太阳能电池基本理论与工艺.ppt

太阳能电池基本理论与工艺
第1页，共197页，编辑于2022年，星期五
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半导体基本概念（一）
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电池效率决定于每一步，
你这一步就是决定因素！
第2页，共197页，编辑于2022年，星期五
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半导体页，共197页，编辑于2022年，星期五
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半导体基本概念（一）
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掺杂、n型和p型半导体
III V
第22页，共197页，编辑于2022年，星期五
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半导体基本概念（一）
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掺杂原子的电离能
P
导带
价带
共价电子电离能
P是施主：电子是多数载流子
第23页，共197页，编辑于2022年，星期五
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半导体基本概念（一）
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Al
Al是受主，空穴是多数载流子
第24页，共197页，编辑于2022年，星期五
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半导体基本概念（一）
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掺杂半导体中载流子浓度
室温下：
n 型半导体的电子浓度：n=ND，
p型半导体的空穴浓度： p=NA
第25页，共197页，编辑于2022年，星期五
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半导体基本概念（一）
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在半导体中
np=ni2 Si：ni=-3
如果n=ND=1017cm-3，那么p=103cm-3
电子是多数载流子，空穴是少数载流子。
这类半导体是n型半导体。P型半导体以此类推。
第26页，共197页，编辑于2022年，星期五
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半导体基本概念（一）
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如果既有施主又有受主：
如果是ND>NA, n型半导体， n=ND-NA
如果是NA>ND, p型半导体， p=NA-ND
施主和受主杂质同时掺杂，会影响载流子迁移率，从而降低电导率。
第27页，共197页，编辑于2022年，星期五
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半导体基本概念（一）
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费米能级：表示电子空穴浓度的标尺
第28页，共197页，编辑于2022年，星期五
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半导体基本概念（一）
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电导率，电阻率
电导率：
=qnn + qhp 为载流子迁移率
n型半导体：=qnn， 施主，电子是多数载流子
p型半导体：=qpp 受主，空穴是多数载流子
电阻率 =1/ 
光照后 n=n0+ n ，p=p0+△p, 随光强变化。半导体电导率收光照的影响。
△
第32页，共197页，编辑于2022年，星期五
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半导体基本概念（一）
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电导率随掺杂浓度的变化
第33页，共197页，编辑于2022年，星期五
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半导体基本概念（一）
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III，V族杂质与其他缺陷
杂质：
III-V族：P， B
C，O，Fe，Al，Mn等
空位
位错，晶界等
第34页，共197页，编辑于2022年，星期五
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半导体基本概念（一）
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第35页，共197页，编辑于2022年，星期五
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半导体基本概念（一）
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缺陷能级
不同缺陷占据不同能级
第36页，共197页，编辑于2022年，星期五
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半导体基本概念（一）
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不同杂质对太阳能电池的影响
第37页，共197页，编辑于2022年，星期五
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半导体基本概念（一）
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载流子传输：扩散与漂移
浓度梯度，引起载流子扩散
第38页，共197页，编辑于2022年，星期五
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半导体基本概念（一）
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漂移电流
n
电场，引起载流子漂移
第39页，共197页，编辑于2022年，星期五
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半导体基本概念（一）
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爱因斯坦关系：
扩散长度与寿命关系：
第40页，共197页，编辑于2022年，星期五
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半导体基本概念（一）
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谢谢
第41页，共197页，编辑于2022年，星期五
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半导体基本概念（一）
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2. 半导体基础知识（二）
第42页，共197页，编辑于2022年，星期五
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半导体基本概念（一）
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光，光与半导体的相互作用
光具有波的性质，也具有粒子（光子）的性质。
E= /  波长与能量的换算
第43页，共197页，编辑于2022年，星期五
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半导体基本概念（一）
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硅：， 波长：m

E的单位 eV（电子伏特）：一个电子在真空中被1v电场加速后获得的能量。
第44页，共197页，编辑于2022年，星期五
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半导体基本概念（一）
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半导体的光吸收
半导体共价电子被激发为自由电子，正好在紫外、可见光