N型硅和P型硅中的能级

理论推导得出的重要结论有两个：一是间接复合作用下，载流子寿命r与复合中心的浓度成反比；二是能级位于禁带中央附近(深能级）的复合中心是最为有害的 (最有效），反之，浅能级复合中心则基本无害。 　　

在硅中，铁、铜、锰、钛、金等杂质会形成深能级的复合中心。 　　

以金为例，它会在硅中引人两个能级，一个是受主能级EtA(导带底以下0.54 eV)，一个是施主能级 EtD(价带顶以上0.35 eV)。这两种中心不会同时起作用。 　　

在n型硅太阳能发电组件中，费米能级高于EtA和EtD，金的施主能级上的电子不会释放，而受主能级 EtA会被全部填满，使金原子成为Au-离子，它们将捕获价带上的空穴而造成复合 (其电子落人价带空穴），同时使自身变空而为捕获下一个导带电子做好准备，理论上已推证，此时捕获空穴这一步决定载流子寿命，并且近似有 rl/N,rp(Nt为金杂质浓度，为金受主能级对空穴俘获率； 　　

在P型硅太阳能发电组件中，费米能 级低于EtA和EtD，金的受主能级保持全空，其施主能级上的电子将全部释放而变空， 成为Au+离子，它们将捕获导带上的电子，为下一步完成与价带空穴的复合做好准备，理论上已推证，此时捕获电子这一步决定载流子寿命，并且近似有r～1/Ntrn(rn为金施主能级对电子俘获率）。 　　

根据实验得到的俘获率数据，可推算得到金杂质浓度为1015/cm3量级时，载流子寿命为 纳秒(10-3微秒)量级！可见相对于直接复合，间接复合作用之大。

更新时间：2015-6-2 10:54:17
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