a) Sự phân bố điện tích tại lớp tiếp xúc; b) Sự phân bố điện trường; c) Sự chênh lệch điện thế của hai lớp tiếp xúc; d) Sơ đồ vùng năng lượng của tiếp xúc p-n.
Các photon ánh sáng được hấp thụ trong lớp tiếp xúc và tạo thành các cặp điện tử-lỗ trống. Kết quả là các điện tử tự do sẽ chạy qua lớp tiếp xúc p-n tới điện cực trong khi các lỗ trống thì chạy ngược lại Điện trường ở lớp tiếp xúc là tác nhân tạo nên dịng trong mạch ngồi Các điện tử sẽ chạy trong mạch và thực hiện công trước khi tái hợp với lỗ trống [32, 72].
Trong trường hợp khơng có mạch ngồi, do sự chênh lệch nồng độ hạt tải (điện tử và lỗ trống) ở hai điện cực của pin tạo ra một suất điện động Đó chính là suất điện động của pin. Giá tr này b giới hạn bởi thế tiếp xúc p-n.
1.2.2 Cấu tạo của pin
Loại pin cổ điển với một lớp tiếp xúc giữa hai chất bán dẫn cùng thành phần như mơ tả trong hình 1.2 có nhiều hạn chế Cường độ ánh sáng, nguồn tạo các hạt
tải sẽ giảm theo hàm mũ của độ dày xuyên s u Và như vậy, nếu ánh sáng được chiếu tới từ phía bán dẫn loại n của pin, quá trình hấp thụ sẽ xảy ra chủ yếu ở vùng bán dẫn loại n mà trong khi hiệu quả tạo cặp lỗ trống-điện tử ở vùng bán dẫn loại p cao hơn nhiều. Có hai giải pháp để khắc phục tình trạng này: thứ nhất, giảm độ dày lớp bán dẫn loại n (thường được thực hiện với PMT silic); giải pháp thứ hai là sử dụng bán dẫn loại n có độ rộng vùng cấm rộng. Loại pin màng mỏng CIGS với cấu trúc ZnO/CdS/CIGS [8, 11, 13, 15, 28] là một ví dụ điển hình cho giải pháp thứ hai. Lớp bán dẫn loại n sẽ đóng vai tr lớp cửa sổ