Semicondutores

UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO
ESCOLA POLITÉCNICA DE PERNAMBUCO

MATERIAIS SEMICONDUTORES:
UMA ABORDAGEM DAS CÉLULAS FOTOVOLTAICAS

RECIFE, PE

MATERIAIS SEMICONDUTORES:
UMA ABORDAGEM DAS CÉLULAS FOTOVOLTAICAS

RECIFE, PE
2011
SUMÁRIO

1. Introdução

Um dos triunfos, das teorias cinética e atômica é sua capacidade de dar conta de quase todas as propriedades físicas da matéria, explicando, por exemplo, por que alguns materiais são bons condutores de calor, enquanto outros não o são. Existe uma classe intermediária de substâncias chamadas semicondutores, que possuem um nível de condutividade entre os extremos de um isolante e um condutor. Desta forma, são melhores condutores do que os isolantes de eletricidade, mas não tão bons condutores como o cobre. Tais materiais se mostram extremamente úteis para a eletrônica. Dessa forma, abordaremos neste trabalho alguns conceitos teóricos dos materiais semicondutores e, daremos um destaque na sua utilização em células fotovoltaicas.

2. Materiais Semicondutores

Um material que não conduz carga é chamado isolante, enquanto que um material que seja um excelente condutor de carga é denominado condutor; um material cuja condutividade elétrica seja intermediária entre um isolante e um condutor é chamado semicondutor. A diferença entre eles pode ser explicada em termos da estrutura de bandas de energia eletrônica, mostrado na Fig. 1. Para um isolante, a banda de energia dos elétrons da camada de valência está separada da banda de energia dos elétrons da camada de condução por uma lacuna (gap) de energia, denominada banda proibida (Fig. 1a). Assim, para um isolante, a energia que deve ser fornecida a um elétron da camada de valência por um campo elétrico é muito inferior ao gap de energia para levar o elétron de uma camada ocupada para uma camada livre. O semicondutor também