表面复合与其他结购缺陷复合

间接复合还包括以太阳能发电半导体材料晶体结构缺陷为复合中心的情况。晶体结构缺陷包括空位、位错、晶界和表面，它们会在禁带中产生能级，包括深能级(靠近禁带中心的能级），从而成为间接复合的中心，同样有促进载流子复合，降低载流子寿命的作用。其中表面对载流子寿命影响最大，也最普遍，其影响形式则与之前不同，为此引人了表面复合速度的概念，以下专门介绍。其他结构缺陷的影响就只介绍实验统计结果。 　　

对一片太阳能发电半导体样品，体内复合与表面复合同时平行进行，单位时间内样品上发生复合的载流子数应为两者之和；单位时间内载流子发生复合的概率应为载流子平均寿命的倒数。假定一片体积为V，表面积为A的半导体样品的有效载流子寿命为 r，其体内载流子寿命为rv，其非平衡少数载流子浓度为为n，以sn代表非平衡载流子浓度为An的材料单位面积上单位时间发生复合的载流子数，应有j为样品厚度，出现2倍的原因是样品有上下两个相同的面，侧表面就忽略不计了。 　

　表面复合的结果好似载流子从表面流出去了，式中s值越大流速越快，而且它具有速度的量纲，因此我们称s为表面复合速度，其单位为cm/s。硅的裸露表面 的复合速率一般有1000～5 000 cm/s,具体随表面粗糙度和污染情况而不同。对于硅晶体太阳能发电电池来说，所用硅片厚度一般为0. 18 mm厚，如采用质量较好的单晶硅片，体少子寿命应取较好水平100 ，取中等表面复合速度水平3000 cm/s,按上式 推算得到，硅片表观少子寿命，或有效少子寿命，只有3 所以太阳电池硅片表面 必须要经过钝化处理以降低表面复合速度，不然用好的硅片也是浪费。钝化的实质 是令结构缺陷包括表面处的不饱和键饱和，从能带结构上看就是令其能级被填充而 不能起作用，钝化是硅晶太阳能发电电池技术的关键核心之一。目前较好的钝化水平可以 使表面复合速度降到10 cm/s水平。 　

位错也提供载流子间接复合的中心，导致载流子寿命降低。理论估测的位错密度对半导体载流子扩散长度的相对影响(载流子扩散长度与寿命的二分之一次方成正比）。可以看到，位错密度处于lOVcm2以下时，对硅的载流子扩散长度影响不大，高于此水平时，影响就比较可观了。

更新时间：2015-6-3 12:02:55
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