ФИзика 3 курс Ширина запрещенной зоны для кремния 1.1эв.Подсчитайте оптимальную длину излучения для фотоэлектрической генерации в СЭ из кремния

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для фотоэлектрической генерации в СЭ из кремния необходимо использовать излучение с энергией, превышающей ширину запрещенной зоны. Для кремния ширина запрещенной зоны составляет 1.1 эВ.

Оптимальная длина излучения для фотоэлектрической генерации можно найти по формуле:

λ = hc / E

где:
λ - длина волны излучения,
h - постоянная Планка (6.626 x 10^-34 Дж*с),
c - скорость света в вакууме (3 x 10^8 м/с),
E - энергия фотона излучения.

Энергия фотона излучения равна разности между энергией проваленного состояния валентной зоны и энергией верхнего уровня запрещенной зоны:

E = E_gap - E_b

E_gap = 1.1 эВ

Для кремния можно взять энергию уровня Ферми (Е_F) в качестве энергии верхнего уровня запрещенной зоны. Для кремния Е_F примерно равна 0.45 эВ.

Тогда:

E = 1.1 - 0.45 = 0.65 эВ

Подставляем значения в формулу для длины волны излучения:

λ = (6.626 x 10^-34 * 3 x 10^8) / (0.65 x 1.6 x 10^-19 ) = 1.24 мкм

Таким образом, оптимальная длина излучения для фотоэлектрической генерации в кремнии составляет 1.24 мкм.