太阳能原理与技术.ppt

直接带隙与间接带隙半导体kE直接带隙材料，效率高kE间接带隙材料，效率低能带---波矢图跃迁选择定则:跃迁的始末态应具有相同的波矢第30页，讲稿共84页，2023年5月2日，星期三主要半导体材料★IV族半导体材料----硅Si，锗Ge★III-V族化合物半导体材料---GaAs,InP，GaAlAs，InGaAsP★II-VI族化合物半导体材料----GdTe,ZnTe,HgGdTe,ZnSeTe----用于集成电路、光电检测---用于集成电路、发光器件、光电检测----用于可见光和远红外光电子器件间接带隙直接带隙第31页，讲稿共84页，2023年5月2日，星期三P区N区内建电场耗尽区P区空间电荷区N区当入射辐射作用在PN结区时，本征吸收产生光生电子与空穴在内建电场的作用下做漂移运动，电子被内建电场拉到N区，空穴被拉到P区。结果P区带正电，N区带负电，形成伏特电压。第32页，讲稿共84页，2023年5月2日，星期三I光PN将PN结两端用导线连起来，电路中有电流流过，电流的方向由P区流经外电路至N区。若将外电路断开，就可测出光生电动势。第33页，讲稿共84页，2023年5月2日，星期三光电效应背景补充2第34页，讲稿共84页，2023年5月2日，星期三量子：不连续，不确定“横看成岭侧成峰,远近高低各不同.不识庐山真面目，只缘身在此山中”——苏东坡究竟是“岭”还是“峰”?都是,又都不是!因为1,你只能“识”岭和峰,不能识“山”.(互补)2,身在山中，你所“识”到的只能是“身”与“山”的共同体而不是山的“本身”（真面目）或者说你所“识”到的只能是受“身”干扰的“山”(测不准关系)。第35页，讲稿共84页，2023年5月2日，星期三物理世界晴空万里中的两朵小乌云威廉·汤姆逊（开尔文勋爵）1824-1907生于1824年爱尔兰十岁便入读格拉斯哥大学，汤姆逊16岁到了剑桥大学升学，以全级第二名的成绩毕业。因为他在科学上的成就和对大西洋电缆工程的贡献，获英女皇授予开尔文勋爵衔，所以后世才改称他为开尔文。汤姆逊的研究范围相当广泛，他在数学物理、热力学、电磁学、弹性力学、以太理论和地球科学等方面都有重大的贡献。1900年初，当时在英国物理学界最权威的汤姆逊在皇家学会的新年致辞中，发表了题为「笼罩在热和光的动力理论上的十九世纪之云」的著名演讲。他认为物理世界晴空万里，动力理论可以解释一切物理问题；唯有两朵小乌云：以太理论和黑体辐射的理论解释。相对论量子力学第36页，讲稿共84页，2023年5月2日，星期三原著：儒勒·凡尔纳第37页，讲稿共84页，2023年5月2日，星期三1.黑体辐射第38页，讲稿共84页，2023年5月2日，星期三黑体辐射黑色物体容易吸收热辐射，白色不容易吸收，几乎全部反射热辐射思考：黑色和白色物体，哪个容易放出热辐射？收支平衡的道理第39页，讲稿共84页，2023年5月2日，星期三黑体：能吸收一切外来辐射，而无反射的物体。黑体是最理想的发射体401231700K1100K1300K1500K黑体辐射（吸收）能力的指标第40页，讲稿共84页，2023年5月2日，星期三普朗克曲线维恩曲线：基于热力学定律推导，紫外符合很好，红外不好瑞利-琼斯：基于电磁理论推导，红外符合很好，但“紫外灾难”普朗克曲线与红色实验曲线完美匹配。普朗克：为什么理论没法解决这个问题？理论基础不对，认为的创造一个理论，只要能让创造的理论得到曲线与实验完全重合就证明新理论是正确的第41页，讲稿共84页，2023年5月2日，星期三1858.4.23.―1947.10.3.姓名：马克斯·普朗克。职务：教授德国物理学家，量子物理学的开创者和奠基人，1918年诺贝尔物理学奖的获得者。普朗克的伟大成就，就是创立了量子理论，这是物理学史上的一次巨大变革。从此结束了经典物理学一统天下的局面。为什么这么假设？没有任何理论依据，完全是一种假设，假设这样，结果推出热辐射曲线与实验完全重合第42页，讲稿共84页，2023年5月2日，星期三量子论（h）普朗克常数h：在总结黑体辐射的公式中得出能量的发出是一份一份的，分立的,不连续的.最小单位1900.12.24（法）能量的发射是量子化的h=6.