晶體硅太陽能電池基本原理

1、a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c 沈 富 生a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.cpn結(jié)的形成結(jié)的形成太陽能電池的等效電路太陽能電池的等效電路光電轉(zhuǎn)換原理光電轉(zhuǎn)換原理愛因斯坦劃時代的光電理論主要參考

2、文獻主要參考文獻半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體材料a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c愛因斯坦劃時代的光電理論愛因斯坦劃時代的光電理論 20世紀最偉大的兩個物理理論：相對論世紀最偉大的兩個物理理論：相對論&量子力學(xué)量子力學(xué) 相對論（狹義相對論和廣義相對論）相對論（狹義相對論和廣義相對論） 一人的創(chuàng)作一人的創(chuàng)作 量子力學(xué)量子力學(xué) 多人的集體創(chuàng)作（以玻爾為首的哥本哈根學(xué)派，如玻恩、泡多人的集體創(chuàng)作（以玻爾為

3、首的哥本哈根學(xué)派，如玻恩、泡利、海森堡、狄拉克等成員）利、海森堡、狄拉克等成員）a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c愛因斯坦劃時代的光電理論愛因斯坦劃時代的光電理論 狹義相對論（狹義相對論（1905年發(fā)表）年發(fā)表） 光速不變，四維時空，否定經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀光速不變，四維時空，否定經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀 。 e-mc2 物體跑得越快，則時間變得越慢，長度變得越短，重量變得越重。物體跑得越快，則時間

4、變得越慢，長度變得越短，重量變得越重。 廣義相對論（廣義相對論（1916年發(fā)表）年發(fā)表） 引力場，宇宙黑洞，宇宙的有限無界引力場，宇宙黑洞，宇宙的有限無界 a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c愛因斯坦于愛因斯坦于1905年發(fā)表光量子論，提出光子假說年發(fā)表光量子論，提出光子假說愛因斯坦公式：愛因斯坦公式：dn=(kt/q)n dh=(kt/q)h愛因斯坦因為解釋光電效應(yīng)方面的理論愛因斯坦因為解釋光電

5、效應(yīng)方面的理論而不是因為發(fā)表相對論獲得諾貝爾物理獎（而不是因為發(fā)表相對論獲得諾貝爾物理獎（1921年）年） 愛因斯坦劃時代的光電理論愛因斯坦劃時代的光電理論a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c 諾貝爾委員會的錯誤決定？諾貝爾委員會的錯誤決定？ 諾貝爾委員會的正確決定！諾貝爾委員會的正確決定！愛因斯坦劃時代的光電理論愛因斯坦劃時代的光電理論a leading technology superior

6、quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c半半 導(dǎo)導(dǎo) 體體 材材 料料 固體材料按其導(dǎo)電性能可分為三類：固體材料按其導(dǎo)電性能可分為三類：絕緣體、絕緣體、半導(dǎo)體及導(dǎo)體。半導(dǎo)體及導(dǎo)體。絕緣體：絕緣體：玻璃、橡膠、塑料、石英玻璃、橡膠、塑料、石英等等半導(dǎo)體：半導(dǎo)體：鍺、硅、砷化鎵、硫化鎘等鍺、硅、砷化鎵、硫化鎘等導(dǎo)體：導(dǎo)體：金、銀、銅、鋁、鉛、錫等金、銀、銅、鋁、鉛、錫等 半導(dǎo)體的電阻率：半導(dǎo)體的電阻率：10-4 10-7 歐姆歐姆米米a leading techno

7、logy superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c半半 導(dǎo)導(dǎo) 體體 材材 料料 1、熱敏、熱敏 2、光敏、光敏 3、雜質(zhì)、雜質(zhì) 4、其它特性（、其它特性（ 溫差電效應(yīng)，霍爾效應(yīng)，溫差電效應(yīng)，霍爾效應(yīng)， 發(fā)光效應(yīng)，光伏效應(yīng)，激光性能等）發(fā)光效應(yīng)，光伏效應(yīng)，激光性能等） 半導(dǎo)體材料特性半導(dǎo)體材料特性a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷

8、佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c半半 導(dǎo)導(dǎo) 體體 材材 料料eg 半導(dǎo)體的能級半導(dǎo)體的能級/能帶能帶導(dǎo)帶導(dǎo)帶禁帶禁帶滿帶滿帶固體固體原子原子si1.1ev a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c半半 導(dǎo)導(dǎo) 體體 材材 料料滿帶（允帶）滿帶（允帶） ：被電子占滿的能帶：被電子占滿的能帶 不導(dǎo)電不導(dǎo)電導(dǎo)帶（允帶）導(dǎo)帶（允帶） ：被電子部分占領(lǐng)的能帶：

