Cтраница 1
Диодный коэффициент, найденный из вольт-амперных характеристик, оказывается величиной более двух. Значения диффузионного потенциала VD, определяемые по результатам измерений вольт-фарадных характеристик, с достаточной степенью точности совпадают с расчетными значениями VD для модели элемента со структурой металл - диэлектрик - полупроводник. У элементов со слоем Ct O толщиной 161 и 37 мкм коэффициент собирания носителей при длине волны А 0 65 мкм равен 0 25 и 0 65 соответственно. [1]
![]() |
Концентрации легирующих примесей и распределение приложенного напряжения в гетеропереходах. [2] |
Для нахождения эквивалентного диодного коэффициента асимметричного перехода выражение AT F E0 / kT, входящее в (2.53), следует умножить на параметр, характеризующий распределение напряжения в асимметричном переходе. [3]
![]() |
Диодные характеристики ряда солнечных элементов на основе GaAs. [4] |
В табл. 5.2 приведены значения диодных коэффициентов А и обратных токов насыщения / 0 для различных солнечных элементов, а также значения, рассчитанные исходя из параметров уже известных ранее материалов. [5]
Установлено, что во многих солнечных элементах, имеющих диодный коэффициент А 2, и в особенности в элементах малой площади, преобладает темновой ток, обусловленный рекомбинацией носителей на тех участках границы раздела и внешних поверхностей, которые расположены вдоль периметра р - и-перехода. [6]
Прямая темновая вольт-амперная характеристика описывается уравнением Шокли, причем у элементов площадью 0 08 см2 диодный коэффициент равен 1 6, а обратный ток насыщения - 2 - 10 - п А. При таком уровне освещенности напряжение холостого хода элементов, равное 0 32В, не зависит от интенсивности света Я, тогда как ток короткого замыкания меняется по линейному закону при вариациях Я. [7]
Термически активированное туннелирование вызывает зависящее от температуры уменьшение эффективной высоты потенциального барьера и сложный характер изменения диодного коэффициента. [8]
При высокой температуре и большой толщине барьера плотность тока носителей заряда, определяемого термической энергией активации, / 0 / примерно равна q b / AT p, где Ф /, - высота барьера и Ат р - диодный коэффициент, отвечающий термозмиссионно-полевому механизму протекания тока. При низких температурах и тонких барьерах / 0 / почти не зависит от температуры. [10]
Фельдман и др. [23] измерили вольт-амперные характеристики нескольких солнечных элементов на основе пленок кремния, полученных методом вакуумного испарения при различных температурах подложки и имеющих неодинаковый размер зерен, и установили, что темновые характеристики отвечают уравнению, содержащему два экспоненциальных члена с пред-экспоненциальными множителями / si и / S2 и диодными коэффициентами п и п2 2, соответствующими диффузионному и рекомбинационно-генерационному механизмам протекания тока. Независимые измерения диффузионной длины носителей заряда и размера зерен показали, что / si уменьшается при возрастании диффузионной длины ( что согласуется с теоретическими результатами), a JS2 понижается при увеличении размера зерен вследствие уменьшения количества рекомбинаци-онных центров. [11]
Согласно данным Казмерски и др. [45], при отсутствии освещения зависимость тока от напряжения является экспоненциальной. Диодный коэффициент равен 2 34, что свидетельствует о существовании генерационно-рекомбинационного механизма протекания тока. [12]
Шоттки и р-я-переходом, изготовленные из пленок Si, нанесенных на стальные подложки методом химического осаждения из паровой фазы, обладают плохими диодными характеристиками. Диодный коэффициент элементов с р-я-переходом и барьером Шоттки, рассчитанный исходя из прямых вольт-амперных характеристик, равен соответственно 3 9 и 2 8, тогда как для монокристаллических элементов с р-я-переходом значение этого коэффициента составляет 1 8, а для идеальных барьеров Шоттки-1. В тонкопленочных элементах с р-я-пе-реходом плотность обратного тока насыщения на несколько порядков величины выше, чем в монокристаллических элементах, имеющих аналогичный профиль распределения примесей, а в солнечных элементах с барьером Шоттки - существенно больше, чем в элементах с р-я-переходом. Большие обратные токи в тонкопленочных элементах, создаваемых на подложках из стали, связаны с малым размером зерен в пленках Si и наличием механических напряжений в области перехода. В случае использования кремниевых пленок, нанесенных на подложки из графита [20], элементы обладают лучшими выпрямляющими свойствами. Значение диодного коэффициента, найденное из прямых вольт-амперных характеристик данных элементов и равное - 1 9, сравнимо с его значением в монокристаллических элементах, что свидетельствует о слабом влиянии границ зерен в этих пленках на процесс протекания тока. [13]
Гандхи и др. ( 12, 14 ] установили, что солнечные элементы с барьером Шоттки имеют по существу аналогичные характеристики. Значения их диодного коэффициента равны 2 7 и 1 3 соответственно при низких и высоких прямых напряжениях смещения. Концентрация носителей, определенная с помощью вольт-фарадных характеристик ( при обратном напряжении смещения), составляет 6 - Ю16 см-3. Особенности темновых вольт-амперных характеристик можно объяснить, предположив, что протекание тока обусловлено рекомбинацией носителей заряда на границах зерен. Однако, поскольку в процессе осаждения пленки в область границ зерен внедряется большое количество примеси, их влияние на процесс собирания носителей оказывается несущественным. Эффект шунтирования перехода границами зерен, приводящий к увеличению обратного тока насыщения, ослабляется благодаря их пассивации посредством избирательного анодирования. Авторами работ ( 12, 14 ] отмечено существование зависимости фототока от напряжения смещения, что может быть вызвано рекомбинацией носителей на энергетических состояниях в области границы раздела металла и полупроводника. [14]
При более низких уровнях интенсивности излучения диодный коэффициент принимает значение я 2, и вследствие этого уменьшается коэффициент заполнения вольт-амперной характеристики. Аналогичные результаты получил Сингх [29], сообщавший о том, что на графике зависимости 1 § ( 7 / ь) от V можно выделить два линейных участка, причем при высоких напряжениях угол наклона прямой практически не зависит от температуры, а в области низких напряжений он слабо меняется при вариациях температуры. Граничное напряжение, разделяющее эти две области, определяется температурой элемента, однако во всех случаях оно оказывается более низким по сравнению с напряжением, отвечающим максимальной мощности. С протекание прямого тока обусловлено в основном многоступенчатым туннельно-рекомбинацион-ным процессом. Изучая вольт-амперные характеристики тонкопленочных солнечных элементов на основе Ct S и CdS ( с неоднородным профилем легирования), полученных методом пульверизации в сочетании с мокрым процессом, Мартинуцци и др. [56] пришли к выводу о том, что преобладающим механизмом протекания тока является многоступенчатое туннелирование. [15]