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微電子器件基礎(chǔ)
第七章光器件第7章光器件7.1光學(xué)吸收7.2太陽能電池7.3光電二極管7.1光學(xué)吸收
7.1光學(xué)吸收7.1.1從紫外區(qū)到紅外區(qū)的電磁波譜圖7.1光學(xué)吸收7.1.2光吸收特性7.1.3幾種半導(dǎo)體的吸收系數(shù)7.1光學(xué)吸收7.2太陽能電池7.2.1太陽能電池的基本結(jié)構(gòu)7.2太陽能電池7.2.2PN結(jié)的光生福特效應(yīng)P-N結(jié)光生伏打效應(yīng)就是半導(dǎo)體吸收光能后在P-N結(jié)上產(chǎn)生光生電動(dòng)勢(shì)的效應(yīng)。光生伏打效應(yīng)涉及到以下三個(gè)主要的物理過程：第一、半導(dǎo)體材料吸收光能產(chǎn)生出非平衡的電子—空穴對(duì)；第二、非平衡電子和空穴從產(chǎn)生處向非均勻勢(shì)場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)可以是擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，也可以是漂移運(yùn)動(dòng)；第三、非平衡電子和空穴在非均勻勢(shì)場(chǎng)作用下向相反方向運(yùn)動(dòng)而分離。這種非均勻勢(shì)場(chǎng)可以是結(jié)的空間電荷區(qū)，也可以是金屬—半導(dǎo)體的肖特基勢(shì)壘或異質(zhì)結(jié)勢(shì)壘等。7.2太陽能電池PN結(jié)能帶圖7.2太陽能電池對(duì)于在整個(gè)器件中均勻吸收的情形，短路光電流可以用下式表示式中GL為光照電子?空穴對(duì)的產(chǎn)生率A為P-N結(jié)面積A（Ln+Lp）為半導(dǎo)體產(chǎn)生光生載流子的體積。由上式可知短路光電流取決于光照強(qiáng)度和P-N結(jié)的性質(zhì)。7.2太陽能電池7.2.3太陽能電池的I-V特性太陽能電池的等效電路圖7.2太陽能電池典型的太陽能電池I-V特性曲線7.2太陽能電池實(shí)際的太陽電池存在著串聯(lián)電阻和分流電阻?？紤]到串聯(lián)電阻和分流電阻作用的特性，公式以及等效圖如下：7.2太陽能電池7.2.3影響太陽能電池效率因素7.2太陽能電池考慮串聯(lián)電阻7.3光電二極管光電二極管工作原理：光照反偏PN結(jié)，產(chǎn)生的光生載流子被空間電荷區(qū)電場(chǎng)漂移形成反向電流。
光電二極管把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成了電信號(hào)。
反向的光電流的大小與入射光的強(qiáng)度
和波長(zhǎng)有關(guān)。光電二極管用于探測(cè)光信
號(hào)。7.3光電二極管光電二極管工作特性曲線7.3光電
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