- •Фізика сонячних елементів
- •Лабораторна робота №1 Вивчення умов формування випрямляючого контакту металу з напівпровідником
- •Теоретичні відомості
- •Методика проведення досліджень
- •Завдання до лабораторної роботи
- •Порядок виконання лабораторної роботи
- •Контрольні запитання та завдання
- •Лабораторна робота №2 Дослідження впливу поверхневих енергетичних станів на електричні властивості випрямляючого контакту металу з напівпровідником
- •Теоретичні відомості
- •Методика проведення досліджень
- •Завдання до лабораторної роботи
- •Порядок виконання лабораторної роботи
- •Контрольні запитання та завдання
- •Лабораторна робота №3 Дослідження електричних властивостей різких напівпровідникових p – n-переходів
- •Теоретичні відомості Фізичні процеси у напівпровідникових p – n-переходах
- •Вплив зовнішнього електричного поля на основні параметри напівпровідникового p – n-переходу
- •Методики проведення досліджень
- •Завдання до лабораторної роботи
- •Порядок виконання лабораторної роботи
- •Контрольні запитання та завдання
- •Лабораторна робота №4 Дослідження світлової вольт-амперної характеристики сонячного елемента та визначення його основних параметрів
- •Теоретичні відомості Фотовольтаїчний ефект у напівпровідниках з електричною неоднорідністю
- •Вольт-амперна характеристика освітлюваного фотоперетворювача
- •Методика проведення досліджень
- •Завдання до лабораторної роботи
- •Порядок виконання лабораторної роботи
- •Контрольні запитання та завдання
- •Лабораторна робота №5 Вивчення впливу внутрішніх опорів фотоперетворювача на ефективність його роботи
- •Теоретичні відомості Компоненти внутрішнього опору фотоперетворювача
- •Оцінка впливу внутрішніх опорів фотоперетворювача на ефективність його роботи
- •Методика проведення досліджень
- •Завдання до лабораторної роботи
- •Порядок виконання лабораторної роботи
- •Контрольні запитання та завдання
- •Список літератури
- •Для нотаток
- •Навчальне видання Фізика сонячних елементів
Методика проведення досліджень
Методика вимірювання вольт-амперних характеристик досліджуваної поверхнево-бар’єрної структури Cr/n-CdTe як в прямому, так і зворотному напрямках, описана в інструкції до лабораторної роботи №1.
Завдання до лабораторної роботи
Розрахувати висоту потенціального бар’єра в області випрямляючого контакту метал – напівпровідник з урахуванням термодинамічних робіт виходу електрона з металу і напівпровідника та порівняти її з експериментально визначеною; ознайомитися з методикою визначення коефіцієнта неідеальності ВАХ та провести його розрахунок, використовуючи експериментально отримані залежності ВАХ; за величиною коефіцієнта неідеальності визначити механізм перенесення струму крізь бар’єр.
Порядок виконання лабораторної роботи
1. Ознайомитися із вимірювальною схемою установки і перевірити її готовність до роботи.
2. Виміряти пряму і зворотну гілки вольт-амперної характеристики досліджуваної структури. Дані вимірювання оформити у вигляді таблиці.
3. Побудувати графік залежності темнової ВАХ і визначити з нього величину контактної різниці потенціалів φк.
4. З урахуванням енергетичних параметрів матеріалів, з яких складається досліджувана структура, розрахувати величину контактної різниці потенціалів φк. Методика розрахунку описана в інструкції до лабораторної роботи №1. Необхідне для визначення положення рівня Фермі значення концентрації електронів у напівпровіднику складає n = 2,2∙10 15 см -3.
5. Порівняти експериментально визначені та розраховані значення величини φк.
6. Побудувати пряму гілку ВАХ у напівлогарифмічному масштабі lnI = f(U). За нахилом прямолінійної ділянки отриманої залежності визначити коефіцієнт неідеальності ВАХ А.
Контрольні запитання та завдання
1. Які причини зумовлюють утворення на поверхні напівпровідників локальних енергетичних станів?
2. Які нерівноважні носії заряду беруть участь у поверхневій рекомбінації?
3. Як впливає явище поверхневої рекомбінації на ефективність роботи сонячних елементів?
4. Наведіть енергетичну діаграму випрямляючого контакту напівпровідника n-типу провідності з металом при наявності різного типу (донорні чи акцепторні) поверхневих локальних енергетичних станів і поясніть їх вплив на значення контактної різниці потенціалів.
5. На основі якого аналітичного співвідношення проводять визначення коефіцієнта неідеальності А?
6. Поясніть методику визначення величини А.
7. В яких випадках можна вважати, що коефіцієнт неідеальності дорівнює одиниці? Коли він набуває значення А > 1?
Лабораторна робота №3 Дослідження електричних властивостей різких напівпровідникових p – n-переходів
Мета роботи: вивчення фізичних процесів в області напівпровідникового p – n-переходу; дослідження ВАХ різких гомогенних p – n-переходів; освоєння методики вимірювання вольт-фарадних характеристик бар’єрних структур; визначення на їх основі величини контактної різниці потенціалів, товщини електричного переходу в стані термодинамічної рівноваги та концентрації домішки в перехідній області.
Обладнання: різкий напівпровідниковий p – n-перехід на основі CdTe, джерело живлення ВИП-009, міліамперметр типу М82, цифровий вольтметр універсальний В7-21, міст ємностей Е8-2; низькочастотний генератор Г3-118; осцилограф С1-91; селективний підсилювач У2-8, колодка для закріплення зразка.