太陽(yáng)能電池復合機理類(lèi)型分析

太陽(yáng)能電池的轉換效率也會(huì )因為電子-空穴對在被有效利用之前復合而降低。適當波長(cháng)的光照射在半導體上會(huì )產(chǎn)生電子-空穴對。因此，光照射時(shí)材料的載流子濃度將超過(guò)無(wú)光照時(shí)的值。如果切斷光源，則載流子濃度就衰減到它們平衡時(shí)的值。這個(gè)衰減過(guò)程通稱(chēng)為復合過(guò)程。下面介紹幾種不同的復合機理。

（1）輻射復合

輻射復合就是光吸收過(guò)程的逆過(guò)程，電子從高能態(tài)返回到較低能態(tài)，同時(shí)釋放光能。這種復合方式在半導體雷射器和發(fā)光二極管中適用，但是對矽太陽(yáng)能電池來(lái)說(shuō)并不顯著(zhù)。

（2）俄歇復合

俄歇復合就是碰撞電離效應的逆過(guò)程。電子和空穴復合釋放出多余的能量，這些多余的能量被另一個(gè)電子吸收，隨后，這個(gè)吸收了多余能量的電子弛豫返回原先的能態(tài)并釋放出聲子。俄歇復合在摻雜較重的材料中尤其顯著(zhù)。當雜質(zhì)濃度超過(guò)1017cm-3時(shí)，俄歇復合成為最主要的復合過(guò)程。

（3）通過(guò)陷阱的復合

半導體中的雜質(zhì)和缺陷會(huì )在禁帶中產(chǎn)生允許能級。這些缺陷能級引起一種很有效的兩級復合過(guò)程。在此過(guò)程中，電子從導帶能級弛豫到缺陷能級，然后再弛豫到價(jià)帶，結果與一個(gè)空穴復合

（4）表面復合

表面可以說(shuō)是晶體結構中有相當嚴重缺陷的地方。在表面處存在許多能量位于禁帶中的允許能態(tài)。因此由上面所敘述的機構，在表面處，復合很容易發(fā)生。

在實(shí)際電池中，以上復合損失因素的共同作用造成光譜回應。而電池設計者的任務(wù)是克服這些損失，從而改善電池性能。電池設計的特點(diǎn)體現了電池的特色，電池各不相同的設計特點(diǎn)同時(shí)也將市場(chǎng)上各種不同的商業(yè)元件區分開(kāi)來(lái)。