半導(dǎo)體太陽能電池受輻照后的少子壽命課件

半導(dǎo)體太陽能電池受輻照后的少子壽命

06300190086周敏物理學(xué)系指導(dǎo)老師：陸昉望道中期報告半導(dǎo)體太陽能電池受輻照后的少子壽命

06300190086研究目的意義實驗原理初步的實驗結(jié)果下一步的研究計劃望道中期報告研究目的意義望道中期報告方波脈沖測量望道中期報告存儲時間，下降時間可用公式取近似方波脈沖測量望道中期報告存儲時間，下降時間可用公式取近似正弦信號

測量望道中期報告在滿足條件

下可由公式得出少數(shù)載流子壽命

。.測量GaAs時,還要除去電容性導(dǎo)電的影響正弦信號測量望道中期報告在滿足條件測量GaAs時,還要望道中期報告實驗電路圖方波脈沖可變參量:串聯(lián)電阻正向偏壓反向偏壓正弦波可變參量串聯(lián)電阻信號幅值信號頻率我們先測量普通Si二極管的少數(shù)載流子壽命然后測GaAs太陽能電池pn結(jié)實驗電路圖R望道中期報告實驗電路圖方波脈沖可變參量:實驗電路圖RSi(方波脈沖)—改變正反向電壓結(jié)果望道中期報告實驗誤差的來源有公式的擬合。取反向V(r)

正向V(f)

5830.45948.14.6838.24.6931.64.2837.74.2942.93.8856.43.8957.83.4859.53.4967.43879.339812.6881.62.6986.12.2895.52.21004.41.8909.51.81026.71.49261.41011.11948.11833.4TSi(方波脈沖)—改變正反向電壓結(jié)果望道中期報告實驗誤差的來望道中期報告結(jié)果分析：改變電阻對結(jié)果影響不大。所采用的擬合公式本來就不是精確解，從電荷控制方程出發(fā)對邊界條件的選取都是近似，文獻(xiàn)指出從連續(xù)性方程出發(fā)可得精確解，但含不易測量參數(shù)。取對每一組正反向電壓曲線求解，誤差大。線形擬合，正反向電壓線形擬合結(jié)果有差別，正向擬合線形好。所有的方波脈沖實驗表明，此Si樣品的少數(shù)載流子壽命能確定在900~1000ns望道中期報告結(jié)果分析：改變電阻對結(jié)果影響不大。所采用的擬合公

57.79E-07108.55E-074.57.75E-07158.55E-0747.62E-07209.09E-073.57.44E-07258.98E-0737.17E-07308.91E-072.56.93E-07358.55E-0725.89E-07408.55E-071.53.22E-07458.31E-071-3.54E-07508.34E-07Si(正弦信號)—改變幅值和頻率望道中期報告考慮電源內(nèi)阻，串聯(lián)電阻影響可忽略滿足條件（前五組）增大幅值，結(jié)果接近方波脈沖。頻率影響不大，可用該法測GaAs二極管。57.79E-07108.55E-074.57.75GaAs(方波脈沖)：沒有反向存儲時間，不能測量！望道中期報告GaAs(方波脈沖)：沒有反向存儲時間，不能測量！望道中GaAs(正弦波)—改變頻率、電阻望道中期報告電容影響效應(yīng)很大

GaAs(正弦波)—改變頻率、電阻望道中期報告電容影響效應(yīng)很GaAs-正弦信號測量結(jié)果望道中期報告REpf(kHz)wtIr/If20581.31E-060.06560.0841140581.45E-060.07280.0933360581.80E-060.09070.11628

60581.80E-060.09070.1162860481.49E-060.07480.10318

60551.73E-060.054420.0697760561.43E-060.053790.0689760571.44E-060.063490.081460581.62E-060.081630.1046560591.60E-060.09070.11628605101.88E-060.11791086E-060.128470.16471所有的數(shù)據(jù)都滿足條件

