太陽能電池復(fù)合機理類型分析

太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率也會因為電子-空穴對在被有效利用之前復(fù)合而降低。適當(dāng)波長的光照射在半導(dǎo)體上會產(chǎn)生電子-空穴對。因此，光照射時材料的載流子濃度將超過無光照時的值。如果切斷光源，則載流子濃度就衰減到它們平衡時的值。這個衰減過程通稱為復(fù)合過程。下面介紹幾種不同的復(fù)合機理。

（1）輻射復(fù)合

輻射復(fù)合就是光吸收過程的逆過程，電子從高能態(tài)返回到較低能態(tài)，同時釋放光能。這種復(fù)合方式在半導(dǎo)體雷射器和發(fā)光二極管中適用，但是對矽太陽能電池來說并不顯著。

（2）俄歇復(fù)合

俄歇復(fù)合就是碰撞電離效應(yīng)的逆過程。電子和空穴復(fù)合釋放出多余的能量，這些多余的能量被另一個電子吸收，隨后，這個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(fù)合在摻雜較重的材料中尤其顯著。當(dāng)雜質(zhì)濃度超過1017cm-3時，俄歇復(fù)合成為最主要的復(fù)合過程。

（3）通過陷阱的復(fù)合

半導(dǎo)體中的雜質(zhì)和缺陷會在禁帶中產(chǎn)生允許能級。這些缺陷能級引起一種很有效的兩級復(fù)合過程。在此過程中，電子從導(dǎo)帶能級弛豫到缺陷能級，然后再弛豫到價帶，結(jié)果與一個空穴復(fù)合

（4）表面復(fù)合

表面可以說是晶體結(jié)構(gòu)中有相當(dāng)嚴(yán)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(gòu)，在表面處，復(fù)合很容易發(fā)生。

在實際電池中，以上復(fù)合損失因素的共同作用造成光譜回應(yīng)。而電池設(shè)計者的任務(wù)是克服這些損失，從而改善電池性能。電池設(shè)計的特點體現(xiàn)了電池的特色，電池各不相同的設(shè)計特點同時也將市場上各種不同的商業(yè)元件區(qū)分開來。