太阳能电池的光谱响应 PPT
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太阳能电池的光谱响应
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 太阳光的性质
太阳光具有波粒二象性
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；
半导体的吸收系数
光强度I随传播距离x的变化关系：
I I0ex
物理意义：
1 相当于光在媒质中传播距离 1
时，
e 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。
可以互相讨论下，但要小声点
半导体光的吸收
hh0 Eg
c
0
1.24 Eg(eV )
微米（um）
对于硅而言，Eg=1.12eV， 0 1.1um
半导体光的吸收
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
内量子效率： EQE=（1-R）*IQE
半导体光的吸收
显然，要发生本征吸收，必须要满足：
hh0 Eg
h 0 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 0（或者
说在长波方面存在一个波长界限 ）。当频率
低于 （0 或波长大于 0 时，）不可0 能产生本征吸
收，吸收系数迅速下降。
本征吸收限
大家有疑问的，可以询问和交流
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。
半导体光的吸收
Second Question
半导体光的吸收
d
Third Question
First Question
ຫໍສະໝຸດ Baidu 半导体光的吸收
本征吸收
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。
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 太阳光的性质
太阳光具有波粒二象性
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；
半导体的吸收系数
光强度I随传播距离x的变化关系：
I I0ex
物理意义：
1 相当于光在媒质中传播距离 1
时，
e 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。
可以互相讨论下，但要小声点
半导体光的吸收
hh0 Eg
c
0
1.24 Eg(eV )
微米（um）
对于硅而言，Eg=1.12eV， 0 1.1um
半导体光的吸收
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
内量子效率： EQE=（1-R）*IQE
半导体光的吸收
显然，要发生本征吸收，必须要满足：
hh0 Eg
h 0 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 0（或者
说在长波方面存在一个波长界限 ）。当频率
低于 （0 或波长大于 0 时，）不可0 能产生本征吸
收，吸收系数迅速下降。
本征吸收限
大家有疑问的，可以询问和交流
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。
半导体光的吸收
Second Question
半导体光的吸收
d
Third Question
First Question
ຫໍສະໝຸດ Baidu 半导体光的吸收
本征吸收
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。