第三章 太阳能电池的基本原理本章以单晶硅pn结太阳能电池为例,介绍半导体太阳能电池的基本工作原理、结构及其特性分析。一、太阳能电池的结构和基本工作原理下图示意地画出了单晶硅pn结太阳能电池的结构,其包含上部电极,无反射薄膜覆盖层,n型半导体,p型半导体以及下部电极和基板。当有适当波长的光照射到这个pn结太阳能电池上后,由于光伏效应而在势垒区两边产生了电动势。因而光伏效应是半导体电池实现光电转换的理论基础,也是某些光电器件赖以工作的最重要的物理效应。因此,我们将来仔细分析一下pn结的光伏效应。设入射光垂直pn结面。如果结较浅,光子将进入pn结区,甚至更深入到半导体内部。能量大于禁带宽度的光子,由本征吸收在结的两边产生电子- 空穴对。在光激发下多数载流子浓度一般改变较小,而少数载流子浓度却变化很大,因此应主要研究光生少数载流子的运动。无光照 光照激发由于pn结势垒区内存在较强的内建电场(自n区指向p区),结两边的光生少数载流子受该场的作用,各自向相反方向运动:p区的电子穿过p-n 结进入n区;n区的空穴进入p区,使p端电势升高,n端电势降低,于是在p-n 结两端形成了光生电动势,这就是p