Моделювання вихідних параметрів кремнієвих фотоперетворювачів з базовими кристалами і-типу провідності

Abstract

Проведено експериментальне дослідження та моделювання із використанням програми PC1D вихідних параметрів лабораторних зразків фотоелектричних перетворювачів на основі монокристалічного кремнію і-типу електропровідності. Встановлено, що використання базових кристалів і-типу електропровідності в умовах опромінення АМ0 дозволяє отримувати рекордно високі значення густини фотоструму, котрі сягають 48,6 мА/см². Проте їх коефіцієнт корисної дії не перевищує 11,6 %. Для розробки фізично обґрунтованого підходу до оптимізації конструктивно-технологічних рішень проаналізовано електронну модель кремнієвого фотоелектричного перетворювача з p⁺-i-n⁺ структурою. В ході апробації моделі було одержано серію діаграм розподілу значень коефіцієнта корисної дії досліджуваних фотоелектричних перетворювачів з p⁺-i-n⁺ структурою залежно від значень послідовного і шунтувального опорів при густині діодного струму насичення 10⁻⁷ А/см², 10⁻⁸ А/см2 та 10⁻⁹ А/см². Наявність таких діаграм при проведенні розробки високоефективних фотоперетворювачів зазначеного типу дозволить не тільки суттєво зменшити витрати на пошукові дослідження, але й забезпечить досягнення необхідного у кожному конкретному випадку оптимального співвідношення між витратами на покращення діодної структури та підвищеним рівнем коефіцієнта корисної дії таких приладів.