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河南科技大学
教
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河 南 科 技 大 学
200 至200 学年第 学期试卷
课程 材料化学 年级、专业2009级 材料学 材料工程等
| 题号 | 一 | 二 | 三 | 四 | 五 | 六 | 七 | 八 | 九 | 十 | 总分 |
| 得分 |
2、何为p型、n型半导体材料？简单介绍硅太阳能电池原理。
答：N型半导体：在纯净的硅晶体中掺入五价元素（如磷），使之取代晶格中硅原子的位置，就形成了N型半导体。N型半导体的导电特性：它是靠自由电子导电，掺入的杂质越多，多子（自由电子）的浓度就越高，导电性能也就越强。
P型半导体：在纯净的硅晶体中掺入三价元素（如硼），使之取代晶格中硅原子的位置，形成P型半导体。P型半导体的导电特性：掺入的杂质越多，多子（空穴）的浓度就越高，导电性能也就越强。
硅太阳能电池原理见下图：
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•可以在短时间内生长大而无错位晶体
•生长速度快，单晶质量好
•适合于大尺寸完美晶体的批量生产
•控制晶体品质的主要因素：
•固液界面的温度梯度
•生长速率
•晶转速率
•熔体的流体效应。
（2）坩埚下降法：
•装有熔体的坩埚缓慢通过具有一定温度梯度的温场，开始时整个物料熔融，当坩埚下降通过熔点时，熔体结晶，随坩埚的移动，固液界面不断沿坩埚平移，至熔体全部结晶。
三、相图题（15分）
下图为生成一个三元化合物的三元相图。
1、判断三元化合物N的性质；（3分）
2、标出边界曲线的降温方向（转熔界线用双箭头）；（3）
3、指出无变点K、L、M的性质；（4）
4、分析点1、2的结晶路程（表明液固相组成点的变化及各阶段的相变化）。（5）
答：1、N是不一致熔三元化合物。
2、见右图。
3、K：单转熔点，L：低共熔点，M：低共熔点。
4、点1：
液相点：
固相点：
点2：液相点：
固相点：
四、试分析萤石结构特点，完成下列缺陷反应方程式，有多种可能时，分析合理性。（15分）
YF3
答：答案要点
萤石结构可以将钙离子做密堆排列，氟离子填隙，而且氟离子全部填充在钙离子形成的四面体空隙中，这样，钙离子形成的八面体空隙就全部空着。相对而言，八面体空隙要比四面体空隙大，因此，萤石结构中存在较大的负离子间隙位，形成间隙位负离子时，位垒小（即活化能小）。
（1）
（2）
上面两个缺陷反应方程式以（1）为主。
五、问答题（每题10分，共20分）
1、简述晶体结构（离子晶体）的鲍林规则。
答：鲍林第一规则：在离子晶体中，正离子周围形成一个负离子多面体，正负离子之间的距离取决于离子半径之和，正离子的配位数取决于离子半径比。
鲍林第二规则：在离子的堆积结构中必须保持局域的电中性。
鲍林第三规则：稳定结构倾向于共顶连接。
鲍林第四规则：若晶体结构中含有一种以上的正离子，则高电价、低配位的多面体之间有尽可能彼此互不连接的趋势。下载本文
