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

8 10 12qV/fT)

Рис. 2.10. Зависимость/(Ь) от нормированного напряжения смещения qVlikT) [Choo, 1968]; теории Чу и СНШ обеспечивают приблизительно одинаковые результаты для р -п-перехода, представлеиного кривой 1 (D = 8 10cм 4 = 8 10*cм );

крнвая2 (% = 810* cм Л=8 10 см)

рассчитана с помощью теории Чу; рекомбинационные центры имеют следующие параметры: Т>,о = 810 ** с; Гро = 4-10 *с; -8,9А:Г

Рис. 2.11. Асимметричный гомогенный переход с неоднородным распределением рекомбинационных центров, в данном случае связанных с состояниями на границе раздела

ционно-генерационных токов при повышенных прямых напряжениях смещения до такого низкого уровня, который отвечает насыщению в случае малой объемной концентрации носителей заряда.

Теории СНШ и Чу успешно предсказывают форму вольт-амперной характеристики, однако в реальных диодах рекомбинационно-генерацион-ные токи, как правило, существенно выше, особенно для электронно-дырочных переходов, получаемых в материалах с шириной запрещенной зоны существенно большей, чем у кремния. Несмотря на то что токи, рассчитанные с помощью теории Чу, имеют даже еще более низкие значения по сравненюэ с токами, соответствующими теории СНШ, достоинство первой состоит в том, что она позволяет объяснить получение значений диодного коэффициента А больших или равных двум (типичных для гетеропереходов).

До сих пор мы рассматривали приборы ср-и-переходом, в которых рекомбинационные центры, образующие единственный энергетический уровень, бьши распределены равномерно по всему объему. Если мы обратимся теперь к асимметричному гомогенному переходу, для которого характерна высокая скорость рекомбинации носителей на границе раздела р- и л-областей (такая структура может образоваться при зпитаксиаль-ном осаждении л-слоя на грязную подложку проводимости р-типа), то увидим, что На границе раздела положение уровней Ер и Ерр по отношению к E существенно изменяется в зависимости от степени легирования и типа проводимости областей, образующих переход (рис. 2.11). Взаимное расположение уровней Ер , Ерр, Е и Ej определяется скоростью рекомбинации U(x) носителей заряда и, следовательно, значением общего тока, протекающего через р - л-переход. Таким образом, сущест-54

вует еще один вид влияния асимметричности перехода на диодный коэффициент А. Данную модель можно использовать (во всяком случае это осуществимо принципиально) для описания гетеропереходов.

2.2.5. Вольт-амперные характеристики элементов с гомогенным переходом при различных механизмах переноса носителей заряда

В солнечных элементах процесс переноса носителей заряда в большей или меньшей степени зависит также от ряда других факторов, таких, например, как последовательное и шунтирующее сопротивления, изменение механизма переноса при высоких прямых напряжениях смещения, распределение концентрации легирующей примеси (введенной диффузионным способом) и краевых эффектов.

Последовательное сопротивление определяется объемным удельным сопротивлением слоев, входящих в структуру злемента, и контактным сопротивлением. При < сопротивлением обедненного слоя с достаточной степенью точности можно пренебречь. В большинстве случаев эквивалентную электрическую схему злемента представляют в виде цепи с сосредоточенными сопротивлениями (рис. 2.12), а его вольт-амперную характеристику записывают в виде

/ = /о{ехр[сКГ-/Л,)/(А:Г)] - l} + (К-/Л,)/Лр, (2.33)

где /?s - последовательное и Лр - шунтирующее сопротивления. Отсюда видно, что влияние на вольт-амперную характеристику наиболее значительно при сильных токах (и высоких напряжениях смещения), тогда как влияние Rp - при низких напряжениях, когда ток, протекающий через переход, мал по сравнению с шунтирующим током.

Полный ток, проходящий через элемент, представляет собой сумму диффузионной, рекомбинационно-генерационной и шунтирующей составляющих, которые обьршо рассматривают независимо друг от друга. Диффузионный ток, прямо пропорциональный л? преобладает в полупроводниках с малой шириной запрещенной зоны {Eg 1,1 эВ) и при больших обратных напряжениях смещения, в то время как рекомбина-ционно-генерационная составляющая играет наиболее важную роль в широкозонных полупроводниках и при малых напряжениях. На рис. 2.13 представлены темновые вольт-амперные характеристики идеализированного гомогенного перехода в Si при различных механизмах протекания тока.

Как правило, довольно трудно экспериментальным путем разделить шунтирующий и рекомбинационно-генерационный токи, поскольку ко-

Отношеяие плотностей рекомбинационно-генерационного (2.27) и диффузионного токов (2.12)

Jrg/Jid=lWdkTNI(.2{Vj-V)T oqniL )]exp(,-qVK2kT)).

Отсюда следует, что при больших Eg (которым отвечают малые и (или) низких V значение Jg превосходит

J, А/см

Рис. 2.12. Эквивалентная электрическая схема диода с последовательным Rg и туширующим Rp сопротивлениями

Рис. 2.13. Зависимости плотности тока J от напряжения смещения V для диода с обычным гомогенным переходом: I к2- диффузиоииая составляющая соответственно при прямом и обратном напряжениях смещения; 3 н4 - рекомбинациоиио-генерациои-

иая составляющая при прямом и обратном напряжениях; левая часть кривой 5 характеризует изменение кривой 3 при учете шунтирующего сопротивления Rp = = 10* Омсм, правая часть кривой 5 - при учете последовательного сопротивления Rg = 0,1 Ом-см*; около кривой 3 указаны значения диодного коэффициента А; для обратных ветвей вольт-ампериых характеристик (кривые 2 я 4) значения напряжения, указанные иа оси абсцисс, следует увеличить в 10 раз

эффшщент А может изменяться в зависимости от приложенного напряжения. Имеются данные, которые свидетельствуют о том, что происхождение шунтирующих токов связано с такими механизмами, как поверхностная проводимость вследствие рекомбинационно-генерационного процесса или туннепировакия носителей заряда по периметру или в области перехода при участии содержащихся здесь дефектов.

При высоких прямых напряжениях смещения обычно преобладает диффузионный ток. Если в квазинейтральной области концентрация инжектированных носителей заряда превышает концентрацию основных носителей, то реализуются условия так называемого высокого уровня инжекции. При сохранении злектронейтральности образца Рр -Nj +Пр

Пр положение квазиуровней Ферми при х=Хр определяется с помощью обычных соотношений. Произведение концентраций носителей заряда

ПрРр = n]exp(qV/(kT))n, следовательно, граничное условие при х=Хр теперь имеет вид Ир(Хр) П;ехр(К/(2А:7)).

(2.34)

Рассуждая таким же образом, как и в 2.2.2, можно показать, что в условиях высокого уровня инжекции коэффициент А = 2 (рис. 2.13). Следует отметить, что в данном случае активные рекомбинационные центры расположены приблизительно посередине между уровнями Ef и Ерр (как и 56

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.