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扩散工艺
扩散目的
在来料硅片 p 型硅片的基础上扩散一层 n 型磷源,形成 pn 结。
扩散原理
pocl 3 在高温下 ( >; 600 ℃ ) 分解生成五--- ( pcl 5 ) 和五氧化二磷 ( p 2 o 5 ), 其反应式如下 :
5pocl 3=3pcl 5 +p 2 o 5
生成的 p 2 o 5 在扩散温度下与硅反应 , 生成二氧化硅 ( sio 2 ) 和磷原子 , 其反应式如下 :
2p 2 o 5+ 5si = 5sio 2 + 4ppocl 3
热分解时,如果没有外来的氧( o 2 )参与其分解是不充分的,生成的 pcl5 是不易分解的,并且对硅有腐蚀作用,破坏硅片的表面状态。但在有外来 o2 存在的情况下, pcl 5 会进一步分解成 p2o 5 并放出---( cl 2 )其反应式如下:
4pcl 5 +5o 2=2p 2 o 5 +10cl 2
生成的 p 2 o 5 又进一步与硅作用,生成 sio 2 和磷原子,由此可见,在磷扩散时,为了促使 pocl3 充分的分解和避免 pcl 5 对硅片表面的腐蚀作用,必须在通氮气的同时通入一定流量的氧气。就这样 pocl 3 分解产生的 p 2 o 5 淀积在硅片表面, p 2o 5 与硅反应生成 sio 2 和磷原子,并在硅片表面形成一层磷 - 硅玻璃,然后磷原子再向硅中进行扩散。
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2. 短路电流
在一定的温度和辐照条件下,太阳电池在端电压为零时的输出电流,通常用 i sc 来表示。
将 pn 结短路( v=0 ),因而 if=0 ,这时所得的电流为短路电流 isc ,显然有: i sc = i l , i sc 与太阳电池的面积大小有关,面积越大, i sc 越大。 i sc 与入射光的辐照度成正比。
3. 功率点
在太阳电池的伏安特性曲线上对应大功率的点,又称佳工作点。
4. 工作电压
太阳电池伏安特性曲线上大功率点所对应的电压。通常用 v m 表示
5. 工作电流
太阳电池伏安特性曲线上大功率点所对应的电流。通常用 i m 表示
6. 转换效率
受光照太阳电池的大功率与入射到该太阳电池上的全部辐射功率的百分比。 η = v m i m / a t
p in 其中 v m 和 i m 分别为大输出功率点的电压和电流, a t 为太阳电池的总面积, p in 为单位面积太阳入射光的功率。
7. 填充因子
太阳电池的大功率与开路电压和短路电流乘积之比,通常用 ff 表示: ff = i m v m / i sc v oc
i sc v oc 是太阳电池的---输出功率, i m v m 是太阳电池的大输出功率,填充因子是表征太阳电池---劣的一个重要参数。
8. 电流温度系数
在规定的试验条件下,被测太阳电池温度每变化 1 0 c ,太阳电池短路电流的变化值,通常用 α 表示。对于一般晶体硅电池 α = +0.1%/ 0 c 。
9. 电压温度系数
在规定的试验条件下,被测太阳电池温度每变化 1 0 c ,太阳电池开路电压的变化值,通常用 β 表示。对于一般晶体硅电池 β = - 0.38%/ 0 c 。
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