第一章 半导体中的光吸收 1
1.1半导体的光学性质 1
1.1.1半导体的折射率和吸收系数 1
1.1.2反射系数和透射系数 6
1.1.3半导体光学常数间的色散关系 10
1.2半导体中的光跃迁 14
1.2.1半导体的带间光跃迁 15
一、直接跃迁 16
二、间接跃迁 24
三、乌尔巴赫（Urbach）定律 37
1.2.2激子吸收 40
一、瓦尼尔—莫特（Wannier—Mott）激子 42
二、束缚激子 46
1.2.3带内跃迁和自由载流子吸收 48
一、带内亚结构间的光跃迁 49
二、自由载流子吸收 50
三、等离子体反射 53
1.2.4晶格振动光吸收和色散关系 54
1.2.5杂质吸收 57
附录一 克喇未—克朗尼格（Kramer—Kronig）关系 67
第二章 半导体光伏效应 72
2.1描述内光电效应最重要的基本方程 73
2.2半导体表面光伏效应 75
2.2.1T.S.Moss计算原理 76
2.2.2金属—半导体接触模型（刘士毅教授等计算原理） 80
一、单晶材料的光生少子浓度分布 80
二、单晶材料的表面光电压和丹倍电压计算 86
三、外延材料的表面光电压的理论分析和计算 88
四、多层结构的光伏效应 93
2.2.3超晶格和量子阱的光伏效应 99
一、AlAs/GaAs超晶格光伏效应 99
二、GexSi-x/Si应变层超晶格光伏效应 104
2.2.4表面光伏效应的应用 108
一、等光强校对 108
二、用表面光电压法测定半导体少子扩散长度的三种方法 109
三、用表面光电压法近似计算少子扩散长度 116
四、由表面光伏谱进行拟合计算出有关参数 118
五、利用表面光电压的极性判断半导体的导电类型 128
六、用表面光电压法测定半导体光跃迁类型和带隙参数 128
七、用表面光电压法测定AlxGaI-xAs的组分 135
2.3半导体PN结光伏效应 137
2.3.1半导体结光生电压的光电转换机理 137
2.3.2光照射PN结开路电压的表达式 139
2.3.3光照时PN结的少子分布规律和J？c计算公式 140
一、均匀掺杂 140
二、非均匀掺杂 143
2.3.4光照下理想PN结方程和特性曲线 144
2.4太阳电池 146
2.4.1太阳电池的结构和光谱响应 146
一、太阳电池的结构 146
二、太阳光的光谱分布和大气质量 148
三、太阳电池的光谱响应 151
2.4.2太阳电池的电学特性 157
一、太阳电池的等效电路，负载上的电流、电压、功率表达式 157
二、短路电流及其影响因素 159
三、太阳电池的开路电压及其影响因素 168
四、太阳电池的暗电流 177
五、太阳电池的填充因子FF 179
六、串联电阻、旁路电阻对电池Ⅰ—Ⅴ特性的影响 181
2.4.3太阳电池的转换效率 185
一、理想PN结的光电转换效率 185
二、影响光电转换效率的主要因素 188
2.4.4太阳电池的辐照效应 193
一、辐照对太阳电池性能的影响 194
二、抗辐照的太阳电池 195
2.4.5高效太阳电池 197
一、提高太阳电池性能的主要措施 197
二、高效太阳电池：绒面电池、背电场电池、紫电池 201
2.5肖特基结太阳电池 209
2.5.1金属—半导体接触势垒 209
2.5.2肖特基势垒的正反向特性 214
2.5.3实际的肖特基势垒 215
2.5.4肖特基结太阳电池的结构和工作原理 219
2.5.5光电流、光电压和光电转换效率 220
2.5.6 MOS或M IS太阳电池 223
2.6异质结太阳电池 226
2.6.1异质结的构成及其能带图 226
2.6.2突变异质结的电特性 231
2.6.3异质结太阳电池的结构及工作原理 240
2.6.4异质结太阳电池的光电流 242
2.6.5异质结太阳电池的光电压 245
2.6.6异质结太阳电池的效率 246
2.6.7硫化亚铜一硫化镉太阳电池 248
