太阳能电池材料期末复习题.doc

。答:第一,必须有光照射,可以是单色光,太阳光和模拟光源。第二,光子源注入到半导体内后,产生电子-空穴对,且电子-空穴对具有足够的寿命。第三,利用PN结,将电子-空穴对分离,分别集中于两端。第四,被分离的电子和空穴,经由电极收集,运输到电池体外,形成电流。,内建电场及方向;漂移电流和扩散电流及其方向。答:空间电荷区:扩散结果:n区出现正电荷区,p区出现负电荷区,则交界面的两侧的正,负电荷区,总称为空间电荷区。内建电场:由于空间电荷区正负电荷相互吸引,形成一个称为势垒电场的内建电场,带正电荷的n区指向带负电荷的p区。扩散电流:当两种不同型号半导体连接起来,在交界处产生载流子扩散。由n型半导体与p型半导体交界处两侧不同型号载流子(多数载流子)浓度差引起的载流子扩散产生的电流。扩散电流=电子扩散电流+空穴扩散电流。方向p指向n。漂移电流:内建电场的形成对多数载流子扩散运动起阻挡运动的作用。载流子在内建电场中的运动叫做漂移电流。漂移运动产生的电流叫做漂移电流。漂移电流=空穴漂移电流+电子漂移电流。方向与扩散电流方向相反。;接触电势与电池的开路电压有关,说明影响太阳电池开路电压的因素。答:接触电势是PN结空间电荷区两端的电势差Vo。表达式:影响因素:(Nd,Na)有关,摻杂浓度越大,V0越大即太阳电池的开路电压Voc越大。,不同半导体有不同的本征载流子浓度(ni),在同样摻杂浓度下,其Vo不同即Voc不同。,Vo愈小,所以随环境温度增高,太阳电池Voc成指数下降。—电流特性;多子与少子;非平衡少数载流子注入;正向电流(电池的暗电流)及方向。答:特性:势垒区中的电场减小,由Vo变为(Vo-V);势垒高度减小,由eV0变为e(Vo-V);势垒区宽度w减小。出现非平衡载流子注入:载流子扩散电流大于漂移电流。n区中电子不断扩散到p区,p区中空穴不断扩散到n区,这种注入载流子的,为非平衡少子。正向电流:对PN结施加正向偏压V后,扩散电流大于漂移电流,导致非平衡少子注入而产生的电流。方向由p指向n。—电流特性;反向饱和电流及方向;PN结的电压—电流特性。答:特性:势垒区中的电场减小,由Vo变为(Vo+V);势垒高度减小,由ev0变为e(Vo+V);势垒区宽度w增大。反向饱和电流:是一个数值很小,且不随反向电压V变化而变化的电流。由n指向p。PN结的电压-电流特性:加上外加电压后,pn结上流过的电流。;光生电流及方向;光生电压及方向;光照后流过负载的电流;太阳电池的开路电压;短路电流;输出功率及最大输出功率;光电转换效率。答:工作原理:利用光激发的少子通过PN结而发电。光生电流及其方向:在内建电场的作用下,P型半导体中的光照产生的电子将流向N型半导体,而N型半导体中的额空穴将流向P型半导体,形成光生电流Ii。由n指向p。光生电压及其方向:光生电流出现导致光生电场Vph形成。由p指向n,与内建电场方向相反。光照后流过PN结的电流:光照后,导致载流子扩散产生的电流大于漂移产生的电流,从而产生净的正向电流If。;Io是反向饱和电流。光照后流过负载的电流:太阳电池的开路电压:将PN结开路,将负载电阻无穷大,负载上的电流为零,I为零时的电压为开路电压。;短路电流:负载电阻R,光生电压Vph和光照时流过PN结上的正向电压If均为零时的电流。;输出功率及其最大输出功率:;光电转换效率:;。答:按电池结构分::相同的半导体材料,含有不同的导电型号杂质,构成一个或多个PN结。:在不同禁带宽度的两种半导体材料组成,接触的界面组成PN结。:用介质和半导体组成一个肖特基结电池(又称MIS电池)。:由非导体的基底上淀积一层薄膜半导体材料组成的电池。:将两种对光波吸收能力不同的半导体材料叠置在一起构成的电池,目的是最大限度吸收不同波长的光,提高太阳电池的光电转换效率。按电池材料分::包括单晶硅,多晶硅,非晶硅(制造成本依次下降,光电转换效率依次下降):,GaInS….:有机高分子材料组成的电池。。答:硅晶片加工(切片),化学腐蚀,制PN结,铝背场制备,制上下电极,制减反射薄膜。结构略。;单晶硅片和多晶硅片表面制作绒面结构所用的腐蚀剂及提高绒面结构质量采用的措施。答:绒面结构:<100>晶向的