半導(dǎo)體的各種特性,包括其光電特性,甚至于它們本身的固相存在,都有賴于其中電子的狀態(tài)特性。以半導(dǎo)體硅晶體為例。硅原子相互結(jié)合形成晶體靠的是硅原子外層4個價電子與周邊其他4個硅原子的各一個外層價電子組合形成4個共價...[繼續(xù)閱讀]

    以硅為例,分析摻入磷元素(P)的效果。磷的原子尺寸合適,加入硅中后能夠取代硅原子而進(jìn)入其金剛石結(jié)構(gòu)點(diǎn)陣;由于磷原子外層有5個價電子,比硅多一個,因此在這個結(jié)構(gòu)中每進(jìn)來一個磷原子就會有一個電子多余出來;這個多余出來的電...[繼續(xù)閱讀]

    熱平衡條件下,n型半導(dǎo)體中的電子濃度n0應(yīng)為單位體積中施主提供的電子和熱激發(fā)電子數(shù)之和。就半導(dǎo)體光伏技術(shù)所涉及的溫度與摻雜條件而言,前者完全可看作等于施主的體積濃度ND,后者由激發(fā)時電子與空穴必成對這一點(diǎn)可知應(yīng)等于...[繼續(xù)閱讀]

    實(shí)際半導(dǎo)體材料和器件中,施主雜質(zhì)和受主雜質(zhì)可能會同時存在,以一種為主。這種情況在光伏器件中更為常見。在以施主摻雜為主的n型半導(dǎo)體中,如果有受主雜質(zhì),后者將在材料內(nèi)部引入空穴,直觀的想象是,這些空穴會被施主提供的電...[繼續(xù)閱讀]

    半導(dǎo)體內(nèi)載流子在電場驅(qū)動下運(yùn)動時,會不斷受到各種散射,如電離雜質(zhì)原子的散射、晶格熱振動引起的散射、位錯等晶格缺陷引起的散射等,使得載流子不能在電場作用下一路加速直線運(yùn)動,而是跌跌撞撞地不斷被散射改變方向,只是大...[繼續(xù)閱讀]

    粒子在擴(kuò)散中的運(yùn)動本身還是一種無規(guī)的熱運(yùn)動,只是在粒子濃度分布不均勻時,大量粒子熱運(yùn)動的統(tǒng)計(jì)平均在表觀上體現(xiàn)為粒子從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域的凈流動,即擴(kuò)散。對擴(kuò)散早已有物理定律(菲克第一定律):某種粒子的擴(kuò)散通...[繼續(xù)閱讀]

    現(xiàn)在我們可以寫出一般情況下半導(dǎo)體中的電流密度J,它應(yīng)該是漂移電流與擴(kuò)散電流之和,而它們分別又應(yīng)包括電子流動和空穴流動的貢獻(xiàn),共有四項(xiàng),即式中:E為電場強(qiáng)度,其他符號含義依舊不變。這是一維的情況,電場E的方向以x軸指向?yàn)?..[繼續(xù)閱讀]

    光照、電流導(dǎo)入,以及磁場等其他外部能量作用都可以使半導(dǎo)體產(chǎn)生非平衡載流子。對光伏而言最重要的自然是光激發(fā)產(chǎn)生的平衡載流子。光激發(fā)總是從半導(dǎo)體被光照的表面發(fā)生,產(chǎn)生的非平衡載流子使表面附近載流子濃度提高,其向...[繼續(xù)閱讀]

    一個電子與一個空穴的復(fù)合導(dǎo)致兩個載流子的湮滅消亡,使光照激發(fā)產(chǎn)生載流子的結(jié)果功虧一簣,直接損害光伏發(fā)電效率,因此認(rèn)識了解復(fù)合機(jī)制,從而能夠設(shè)法抑制降低復(fù)合幾率,對光伏技術(shù)十分重要。復(fù)合大致可分為兩類:直接復(fù)合與...[繼續(xù)閱讀]

    間接復(fù)合(見圖3.5)還包括以半導(dǎo)體材料晶體結(jié)構(gòu)缺陷為復(fù)合中心的情況。晶體結(jié)構(gòu)缺陷包括空位、位錯、晶界和表面,它們會在禁帶中產(chǎn)生能級,包括深能級(靠近禁帶中心的能級),從而成為間接復(fù)合的中心,同樣有促進(jìn)載流子復(fù)合,降低...[繼續(xù)閱讀]