Гетеропереходи
Гетеропереходом (ГП) називають контакт двох напівпровідників, які розрізняються структурними та електрофізичними параметрами: кристалічною структурою, шириною забороненої зони, величиною електронної спорідненості, діелектричними сталими, ефективною масою тощо. Внаслідок цього їх експериментальне дослідження та теоретичний опис набагато складніші ніж у випадку p-n-переходів. Розрізняють ізотипні і анізотипні гетеропереходи. Якщо гетероперехід утворений двома напівпровідниками одного типу провідності, то говорять про ізотипний гетероперехід. Анізотипні гетеропереходи утворюються напівпровідниками з різним типом провідності. Найбільш перспективними вважаються СЕ на основі ГП між сполуками А2В6 Гетеропереходи утворенні сполуками цієї групи, досліджуються вже більше 40 років. Однак в основному вивчені структури, де на монокристалічну підкладку з однієї сполуки різними методами нанесена епітаксіальна плівка іншої сполуки. Серед сполук А2В6 тільки ZnTe і CdTe у нелегованому вигляді можуть мати діркову провідність, всі інші мають n-тип, тому створення анізотипних гетеропереходів можливе лише з даними матеріалами.
-
Фізичні принципи роботи сонячних елементів. Їх конструкція. Основні процеси у сонячних елементах. Еквівалентна схема сонячних елементів. Їх темнові та світлові ВАХ. Точка максимальної потужності. Вплив на ВАХ послідовного і шунтуючого опорів. Основні характеристики фотоперетворювачів.
Перетворення енергії у фотоелектричних перетворювачах (ФЕП) засноване на фотовольтаїчному ефекті, який виникає в неоднорідних напівпровідникових структурах при дії на них сонячного випромінювання.
Неоднорідність структури ФЕП може бути отримана шляхом легуванням одного і того ж напівпровідника різними домішками (створення p–n - переходів) або шляхом з'єднання різних напівпровідників з неоднаковою шириною забороненої зони (створення гетеропереходів).
Використовуються також МДП структури.
Конструкція се
Принцип роботи
СЕ можна пояснити на прикладі перетворювачів
з p-n-переходом,
які широко застосовуються у сучасній
геліоенергетиці.
а б
Конструкція
(а) та принцип дії (б) фотоперетворювача
Точка максимальної потужності
В
Вплив шунтуючого
опору
Вплив послідовного
опору
Формула
для струму діоду:
Процеси у фотоперетворювачах
ввмвм
е
При роботі СЕ приладів відбуваються наступні процеси:
1. Генерація електронно-діркових пар під дією випромінювання;
2. Дифузія неосновних фотогенерованих носіїв до p-n, гетеро- або переходу напівпровідник-метал;
3. Розділення носіїв переходом;
4
.
Збирання
носіїв омічними контактами.
Процеси рекомбінації характеризуються часом життя неосновних носіїв заряду
-
-
час
життя неосновних носіїв заряду;
- їх теплова швидкість; Sr
- переріз захвату носіїв рекомбінаційними
центрами.
Дифузійна довжина неосновних носіїв заряду пов’язана з їх часом життя
де k – стала Больцмана; - рухливість носіїв заряду; е – заряд електрона.
