6.4 pn结的结电容

如上所述，pn结的空间电荷区内存在着正、负电荷数相等的电偶层。在外电场的作用下，电偶层的宽度将随外界电压变化，因而电偶层的电量也随外加电压变化。根据电容的定义，可求出pn结的电容。太阳电池是一个大面积的pn结，如果将其视为平行平板电容器，则根据泊松方程，dQ=ε_sdF，而dV≈wdF，因此单位面积的结电容为

在小注入条件下，式（6-109）对任意杂质分布都能近似适用；在反偏时，符合得更好。将式（6-44）的w代入式（6-109），则得：

或写成：

在用于太阳能发电的晶体硅太阳电池时，结电容对太阳电池工作特性并没有多大影响。但是，测量pn结的结电容，可为分析硅太阳电池性能提供一些很重要的参数。

若测出不同反偏时的结电容C值，并以、V_R分别作为纵、横坐标作图，则直线的斜率给出衬底的杂质浓度N_A，而截距给出自建电压V_bi，并由此可算出耗尽区的宽度。另外，通过测量反偏电压和电容的关系，再作适当的微分变换，还可以直接求出杂质分布。

表6-1给出了n⁺p硅太阳电池的结电容和对应的耗尽区宽度^[6]。

表6-1 n⁺p硅太阳电池的结电容和对应的耗尽区宽度