2 、光电导效应
电子能量
在光线作用下,电子吸收光
子能量从束缚状态过渡到自由
hv
状态,而引起材料电导率的变
导带 Eg
价带
化,这种现象被称为光电导效
应。
当光照射到半导体光电导材料上时,若光辐
射能量足够强,材料价带上的电子将被激发到导
带,从而使材料中的自由载流子增加,致使材料
的电导变大。
光电导产生的条件
6、温度效应
太阳能电池用半导体的禁带 宽度的温度系数为负,随温度 上升带隙变窄,会使短路电流 略有上升,但同时会使I0增加, Voc下降。
综合所有参数,转换效率随 温度上升而下降。
7、辐照效应 作为卫星和飞船的电源,太阳电池必然暴露
在外层空间的高能粒子的辐照下。高能粒子 辐照时通过与晶格原子的碰撞,将能量传给 晶格,当传递的能量大于某一阈值时,便使 晶格原子发生位移,产生晶格缺陷。这些缺 陷将起复合中心的作用,从而降低少子寿命。 大量研究工作表明,寿命参数对辐照缺陷最 为灵敏,也正因为辐照影响了寿命值,从而 使太阳电池性能下降。
理想情况下的效率
舍弃太阳光中波长大于长波限的光 谱,在理想情况下,能量大于禁带宽 度的光子全部被材料吸收形成光电流, 显然,最大短路电流Isc仅与材料的带隙 有关。
理想情况下Voc为:
Voc
kT q
ln
I ph I0
1
式中Iph为光生电流,I0为二 极管饱和电流:
I0
A
qDn
n2 i
LN nA
图一
将表面制成金字塔型的组织结构,以减少光的反射 量。
将金属电极埋入基板中,以减少串联电阻。(图二)
图二
减少背电极与硅的接触面积,以减少因金属与硅的 接合处引入的缺陷, (图三)