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非晶硅太阳能电池工作原理及进展.doc

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非晶硅太阳能电池工作原理及进展本文由 yy19880602贡献pdf文档可能在 WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT,或下载源文件到本机查看。维普资讯 http://www.cqvip.com、 非 晶 硅 太 阳能 电池 工 作 原理 及 进 展 、 /徐 温 元 ( 开 大 学 电 子 科 学系 ) 南 自 1 9 6年 以 来, 晶硅 基 台金 作 为 一 种 新型 的 电子 材 料 , 7 非 由于 它 的优 异 的 光 电特 性 , 它 在 太 阳能 使 电池 及 其 他方 面 具 有 广 泛 的应 用前 景 , 而 推 动着 人们 对 这 羹材 料 特 性 进 行深 人 研究 。 近 几年 国 际 上 从 有 关 这 方面 的研 究 工作 发 展迅 速 , 已形 成 一 个新 技 术产 业 部 门 . 非 晶 硅 太阳能 电池 的 转换 效 率 和 电弛 面 积 也 都有 明 显 的 提高 和 增太 . 本文 综 述了 非 晶硅材 料 特 性 , 电池 工作 原 理 及最 近发 展 . 一、非 晶 硅 材料 特 性 移率虺 非 晶硅 基 合 金材 料 包 括 氢 化 非晶 硅 a s : — i 了 H、 非 晶 碳 化 硅 a S x H、 非 晶氮 化 硅 -i C :s1 i …N : H、 非 晶 锗硅 a Sl —i …Ge : 等 一 系 列 H犍 材 料 . 类 台 金 均 可 在 较 低 的 温度 下 ( 3 O ) 这 < 0℃ 以 等 离 子 化 学 气 相 沉 积 方 法 ( CV P D) 在 较 广 泛 的 衬 底 材 料 ( 玻 璃 、 属 、 高 温塑 料 ) 生 如 金 及 上 成大面积薄 膜. 1 非 晶硅 舍 金 的带 隐 及 悬 挂 键 .远 程 无序 的 . 对 理 想 晶 态 半 导 体 来 说 , 我们 已 卷 市 崖 ( m ?eP c )图 l 非晶 态半 导体 态密 宦分 布示 意图 带 隙宽 度 . 非 晶 硅 的 带 隙宽 度 约 等 于 17 V, .e 同 . 这 种 不 同 与 非 晶 硅 中 含 有 1 % 以上 的 氢 0非 晶 硅 与 晶 体 硅 不 同 之 处 是 其 原 子 排 列是 晶 体 硅 的 带 隙 宽 度 为 1I V, 二 者 有 明 显 的 不 .c 能 用能 带 理 论 阐 明 其 导 电机 理 ,即 电 子 或空 穴 有 关 . 再 者 , 在 非 晶 硅 中掺 人 适 量 的 锗 ( e 、 若 G ) 可 “ 由 ” 运 动 于 扩 展 的 导 带 或价 带 之 中 , 并 碳 ( 或 氮 O , 可 以形 成 不 同 的 硅 基 合 金 即 自 地 c) N) 则 具 有 较 高 的 迁 移率 ,而 处 于 导 带和 价 带 之 间 的 非晶 锗 硅 合 金 禁 带 态 密 度 为 零 . 对 非晶 态 半 导 体 来 说 , 由 于 a Sl —i …C : H a s —i 一Gc : 非 晶 碳 硅 台 金 H, 或 非 晶氮 硅 台 金 a sl — i…N : H.原 子 排 列 非 长 程有 序 , 即材 料 中存 在 着 各 种 不 各 种 合 金 的 带 隙 宽 度 随 掺 人 量 ( 的 变 化 而 变 . ) 完 整 性 ( 键 长 、 角不 相 等 和 材 料 中 存 在 空 洞 表 1列 出 几 种 常 见 合 金 的 带 隙 宽 度 . 从 迁 移率 如 键 或 E, 内分 布 的 带 尾 的 态 密度 近 似 以 指 向 等 ) 导 致 在 描 述 非 晶 态 导 电 机 理 时 虽 也 有 类 似 边 E , 于 晶 态 的 导 带 和 价 带 , 但它 分 成 扩 展 态 和局 域 数 规 律 降 到 ~ 1 “ c ? V的 悬 挂 键 态 密 度 . /m e 0 态 . 在 扩 展 态 中 , 子 和 空 穴 的迁 移 率 明显 低 所 谓 悬 挂 键是 指 非 晶 硅 中 的 而 电 s 原 子 未 成 共 价 i 1 1 0/ 9于 晶 态材 料 , 只相 当 于 晶 态 材 料 载 流 子 迁 移 率 键 的 电 子 态 . 由 射 频 溅 射 或 电 子 束 蒸 发 方 法 制 的I %或 更 低 . 谓 局 域 态 即 载 流 子 不 能 在 其 中 备 的 非 晶 硅 膜 ,其 悬 挂 键 态 密度 可 高 达 所 输 运 的 一 种 态 , 而 且 载 流 子 是 连续 分 布 于 导 带 c e 由 等 离 子 体 化 学 沉 积 法 制 备 的 非 晶 m V. 或 价 带附 近 , 故 局 域 态 又 称 为 带 尾
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