半导体平带电势正负代表什么

相对于零电势的电势高低。

正号表示电势大于零电势，负号表示电势小于零电势。负电势小于正电势，电势的正负不是绝对的，电势的正负零电势点的选取有关。

半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。

从能量的角度：费米能级是化学势，定义为系统增加一个电子引起自由能的变化。热平衡时由于吉布斯函数取极值，那多元系的化学势必须相同，也就是说费米能级相同。

从电子填充的角度：由于电子能级填充满足费米狄拉克分布，那么大于0K情况下填充概率为0.5时的能量就是费米能级。这是半导体中常用考虑的角度。

接触时由于电子能量的差异，电子会从费米能级高的地方流向费米能级低的地方。那么，费米能级低的地方由于负电势-V的存在，整体能量上升U=(-e)(-V)=eV，直到费米能级平齐，此时接触电势差V等于功函数之差。

当接触时费米能级对齐，半导体的结区能带弯曲。能带弯曲同样可以有两种理解方式：

从能量的角度：

从电子填充的角度：假设电子从半导体跑向金属表面，半导体表面电荷减少导致费米能级会更接近于价带。也就是说导带和价带会往上弯曲。

从能量的角度：正电荷分布于半导体表面，建立一个从半导体体内到界面的电场，因此表面电势相对于体内更低，能带向上弯曲。

光生伏特效应简称为光伏效应,指光照使不均匀半导体或半导体与金属组合的不同部位之间产生电位差的现象.太阳能电池是一种近年发展起来的新型的电池.太阳能电池是利用光电转换原理使太阳的辐射光通过半导体物质转变为电能的一种器件,这种光电转换过程通常叫做“光生伏打效应”,因此太阳能电池又称为“光伏电池”,用于太阳能电池的半导体材料是一种介于导体和绝缘体之间的特殊物质,和任何物质的原子一样,半导体的原子也是由带正电的原子核和带负电的电子组成,半导体硅原子的外层有4个电子,按固定轨道围绕原子核转动.当受到外来能量的作用时,这些电子就会脱离轨道而成为自由电子,并在原来的位置上留下一个“空穴”,在纯净的硅晶体中,自由电子和空穴的数目是相等的.如果在硅晶体中掺入硼、镓等元素,由于这些元素能够俘获电子,它就成了空穴型半导体,通常用符号P表示；如果掺入能够释放电子的磷、砷等元素,它就成了电子型半导体,以符号N代表.若把这两种半导体结合,交界面便形成一个P－N结.太阳能电池的奥妙就在这个“结”上,P－N结就像一堵墙,阻碍着电子和空穴的移动.当太阳能电池受到阳光照射时,电子接受光能,向N型区移动,使N型区带负电,同时空穴向P型区移动,使P型区带正电.这样,在P－N结两端便产生了电动势,也就是通常所说的电压.这种现象就是上面所说的“光生伏打效应”.如果这时分别在P型层和N型层焊上金属导线,接通负载,则外电路便有电流通过,如此形成的一个个电池元件,把它们串联、并联起来,就能产生一定的电压和电流,输出功率.制造太阳电池的半导体材料已知的有十几种,因此太阳电池的种类也很多.目前,技术最成熟,并具有商业价值的太阳电池要算硅太阳电池.太阳能电池就是利用光伏效应将太阳能直接转换为电能的一种装置.常规太阳电池简单装置如左图所示.当N型和P型两种不同型号的半导体材料接触后,由于扩散和漂移作用,在界面处形成由P型指向N型的内建电场.当光照在太阳电池的表面后,能量大于禁带宽度的光子便激发出电子和空穴对,这些非平衡的少数载流子在内电场的作用下分离开,在电池的上下两极累积,这样电池便可以给外界负载提供电流.

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