太陽能光伏電池測試與分析

1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)創(chuàng)新實驗報告HarbinHarbinHarbinInstituteInstituteInstituteofofofTechnologyTechnologyTechnology近代光學(xué)創(chuàng)新實驗近代光學(xué)創(chuàng)新實驗近代光學(xué)創(chuàng)新實驗近代光學(xué)創(chuàng)新實驗實驗名稱：太陽能光伏電池測試與分析院系：專業(yè)：姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：實驗時間：哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)創(chuàng)新實驗報告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)一的費米能級，p區(qū)內(nèi)空穴向n區(qū)擴散，n區(qū)內(nèi)空穴向p區(qū)擴散。這種載流子的運動導(dǎo)致原來的電中性條件被破壞，p區(qū)積累了帶有負電的不可動電離受主，n區(qū)積累了不可能電離施主。載流子擴散運動的結(jié)果導(dǎo)致p區(qū)負電，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)建電場和相應(yīng)的空間電荷區(qū)。顯然，兩者費米能級的不統(tǒng)一是導(dǎo)致電子空穴擴散的原因，電子空穴擴散又導(dǎo)致出現(xiàn)空間電荷區(qū)和內(nèi)建電場。而內(nèi)建電場的強度取決于空間電荷區(qū)的

3、電場強度，內(nèi)建電場具有阻止擴散運動進一步發(fā)生的作用。當(dāng)兩者具有統(tǒng)一費米能級后擴散運動和內(nèi)建電場的作用相等，p區(qū)和n區(qū)兩端產(chǎn)生一個高度為qVD的勢壘。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??這些光子會被材料本征吸收，

4、在pn結(jié)中產(chǎn)生電子孔穴對。光照條件下材料體內(nèi)產(chǎn)生電子空穴對是典型的非平衡載流子光注入作用。光生載流子對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。但是對少數(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)體中光照射下也會產(chǎn)生電子空穴對，它們很快又會通過各種復(fù)合機制復(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。內(nèi)建電場的驅(qū)動下p區(qū)光生少子電子向n區(qū)運動，n區(qū)光生少子空穴向p區(qū)運動。這種作用有兩方面的體