Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Фаренбрух А. -> "Солнечные элементы: Теория и эксперимент" -> 107

Солнечные элементы: Теория и эксперимент - Фаренбрух А.

Фаренбрух А., Бьюб Р. Солнечные элементы: Теория и эксперимент — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 280 c.
Скачать (прямая ссылка): solnechnieelementiteoriyaiexperement1987.djvu
Предыдущая << 1 .. 101 102 103 104 105 106 < 107 > 108 109 110 111 112 113 .. 130 >> Следующая

236
Рис. 6.17. Температурная зависимость активационного коэффициента {yq ётахК^Т))* xexp(-qVdl(kT)) для образца л-InP 3 (см. рис. 6.16), построенная в соответствии с формулой (6.18), учитывающей доминирующее влияние границ зерен на прохождение тока. Для построения расчетных зависимостей брали значения отношений и /Mi пРи 150 К т. е. 0,075 в темноте и 0,223 на свету
4)
to,so &•
S-§0,20
? о,ю %
«а
=3

¦§ 0,05\
I
§ о,ог\
X
I" 0,011
,В темноте Vd=0,0l5 эВ
На свету _V<t=0,073 эВ
2 4 В
Ю3/Т, К'1
InP при температурах ниже комнатной, определяется рассеянием на оптических фононах, поэтому она быстро возрастает при уменьшении температуры. Подвижность электронов в образце 1 близка к подвижности в монокристалле InP, однако в 2, и в особенности в 3 (с наименьшей концентрацией электронов) перенос заряда определяется механизмами туннельного и термоактивационного прохождения носителей заряда через потенциальные барьеры на границах зерен. Эти результаты можно проанализировать с помощью модифицированного соотношения (6.12), учитывая помимо барьерной теории Шоттки механизм туннелирования, преобладающий при низких температурах, и считая, что большая часть объема зерна не обеднена носителями:
Heff= 1/ {fgl + [(Pg <5 тахУЧ1(кТ))х х e\p(-qVdj(kT)) +Htun]~1 } »
где tig — подвижность носителей заряда внутри зерна и Ц(ип — подвижность, лимитированная процессами туннелирования через границы зерен. Соотношение (6.17) было использовано для расчета энергии активации подвижности для образца 3, при этом предполагали, что отношение HtunlVg не зависит от температуры, a ng равна подвижности образца 1 (т.е. а^з — Mi)• В результате было получено соотношение
МеЯ.З = Mi/{1 + { (W &maxl(kT)) х х exp(-4?Fd/(A:7)) + [VtunlVi] isok >_1 } .
(6.17)
(6.18)
на основе которого построены активационные зависимости (рис. 6.17), откуда следовало, что высота барьера в темноте равна 0,085 зВ и слегка уменьшается при освещении. Теоретические и экспериментальные результаты почти совпали, причем оказалось, что освещение увеличивает вклад туннельного механизма. Тем не менее влияние потенциальных барьеров в этих пленках сказывается значительно меньше, чем в поликристаллических, что позволяет сделать вывод об относительно небольшой роли, которую играют потенциальные барьеры в эпитаксиальных слоях.
237
6.3. ВЛИЯНИЕ МЕЖКРИСТАЛЛИТНЫХ ГРАНИЦ В СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ С ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИМИ СЛОЯМИ
Из-за большой концентрации дефектов и сегрегированных примесей на границе зерен и наличия локальных электрических полей, собирающих неосновные носители, межзеренные границы являются областями повышенной рекомбинации. Снижение значений основных характеристик солнечного элемента Jsc, Voc и ff за счет рекомбинации на этих границах сильно зависит от размера кристаллитов в поликристаллических слоях. Это особенно ярко проявляется при исследованиях методом тока, наведенного электронным пучком (рис. 6.18). На фотографии, полученной в режиме наведенного тока, электрически активные границы зерен выглядят темными.
Рассмотрим работу солнечного элемента с поликристаллическими слоями на простом примере р—п -перехода в поликристаллическом материале со столбчатыми кристаллами, ориентированными по нормали к плоскости перехода (рис. 6.19,а и 6.20). Предположим сначала, что напряжение смещения равно нулю. При освещении концентрация пр фотогенерированных носителей заряда максимальна вдоль оси столбчатых кристаллитов и спадает к их границам, характеризующимся высоким темпом рекомбинации. В направлении, перпендикулярном плоскости перехода, наблюдается обычное изменение концентрации фотогенерированных носителей заряда в соответствии с граничными условиями и пространст-
Рис. 6.18. Изображение участка солнечного элемента ITO-Si, полученное в растровом электронном микроскопе в режиме тока, наведенного электронным пучком. Поли кристаллические слои Si изготовлены методом зонной очистки по способу Монсанто. Под оптическим микроскопом этот участок выглядит бесструктурным. При травлении выявляются ямки травления, которым на микрофотографии соответствуют темные точки на участке В. Появление черных точек обусловлено наличием электрически активных дислокаций в • межкристаллитной области. Длинная сторона фотографии соответствует длине 1.1 мм на образце [фото с разрешения Inoue N.. Wilmsen С. W., Jones К. A.// Solar ('elk. 1981, vol. 3]
238
при хг
~^г
при х1
I ?т
8)
у=0
г)
Рис. 6.19, Пересечение границы зерна с р-л-переходом:
а - вид образца в поперечном разрезе; граница р- л-перехода находится при х = 0, края обедненного слоя - при Хр и хп: 1 - граница зерна; 2 - плоскость р— л-перехода; б - концентрация Пр(х, у) неосновных носителей при освещении н нулевом смещении. Показаны значения пр (х,у) для двух линий у\куг внутри зерна и для его границы у о при Sgf, ->оо; в - концентрации пр (х,у) неосновных носителей заряда при освещении и инжекции при приложении прямого смещения. Заштрихованному участку соответствует область неопределенных значений пр{х, у) вблизи Хр; г - сечения зониых диаграмм параллельны плоскости р- л-перехода при xi и Х2 в условии освещения при Sgjj <vf^/4: 1 - зоиа проводимости; 2 - валентная зона
Предыдущая << 1 .. 101 102 103 104 105 106 < 107 > 108 109 110 111 112 113 .. 130 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed