具体描述
本书从半导体物理的基本概念出发，以pn结为基础全面介绍了理解太阳电池和发光二极管（LED）工作原理所需要的物理概念。对光子发射和吸收的理论有比较深入的阐述。将LED和太阳电池所涉及的半导体材料、电子和光学知识进行有机整合，对两种器件的结构、制作、各种因素对器件性能的影响等给出了深入浅出的讲解。
书中既有物理基础的论述，又十分注重应用，每章结尾都给出了大量习题和推荐的扩展阅读材料，是高等院校相关专业高年级本科生和研究生系统学习相关专业知识的良好教材，也可供从事太阳电池和LED研究和生产的人员阅读与参考。
作者简介
目录信息
致谢
第1章半导体物理1
1.1引言1
1.2固体的能带理论1
1.3KronigPenney模型2
1.4Bragg模型6
1.5有效质量7
1.6能带中态的数目8
1.7能带填充10
1.8费米能级和空穴11
1.9载流子浓度12
1.10半导体材料21
1.11半导体能带图22
1.12直接带隙和间接带隙半导体24
1.13非本征半导体28
1.14半导体中的载流子输运32
1.15平衡和非平衡动力学35
1.16载流子扩散和爱因斯坦关系36
1.17准费米能级38
1.18扩散方程40
1.19陷阱和载流子寿命42
1.20合金半导体45
1.21小结47
扩展阅读49
习题49
第2章PN结二极管54
2.1引言54
2.2二极管电流56
2.3接触势58
2.4耗尽近似60
2.5二极管方程65
2.6反向击穿和齐纳二极管76
2.7隧道二极管78
2.8产生/复合电流79
2.9欧姆接触、肖特基势垒及肖特基二极管81
2.10异质结89
2.11交流（AC）和暂态特性90
2.12小结92
扩展阅读93
习题93
第3章光子发射和吸收98
3.1发光和吸收概述98
3.2光发射的物理99
3.3简谐辐射体101
3.4量子描述102
3.5激子104
3.6双电子原子107
3.7分子激子113
3.8能带至能带跃迁114
3.9光度学单位118
3.10小结121
扩展阅读122
习题122
第4章太阳电池126
4.1引言126
4.2光吸收128
4.3太阳辐射129
4.4太阳电池的设计和分析130
4.5薄太阳电池135
4.6太阳电池的产生率和深度的函数138
4.7太阳电池效率141
4.8硅太阳电池技术：准备硅片145
4.9硅太阳电池技术：太阳电池的后处理148
4.10硅太阳电池技术：先进生产方法151
4.11薄膜太阳电池：非晶硅152
4.12碲化物/硒化物/硫化物薄膜太阳电池157
4.13高效多结太阳电池159
4.14太阳能聚光系统160
4.15小结161
扩展阅读162
习题162
第5章发光二极管168
5.1引言168
5.2LED工作原理和器件结构169
5.3发射光谱172
5.4非辐射复合173
5.5光输出耦合174
5.6GaAs LED177
5.7GaAs1-xPx LED178
5.8双异质结AlxGa1-xAs LED179
5.9AlGaInP LED184
5.10Ga1-xInxN LED186
5.11增强外耦合和功率输出的LED结构191
5.12小结195
扩展阅读196
习题196
第6章有机半导体、OLED和太阳电池200
6.1有机电子学概述200
6.2共轭体系201
6.3聚合物OLED205
6.4小分子OLED209
6.5阳极材料212
6.6阴极材料212
6.7空穴注入层213
6.8电子注入层214
6.9空穴传输层214
6.10电子传输层217
6.11发光材料及过程218
6.12主体材料220
6.13荧光掺杂221
6.14磷光掺杂224
6.15有机太阳电池225
6.16有机太阳电池材料229
6.17小结231
扩展阅读233
习题233
附录238
附录A物理常数238
附录B半导体材料特性238
附录C玻尔兹曼分布函数239
· · · · · · (收起)
读后感
用户评价
这本书的参考文献和扩展阅读部分的设置，展现了作者严谨的学术态度和对读者后续学习的深切关怀。它不像一些流行科普读物那样，仅仅提供一个浅尝辄止的概览，而是为每一个核心章节都列出了权威的、更深入的学术论文或经典专著。这对于有志于深入研究或进行工程实践的读者来说，简直是无价的资源导航图。我特别注意到，作者在引用一些关键公式的推导时，甚至会注明原始出处或最经典的论述，这使得全书的知识体系显得非常可靠和可追溯。这种对信息源头的尊重和清晰的标注，极大地提升了这本书在专业领域的信誉度。此外，在书的末尾，作者还设置了一些“前沿展望”的篇章，虽然篇幅不长，但精准地捕捉到了当前行业热点，比如新型钙钛矿材料在光电转换中的潜力，以及量子点在显示技术中的应用前景。这些内容虽然没有在正文中进行详尽的公式推导，但它们为读者提供了广阔的视野，激发了对未来技术发展的思考，使得这本书的价值不仅仅停留在对现有技术的讲解，更在于引领读者展望未来。
