能帶理論用單電子近似方法研究固體中電子能譜的理論。它是在用量子力學(xué)研究物質(zhì)的電導(dǎo)理論的過程中發(fā)展起來的。關(guān)于固體中電子能量狀態(tài)的早的理論是金屬自由電子論。 [4]
實(shí)際上,晶體是由大量的原子組成,每個(gè)原子又包含原子核及許多電子,它們之間存在著相互作用,每一個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)都受到原子核及其他電子的影響。
要研究一個(gè)電子的運(yùn)動(dòng),嚴(yán)格說來,必須寫出這個(gè)包含大量原子核及電子的多體系統(tǒng)的薛定諤方程,并求出此方程的解。但是要求出其嚴(yán)格解是很困難的,通常采用單電子近似方法,把多體問題簡(jiǎn)化為單電子問題進(jìn)行研究。這種近似方法包括兩個(gè)步驟:步,假設(shè)晶體中的原子核固定不動(dòng),好象靜止在各自的平衡位置上,把一個(gè)多體問題簡(jiǎn)化成一個(gè)多電子問題;第二步,假設(shè)每個(gè)電子是在固定的原子核的勢(shì)場(chǎng)及其他電子的平均勢(shì)場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),把多電子問題簡(jiǎn)化為單電子問題。用這種方法研究晶體中的電子運(yùn)動(dòng),表明晶體中電子許可的能量狀態(tài),將不再是分立的能級(jí),而是由在一定范圍內(nèi)準(zhǔn)連續(xù)分布的能級(jí)組成的能帶(稱為允帶)。
兩個(gè)相鄰允帶之間的區(qū)域稱為禁帶。能級(jí)被電子占滿的能帶稱為滿帶。能級(jí)全空著,沒有電子占據(jù)的能帶稱為空帶。被價(jià)電子占有的允帶稱為價(jià)帶。由一個(gè)禁帶隔開的兩個(gè)鄰近允帶之間的小能量差稱為能隙。通常用價(jià)電子占據(jù)的滿帶及其上面的空帶討論物質(zhì)導(dǎo)電情況。
太陽能電池用單晶硅片,一般有兩種形狀,一種是圓形,另一種是方形。以圓形硅片為例,其加工工藝流程為:?jiǎn)尉t取出單晶-檢查重量、量直徑和其他表觀特征-切割分段-測(cè)試-清洗-外圓研磨-檢測(cè)分檔-切片-倒角-清洗-磨片-清洗-檢驗(yàn)-測(cè)厚分類-化學(xué)腐蝕-測(cè)厚檢驗(yàn)-拋光-清洗-再拋光-清洗-電性能測(cè)-檢驗(yàn)-包裝-儲(chǔ)存。