材料科学晶体硅太阳电池设计半导体基础知识.pptx
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1、典型的电阻率如下:第1页/共33页有哪些半导体?第2页/共33页元素半导体(element):由一种材料形成的半导体物质。化合物(compolund)半导体:由两种或两种以上元素形成的物质。二元化合物1.GaAs 砷化镓2.SiC 碳化硅3.Zns 硫化锌4.GaN 氮化镓三元化合物1.AlGa11As 砷化镓铝2.AlIn11As 砷化铟铝第3页/共33页孤立硅原子的图示第4页/共33页第5页/共33页本征半导体当半导体中的杂质远小于由热产生的电子空穴时,此种半导体称为本征半导体(Intrinsic Semiconductor)此时EF在禁带中央。第6页/共33页非本征半导体当半导体被掺入杂
2、质时,本征半导体就成为非本征(extrinsic)半导体。第7页/共33页施主与受主施主:当杂质掺入半导体中时,若能释放一个电子,这种杂质被称为施主。如,磷,砷就是硅的施主。受主:当杂质掺入半导体中时,若能在半导体中产生一个空穴,这种杂质称为受主。如,硼,铝就是硅的受主。第8页/共33页N型半导体以电子为多数导电载流子的半导体称为N型半导体,电子为多子,空穴为少子。第9页/共33页P型半导体以空穴为多数导电载流子的半导体称为P型半导体,空穴为多子,电子为少子。第10页/共33页本征半导体的载流子浓度1.ni=n0=p02.n0 p0=ni2 热平衡条件第11页/共33页非本征半导体的载流子浓度
3、一般情况下:第12页/共33页电阻率与杂质浓度的关系:n型半导体:p型半导体:本征半导体:第13页/共33页平衡载流子处于热平衡状态的半导体,在一定温度下,载流子浓度是一定的,这种处于热平衡状态下的载流子浓度,称为平衡载流子浓度。n0 p0=ni2第14页/共33页非平衡载流子处于非平衡状态的半导体,其载流子浓度也不再是n0和p0,可以比他们多出一部分,多出这部分载流子称为非平衡载流子,用n和p 表示。第15页/共33页光照产生非平衡载流子 第16页/共33页非平衡载流子的寿命非平衡载流子平均生存的时间称为非平衡载流子的寿命。由于相对于非平衡多数载流子,非平衡少数载流子的影响处于主导地位,因而
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