第八章 其他構(gòu)件結(jié)構(gòu)

1、第八章第八章其他構(gòu)件結(jié)構(gòu)其他構(gòu)件結(jié)構(gòu)南京理工大學(xué)南京理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院1 1 1 1 內(nèi)容內(nèi)容8 8.2 .2 半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)8 8.3 .3 金屬金屬- -半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)8 8.1 .1 同質(zhì)結(jié)同質(zhì)結(jié)2 28 8. .6 6 光電化學(xué)電池光電化學(xué)電池8 8. .4 4 實用的低電阻接觸實用的低電阻接觸8 8. .5 5 MISMIS太陽能電池太陽能電池2 28 8.1 .1 同質(zhì)結(jié)同質(zhì)結(jié)同質(zhì)結(jié)：結(jié)兩邊的半導(dǎo)體材料相同半導(dǎo)體材料相同，僅摻雜劑類型不同摻雜劑類型不同。3 3普通的電池結(jié)構(gòu)4 4高低發(fā)射極(HLE)結(jié)構(gòu)頂部采用前表面場，取代了SiO2

2、層(鈍化)增加了Voc，但電流輸出減小。5 5前表面場電池前表面場電池電極從背面引出避免了頂部電極帶來的遮蔽損耗電池厚度需較薄6 6垂直多結(jié)電池垂直多結(jié)電池令pn結(jié)垂直于電池被光照射的表面垂直結(jié)可收集電池深處產(chǎn)生的載流子間距相當(dāng)于擴散長度時最有效7 78.2 半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)： 結(jié)兩邊的材料都是半導(dǎo)體，但卻是不同不同的半導(dǎo)體。 8 8半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)需采用晶格結(jié)構(gòu)相同的半導(dǎo)體晶格結(jié)構(gòu)不同晶格缺陷降低電池性能半導(dǎo)體1半導(dǎo)體29 98 8.3 .3 金屬金屬- -半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)金屬半導(dǎo)體構(gòu)成的異質(zhì)結(jié)稱為肖特基二極管（MS）。金屬半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)： 結(jié)一邊的材料是半導(dǎo)體（P），

3、另一邊材料是金屬（N）。 已發(fā)展為：金屬氧化物半導(dǎo)體（MOS）結(jié)構(gòu)的太陽能電池金屬絕緣體半導(dǎo)體（MIS）結(jié)構(gòu)的太陽能電池總稱為導(dǎo)體絕緣體半導(dǎo)體（CIS）太陽能電池需要提高內(nèi)電場需要提高內(nèi)電場10108 8.4 .4 實用的低電阻接觸實用的低電阻接觸金屬與半導(dǎo)體之間存在較大的接觸電阻。對半導(dǎo)體材料進行重?fù)诫s，可以降低接觸電阻。11118.5 MIS太陽能電池太陽能電池 在金屬和半導(dǎo)體中間加入絕緣絕緣層層，提高內(nèi)電場。1212MS電池中的頂部電池設(shè)計電池中的頂部電池設(shè)計 太陽光束如何透入金屬層，到達結(jié)區(qū)？MS電池中的頂部電池設(shè)計電池中的頂部電池設(shè)計1313 1. 采用足夠薄的金屬層，對太陽光幾乎是

4、透明的。 電阻較高需用較厚的電極1414MS電池中的頂部電池設(shè)計電池中的頂部電池設(shè)計 2. 采用細(xì)而密的柵線，既作為電極又作為N型區(qū)，光束從柵線間透入。15153. 采用如氧化錫、氧化銦、氧化鋅或氧化鎘這樣的透明導(dǎo)體作為頂部接觸。MS電池中的頂部電池設(shè)計電池中的頂部電池設(shè)計 這些氧化物實際上是重?fù)诫s半導(dǎo)體，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)稱為半導(dǎo)體絕緣體半導(dǎo)體(SIS)太陽電池，接近于半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)。8 8. .6 6 光電化學(xué)電池光電化學(xué)電池8.6.1 8.6.1 半導(dǎo)體半導(dǎo)體- -液體異質(zhì)結(jié)液體異質(zhì)結(jié)8.6.2 8.6.2 電化學(xué)光伏電池電化學(xué)光伏電池8.6.3 8.6.3 光電解電池光電解電池16168.6.1

5、 8.6.1 半導(dǎo)體半導(dǎo)體- -液體異質(zhì)結(jié)液體異質(zhì)結(jié)優(yōu)點：工藝過程最少，能量轉(zhuǎn)換效率超過12%半導(dǎo)體-液體異質(zhì)結(jié)：半導(dǎo)體與電解液接觸缺點：半導(dǎo)體易受光腐蝕18188.6.2 8.6.2 電化學(xué)光伏電池電化學(xué)光伏電池液體中含有一種具有氧化態(tài)(Oxide)和還原態(tài)(Reduction)的物質(zhì)。氧化態(tài)Ox+接收接收一個電子e - ，它變成還原態(tài)Re。還原態(tài)Re失去失去一個電子e -，它變成氧化態(tài)Ox 。相當(dāng)于接收接收一個空穴P+ 通過化學(xué)反應(yīng)實現(xiàn)了光生載流子的運輸19198.6.3 8.6.3 光電解電池光電解電池在TiO2涂上有機染料光敏化劑，可吸收可見光染料敏化太陽能電池 通過水（H2O）的光電解光電解實現(xiàn)載流子的運輸。氧化還原禁帶寬度