9、被電子部分占領(lǐng)的能帶 導(dǎo)電導(dǎo)電禁帶：沒有被電子占領(lǐng)的能帶禁帶：沒有被電子占領(lǐng)的能帶價帶：處于滿帶頂?shù)哪軒r帶：處于滿帶頂?shù)哪軒 leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c半半 導(dǎo)導(dǎo) 體體 材材 料料（a): 絕緣體絕緣體 (b):半導(dǎo)體半導(dǎo)體 (c):導(dǎo)體導(dǎo)體a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市

10、捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c半半 導(dǎo)導(dǎo) 體體 材材 料料半導(dǎo)體除了導(dǎo)電中的電子導(dǎo)電，還有價帶上空穴的導(dǎo)電半導(dǎo)體除了導(dǎo)電中的電子導(dǎo)電，還有價帶上空穴的導(dǎo)電a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c半半 導(dǎo)導(dǎo) 體體 材材 料料硅晶體的特點是原子之間靠共有電子對連接在一起。硅原子的4個價電子和它相鄰的4個原子組成4對共有電子對。這種共有電子對就稱為“

11、共價鍵”。 si+4+4+4+4共價鍵共價鍵共用電共用電子對子對a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c半半 導(dǎo)導(dǎo) 體體 材材 料料半導(dǎo)體的摻雜半導(dǎo)體的摻雜一、本征半導(dǎo)體一、本征半導(dǎo)體 電子和空穴（載流子）電子和空穴（載流子） si在在300k：1.5x1010/cm3二、摻雜半導(dǎo)體：少量的摻雜可極大地增加載流子濃度二、摻雜半導(dǎo)體：少量的摻雜可極大地增加載流子濃度 （常溫時，（常溫時，si：10-6

12、105 ） 1、n型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體 2、p型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c半半 導(dǎo)導(dǎo) 體體 材材 料料1、n型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體在在si材料中摻入第材料中摻入第v族元素族元素（p，as等）等）多數(shù)載流子電子多數(shù)載流子電子少數(shù)載流子空穴少數(shù)載流子空穴在si材料中摻入第iii族元素（b, al等）多數(shù)載流子空隙少數(shù)載流子電子2、p型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體多余多余電子電子空空鍵鍵接受接受電子電子

13、空空穴穴a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c半半 導(dǎo)導(dǎo) 體體 材材 料料pnpqnq1)(1pniqnnnq1ppq1電阻率與雜質(zhì)濃度有如下關(guān)系：本征半導(dǎo)體：p型半導(dǎo)體：n型半導(dǎo)體：a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基

14、本原理 www.c 擴散運動擴散運動 因濃度差，載流子沿濃度梯度由高濃度向低濃度方向因濃度差，載流子沿濃度梯度由高濃度向低濃度方向的運動。的運動。 漂移運動漂移運動 受電場力的驅(qū)使，載流子沿由高電勢向低電勢方向的受電場力的驅(qū)使，載流子沿由高電勢向低電勢方向的運動運動pn結(jié)的形成結(jié)的形成a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.cnpnpnppn結(jié)的形成結(jié)的形成n區(qū)：高濃度電子向低濃度區(qū)：高濃度電子向低濃度

15、p區(qū)擴散區(qū)擴散p區(qū)：高濃度空穴向低濃度區(qū)：高濃度空穴向低濃度n區(qū)擴散區(qū)擴散n區(qū)：電子是多子，空穴是少子。區(qū)：電子是多子，空穴是少子。p區(qū)：空穴是多子，電子是少子。區(qū)：空穴是多子，電子是少子。n區(qū)：電子（帶負電）移動后留下正電荷區(qū)：電子（帶負電）移動后留下正電荷p區(qū)：空穴（帶正電）移動后留下負電荷區(qū)：空穴（帶正電）移動后留下負電荷以上為多數(shù)載流子由高濃度向低濃度區(qū)的擴散運動的過程以上為多數(shù)載流子由高濃度向低濃度區(qū)的擴散運動的過程npnpnp電場方向由電場方向由n區(qū)指向區(qū)指向p區(qū)區(qū)a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷

16、佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.cpn結(jié)的形成結(jié)的形成 npnpn區(qū)：多子即電子被由區(qū)：多子即電子被由n區(qū)指向區(qū)指向p區(qū)的電場阻擋無法向區(qū)的電場阻擋無法向p區(qū)做擴散運動，區(qū)做擴散運動， 少子即空穴在由少子即空穴在由n區(qū)指向區(qū)指向p區(qū)的電場驅(qū)動下向區(qū)的電場驅(qū)動下向p區(qū)做漂移運動。區(qū)做漂移運動。電場方向由電場方向由n區(qū)指向區(qū)指向p區(qū)區(qū)電場方向由電場方向由n區(qū)指向區(qū)指向p區(qū)區(qū)p區(qū)：多子即空穴被由區(qū)：多子即空穴被由n區(qū)指向區(qū)指向p區(qū)的電場阻擋無法向區(qū)的電場阻擋無法向n區(qū)做擴散運動，區(qū)做擴散運動， 少子即電子在由少子即電

