1、光電信息材料半導體的吸收機制（本征吸收、雜質吸收、激子吸收）：本征吸收：電子吸收光子的能量從價帶躍遷到導帶的過程。分為直接躍遷吸收 和價帶躍遷吸收。條件：hvE準動量守恒。其中，直接躍遷：湫、-以=0；間接躍遷:5hkhk =光子動量雜質吸收：束縛在雜質能級上的電子吸收光子躍遷到導帶（或空穴吸收光子躍 遷到價帶）。這樣的光吸收稱為雜質吸收。激子吸收：價帶中的電子吸收小于禁帶寬度的光子能量也能離開價帶，但因能 量不足還不能躍遷到導帶成為自由電子，仍然受到空穴的庫侖場作用。受激電子 與空穴互相束縛而結合在一起形成一個稱為激子的系統。這樣的光吸收即激子吸 收。光伏效應PN結的光生伏特效應用適當波長的

2、光照射沒有外加偏壓的非均勻半導體（PN結），由于內建場的存 在，PN結兩邊的光生少數載流子受該場的作用，各自向相反方向運動：P區電 子穿過PN結進入N區，N區空穴穿過PN結進入P區，導致P端電勢升高，N 端電勢降低，于是在PN結兩端形成了光生電動勢，即PN結的光生伏特效應。量孚孜率袂；博：!）外量子效率：頂DESmH!）內量子效率光伏參數!）開路電壓*廣七=統2冬+ 1q s壓即開路電壓；在PN結開路情況下（R=oo），兩端的電! !）短路電流心：光照下，將PN結短路（V=0）,所得的電流即短路電流;! ! !）轉換效率：=生、100%；! ! ! !）填充因子 FF： FF = Acoc影響

3、光伏特性的因素度電部寬聯內帶串3 .體硅電池a.能帶圖 無光照，有光照,PEf,有|建電場，即背電場，d.效率損失機制!）熱化損失，tivEa! !）反射損失；! ! !）俄歇復合損失；! ! ! !）光子能量小于帶隙，不能被吸收；!）半導體與金屬的功函數差損失4.硅薄膜電池1）硅薄膜電池種類長程無序，短程有序的無規則網絡結構，且充斥大量缺陷。無序化、 亞穩性相放在非晶機制中的小結晶晶粒以及它們的界面構成的復合相結 構。吸收系數比單晶硅高，電導率比非晶硅高。c.pc Si薄膜：由尺寸和取向不同的Si晶粒堆積而成，晶化率大于90%onc51薄膜：由尺寸36nm的小晶粒和大量非晶界面組成。晶粒和界

4、面各占 50%。2） q Si:H的能帶結構，光吸收譜電導率aSi.H的能帶結構:5 ,誡31 .擴展態電導帶尾態跳躍電導費米能級附近的近程跳躍電導極低溫度的變程跳躍電導aSr.R薄膜的的光吸收a/cm-1A本征吸收區W1.8eV從價帶到導帶的躍遷a1 ONeill1帶尾吸收區1.4eVv 和 vl.8eV從價帶到導帶帶尾從價帶帶尾到導帶101a103cm1C：次帶尾吸收區從價帶到帶隙態11 ：從帶隙態到導帶a 芝 iomT3）Cd薄膜直接帶隙，弓= 1.5eV,最接近最值帶隙，適合做電池。4）CuIiiGr/Se,薄膜fCuhiSe 有帶隙弓=1.02 eVCuGaSe也有帶隙氏= 1.69

5、eV故而將Ga取代In可以調節帶隙5）q Si:H硅薄膜電池的S-W效應（光致衰退效應）非晶硅薄膜的電導率隨光照時間延長而減小，（150C下退火）退火后乂可以恢 復，再進行光照還可以下降，這就是S-W效應。6）硅薄膜電池的結構P-i-N結構AZO:摻Al的氧化InTCO （透明導電氧化物）種類:BZO .摻B的氧化In /TO:摻 In 的 Se()i：是本征層，因為1層缺陷少，所以充當本征層；充當光吸收層，PN結提供自建場，整個電場都穿過1層，都處于自建場中，只要一產生就會分離。5 .多結疊層太陽電池的特點r特點：解決低能光子不被菠收，高能光子熱化損失，拓展了對太陽光譜的吸收范隧穿結加的是正

6、偏壓，隧道擊穿重摻雜條件：有相同的位占據態；勢壘寬度足夠窄6.量子阱電池的結構（逃逸）a .光生載流子如何形成光生電流（可能有問題）？通過改變勢阱寬度、勢壘高度及厚度達到擴展太陽光譜能量的吸收范圍的目的。量子阱：勢壘區厚難發生隧穿逃逸；超晶格：勢壘區薄發生隧穿聚合物太陽電池和材料敏化太陽電池的工作原理 a.聚合物太陽電池工作原理S 崇分物太陽能電池的I：作原理具體過程為：在光照下，給體和受體分子被激發至各自的激發態，即電子從最高占有分子軌 道（HOMO）被激發到最低未占有分子軌道（LUMO）,從而產生了電子一一空穴對（激子）。 然后，給體中的光生電子快速地轉移至受體，同時受體中的光生空穴快速地

7、轉移至給體。這 個轉移過程在幾個皮秒內完成，從而有效地阻止了光激發元的發光復合，導致了高效的電荷 分離。這樣，在外場作用卜，電子和空穴分別向陽極和陰極遷移，運動形成了光電流。b.材料敏化太陽電池工作原理在光照條件下，從染料中激發的電子注入到寬帶隙的的11-T1O.導帶中；電子從n TiO.ii移到TCO電極上；_ r電子再從TCO傳輸到外電路的負載而作功；氧化的染料分子再氧化電解質中的離子，I離子因氧化反應而失去電子而變為C離子；C離子擴散到Pt電極上，與外電路的電子發生還原反應，重新生成離子。中間帶太陽電池和多激子太陽電池的定義中間帶太陽電池通過在半導體的禁帶中引入一個能態密度小的窄能帶，使得在保持開路電壓不變 的情況下，增加亞帶