A szilícium ostyák és a szilícium napelemek a félvezető anyagok, illetve a félvezető eszközök tipikus képviselői. A félvezető jellemző paraméterek mérik és jellemzik az anyagok és eszközeik teljesítményét. Tekintettel arra, hogy a töltéshordozók a félvezető anyagok és eszközök funkcionális hordozói, mozgásuk áramokat és elektromos mezőket generál. Ugyanakkor a töltéshordozók olyan jellemzőkkel rendelkeznek, mint a lumineszcencia és a hősugárzás. Ezért a töltéshordozó-paraméterek képezik az alapját a félvezető anyagokban és eszközökben lévő töltéshordozók szállítási jellemzőinek jellemzésének, és fontos összetevői a szilícium lapkák és a szilícium napelemek jellemző paramétereinek. Amikor szilícium ostyákat dolgoznak fel és gyártanak szilícium napelemek előállítására, a pn átmenet és a Fermi szint különbsége a hordozók szétválásához és feszültség kialakulásához vezet, ami viszont tükrözi és befolyásolja a napelemek volt amper karakterisztikáját olyan elektromos teljesítmény paramétereken keresztül, mint a telítési áram, a kitöltési tényező és a fotoelektromos konverziós hatékonyság. A fenti elemzés alapján a szilícium lapkák fő jellemző paraméterei közé tartoznak a hordozó paraméterek.
A vivők többségi és kisebbségi hordozókra vannak felosztva, beleértve az elektronokat és a lyukakat is. A töltéshordozók diffúziója és sodródása képezi a félvezető eszközök áramátvitelének alapját. A hordozótranszport paraméterek olyan alapvető paraméterek, amelyek a hordozók mozgását és koncentrációját írják le, beleértve a hordozó élettartamát, a diffúziós együtthatót, valamint az elülső és hátsó felület rekombinációs sebességét. Ezek a paraméterek közvetlenül tükrözik a félvezető anyagok fizikai és elektromos tulajdonságait, befolyásolva a hordozókoncentrációt és a mobilitást; Az adalékolás koncentrációja egy másik fontos paraméter, amely meghatározza a hordozókoncentrációt, befolyásolja az olyan paramétereket, mint az anyag ellenállása és a hordozó élettartama, valamint meghatározza az eszköz teljesítményét.
A hordozó koncentrációja
A legtöbb félvezető eszköz kisebbségi hordozóeszköz, mint például a szilícium napelemek. A cikkben később említett vivőparaméterek mind kisebbségi vivőparaméterek. Termikus egyensúlyi állapotban a félvezetőkben egyenlő koncentrációjú lyukak és elektronok vannak, és állandósult állapotban vannak; Amikor külső ingereknek (például fénynek, elektromosságnak, hőnek stb.) vannak kitéve, a félvezetők nem-egyensúlyi állapotban vannak, az elektronok és a lyukak száma is megnövekszik, ami felesleges töltéshordozókat képez. A töltéshordozók élettartama a többlettöltéshordozók átlagos létezésének időtartamára vonatkozik, a töltéshordozók koncentrációja pedig exponenciális bomlási törvényt követ.
A hordozó élettartama
A hordozó élettartama sugárzó rekombinációs élettartamra, Auger rekombinációs élettartamra és Shockley Read Hall (SRH) rekombinációs élettartamra osztható a hordozó rekombináció típusa alapján. A vivő élettartama fontos paraméter, amely tükrözi az anyagok és eszközök hibakoncentrációját, valamint fontos mutató az eszközök kapcsolási sebességének, áramerősítésének, feszültségének és egyéb jellemzőinek mérésére. Fontos szerepet játszik az optoelektronikai eszközök, például a félvezető lézerek, fotodetektorok és napelemek elektro-optikai és fotokonverziós hatékonyságában is.
Felületi rekombinációs ráta
A hordozók újra kombinálódnak az anyag belsejében és felületén is. A felületi rekombinációs sebesség (s) egy fizikai mennyiség, amely leírja azt a sebességet, amellyel a töltéshordozók rekombinálódnak egy felületen. Minél hosszabb a felületi kompozit élettartama, annál alacsonyabb a felületi kompozit arány, és fordítva, annál nagyobb a felületi kompozit sebessége. A felületi érdesség, a felületi lógó kötések és a felület egyéb fizikai tulajdonságai és állapotai kulcsfontosságú tényezők, amelyek befolyásolják a felület rekombinációs sebességét. A felületi rekombinációs sebesség fontos teljesítményparaméter, amely az anyagok felületi minőségét jellemzi.
Hatékony élettartam
Az effektív hordozó élettartam egy olyan paraméter, amely egyesíti a tömeges élettartamot és a felületi rekombináció élettartamát, és egy adott minta teljes hordozó élettartamát jellemzi. Jelenleg a legtöbb észlelési technológia a hordozó élettartamát érzékeli a hordozó tényleges élettartamaként, ami nem tudja szétválasztani a tömeges élettartamot és a felületi rekombinációs sebességet. Emiatt nehéz egyenként elemezni a felületkezelési eljárások, az ömlesztett hibák és az adalékolás hatását a szilíciumlapkák és napelemek teljesítményére.
Diffúziós együttható
A diffúziós együttható (D) egy fizikai mennyiség, amely azt a sebességet jellemzi, amellyel a töltéshordozók áthaladnak egy határfelületen egységnyi idő és terület alatt. A diffúziós együttható és a hordozó élettartama együttesen határozza meg a hordozó diffúziós hosszát, amely az anyagtulajdonságok értékelésének tipikus paramétere. Minél hosszabb a hordozó diffúziós hossza, annál jobb az anyagminőség; A napelemek esetében minél hosszabb a hordozó diffúziós hossza, annál jobb a hordozó elválasztási és összegyűjtési hatékonysága, és annál nagyobb a fotoelektromos konverziós hatékonyság.
Dopping
Dopping: kulcsfontosságú lépés a félvezetőgyártásban
A dopping szükséges lépése a funkcionális félvezetők kialakításának, és az adalékkoncentráció jelentős hatással van az ellenállásra és a hordozótranszport paraméterekre. A belső félvezetők, azaz a nem adalékolt félvezetők nagyon nagy elektromos ellenállással rendelkeznek szobahőmérsékleten. Az adalékkoncentráció növekedésével az elektromos ellenállás csökken, a hordozó élettartama és diffúziós hossza pedig fokozatosan csökken.
