Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Фаренбрух А. -> "Солнечные элементы: Теория и эксперимент" -> 49

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 .. 43 44 45 46 47 48 < 49 > 50 51 52 53 54 55 .. 130 >> Следующая

В 3.2.2 показано, что допустимые потери мощности на сопротивлении контактов в солнечных элементах обычно составляют примерно 1% выходной мощности, что соответствует падению напряжения на контактах,
* 1ТО - сокращенное обозначение пленочного или массивного полупроводникового материала на основе смеси оксидов индия и олова, - Прим. пер.
107
равному 6 мВ. При работе элемента в условиях однократной солнечной освещенности такие потери возможны при сопротивлении сплошного тыльного контакта рс 0,2 Ом*см2 и фронтального сетчатого контакта
ре » 0,01 Ом-см2. Требуемые для получения достаточно высоких КПД элементов значения рс в первом приближении обратно пропорциональны коэффициенту концентрации излучения, и поэтому к технологии изготовления контактов для солнечных элементов, используемых при большой облученности, предъявляют высокие требования.
Существуют два определения омического контакта. Контакт первого типа, за которым мы сохраняем термин ’’бмический”, обладает следующими свойствами: линейной вольт-амперной характеристикой; очень малым сопротивлением; незначительным фотовольтаическим эффектом; отсутствием ”1//-шума”. Омический контакт ’’представляет собой резервуар для носителей заряда, которые при необходимости ... могут проникнуть в диэлектрик ... или полупроводник” [Roser 195-5]. Когда мы говорим о контактах второго типа, то имеем в виду контакты, падение напряжения на которых мало по сравнению с падением напряжения на приборе и зависит от тока нелинейно. Низкоомный контакт такого тицалазывается квазиомическим.
Удельное контактное сопротивление определяют при нулевом напряжении смещения в соответствии с соотношением
pc0=(dV/dJ) |к=о. (2.79)
При малых падениях напряжения (менее 20 мВ) рс0 является хорошим приближением для эффективного контактного сопротивления солнечного элемента в рабочем режиме (этот вопрос рассмотрен в 3.2.3). Как правило, рс0 резко уменьшается при увеличении концентрации носителей заряда в полупроводнике и возрастает при понижении температуры.
По результатам теоретических и экспериментальных исследований омических контактов опубликован обзор [Rideout, 1975] и труды симпозиума [Schwartz, 1969], посвященного данной проблеме.
На рис. 2.42,а и б показаны схемы энергетических зон при формировании омического контакта между металлом и полупроводником для случаев, когда высота потенциального барьера Фй определяется значениями Фт и xs (предел Шоттки). Если полупроводник обладает проводимостью и-типа, а Фт меньше xs, то образуется в строгом смысле омический контакт с крайне низким рс0. Значение рс0 такого контакта зависит от концентрации носителей в полупроводнике, характера явлений рассеяния в металле и в областях полупроводника, прилегающих к барьеру, а также от квантовомеханического отражения носителей в области границы раздела, для которой характерны изменения потенциала. Эти явления были рассмотрены в ряде теоретических исследований [Gossick, 1969 а, 1969 Ь, 1970, 1971 а,Ь].
Однако во многих случаях формирование идеального омического контакта оказывается невозможным. В ковалентных полупроводниках положение уровня Ферми на поверхности полностью или в определенной степени зафиксировано под влиянием поверхностных состояний и Ф^, практически не зависит от Фт (предел Бардина).
108
До контакта Eva
После контакта
дФт

ЧК
Рис. 2.42. Идеальный омический контакт металла с полупроводниками проводимости и- (а) и р-типов (б), а также контакт с полупроводником при наличии поверхностных энергетических состояний (барьер Бардина) (в). В последнем случае характеристики контакта можно выразить не только через параметры поверхностных диполей, но и через плотность поверхностного заряда
Что касается некоторых видов ионных полупроводников, то в этом случае отсутствует возможность выбора металла с достаточно малой (или большой) работой выхода Фт для получения идеального омического контакта с полупроводником проводимости п - или p-типа. В этом случае можно выйти из положения, создавая квазиомические контакты на основе диодов с низким качеством барьера Шоттки, образующих потенциальные барьеры малой высоты, что обеспечивает протекание больших термоэмиссионных токов, либо имеющих небольшую толщину, при которой облегчается протекание процессов термоэлектронно-полевой эмиссии или прямого туннелирования носителей заряда.
Р” Обычный способ создания такого контакта связан с сильным легированием тонкого полупроводникового слоя, прилегающего к металлу, обеспечивающим уменьшение толщины барьера до 10 нм. При формировании этой тонкой сильно легированной области необходимо предотвратить внедрение компенсирующих примесей или образование дефектов, которые могут уменьшить концентрацию носителей заряда. Таким образом, свойства квазиомических контактов могут существенно зависеть от особенностей метода их изготовления.
При комнатной и более высокой температурах, а также при относительно небольших и умеренно высоких уровнях легирования (NA D < < 1018 см-3) преобладающим механизмом протекания тока через границу раздела металл—полупроводник, содержащую потенциальный барьер, является термоэлектронная эмиссия. Плотность тока можно представить с помощью простого диодного уравнения
Предыдущая << 1 .. 43 44 45 46 47 48 < 49 > 50 51 52 53 54 55 .. 130 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed