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1、丝印工艺汇总知识只是知识，知识再多也不是智慧智慧就是你的心境和态度。————周公庆太阳电池原理目前绝大部分的电池片的基本成分是硅,在拉棒铸锭时均匀的掺入了B(硼),B原子最外层有三个电子,掺B的硅含有大量空穴,所以太阳能电池基片中的多数载流子是空穴,少数载流子是自由电子,是P型半导体.在扩散工序扩入大量的P(磷)原子,P原子最外层有五个电子,掺入大量P的基片由P型半导体变为N型导电体,多数载流子为电子,少数载流子为空穴.太阳电池原理----基本原理漂移中和1，在P型区域和N型区域的交接区域,多数载流子相互吸引,漂移中和,最终在交接区域形成一个空间电荷区（即内建电场区）.在内建电场区
2、电场方向是由N区指向P区.N型半导体P型半导体太阳电池原理----基本原理空间电荷区2，当入射光照射到电池片时,能量大于硅禁带宽度的光子穿过减反射膜进入硅中,在N区、耗尽区、P区激发出光生电子空穴对.光生电子空穴对在耗尽区中产生后,立即被内建电场分离,光生电子被进入N区,光生空穴则被推进P区.光生电子空穴对在N区产生以后,光生空穴便向PN结边界扩散,一旦到达PN结边界,便立即受到内建电场作用,被电场力牵引做漂移运动,越过耗尽区进入P区,光生电子(多子)则被留在N区.P区中的光生电子(少子)同样的先因为扩散,后因为漂移而进入N区,光生空穴(多子)则留在P区.在PN结的两侧形成了正负电
3、荷的积累,产生了光生电压,这就是“光生伏特效应”.N区P区内建电场电子空穴对电子空穴对电子空穴对大量正电荷大量负电荷太阳电池原理----原理图Ebip区n区P+区2μm正电极Voc0.2μm180~200μm3~6μmlhle长波短波中波正电荷电子背场太阳电池原理电池片厚度一般为180~200μm.电子空穴对EHP扩散距离le=(Deτe)1/2其中De为扩散系数.n侧少子为空穴,扩散长度很短,再由于n侧是重扩散杂质,所以少子寿命非常短,因此n侧做得很薄(0.2μm),事实上,n侧的厚度ln可能少于空穴的扩散长度lh.表面位置由于存在各种缺陷成为复合中心.短波光会在表面被吸收,产生
4、电子空穴对,这些非常接近n侧表面的光生电子和空穴对很快就消失掉,这就是短波光量子效率很低的原因.在波长约为1至1.2μm的光,硅材料对其吸收的系数很小α很小,吸收深度(1/α)通常会大于100μm。为了俘获这些长波光子,我们需要相当厚的p侧材料，同时这种材料又必须是无缺陷的,使它有足够长的少数载流子扩散长度le.通常p侧材料厚度为200μm.而少数载流子扩散长度le会少于这个长度.硅材料的带隙Eg约为1.1ev.太阳电池原理----光电流Isc充足的太阳光照射到晶体硅太阳能电池时，电池片的整个厚度内都会产生光生载流子,其电子空穴对的产生率Gp(即单位时间单位体积内产生的电子空穴对数
5、目),以Goexp(-αx)衰减。（其中Go是电子空穴对在表面时的产生率,α是材料吸收系数.）假定1,太阳电池厚度很薄,使所有的光生载流子都能流经外电路.假定2,lh是大于n侧厚度ln,所以,在体积(ln+w+le)内产生的全部电子空穴对都贡献给光电流.假定3,在材料表面的光生载流子的复合可以被忽略.其表面积A=5cm×5cm,ln=0.2μm,W=2μm,le=50μm,Go=1×1018cm-3s-1太阳电池原理不同波长的光所产生的Isc1，对于光波长λ≈1.1μm，α=2000m-1（吸收深度δ=1/α=500μm）,求得Isc=20mA.2，对于强吸收的光波长λ≈0.83μ
6、m，α=10×105m-1（吸收深度δ=1/α=10μm）,求得Isc=40mA.3，α随着光波长的缩短而增大,最后(当λ‹450nm)由于α非常大，会使光生载流子只发生在电池片表面，而电池片的表面区的缺陷很容易使电子空穴对被复合掉，从而使光电流反而减小。太阳电池测试原理----光电流密度和光电压1，光电流密度光生载流子的定向运动形成光电流.如果入射到电池的光子中,能量大于禁带宽度Eg的光子均能被电池吸收,而激发出数量相同的光生电子空穴对,且可以被全部收集,则光生电流密度的最大值为:式中为每秒入射到电池上能量大于的光子数.考虑光的发射,材料吸收,电池厚度及光生载流子的实际生产率后,
7、光电流密度可以表示为:式中,为入射到电池上波长为,带宽为的光子数,Q为量子产额，及一个能量大于Eg的光子产生一对光生载流子的几率，通常情况下可以令Q=1，为和波长有关的发射因数,为对应波长的吸收系数,为距电池表面x处厚度为dx的薄层,H为电池总厚度,表示x处的光生载流子的产生率.太阳电池测试原理----光电流和光电压这个表达式认为，凡是在电池中产生的光生载流子均可以对光电流有贡献，因而是光电流的理想值，见太阳电池原理----原理图。类似PN结正偏，在单位面积的太阳电池
