ТУ-София КАТЕДРАФИЗИКА ФКСУ

Фак. 1301875 Хубавен Бодев Група:68

Протокол : 10 Асистент Подпис :

Упражнение : 10 Харектеристики на слънчеви батерии.

1.Схема на опитната постановка.

2.Теоретична част.

В съвременната техника широко приложение намират източниците на фотоелектродвижещо напрежение (ФЕДН),възникващо в полупроводници и структури на тяхната база при поглъщане на електромагнитно излъчване.

ФЕДН в полупроводниците се дължи на разпределянето на генерираните токови носители.

При неравномерното осветяване на еднороден полупроводник в обема му се създава градиент на погълнатото електромагнитно лъчение.Поради това в него се генерират различно количество носители,електрони и дупки.Концентрацията на тези неравновесни носители е по- голяма в областите,където осветеността е по-голяма, и по-малка при по-малка осветеност.Вследствие на това започва дифузия на токови носители от по-силно осветените области към по-слабо осветените.Поради по-голямата подвижност на електроните в обема на полупроводника възниква преразпределение на зарядите-в по-тъмните области се натрупва отрицателен заряд,а в осветената-положителен.

Така възникналото ФЕДН се нарича дифузионно.То е твърде малко и няма практическо приложение.

При нееднородни по химически състав или неравномерно легирани с примеси полупроводници,при контакт метал-полупроводник и р-n преход,осветени равномерно, възниква бариерен(вентилен) фотоефект.

В силициев монокристал посредством допиране с три и пет валентни примесни атоми се формира p-n преход. На границата м/у двете области с различна проводимост поради дифузия на основните носители(дифузионен ток) и рекомбинация възниква двоен електрически слой. Той е образуван от отрицателните йони на акцепторните примеси и положителните йони на донорните примеси, които неса компенсирани. Така създаденото електрично поле в слоя продиводейства на дифузията на основни токови носители.

Създадената контактна потенциална разлика нараства до настъпването на равновесие т.е. изравняване нивата на Ферми на двете области.

Равновестното състояние дифузионния ток протичащ през прехода е нула. Възникналата контактна потенциална разлика (дифузен потенциал)зависи от концентрацията на примесите, вида на п.п.материал и температурата.

При равномерно осветяване на п.п. се генерират токови носители от примесите, ако енергията на фотона е по-голяма от енергията на активация или двойка електрони-дупка, ако енергията на фотона е по-голяма от ширината на забранената зона.

При наличие на p-n преход, под действие на електричното поле на създадения двоен слой, ще се извърши разпределение на генерираните неравновестни токови носители, които се намират на разтояние до p-n прехода по-малко от тяхната дифузионна дължина.Дупките ще се насочат към p областта, а електроните- към n областа.В следствие на това р областта се зарежда положително, а n- отрицателно. Едновременно с това полето, създадено от разпределените заряди, понижава потенциалната бариера на p-n прехода, т.е. създават се условия за понататъчно преминаване на основните токо носители(повишаване на дифузионния ток). Ефектът се нарича вентилен фотоефект.