2 CHƯƠNG
2.2.2 Quá trình tái hợp của hạt dẫn
Trong mọi trường hợp, khi không tồn tại trạng thái cân bằng (với bán dẫn không suy biến n.p ≠ ni2) sẽ xảy ra quá trình tái hợp nhằm đưa trạng thái không cân bằng trở về trạng thái cân bằng [3].
Trong chương trình mô phỏng một chiều AMPS – 1D tốc độ tái hợp được xác định là:
( )R x =R xD( )+R xI( ) (2.39) Quá trình tái hợp được phân loại theo nhiều phương diện khác nhau. Có rất nhiều quá trình tái hợp xảy ra nhưng trong phạm vi bài luận này, chúng tôi chỉ xét đến quá trình tái hợp vùng – vùng (tái hợp cơ bản hoặc tái hợp trực tiếp).
Trong dạng tái hợp này, một điện tử tự do trực tiếp gặp một lỗ trống và tái hợp với nhau. Thực chất, một điện tử trên vùng dẫn chuyển mức xuống một trạng thái trống ở vùng hoá trị. Bán dẫn ta xét là bán dẫn có vùng cấm thẳng nên quá trình tái hợp không đòi hỏi sự tham gia của phonon.
Xét trường hợp tái hợp vùng – vùng (tái hợp trực tiếp giữa điện tử và lỗ trống), tốc độ tái hợp tổng cộng tỷ lệ với số điện tử nằm trên vùng dẫn và số lỗ trống nằm trên vùng hoá trị:
R =β. .n p=β(n0+δn)(p0+δp) (2.40)
Ở trạng thái cân bằng, quá trình tái hợp cân bằng với quá trình nhiệt phát sinh, tốc độ tái hợp trường hợp này có dạng:
Rth =β. .n p0 o =Gth (2.41) Trong đó:
Rth: Là tốc độ tái hợp cân bằng. Gth: Tốc độ nhiệt phát sinh cân bằng.
Nếu bỏ qua tốc độ tái hợp tổng cộng (R) và tốc độ phát sinh nhiệt cân bằng thì tốc độ tái hợp trong trường hợp này sẽ là:
R xD( )= −R Gth = −R Rth = β( .n0δp + p0δ δ δn+ p n) (2.42)
Ở đây :
n0: nồng độ điện tử tự do trong trạng thái cân bằng nhiệt động. p0: nồng độ lỗ trống tự do trong trạng thái cân bằng nhiệt động
3 CHƯƠNG 3
CÁC THÔNG SỐ ĐẦU VÀO CỦA CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG MỘT CHIỀU AMPS – 1D
Chúng ta thảo luận về việc chọn các thông số của các lớp ZnO/CdS/CIGS để đưa vào chạy chương trình mô phỏng AMPS – 1D. Những thông số được chọn để đưa vào chương trình là những thông số cơ bản nhất, dựa trên các số liệu đã được nghiên cứu về lý thuyết và thực nghiệm. Trên cơ sở đó, chúng ta nghiên cứu những đại lượng đặc trưng thu được từ chương trình mô phỏng một chiều. Qua đó chúng ta đưa ra những thông số phù hợp nhất để định hướng cho công nghệ chế tạo pin mặt trời thực nghiệm [18].
3.1 Các tham số cơ bản
Để bắt đầu chương trình mô phỏng một chiều AMPS – 1D thì cần ba thông số quan trọng là:
• Tính chất của các lớp tiếp xúc.
• Điều kiện của môi trường.
• Lưới chia cho các số liệu tính toán, thế hiệu dịch để sinh ra dòng J-V và QE.