载子寿命原理测试方法的实际作用讲述.ppt

Page 1 From Generation产生/Recombination重组 Mobility移动率/Diffusion Length扩散长度, CarrierLifetime载子寿命/Implied-Voltage暗电压, QSS-Photoconductance/QSS光电导 And PhotoLuminescence/PL光激发 Rs,EL Imaging Technologies成像技术 To Finished Cell Efficiency效率 Page 2 P型及N型半导体形成P-N結,(Junction) 由于掺杂(Doping)浓度变化会使电子,电洞进行梯度扩散。进一步打破原有电中性，形成空间电荷区（Space Charge Region）及內建电场（由N型指向P型）。当入射光子在空乏区产生电子-电洞时，加上内建电场使电子-电洞漂移（Drift）形成由N型流向P型的光电流（Photo-Current）,当然必須在复合（Recombination）之前，有效地经由电极流至负载。值得注意：此光电流对P-N接面而言，是反向电压的电流方向.入射光不仅在空乏区产生电子-电洞对，电中性区（Quasi-Neutral）,也就是N型及P型也能产生电子-电洞对，以扩散(Diffusion)电流形式贡献光电流。這部分是由少数载子形成的扩散电流（多数载子固定在晶格中）。光电流输出： I Diffusion + I Drift 一般所采用的模型 -IRL=IL-IS（e V/VT -1） 光電流與載子 Page 3 動態偏壓情況下的PN結中性區／空乏區 在以太阳模拟测试系统量测太阳电池片IV曲线时，PN结存在一个动态偏压情况下工作。 为解决此复杂现象，单一二极体模型须要增加另一代表合复电流的二极管（及串，并联电阻）才足够充分说明空乏区复合现象及太阳电池等效电路 Page 4 A.初步描述空乏区电场 (漂移电流-Drift Current) B.进一步描述类中性区掺杂浓度梯度（扩散电流 -Diffusion Current) C.强调载子由于激发所产生与复合而形成电流梯度 复合与过剩载子基本关系 各种复合机制 少子寿命的倒数 ? n(? p)=Ae-t/? , ? is lifetime, ? p, ? n is excess carriers Photovoltage follow the law: ?V= ?V0e-t/? Page 6 τeff = = Δnqw J ph 移动率(Mobility)与电导σL – 由光产生過剩载子浓度增加，导致Wafer Conductivity增加 – J photogeneration = J recombination σL J ph (μn+μp) -依Wafer表面反射，厚度，光照條件及Light Trapping情形而调整 Excess carrier density is position dependent and considering thickness,as average value Mobilities are a function themselves of carrier density(both via doping and excitation) and temperature Therefore, the absolute value of conductance ahould be always measured in order to determine the specific excess carrier density at which the measurement has taken placed Cuevas,Macdonald 2003 ANU 体寿命τb与有效寿命τeff Page 7 体寿命τb与有效寿命τeff Page 8 体寿命τb与有效寿命τeff Page 9 Page 10 Db是材料的扩散系数，τb是材料的体寿命 在测试的少子寿命中，实际上是不同复合机制的综合結果，实际上是整个样品的有效寿命 With Non-Diffused Surface 其中，Sfront, Sback分别為Si片前後表面的复合速度 W為Si片的平均厚度 τeff為有效寿命 τSRH是少子复合寿命 体寿命τb与有效寿命τeff ● Page 11 – Band to Band，由於Radiative Lifetime很長對