能帶理論用來詳細(xì)解釋pn結(jié)形成和光生伏特原理-也很有用

1、1能帶理論在半導(dǎo)體光生伏特效應(yīng)中的應(yīng)用能帶理論在半導(dǎo)體光生伏特效應(yīng)中的應(yīng)用內(nèi)容能帶理論在半導(dǎo)體光生伏特效應(yīng)中的應(yīng)用能帶理論在半導(dǎo)體光生伏特效應(yīng)中的應(yīng)用【本講課程的內(nèi)容】【本講課程的內(nèi)容】一、基礎(chǔ)知識與概念一、基礎(chǔ)知識與概念1、費米能級的定義及其物理意義、費米能級的定義及其物理意義1）費米能級的定義：根據(jù)量子力學(xué)理論，具有半奇數(shù)自旋量子數(shù)（通常為12）的費米子，如電子電子，遵循泡利不相容原理，即一個量子態(tài)只能被一個粒子所占據(jù)一個量子態(tài)只能

2、被一個粒子所占據(jù)。因此，費米子在能級中的分布遵循費米費米狄拉克分布狄拉克分布。分布函數(shù)分布函數(shù)f(E)是指是指電子電子(研究對象研究對象)占據(jù)能帶（導(dǎo)帶）中某個能級的占據(jù)能帶（導(dǎo)帶）中某個能級的幾率幾率（電子的能量（電子的能量越往上越高）越往上越高）。如果是討論空穴載流子的話（空穴的能量越往下越高）空穴載流子的話（空穴的能量越往下越高），那么就應(yīng)當(dāng)是相應(yīng)于價帶中某個能級所空出（即沒有被電子占據(jù)）的幾率價帶中某個能級所空出（即沒有被電子占

3、據(jù)）的幾率。2）費米能級的物理意義：Fermi能級（EF）實際上起到了衡量能級被電子占據(jù)的幾率大小的一個標(biāo)準(zhǔn)的作用。在E12；在EEF時，f(E)12；在E=EF時，f(E)=12。因此，EF的高低（位置）就反映了能帶中的某個能級是否被電子所占據(jù)的情況。Fermi能級上電子占據(jù)的幾率剛好為50%。EF是一種用來描述電子的能級填充水平的假想能級11()FBBEEkTfEke???為玻爾茲曼常數(shù).能理解3雖然嚴(yán)格來說，費米能費米能等于費米子

4、系統(tǒng)在趨于絕對零度時的化學(xué)勢；但是在半導(dǎo)體物理和電子學(xué)導(dǎo)體物理和電子學(xué)領(lǐng)域中，費米能級費米能級則經(jīng)常被當(dāng)做電子或空穴化學(xué)勢電子或空穴化學(xué)勢的代名詞。通俗地說，費密能級就像水平面一樣費密能級就像水平面一樣。在一個相通系統(tǒng)中，水平面必須相等。比如說，有兩個水桶，里面裝的水量不一樣，水面高度也不一樣。但如果用一根管子將兩個水桶連通，兩個水桶之間就會發(fā)生水流，最后使兩個水桶的水平面一定會相等。費密能級也是這樣。兩個分立的材料，費密面可以不一樣費

5、密面可以不一樣。但如果這兩個材料連成一個系統(tǒng)連成一個系統(tǒng)，就會在這兩個材料之間發(fā)生電荷的移動，最終兩個材料之間發(fā)生電荷的移動，最終使費密能級相等使費密能級相等。3、半導(dǎo)體光生伏特效應(yīng)、半導(dǎo)體光生伏特效應(yīng)簡介（太陽能電池）介（太陽能電池）解釋角度（能解釋角度（能量）和量）和PPTPPT角度有所不同角度有所不同首先考慮禁帶寬度相等的p型半導(dǎo)體與n型半導(dǎo)體的結(jié)合情況，例如p型硅與n型硅的結(jié)合。如所示，受光激發(fā)光激發(fā)后，在二者的結(jié)合區(qū)域，會產(chǎn)生

6、大量的光生空穴載流子和電子載流子。當(dāng)然，這些光生正、負(fù)電荷載流子還有可能再次相互結(jié)合。但【一部分光生電子電子(載流子載流子)會移動到移動到能級較低的n型導(dǎo)帶型導(dǎo)帶，光生空穴空穴(載流子載流子)會移動到能級較低的p型價帶】型價帶】。其結(jié)果是在n型中負(fù)電荷增加型中負(fù)電荷增加，在p型中正電荷增加型中正電荷增加，形成電流形成電流。但是，這種電荷的增加不會無限進(jìn)行下去，正負(fù)電荷相互分離后，會產(chǎn)生反電位，而阻止正負(fù)電荷進(jìn)一步積累。這種反電位與正負(fù)電