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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 微米和纳米 » 学术交流 » 半导体PN结的一些问题
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焦天鹏

铜虫 (小有名气)

[求助] 半导体PN结的一些问题 已有8人参与

在太阳能电池中，PN结分为P型电中性区、空间电荷区（即势垒区）、N型电中性区，光生载流子的分离是在空间电荷区完成的。那么P型电中性区以及N型电中性区的光生载流子是怎样被收集利用的？倘若不能收集，那么岂不是说太阳能电池PN结厚度做到跟空间电荷区差不多厚度的时候是最好的？还有光生电流到底是扩散电流还是漂移电流？希望大家不吝赐教。。。

[ Last edited by 焦天鹏 on 2014-1-17 at 16:40 ]
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1楼 2014-01-17 15:21:14
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

cord

铁杆木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★
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焦天鹏: 金币+2, ★有帮助 2014-01-18 17:46:00
焦天鹏: 金币+2, ★有帮助 2014-01-18 17:46:23
P和N型区的光生载流子扩散到空间电荷区附近，受空间电荷区的电场影响电子和空穴分离做定向的漂移运动，电子向N区，空穴向P区。
在PN结构中光生电流是扩散电流。
P层或者N层太厚会影响扩散电流。
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2楼2014-01-17 23:18:27
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上海光源3

新虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1

P和N型区的光生载流子扩散到空间电荷区附近，受空间电荷区的电场影响电子和空穴分离做定向的漂移运动，电子向N区，空穴向P区。 在PN结构中光生电流是扩散电流。
层或者N层太厚会影响扩散电流。
这个解释很给力，能再详细点吗
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3楼2014-01-18 09:04:06
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xiaol931104

铜虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

引用回帖:
7楼: Originally posted by 焦天鹏 at 2014-01-18 22:16:53
我觉得，内建电场只存在于空间电荷区，而电中性区无电场，那么电子在电中性区的运动肯定不是漂移了。电子在空间电荷区漂移分离出来，经过电中性区到达金属极才会形成电流。那请问，电子在N型电中性区到底是什么通过 ...

咳咳，个人设想是，光生载流子在耗尽区产生以漂移电流形式进入p，n区，然后再靠扩散运动在p，n区运动，再到达电极。p,n区应该要比耗尽区窄很多，以利于载流子在p，n区的扩散。
小弟非专业人士，以上内容只做讨论，等待权威解答

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跟着心的方向走
9楼2014-01-19 00:50:22
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普通回帖

delarzhang

木虫 (著名写手)

无

【答案】应助回帖

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在空间电荷区以内电子和空穴的运动方式是在电场力作用下的漂移运动，在中性区存在浓度差，以扩散运动为主。
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天道酬勤
4楼2014-01-18 10:40:36
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焦天鹏

铜虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by cord at 2014-01-17 23:18:27
P和N型区的光生载流子扩散到空间电荷区附近，受空间电荷区的电场影响电子和空穴分离做定向的漂移运动，电子向N区，空穴向P区。
在PN结构中光生电流是扩散电流。
P层或者N层太厚会影响扩散电流。

P型中性区中，越是前边部分，对光吸收越多，产生电子越多。从而电子因浓度差进行扩散，到达空间电荷区漂移进入N型电中性区，继续扩散，直到由金属电极输入到外电路。这就是光生电子电流形成的机理，请问是这样的吗？那么光生空穴电流是怎么形成呢？空穴是从N区开始扩散到P区输出外电路的吗？

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5楼2014-01-18 18:18:57
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xiaol931104

铜虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

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抛砖引玉一下，对于光电池不太清楚，可是对于光探测器（pd），其光生电流是在空间电荷区内建电场作用下产生的漂移电流，除此之外，为了提高响应度和响应速度，一般是要对pn结加反偏电压的。而在p区和n区的光生载流子，由于扩散运动的速率很低，并且不在内建电场的作用区域，载流子转移的速度很慢，所以对宏观的电流影响很小。

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跟着心的方向走
6楼2014-01-18 19:00:48
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焦天鹏

铜虫 (小有名气)
引用回帖:
6楼: Originally posted by xiaol931104 at 2014-01-18 19:00:48
抛砖引玉一下，对于光电池不太清楚，可是对于光探测器（pd），其光生电流是在空间电荷区内建电场作用下产生的漂移电流，除此之外，为了提高响应度和响应速度，一般是要对pn结加反偏电压的。而在p区和n区的光生载流子 ...

我觉得，内建电场只存在于空间电荷区，而电中性区无电场，那么电子在电中性区的运动肯定不是漂移了。电子在空间电荷区漂移分离出来，经过电中性区到达金属极才会形成电流。那请问，电子在N型电中性区到底是什么通过运动方式使其达到金属电极的？如果像您说的不考虑扩散，那么其中又无电场，实在想不通电子的运动方式，请您指教一下

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7楼2014-01-18 22:16:53
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babyoflion

金虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
最近也刚接触OPV，深受启发，静等下文
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8楼2014-01-19 00:01:48
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xiaol931104

铜虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

引用回帖:
9楼: Originally posted by xiaol931104 at 2014-01-19 00:50:22
咳咳，个人设想是，光生载流子在耗尽区产生以漂移电流形式进入p，n区，然后再靠扩散运动在p，n区运动，再到达电极。p,n区应该要比耗尽区窄很多，以利于载流子在p，n区的扩散。
小弟非专业人士，以上内容只做讨论， ...

我想澄清一下说法，我说的不考虑扩散电流，是指在载流子产生的时候主要是以漂移电流形式，而当大量的载流子进入p，n区以后则是以扩散形式运动到电极，还有一种可能是金属电极接入了电势更低的外围电路，从而形成了电流输运。

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跟着心的方向走
10楼2014-01-19 00:59:17
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