专业课程设计_PN结电场强度的GUI显示.pdf

目录 1. 技术要求 1 2. 基本原理 1 2.1 问题分析 1 2.2 模型建立 1 2.3 模型分析 3 3. 参数描述 3 3.1 膜层厚度 3 3.2 偏压 4 3.3 电阻率 5 4. 调试过程及结论 5 4.1 GUI 界面的设计 5 4.1.1 设计要求 5 4.1.2 设计步骤 5 4.2 调试过程 8 4.2.1 电场强度分布图 9 4.2.2 电场-杂质浓度图 11 4.2.3 电场-电阻率图 11 5. 心得体会 12 6. 参考文献 13 7. 附录 13 0 PN 结电场强度的GUI 显示 1. 技术要求 设计uc-Si/c-Si 太阳能电池，分析膜层厚度、电阻率、掺杂浓度对PN 结电场强度的影 响。要求： （1）膜层厚度对PN 结电场强度的影响； （2）层电阻率对PN 结电场强度的影响； （3）掺杂浓度对PN 结电场强度的影响； （4）采用MATLAB 给出可视化界面。 2. 基本原理 2.1 问题分析 为了解释非晶硅太阳能电池光致衰退现象，Epstein 和Moore [1]等人提出在光照下电池 内建场分布发生变化（空间电荷效应）是引起非晶硅太阳能电场F.F 衰退更为重要的原因。 同时，对于PN 结的电容的分析也要求对结区电场分布进行研究[2]。因此，本文着重分析 PN 结的空间电场与膜层厚度、电阻率、掺杂浓度的关系。 首先，本文作如下基本假设：  耗尽假设：即假设空间电荷区内的载流子完全耗尽，空间电荷完全由电离杂质提供。  中性假设：即假设耗尽区外多子浓度等于电离杂质浓度，因而保持电中性。  均匀性假设：假设P 区和N 区掺杂都均匀，即杂质浓度随空间的分布为一常数。  突变假设：即假设PN 结为突变结。  电离假设：即假设杂质完全电离，因而可以认为空间电荷区的电荷密度等于电子电量 与杂质浓度的乘积。 PN 结的热平衡态特性可用如下的泊松方程描述 2 d (x)  2 (x) (2-1) dx  (x) (x) 其中 为材料介电常数， 为电势的空间分布， 描述空间电荷的分布。基于上述假 设求解泊松方程即可求得空间电场分布。 2.2 模型建立 基于上述假设，PN 结耗尽层的空间电荷密度可以写成如下形式 1 (x) qNA (xp x 0 ) (x) qND (0 x xn ) (2-2) E             P      