2.7异质面太阳电池 254
2.7.1砷化镓太阳电池 254
2.7.2砷化镓异质面太阳电池 256
2.7.3碲化镉异质面太阳电池 264
2.8非晶态硅太阳电池 267
2.8.1非晶态导电机理 268
2.8.2非晶硅太阳电池的结构及特性 270
2.9半导体光伏型光电探测器 275
2.9.1光电探测器的一般参数 275
2.9.2半导体光敏二极管 279
一、光敏二极管的工作原理 279
二、光敏二极管的电性能 280
三、光敏二极管的探测性能 285
四、光敏二极管的分类 290
2.9.3半导体光敏三极管 300
2.9.4半导体光敏场效应晶体管 304
2.9.5半导体光控可控硅的结构与工作原理 307
第三章 半导体的光电导 318
3.1光电导效应及其测量 318
3.2光电导现象的类型 320
3.2.1带间激发 321
3.2.2非本征激发 322
3.2.3通过局域激发态的光激发 323
3.2.4带内光激发载流子 323
3.2.5激子吸收光电导 324
3.3本征光电导的动力学过程 325
3.3.1带间直接跃迁辐射复合 326
3.3.2带间俄歇复合 328
3.3.3通过复合中心的复合过程 329
3.3.4陷阱能级对光电导的影响 334
3.3.5两种复合中心理论 336
3.4杂质光电导 340
3.5光电导的光谱分布 345
3.5.1本征光电导的光谱分布 346
3.5.2杂质光电导的光谱分布 348
3.6光电导器件的基本特性 350
3.6.1灵敏度 350
3.6.2光照特性 352
3.6.3伏—安特性 354
3.6.4光谱响应 355
3.6.5温度特性 357
3.6.6频率特性 359
第四章 半导体的激发光发射 367
4.1半导体发光过程的激发与复合 369
4.1.1发光过程中的激发 369
一、注入式发光 369
二、雪崩击穿发光 373
三、隧道效应式发光 374
四、移动高场畴的发光 375
4.1.2发光过程中的复合几率和辐射效率 377
一、发光波长与材料禁带间的关系 377
二、辐射复合几率与辐射寿命 377
4.2辐射复合 380
4.2.1带间复合 381
4.2.2浅施主（或受主）与价（或导）带的复合 382
4.2.3施主与受主间的辐射复合（D—A对复合） 383
4.2.4通过深能级的复合 392
4.2.5等电子陷阱复合 393
4.2.6激子辐射复合 397
一、自由激子的复合发光 397
二、束缚激子辐射复合发光 407
4.3无辐射复合 415
4.3.1多声子复合 416
4.3.2俄歇（Auger）复合 416
4.3.3表面复合 418
4.4发光二极管的材料和结构 418
4.5发光二极管的参数 424
4.5.1伏安特性 424
4.5.2量子效率 424
4.5.3光谱分布 429
4.5.4亮度 432
4.6异质结的电致发光 435
4.7红外上转换发光 438
4.8半导体激光 442
4.8.1自发辐射和受激辐射 442
4.8.2半导体受激光发射条件 443
一、粒子数的分布反转 444
二、光学谐振腔 446
三、阈值条件 447
4.8.3半导体激光器的结构 454
4.8.4半导体激光器的主要特性 456
一、输出功率和转换效率 456
二、光谱分布 460
三、温度对阈值电流密度和激射谱线的影响 463
4.8.5半导体异质结激光器 465
一、单异质结激光器 467
二、双异质结激光器 470
三、分别限制光子和载流子异质结激光器 479
4.8.6半导体激光器的模式 481
4.8.7激光器的发展现状 487
第五章 光作用下半导体的其他效应 502
5.1光磁效应和朗道能级 502
5.1.1光磁效应 502
5.1.2朗道能级 502
5.2 Franz—keldysh效应（电调制光吸收效应） 509
5.3光电发射 513
5.4光子曳引效应 519