
【电】 surface recombination
surface; exterior; facade
【化】 surface
【医】 superficies; surface
recombine
在半导体物理学领域,"表面再结合"(Surface Recombination)指载流子(电子与空穴)在材料表面发生复合的现象。该过程直接影响半导体器件的效率,尤其在光伏和发光器件中尤为关键。以下是术语解析及专业解释:
表面(Surface)
指半导体材料与外界(如氧化层、金属电极或空气)接触的物理界面。表面态(Surface States)的存在会形成复合中心。
再结合(Recombination)
即载流子复合,指电子与空穴相遇后释放能量(以光子或声子形式),使载流子对消失的过程。表面再结合特指该过程发生于材料表面。
复合速率(Recombination Velocity)
表征表面再结合强度的关键参数,单位为 cm/s。高复合速率意味着更多载流子在表面湮灭,降低器件性能。
公式:
$$ S = frac{J{text{rec}}}{q Delta n} $$
其中 ( S ) 为复合速率,( J{text{rec}} ) 为复合电流密度,( q ) 为电子电荷,( Delta n ) 为过剩载流子浓度。
成因:
表面缺陷(如悬挂键)、污染或界面态会形成复合中心,捕获载流子并促进复合。
对器件的影响:
表面钝化(Surface Passivation)
通过沉积二氧化硅(SiO₂)、氮化硅(SiNₓ)或氧化铝(Al₂O₃)层覆盖表面态,减少复合中心。硅太阳能电池中,Al₂O₃钝化可将复合速率降至10 cm/s以下 。
化学处理
使用氢氟酸(HF)清洗硅表面以消除氧化层缺陷 。
界面工程
设计异质结结构(如PERC电池),将载流子限制在远离表面的体区内。
《半导体器件物理与工艺》(Physics of Semiconductor Devices)
S.M. Sze, Kwok K. Ng. Wiley, 2006. (经典教材,详述表面复合机制)
表面钝化技术综述
Agostinelli, G. et al. Solar Energy Materials & Solar Cells (2006)
国际光伏技术路线图(ITRPV)
年度报告分析表面钝化工艺的市场应用趋势
中文术语 | 英文术语 | 定义简述 |
---|---|---|
表面再结合 | Surface Recombination | 载流子在材料表面的复合现象 |
复合中心 | Recombination Center | 促进电子-空穴复合的缺陷态 |
表面钝化 | Surface Passivation | 减少表面缺陷的技术 |
复合速率 | Recombination Velocity | 表征表面复合效率的物理量 |
悬挂键 | Dangling Bonds | 表面未饱和化学键形成的缺陷态 |
以上内容综合半导体物理原理与工程实践,涵盖术语定义、物理模型及技术解决方案,为学术与工业领域提供权威参考。
“表面再结合”是一个在不同学科中可能存在不同含义的术语。由于未提供具体语境,以下为几种可能的解释方向:
可能指材料表面经过处理后与其他物质重新结合的过程。例如:
在半导体器件中,表面再结合(Surface Recombination) 指电子和空穴(载流子)在材料表面相遇并复合的现象。这会降低器件效率,常见于:
可能指分子在生物膜或界面的重新结合,例如:
在制造业中,可能涉及材料修复或层压工艺,如:
由于缺乏具体背景,以上仅为推测。建议补充以下信息以获取更精准的解释:
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