Các trạng thái cục bộ trong cấu trúc quang điện silic vi kết tinh được nghiên cứu qua quang phổ thời gian bay hậu kỳ

Springer Science and Business Media LLC - Tập 762 - Trang 431-4316 - 2011
Steve Reynolds1, Vladimir Smirnov1, Charlie Main1, Reinhard Carius2, Friedhelm Finger2
1School of Computing and Advanced Technologies, University of Abertay Dundee, Dundee, UK
2Forschungszentrum Jülich, Institute for Photovoltaics, Jülich, Germany

Tóm tắt

Quang phổ thời gian bay hậu kỳ đã được sử dụng để nghiên cứu phân bố mật độ trạng thái trong các cấu trúc tế bào năng lượng mặt trời pin silic vi kết tinh bằng phương pháp CVD có dây nóng. Đối với tỉ lệ cường độ tán xạ Raman của lớp hấp thụ ICRS là 0,4 hoặc thấp hơn, hành vi nhất quán với cơ chế vận chuyển tải điện nhiều lần bị giữ lại được quan sát và có thể được lý giải theo điều kiện đuôi băng dẫn với độ dốc khoảng 18 meV cộng với một đỉnh khuyết tật rộng với thứ tự 10^17 cm-3 trung tâm ở 0,55 eV so với ranh giới di động. Khi ICRS được tăng vượt qua 0,4, độ phụ thuộc vào nhiệt độ của dao động dòng điện quang trở nên không nhất quán với cơ chế giữ lại nhiều lần và trên 0,6 các quá trình phân rã gần như không phụ thuộc vào nhiệt độ. Bằng cách so sánh dữ liệu thu được ở 300 K, có thể suy luận từ mô hình giữ lại nhiều lần rằng các trạng thái địa phương giữa 0,35 và 0,5 eV có liên quan đến sự hiện diện của các cột hoặc cụm tinh thể nano và các trạng thái sâu hơn 0,5 eV có liên quan đến mô mềm vô định hình. Kết quả được so sánh với các công trình trước đây về cấu trúc đồng phẳng và cấu trúc sandwich.

Từ khóa

#quang phổ thời gian bay #cấu trúc tế bào năng lượng mặt trời #silic vi kết tinh #tán xạ Raman #trạng thái cục bộ #vận chuyển tải điện #nanocrystal #khuyết tật

Tài liệu tham khảo

S. Klein, F. Finger, R. Carius, B. Rech, L. Houben, M. Luysberg and M. Stutzmann, MRS Symp. Proc. 715, A21.2.1 (2002). N. Wyrsch, L. Feitnecht, C. Droz, P. Torres, A. Shah, A. Poruba and M. Vaněček, J. Non-Cryst. Solids 266–269, 1099 (2000). S. Reynolds, V. Smirnov, C. Main, R. Carius and F. Finger, MRS Symp. Proc. 715, A21.2.1 (2002). N. Beck, P. Torres, J. Fric, Z. Remeš, A. Poruba, H. Stuchlíková, A. Fejfar, N. Wyrsch, M. Vaněček, J. Kočka and A. Shah, MRS Symp. Proc. 452, 761 (1997). L. Houben, M. Luysberg, P.Hapke, R. Carius, F. Finger and H. Wagner, Philos. Mag. A 77, 1447 (1998). F. Finger, S. Klein, T. Dylla, A.L. Baia Neto, O. Vetterl and R. Carius, MRS Symp. Proc. 715, A16.3.1 (2002). G.F. Seynhaeve, R.P. Barclay, G.J. Adriaenssens and J.M. Marshall, Phys. Rev. B39, 10196 (1989). C. Main, J. Non-Cryst. Solids 299–302, 525 (2002). C. Main, J. Berkin and A. Merazga, in New Physical Problems in Electronic Materials, eds. M. Borissov, N. Kirov, J.M. Marshall and A. Vavrek (World Scientific, 1991), p55. D. Ruff, H. Mell, L. Tóth, I. Sieber and W. Fuhs, J. Non-Cryst. Solids 227–230, 1011 (1998). J. Kočka, H. Stuchlíková, J. Stuchlík, B. Rezek, T. Mates, V. Švrček, P. Fojtík, I. Pelant and A. Fejfar, J. Non-Cryst. Solids 299–302, 355 (2002). A. Fejfar, N. Beck, H. Stuchlíková, N. Wyrsch, P. Torres, J. Meier, A. Shah and J. Kočka, J. Non-Cryst. Solids 227–230, 1006 (1998). F. Finger, J. Müller, C. Malten and H. Wagner, Philos. Mag. B 77, 805 (1998). G. Yue, J.D. Lorentzen, J. Lin, D. Han and Q. Wang, Appl. Phys. Lett. 75, 492 (1999).