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文档简介
第八章其他构件结构南京理工大学材料科学与工程学院1内容8.2
半导体异质结8.3
金属-半导体异质结8.1
同质结8.6
光电化学电池8.4
实用的低电阻接触8.5
MIS太阳能电池8.1
同质结同质结:结两边的半导体材料相同,仅掺杂剂类型不同。普通的电池结构高—低发射极(HLE)结构顶部采用前表面场,取代了SiO2层(钝化)增加了Voc,但电流输出减小。前表面场电池电极从背面引出避免了顶部电极带来的遮蔽损耗电池厚度需较薄垂直多结电池令pn结垂直于电池被光照射的表面垂直结可收集电池深处产生的载流子间距相当于扩散长度时最有效8.2半导体异质结半导体异质结:结两边的材料都是半导体,但却是不同的半导体。半导体异质结晶格结构不同晶格缺陷
降低电池性能需采用晶格结构相同的半导体半导体1半导体28.3
金属-半导体异质结金属—半导体异质结:结一边的材料是半导体(P),另一边材料是金属(N)。金属—半导体构成的异质结称为肖特基二极管(MS)。已发展为:金属—氧化物—半导体(MOS)结构的太阳能电池金属—绝缘体—半导体(MIS)结构的太阳能电池总称为导体—绝缘体—半导体(CIS)太阳能电池需要提高内电场8.4
实用的低电阻接触金属与半导体之间存在较大的接触电阻。对半导体材料进行重掺杂,可以降低接触电阻。8.5
MIS太阳能电池在金属和半导体中间加入绝缘层,提高内电场。MS电池中的顶部电池设计太阳光束如何透入金属层,到达结区?MS电池中的顶部电池设计1.采用足够薄的金属层,对太阳光几乎是透明的。电阻较高
需用较厚的电极MS电池中的顶部电池设计2.
采用细而密的栅线,既作为电极又作为N型区,光束从栅线间透入。3.采用如氧化锡、氧化铟、氧化锌或氧化镉这样的透明导体作为顶部接触。这些氧化物实际上是重掺杂半导体,相应的结构称为半导体—绝缘体—半导体(SIS)太阳电池,接近于半导体异质结。MS电池中的顶部电池设计8.6
光电化学电池8.6.1
半导体-液体异质结8.6.2
电化学光伏电池8.6.3
光电解电池8.6.1
半导体-液体异质结优点:工艺过程最少,能量转换效率超过12%缺点:半导体易受光腐蚀半导体-液体异质结:半导体与电解液接触8.6.2
电化学光伏电池液体中含有一种具有氧化态
(Oxide)和还原态(Reduction)的物质。氧化态Ox+接收一个电子e-,它变成还原态Re。还原态Re失去一个电子e
-,它变成氧化态Ox
。相当于接收一个空穴P+通过化学反应实现了光生载流子的运输8.6.3
光电解电池禁带宽度远大于1.23eV的半导体几乎都受到腐蚀。二氧化钛TiO2是可在水溶液中稳定工作,但它的禁带宽度大3eV,只对紫外线照射有响应。在
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