太阳能光伏理化基础 教学课件 作者 黄建华 主编 张存彪 张培明 副主编第五章 半导体物理.pptx

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1、第5章半导体物理热平衡载流子的统计分布2半导体的特性1第5章半导体物理载流子的输运4非平衡载流子3PN结特性6PN结及其能带图55.1半导体的特性5.1.1正格子和倒格子5.1半导体的特性5.1半导体的特性5.1.2波函数5.1半导体的特性5.1.3半导体中的电子状态和能带（1）电子共有化运动5.1半导体的特性（2）周期性势场中薛定谔方程5.1半导体的特性（3）能带5.1半导体的特性5.1半导体的特性（4）周期性边界条件5.1半导体的特性（5）有效质量5.1半导体的特性（6）空穴5.1半导体的特性（7）硅和砷化镓的能带

2、结构5.1半导体的特性5.1.4半导体中的杂质和缺陷能级（1）施主杂质、施主能级5.1半导体的特性（2）受主杂质、受主能级5.1半导体的特性①深能级杂质、深能级②缺陷、缺陷能级5.2热平衡载流子的统计分布5.2.1状态密度5.2热平衡载流子的统计分布5.2.2统计规律（1）麦克斯韦-波耳兹曼分布函数（2）玻色-爱因斯坦分布函数5.2热平衡载流子的统计分布（3）费米-狄拉克分布函数5.2热平衡载流子的统计分布5.2.3费米分布函数和费米能级5.2热平衡载流子的统计分布5.2.4导带中的电子浓度和价带中的空穴浓度5.2热平

3、衡载流子的统计分布5.2.5非简并半导体5.2热平衡载流子的统计分布5.2.6本征载流子浓度5.2热平衡载流子的统计分布5.2.7杂质半导体的载流子浓度5.2热平衡载流子的统计分布（1）N型半导体5.2热平衡载流子的统计分布（2）P型半导体5.2热平衡载流子的统计分布（3）杂质补偿5.2热平衡载流子的统计分布5.2.8简并半导体5.3非平衡载流子5.3.1准费米能级5.3非平衡载流子5.3.2半导体的光吸收5.3非平衡载流子（1）本征吸收5.3非平衡载流子（2）直接跃迁和间接跃迁5.3非平衡载流子5.3非平衡载流子5.

4、3非平衡载流子（3）其他吸收过程实验发现，波长比本征吸收限长的入射光在半导体中也可能被吸收。这说明，除了本征吸收外，还存在其他的光吸收过程，主要有自由载流子吸收、杂质吸收、激子吸收等。5.3非平衡载流子5.3.3非平衡载流子的寿命5.3非平衡载流子5.3.4复合过程5.3非平衡载流子（1）带-带之间的辐射复合5.3非平衡载流子（2）经复合中心的间接复合5.3非平衡载流子①俄歇复合②表面复合5.4载流子的运输5.4.1漂移运动5.4载流子的运输5.4.2迁移率5.4载流子的运输5.4.3扩散运动5.4载流子的运输5.4载

5、流子的运输5.4.4电流密度方程，爱因斯坦关系式5.4载流子的运输5.4.5泊松方程5.4载流子的运输5.4.6连续性方程5.5PN结及其能带图5.5PN结及其能带图5.5.1空间电荷区与接触电势差5.5PN结及其能带图5.5PN结及其能带图5.5.2PN结的电场强度5.5PN结及其能带图5.5PN结及其能带图5.5.3PN结的电势分布5.5PN结及其能带图5.5.4空间电荷区宽度5.6PN结特征5.6.1PN结内电荷流动的定性描述5.6PN结特征5.6.2理想的电流-电压关系①突变耗尽层近似②载流子的统计分布③小注入

6、条件④耗尽区内没有产生和复合电流，不考虑耗尽区内载流子的产生和复合作用。5.6PN结特征5.6PN结特征5.6PN结特征5.6.3电流电压关系的非理想因素（1）反偏产生电流5.6PN结特征（2）正偏复合电流Thankyou