晶體硅太陽(yáng)能電池的基本原理-文庫(kù)吧資料
2025-01-18 13:24本頁(yè)面
【正文】 Rse表示來(lái)自電極接觸 、 基體材料等歐姆損耗的串聯(lián)電阻 Rsh表示來(lái)自泄漏電流的旁路電阻 RL表示負(fù)載電阻 ID表示二極管電流 IL表示光生電流 晶體硅太陽(yáng)電池的等效電路 confidential seLDshV + I RI = I + I +R根據(jù)等效電路 將 pn結(jié)二極管電流方程 ??????qVn kTD0I = I e 1代入上式的輸出電流 ??????seq( V + IR )sen kTL0shV + I RI = I I e 1 R式中 q為電子電量 ， k為波爾茲曼常數(shù) ， T為絕對(duì)溫度 ，n為二極管質(zhì)量因子 。為此 ， 科學(xué)家們給它涂上了一層反射系數(shù)非常小的保護(hù)膜 ， 將反射損失減小到 5％ 甚至更小 。 但如果在上層全部涂上金屬 ，陽(yáng)光就不能通過 ， 電流就不能產(chǎn)生 ， 因此一般用金屬網(wǎng)格覆蓋 p－ n結(jié) （ 如圖 柵狀電極 ） ， 以增加入射光的面積 。 只要光照不停止 ， 這個(gè)光生電壓將永遠(yuǎn)存在 。 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) 。載流子在電場(chǎng)作用下的定向運(yùn)動(dòng)稱為 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)稱為 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng) 。 電子是少數(shù)載流子 ， 簡(jiǎn)稱 少子 。 空穴是少數(shù)載流子 ， 簡(jiǎn)稱 少子 。 confidential 導(dǎo)體 半導(dǎo)體 絕緣體 Eg 價(jià)帶 導(dǎo)帶 最高的滿帶 ?最低的空帶 導(dǎo)帶 價(jià)帶 滿帶 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。從能級(jí)圖上來(lái)看，是因?yàn)闈M帶與空帶之間有一個(gè)較寬的禁帶（ Eg 約 3～ 6 eV），共有化電子很難從低能級(jí)（滿帶）躍遷到高能級(jí)（空帶）上去。 confidential n = 3 n = 2 原子能級(jí) 能帶 N條能級(jí) ΔE 禁帶 confidential 滿帶 ：排滿電子的能帶 空帶 ：未排電子的能帶 未滿帶 ：排了電子但未排滿的能帶 禁帶 ：不能排電子的區(qū)域 [1]滿帶不導(dǎo)電 [2]未滿能帶才有導(dǎo)電性 導(dǎo)帶 ：最高的滿帶 價(jià)帶 ：最低的空帶 電子可以從價(jià)帶激發(fā)到導(dǎo)帶，價(jià)帶中產(chǎn)生空穴，導(dǎo)帶中出現(xiàn)
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