Звоните! 
 (926)274-88-54 
 Бесплатная доставка. 
 Бесплатная сборка. 
Ассортимент тканей

График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
Читальный зал -->  Солнечные элементы 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 [ 34 ] 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91

равному 6 мВ. При работе элемента в условиях однократной солнечной освещенности такие потери возможны при сопротивлении сплошного тыльного контакта Рс = 0,2 Ом-см и фронтального сетчатого контакта Рс 0,01 Ом-см. 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, предьявляют высокие требования.

Существуют два определения омического контакта. Контакт первого типа, за которым мы сохраняем термин омический , 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 [Rose, 1955]. 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 типа называется квазиомическим.

Удельное контактное сопротивление определяют при нулевом напряжении смещения в соответствии с соотношением

Pco=(dVldJ)\. (2.79)

При малых падениях напряжения (менее 20 мВ) pQ является хорошим приближением для эффективного контактного сопротивления солнечного элемента в рабочем режиме (этот вопрос рассмотрен в 3.2.3). Как правило, Рсо 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,я и б показаны схемы энергетических зон при формировании омического контакта между металлом и полупроводником для случаев, когда высота потенциального барьера Ф, определяется значениями Фт и Xs (предел Шоттки). Если полупроводник обладает проводимостью л-типа, а Ф меньше то образуется в строгом смысле омический контакт с крайне низким рсо- Значение Рсо 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 b, 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 Ф (предел Бардина).



До контакта

f гас

Поспе контакта


Рис. 2.42. Идеальный омический контакт металла с полупроводниками проводимости л- (в) 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 для получения идеального омического контакта с полупроводником проводимости п- или р-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.

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 (Л д < < 10* см~) преобладающим механизмом протекания тока через границу раздела металл-полупроводник, содержащую потенциальный барьер, является термоэлектронная эмиссия. Плотность тока можно представить с помощью простого диодного уравнения

У = Л*7ехр[-с7(Фг,-ДФй)/(Г>] [txpiqVJikT)) ~ Ц

J = Jo[txp{qVi{kT))-\], (2.80)



где ДФ, - )гменьшение высоты барьера под действием сил изображения, ДФй = (Ф,Лд/(87ге,й/,)) / + а гп- (2.81)

Коэффициент а представляет собой эмпирический параметр, введение которого в уравнение необходимо для объяснения дополнительного снижения барьера под влиянием связанного заряда, находящегося вблизи границы раздела [Andrews, Lepselter, 1968], свойства которого изучены еще недостаточно глубоко (обычно а 2-1(Г см). Удельное контактное сопротивление можно представить в виде

Pco={dVldJ)\ =kT/(qJo)= (кТ1{дА*ТЧ)ехр[д(Ф1,-АФ1,)/(кТ)].

(2.82)

Для того чтобы контакт к Si в виде барьера Шоттки обладал при комнатной температуре Рсо < ОД Ом-см, необходимо, чтобы для электронов Ф, < 0,45 эВ (или для дырок Ф, < 0,42 эВ) при условии, что ДФ, =0 и эффективная постоянная Рищрдсона * = 112 А/(см-К*) для электронов и Л* = 32 А/,(см-К) для дырок. Для p-Si эти требования легко выполнить, создавая контакты, например, из PtSi или RhSi (Ф, = 0,25 и 0,33 эВ соответственно), однако они обладают большим температурным коэффициентом сопротивления и становятся непригодными при температуре жидкого азота. Контакт Ag-p-Si с Ф, 0,43 эВ при отсутствии туннелирования носителей заряда и эффекта снижения барьера мог бы оказаться очень полезньпи.

В большинстве областей применения полупроводников используется туннелирование носителей через тонкий потенциальный барьер, образующийся в сильно легированном слое полупроводниковой подложки. Теория этого процесса является в определенной степени простым обобщением теории термоэлектронно-полевой эмиссии. При увеличении концентрации носителей заряда наблюдаются как понижение барьера ДФ/, под влиянием сил изображения, так и уменьшение его толщины, однако последний эффект выражен более ярко, поэтому уменьшение ро обусловлено в основном туннелированием носителей заряда.

Расчет Рсо был вьшолнен [Chang е. а., 1971], исходя из обобщенной модели [Chang, Sze, 1970] процесса переноса основных носителей заряда [Padovani, Stratton, 1966; Crowell, Rideout, 1969], )дштывающей квантово-механическое прохождение носителей как над потенциальным барьером, так и через него, эффект Шоттки и зависимость т* от уровня легирования. Исследования проводили для контактов к вырожденным Si и GaAs и- и р-типов проводимости. Результаты были получены с помощью численных методов, однако для двух предельных cnjnaeB имели место приближенные аналитические решения. Если преобладает процесс термоэлектронной эмиссии и туннелированием можно пренебречь, то справедливо уравнение (2.79). В случае, когда поток носителей заряда, проходящих над барьером, значительно меньше потока носителей, туннрли-рующих через основание барьера,

Рсо * [kTEi4(qA*T (qVy )] exp(qVj/£oo) ехр{8 1(кТ)), (2.83) ПО



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 [ 34 ] 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91



ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.


Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы
.