6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn
2.5.4. Phân tích các trạng thái khuyết tật
Quan hệ giữa khuyết tật và tái hợp được mô tả trong mô hình thống kê phát triển bởi Shockley - Read - Hall. Mô hình thống kê này giả thiết bốn khả năng chuyển tiếp và quy cho xác suất chuyển tiếp cho mỗi trường hợp của chúng. Các chuyển tiếp cho phép được trình bày trên hình 2.8.
Hình 2.8. Các trạng thái chuyển tiếp của cặp điện tử và lỗ trống
a: Trạng thái sai hỏng acceptor trung hoà. 1: Giữ một điện tử từ vùng dẫn.
2: Phát ra một lỗ trống từ vùng hoá trị. b: Trạng thái sai hỏng acceptor ion hoá.
3: Giữ một lỗ trống từ vùng hoá trị. 4: Phát ra một điện tử từ vùng dẫn.
Chuyển tiếp 2 và chuyển tiếp 4 sinh ra một cặp điện tử - lỗ trống, chuyển tiếp 1 và chuyển tiếp 3 tái hợp một cặp điện tử - lỗ trống. Trong trạng thái cân bằng nhiệt động, cả hai cặp chuyển tiếp (2,4) và (1,3) là bằng nhau về số lượng cặp điện tử - lỗ trống. Dưới sự chiếu sáng hoặc thế hiệu dịch quá trình tái hợp chiếm ưu thế, do đó quá trình tái hợp phụ thuộc vào độ tăng lên của nồng độ hạt tải tự do trong vùng dẫn. Vùng hoá trị ta coi nồng độ hạt tải tự do ở đây bằng 0. Bảng 2.3 trình bày các thông số trạng thái khuyết tật trong khối.
Bảng 2.3. Các thông số trạng thái khuyết tật trong khối
Thông số Đơn vị
Kiểu khuyết tật Trung tính, donor, acceptor
Tiết diện bắt điện tử/lỗ trống cm2
Nồng độ khuyết tật Nt cm-3
Hàm phân bố
Độ rộng vùng khuyết tật eV
Mốc tính mức năng lượng khuyết tật chuẩn Et
Khoảng cách Et so với mốc năng lượng eV
Đặc trưng mức năng lượng eV
KẾT LUẬN CHƯƠNG
Trong chương này, chúng tôi đã trình bày cơ sở lý thuyết:
1) Giới thiệu về chương trình SCAPS-1D, nguyên lý mô phỏng số và mô hình vật lý của pin mặt trời, cơ sở phát sinh tái hợp hạt tải trong pin mặt trời.
2) Phân tích cơ sở chọn lựa các thông số đầu vào sử dụng cho mô phỏng. Đây là cơ sở quan trọng cho việc thảo luận các kết quả nghiên cứu của luận văn.
Để hỗ trợ thực nghiệm chế tạo pin mặt trời Cu2ZnSnS4 bằng phương pháp phun phủ nhiệt phân toàn phần FSPD, trong nghiên cứu của luận văn này chúng tôi sử dụng phương pháp SCAPS-1D để mô phỏng thiết kế pin mặt trời Cu2ZnSnS4. Khảo sát chi tiết sẽ được trình bày trong chương 3.
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Cấu trúc pin mặt trời
Pin mặt trời màng mỏng cấu trúc đảo glass/ZnO:In/lớp đệm/Cu2ZnSnS4/ Ag (gọi tắt là pin mặt trời CZTS) được thực hiện trong nghiên cứu này. Hình 3.1 minh họa mặt cắt dọc của pin.