半导体太阳能电池受辐照后的少子寿命
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各种不同太阳电池的优缺点分析/来源:元器件交易网日期:2012年05月10日硅太阳电池的应用日趋广泛, 但昂贵的原材料成为发展的瓶颈. 薄膜太阳电池由于只需使用一层极薄的光电材料,材料使用非常少。
并可使用软性衬底,应用弹性大,如果技术发展成熟,其市场面将相当宽阔。
本文就迄今被人们广为关注的薄膜太阳电池, 即非晶硅薄膜太阳电池,微(多)晶硅薄膜太阳电池,铜铟硒薄膜太阳电池,碲化镉薄膜太阳电池,染料敏化薄膜太阳电池和有机薄膜太阳电池的发展概况,技术难点和优缺点进行论述。
1 引言新能源和可再生能源是21世纪世界经济发展中最具决定性影响的技术领域之一。
光伏电池是一种重要的可再生能源,既可作为独立能源, 亦可实现并网发电, 而且是零污染排放。
硅太阳电池由于成本原因, 最初只能用于空间, 随着技术发展和生产工艺成熟, 其成本日趋下降, 应用也逐步扩大. 面对今天的能源供应状况和日益严重的环境污染, 以至危及人类自身生存的现实, 开发新能源和可再生能源的理念已被世界各国广泛接受. 发电能力超过100兆瓦的超大型光伏发电站相继在世界各处建造, 发电能力为几十兆瓦的大型光伏发电站更不在少数(在建的和已建成的). 大规模的发展使得上游原材料的生产供不应求, 问题日益突出, 许多太阳电池芯片生产厂家和组件生产厂家因原材料问题而不得不经常处于停产状态, 原材料的供应和价格成了制约当前太阳电池生产的瓶颈。
大力发展薄膜型太阳电池不失为当前最为明智的选择, 薄膜电池的厚度一般大约为0.5至数微米, 不到晶体硅太阳电池的1/100, 大大降低了原材料的消耗, 因而也降低了成本. 薄膜电池可沉积在玻璃、不锈钢片或聚脂薄膜等廉价的衬底上, 可以弯曲甚至可以卷起来, 便于携带。
薄膜太阳电池的研究始于20世纪60年代, 目前从国际上的发展趋势看主要是非晶硅(a-Si:H) 薄膜太阳电池, 微(多)晶硅薄膜太阳电池, 铜铟硒 (CuInSe,CIS) 薄膜太阳电池, 碲化镉(CdTe)薄膜太阳电池, 染料敏化薄膜太阳电池(DSSC), 有机薄膜太阳电池. 以下分别概述各类薄膜太阳电池的研发情况。
太阳能电池用多晶硅材料少数载流子寿命的测试邵铮铮;李修建;戴荣铭【摘要】The minority carrier lifetime in p-typed polycrystalline silicon used for solar cells was tested by the high frequency photoconductivity decay method,and the influence of photo injection intensity on the testing re-sult was analyzed in detail. The results show that the decay curve is not exponential damping in a wide area near the peak point,until the signal fade down to lower than half value. In addition,the measured value of the minority carrier lifetime is reduced when reinforcing the photo injection intensity. Based on the surface recom-bination effect and grain boundary recombination effect of the non-equilibrium carriers, we interpreted this physical phenomenon appropriately.%采用高频光电导衰退法测试了太阳能电池用p型多晶硅片的少数载流子寿命,细致分析了光注入强度对测试结果的影响。
结果显示光电导衰减曲线在靠近尖峰处较宽的时间区域内并按非指数规律快速衰减,当信号衰减到一定程度后逐渐接近指数规律,且随着光注入强度增大,少子寿命的测量结果显著减小。
wct120少子寿命测试原理1.引言引言部分是文章的开篇,用来介绍与主题相关的背景和重要性。
下面是关于“wct120少子寿命测试原理”的概述部分内容的示例:1.1 概述在当前社会,人们对于生命周期的延长和健康长寿的追求越来越强烈。
