Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Фаренбрух А. -> "Солнечные элементы: Теория и эксперимент" -> 109

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 .. 103 104 105 106 107 108 < 109 > 110 111 112 113 114 115 .. 130 >> Следующая

Рассматривая фактически случай прямоугольного бруска с размерами сечения у = ±А и z = +В и бесконечной длиной х. Решением двумерного кинетического уравнения является сумма собственных функций, каждый последующий член которой имеет меньшее значение характеристического времени жизни. После выключения источника, вызывающего фотогенерацию, слагаемые с большими номерами быстро уменьшаются и остается лишь член с наибольшим характеристическим временем, соответствующий собственным значениям Vo и v0, которые приближенно можно считать ’’временем жизни” фотогенерированных носителей в нитевидном кристалле1:
l/т fit =D[(nl/A2) + (Г2/Я2)] + 1 lrg, (6.20)
1 Для стационарного состояния в условиях однородного фотовозбуждения в общем случае нельзя отбрасывать члены суммы с большими порядковыми номерами, поскольку они соответствуют рекомбинации носителей, рожденных вблизи границы зерна.
241
где
Vo tg Vo = SgbA/D и f0 tg f0 = SgbB/D.
Если Sgb-> °o, тогда Щи « яг2/)/4[у1"2 +Я“2] + 1/т,. (6.21)
При малых S^jtgijo - Vo н 11тfu si n2D/4[A'2 +ВГ2] + 1 /Tg. (6.22)
Из этих соотношений следует, что время жизни Tfn определяется наименьшим размером нитевидного кристаллита. Поскольку эти формулы соответствуют не начальным участкам переходного процесса после выключения однородного светового возбуждения, значения Tfu, определенные таким способом, могут не совпадать со значениями Т и L для стационарного случая с неоднородным возбуждением.
Шокли выполнил аналогичные расчеты при анализе прохождения тока через смещенный р—и-переход в нитевид ном кристалле (с инжекцией в направлении х с одного конца кристаллита) и установил, что подстановка значения гд/ из (6.22) в обычное диодное уравнение [например,
(2.13)] дает разумные результаты при условии, что SgbA/D мало, т.е. tg т)о — Vo и r?o — (SgbA)/D [Shockley, 1949]. В поликристаллических солнечных элементах это условие, как правило, невыполнимо. При больших значениях SgbA/D решение представляет собой полную сумму членов ряда, поскольку они медленно спадают со временем. Слой обеднения, примыкающий к границе кристаллита, в обоих случаях не учитывают.
В других работах основное внимание уделялось экспериментальному определению свойств межкрнсталлитных границ в бикристаллах [Vogel е.а., 1954; Pearson, 1949; Morrison, 1956; Werthiem, Pearson, 1957]. В одной из моделей [Vogel ел., 1954] близко расположенные дислокационные ядра иа малоугловых межзеренных границах рассматривали как слой рекомбинации Sgb. В экспериментах с линеаризованными границами (т.е. с границами с настолько малыми углами, что расстояния между дислокациями составляют около микрометра) в и-Ge с помощью оптического зондирования (в условиях, близких к тепловым) было обнаружено, что Sgb = 1200 2600 см/с.
Обзор ранних работ [Sosnowski, 1959], посвященных бикристаллам Si и Ge, показал, что высокоугловые межзеренные границы имеют значительно большие высоты барьеров Ф,* и повышенную фотоэлектрическую активность и вместе с тем, как ни странно, меньшие скорости поверхностной рекомбинации. По сравнению с малоугловыми вдоль высокоугловых границ в Ge сильнее проводимость, и концентрация заряда на них такова, что пограничная область p-типа становится вырожденной. Для объяснения экспериментально наблюдавшихся значений Sgb была предложена модель рекомбинации на линеаризованных и двойниковых границах в Ge [McKelvey, 1957,1961 ], не учитывающая, однако никаких эффектов, связанных с электрическими полями вблизи потенциальных барьеров. Полный теоретический анализ всех типов межзеренных границ был проведен Матаре [Matare, 1971] как со структурной, так и с электронной то-242
чек зрения. Экспериментальные результаты, в особенности по электронным свойствам, относятся главным образом к Ge.
Рекомбинацию в р-и-переходах, изготовленных в бикристаллах Si, исследовали на шлифах методом тока, наведенного электронным пучком [Daud ел., 1978]. Эффективная диффузионная длина Leff вблизи межкристаллитной границы составляла около 2 мкм и почти линейно возрастала при удалении от нее, пока не становилась постоянной и равной по значению для монокристалла Lg = 12 мкм. Протяженность области по обе стороны от межкристаллитной границы, в которой Leff < Lg, примерно Lgi т.е. значительно превосходит ширину обедненной области (Wjgb ^ 1 мкм).
Рекомбинацию на границах зерен в крупнозеренных поликристаллических материалах изучали методами оптического и электронно-лучевого сканирования [Inoue е.а., 1981; Hanoka, 1980Н”, Itoh е.а., 1978]. Например, в Si была установлена связь между кристаллографической ориентацией границ зереи и их рекомбинационными свойствами.
До сих пор обсуждали исследования, проводимые в темновых условиях (или в условиях локального светового зондирования), когда рекомбинационные свойства, как правило, можно описать с помощью постоянного параметра Sgb, на зависящего от концентрации носителей заряда. Влияние освещения на потенциальный барьер и рекомбинации на межкристаллитной границе учитывали в рамках модели Шокли-Рида—Холла [Card, Yang, 1977]. При освещении материала и-типа фотогенериро-ванные дырки нейтрализуют отрицательно заряженные состояния на межзеренной границе и снижают высоту потенциального барьера до тех пор, пока не.уравновесятся рекомбинационные токи электронов и дырок. В приближении постоянства Ерп и Ерр во всем обедненном слое и равенства рекомбинационных сечений захвата электронов и дырок ап -
Предыдущая << 1 .. 103 104 105 106 107 108 < 109 > 110 111 112 113 114 115 .. 130 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed