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1、93學年學年(上上)大葉大學電機系薄膜太陽能電池技術大葉大學電機系薄膜太陽能電池技術(選選)期末考期末考1/7/2004答案卷答案卷授課老師:姚品全 教授學生:姜穎宏學號:E9303007班級:電機碩士在職專班 光電組= 1 若不考慮地球大氣層對太陽光的吸收和散射效應，太陽照射在地球地面上每平方公尺的能量約為 1360 焦耳/秒（太陽常 數） ，因此 太陽常數（）同距離（）的平方成反比，即是 正比於；地球同太陽的距離是 150Million-Km，Mars 同太陽的距離是 228 Million-Km；Mercury 同太陽的距離是 58Million-Km； 設地球接受到的太陽常數；Mars
2、 接受到的太陽常數; 3Mercury 接受到的太陽常數 ；constant；利用簡單的正比例方法，得 150 ；&；228 ；&；58 3 1360；解方程=1360*(150/228)2=588.64 w/m-Mars solar constantAnswer1。 3=1360*(150/58)2=9096.314 w/m-Mercury solar constantAnswer2。-1360 w/m-Earthsolar constantAnswer3。= 2 Air mass=1/cos=1/cos60=1/(1/2)=2-Answer。=3 Answer:以表面原子密度來談應以(11
3、0)平面最小，離子佈植會受原子碰撞與阻礙較小，故以(d)圖(110)平面最佳Answer。=44ff(E)=1/(1+exp(E-Ef)/KT)=1/(1+exp(0.4/0.0259)=2X10-7-在費米能階以上被電子佔據的機率Answer。=55 T=300K,查表得知mn*=1.08x9.11x10-31kg, m p*=0.56x9.11x10-31kgNc=2(2mn*KT/h2)3/2=2(2x3.14x1.08x9.11x10-31x0.0259/(4.135x10-15x6.625x10-34)3/2=2.82x1025m-3=2.82x1019cm-3Answer1。Nv=
4、2(2mp*KT/h2)3/2=2(2x3.14x0.56x9.11x10-31x0.0259/(4.135x10-15x6.625x10-34)3/2=1.04x1025m-3=1.04x1019cm-3Answer2。ni2= N cNvexp-Eg/KT= 2.82x1019cm-3x1.04x1019cm-3xexp-1.1/0.0259ni=1.03x1010cm-3-Answer3.=66T=300K,NA=1024d/m3=1018cm-3,N D=1022d/m3=1016cm-3,ni=1.5x1010cm-3(a).zero biasV=0, Vbi=KT/q*ln(NAN
5、D/ ni2)=0.0259*ln(1018x1016/(1.5 x1010)2)=0.814eV,W=2ES/q*(NA+ ND)/ NAND)* (Vbi)1/2=2*11.7*8.85*10-14/(1.6*10-19)*( 1018+1016)/ (1018*1016)* (0.814)1/2=3.26x10-5cmAnswer。Xn=2ESVbi/q*(NA)/ ND*1/ (NA+ ND)1/2=3.23 x10-5cmEmax=-q*ND*Xn /ES=-(1.6*10-19)* 1016*3.23 x10-5/(11.7*8.85*10-14)=-4.991*104V/cm -
6、 Answer。 C=ES/W=11.7*8.85*10-14/3.26x10-5cm=3.174*10-8F/cm-Answer(b).forward biasVf=0.4,3.26x10-5cmW=2ES/q*(NA+ ND)/ NAND)* (Vbi)1/2=2*11.7*8.85*10-14/(1.6*10-19)*( 1018+1016)/ (1018*1016)* (0.814)1/2=3.26x10-5cm-(因順向偏壓,所以等同 0 偏壓)-Answer。Emax=-2(Vbi-Vf)/W=-2*(0.814-0.4)eV/3.26x10-5cm =-2.538*104V/cm
7、- Answer。 C=ES/W=11.7*8.85*10-14/3.26x10-5cm=3.174*10-8F/cm-(因順向偏壓,所以等同 0 偏壓)- Answer。(c).reverseVr=10 W=2ES/q*(NA+ ND)/ NAND)* (Vbi+Vr)1/2=2*11.7*8.85*10-14/(1.6*10-19)*( 1018+1016)/ (1018*1016)* (0.814+10)1/2=1.19x10-4cm-Answer。Emax=-2(Vbi+Vr)/W=2*(0.814+10)/1.19x10-4cm=-1.82*105V/cm- Answer。 C=ES
8、/W=11.7*8.85*10-14/(1.19x10-4)cm=8. 71*10-9F/cm-(因順向偏壓,所以等同 0 偏壓)- Answer。=7 對理想太陽能電池 P=IV=0.6V*3.3A=1.98 W/100cm2=198W/m2=198/1K*100%=19.8%-Answer。 = 8 . =9 就單晶矽太陽電池之製造方步驟如下:=10(a)Voc=(0.6+0.55)/2=0.575V,Isc=1.3+1.0=2.3A-Answer。(b)Voc=(0.6+0.55) =1.15V,Isc=(1.3+1.0)/2=1.15A-Answer。 =11when 90% absorbed,we getIv(X)/ Io(X)=exp(-ax)=0.1X=1/a*(10) (a).when hv=1.7eVa=104cm1代入X=1/104*(10)=2.3m-