17、子在由n區(qū)指向區(qū)指向p區(qū)的電場驅(qū)動下向區(qū)的電場驅(qū)動下向n區(qū)做漂移運動。區(qū)做漂移運動。以上為少數(shù)載流子由電場力驅(qū)動做漂移運動的過程以上為少數(shù)載流子由電場力驅(qū)動做漂移運動的過程a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.cpn結(jié)的形成結(jié)的形成 空間電荷區(qū)即內(nèi)建電場（勢壘區(qū)、阻擋層）：阻礙多數(shù)載流子做擴散運動空間電荷區(qū)即內(nèi)建電場（勢壘區(qū)、阻擋層）：阻礙多數(shù)載流子做擴散運動 驅(qū)動少數(shù)載流子做漂移運動驅(qū)動少數(shù)載流子做

18、漂移運動擴散運動和漂移動最終達到平衡，即擴散電流擴散運動和漂移動最終達到平衡，即擴散電流=漂移電流，此時建立了空間電荷區(qū)。漂移電流，此時建立了空間電荷區(qū)。 a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c 平衡載流子平衡載流子)exp(0kteennifi)exp(0kteenpfii 處于熱平衡狀態(tài)的半導(dǎo)體，在一定溫度下，載流子濃度是一定的，這種處于熱平衡狀態(tài)下的載流子濃度，稱為平衡載流子濃度。 n0 p0

19、= ni2pn結(jié)的形成結(jié)的形成a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c光電轉(zhuǎn)換過程光電轉(zhuǎn)換過程 太陽能電池發(fā)電要求：太陽能電池發(fā)電要求： 1、必須有光的照射，可以是太陽光、單色光或模擬光。、必須有光的照射，可以是太陽光、單色光或模擬光。 2、光子注入到半導(dǎo)體后激發(fā)出電子、空穴對，此對電子空穴、光子注入到半導(dǎo)體后激發(fā)出電子、空穴對，此對電子空穴 必須有足夠長的壽命，確保在分離前不會復(fù)合消失；必須有足夠長

20、的壽命，確保在分離前不會復(fù)合消失； 3、必須有一個靜電場，使電子、空穴分離；、必須有一個靜電場，使電子、空穴分離； 4、必須有電極分別收集電子和空穴輸出到電池體外形成電流。、必須有電極分別收集電子和空穴輸出到電池體外形成電流。a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c光電轉(zhuǎn)換過程光電轉(zhuǎn)換過程a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳

21、市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c 非平衡載流子（光照產(chǎn)生非平衡載流子）非平衡載流子（光照產(chǎn)生非平衡載流子） 光電轉(zhuǎn)換過程光電轉(zhuǎn)換過程非平衡載流子平均生存的時間稱為非平衡載流子的壽命。非平衡載流子平均生存的時間稱為非平衡載流子的壽命。 由于相對于非平衡多數(shù)載流子，非平衡少數(shù)載流子的影響處由于相對于非平衡多數(shù)載流子，非平衡少數(shù)載流子的影響處于主導(dǎo)地位，因而非平衡載流子的壽命（常稱為少數(shù)載流子于主導(dǎo)地位，因而非平衡載流子的壽命（常稱為少數(shù)載流子壽命，簡稱少子壽命）被用來衡量材料的質(zhì)量。壽命，簡稱少子壽命）被用來

22、衡量材料的質(zhì)量。 a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c 非平衡載流子（光照產(chǎn)生非平衡載流子）非平衡載流子（光照產(chǎn)生非平衡載流子） 光電轉(zhuǎn)換過程光電轉(zhuǎn)換過程 處于非平衡狀態(tài)的半導(dǎo)體，其載流子濃度也不再是n0和p0，可以比他們多出一部分，多出這部分載流子稱為非平衡載流子，用n和p 表示。a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市

23、捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c光電轉(zhuǎn)換過程光電轉(zhuǎn)換過程teptp0)()(teptp0)()(即此時就是材料的少子壽命 少子壽命少子壽命當當 時時a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c光電轉(zhuǎn)換過程光電轉(zhuǎn)換過程a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品

24、質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c光電轉(zhuǎn)換過程光電轉(zhuǎn)換過程 pn結(jié)加正向偏壓結(jié)加正向偏壓 即即p區(qū)接電源正極，區(qū)接電源正極， n區(qū)接電源負極區(qū)接電源負極 空間電荷區(qū)的寬度減小，勢壘高度從空間電荷區(qū)的寬度減小，勢壘高度從qvd下降為下降為q（vd-v）a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c光電轉(zhuǎn)換過程光電

