扩散长度

与复合率相关的第二个参数是“少数载流子扩散长度”，是载流子从产生点到复合点的平均距离。正如我们将在下一章中看到的，扩散长度与收集概率密切相关。

少数载流子寿命和扩散长度很大程度上取决于半导体中复合过程的类型和量级。对于许多类型的硅基太阳能电池，SRH 复合是主要的复合机制。复合率将取决于材料中存在的缺陷数量，因此掺杂半导体时会增加太阳能电池中的缺陷。掺杂也会增加 SRH 复合率。此外，由于俄歇复合在重掺杂和被激发材料中更容易发生，因此随着掺杂的增加，复合过程本身也会增强。用于制造半导体硅片的方法和加工方式也对扩散长度有重大影响

高效多晶 PERL 太阳能电池的色卡。该百分比是指光生载流子的部分。一个区域与另一区域之间的变化是由于多晶材料中的晶粒边界导致的太阳能电池中的扩散长度的不同

在硅材料中，寿命可高达 1 毫秒。对于单晶硅太阳能电池，扩散长度通常为 100-300 µm。这两个参数代表了材料的质量和作为太阳能电池的适用性。

扩散长度与载流子寿命通过扩散率产生关联，计算公式如下：

$$L=\sqrt{D \tau}$$,

其中：
L 为扩散长度；
D 是扩散率，
τ 是以秒为单位的寿命。

扩散率是衡量一组粒子填充空间的速度的指标，在“扩散”页面上有更详细的描述。扩散率通常以 cm²/s 为单位，寿命以秒为单位，因此上述公式将以厘米为单位给出扩散长度。然而，硅基太阳能电池中的扩散长度通常以微米 (μm) 为单位。将结果乘以 10,000 (10⁴) 将厘米转换为微米。

下面的计算器提供了一种使用更为熟悉的单位，来在寿命和扩散长度之间进行转换的方法。扩散率可以在 附录中找到。

少数载流子扩散长度到寿命的转换