太陽(yáng)能電池復(fù)合機(jī)理類(lèi)型分析

太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率也會(huì)因?yàn)殡娮?空穴對(duì)在被有效利用之前復(fù)合而降低。適當(dāng)波長(zhǎng)的光照射在半導(dǎo)體上會(huì)產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。因此，光照射時(shí)材料的載流子濃度將超過(guò)無(wú)光照時(shí)的值。如果切斷光源，則載流子濃度就衰減到它們平衡時(shí)的值。這個(gè)衰減過(guò)程通稱(chēng)為復(fù)合過(guò)程。下面介紹幾種不同的復(fù)合機(jī)理。

（1）輻射復(fù)合

輻射復(fù)合就是光吸收過(guò)程的逆過(guò)程，電子從高能態(tài)返回到較低能態(tài)，同時(shí)釋放光能。這種復(fù)合方式在半導(dǎo)體雷射器和發(fā)光二極管中適用，但是對(duì)矽太陽(yáng)能電池來(lái)說(shuō)并不顯著。

（2）俄歇復(fù)合

俄歇復(fù)合就是碰撞電離效應(yīng)的逆過(guò)程。電子和空穴復(fù)合釋放出多余的能量，這些多余的能量被另一個(gè)電子吸收，隨后，這個(gè)吸收了多余能量的電子弛豫返回原先的能態(tài)并釋放出聲子。俄歇復(fù)合在摻雜較重的材料中尤其顯著。當(dāng)雜質(zhì)濃度超過(guò)1017cm-3時(shí)，俄歇復(fù)合成為最主要的復(fù)合過(guò)程。

（3）通過(guò)陷阱的復(fù)合

半導(dǎo)體中的雜質(zhì)和缺陷會(huì)在禁帶中產(chǎn)生允許能級(jí)。這些缺陷能級(jí)引起一種很有效的兩級(jí)復(fù)合過(guò)程。在此過(guò)程中，電子從導(dǎo)帶能級(jí)弛豫到缺陷能級(jí)，然后再弛豫到價(jià)帶，結(jié)果與一個(gè)空穴復(fù)合

（4）表面復(fù)合

表面可以說(shuō)是晶體結(jié)構(gòu)中有相當(dāng)嚴(yán)重缺陷的地方。在表面處存在許多能量位于禁帶中的允許能態(tài)。因此由上面所敘述的機(jī)構(gòu)，在表面處，復(fù)合很容易發(fā)生。

在實(shí)際電池中，以上復(fù)合損失因素的共同作用造成光譜回應(yīng)。而電池設(shè)計(jì)者的任務(wù)是克服這些損失，從而改善電池性能。電池設(shè)計(jì)的特點(diǎn)體現(xiàn)了電池的特色，電池各不相同的設(shè)計(jì)特點(diǎn)同時(shí)也將市場(chǎng)上各種不同的商業(yè)元件區(qū)分開(kāi)來(lái)。