太阳电池及其应用技术讲座_一_半导体基础知识_图文(精)

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2、 特性：
1电阻率的变化受杂质含量影响极大，且所含杂质不同，导电类型也不同。

在 半导体里掺入微量的杂质，就可以引起电阻率很大的变化，例如在纯硅中掺入百 万分之一的硼，硅的电阻率就从 2.14 103 m 减小到0.004 m 左右。

2）电阻率受光和热等外界条件的影响很大。

温度升高或光照时，均可使半导体 材料的电阻率迅速下降。

一些特殊的半导体在电场或磁场作用下，其电阻率也会 发生变化。

3、 分类
按是否含有杂质分，分为本征半导体和杂质半导体。

杂质半导体按其导电类型， 又分为n 型半导体和p 型半导体。

N 型半导体的结构示意图 ；
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匸子
P 型半导体的结构示意图
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E。

第一章太阳电池的工作原理和基本特性1.1 半导体物理基础1.1.1 半导体的性质世界上的物体如果以导电的性能来区分，有的容易导电，有的不容易导电。

容易导电的称为导体，如金、银、铜、铝、铅、锡等各种金属；不容易导电的物体称为绝缘体，常见的有玻璃、橡胶、塑料、石英等等；导电性能介于这两者之间的物体称为半导体，主要有锗、硅、砷化镓、硫化镉等等。

众所周知，原子是由原子核及其周围的电子构成的，一些电子脱离原子核的束缚，能够自由运动时，称为自由电子。

金属之所以容易导电，是因为在金属体内有大量能够自由运动的电子，在电场的作用下，这些电子有规则地沿着电场的相反方向流动，形成了电流。

自由电子的数量越多，或者它们在电场的作用下有规则流动的平均速度越高，电流就越大。

电子流动运载的是电量，我们把这种运载电量的粒子，称为载流子。

在常温下，绝缘体内仅有极少量的自由电子，因此对外不呈现导电性。

半导体内有少量的自由电子，在一些特定条件下才能导电。

半导体可以是元素，如硅（Si）和锗（Ge），也可以是化合物，如硫化镉（OCLS）和砷化镓（GaAs），还可以是合金，如GaxAL1-xAs，其中x为0-1之间的任意数。

许多有机化合物，如蒽也是半导体。

半导体的电阻率较大（约10-5ρ107m），而金属的电阻率则很小（约10-810-6m），绝缘体的电阻率则很大（约ρ108m）。

半导体的电阻率对温度的反应灵敏，例如锗的温度从200C升高到300C，电阻率就要降低一半左右。

金属的电阻率随温度的变化则较小，例如铜的温度每升高1000C，ρ增加40%左右。

电阻率受杂质的影响显著。

金属中含有少量杂质时，看不出电阻率有多大的变化，但在半导体里掺入微量的杂质时，却可以引起电阻率很大的变化，例如在纯硅中掺入百万分之一的硼，硅的电阻率就从2.14103m减小到0.004m左右。

金属的电阻率不受光照影响，但是半导体的电阻率在适当的光线照射下可以发生显著的变化。

课程大纲第一部分：基础知识第章引言第一章：引言第二章：半导体基础第三章：P-N结第四章：太阳能电池基础第二部分：传统太阳能电池第章能第五章：晶体硅太阳能电池第六章：高效III-V族化合物太阳能电池第七章：硅基薄膜太阳能电池第八章：高效薄膜太阳能电池（CIGS, CdTe）第三部分：新型太阳能电池第九章：有机太阳能电池第十章：染料敏化及钙钛矿太阳能电池第十一章：其它新型太阳能电池（量子点，中间带等）第十二章：多结太阳能电池主讲教师：（1-4 章：18学时）；82304569，xwzhang@张兴旺14章学时）xwzhang@semi ac cn尹志岗（5-7 章：14学时）；82304469，yzhg@游经碧（8-12章：22学时）；82304566，jyou@课程性质：专业选修课课程性质专业选修课课时：54课时考试类型：开卷成绩计算方式：期末考试（70%）+小组文献汇报（30%）成绩计算方式期末考试参考书目：1熊绍珍朱美芳：《太阳能电池基础与应用》科学出版社1. 熊绍珍，朱美芳：《太阳能电池基础与应用》，科学出版社，2009年2. 刘恩科，朱秉升，罗晋生：《半导体物理学》，电子工业出版社，2011年3. 白一鸣等编，《太阳电池物理基础》，机械工业出版社，2014年第一章引言太阳能的利用方式1.2太阳能资源及其分布31.114太阳电池工作原理31.3太阳电池发展历程1.4太阳电池应用与趋势31.51.6中国光伏发电的现状1973年，由于中东战争而引起的“石油禁运”，全世界发生了以石油为代表的能源危机，人类认识到常规能源的局限性、以石油为代表的“能源危机”，人类认识到常规能源的局限性有限性和不可再生性，认识到新能源对国家经济发展、社会稳定及安全的重要性。