由于電容效應(yīng)很大導(dǎo)致讀取數(shù)據(jù)的困難，會引進(jìn)很大誤差。實驗選取幅值最大，電阻和頻率可調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài)進(jìn)行測量。因此，估計該GaAs樣品的少子壽命1.5~2usGaAs-正弦信號測量結(jié)果望道中期報告REpf(kHz)wt下一步研究計劃用正弦信號測量受不同輻照的GaAs太陽能電池樣品的少數(shù)載流子壽命，分析輻照對其壽命的影響以為進(jìn)一步研究其與太陽能電池效率關(guān)系參閱文獻(xiàn)就正弦信號測量二極管少數(shù)載流子壽命的原理可從理論上分析試驗結(jié)果及誤差，改進(jìn)測量結(jié)果望道中期報告下一步研究計劃用正弦信號測量受不同輻照的GaAs太陽能電池樣參考文獻(xiàn)劉恩科，朱秉升，羅晉生等，半導(dǎo)體物理學(xué)（第6版），北京：電子工業(yè)出版社，2003.8劉樹林，張華曹，柴常春，半導(dǎo)體器件物理，北京：電子工業(yè)出版社，2005.2RAYMONDH.DEAN,CHARLES

J.NUESE,”ARefinedStep-RecoveryTechniqueforMeasuringMinorityCarrierLifetimesandRelatedParametersinAsymmetricp-nJunctionDiodes”.IEEE,NO.3,1971E.M.Pell,”RecombinationRateinGermaniumbyObservationofPulsedReverseCharacteristic”PhysicsRevies,Vol90,Num2.1953.4崔國慶等，階越反向恢復(fù)法測量PIN二極管少子壽命，電子器件，2004.12崔國慶，王建華，黃慶安，秦明，PIN二極管少子壽命測試方法，電子器件，2004.6王渭源，用階越恢復(fù)法測定砷化鎵結(jié)型（p-n和m-s結(jié)）兩極管的載流子壽命，物理學(xué)報，1979.5HarmonicGeneration,Rectification,andLifetimeEvaluationwiththeStepRecoveryDiode.StewartM.Krakauert,member,IRE望道中期報告參考文獻(xiàn)劉恩科，朱秉升，羅晉生等，半導(dǎo)體物理學(xué)（第6版），北望道中期報告Q&AThankyou!!望道中期報告Q&AThankyou!!Steppnjunction望道中期報告Steppnjunction望道中期報告正向偏壓下的pn結(jié)望道中期報告正向注入非平衡載流子正向偏壓時pn結(jié)勢壘變化正向偏壓下的pn結(jié)望道中期報告正向注入非平衡載流子正向偏壓時望道中期報告反向偏壓下的pn結(jié)pn結(jié)的反向抽取作用

望道中期報告反向偏壓下的pn結(jié)pn結(jié)的反向抽取作用方波脈沖測量望道中期報告存儲時間，下降時間可用公式取近似由電荷控制方程出發(fā)：正弦信號

測量測量GaAs時,還要除去電容性導(dǎo)電的影響方波脈沖測量望道中期報告存儲時間，下降時間可用公式取近似由Si（方波脈沖）—改變串聯(lián)電阻望道中期報告考慮到電源內(nèi)阻的影響，實驗中將串聯(lián)電阻固定為R=300并消除了過充電流影響。

Si（方波脈沖）—改變串聯(lián)電阻望道中期報告考慮到電源內(nèi)阻的影Si(方波脈沖)—改變正向電壓望道中期報告V(f)

V(r)

Ts/ln(1+If/Ir)

If/Ir51948.12.344.61931.62.184.21942.91.943.81957.81.713.41967.41.5031981.01.272.61986.11.062.211004.40.831.811026.70.591.411011.10.3811833.40.16Si(方波脈沖)—改變正向電壓望道中期報告V(f)V(r)Si(方波脈沖)—改變反向電壓望道中期報告V(f)

V(r)

Ts/ln(1+If/Ir)

If/Ir

55830.40.7154.6838.20.7754.2837.70.8353.8856.40.9053.4859.50.9953879.31.0952.6881.61.252.2895.51.351.8909.51.651.4926.01.951948.12.3Si(方波脈沖)—改變反向電壓望道中期報告V(f)V(r)406057.79E-070.2260.2540604.57.75E-070.2260.26406047.62E-070.2260.2740603.57.44E-070.2260.28406037.17E-070.2260.2940602.56.93E-070.2260.33406025.89E-070.2260.3640601.53.22E-070.2260.3740601-3.54E-070.2260.49Si(正弦信號)—串聯(lián)電阻和改變幅值望道中期報告考慮電源內(nèi)阻，串聯(lián)電阻影響可忽略滿足條件（前五組）增大幅值，結(jié)果接近方波脈沖406057.79E-070.2260.2540604.57Si(正弦波)—改變頻率望道中期報告

