方程(
2-5)称为电流密度方程,它表示 n 区中的空穴决定的电流密度等于空穴的漂移
分量与扩散分量的代数和。方程(
2-6)称为连续性方程,它表示在单位时间单位体积的半
导体中,空穴浓度的变化量等于净产生率(产生率减复合率)与空穴流密度梯度的代数和。
其中末项前的负号分别表示扩散流动方向和空穴浓度梯度方向及电流密度方向均相反。方程
(
2-7)(2-8)分别为 p 区中自由电子决定的电流密度方程和连续性方程。方程(2-9)称为
泊松方程,表示半导体中电势的空间分布和空间电荷的关系。
受照明的太阳电池被短路时,
p-n 结处于零偏压。这时,短路电路密度等于光电流密度,
而正比于入射光强,即:
Φ
∝
∝
=
ph
L
sc
N
J
J
二、光电压
由于光照而在电池两端出现的电压称为光电压,它像外加于
p-n 结的正偏压一样,与内
建电场方向相反,这光电压减低了势垒的高度,而且使耗尽区变薄。太阳电池开路状态的光
电压称为开路电压
oc
V
。
在开路状态下,有光照时,内建电场所分离的光生载流子形成由
n 区指向 p 区的光电流
L
J
,而太阳电池两端出现的光电压即开路电压
oc
V
却产生由
p 区指向 n 区的正向结电流
D
I
。
在稳定光照时,光电流恰好正和正向结电流相等(
D
L
J
J
=
)。
p-n 结的正向电流可由下式
得出
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
=
−
1
0
AkT
qV
D
e
J
J
(2-10)
于是有
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
=
−
1
0
AkT
qV
L
oc
e
J
J
(2-11)
两边取对数整理后,当
1
→
A
时,得
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
+
=
1
ln
0
J
J
q
AkT
V
L
oc
(2-12)
在
AM 1 条件下,
1
0
>>
J
J
L
,所以
0
ln
J
J
q
AkT
V
L
oc
=
(2-13)
显然,
oc
V
随
L
J
的增加而增加,随
0
J
的增加而减少。似乎开路电压也随着曲线理想因
子
A 增加而增加,实际上 A 因子的增加,也是与
0
J
的增加有关,所以总的来说,
A 因子大