而对于少子寿命的测试和研究,也成为了当下的热门话题之一。
wct120少子寿命测试原理是一种科学的方法,旨在通过分析和评估个体的寿命潜力,对个体的长寿能力进行预测和判定。
随着科技的不断进步和人们对健康生活的关注度日益增加,少子寿命测试逐渐成为了一个重要的领域。
通过对生物体的基因、遗传信息等进行检测和分析,可以揭示出很多决定寿命的关键因素。
掌握这些关键因素将有助于人们更好地了解自身的寿命特征,从而采取相应的措施来延长寿命和改善生活质量。
wct120少子寿命测试原理的核心在于通过对个体基因、环境因素和生活方式等多个维度的分析,来预测个体的寿命潜力。
基于大数据和人工智能等技术手段,该测试方法整合了多学科的知识和研究成果,为个体提供了一个全面而准确的寿命评估结果。
本文将对wct120少子寿命测试原理进行深入探讨,详细介绍其测试原理、应用场景以及前景展望。
通过对少子寿命的研究,我们有望为个体的健康和长寿提供更多的科学依据和有效的指导,促进社会的健康发展。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以通过以下方式进行编写:文章结构部分旨在介绍本文的组织结构和内容安排,确保读者能够清晰地了解文章的整体框架和篇章布局。
本文按照以下结构进行组织和撰写:第一部分为引言部分。
引言部分将概述本文的主题和目的,为读者提供一个整体的背景和导入,引起读者的兴趣和注意。
第二部分为正文部分。
正文部分是本文的核心内容,将详细介绍wct120少子寿命测试的原理。
本文将分为两个主要的原理进行阐述。
第一个原理将详细解释少子寿命测试的工作原理、测试步骤和主要参数,以及其在实际应用中的意义和优势。
第二个原理将进一步探讨少子寿命测试所涉及的相关技术和方法,如非接触式测试技术、数据分析和处理方法等。
少子寿命是半导体材料和器件的重要参数。
它直接反映了材料的质量和器件特性。
能够准确的得到这个参数,对于半导体器件制造具有重要意义。
少子,即少数载流子,是半导体物理的概念。
它相对于多子而言。
半导体材料中有电子和空穴两种载流子。
如果在半导体材料中某种载流子占少数,导电中起到次要作用,则称它为少子。
如,在N型半导体中,空穴是少数载流子,电子是多数载流子;在P型半导体中,空穴是多数载流子,电子是少数载流子。
多子和少子的形成:五价元素的原子有五个价电子,当它顶替晶格中的四价硅原子时,每个五价元素原子中的四个价电子与周围四个硅原子以共价键形式相结合,而余下的一个就不受共价键束缚,它在室温时所获得的热能足以便它挣脱原子核的吸引而变成自由电子。
出于该电子不是共价键中的价电子,因而不会同时产生空穴。
而对于每个五价元素原子,尽管它释放出一个自由电子后变成带一个电子电荷量的正离子,但它束缚在晶格中,不能象载流子那样起导电作用。
这样,与本征激发浓度相比,N型半导体中自由电子浓度大大增加了,而空穴因与自由电子相遇而复合的机会增大,其浓度反而更小了。
少子浓度主要由本征激发决定,所以受温度影响较大。
香港永先单晶少子寿命测试仪>> 单晶少子寿命测试仪编辑本段产品名称LT-2单晶少子寿命测试仪编辑本段产品简介少数载流子寿命(简称少子寿命)是半导体材料的一项重要参数,它对半导体器件的性能、太阳能电池的效率都有重要的影响.我们采用微波反射光电导衰减法研制了一台半导体材料少子寿命测试仪,本文将对测试仪的实验装置、测试原理及程序计算进行了较详细的介绍,并与国外同类产品的测试进行比较,结果表明本测试仪测试结果准确、重复性高,适合少子寿命的实验室研究和工业在线测试. 技术参数:测试单晶电阻率范围>2Ω.cm 少子寿命测试范围10μS~5000μS 配备光源类型波长:1.09μm;余辉<1 μS;闪光频率为:20~30次/秒;闪光频率为:20~30次/秒;高频振荡源用石英谐振器,振荡频率:30MHz 前置放大器放大倍数约25,频宽2 Hz-1 MHz 仪器测量重复误差<±20%测量方式采用对标准曲线读数方式仪器消耗功率<25W 仪器工作条件温度:10-35℃、湿度< 80%、使用电源:AC 220V,50Hz 可测单晶尺寸断面竖测:φ25mm—150mm;L 2mm—500mm;纵向卧测:φ25mm—150mm;L 50mm—800mm;配用示波器频宽0—20MHz;电压灵敏:10mV/cm;LT-2型单晶少子寿命测试仪是参考美国A.S.T.M 标准而设计的,用于测量硅单晶的非平衡少数载流子寿命。
少数载流子寿命(Minority carriers life time):(1)基本概念:载流子寿命就是指非平衡载流子的寿命。
