太陽電池、LED和二極管的原理

內容概要

本書從半導體物理的基本概念出發(fā)，以pn結為基礎全面介紹了理解太陽電池和發(fā)光二極管（LED）工作原理所需要的物理概念。對光子發(fā)射和吸收的理論有比較深入的闡述。將LED和太陽電池所涉及的半導體材料、電子和光學知識進行有機整合，對兩種器件的結構、制作、各種因素對器件性能的影響等給出了深入淺出的講解。
書中既有物理基礎的論述，又十分注重應用，每章結尾都給出了大量習題和推薦的擴展閱讀材料，是高等院校相關專業(yè)高年級本科生和研究生系統(tǒng)學習相關專業(yè)知識的良好教材，也可供從事太陽電池和LED研究和生產(chǎn)的人員閱讀與參考。

書籍目錄

前言
致謝
第1章半導體物理1
1.1引言1
1.2固體的能帶理論1
1.3KronigPenney模型2
1.4Bragg模型6
1.5有效質量7
1.6能帶中態(tài)的數(shù)目8
1.7能帶填充10
1.8費米能級和空穴11
1.9載流子濃度12
1.10半導體材料21
1.11半導體能帶圖22
1.12直接帶隙和間接帶隙半導體24
1.13非本征半導體28
1.14半導體中的載流子輸運32
1.15平衡和非平衡動力學35
1.16載流子擴散和愛因斯坦關系36
1.17準費米能級38
1.18擴散方程40
1.19陷阱和載流子壽命42
1.20合金半導體45
1.21小結47
擴展閱讀49
習題49
第2章PN結二極管54
2.1引言54
2.2二極管電流56
2.3接觸勢58
2.4耗盡近似60
2.5二極管方程65
2.6反向擊穿和齊納二極管76
2.7隧道二極管78
2.8產(chǎn)生/復合電流79
2.9歐姆接觸、肖特基勢壘及肖特基二極管81
2.10異質結89
2.11交流（AC）和暫態(tài)特性90
2.12小結92
擴展閱讀93
習題93
第3章光子發(fā)射和吸收98
3.1發(fā)光和吸收概述98
3.2光發(fā)射的物理99
3.3簡諧輻射體101
3.4量子描述102
3.5激子104
3.6雙電子原子107
3.7分子激子113
3.8能帶至能帶躍遷114
3.9光度學單位118
3.10小結121
擴展閱讀122
習題122
第4章太陽電池126
4.1引言126
4.2光吸收128
4.3太陽輻射129
4.4太陽電池的設計和分析130
4.5薄太陽電池135
4.6太陽電池的產(chǎn)生率和深度的函數(shù)138
4.7太陽電池效率141
4.8硅太陽電池技術：準備硅片145
4.9硅太陽電池技術：太陽電池的后處理148
4.10硅太陽電池技術：先進生產(chǎn)方法151
4.11薄膜太陽電池：非晶硅152
4.12碲化物/硒化物/硫化物薄膜太陽電池157
4.13高效多結太陽電池159
4.14太陽能聚光系統(tǒng)160
4.15小結161
擴展閱讀162
習題162
第5章發(fā)光二極管168
5.1引言168
5.2LED工作原理和器件結構169
5.3發(fā)射光譜172
5.4非輻射復合173
5.5光輸出耦合174
5.6GaAs LED177
5.7GaAs1-xPx LED178
5.8雙異質結AlxGa1-xAs LED179
5.9AlGaInP LED184
5.10Ga1-xInxN LED186
5.11增強外耦合和功率輸出的LED結構191
5.12小結195
擴展閱讀196
習題196
第6章有機半導體、OLED和太陽電池200
6.1有機電子學概述200
6.2共軛體系201
6.3聚合物OLED205
6.4小分子OLED209
6.5陽極材料212
6.6陰極材料212
6.7空穴注入層213
6.8電子注入層214
6.9空穴傳輸層214
6.10電子傳輸層217
6.11發(fā)光材料及過程218
6.12主體材料220
6.13熒光摻雜221
6.14磷光摻雜224
6.15有機太陽電池225
6.16有機太陽電池材料229
6.17小結231
擴展閱讀233
習題233
附錄238
附錄A物理常數(shù)238
附錄B半導體材料特性238
附錄C玻爾茲曼分布函數(shù)239

圖書封面

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