Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics, 26 (2), P. 127-139 (2023).
Рекомбінація в області просторового заряду, безвипромінювальна екситонна рекомбінація та ефект звуження зон у високоефективних кремнієвих сонячних елементах
Анотація.
РЗапропоновано вираз для знаходження залежності величини звуження зон у кремнії ΔEgEg від рівня освітленості зі смуги власного поглинання I (чи струму короткого замикання). Запропонований вираз застосовано для знаходження експериментальних значень величини ΔEgEg у високоефективних кремнієвих сонячних елементах. Залежність ΔEgEg (I) чи залежність ΔEgEg (JI), де JI – густина струму короткого замикання, перебудовані в залежність ΔEgEg (ΔEgnOC), де ΔEgnOC – рівень збудження в умовах розімкненого кола. Для цього було розв’язано рівняння балансу генерації-рекомбінації з урахуванням шести механізмів рекомбінації в кремнії, що включають рекомбінацію Шоклі–Ріда–Холла, випромінювальну рекомбінацію, міжзонну рекомбінацію Оже, поверхневу рекомбінацію, безвипромінювальну екситонну рекомбінацію та рекомбінацію в області просторового заряду. Два останні рекомбінаційні доданки в роботах по дослідженню ключових параметрів кремнієвих сонячних елементів та в програмах по симуляції характеристик цих сонячних елементів до цього часу не враховувались. Тому в роботі виконано їх коректне визначення, проведено порівняння їх внеску з внеском інших рекомбінаційних механізмів та показано, що описання характеристик та ключових параметрів кремнієвих СЕ без їх врахування є недостатньо коректним. Виконано порівняння отриманих у роботі експериментальних залежностей ΔEgEg (ΔEgnOC) з теорією Шенка. Показано, що між ними існує непогане узгодження.
Ключові слова: кремнієвий сонячний елемент, механізми рекомбінації, теорія Шенка. This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License.
|