半导体的各种特性,包括其光电特性,甚至于它们本身的固相存在,都有赖于其中电子的状态特性。以半导体硅晶体为例。硅原子相互结合形成晶体靠的是硅原子外层4个价电子与周边其他4个硅原子的各一个外层价电子组合形成4个共价...[继续阅读]

    以硅为例,分析掺入磷元素(P)的效果。磷的原子尺寸合适,加入硅中后能够取代硅原子而进入其金刚石结构点阵;由于磷原子外层有5个价电子,比硅多一个,因此在这个结构中每进来一个磷原子就会有一个电子多余出来;这个多余出来的电...[继续阅读]

    热平衡条件下,n型半导体中的电子浓度n0应为单位体积中施主提供的电子和热激发电子数之和。就半导体光伏技术所涉及的温度与掺杂条件而言,前者完全可看作等于施主的体积浓度ND,后者由激发时电子与空穴必成对这一点可知应等于...[继续阅读]

    实际半导体材料和器件中,施主杂质和受主杂质可能会同时存在,以一种为主。这种情况在光伏器件中更为常见。在以施主掺杂为主的n型半导体中,如果有受主杂质,后者将在材料内部引入空穴,直观的想象是,这些空穴会被施主提供的电...[继续阅读]

    半导体内载流子在电场驱动下运动时,会不断受到各种散射,如电离杂质原子的散射、晶格热振动引起的散射、位错等晶格缺陷引起的散射等,使得载流子不能在电场作用下一路加速直线运动,而是跌跌撞撞地不断被散射改变方向,只是大...[继续阅读]

    粒子在扩散中的运动本身还是一种无规的热运动,只是在粒子浓度分布不均匀时,大量粒子热运动的统计平均在表观上体现为粒子从高浓度区域向低浓度区域的净流动,即扩散。对扩散早已有物理定律(菲克第一定律):某种粒子的扩散通...[继续阅读]

    现在我们可以写出一般情况下半导体中的电流密度J,它应该是漂移电流与扩散电流之和,而它们分别又应包括电子流动和空穴流动的贡献,共有四项,即式中:E为电场强度,其他符号含义依旧不变。这是一维的情况,电场E的方向以x轴指向为...[继续阅读]

    光照、电流导入,以及磁场等其他外部能量作用都可以使半导体产生非平衡载流子。对光伏而言最重要的自然是光激发产生的平衡载流子。光激发总是从半导体被光照的表面发生,产生的非平衡载流子使表面附近载流子浓度提高,其向...[继续阅读]

    一个电子与一个空穴的复合导致两个载流子的湮灭消亡,使光照激发产生载流子的结果功亏一篑,直接损害光伏发电效率,因此认识了解复合机制,从而能够设法抑制降低复合几率,对光伏技术十分重要。复合大致可分为两类:直接复合与...[继续阅读]

    间接复合(见图3.5)还包括以半导体材料晶体结构缺陷为复合中心的情况。晶体结构缺陷包括空位、位错、晶界和表面,它们会在禁带中产生能级,包括深能级(靠近禁带中心的能级),从而成为间接复合的中心,同样有促进载流子复合,降低...[继续阅读]