25、轉(zhuǎn)換過程 pn結(jié)加反向偏壓結(jié)加反向偏壓 即即p區(qū)接電源負極，區(qū)接電源負極， n區(qū)接電源正極區(qū)接電源正極空間電荷區(qū)的寬度減小，勢壘高度從空間電荷區(qū)的寬度減小，勢壘高度從qvd增大為增大為q（vd+v）a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c光電轉(zhuǎn)換過程光電轉(zhuǎn)換過程p-n結(jié)的結(jié)的i-v特性特性 shockley 方程：方程： id =i0exp(qv/kt)-1特點：單向?qū)щ娦蕴攸c：單向?qū)щ娦詃pipan

26、innlnqdnlnqdai220a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c 光電轉(zhuǎn)換的三個物理過程光電轉(zhuǎn)換的三個物理過程1、吸收光能激發(fā)出非平衡電子一空穴對、吸收光能激發(fā)出非平衡電子一空穴對2、非平衡電子和空穴從產(chǎn)生處向非均勻勢場區(qū)運動、非平衡電子和空穴從產(chǎn)生處向非均勻勢場區(qū)運動3、非平衡電子和空穴在非均勻勢場作用下向相反方向運動、非平衡電子和空穴在非均勻勢場作用下向相反方向運動 而分離而分離 光生電

27、流的方向相當于普通二極管的反向電流的方向。光生電流的方向相當于普通二極管的反向電流的方向。光照使光照使pn結(jié)勢壘降低等效于結(jié)勢壘降低等效于pn結(jié)外加正向偏壓，形成正結(jié)外加正向偏壓，形成正向注入電流。這個電流的方向與光生電流剛好相反，是太向注入電流。這個電流的方向與光生電流剛好相反，是太陽電池中的不利因素。陽電池中的不利因素。光電轉(zhuǎn)換過程光電轉(zhuǎn)換過程a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c光電轉(zhuǎn)換過程光

28、電轉(zhuǎn)換過程viilviila leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c太陽電池的等效電路太陽電池的等效電路重要參數(shù)重要參數(shù) 1、短路電流（、短路電流（isc），），2、開路電壓（、開路電壓（voc），），3、填充因子（、填充因子（ff），），4、轉(zhuǎn)換效率（、轉(zhuǎn)換效率（ ）5、串聯(lián)電阻（、串聯(lián)電阻（rs）6、并聯(lián)電阻（、并聯(lián)電阻（rsh）輸出功率：功率輸出功率：功率=isc*voc*ff 最大工作電流（最大

29、工作電流（im），），最大工作電壓（最大工作電壓（vm），），a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c理想理想pn結(jié)特性：結(jié)特性：太陽電池的等效電路太陽電池的等效電路10eiiiiiktqvldl10iiillnqktviiscli iscrs = 0 rsh = rloada leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電

30、子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c太陽電池的等效電路太陽電池的等效電路1、短路電流、短路電流isc：當當v=0,即短路情況下即短路情況下: （最大光生電流）（最大光生電流）iiscli iiscli 10eiiiiiktqvldli = iscr = 0a leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c太陽電池的等效電路太陽電池的等效電路

31、2、開路電壓、開路電壓voc：iiscli 10iilvlnocqktdpipaninnlnqdnlnqdai220當i=0,即開路情況下: 最高輸出暗電流 10iiillnqktvi = 0r = +_v = voca leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c太陽電池的等效電路太陽電池的等效電路3、填充因子、填充因子ff：是輸出特性曲線是輸出特性曲線“方形方形”程度的量程度的量度度最佳工作點，負載匹配。

32、最佳工作點，負載匹配。最大輸出功率點所對應(yīng)的面積在最大輸出功率點所對應(yīng)的面積在isc和和voc所組成的面積中的百分比。所組成的面積中的百分比。iiscli scocmscocmpmpivpivviffa leading technology superior quality 科技領(lǐng)先科技領(lǐng)先 品質(zhì)超然品質(zhì)超然深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司深圳市捷佳偉創(chuàng)微電子設(shè)備有限公司 晶體硅太陽能電池基本原理晶體硅太陽能電池基本原理 www.c4、轉(zhuǎn)換效率、轉(zhuǎn)換效率 ： 表示為有多少光能轉(zhuǎn)換為電能。表示為有多少光能轉(zhuǎn)換為電能。太陽電池的等效電路太陽電池的等效電路iiscli inmpmpinpvippmaxscocmscocmpmpivpivviffinscocpiffv 填充因子正好是i-v曲線下最大長方形面積與乘積vocisc之比，所以轉(zhuǎn)換效率可表示為a leading technol