光生伏特效應及原理.ppt

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1、光生伏特效應培訓人：光生伏特效應光生伏特效應：當陽光照射到PN結(jié)上，產(chǎn)生電子——空穴對，在半導體內(nèi)部結(jié)附生成載流子沒有被復合而達到空間電荷區(qū)，受內(nèi)建電場的吸引（不加外電場），電子流入N區(qū)，空穴流入P區(qū)，結(jié)果使N區(qū)存儲了過剩的電子，P區(qū)有過剩的空穴。它們在PN結(jié)附近形成與勢壘方向相反的光生電場。光生電場除了抵消勢壘電場作用外，還使P區(qū)帶正電，N區(qū)帶負電，在N區(qū)和P區(qū)之前就的薄層就產(chǎn)生電動勢，這就是光生伏特效應。此時，如果將外電路短路，則外電路中就有與入射光能成正比的電流流過，這個電流稱作短路電流。另一方面，若將PN結(jié)兩端開路，則由于電子和空穴分別

2、流入N區(qū)和P區(qū)，使N區(qū)費米能級比P區(qū)費米能級高，在這兩個費米能級之間就產(chǎn)生了電位差Voc，可以測得這個值，值稱為開路電壓。光生伏特效應P-N的結(jié)光生伏特效應：在光激發(fā)下多數(shù)載流子濃度一般改變很小，而少數(shù)載流子濃度卻變化很大，因此應主要研究光生少數(shù)載流子的運動.Pn太陽光淺結(jié)光生伏特效應P-N結(jié)的內(nèi)建電場：pn空穴電子動平衡時p型與n型接觸區(qū)域的電勢變化p耗盡層n--------++++++++光生伏特效應P-N結(jié)的能帶圖：無光照EfpEfnEf能級彎曲的原因：在熱平衡條件下，同一體系具有相同的費米能級P型N型P型N型光生伏特效應P-N結(jié)的能帶圖

3、：光照時n區(qū)產(chǎn)生少子空穴，p區(qū)產(chǎn)生少子電子；在內(nèi)建電場的作用下，n區(qū)的空穴向p區(qū)運動，而p區(qū)的電子向n區(qū)運動，使p端電勢升高，n端電勢降低；所以，光生電場由p端指向n端，使勢壘降低，產(chǎn)生正向電流IF；由于空穴向p區(qū)運動，所以在p-n結(jié)內(nèi)部形成自n區(qū)向p區(qū)的光生電流IL有光照光生伏特效應光電池的電流電壓特性：光電池：利用半導體的光生伏特效應，而將光能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。即將p-n結(jié)與外電路接通，只要光照不停止，就會有源源不斷的電流流過電路，p-n結(jié)起到了電源的作用。這類裝置叫光電池。1.P-N結(jié)電流方程I：負載電流；IL：光生電流；Is：P-N結(jié)反

4、向飽和電流；V：P-N結(jié)兩端電壓；光生伏特效應2.開路電壓負載電流I=0,即IL=IF：3.短路電流將p-n短路V=0,則IF=0，所得電流為短路電流ISC：光電池的電流電壓特性：光生伏特效應4.特性曲線光電池的電流電壓特性：光生伏特效應5.光電池的實際結(jié)構(gòu)光電池的電流電壓特性：柵指形狀（減少接觸電阻，盡量少擋住陽光）Thanks