这本书的排版和图表的质量，无疑是它的一大亮点，直接影响了阅读的沉浸感和信息的接收效率。我发现，作者对插图的运用达到了艺术的境界。那些电路原理图和能带图，线条简洁有力，标注清晰，绝不是那种随便找来的低分辨率图片。特别是那些展示能量分布和载流子输运过程的示意图，色彩的运用非常巧妙，能够将不同能级和电势区域区分得一目而知。更值得称赞的是，很多复杂的物理概念是通过一系列渐进式的图表来解释的，比如从晶格振动到声子概念的引入，再到这些声子如何影响载流子的散射概率，每一步都有对应的视觉辅助，极大地降低了理解的认知负荷。这种对视觉化教学的重视，使得原本可能枯燥乏味的理论讲解变得生动起来。在一些关键的实验测量部分，书中还附带了典型的示波器或频谱分析仪的截图，这不仅增加了知识的真实感，也让读者在脑海中模拟实验操作时，能更准确地预判结果。总之，这是一本真正做到了“图文并茂”，并且图是为文的深度理解服务的典范。
阅读完关于光电器件特性的那几个章节后，我最大的感受是作者在处理复杂数学模型时的那种“庖丁解牛”般的精准。书中对PN结的深入剖析，简直可以用“教科书级别”来形容，但又比一般的教材更具洞察力。它不仅仅停留在介绍少数载流子和多数载流子的概念上，而是详细探讨了不同偏置电压下，空间电荷区宽度、内建电势如何动态变化，以及这些变化如何直接影响器件的电流-电压（I-V）特性曲线。作者在推导过程中，对每一个假设前提都做了清晰的注解，这一点非常关键，因为它教会了读者如何批判性地看待理论模型。此外，对于器件的非理想效应，比如漏电流、击穿机制的阐述也极为到位，它没有简单地罗列现象，而是深入挖掘了产生这些现象的物理根源。比如，在讲解高频响应时，书中对渡越时间限制和杂散电容的分析，逻辑清晰，层次分明，即便是那些对射频电路不甚熟悉的读者，也能通过作者的图示和文字描述，建立起对器件速度极限的直观认识。整套逻辑下来，让人对器件的性能优化有了更深刻的理解，不再满足于“能用”的层面，而是追求“好用”和“高效”的境界。
这本书在整体逻辑结构上的编排，充分体现了作者对电子学教学规律的深刻理解。它没有采用那种单纯按器件种类罗列的线性结构，而是采用了一种由基础物理到器件单元，再到系统集成的螺旋上升模式。比如，在讲解了基础的半导体物理后，它立刻将这些知识点应用于最基础的PN结二极管，紧接着就过渡到了更为复杂的双极性晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）的构造和工作原理。这种紧密的知识链条，确保了读者在学习后续更复杂概念时，总能找到先前学过的基础知识作为支撑，避免了知识点的孤立和遗忘。尤其是对器件在不同工作状态下的等效电路模型的建立过程，描述得极为细致，从物理本质到等效电路的桥接是平滑而富有启发性的。这种设计使得读者在阅读过程中，能够不断地进行知识的整合和重构，而不是被动地接受信息。读完它，我感觉自己获得的不只是一堆知识，更重要的是掌握了一套从物理现象到电路实现进行逻辑分析的思维框架，这对于任何从事电子技术相关工作的人来说，都是最宝贵的财富。
这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，硬壳的质感和封面的布局都透着一股沉稳的技术气息，初拿到手时，那种厚重感就暗示了内容的扎实程度。我尤其欣赏它在导论部分的处理，没有急于抛出复杂的公式，而是用了一种近乎讲述故事的方式，勾勒出半导体材料从基础晶体结构到宏观应用的历史脉络。那种对技术发展历程的梳理，让我这个非科班出身的爱好者也能迅速找到切入点。书中对于材料科学基础的铺陈，详略得当，没有陷入过度晦涩的物理化学细节，而是聚焦于如何通过材料的能带结构来理解电荷的运动规律，这为后续理解器件的工作机制打下了坚实的基础。特别是关于晶体生长和薄膜沉积工艺的章节，作者似乎非常注重实际操作的可行性，通过大量的图示和流程图，将原本抽象的制造过程具象化，让人感觉仿佛正在实验室里亲手操作一般。这种从宏观背景到微观机理，再到制造工艺的层层递进，使得阅读体验非常流畅，每翻过一页，都感觉对整个半导体器件的认知又深了一层。这本书在讲解基础理论时，选取的例子都非常贴合现代工业的实际需求，而非仅仅停留在教科书式的理想模型，这使得它的实用价值大大提升。
