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(六)科普資料匯編――太陽(yáng)能光伏技術(shù)

   2007-06-09 ne21.comne21.com55660

光生伏特效應(yīng)簡(jiǎn)稱為光伏效應(yīng),指光照使不均勻半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬組合的不同部位之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。

    產(chǎn)生這種電位差的機(jī)理有好幾種,主要的一種是由于阻擋層的存在。以下以P-N結(jié)為例說(shuō)明。

熱平衡態(tài)下的P-N結(jié)

P-N結(jié)的形成:

    同質(zhì)結(jié)可用一塊半導(dǎo)體經(jīng)摻雜形成P區(qū)和N區(qū)。由于雜質(zhì)的激活能量ΔE很小,在室溫下雜質(zhì)差不多都電離成受主離子NA-和施主離子ND+。在PN區(qū)交界面處因存在載流子的濃度差,故彼此要向?qū)Ψ綌U(kuò)散。設(shè)想在結(jié)形成的一瞬間,在N區(qū)的電子為多子,在P區(qū)的電子為少子,使電子由N區(qū)流入P區(qū),電子與空穴相遇又要發(fā)生復(fù)合,這樣在原來(lái)是N區(qū)的結(jié)面附近電子變得很少,剩下未經(jīng)中和的施主離子ND+形成正的空間電荷。同樣,空穴由P區(qū)擴(kuò)散到N區(qū)后,由不能運(yùn)動(dòng)的受主離子NA-形成負(fù)的空間電荷。在P區(qū)與N區(qū)界面兩側(cè)產(chǎn)生不能移動(dòng)的離子區(qū)(也稱耗盡區(qū)、空間電荷區(qū)、阻擋層),于是出現(xiàn)空間電偶層,形成內(nèi)電場(chǎng)(稱內(nèi)建電場(chǎng))此電場(chǎng)對(duì)兩區(qū)多子的擴(kuò)散有抵制作用,而對(duì)少子的漂移有幫助作用,直到擴(kuò)散流等于漂移流時(shí)達(dá)到平衡,在界面兩側(cè)建立起穩(wěn)定的內(nèi)建電場(chǎng)。

 

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