Vật liệu và linh kiện bán dẫn Pin mat troi

B Nguyên lý hoạt động trình vật lý PMT Cấu trúc PMT p-n Yêu cầu: Bề dày lớp bán dẫn phải thích hợp để hấp thụ nhiều photon đủ mỏng cho hạt tải điện di chuyển điện cực B Nguyên lý hoạt động trình vật lý PMT Nguyên lý hoạt động Quang  hóa : Bán dẫn hấp thụ photon có NL ≥ Eg tạo e- h+ Hóa  điện : e- h+ phân ly chuyển mạch B Nguyên lý hoạt động q trình vật lý PMT Hấp thụ photon Quang  hóa : e- vùng hóa trị hấp thụ photon có NL ≥ Eg nhảy lên vùng dẫn để lại h+ vùng hóa trị Thỏa mãn ĐK bảo toàn lượng động lượng Xác suất hấp thụ photon (ħω) ̴ hệ số hấp thụ α(ħω) B Nguyên lý hoạt động trình vật lý PMT Hấp thụ photon Bán dẫn chuyển mức trực tiếp α(ħω) ̴ (ħω – Eg)1/2 Quang  hóa Xác suất hấp thụ photon (ħω) ̴ hệ số hấp thụ α(ħω) Bán dẫn chuyển mức gián tiếp α(ħω) ̴ (ħω – Eg ± ħΩ)1/2 B Nguyên lý hoạt động trình vật lý PMT Bán dẫn điều kiện khơng cân hóa Mức Fermi : mức lượng mà xác suất tìm thấy điện tử 1/2 điều kiện cân ni : nồng độ hạt tải B Nguyên lý hoạt động q trình vật lý PMT Bán dẫn điều kiện khơng cân hóa Khi chiếu sáng (điều kiện không cân bằng) : - Có hình thành hạt tải điện dư (hạt tải điện không cân bằng) - HTĐ-KCB va chạm với mạng tinh thể  thiết lập trạng thái CB nhiệt với mạng tinh thể - Điện tử tồn thời gian sống chúng vùng dẫn (cũng lỗ trống vùng hóa trị) Nồng độ hạt tải điện lớn giá trị ĐKCB : ne > neo , nh > nho  nenh > ni2 EFC , EFV chuẩn mức Fermi evà h+ ĐKKCB μe,h = (EFC – EFV) : độ lệch khỏi trạng thái cân CBD hóa cặp e- h+ (hóa cặp e- h+ ) B Nguyên lý hoạt động trình vật lý PMT Bán dẫn điều kiện khơng cân hóa Cân : μe,h = -Không cân : μe,h ≠ -Gọi N tổng số cặp electron lỗ trống CBD lượng chất bán dẫn tích trữ dạng hóa Nμe,h (quang  hóa năng) B Nguyên lý hoạt động trình vật lý PMT Chuyển tiếp p-n Hóa  điện : e- h+ phân ly chuyển mạch B Nguyên lý hoạt động q trình vật lý PMT Chuyển tiếp p-n Khi chưa chiếu sáng tiếp xúc φ Dòng tổng cộng qua lớp chuyển tiếp j = B Ngun lý hoạt động q trình vật lý PMT Chuyển tiếp p-n Khi chiếu sáng Bên chuyển tiếp p-n tồn lượng hóa Nμe,h – lượng tối đa cung cấp cho mạch ngồi • Thế tiếp xúc φ chuyển tiếp p-n lớn hay chênh lệch V chuẩn mức EFC EFV : hóa chuyển hóa hồn tồn thành điện • Thế tiếp xúc φ chuyển tiếp p-n nhỏ chênh lệch V chuẩn mức EFC EFV : hóa khơng chuyển hóa hồn tồn thành điện B Ngun lý hoạt động q trình vật lý PMT Chuyển tiếp p-n Phân ly hạt tải e- bị vùng n h+ bị vùng p - Điện trường lớp chuyển tiếp p-n : phân ly hạt tải bên CBD - Thế chênh lệch tiếp xúc với điện cực : kéo hạt tải điện ngồi tạo dòng điện B Nguyên lý hoạt động trình vật lý PMT Các dòng hạt tải điện đặc trưng I-V PMT Dòng hạt tải điện - Chỉ cặp e- h+ sinh vùng nghèo vùng lân cận ( -Lh ≤ x ≤ Le ) đóng góp vào dòng điện tải ngồi - Dòng tổng cộng JQ (dòng điện tạo PMT) gồm dòng electron vùng n dòng lỗ trống vùng p B Nguyên lý hoạt động q trình vật lý PMT Các dòng hạt tải điện đặc trưng I-V PMT Đặc trưng I-V Phương trình đặc tuyến I-V tiếp xúc p-n trạng thái CB Go : hạt tải chưa chiếu sáng ΔG : hạt tải chiếu sáng trạng thái KCB (khi chiếu sáng) B Nguyên lý hoạt động trình vật lý PMT Các dòng hạt tải điện đặc trưng I-V PMT Đặc trưng I-V Khi V=0 (trường hợp đoản mạch) ta thu dòng đoản mạch Jsc Khi chưa chiếu sáng phân cực ngược lớn (exp(eV/kT)