与此同时，环境污染日益加剧、极端天气频繁出现，不断挑战着人类的忍受极限……1.1 太阳能资源：未来能源的主要形式太阳能核能地热能生物质能风能水势能清洁能源－－光伏发电太阳------物理参数太阳------地球生命之源！表度太阳------巨大的火球！表面温度：5760-6000K中心温度：1.5×107K日冕层温度：5×106K198930质量：1.989×10kg太阳每秒释放的能量：3.865×1026J，相当于132每秒燃烧1.32×1016吨标准煤的能量(世界能源消耗)3.0 ×1020joule/y=万分之一！3.0 ×1024joule/y万分之巨大潜力(照射到地面的太阳能)457亿年>50亿年我国的太阳能资源45.7亿年，>50亿年，取之不尽、用之不竭地表每年吸收太阳能17000亿吨标煤2007年一次能源26.5亿吨标煤解决能源危机特点能源取之不尽、无污染地球表面角度0.1%的太阳能，转变率5%，每年发电量可达5.6×1012千瓦小时，相当于目前世界上能耗的40倍资源丰富太阳环改善环境、保护气候无污染物废气噪音的污染特点能的境角无污染物、废气、噪音的污染1 MW并网光伏电站的年发电能力约为113万优点度并能kWh，可减排二氧化碳约191余吨相当于每年可节省标准煤约384余吨，减排粉尘约5.5吨，减排灰渣约114吨，减排二氧化硫约节能减排8.54吨。

丫丫学电池系列之半导体基础知识摘要：本篇是丫丫学习《太阳能光伏发电实用技术》的心得体会，着重介绍了书中"半导体物理知识"这一章节。

一、《太阳能光伏发电实用技术》目录全书目录：第一章概述第二章太阳能光伏发电工作原理、运行方式及系统组成第三章太阳能电池第四章铅酸蓄电池第五章控制器第六章逆变器第七章交流配电设备、输电线路、备用电源及防雷与接地第八章太阳能光伏发电系统的设计第九章太阳能光伏发电系统操作使用与管理维护第十章中国典型太阳能光伏发电工程介绍其中"太阳能电池"章又分四节：第一节：半导体物理知识第二节：太阳能电池工作原理与特性第三节：太阳能电池生产制造工艺第四节：太阳能电池的发展趋势下面接着说说这本书中提到的关于半导体物理的知识。

二、半导体及其主要特性1、概述：固体材料按其导电能力强弱，分为超导体、导体、绝缘体和半导体四类。

导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料，叫做半导体（semiconductor）。

半导体的电阻率大约在10的-5次方~10的7次方欧姆米，如锗、硅、砷化镓、硫化镉等。

众所周知，原子是由原子核及其周围的电子构成的，一些电子脱离原子核的束缚，能够自由运动时，称为自由电子。

金属之所以容易导电，是因为在金属体内有大量能够自由运动的电子，在电场的作用下，这些电子有规则地沿着电场的相反方向流动，形成了电流。

在常温下，绝缘体内仅有极少量的自由电子，因此对外不呈现导电性。

半导体内有少量的自由电子，在一些特定条件下才能导电。

SemiconductorA semiconductor is a material with an electrical conductivity that is intermediate between that of an insulator and a conductor. A semiconductor behaves as an insulatorat very low temperature, and has an appreciable electrical conductivity at room temperature although much lowerconductivity than a conductor. Commonly used semiconducting materials are silicon, germanium, and gallium arsenide.2、特性：1）电阻率的变化受杂质含量影响极大，且所含杂质不同，导电类型也不同。

太阳电池及其应用技术讲座(一)半导体基础知识谢建;马勇刚;廖华;苏庆益;李景天;杨丽娟【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2007(025)001【摘要】@@ 1 硅晶体rn 半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间,电阻率大约为10-5～lO7ΩQ·cm,硅、锗、砷化镓和硫化镉等材料都是半导体.半导体材料的电阻率随着温度的升高和辐照强度的增大而减小;在半导体中加入微量的杂质(称为掺杂),对其导电性质有决定性的影响.这是半导体材料的重要特性.【总页数】4页(P102-105)【作者】谢建;马勇刚;廖华;苏庆益;李景天;杨丽娟【作者单位】云南师范大学,太阳能研究所,云南,昆明,650092;云南师范大学,太阳能研究所,云南,昆明,650092;云南师范大学,太阳能研究所,云南,昆明,650092;云南师范大学,太阳能研究所,云南,昆明,650092;云南师范大学,太阳能研究所,云南,昆明,650092;云南师范大学,太阳能研究所,云南,昆明,650092【正文语种】中文【中图分类】TM615【相关文献】1.太阳电池及其应用技术讲座(二)太阳电池的原理和性能 [J], 谢建;马勇刚;廖华;苏庆益;李景天;杨丽娟2.太阳电池及其应用技术讲座(三)各种太阳电池 [J], 谢建;马勇刚;廖华;苏庆益;李景天;杨丽娟3.太阳电池及其应用技术讲座(四)太阳电池组件 [J], 谢建;马勇刚;廖华;苏庆益;李景天;杨丽娟4.Ⅲ-Ⅴ族太阳电池的发展和应用系列讲座(8)砷化镓基系Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体太阳电池的发展和应用(8) [J], 向贤碧;廖显伯5.Ⅲ-Ⅴ族太阳电池的发展和应用系列讲座(2)砷化镓基系Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体太阳电池的发展和应用(2) [J], 向贤碧;廖显伯因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。