11基础介绍太阳电池材料与生产基础.pptx

半导体生产与洁净度;微电子的发展史－集成电路的发展;1951年在贝尔实验室诞生； 60年代用于航天领域，转换效率为10%； 70年代技术迅速发展，使用于民用领域；转换效率为20%； 90年代在规模生产，效率不断提高；销售量以每年25%的速度递增。;半导体基本知识;半导体的特性;半导体的导电性;Ｎ型半导体;Ｐ型半导体;Ｎ型半导体的工作原理;Ｐ型半导体的工作原理;二、P-N结的单向导电性; p型区域中邻近n型区域一边的薄层b中就有一部分空穴扩散到n区。薄层B失去了一些空穴，带负电。如图（b） ;由于空穴和电子的扩散，使薄层A带正电，而薄层B带负电，因此在薄层A、B间产生一个电场，如下图。这个电场的方向是由n区指向p区。这个电场会阻止电子继续往p区扩散也阻止空穴继续往n区扩散，但是刚开始电子和空穴的扩散占优势。 随着电子和空穴的不断扩散，n区和p区失去的电子和空穴越来越多，薄层A和B越来越厚，形成的电场的作用越来越强。最后，电场的作完全抵消了扩散，达到了动态平衡状态。 薄层A和薄层B称为“pn结”，又称“阻挡层”，厚度大约为10-4～10-5cm。 ;实验：在pn结两端接上电池，电池正极接p型半导体，负极接n型半导体，如图（a），电流表有读数。电池正极接n型半导体，负极接p型半导体，如图（b），电流表的读数接近零。 结论：pn结具有只让电流从一个方向通过的单向导通性。 ;分析之一外加正向电压;分析之二－外加反向电压;因此，pn结中原来的电场被加强了，阻挡层厚度增加了。n区中的多数载流子——电子和p区中的多数载流子——空穴很难能过pn结向对方移动，这就是反向连接时电流极小的原因。但是，这时p区中的少数载流子——电子和n区中的少数载流子——空穴在反向电场帮助向交界移动，电子由左方流向右方和空穴由右方流向左方形成反向电流，但由于少数载流子数量很少，反向电流是很小的。 ;因此，我们可以把pn结看成是电流通道上的一道开关，接上正向电压时（即p型半导体接电池正极，n型半导体接电池负极），开关打开让电流通过，我们称此时pn结“导漏”接上反向电压时开关关上，阻止电流通过，我们称此时pn结“截止”。pn结这种只???电流单方向通过的性能称pn结的单向导电性。 pn结的“导通”和“截止”是互相矛盾的两个方面，双方半争又互相依存着，共处于一个统一体中，这两个对立的双方在一定外加电压的条件下互相转化。当外加电压极性改变时矛盾双方各转化到相反的方面。;太阳能电池材料制造（以多晶硅为例）;太阳能电池片生产工艺流程图（以多晶硅为例）;半导体制造过程的洁净度要求;一、生产环境洁净;1、浮游粒子的洁净等级;1）洁净区 空气浮游粒子的浓度被控制在特定的浮游粒子洁净度等级范围内某一限空间。 2）洁净室 浮游粒子浓度被控制，包含一个或多个洁净区的房间。 ;2、浮游粒子洁净度的检测（颗粒测试仪）;3、浮游粒子洁净度的监测;二、工艺过程中的洁净; 洁净区的管理