Sơ đồ v ng năng lượng của một PMT có cấu trúc ZnO/CdS/CIGS được trình bày trên hình 1.3. Các photon có năng lượng nhỏ hơn 3,3 eV sẽ đi qua lớp cửa sổ ZnO. Những photon có năng lượng n m trong khoảng từ 2,4 đến 3,3 eV sẽ b hấp thụ bởi lớp đệm CdS, lớp mà được đưa vào vì một lý do công nghệ. Hầu hết các photon sẽ đi đến lớp CIGS và b hấp thụ mạnh ở lớp này CIGS cũng như CdTe là các bán dẫn có vùng cấm th ng với hệ số hấp thụ rất lớn và như vậy có độ dài hấp thụ rất ngắn, α-1 << μm Sự hấp thụ của lớp đệm CdS có thể được hạn chế bởi việc
giảm độ dày của lớp này hoặc pha tạp với nguyên tố khác để tăng độ rộng vùng cấm.
Để sử dụng PMT hiệu quả, không những đ i hỏi pin có hiệu suất chuyển đổi cao mà cịn cần pin có kích thước lớn. So với pin tấm silic, PMT màng mỏng có thể được chế tạo rẻ hơn, với kích thước lớn hơn trên các loại đế thủy tinh, thép không rỉ, hoặc thậm chí trên các tấm polymer Và như vậy loại pin màng mỏng cũng sẽ nhẹ hơn pin tấm silic rất nhiều. Thời gian hoàn vốn của pin màng mỏng được ước tính là một năm trong khi của pin tấm Si là 2-3 năm
1.2.3 Đặc trƣng dòng-thế (I-V) [32]
PMT hoạt động dựa trên hiệu ứng quang điện trong của lớp tiếp xúc p-n khi được chiếu sáng, vì vậy đặc trưng d ng-thế của pin được mô tả giống như đặc trưng dòng-thế của một đi-ốt bán dẫn trong tối ở điều kiện l tưởng và có biểu thức:
0 1 qV AkT J J e (1.1) Trong đó, q là điện tích của điện tử, V là điện áp phân cực, k là h ng số
Boltzmann, A là hệ số phẩm chất của đi-ốt, T là nhiệt độ tuyệt đối, J0 là mật độ dòng điện o h a và được xác đ nh: 0 p n n p p n qD qD J p n L L (1.2) Trong đó, Dp, Dn là hệ số khuếch tán, Lp, Ln là chiều dài khuếch tán pn, np là nồng độ hạt tải không cơ ản tương ứng của lỗ trống và điện tử.
Trong điều kiện chiếu sáng, do quá trình phát sinh cặp điện tử-lỗ trống mới nên xuất hiện d ng quang điện chạy qua lớp tiếp xúc, có mật độ tương ứng JΦ. Do đó d ng tổng cộng chạy qua lớp tiếp xúc được xác đ nh như sau:
0 1 qV AkT J J e J (1.3)
Trong hoạt động của một PMT thực thì phương trình d ng-thế không thể được mơ tả bởi phương trình (1 1) Điều này được giải thích là do sự có mặt của điện trở vật liệu bán dẫn khối, điện trở các tiếp xúc kim loại-bán dẫn, kim loại-kim loại. Tổng các điện trở này được gọi là điện trở nối tiếp RS.
Hình 1.4. Đặc trưng I-V của một PMT trong điều kiện tối (a) và chiếu sáng (b)
Đặc trưng cho ảnh hưởng của nồng độ tạp chất trong lớp hấp thụ, sự khơng hồn hảo của bề mặt cũng như d ng điện rò bề mặt của PMT lên hoạt động của pin được gọi là điện trở ngắn mạch rsh (shunt-resistance). Do đó mạch điện tương đương của một PMT thực được mơ tả như trên hình 1.5.