最新半导体硅光伏基础知识精品课件.ppt

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1、一、半导体在化学元素表中的一、半导体在化学元素表中的 位置和结构位置和结构 HHiLiBeBCNOFNeNaMgAlSiPSClArKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrRbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXeCsBaLaHfTaWReOsIrPtAuHgTiPbBiPoAtRnFrRaAcRfDbSgBhHsMtUunUuuUubUutUuqUupUuhUusUuo CePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLuThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr1.2.4单晶硅与多晶硅的区别单晶硅与多晶硅的区别 单晶硅内

2、部硅原子都是按一定的周期排列的，晶面均一，电性能稳定，且易控制，晶体缺陷较少。多晶硅是由多个小单晶无规则的堆积而成的，晶面杂乱，电性能不稳定，且不易控制；存在大量的晶体缺陷，晶粒间界含有大量杂质，成为复合中心。 硅作为最常见的半导体材料，位于元素周期表中的第主族，其特点是原子的最外层有4个价电子。硅的原子序数为14，其原子的原子核外电子排布为2-8-4，硅晶体靠共价键结合，晶格结构属于正四面体的金刚石结构。 4、硅简介二、半导体的特殊性质和 能带理论1、半导体的电阻率对温度的反应灵敏。 纯净半导体的电阻率随温度变化很显著，而且电阻率随温度升高而下降。例如纯锗，当温度从20升高到30时，电阻率就

3、降低一半左右。而金属的电阻率随温度的变化比较小，而且随温度升高电阻率增大。 2、微量的杂质能显著地改变半导体的电阻率微量的杂质能显著地改变半导体的电阻率 微量的杂质能显著地改变半导体的电阻率。例如在纯硅中掺入61015 /cm3 的杂质磷或锑，即在硅中掺入千万分之一的杂质，就能使它的电阻率从 2.15105cm 减小到1 cm ，降低了 20 万倍。晶格结构的完整与否也会对半导体导电性能有极大的影响。因此在制作半导体器件时除人为地在半导体中掺入有用杂质来控制半导体的导电性外，还要严格防止一些有害杂质对半导体的沾污，以免改变半导体的导电性能。但金属中含有少量杂质时，看不出电阻率会有什么显著的变化

4、。3、适当的光照可使半导体的电阻率显著改变。 适当的光照可使半导体的电阻率显著改变。当某种频率的光照射半导体时，会使半导体的电阻率显著下降，这种现象叫光电导。自动控制中用到的光敏电阻就是利用半导体的光电导特性来制成的。但是，金属的电阻率不受光照影响。光伏效应 当光从n区表面照射光电池时，满足hEg的光子可以激发价带的电子到导带，形成电子空穴对 ，由于光在电池表面很薄的一层内被吸收，产生的非平衡载流子通过扩散向体内运动，一边扩散 ，一边复合。在稳定光照下，将在电池体内建立起稳定的非平衡载流子分布。 光照产生的电子空穴对如果在p-n结附近一个扩散长度内，就有可能在复合前到达p-n结的强电场区域。强电场将电子扫到n区，将空穴扫到p区，使n区带负电，形成负极，p区带正电，形成正极。这种现象称为光生伏特效应。如果有外电路与电池的正负极相连，就会形成稳定的电流。