Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Чопра К. -> "Тонколенточные солнечные элементы" -> 125

Тонколенточные солнечные элементы - Чопра К.

Чопра К., Дас С. Тонколенточные солнечные элементы — М.: Мир, 1986. — 435 c.
Скачать (прямая ссылка): tonkosloyniesolnichnieelementi1986.djvu
Предыдущая << 1 .. 119 120 121 122 123 124 < 125 > 126 127 128 129 130 131 .. 177 >> Следующая

a-Si 22 последовательно соединенных элемента OTP 12,5X X 17,5 — 11,5 — — 0,33 То же [42]
a-Si : Н Гетеропереход a-SiC : Н — a-Si : Н OTP 0,033 — 0,909 13,45 0,617 7,55 [130]
a-Si : Sn Гетепереход a-SiC — a-Si : Sn OTP — — — — — 8.7 Просветляющее покрытие из Si3N4 [131]
a-Si: F: H 9,2 ECD (част- ное сооб- ще- ние)
a-Si : H — — “ ¦ 10 RCA
328
Глава 6
10... 14%). Характеристики солнечных элементов на основе a-Si: Н также ухудшаются под влиянием излучательной рекомбинации носителей заряда [117, 118]. В материалах с низкой подвижностью носителей интенсивность этого процесса возрастает вследствие значительного взаимного притяжения фотоге-нерированных электронов и дырок под действием кулоновских сил. Расчеты показывают, что в результате излучательной рекомбинации носителей заряда, генерируемых светом с длиной волны Я~0,633 мкм, их потери в квазинейтральной области составляют 56%. При наличии электрического поля напряженностью —104 В/см величина потерь этого вида снижается примерно до 30%. Потери носителей заряда, вызываемые излучательной рекомбинацией, уменьшаются также и при увеличении энергии фотонов, поскольку фотогенерированным носителям, обладающим более высокой начальной кинетической энергией, легче преодолеть кулоновское притяжение. Как показывают экспериментальные исследования, интенсивность излучательной рекомбинации в a-Si: Н зависит от концентрации дефектов, поэтому в высококачественных пленках ее влияние может оказаться незначительным. Полагают, что потери тока короткого замыкания, связанные с излучательной рекомбинацией носителей, не превышают 15 %.
Независимо от характера рекомбинационных процессов, протекающих в пленках a-Si: Н, эффективность солнечных элементов определяется в основном параметрами электрического поля в области пространственного заряда [31]. В высокоэффективных элементах на основе a-Si: Н со структурой металл — диэлектрик— полупроводник и р— i — я-структурой почти весь нелегированный слой обеднен носителями заряда. Анализ модели солнечного элемента с р — i — я-структурой [39] показывает, что диффузионной длине дырок —0,2 мкм, которая под действием поля (при нулевом напряжении смещения) возрастает до
3,5 мкм, соответствует коэффициент заполнения вольт-амперной характеристики —0,6.
Основываясь на результатах моделирования численными методами элементов с р — i — я-структурой, Свартц [119] приходит к выводу о том, что их характеристики в значительной степени зависят от качества слоев, содержащих легирующие примеси. Легирование пленок a-Si:Н приводит к увеличению концентрации дефектов — это было установлено многими исследователями [5, 35, 39, 120, 121]. При оптимальных концентрациях примесей в солнечных элементах с р — i—^-структурой (в этом случае при осаждении p-слоя в SiH4 добавляют 0,01 объемную долю В2Н6, а при нанесении я-слоя — 0,01... 0,02 объемных доли РН3 [30, 31]) время жизни неосновных носителей заряда в легированных пленках имеет очень низкие значения, поэтому данные пленки, хотя и поглощают излучение, но не участвуют
Солнечные элементы на основе аморфного кремния
329
Рис. 6.12. а) Спектральные зависимости коэффициента собирания Q носителей заряда в солнечных элементах на основе a-Si : Н с р—i—п-структурой при толщине верхнего легированного слоя р-типа, равной 10 нм (1) и 36 нм (2) [122]; б) Зависимости плотности тока короткого замыкания Jsc (2) и напряжения холостого хода Vос (1) солнечного элемента на основе a-Si : Н с р—i—n-структурой от толщины d п-слоя [39]; элемент освещен со стороны п-слоя.
в собирании носителей [110]. Влияние толщины верхнего легированного слоя p-типа проводимости на коэффициент собирания носителей иллюстрирует рис. 6.12, а [122]. Отчетливо видно, что чувствительность элементов в коротковолновой области спектра существенно изменяется при вариациях толщины этого слоя. Поскольку в a-Si: Н коэффициент поглощения света с длиной волны ?и = 0,4 мкм равен — 8-10~5 см-1, высокая эффективность собирания носителей в коротковолновой области может быть достигнута при толщине верхнего слоя менее 10 нм. На рис.
330
Глава 6
6.12, б показаны кривые зависимостей плотности тока короткого1 замыкания и напряжения холостого хода солнечного элемента с р — i — я-структурой от толщины я-слоя, через который свет поступает в элемент {39]. При увеличении толщины я-слоя JSc понижается вследствие уменьшения коэффициента собирания носителей в коротковолновой области, возрастание же Jsc при малых значениях его толщины вызвано повышением напряженности встроенного поля, о чем свидетельствует резкое увеличение Voc-
Несмотря на то что оптическая ширина запрещенной зоны нелегированного а-Si: Н равна 1,65... 1,70 эВ, значения диффузионного потенциала Vd в солнечных элементах с р — i — п-структурой составляют лишь —1,1 В [111, 123]. Согласно результатам измерений электрических характеристик, в легированных фосфором пленках а-Si: Н уровень Ферми расположен на 0,2 эВ ниже зоны проводимости [124], тогда как в образцах, легированных бором,— на 0,5 эВ выше валентной зоны [121]. По мере приближения уровней Ферми к краям соответствующих зон величина VD возрастает. В связи с этим важное значение имеет сообщение о создании высокопроводящих пленок a-Si: :'F: Н (с удельной проводимостью не менее 5 Ом-1-см-1), у которых уровень Ферми отстоит от зоны проводимости на 0,05 эВ [6]. Некоторыми исследователями [25] получены высокопроводя-щие пленки a-Si: Н п+- и р+-типа, которые так же, как и пленки a-Si: F : Н, имеют микрокристаллическую структуру (размер зерен равен —10 нм).
Предыдущая << 1 .. 119 120 121 122 123 124 < 125 > 126 127 128 129 130 131 .. 177 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed