光伏材料理化實用基礎

上篇光伏材料物理實用基礎篇 / 1
模塊一光伏材料基礎2
1.1光伏材料的分類2
1.1.1硅材料2
1.1.2化合物半導體薄膜材料3
1.2半導體材料的物理特性4
1.2.1半導體材料的共性4
1.2.2硅材料的特殊物理性質(zhì)4
1.2.3化合物半導體材料的特殊性質(zhì)5
實訓一采用四探針測試儀測量硅材料的電阻7
思考題8
模塊二晶體結(jié)構(gòu)與缺陷9
2.1晶體的構(gòu)造9
2.1.1晶體與非晶體9
2.1.2晶體的格子構(gòu)造9
2.1.3晶胞與14種空間結(jié)構(gòu)9
2.2晶體的特性11
2.2.1晶體的規(guī)則外形11
2.2.2晶體的固定熔點11
2.2.3晶體的各向異性12
2.2.4晶體的解理性13
2.2.5晶體的穩(wěn)定性13
2.3典型的晶體結(jié)構(gòu)13
2.3.1晶體的分類13
2.3.2半導體材料的典型結(jié)構(gòu)13
2.4晶面、晶向15
2.4.1晶面指數(shù)15
2.4.2晶向指數(shù)15
2.4.3晶面間距15
2.4.4晶面夾角15
2.5晶體缺陷16
2.5.1點缺陷16
2.5.2線缺陷17
2.5.3面缺陷17
2.5.4體缺陷19
實訓二采用X射線衍射法測試硅片的表面取向19
思考題20
模塊三雜質(zhì)與缺陷能級21
3.1能帶的形成21
3.1.1電子的共有化21
3.1.2能級、能帶、能隙21
3.1.3導體、半導體、絕緣體的能帶結(jié)構(gòu)22
3.2半導體中的雜質(zhì)與摻雜22
3.2.1半導體純度的表示22
3.2.2半導體的雜質(zhì)效應及影響22
3.2.3半導體的摻雜與型號23
3.2.4電子、空穴的產(chǎn)生24
實訓三傅里葉紅外光譜儀測試硅晶體中雜質(zhì)含量24
思考題25
模塊四熱平衡狀態(tài)下的載流子和非平衡狀態(tài)下的載流子26
4.1熱平衡狀態(tài)下的載流子26
4.1.1費米分布函數(shù)26
4.1.2狀態(tài)密度27
4.1.3導帶電子濃度和價帶空穴濃度27
4.1.4本征半導體的載流子濃度28
4.1.5摻雜半導體的載流子濃度28
4.2非平衡狀態(tài)下的載流子29
4.2.1非平衡載流子的產(chǎn)生與復合29
4.2.2非平衡載流子的壽命30
實訓四采用少子壽命儀測量硅片的少子壽命30
思考題31
模塊五P-N結(jié)32
5.1P-N結(jié)的形成32
5.1.1載流子的擴散運動32
5.1.2載流子的飄移運動32
5.2P-N結(jié)的制備及雜質(zhì)分布圖33
5.3P-N結(jié)的能帶結(jié)構(gòu)及接觸電勢33
5.4P-N結(jié)的特性34
5.4.1P-N結(jié)的電流電壓特性34
5.4.2P-N結(jié)的電容特性34
5.4.3P-N結(jié)的擊穿效應34
5.4.4P-N結(jié)的光伏效應35
思考題35
下篇光伏材料化學實用基礎篇 / 36
模塊六光伏材料化學特性37
6.1硅及其重要化合物37
6.1.1硅37
6.1.2二氧化硅41
6.1.3氮化硅42
6.1.4碳化硅42
6.1.5四氯化硅43
6.1.6三氯氫硅43
6.1.7硅酸44
6.1.8硅烷44
6.1.9鍺45
6.2GaAs45
6.3CdTe薄膜材料的工藝化學原理46
思考題47
模塊七外延工藝化學原理48
7.1外延工藝中氣相拋光原理48
7.2外延生長的化學原理49
7.3氫氣的純化50
7.3.1分子篩純化氫氣的原理50
7.3.2分子篩的類型和組成50
7.3.3分子篩的特性51
7.3.4分子篩的再生51
7.4常用的脫水劑(干燥劑)51
7.5脫氧劑——105催化劑52
7.6鈀管的純化原理53
7.7氫氣中其他雜質(zhì)的凈化劑53
模塊八化學清洗及純水的制備54
8.1化學清洗54
8.1.1硅片表面沾污的雜質(zhì)54
8.1.2化學清洗的原理55
8.1.3硅片清洗的一般步驟及注意事項60
8.2純水的制備60
模塊九硅片表面的化學機械拋光62
9.1表面拋光的分類62
9.2表面拋光的原理62
9.2.1鉻離子化學機械拋光62
9.2.2二氧化硅膠體化學機械拋光62
模塊十半導體材料化學腐蝕原理64
10.1化學腐蝕的原理64
10.1.1半導體材料的腐蝕64
10.1.2二氧化硅的腐蝕65
10.1.3氮化硅的腐蝕66
10.1.4金屬的腐蝕66
10.2影響化學腐蝕的因素68
模塊十一擴散制結(jié)化學原理70
11.1擴散基本理論70
11.1.1擴散雜質(zhì)的選擇70
11.1.2擴散原理71
11.2磷擴散化學原理73
11.2.1液態(tài)源73
11.2.2氣態(tài)源75
11.2.3固態(tài)源75
11.3硼擴散化學原理75
11.3.1液態(tài)源76
11.3.2固態(tài)源77
11.3.3氣態(tài)源77
模塊十二刻蝕工藝化學原理79
12.1光刻79
12.2聚乙烯醇肉桂酸酯光刻膠80
12.3光刻工藝的化學原理82
12.4其他光致抗蝕劑的介紹84
模塊十三表面鈍化和鍍減反射膜的化學原理88
13.1二氧化硅鈍化膜88
13.2磷硅玻璃鈍化膜91
13.3氮化硅鈍化膜92
13.4三氧化二鋁鈍化膜94
模塊十四絲網(wǎng)印刷98
14.1絲網(wǎng)印刷的漿料組成98
14.2絲網(wǎng)印刷制備電極的原理99
14.3絲網(wǎng)印刷化學品的防護101
模塊十五化學儲能電池104
15.1鉛酸蓄電池104
15.2鋰離子電池107
15.3鎳氫電池108
參考文獻110