扫描关注微信
知识库 培训 招聘 项目 政策 | 推荐供应商 企业培训证书 | 系统集成/安装 光伏组件/发电板 光伏逆变器 光伏支架 光伏应用产品
 
 
 
 
 
当前位置: 首页 » 资讯 » 知识 » 正文
 
异质结太阳能电池——PN结
日期:2023-03-29   [复制链接]
责任编辑:sy_chenglingyan 打印收藏评论(0)[订阅到邮箱]
 

“ 通过改变半导体中的电子和空穴,形成新型材料,这种有效的技术称为掺杂。使用这种技术来增加半导体的导电性,减少电学损失,形成理想的 pn结,将太阳能电池中的电子和空穴载流子分开,已产生电压和有用的功。接下来,「美能光伏」将给您介绍半导体掺杂技术以及pn结形成过程原理。”

异质结太阳能电池分类

异质结太阳能电池根据 掺杂 的不同可分为两类: n型和p型。

半导体掺杂

掺杂 是一种用于改变半导体中电子和空穴数量的技术。当IV族半导体材料掺杂V族原子时,掺杂产生 N型材料。N型材料通过增加可用电子的数量来增加半导体的导电性当IV族半导体材料掺杂III族原子时,就会产生 P型材料。P型材料通过增加存在的孔的数量来增加导电性。


元素周期表中的一部分

可以通过将硅晶格与其他原子“掺杂”来改变硅晶格中电子和空穴的平衡

硅(Si)由单个原子组成,这些原子以规则的周期性结构键合在一起,形成一种排列,其中每个原子被8个电子包围。单个原子由一个原子核组成,该原子核由质子(带正电的粒子)和中子(无电荷的粒子)的核心组成,这些核心被电子包围。电子和质子的数量相等,使得原子总体上是电中性的。半导体中每个原子周围的电子是共价键的一部分。共价键 由两个原子“共享”一对电子组成。每个原子与周围的4个原子形成4个共价键。因此,在每个原子及其周围的4个原子之间,有8个电子被共享。


硅晶格中共价键的示意图

n型半导体材料

比硅多一个价电子的原子用于生产 n型半导体材料。这些n型材料是 元素周期表中的V族元素,因此它们的原子具有5个价电子,可以与硅原子具有的4个价电子形成 共价键。因为每个原子(硅和n型)只需要4个价电子就可以在硅原子周围形成共价键,所以当两个原子键自由参与传导时,存在额外的价电子(因为n型材料有5个价电子)。因此,更多的电子被添加到导带中,从而增加了存在的电子数量。


n型半导体材料的硅晶格示意图

最流行的掺杂使用 n型c-Si晶圆。它们掺杂了磷,这为它们提供了一个额外的电子来给它们负电荷。

p型半导体材料

比硅少一个价电子的原子用于生产 p型半导体材料。这些p型材料是 元素周期表中的III族元素。因此,p型材料只有3个与硅原子相互作用的价电子。最终结果是 空穴,因为没有足够的电子存在来形成原子周围的4个共价键。在p型材料中,夹在键中的电子数量较高,从而有效地增加了空穴的数量。


p型半导体材料的硅晶格示意图

PN结

n型材料与p型材料的结合导致n型材料中的多余电子向p型一侧扩散,以及p型材料中的多余空穴向n型一侧扩散。

电子向p型方向运动时,正离子核暴露在n型方向,空穴向n型方向运动时,负离子核暴露在p型方向,在交界处形成一个电子场,形成 耗尽区。

电压是由结处形成的电子场产生的。

pn结 由n型半导体材料和p型半导体材料连接而成。由于n型区域具有高电子浓度,p型具有高空穴浓度,因此电子从n型侧扩散到p型侧。类似地,孔通过扩散从p型侧流向n型侧。

如果电子和空穴没有带电,这种扩散过程将持续到两侧电子和空穴的浓度相同,就像两种气体相互接触时发生的那样。

然而,在pn结中,当电子和空穴移动到结的另一侧时,它们在掺杂原子位点上留下暴露的电荷,这些电荷固定在晶格中并且无法移动。在n型侧,暴露了正离子磁芯。在p型侧,负离子芯暴露在外。

在n型材料的正离子芯和p型材料的负离子芯之间形成电场E。这个区域被称为“耗尽区域”,因为电场迅速扫除自由载流子,因此该区域的自由载流子耗尽。由于E,在结处形成“内置”势Vbi 。


耗尽区域(E)示意图

根据 pn结的掺杂分布的不同,利用其基本特性可以制造多种功能的晶体二极管。pn结二极管是最简单的半导体器件之一,它具有仅在一个方向上使电流通过自身的电气特性。二极管不仅是所有电子设备的基础部分,如LED和激光器,还是 太阳能电池 的基础,如光电二极管和双极结晶体管(BJT)。
1940年,pn结的发现不仅对太阳能产业的提供了长久的基础支持,还让人类进一步关注化学元素内部细微反应。

针对异质结电池中pn结形成技术,研发了 PL/EL测试仪 和 少子寿命测试仪。其中PL/EL测试仪由 BT Imaging大量专利 支持,可测量单晶厚晶圆、原硅片、半成品电池、成品电池和小组件的光致发光成像。少子寿命测试仪采用 微波光电导衰减法(SEMI国际标准-1535)的测试原理 ,计算出少子寿命值,为半导体提供低成本、快速、无接触、无损伤的 少数载流子寿命的测试。「美能光伏」检测产品为企业生产过程中提供质量监测,提高商业成品电池片的发电效率!

原标题:异质结太阳能电池——PN结
 
扫描左侧二维码,关注【阳光工匠光伏网】官方微信
投稿热线:0519-69813790 ;投稿邮箱:edit@www.whereislife.com ;
投稿QQ:76093886 ;投稿微信:yggj2007
来源:美能光伏
 
[ 资讯搜索 ]  [ 加入收藏 ] [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 关闭窗口 ]

 
 

 
 
 
 
 
 
图文新闻
 
热点新闻
 
 
论坛热帖
 
 
网站首页 | 关于我们 | 联系方式 | 使用协议 | 版权隐私 | 网站地图 | 广告服务| 会员服务 | 企业名录 | 网站留言 | RSS订阅 | 苏ICP备08005685号