材物学生第三章自出题-0615附答案.docx

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1、错误率比较低的题目1、材料按电性能分为哪三类？电阻率范围是多少？导体：；绝缘体：；半导体：2、如何控制材料的导电性能？对于金属和半导体材料哪种因素更重要，解释原因控制材料的导电性能实际上就是控制材料中的载流子的数量和这些载流子的移动速率。对于金属材料来说，载流子的移动速率特别重要.对于半导体材料来说，载流子的数量更为重要。载流子的移动速率取决于原子之间的结合键、晶体点阵的完整性、微结构以及离子化合物中的扩散速率。3、禁带宽度的概念电子填满的价带与未被电子填充的空带（导带）间没有交叠，价带和导带间被禁带隔开，禁带宽度4、反应材料导电性

2、能好坏的2个参数电阻率ρ和电导率5、杂质半导体中，多子数量和少子数量分别与什么因素有关在杂质半导体中多子的数量与掺杂浓度有关。在杂质半导体中少子的数量与温度有关。6、本征激发的概念价电子在获得一定能量（温度升高或受光照）后，即可挣脱原子核的束缚，成为自由电子（带负电），同时共价键中留下一个空位，称为空穴（带正电）。这一现象称为本征激发。7、为什么Si是半导体基石？从能带结构来看碳、硅、锗导电性差距大的原因锗比硅容易提纯，所以最初发明的半导体三极管是锗制成的。但是，锗的禁带宽度（0.67eV）只有硅的禁带宽度（1.11eV）的大约一半

3、，所以硅的电阻率比锗大，而且在较宽的禁带中能够更加有效地设置杂质能级，所以后来硅半导体逐渐取代了锗半导体。硅取代锗的另一个主要原因是在硅的表面能够形成一层极薄的SiO2绝缘膜，从而能够制备MOS型三极管。虽然锗、硅和锡的能带结构与金刚石相似，但这些材料的禁带宽度Eg较小。实际上，锡的禁带宽度小得使它具有类似导体的导电性。而禁带宽度Eg稍大一点的锗和硅成了典型的半导体。禁带宽度：C金刚石（5.48eV）、Si（0.67eV）、Ge（0.08eV）8、能带结构中，电子和空穴的运动方向9、外加电压的作用下，P型半导体和N型半导体的主要电流

4、，区分两种半导体的方法P型半导体是空穴电流，n型半导体是电子电流。10、对于金属材料和半导体材料，移动速率和载流子对应的主要影响对于金属材料来说，载流子的移动速率特别重要.对于半导体材料来说，载流子的数量更为重要。11、电子迁移率比空穴大的原因12、PN结中半导体的空穴-电子形成（画图），PN结耗尽区，激发电子及空穴移动方向1、在PN结中，简述漂移运动和扩散运动（多子和少子分别参与什么），多子、少子分别是什么，非本征半导体中的由于杂质原子而形成的载流子称为多数载流子，虽然掺入的杂质原子的数量与半导体原子数量相比只是少数。而本征半导体

5、中由于热激发等产生的载流子称为少数载流子。2、DSSC光转换机理光电转换机理：(1)太阳光(hv)照射到电池上，基态染料分子(S)吸收太阳光能量被激发，染料分子中的电子受激跃迁到激发态(S*)；(2)激发态的电子快速注入到TiO2导带中；(3)电子在TiO2膜中迅速的传输，在导电基片上富集，通过外电路流向对电极；(4)处于氧化态的染料分子(S*)与电解质(I-/I3-)溶液中的电子供体(I-)发生氧化还原反应而回到基态，染料分子得以再生；(5)在对电极附近，电解质溶液得到电子而还原。1、太阳能电池中窗口层材料的作用，选择禁带宽度大的

6、窗口层的原因一般窗口层起到同电池本体层形成pn结内电场的作用，如果电池本体层是N型，窗口就是p型，反之亦然。但是，由于窗口层是表面层，表面复合严重，因此窗口层要尽量避免吸收光产生载流子，因此窗口层普遍采用禁带宽度大的材料制成，尽量不吸收光。因为窗口层靠近表面，缺陷非常多，如果吸收光产生光生载流子的话很容易死掉，对电池输出不做贡献，吸收的光都浪费了，降低了电池效率。所有把光尽可能的让本体材料吸收。2、本章中没有用到PN结的太阳能电池燃料敏化太阳能电池DSSC3、太阳能电池效率的影响因素4、TiO2染料敏化太阳能电池光电转化机理，两电极

7、各自发生的反应及原理水溶液中的TiO2电极被光照射后，光激发的电子进入半导体电极内部，空穴到达半导体表面。此空穴与水里的氧离子相互作用，电子则通过铂电极与氢离子相互作用。结果是：在二氧化钛电极上会产生氧气，在对极的铂电极上会产生氢气5、用接触理论解释半导体太阳能电池原理当太阳光射入到p-n结时，p型区域和n型区域都有可能出现电子激发现象。n型区域的价带电子被激发到导带上后，就停留在n型的导带上，而在n型价带上同时形成的空穴会迁移到能量更稳定的p型的价带上去。p型区域的价电子被激发到导带上后，将迁移到能量更稳定的n型的导带上，而在p型

8、区域价带上同时形成的空穴则停留在该价带上。p-n结不仅能将光子能量转变成电荷能量，更重要的是能够在空间位置上将正负电荷分离开来。如果在p-n结的外部接上回路，这些被分离的正负电荷就可以通过回路相互结合，这就是太阳能电池。6、P型半导体