|
II. a Si:H asosli quyosh elementi ichidagi faol sohaning modeli.
Tashqi nurlanish bilan uyg’otilmagan holatda, sistemadagi elektron va kovaklarda elektron – kovak rekombinatsiyasi ro’y berishi to’laligicha(umumiy holda) bo’lmaydi.Quyidagi uzluksiz (uzviy) tenglama Sistema asosli ya’ni amaliy kuchga ega ekanini asoslaydi.
Ip = 0 (1)
Bu yerda p- zarra konsentratsiyasi va Ip – zarra ehtimolligi.
Agar zarralarning generatsiya va rekombinatsiya jarayonlari hisobga olinsa (1) tenglamadan generatsiya – rekombinatsiya balans tenglamasini murakkabroq ko’rinishini olish mumkin.Ya’ni:
(2)
Kovaklar uchun va
(3)
elektron uchun.Bu yerda va lar generatsiya koeffisiyentlari
( lar oraliq energiyadan yuqoriroq energiya bilan yutilgan foton sinxron ravishda o’tkazuvchanlik sohasida electron va valent sohada kovak hosil qilgan paytdagi tashqi nurlanish orqali generatsiya uchun koeffisiyentlar), va lar tashqi nurlanishsiz sistemadagi kovak va electron konsentratsiyalari o’rtasidagi balans, va lar kovak va elektronni yashash vaqtlari, va lar kovak va electron tok zichliklari,ularni o’z navbatida quyidagicha yozish mumkin:
(4)
va
(5)
Bu yerda E – elektr maydon, – kovak(electron) xarakatchanliklari, – mos ravishda diffuziya koeffisiyentlari.
Eynshteyn tenglamasi ni hisobga olib va elektr maydoni (E) sistema ichidagi (φ) potensial orqali ifodalasak (4) va (5) tenglamalarni quyidagi ko’rinishda yozish mumkin:
(6)
va
(7)
Bu yerda musbat zaryad uchun o’lchamsiz potensial energiya va lar musbat zaryadlarning xarakatchanlik
holati, Sistema ichidagi electron va kovak harakatiga mos keladi.(6) va (7) tenglamani (2) va (3) tenglamaga qo’yish orqali biz bir o’lchamli Sistema uchun barqaror holat energiyasiga ega bo’lamiz.
()
Ular quyidagicha:
, (8)
, (9)
Bu yerda - kovak diffuziya davomiyligi, – electron diffuziya davomiyligi, z – sirt strukturasiga o’tkazilgan normal yo’nalishini belgilovchi koordinataviy vektor.
Shuningdek, sistemaning qisqa qismidagi tok harakatini hisoblash orqali, biz asosiy ikki qatlam orqali tashkil etilgan o’sish davomida a-Si:H quyosh elementi yacheykasini aktiv sohasini ko’rib chiqamiz.(1-rasmga qarang), ya’ni : I) kiritilgan - qatlam ( qalinlikdagi) old yuza qismga yonma – yon va II) chuqurroq kirishmasiz qatlam (yoki donorlar bilan bir tekis to’yintirilgan qatlam). - qatlam qalinligi d.
Yaxshi orqa kontakt xossalarini hosil qilish yoki ega bo’lish uchun amalda joriy etilgan orqa yuzada tashkil etilgan texnik qatlam hosil qilishdan tashqari, uning qalinligi zaryad generatsiyasi va yig’ilishiga ta’sir o’tkazish uchun odatda juda kichik bo’ladi.Shuning uchun (1)- hisoblashlarda zanjirning bir qismidagi tok kuchining harakatiga aloqador bo’lgan fikrlar imkon bermasligi mumkin.Aktiv a-Si:H sohani uchta fizik jihatdan turli bo’lgan sohalarga bo’lish maqsadga muvofiqdir:
- qatlam.(qalinligi bilan): ,Texnik hosil qilingan
qatlam qismi juda oddiydir. U - o’tishda vujudga kelgan fazoviy zaryad sohasi (Space Charge Region,”SCR”) tashqarisida joylashadi.Bu soha ichida ortiqcha elektronlar qisqa yopiq zanjirda tok hosil bo’lishida o’z xissalarini qo’shadi.
II) – qatlam. qalinlik bilan. U SCR soha tashqarisida joylashgan a-Si:H ning – qismi hisoblanadi.Bu soha ichida ortiqcha kovaklar qisqa yopiq zanjirda tok hosil bo’lishidagi shu ulushini xosil qiladi.
III) Uchinchi qatlam qatlamning yaqinida joylashgan SCR ning o’zi hisoblanadi.SCR ning qalinligi ga teng.Qisqa yopiq zanjirda tok xosil bo’lish sharoitida, SCR ichidagi soha egilishi amaliy jihatdan qorong’u muhit ichidagi kabi bir xil bo’ladi(tashqi radiatsiya orqali erkin elektronlar va kovaklar generatsiyasi o’chirilgan paytda).Shu sababdan SCR ichida ma’lum bir darajadagi yuqori elektr maydon hosil bo’ladi.Shuning uchun shu sohada elektr tokini vujudga keltirgan elektron va kovaklar maydon ta’sirida bir-biridan tezda ajraladi va ular harakatining birinchi tenglamasi ularning beparvo qoldirilgan rekombinatsiyasini hisobga ola oladi.Bunga zid o’laroq,SCR soha tashqarisidagi I va II –qatlamlar ichida elektr maydoni yetarlicha kichik va shuning uchun biz uni birinchi tenglamada hisobga olmasak ham bo’ladi.
Yuqorida yozilgan a-Si:H ichidagi qisqa zanjirda tok hosil bo’lish muammosini sohalarni,ya’ni: va
sohalarni alohida mos chegaraviy muhit bilan hisobga olish orqali hal qilsa bo’ladi.
1-rasm.(a-Si:H quyosh elementi yacheykasi strukturasining sxematik ko’rinishi.)
Do'stlaringiz bilan baham: |
