Was ist Injektionspegel (Halbleiterphysik)?

Ich lese gerade Zeitschriftenartikel über Halbleiterphysik in Solarzellen. Was ist Injektionshöhe?

Ich werde versuchen, mit dem zu beginnen, was ich verstehe. Photonen, die auf das Silizium treffen, bewirken, dass dessen Elektronen in einen höheren Energiezustand springen. Einige dieser Elektronen springen so hoch, dass sie vom Valenzband in das Leitungsband übergehen und so zum Fluss des elektrischen Stroms beitragen. Nun, wie lange bleiben diese Elektronen im Leitungsband und fließen weiter? Ich glaube, das nennt man Trägerlebensdauer.

Ich habe gerade gelesen, dass die Trägerlebensdauer von der Injektionsstufe abhängt. Ich denke, dass das Injektionsniveau die Geschwindigkeit ist, mit der Elektronen in das Leitungsband springen. Bin ich auf dem richtigen Weg?

  1. Was ist Injektionshöhe?
  2. Was ist seine Maßeinheit?
  3. Was sind einige gängige Methoden, um es zu messen?
Darf ich die Tags semiconductor-physicsund vorschlagen photovoltaics?
klar, gute idee. Ich habe auch hinzugefügt solid-state-physics, aber wenn dieses Tag nicht wirklich auf diese Frage zutrifft, können Sie es entfernen. (Ich bin selbst in der Teilchenphysik, also bin ich etwas unscharf darüber, was genau Festkörper- / Festkörperphysik ausmacht.)
@David: Danke. solid-state-physicspasst ganz gut.
@David: Wie der Name schon sagt, untersucht die Physik der kondensierten Materie alle Formen der kondensierten Materie (aber auch einige verwandte physikalische Systeme), während die Festkörperphysik nur die feste Phase (größtenteils Kristalle) untersucht. Das stimmt natürlich nicht ganz, aber im Großen und Ganzen: SSP ist eine Teilmenge des CMP.

Antworten (2)

  1. die Injektionshöhe ist definiert als δ N / P 0 Wo δ N ist der Dichteüberschuss der Minoritätsträger (z. B. Elektronen) im Nichtgleichgewicht während P 0 ist die Gleichgewichtsdichte der Majoritätsträger (z. B. Löcher).

  2. Aus der Formel, die ein Verhältnis von zwei sehr ähnlichen Dichten ist, ist klar, dass die Injektionshöhe dimensionslos ist; "hohes" und "niedriges" Injektionsniveau bedeutet normalerweise Werte, die viel größer oder viel kleiner als eins sind

  3. Die Methoden zur Bestimmung des Pegels hängen vom Kontext und der Klugheit des Physikers oder Ingenieurs ab. In verschiedenen Zusammenhängen kann sie durch die an der Metall-Dielektrikum-Grenzfläche gebildete Barriere bestimmt werden; nach dem von Kobayashi und Kimura beschriebenen Verfahren; aus dem absoluten Wert der irgendwo gemessenen Photoleitfähigkeit; von Bias-Beleuchtung; usw. Ich denke, es wäre schlecht für mich, so zu tun, als wäre ich tatsächlich ein Experte für irgendwelche dieser experimentellen Dinge.

Gruß LM

Hängt es mit der Geschwindigkeit zusammen, mit der Elektronen in das Leitungsband springen? War ich mit der Darstellung des Kontextes auf dem richtigen Weg? In ähnlicher Weise wird basierend auf Ihrem Punkt Nr. 1 das Injektionsniveau bei der Herstellung des Geräts definiert oder ist es situationsspezifisch (z. B. die Menge an Sonnenlicht, die auf die Solarzelle trifft)?

Zu 3: Es ist nicht üblich, den Einspritzpegel selbst zu messen. Für eine Solarzelle kann man die zB durch Beleuchtung erzeugten Elektronen messen/berechnen und diesen Wert mit der (Minoritäts-)Trägerlebensdauer multiplizieren. Als Ergebnis erhalten Sie die überschüssige Ladungsträgerdichte ( δ N ).

Der Injektionspegel hängt, wie LM schrieb, von der Beziehung zwischen der Überschussladungsträgerdichte ( δ N ) und der Majoritätsladungsträgerdichte p0 (meistens Dotierung N - um es einfach zu halten) → Die Einspritzhöhe hängt vom Verhältnis zwischen ab δ N Und N .

Das Injektionsniveau ist wichtig, da es Ihnen einen Hinweis gibt, welcher Rekombinationskanal die Leistung (auch bekannt als Lebensdauer) Ihrer Solarzelle begrenzt. Bei niedriger Injektion wird sie durch Defektrekombination begrenzt, bei hoher Injektion wird sie durch Auger- (indirekter Halbleiter wie Si) oder strahlende (direkter Halbleiter wie GaAs) Rekombination begrenzt.

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