太陽能光伏電池測(cè)試與分析

1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)報(bào)告HarbinHarbinHarbinInstituteInstituteInstituteofofofTechnologyTechnologyTechnology近代光學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)近代光學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)近代光學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)近代光學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)名稱：太陽能光伏電池測(cè)試與分析院系：專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：實(shí)驗(yàn)時(shí)間：哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)報(bào)告2根據(jù)半導(dǎo)體物理學(xué)的基本原理我們知道，處于熱平衡態(tài)的一個(gè)pn結(jié)結(jié)構(gòu)由p

2、區(qū)、n區(qū)和兩者交界區(qū)域構(gòu)成。為了維持統(tǒng)一的費(fèi)米能級(jí)，p區(qū)內(nèi)空穴向n區(qū)擴(kuò)散，n區(qū)內(nèi)空穴向p區(qū)擴(kuò)散。這種載流子的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致原來的電中性條件被破壞，p區(qū)積累了帶有負(fù)電的不可動(dòng)電離受主，n區(qū)積累了不可能電離施主。載流子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的結(jié)果導(dǎo)致p區(qū)負(fù)電，n區(qū)帶正電，在界面附近區(qū)域形成由n區(qū)指向p區(qū)的內(nèi)建電場(chǎng)和相應(yīng)的空間電荷區(qū)。顯然，兩者費(fèi)米能級(jí)的不統(tǒng)一是導(dǎo)致電子空穴擴(kuò)散的原因，電子空穴擴(kuò)散又導(dǎo)致出現(xiàn)空間電荷區(qū)和內(nèi)建電場(chǎng)。而內(nèi)建電場(chǎng)的強(qiáng)度取決于空間電荷區(qū)的

3、電場(chǎng)強(qiáng)度，內(nèi)建電場(chǎng)具有阻止擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步發(fā)生的作用。當(dāng)兩者具有統(tǒng)一費(fèi)米能級(jí)后擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和內(nèi)建電場(chǎng)的作用相等，p區(qū)和n區(qū)兩端產(chǎn)生一個(gè)高度為qVD的勢(shì)壘。理想pn結(jié)模型下，處于熱平衡的pn結(jié)空間電荷區(qū)沒有載流子，也沒有載流子的產(chǎn)生與復(fù)合作用。如圖2所示，當(dāng)有入射光垂直入射到pn結(jié)，只要pn結(jié)結(jié)深比較淺，入射光子會(huì)透過pn結(jié)區(qū)域甚至能深入半導(dǎo)體內(nèi)部。如果如何光子能量滿足關(guān)系（Eg為半導(dǎo)體材料的禁帶寬度），那么gEh??這些光子會(huì)被材料本征吸收，

4、在pn結(jié)中產(chǎn)生電子孔穴對(duì)。光照條件下材料體內(nèi)產(chǎn)生電子空穴對(duì)是典型的非平衡載流子光注入作用。光生載流子對(duì)p區(qū)空穴和n區(qū)電子這樣的多數(shù)載流子的濃度影響是很小的，可以忽略不計(jì)。但是對(duì)少數(shù)載流子將產(chǎn)生顯著影響，如p區(qū)電子和n區(qū)空穴。在均勻半導(dǎo)體中光照射下也會(huì)產(chǎn)生電子空穴對(duì)，它們很快又會(huì)通過各種復(fù)合機(jī)制復(fù)合。在pn結(jié)中情況有所不同，主要原因是存在內(nèi)建電場(chǎng)。內(nèi)建電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下p區(qū)光生少子電子向n區(qū)運(yùn)動(dòng)，n區(qū)光生少子空穴向p區(qū)運(yùn)動(dòng)。這種作用有兩方面的體