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　　光生伏特效應(yīng)

　　PN結(jié)由p區(qū)和n區(qū)構(gòu)成，p區(qū)多數(shù)載子為空穴（＋），n區(qū)多子為電子（－），結(jié)合在一起之后結(jié)合處空穴與電子復(fù)合形成一定寬度的耗盡區(qū)，同時p區(qū)一段距離內(nèi)留下不能移動的負電荷，n區(qū)一段距離內(nèi)留下不能移動的正電荷，這一段耗盡區(qū)又稱為空間電荷區(qū)，內(nèi)形成電場，方向從n區(qū)指向p區(qū)。電場力量導(dǎo)致載流子的漂移運動，電子p－》n，空穴n－》p，而本身p和n區(qū)的載流子濃度又造成相應(yīng)的擴散運動，電子n－》p，空穴p－》n，這兩種運動會達成一定的平衡。

　　故無光照時，硅電池是不帶電的；光照時，當光子能量大于禁帶寬度的光垂直照射在PN結(jié)上時，會產(chǎn)生電子空穴對。在內(nèi)建電場的作用下，電子空穴對發(fā)生漂移運動，打破了兩種運動的平衡，形成了N型流向P型的光生電流I1，從而導(dǎo)致形成了P型指向N型的光生電場及光生電勢。（但所形成的光生電場與內(nèi)建電場相反，使得擴散電流大于漂移電流，從而產(chǎn)生了凈的正向電流If。）此時光照時流過外加負載的電流為I = I1 - If。

　　方塊電阻的定義

　　擴散層的方塊電阻又叫做方塊電阻，用RS或R□來表示。它表示表面為正方形的擴散薄層，在電流方向上所呈現(xiàn)出來的電阻。由電阻公式

　（1）

　　可知，方塊電阻表達式可以寫成：

�。�2）　

　　式中、 分別為擴散薄層的平均電阻率和平均電導(dǎo)率。d薄層厚度（即結(jié)深）。為了表示方塊電阻不同于一般的電阻，其單位用（歐姆/方塊）或Ω/□表示。

　　我們知道，在雜質(zhì)均勻分布的半導(dǎo)體中，假設(shè)在室溫下雜質(zhì)已經(jīng)全部電離，則半導(dǎo)體中多數(shù)載流子濃度就可以用凈雜質(zhì)濃度來表示。對于擴散薄層來說，在擴散方向上各處的雜質(zhì)濃度是不相同的，載流子遷移率也是不同的。但是當我們使用平均值概念時，擴散薄層的平均電阻率 與平均雜質(zhì)濃度 應(yīng)該有這樣的關(guān)系：

　�。�3）

　　式中q為電子電荷電量； 為平均雜質(zhì)濃度； 為平均遷移率。把（3）式代入（2）式，可以得到：

　�。�4）

　　為單位面積擴散層內(nèi)的摻雜劑總量。由（4）式 可以看到，方塊電阻與單位面積擴散層內(nèi)的凈雜質(zhì)總量 成反比。因此 的數(shù)值就直接反映了擴散后在硅片內(nèi)的雜質(zhì)量的多少，也就是說一片擴散后的電池片其表面方塊電阻的均勻性直接反應(yīng)了擴散雜質(zhì)濃度的均勻性。

　　方塊電阻對短波響應(yīng)的影響

　　有實驗表明隨著方塊電阻的增大（33～75Ω），短波響應(yīng)總體趨勢提高。分析方塊電阻對短波響應(yīng)的影響需要深入分析ND和d對短波響應(yīng)的影響。方塊電阻的提高，可以是結(jié)越來越淺，也可以是磷濃度的降低。結(jié)越來越淺，提高少數(shù)載流子的壽命和收集率，特別是使高能量的光子在表面層產(chǎn)生的光生空穴在達到勢壘區(qū)之前不被大量填隙磷原子、位錯和缺陷復(fù)合掉，“死層”對太陽電池的負影響越來越小，提高了短波響應(yīng)。磷和硅的共價半徑分別為1.67A和 1.18A，磷擴散進入硅晶體作為填隙原子，必然產(chǎn)生應(yīng)力。隨著磷濃度的增加，應(yīng)力越來越大，當應(yīng)力大到超過斷裂應(yīng)力，在硅單晶的《100》面上產(chǎn)生位錯網(wǎng)絡(luò)。磷位錯網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生了大量體非對稱Shockley-Read-Hall（SRH）復(fù)合中心，體載流子壽命降低，電池光譜響應(yīng)變差。