首页 理论教育 一维稳态半导体连续性方程的优化

一维稳态半导体连续性方程的优化

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:对于太阳电池而言,需要做如下假设:1)若仅考虑带间产生,则Ge=Gh 2)在持续光照条件下,太阳电池一般工作在稳态,即电子浓度变化率和空穴浓度变化率均为。此时连续性方程进一步简化为对于太阳电池而言,其复合包含了辐射复合Urad、俄歇复合Uauger、陷阱复合Utrap和表面复合Usurf等物理过程。太阳电池非平衡载流子浓度的求解即采用上式。

一维稳态半导体连续性方程的优化

为了更好地了解半导体载流子的输运情况,这里以一维半导体输运方程组描述载流子的产生、复合、漂移和扩散问题。

一维空间中,连续性方程[17]

对于晶体半导体材料,由第3章非平衡载流子统计分布与电流的讨论中可知

对于一维模型而言

所以,得到

此即半导体材料通用连续性方程。

对于太阳电池而言,需要做如下假设:

1)若仅考虑带间产生,则

Ge=Gh (4.136)(www.xing528.com)

2)在持续光照条件下,太阳电池一般工作在稳态,即电子浓度变化率和空穴浓度变化率均为978-7-111-47369-5-Chapter04-112.jpg

3)若所用太阳电池材料是理想的、高纯度的、不存在界面态,则内建电压Vbi只存在pn结内部,pn结可以看做由三个区域组成,它们分别是p型电中性区、耗尽区和n型电中性区。因此,电中性区不存在电场F=0)。此时连续性方程进一步简化为

对于太阳电池而言,其复合包含了辐射复合Urad、俄歇复合Uauger、陷阱复合Utrap和表面复合Usurf物理过程。由于各种复合具有相同的表达式。所以,定义n型半导体的总复合率Ue和p型半导体的总复合率Uh分别为[18]

式中

进一步化简连续性方程为

又因为少子寿命和扩散长度的关系

该组方程即为分析半导体器件的基本方程。太阳电池非平衡载流子浓度的求解即采用上式。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