f/kHzVfVrtwtIf/Ir5103.843750.258.55E-070.053730.065045153.843750.3758.55E-070.080590.097565203.843750.531259.09E-070.114170.138215253.843750.656258.98E-070.141030.170735303.843750.781258.91E-070.167890.203255353.843750.8758.55E-070.188040.227645403.8437518.55E-070.214910.260165453.843751.093758.31E-070.235050.284555503.843751.218758.34E-070.261920.31707小結(jié)：正弦波測量結(jié)果與方波脈沖比較相對偏小，對公式的來源及其準(zhǔn)確程度還有待進(jìn)一步推導(dǎo)。該測量結(jié)果只能給出近似。Si(正弦波)—改變頻率望道中期報告f/kHzVfVrtw半導(dǎo)體太陽能電池受輻照后的少子壽命

06300190086周敏物理學(xué)系指導(dǎo)老師：陸昉望道中期報告半導(dǎo)體太陽能電池受輻照后的少子壽命

06300190086研究目的意義實驗原理初步的實驗結(jié)果下一步的研究計劃望道中期報告研究目的意義望道中期報告方波脈沖測量望道中期報告存儲時間，下降時間可用公式取近似方波脈沖測量望道中期報告存儲時間，下降時間可用公式取近似正弦信號

測量望道中期報告在滿足條件

下可由公式得出少數(shù)載流子壽命

。.測量GaAs時,還要除去電容性導(dǎo)電的影響正弦信號測量望道中期報告在滿足條件測量GaAs時,還要望道中期報告實驗電路圖方波脈沖可變參量:串聯(lián)電阻正向偏壓反向偏壓正弦波可變參量串聯(lián)電阻信號幅值信號頻率我們先測量普通Si二極管的少數(shù)載流子壽命然后測GaAs太陽能電池pn結(jié)實驗電路圖R望道中期報告實驗電路圖方波脈沖可變參量:實驗電路圖RSi(方波脈沖)—改變正反向電壓結(jié)果望道中期報告實驗誤差的來源有公式的擬合。取反向V(r)

正向V(f)

5830.45948.14.6838.24.6931.64.2837.74.2942.93.8856.43.8957.83.4859.53.4967.43879.339812.6881.62.6986.12.2895.52.21004.41.8909.51.81026.71.49261.41011.11948.11833.4TSi(方波脈沖)—改變正反向電壓結(jié)果望道中期報告實驗誤差的來望道中期報告結(jié)果分析：改變電阻對結(jié)果影響不大。所采用的擬合公式本來就不是精確解，從電荷控制方程出發(fā)對邊界條件的選取都是近似，文獻(xiàn)指出從連續(xù)性方程出發(fā)可得精確解，但含不易測量參數(shù)。取對每一組正反向電壓曲線求解，誤差大。線形擬合，正反向電壓線形擬合結(jié)果有差別，正向擬合線形好。所有的方波脈沖實驗表明，此Si樣品的少數(shù)載流子壽命能確定在900~1000ns望道中期報告結(jié)果分析：改變電阻對結(jié)果影響不大。所采用的擬合公

57.79E-07108.55E-074.57.75E-07158.55E-0747.62E-07209.09E-073.57.44E-07258.98E-0737.17E-07308.91E-072.56.93E-07358.55E-0725.89E-07408.55E-071.53.22E-07458.31E-071-3.54E-07508.34E-07Si(正弦信號)—改變幅值和頻率望道中期報告考慮電源內(nèi)阻，串聯(lián)電阻影響可忽略滿足條件（前五組）增大幅值，結(jié)果接近方波脈沖。頻率影響不大，可用該法測GaAs二極管。57.79E-07108.55E-074.57.75GaAs(方波脈沖)：沒有反向存儲時間，不能測量！望道中期報告GaAs(方波脈沖)：沒有反向存儲時間，不能測量！望道中GaAs(正弦波)—改變頻率、電阻望道中期報告電容影響效應(yīng)很大

GaAs(正弦波)—改變頻率、電阻望道中期報告電容影響效應(yīng)很GaAs-正弦信號測量結(jié)果望道中期報告REpf(kHz)wtIr/If20581.31E-060.06560.0841140581.45E-060.07280.0933360581.80E-060.09070.11628

