
【電】 surface recombination
surface; exterior; facade
【化】 surface
【醫】 superficies; surface
recombine
在半導體物理學領域,"表面再結合"(Surface Recombination)指載流子(電子與空穴)在材料表面發生複合的現象。該過程直接影響半導體器件的效率,尤其在光伏和發光器件中尤為關鍵。以下是術語解析及專業解釋:
表面(Surface)
指半導體材料與外界(如氧化層、金屬電極或空氣)接觸的物理界面。表面态(Surface States)的存在會形成複合中心。
再結合(Recombination)
即載流子複合,指電子與空穴相遇後釋放能量(以光子或聲子形式),使載流子對消失的過程。表面再結合特指該過程發生于材料表面。
複合速率(Recombination Velocity)
表征表面再結合強度的關鍵參數,單位為 cm/s。高複合速率意味着更多載流子在表面湮滅,降低器件性能。
公式:
$$ S = frac{J{text{rec}}}{q Delta n} $$
其中 ( S ) 為複合速率,( J{text{rec}} ) 為複合電流密度,( q ) 為電子電荷,( Delta n ) 為過剩載流子濃度。
成因:
表面缺陷(如懸挂鍵)、污染或界面态會形成複合中心,捕獲載流子并促進複合。
對器件的影響:
表面鈍化(Surface Passivation)
通過沉積二氧化矽(SiO₂)、氮化矽(SiNₓ)或氧化鋁(Al₂O₃)層覆蓋表面态,減少複合中心。矽太陽能電池中,Al₂O₃鈍化可将複合速率降至10 cm/s以下 。
化學處理
使用氫氟酸(HF)清洗矽表面以消除氧化層缺陷 。
界面工程
設計異質結結構(如PERC電池),将載流子限制在遠離表面的體區内。
《半導體器件物理與工藝》(Physics of Semiconductor Devices)
S.M. Sze, Kwok K. Ng. Wiley, 2006. (經典教材,詳述表面複合機制)
表面鈍化技術綜述
Agostinelli, G. et al. Solar Energy Materials & Solar Cells (2006)
國際光伏技術路線圖(ITRPV)
年度報告分析表面鈍化工藝的市場應用趨勢
中文術語 | 英文術語 | 定義簡述 |
---|---|---|
表面再結合 | Surface Recombination | 載流子在材料表面的複合現象 |
複合中心 | Recombination Center | 促進電子-空穴複合的缺陷态 |
表面鈍化 | Surface Passivation | 減少表面缺陷的技術 |
複合速率 | Recombination Velocity | 表征表面複合效率的物理量 |
懸挂鍵 | Dangling Bonds | 表面未飽和化學鍵形成的缺陷态 |
以上内容綜合半導體物理原理與工程實踐,涵蓋術語定義、物理模型及技術解決方案,為學術與工業領域提供權威參考。
“表面再結合”是一個在不同學科中可能存在不同含義的術語。由于未提供具體語境,以下為幾種可能的解釋方向:
可能指材料表面經過處理後與其他物質重新結合的過程。例如:
在半導體器件中,表面再結合(Surface Recombination) 指電子和空穴(載流子)在材料表面相遇并複合的現象。這會降低器件效率,常見于:
可能指分子在生物膜或界面的重新結合,例如:
在制造業中,可能涉及材料修複或層壓工藝,如:
由于缺乏具體背景,以上僅為推測。建議補充以下信息以獲取更精準的解釋:
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