太阳电池材料

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1、太阳电池材料太阳能常数：太阳光在其到达地球的平均距离处的自由空间中的辐射强度。取值为1353W/m2。大气质量（AM）：大气对地球表面接受太阳光的影响程度。AM0：即太阳常数，指在地球外空间接受太阳光的情况。AM1：指太阳光直接垂直照射到地球表面的情况。AM1.5：指典型晴天时太阳光照射到一般地面的情况，辐射总量为1kW/m2，常用于太阳电池和组件效率测试时的标准。本证半导体：在超高纯没有参入杂质的半导体材料中，电子和空穴的浓度相等，称为本证半导体。N型半导体：在超高纯半导体材料中掺入某种杂质元素，电子浓度大于空穴浓度。P型半导

2、体：在超高纯半导体材料中掺入某种杂质元素，空穴浓度大于电子浓度。量子态：电子处于一系列特定的运动状态。能级：每个量子态中，电子的能量是一定的，称为能级。靠近原子核的能级，电子受的束缚强，能级就低；远离原子核的能级，受的束缚弱，能级就高。满带：填满了电子的能量低的能带。导带：半空或是全空，电子没有填满，能量最高的能带。价带：导带下面的那个满带，其电子有可能跃迁到导带。浅能级：在室温下电离，对半导体材料提供额外的载流子，这类杂质称为浅能级杂质。所引入的能级称为浅能级。深能级：杂质能级位于禁带中心附近，室温下基本不电离，成为少数载流子

3、的复合中心，影响非平衡少数载流子的寿命，这类杂质称为深能级杂质。所引入的能级为深能级。施主能级：像磷原子一样能够向晶体硅提供电子作为载流子的杂质，称为施主杂质，所引起的杂质能级称为施主能级，用Ed表示。受主能级：像硼原子一样能够向晶体硅提供空穴作为载流子的杂质，称为受主杂质，所引起的杂质能级称为受主能级，用Ea表示。本征激发：随着温度的升高，电子从热振动的晶格中吸收能量，电子从低能态跃迁到高能态，如从价带跃迁到导带，形成自由的导带电子和价带空穴，称为本征激发。一般认为，本证半导体的费米能级位于禁带中央。电中性条件：无论掺入N型或

4、P型掺杂剂，其杂质半导体必然是电中性的，即半导体中的正电荷数和负电荷数相等，称为电中性条件。直接复合：导带底的电子跃迁到价带与空位复合，称为直接复合。间接复合：导带底跃迁的电子，先跃迁到缺陷能级，再跃迁到价带与空位复合，称为间接复合。复合分三种形式：①载流子复合时，发射光子，产生发光现象，称为辐射复合或发光复合。②载流子复合时，发射声子，将能量传递给晶格，产生热能，称为非辐射复合。③载流子复合时，将能量传递给其他载流子，增加它们的能量，称为俄歇复合。扩散法：是太阳电池制备工艺最常用的方法。内建电场：空间电荷区中存在正、负电荷区，

5、形成了一个从n型半导体指向p型半导体的电场，又称自建电场。肖特基二极管：具有整流效应的金属和半导体接触，称为肖特基接触，以此基础制成的二极管称为肖特基二极管。没有整流效应的金属和半导体接触，称为欧姆接触。本证吸收：吸收的能量大于半导体材料的禁带宽度，就有可能使电子从价带跃迁到导带，从而产生电子-空穴对，这种吸收称为本征吸收。本征吸收限：光能等于禁带宽度时的波长和频率分别为λ 。和v。！也就是说只有当波长小于λ 。或者频率大于v。时本征吸收才能发生。直接带隙半导体：半导体材料的导带底的最小值和价带顶的最大值具有相同的波矢k，价带中

6、的电子跃迁到导带时，动量不发生变化，称为直接跃迁，这种半导体称为直接带隙半导体。如砷化镓。间接带隙半导体：半导体材料的导带底的最小值和价带顶的最大值具有不同的波矢k，价带中的电子跃迁到导带时，动量发生变化，除了吸收光子外，电子还要与晶格作用，发射或吸收声子，达到动量守恒，称为间接跃迁，这种半导体称为间接带隙半导体。如硅、锗。绒面结构：对于单晶体硅而言，如果选择择优化学腐蚀剂，就可以在硅片表面形成金字塔结构，又称表面织构化。而对于铸造多晶硅硅片，利用非择优腐蚀的酸性腐蚀剂，在铸造多晶硅表面形成大小不等的球形结构。磷扩散的工艺：气态

7、磷扩散、固态磷扩散和液态磷扩散。通常利用的液态磷源为三氯氧磷。在磷扩散时，由于硅片表面具有高浓度的磷，会形成磷硅玻璃。一般是将硅片浸入稀释的HF中，以去除磷硅玻璃。制备氮化硅薄膜：工业上和实验室一般使用等离子体增强化学气相沉积法。非晶硅太阳电池结构是pin结构。硅晶体：硅晶体是立方晶系，其晶胞含有的总原子数为8.硅材料的分类：按纯度分为金属硅和半导体（电子级）硅；按结晶形态分为非晶硅、多晶硅和单晶硅。化学提纯多晶硅的各种路线的共同特点是：中间化合物容易提纯。在工业中应用的技术有：三氯氢硅氢还原法、硅烷热分解法和四氯化硅氢还原法。

8、最重要的是前两种技术。区熔单晶硅：晶体生长的主要技术关键是如何控制好熔区。针对这个困难，采用“针眼工艺”。直拉单晶硅的制备工艺：多晶硅的装料和熔化、种晶、缩颈、放肩、等颈和收尾。种晶完成后，籽晶应快速向上提升，晶体生长速度加快新结晶的单晶硅直径比籽晶小。在缩颈完