而非平衡载流子一般也就是非平衡少数载流子(因为只有少数载流子才能注入到半导体内部、并积累起来,多数载流子即使注入进去后也就通过库仑作用而很快地消失了),所以非平衡载流子寿命也就是指非平衡少数载流子寿命,即少数载流子寿命。
例如,对n型半导体,非平衡载流子寿命也就是指的是非平衡空穴的寿命。
对n型半导体,其中非平衡少数载流子——空穴的寿命τ,也就是空穴的平均生存时间,1/τ就是单位时间内空穴的复合几率,Δp/τ称为非平衡空穴的复合率 (即n型半导体中单位时间、单位体积内、净复合消失的电子-空穴对的数目);非平衡载流子空穴的浓度随时间的变化率为dΔp /dt =-Δp /τp, 如果τp与Δp 无关, 则Δp 有指数衰减规律:Δp = (Δp) exp( -t/τp ) 。
实验表明, 在小注入条件(Δp<<no+po) 下, 非平衡载流子浓度确实有指数衰减规律,这说明Δp(t +τp) = Δp(t)/e, Δp(t)│(t=τp) = Δpo , τp即是非平衡载流子浓度减小到原来值的1/e时所经历的时间;而且在小注入条件下, τp的确是与Δp无关的常数;利用这种简单的指数衰减规律即可测量出少数载流子寿命τp的值;同时可以证明,τp确实就是非平衡载流子的平均生存时间<t>。
应当注意的是,只有在小注入时非平衡载流子寿命才为常数,净复合率才可表示为-Δp/τp;并且在小注入下稳定状态的寿命才等于瞬态的寿命。
(2)决定寿命的有关因素:不同半导体中影响少数载流子寿命长短的因素,主要是载流子的复合机理(直接复合、间接复合、表面复合、Auger复合等)及其相关的问题。
对于Si、Ge等间接跃迁的半导体,因为导带底与价带顶不在Brillouin 区的同一点,故导带电子与价带空穴的直接复合比较困难(需要有声子等的帮助才能实现——因为要满足载流子复合的动量守恒),则决定少数载流子寿命的主要因素是通过复合中心的间接复合过程。
少子寿命在单晶硅太阳能电池生产中的变化研究刘金虎,刘邦武,夏洋,沈泽南,张祥,何静,宁婕妤(中国科学院微电子器件与集成技术重点实验室,北京100029)摘要:非平衡少数载流子的平均生存时间称为非平衡少数载流子的寿命,简称少子寿命。
作为评价硅片质量和太阳能电池生产工艺优劣的一个重要手段,少子寿命的地位越来越重要。
所以本文主要研究少子寿命在单晶硅太阳能电池生产中的变化和相应变化所产生的原因。
影响和改善少子寿命的主要因素包括:硅片质量,制绒去损,磷铝吸杂,PECVD钝化,热退火等。
关键字:少子寿命,制绒去损,磷铝吸杂,PECVD钝化,热退火The study of changes of the Minority carrier lifetime in the production ofmonocrystalline silicon solar cellLiujinhu;Liubangwu;Xiayang;Shenzenan;Zhangxiang;Hejing;Ningjieyu(Key Laboratory of Microelectronics Devices and Integrated Technology,Institute of Microelectronics,Chinese Academy of Sciences,Beijing100029,China)Abstract:Non-equilibrium minority carriers average survival time is called non-equilibrium minority carriers lifetime,for short minority carriers lifetime.As one of the important means,minority carriers lifetime is taking important part in the production of the crystalline silicon.Minority carriers life can detect the quality of the wafer and the production process.This paper mainly studies the significance and variation of minority carriers lifetime, the paper also analyse the reason for variation of minority carriers lifetime.Through the analysis of experimental