太阳能光电转换原理-光生伏特效应

半导体材料的光吸收
若入射光能量为I0，则在距离入射表面x处，光的能量为
I I0e x
α为物体的吸收系数，表示光在物体中传播I/α时，能量因 吸收而衰减到原来的1/e
半导体材料的吸收系数较大，一般在105cm-1以上。
半导体材料的光吸收
若吸收的能量大于半导体材料的禁带宽度，就有可能ຫໍສະໝຸດ Baidu使电子从价带跃迁到导带，从而产生电子－空穴对， 这种吸收为本征吸收。
半导体材料的光吸收
本征吸收
半
激子吸收
导
体
载流子吸收
吸 收
杂质吸收
晶格吸收
光子能量小 于禁带宽度 时，依然有 可能存在吸 收。
半导体材料中光的吸收导致了非平衡载流子产生，总的 载流子浓度增加，电导率增大，称为半导体材料的光电 导现象。
半导体材料的光吸收
直接跃迁－半导体中价带中的电子跃迁到导带上时动
量不变。
本 征
直接带隙半导体：砷化镓
吸
收
间接跃迁－半导体中价带中的电子跃迁到导带上时动
量发生变化。
间接带隙半导体：硅，锗
通常，间接带隙半导体的吸收系数要比间接带隙半导体 的吸收系数低2－3个数量级。