非晶硅結(jié)構(gòu)及性質(zhì)ppt課件-展示頁
2025-01-24 15:53本頁面
【正文】 隙 Eg(eV)與其氫含量 CH之間存在近似線性比例關(guān)系： 9gHEC??非晶硅薄膜材料的優(yōu)點 （ 1）生產(chǎn)耗能少。這些 SiHx（ x=1,2）鍵在價帶中形成了一些特征結(jié)構(gòu)，已為紫外光電子發(fā)射譜觀測所證實。氫化非晶硅 (aSi:H)材料中大部分的懸掛鍵被氫原子補償，形成 SiH鍵，可以使隙態(tài)密度降至 1016／ cm3以下，這樣的材料才表現(xiàn)出良好的電學(xué)性能。帶尾態(tài)與鍵長和鍵角的隨機變化有關(guān)，導(dǎo)帶底和價帶頂被模糊的遷移邊取代，擴展態(tài)與局域態(tài)在遷移邊是連續(xù)變化的，高密度的懸掛鍵在隙帶中引進高密度的局域態(tài)。研究表明， H在 aSi:H中是以 SiH鍵、 (SiHHSi)n、分子氫 (H2)等多種鍵合方式存在，只有 SiH才能飽和 Si懸掛鍵，減少禁帶中的懸空鍵密度。非晶硅的密度約低于單晶硅 — 短程有序 。非晶硅薄膜太陽能電池 非晶硅薄膜材料的結(jié)構(gòu)特點 晶體硅通常呈正四面體排列，每一個硅原子位于正四面體的頂點，并與另外四個硅原子以共價鍵緊密結(jié)合。這種結(jié)構(gòu)可以延展得非常龐大，從而形成穩(wěn)定的晶格結(jié)構(gòu) 長程有序性 非晶硅薄膜材料的結(jié)構(gòu)特點 非晶硅中原子的分布不完全是遵從著正四面體的規(guī)律，即非晶硅中原子的分布 基本上 是正四面體的形式，但是卻發(fā)生了變形，即產(chǎn)生出了許多缺陷 — 出現(xiàn)大量的懸掛鍵和空洞等，如圖所示。 非晶硅薄膜材料的結(jié)構(gòu)特點 非晶硅中的懸空鍵可以被氫所填充，經(jīng)氫化之后，非晶硅的懸空鍵密度會顯著減小。 非晶硅薄膜材料的能帶 價電子能態(tài)也可分為導(dǎo)帶、價帶和禁帶，但導(dǎo)帶與價帶都帶有伸向禁帶的帶尾態(tài)。 非晶硅薄膜材料的能帶 通常隙態(tài)密度高于 1016/cm3，過剩載流子通過隙態(tài)進行復(fù)合，所以通常非晶材料的光電導(dǎo)很低，摻雜對費米能級位置的調(diào)節(jié)作用也很小，這種 aSi材料沒有應(yīng)用價值。 非晶硅薄膜材料的能帶 在 aSi:H中氫的鍵入引起的能帶結(jié)構(gòu)變化主要使 帶隙態(tài)密度降低 和 使價帶頂下移 ，從而使其帶隙加寬，因為 SiH鍵的鍵合能要大于 SiSi鍵。而同時導(dǎo)帶底的上移要小得多 。非晶硅電池的制作需要 200℃ 左右，耗能少，而制作晶體硅太陽能電池一般需要 1000℃ 以上的高溫。非晶硅具有較高的光吸收系數(shù)，特別是在 m的可見光波段，它的吸收系數(shù)比晶體硅要高出一個數(shù)量級?？梢栽O(shè)計成各種形式，利用集成型結(jié)構(gòu)，可獲得更高的輸出電壓和光電轉(zhuǎn)換效率。非晶硅薄膜太陽能電池制作工藝簡單，可連續(xù)、大面積、自動化大批量生產(chǎn)。由于薄膜技術(shù)固有的靈活性，能夠以多種方式嵌入屋頂和墻壁，將電池集成到建筑材料。 （ 7）受溫度影響小。 （ 8）作為弱光電池，非晶硅薄膜太陽能電池還可以應(yīng)用于計算器、手表等在熒光下工作的微耗電子產(chǎn)品。這種分子吸收光譜產(chǎn)生于價電子和分子軌道上的電子在電子能級躍遷 (原子或分子中的電子，總是處在某一種運動狀態(tài)之中。這些電子由于各種原因 (如受光、熱、電的激發(fā) )而從一個能級轉(zhuǎn)到另一個能級，稱為躍遷。因此，
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