提高 。 81光強(qiáng) ?將太陽光聚焦于太陽電池，可使一個(gè)小小的太陽電池產(chǎn)生出大量的電能。?達(dá)到長壽命的關(guān)鍵 是在材料制備和電池的生產(chǎn)過程中，要 避免形成復(fù)合中心 。在直接帶隙材料，如 GaAs，只要 10ns的復(fù)合壽命就已足夠長了。80少子壽命? 少子壽命越長越好， 這主要是因?yàn)檫@樣做 ISC大。I0=Aq(Dnn0p/Ln + Dpp0n)/Lp)飽和電流與擴(kuò)散系數(shù)，擴(kuò)散長度，少子濃度等有關(guān)，概括起來就是復(fù)合效應(yīng)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(qiáng)?摻雜濃度及剖面分布?表面復(fù)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?jǐn)?shù)而降低約同樣的百分?jǐn)?shù) ?例如，一個(gè)硅電池在 20?C時(shí)的效率為 20%，當(dāng)溫度升到120?C時(shí)，效率僅為 12％。之間。于生成率和擴(kuò)散長度。盡管此方程以與多數(shù)太陽能電池的實(shí)擴(kuò)散長度。和表面鈍化。命。入射角譜。測量太陽能電池是通常使用標(biāo)準(zhǔn)的入射光的光譜。直接取決于光照強(qiáng)度，并隨光強(qiáng)的增長呈線性增長。電池輸出的短路電流光子的數(shù)量（即入射光的強(qiáng)度）。）而不是短路電流。要消除太陽能電池對表面積的依賴，通常需太陽能電池的表面積。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(yīng)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(yīng)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(shí)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(fèi)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(dāng)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(shí)，負(fù)載電阻，光生電壓，和光照時(shí)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(shí)的電流為短路電流，用 Isc表示。? 換句話說，當(dāng)無法判別能帶躍遷類型時(shí)， 一般通過分別對 (α hv)2對 64直接躍遷和間接躍遷?半導(dǎo)體吸收的能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，從而產(chǎn)生電子 空穴對，這種吸收稱為本征吸收。?光經(jīng)過一定介質(zhì)后的出射光強(qiáng)為： I=I0eax?I0表示入射光強(qiáng)， x表示光束垂直通過介質(zhì)層的厚度， a為一正常數(shù)，稱為介質(zhì)對該單色光的吸收系數(shù)。62半導(dǎo)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(guān)聯(lián)（能帶間隙的計(jì)算）63吸收系數(shù)?光在介質(zhì)中傳播時(shí)，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。59
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