60581.80E-060.09070.1162860481.49E-060.07480.10318

60551.73E-060.054420.0697760561.43E-060.053790.0689760571.44E-060.063490.081460581.62E-060.081630.1046560591.60E-060.09070.11628605101.88E-060.11791086E-060.128470.16471所有的數(shù)據(jù)都滿足條件

由于電容效應(yīng)很大導(dǎo)致讀取數(shù)據(jù)的困難，會引進(jìn)很大誤差。實驗選取幅值最大，電阻和頻率可調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài)進(jìn)行測量。因此，估計該GaAs樣品的少子壽命1.5~2usGaAs-正弦信號測量結(jié)果望道中期報告REpf(kHz)wt下一步研究計劃用正弦信號測量受不同輻照的GaAs太陽能電池樣品的少數(shù)載流子壽命，分析輻照對其壽命的影響以為進(jìn)一步研究其與太陽能電池效率關(guān)系參閱文獻(xiàn)就正弦信號測量二極管少數(shù)載流子壽命的原理可從理論上分析試驗結(jié)果及誤差，改進(jìn)測量結(jié)果望道中期報告下一步研究計劃用正弦信號測量受不同輻照的GaAs太陽能電池樣參考文獻(xiàn)劉恩科，朱秉升，羅晉生等，半導(dǎo)體物理學(xué)（第6版），北京：電子工業(yè)出版社，2003.8劉樹林，張華曹，柴常春，半導(dǎo)體器件物理，北京：電子工業(yè)出版社，2005.2RAYMONDH.DEAN,CHARLES

J.NUESE,”ARefinedStep-RecoveryTechniqueforMeasuringMinorityCarrierLifetimesandRelatedParametersinAsymmetricp-nJunctionDiodes”.IEEE,NO.3,1971E.M.Pell,”RecombinationRateinGermaniumbyObservationofPulsedReverseCharacteristic”PhysicsRevies,Vol90,Num2.1953.4崔國慶等，階越反向恢復(fù)法測量PIN二極管少子壽命，電子器件，2004.12崔國慶，王建華，黃慶安，秦明，PIN二極管少子壽命測試方法，電子器件，2004.6王渭源，用階越恢復(fù)法測定砷化鎵結(jié)型（p-n和m-s結(jié)）兩極管的載流子壽命，物理學(xué)報，1979.5HarmonicGeneration,Rectification,andLifetimeEvaluationwiththeStepRecoveryDiode.StewartM.Krakauert,member,IRE望道中期報告參考文獻(xiàn)劉恩科，朱秉升，羅晉生等，半導(dǎo)體物理學(xué)（第6版），北望道中期報告Q&AThankyou!!望道中期報告Q&AThankyou!!Steppnjunction望道中期報告Steppnjunction望道中期報告正向偏壓下的pn結(jié)望道中期報告正向注入非平衡載流子正向偏壓時pn結(jié)勢壘變化正向偏壓下的pn結(jié)望道中期報告正向注入非平衡載流子正向偏壓時望道中期報告反向偏壓下的pn結(jié)pn結(jié)的反向抽取作用

望道中期報告反向偏壓下的pn結(jié)pn結(jié)的反向抽取作用方波脈沖測量望道中期報告存儲時間，下降時間可用公式取近似由電荷控制方程出發(fā)：正弦信號

測量測量GaAs時,還要除去電容性導(dǎo)電的影響方波脈沖測量望道中期報告存儲時間，下降時間可用公式取近似由Si（方波脈沖）—改變串聯(lián)電阻望道中期報告考慮到電源內(nèi)阻的影響，實驗中將串聯(lián)電阻固定為R=300并消除了過充電流影響。

Si（方波脈沖）—改變串聯(lián)電阻望道中期報告考慮到電源內(nèi)阻的影Si(方波脈沖)—改變正向電壓望道中期報告V(f)

V(r)

Ts/ln(1+If/Ir)

If/Ir51948.12.344.61931.62.184.21942.91.943.81957.81.713.41967.41.5031981.01.272.61986.11.062.211004.40.831.811026.70.591.411011.10.3811833.40.16Si(方波脈沖)—改變正向電壓望道中期報告V(f)V(r)Si(方波脈沖)—改變反向電壓望道中期報告V(f)

V(r)

Ts/ln(1+If/Ir)

If/Ir

55830.40.7154.6838.20.7754.2837.70.8353.8856.40.9053.4859.50.9953879.31.0952.6881.61.252.2895.51.351.8909.51.651.4926.01.95