(926)274-88-54
Бесплатная доставка.
Бесплатная сборка.
График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
|
|
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 1.6. ИЗМЕРЕНИЕ ВРЕМЕНИ ЖИЗНИ И ДИФФУЗИОННОЙ ДЛИНЫ НЕОСНОВНЫХ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА Коэффициент поглощения света а(Х), характеризующий собственные свойства материала, может изменяться лишь в относительно узких пределах, поэтому время жизни т неосновных носителей заряда оказывается одним из основных параметров, с помощью которого (изменяя условия обработки материала) можно влиять на КПД солнечных элементов. Наиболее важным следствием увеличения т является уменьшение плотности темпового тока /о (в результате ослабления рекомбинации носителей, инжектируемых при прямом напряжении смещения), что в конечном итоге приводит к возрастанию напряжения холостого хода Kq. Рассмотрим в качестве примера кремниевый солнечный элемент с идеальным р- и-переходом, диодный ток которого обусловлен диффузионным и рекомбинационным процессами в базовой области. При освещении в условиях AMI увеличение т в 10 раз сопровождается возрастанием Vgc примерно на 0,03 В (или на 5%). Соответствующее относительное повышение плотности тока короткого замыкания приблизительно на порядок меньше. Эти изменения представляются незначительными, однако в процессе обработки кремния т, как правило, меняется в пределах от 10 до 10 с [Fischer, Pschunder, 1975]. В этом параграфе будут рассмотрены методы измерения эффективного времени жизни неосновных носителей заряда или их диффузионной длины L = (От) Известно, что т зависит от экстремальных значений времени жизни электронов т о и дырок Тро*, а также от положения квазиуровней Ферми (т. е. концентрации легирующих примесей и интенсивности излучения, возбуждающего носители заряда). На постоянную времени образца или прибора влияют захват носителей и поверхностная рекомбинация, причем во многих случаях (в частности, в приборах ср-и-переходом) их влияние приводит к сложной зависимости времени жизни неосновных носителей заряда от постоянной времени. Методы измерения времени жизни можно разделить на две группы. К первой относятся методы исследования образцов (часто имеющих достаточно большие размеры) с помощью измерений затухания фотопроводимости, поверхностной фото-ЭДС или затухания концентрации носителей в электрическом поле (метод Хайнса - Шокли). Вторая группа объединяет методы определения параметров готовых приборов. Если речь идет о приборах с р -и-переходом или барьером Шоттки, то осуществляют измерения тока, возбзждаемого электронным или световым пучком, а также измерения Vqc и емкости в нестационарных условиях. Поскольку в процессе изготовления приборов, даже при низкотемпературной обработке, возможно значительное изменение т, предпочтение следует отдать второй группе методов измерения (если нет условий, ограничивающих их применение). Некоторые методы измерений указаны * Tfio и Гро - минимальные значения времени жизни электронов и дырок, соот ветствующие сильно легированным полупроводникам р- и п-типов проводимости, в которых практически все рекомбинационные центры заполнены носителями противоположного знака. - Прим. пер. Таблица 1.2. Методы измерения времени жизни и диффузионной длины Носителей заряда
В табл. 1.2. Опубликован обзор [Graff, Ficher, 1979] методов измерений времени жизни носителей заряда в кремниевых солнечных элементах. 1.6.1. Измерения т методом Хайнса-Шокли при наличии электрического поля Одним из первых методов определения подвижности и времени жизни носителей был метод, предложенный Хайнсом и Шокли [Haynes, Shockley, 1951]. С помощью короткого импульса света с энергией, близкой к ширине запрещенной зоны полупроводника, или импульса рентгеновского излучения в тонкий слой полупроводникового стержня инжектируют носители заряда (см. рис. 1.2). Под действием электрического поля пакет неосновных носителей перемещается вдоль образца, и соответствующий сигнал измеряют с помощью контактного зонда. Максимальное значение на кривой пространственного распределения носителей уменьшается вследствие их диффузии и рекомбинации, причем форму кривой можно описывать соотношением [Haynes, Shockley, 1951] Пр(х.Г)= [Nol(4itD ty]exp{-Kx - yet)V(4D t)] -t/т} + Про- (1.30) Здесь iVo - общее количество инжектированных носителей (по отношению к единице площади) в начальный момент. По характеру уменьшения максимума и изменения всей кривой распределения носителей с течением времени можно определять значения т не менее 10* с. Применимость этого метода обсуждается в [Durrant, 1955; Spitzer е. а., 1955]. При использовании этого и некоторых других методов измерения т наблюдаемое время жизни носителей может оказаться существенно заниженным под влиянием поверхностной рекомбинации в образцах с высоким отношением площади поверхности к объему или в том случае, когда излучение поглощается вблизи поверхности. По этой причине образцы следует облучать светом с энергией, незначительно превышающей ширину запрещенной зоны; при измерениях параметров Si между источником излучения и образцом располагают тонкую кремниевую пластину, которая служит фильтром по отношению к падающему излучению. 1.6.2. Затухание фотопроводимости При использовании этого метода весь образец подвергают воздействию короткого импульса слабо поглощаемого света, проникающего на большую глубину, стараясь обеспечить при этом максимальную степень однородности освещения. Концентрация избыточных носителей Апр=Пр-Про = Aripi ехр (-г/т ), где Дир,- - их концентрация при Г =0. Аналогичное соотношение справедливо и для дырок, имеющих время жизни Тр. Удельную проводимость образца можно представить в виде o = q[(npo+ Апр) ц + (рро + ДРр) Мр]. В материале р-типа, как правило, Дир = ДРр, Дрр Рро ииро Рро> поэтому при отсутствии захвата носителей ловушками т = Тр =т, и изменение удельной проводимости под действием импульса света оказывается связанным с т следующим образом: Aa = qAnpOi + Цр) = qAnpi{uL +Aip)exp(- r). (1.31) Если к образцу приложено постоянное электрическое поле, то время жизни носителей определяется по графику зависимости фототока от времени. Поскольку Да обычно существенно меньше темповой удельной проводимости материалов, используемых в солнечных элементах, необходимы световые импульсы большой интенсивности, и, кроме того, могут потребоваться измерения при переменном электрическом поле. Данный метод позволяет определять значения т > 10 * с. В обоих рассмотренных методах время затухания светового импульса должно быть существенно меньше измеряемого времени жизни носителей.
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. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||