光伏理论基础光伏发电理论教程.ppt

宏观：晶体在某几个特定的方向上表现出来的物理化学性质完全相同的特性。或者说，晶体的某些部分，通过一定的操作（如旋转、镜像）后，和原来的晶体位置重合 。 X射线——一种波长很短(约为20～0.06埃)的电磁波，能穿透一定厚度的物质，并能使荧光物质发光、照相乳胶感光、气体电离。 X射线受到原子核外电子的散射而发生的衍射现象。由于晶体中规则的原子排列就会产生规则的衍射图像， 晶体是由原子规则排列成组成，故由不同原子散射的X射线相互干涉，在某些特殊方向上产生强X射线衍射，形成衍射波峰。衍射线在空间分布的方位和强度，与晶体结构密切相关。 X射线衍射图谱中，衍射波峰的宽度与晶体粒子的大小有关，波峰越宽，晶粒越小 8. 晶体的均匀性 由于同一个晶体的各个不同部分，质点的分布是一样的，所以晶体的各个部分的物理性质与化学性质也是相同的，这就是晶体的均一性。 9. 晶面角守恒 由于外界条件的差异，晶体中某组晶面可以相对地变小、甚至消失。所以，晶体中晶面的大小和形状并不是 单一的；但是相应的晶面之间的夹角都是固定不变的 。 晶体的分类 (2)格点 晶格的周期性 晶格可以看作一个平行六面体在三维空间重复堆砌而成，因此所有晶格的共同特点是具有周期性。 原胞的选择不是唯一的！ 原则上只要是最小周期性单元都可以，也就是说仅在平行六面体的八个顶角上存在阵点，但原胞的体积都相等，且原胞仅反映晶格的周期性，不能反映晶体的对称性。 为了反映晶体的对称性，需要引入晶胞的概念。 下列图片中哪一些是原胞？ * 本章重点内容提要： 一、理解并掌握晶体学基本概念。 二、掌握晶体的基本特征。 四、掌握四种晶体类型的特征 三、掌握晶列与晶面指数的确定方法。 五、了解几种重要类型晶体的空间结构模型。 石英 紫水晶 绿宝石 雪花 观察图片,下列固体与上面的固体在外形上有什么区别? 玛瑙 （b）萤石 （a）金刚石 1.1 固体、晶体和非晶体 固体 晶 体： 非晶体： 长程有序 不具有长程有序，而具有短程有序 在微米级范围内，构成物质的原子、分子按一定的规律，周期性排列 晶体宏观特性： 1.规则的几何形状（自限性）： 晶体具有自发形成规则的几何外形的特性 2.固定的熔点： 晶体在完全熔化之前温度不会升高,有固定的熔点。 晶体熔化曲线 时间t T 温 度 时间t 非晶体熔化曲线 T 温度 图1-6 晶体与非晶体的熔化曲线 熔点 标准大气压下，冰的熔点为0℃ ，石英的熔点是1470℃，硅单晶的熔点是1420℃。 3.解理性： 当晶体受到敲打、剪切、撞击等外界作用时，可有沿某一个或几个具有确定方位的面劈裂开来的性质。劈裂面称为解理面 图1-8 食盐的解理面 4.对称性： 5. 晶体的各向异性： 光学性质、力学性质、导热导电性、溶解性等，从晶体的不同方向去测定时，常常是不同的。 ——同样反映了晶体内部粒子排列的有序性 图1-7 NaCl晶体结构（100）面示意图 6. 最小内能： 同一种物质的几种不同形态（气、液、非晶态、晶态），以晶体内能最小。 晶体 非晶体 自发的晶化 非自发的非晶化 晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化以。 7. 晶体能使X射线产生衍射波峰 图1-11 石英晶体的若干外形 本质区别 非晶体 晶体 熔点 各向异性 自范性 微观结构 外观 固体 具有规则的几何外形 有 粒子在三维空间周期性有序排列 各向异性 固定 不具有规则的几何外形 没有 粒子排列相对无序 各向同性 不固定 微观粒子在三维空间是否呈现周期性有序排列 1.3常见晶体类型 按功能 导体 半导体 绝缘体 超导体 导电差或不好的材料 ，如琥珀、陶瓷、玻璃等 导电、导热都比较好的金属，如金、银、铜、铁、铝等 导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，如Si、Ge、GaAs等，电阻率在10-6～1010欧姆·厘米 在足够低的温度下，其电阻率为零的物质，如水银在4.2K时电阻为0。 晶体结构 单晶体 多晶体 1. 整个晶体中质点在空间的排列都是长程有序的 2. 具有各向异性 3.由一个晶核各向均匀生长而成，其晶体内部的粒子基本上按照某种规律周期性排列 1. 很多单晶颗粒杂乱地凝聚而成的 2. 不具有各向异性 3.构成多晶成千上万的单晶晶粒的尺寸大多在厘米级至微米级范围内变化 （完整晶体） （缺陷晶体） 按粒子间作用力 离子晶体 分子晶体 原子晶体 金属晶体 周期性排列的是正、负离子，如NaCl晶体。 周期性排列的是中性原子，如金刚石晶体（C）