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文档简介

1、,太阳能电池的光谱响应 俞 健,Question,1.为什么光在硅片中存在吸收现象,而在电介质中并不会出现?,2.为什么短波主要在表面吸收,而长波主要在硅片内吸收?,3.为什么高方阻会提高短波响应,短流会提高,串阻也会提高?,半导体的吸收系数,波动性SiNx减反膜,利用光的干涉相消原理; 粒子性光的吸收,产生能量的转移;,太阳光的性质,?,太阳光具有波粒二象性,半导体的吸收系数,光强度I随传播距离x的变化关系:,物理意义: 相当于光在媒质中传播距离 时, 能量减弱到原来能量的 ,即光在导电媒质中传播具有衰减现象,半导体的吸收系数,在电介质中,电磁波没有衰减的传播;而在导电介质中,如在半导体和金

2、属内,波的振幅随着透入的深入而减小,即存在光的吸收。这是由于,导电媒质内部有自由电子存在,波在传播过程中子在媒质在激起传导电流,光波的部分能量转换为电流的焦耳热。,First Question,半导体光的吸收,理想半导体在绝对零度时,价带完全被电子占满,因此价带内的电子不可能被激发到更高的能级,唯一可能是吸收足够能量的光子使电子激发,越过禁带跃迁入空的导带,而在价带中留下一个空穴,形成电子-空穴对。这种由于带与带之间的跃迁形成的吸收过程称为本征吸收。,本征吸收,半导体光的吸收,显然,要发生本征吸收,必须要满足:,是能够引起本征吸收的最低限度的光子能量。,在低频方面必然存在一个频率极限 (或者说在长波方面存在一个波长界限 )。当频率低于 (或波长大于 时,)不可能产生本征吸收,吸收系数迅速下降。,本征吸收限,半导体光的吸收,微米(um),对于硅而言,Eg=1.12eV,,半导体光的吸收,内量子效率: EQE=(1-R)*IQE,布尔斯坦移动:重掺向短波段移动 弗朗兹-克尔德什效应:强电场作用下的光子诱导的遂穿,向长波限移动,半导体光的吸收,硅和锗是间接带隙半导体。随着光子能量的增加,吸收系数首先上升到一段较平缓的区域,这对应于间接跃迁;向更短波方向,随着hv的增加,吸收系数再一次陡增,发生强烈的光吸收,表示直接跃迁的开始。,半导体光

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