半导体与光的相互作用

对半导体太阳能发电来说，光的入射吸收是第一步，与之密切相关的还有光的折射、反射与透射等基本过程与性能，我们在此将它们一并作为半导体与光的相互作用介绍。

光是一种电磁波，它在固体中如在空气中一样也发生传播，相关的电磁场强度服从麦克斯韦方程。求解该方程，可同时解出材料的折射率n和吸收系数a两者都与材料介电常数和电导率有关。

折射率和吸收率都与人射光波长有关。一般半导体材料的折射率约为3～4,吸收率约为105/cm量级。折射率还有一个重要的表观体现，直射光在穿越两种折射率不同的介质时，两个角度与折射率满足条件，称为光的折射现象；它在光线逆向穿越时也成立。

光在穿越两种不同传播媒质时，不仅从两种媒光的折射角与折射率质之间界面以折射方式进入第二种媒质，还会在此界面上发生反射。定义反射率R为反射光强与人射光强之比，理论上可推导得出一定波长的光由空气垂直人射某一 材料时，其反射率可完全由该材料的折射率和吸收系数确定。

当垂直人射光透过一块厚度为d的材料时，进入材料经历过吸收的光还会在材料背面经历一次反射，反射率相同，简单推算可以得到透射系数。

注意以上推导过程虽未提及材料表面形貌与粗糙度因素，但光线在表面垂直人 射的条件如落实到光照所及每个点，实际巳隐含表面为理想光滑面的条件。当光线为斜入射时，反射率在很大一个斜角范围(小于60°)都基本不变，只在人射光很斜，接近掠射(斜角接近90°)时反射率才急剧升到接近100%。

半导体的太阳能发电的光是一种电磁波，在空气中一眼进行传播的。在光的折射率和吸收率与人射光波的长有关系。当直射光在穿越两种折射率不同的戒指的时候，它逆光穿越也是可以成立的。

更新时间：2015-6-6 9:21:39
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