第六章：半导体的光生伏特效应.ppt

1、第6章：电子材料的光学性质，第2节：半导体的光伏效应25.11.10，光伏效应：当光照射在半导体pn结或金属半导体的接触面上时，会在pn结或金属半导体接触的两侧产生光生电动势；p-n结的光伏效应：当用适当波长的光照射p-n结时，由于内置场(没有外加电场)的作用，光生电子被拉向N区，光生空穴被拉向P区，相当于给p-n结加上一个正电压；半导体内部产生的电动势(光生电压)；如果pn结短路，就会出现电流(光生电流)。6.2半导体的光伏效应，P，n，太阳光，多数载流子浓度一般变化不大，而少数载流子浓度在光激发下变化很大，因此我们应该主要研究光生少数载流子的运动。6 . 2 . 1pn结的光伏效应。能级弯

2、曲的原因：在热平衡条件下，同一系统具有相同的费米能级。在光照下，2.p-n结的能带图在n区产生少数载流子空穴，在p区产生少数载流子电子；在内置电场的作用下，N区的空穴向P区移动，而P区的电子向N区移动，这增加了P端的电势，降低了N端的电势。因此，光生电场从p端指向n端，这降低了势垒并产生正向电流if；当空穴移动到P区时，在被照亮的p-n结中形成从N区到P区的光生电流IL。6.2.2光电池的电流和电压特性，光电池：利用半导体的光电效应将光能转化为电能的装置。也就是说，当p-n结与外部电路连接时，只要照明不停止，就会有恒定的电流流过电路，p-n结起到供电的作用。这种装置叫做光电池。1.p-n结电流

3、公式、(6.18)，I:负载电流；光生电流；is:pn结反向饱和电流；p-n结两端的电压，2。V:p-n电路电压，负载电流I=0，即i1=中频：(6.20)，3。短路电流，短路电压-电压=0，然后中频=0，得到的电流是短路电流ISC:(6.21)，4。特征曲线：哈勃望远镜两侧的光伏板将太阳能转化为电能，为望远镜提供能量。6.光伏电池、硅太阳能电池的应用，包括单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池。实验室单晶硅太阳能电池的最高转换效率接近25%，而大规模生产的单晶硅太阳能电池的效率为17%。多晶硅半导体材料的价格相对较低，但是由于许多晶界的存在，其具有许多弱点。实验室多晶硅太阳能电

4、池的最大转换效率为18%，工业规模生产的最大转换效率为16%。非晶硅薄膜太阳能电池组件采用薄膜技术制造，具有：的沉积温度低、衬底材料价格低、可实现大面积沉积等优点。非晶硅的可见光吸收系数大于单晶硅，是单晶硅的40倍。厚度为1微米的非晶硅薄膜可以吸收大约90%的有用太阳能。非晶硅太阳能电池稳定性差，影响其快速发展。非晶硅太阳能电池、复合太阳能电池、第3-5族复合电池和第2-6族复合电池。三五复合电池主要包括GaAs电池、磷化铟电池、砷化镓电池等。第26组复合电池主要包括CaS/CuInSe电池和CaS/CdTe电池。在三五组复合太阳能电池中，GaAs电池的转换效率最高，可达28%；复合太阳能电池，镓是其他产品的副产品，这是非常罕见和珍贵的；因为它不是稀有元素，所以有毒。GaAs复合材料特别适合制造高效电池和多结电池，因为GaAs具有理