results,summarized the main factors that affect and improve minority carriers lifetime.The main factors is the quality of the wafer,the effect of texturing,aluminium and phosphorus gettering,the passivation of PECVD and the thermal annealing.Key words:the minority carriers lifetime;texturing;aluminium and phosphorus gettering;the passivation of PECVD;thermal annealing0.前言:光生电子和空穴从一开始在半导体中产生直到消失的时间称为寿命。
少子寿命计算公式少子寿命是半导体物理中的一个重要概念,它对于理解和优化半导体器件的性能具有关键作用。
在这,咱就来好好聊聊少子寿命的计算公式。
咱先说说啥是少子寿命。
在半导体中,多数载流子叫多子,少数载流子就叫少子。
少子寿命呢,简单说就是少子从产生到消失所经历的平均时间。
这时间长短可太重要啦,直接影响着半导体器件的工作效率和稳定性。
那少子寿命咋算呢?常见的计算公式有好几种。
比如说,通过瞬态光电导衰减法,公式可以写成:τ = 1 / (Δn / Δt) ,这里的τ就是少子寿命,Δn 是少子浓度的变化量,Δt 是时间的变化量。
还有一种叫表面复合速度法,这时候公式就变成了:τ = L² / D ,其中 L 是样品的厚度,D 是少子的扩散系数。
给您举个例子吧。
有一回,我在实验室里带着几个学生做实验,研究一个硅片的少子寿命。
我们按照实验步骤,先给硅片加上特定的光照,产生了少子。
然后用精密的仪器测量少子浓度随时间的变化。
那真是个紧张又兴奋的过程,大家眼睛都紧紧盯着仪器屏幕上的数据跳动。
其中一个学生,叫小李,特别认真,手里拿着笔不停地记录。
结果算出来的少子寿命和预期的不太一样。
我们就一起从头开始检查实验步骤,发现是测量少子浓度的时候,有个仪器的参数设置错了。
重新调整后再做,终于得到了准确的数据。
那时候,大家脸上都露出了开心的笑容。
通过这个例子您能看出来,计算少子寿命可不是个简单的事儿,实验过程中的每一个环节都得特别仔细,稍有差错,结果就可能差之千里。
再说说在实际应用中,少子寿命的计算对半导体器件的设计和制造那可是意义重大。
比如在太阳能电池里,要是能准确算出少子寿命,就能优化电池结构,提高光电转换效率,让太阳能电池更给力。
总之,少子寿命的计算公式虽然看起来有点复杂,但只要咱认真学习,多做实验,多积累经验,就能把它掌握好,为半导体领域的发展贡献一份力量。
希望通过我上面的这些讲解,能让您对少子寿命的计算公式有个更清楚的认识。
单多晶硅perc 太阳能电池的衰减1 什么是单多晶硅PERC太阳能电池?单多晶硅PERC太阳能电池是一种高效的太阳能电池,其名称来源于其结构。
PERC代表“背面电极太阳能电池”,是指电池的背面有一个电极,可以提高电池的效率。
这种太阳能电池使用单晶硅和多晶硅材料制成,具有高转换效率和长寿命。
2 单多晶硅PERC太阳能电池的衰减太阳能电池是一种半导体器件,其性能随着使用时间的增加而逐渐下降。
单多晶硅PERC太阳能电池的衰减主要由以下几个方面造成:##2.1 光照强度太阳能电池的输出功率与光照强度成正比,当光照强度变化时,输出功率也会相应变化。
在强光照射下,太阳能电池的效率会下降,而在弱光照射下,太阳能电池的效率会提高。
##2.2 温度太阳能电池的输出功率与温度成反比,当温度升高时,输出功率会下降。
在高温下,太阳能电池的效率会下降,而在低温下,太阳能电池的效率会提高。
##2.3 光照时间太阳能电池的寿命与光照时间有关。
长时间的光照会使太阳能电池的寿命缩短,导致衰减。
##2.4 湿度湿度对太阳能电池的寿命也有影响。
高湿度会加速太阳能电池的老化和腐蚀,导致衰减。
3 如何延长单多晶硅PERC太阳能电池的使用寿命?为了延长单多晶硅PERC太阳能电池的使用寿命,可以采取以下措施:- 控制光照强度和光照时间,避免过度光照;- 控制温度,避免过高温度;- 控制湿度,保持干燥环境;- 定期清洁太阳能电池表面,以保持其高效率。
4 结论单多晶硅PERC太阳能电池是一种高效的太阳能电池,但其衰减会影响其性能。
为了延长其使用寿命,需要采取相应的措施。
未来,随着科技的发展,相信太阳能电池的效率和寿命会得到进一步提高。