悼念中国的世界脊梁钱伟长先生太阳能电池培训手册2010年11月24日太阳能电池培训手册(上)由于是PDF.格式的转化后，发表比较的有些凌乱，如有需要QQ:56186215,我可以传给你的第一章太阳电池的工作原理和基本特性wwlabbase/UserCompany/SupplyOfClass.aspx?ClassXXID=1876CompanyID=16193,光伏检测仪器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---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---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GaALAs，其中x为0-1之间的任意数。许多有机化合物，x1-x如蒽也是半导体。半导体的电阻率较大（约10-57-8-6≤ρ≤10Ω.m），而金属的电阻率则很小（约10～10Ω.m），绝缘体的电阻率则很大（约ρ≥108Ω.m）。半导体的电阻率对温度的反应灵敏，例如锗的温度00从20C升高到30C，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2.14×103Ω.m减小到0.004Ω.m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。1.1.2半导体物理基础1.1.2.1能带结构和导电性半导体的许多电特性可以用一种简单的模型来解释。硅是四价元素，每个原子的最外壳层上有4个电子，在硅晶体中每个原子有4个相邻原子，并和每一个相邻原子共有两个价---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---电子，形成稳定的8电子壳层。自由空间的电子所能得到的能量值基本上是连续的，但在晶体中的情况就可能截然不同了，孤立原子中的电子占据非常固定的一组分立的能线，当孤立原子相互靠近，规则整齐排列的晶体中，由于各原子的核外电子相互作用，本来在孤立原子状态是分离的能级扩展，__________________________________________________________________1上海交通大学太阳能研究所上海国飞绿色能源有限公司-----------------------Page2-----------------------太阳能电池培训手册(上)根据情况相互重叠，变成如图2.1所示的带状。电子许可占据的能带叫允许带，允许带与允许带间不许可电子存在的范围叫禁带。图2.1原子间距和电子能级的关系在低温时，晶体内的电子占有最低的可能能态。但是晶体的平衡状态并不是电子全都处在最低允许能级的一种状态。基本物理定理——泡利（Pauli）不相容原理规定，每个允许能级最多只能被两个自旋方向相反的电子所占据。这意味着，在低温下，晶体的某一能级以下的所有可能能态都将被两个电子占据，该能级称为费米能级（E）。随着温度的升高，F一些电子得到超过费米能级的能量，考虑到泡利不相容原理的限制，任一给定能量E的一个---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---所允许的电子能态的占有几率可以根据统计规律计算，其结果是由下式给出的费米－狄拉克分布函数f(E)，即1fE()EE(-)F1+eKT现在就可用电子...