第二章：半导体与PN结§2.1简介§2.2基本原理§2.3载流子的产生§2.4载流子的复合§2.5载流子的运动§2.6 PN结2024/7/17 Friday1
§2.1 简介一直以来，太阳能电池与其它的电子器件都被紧密地联系在一起。接下来的几节将讲述半导体材料的基本问题和物理原理，这些都是光伏器件的核心知识。这些物理原理可以用来解释PN结的运作机制。PN结不仅是太阳能电池的核心基础，还是绝大多数其它电子器件如激光和二极管的重要基础。
右图是一个硅锭，由一个大的单晶硅组成，这样一个硅锭可以被切割成薄片然后被制成不同半导体器件，包括太阳能电池和电脑芯片。
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§2.2.1 基本原理
--半导体的结构
半导体是由许多单原子组成的，它们以有规律的周期性的结构键合在一起，然后排列成型，借此，每个原子都被8个电子包围着。一个单原子由原子核和电子构成，原子核则包括了质子（带正电荷的粒子）和中子（电中性的粒子），而电子则围绕在原子核周围。电子和质子拥有相同的数量，因此一个原子的整体是显电中性的。基于原子内的电子数目（元素周期表中的每个元素都是不同的），每个电子都占据着特定的能级。
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§2.2.1 基本原理
--半导体的结构
右图展示了一种半导体的结构。硅晶格中的共价键示意图。
硅原子
共价键
半导体材料可以来自元素周期表中的Ⅴ族元素，或者是Ⅲ族元素与Ⅴ族元素相结合（叫做Ⅲ-Ⅴ型半导体），还可以是Ⅱ族元素与Ⅵ族元素相结合（叫做Ⅱ-Ⅵ型半导体）。硅是使用最为广泛的半导体材料，它是集成电路（IC）芯片的基础，也是最为成熟的技术，而大多数的太阳能电池也是以硅作为基本材料的。硅的相关材料性能将在硅的材料性质一节给出。
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§2.2.1 基本原理
--半导体的结构
上图是元素周期表的一部分。相同半导体材料以蓝色字体显示。半导体可以由单原子构成，如Si或Ge，化合物，如GaAs、InP、CdTe，还可以是合金，如SixGe（1-x）或AlxGa（1-x）As。其中X是元素的组分，数值从0到1。
第2章半导体与PN结 - 图文
