ترجمه بررسی ویژگی های چند گانه وارونگی بار برای سلول HIT

توضیحات

عنوان فارسی:  بررسی ویژگی های چند گانه وارونگی بار برای پارامتر قائم بالذات سلول های HIT

عنوان انگلیسی:

Multi probe Characterization of Inversion Charge for Self-Consistent Parameterization of HIT Cells

چکیده

عملکرد هتروجانکشن مدرن a-Si/c-Si سلول­های خورشیدی HIT توسط فعل و انفعال پیچیده­ی پارامترهای دستگاه­های متعدد دیکته شده است. آزمایش ویژگی و خصیصه(برای مثال نور جریان-ولتاژ(I-V))با مجموعه­ای از پارامترها متناسب است, اما این مجموعه منحصر بفرد نیست, بنابراین به عنوان اساس برای طراحی آینده/بهینه سازی مورد سوال قرار گرفته است. در این مقاله چند تکنیک شبه متعامد اندازه­گیری برای شناسایی پارامترهای کلیدی که عملکرد سلول­های HIT را تعیین می­کند استفاده می­کنیم. ابتدا,به مطالعه­ی فرکانس, ولتاژو واکنش دمای وارونگی بار ( برای تئوری اساسی برای توصیف پارامترهای کلیدی دستگاه, یعنی ضخامت لایه­ی i در رابط جلو , گسستگی باند ظرفیت  هتروجانکشن a-Si/c-Si , پتانسیل­های ساخته شده در a-Si  و در ناحیه­ی c-Si  و غیره…. . سپس با استفاده از شبیه ­سازی پارامترهای اندازه­ گیری, از قبیل ظرفیت- ولتاژ(C-V) و طیف سنجی امپدانس که به بررسی  و بیان روش استخراج پارامتر اندازه­گیری پرداخته است. پس از آن الگوریتم/روش استخراج پارامترهای فوق­الذکر برای نمونه­ ی HIT صنعتی توسعه یافته استفاده می­کنیم. در نهایت با گسترش خصوصیات شبه متعامد از طریق ارتباط خصوصیات C-V با نور همه جا حاضر و ویژگی­های I-V تاریک که نشهن دهنده­ی ثبات توسعه تئوری و منحصربفرد از پارامتر استخراج شده است.مجموعه ­ی منحصربفرد این پارامترها به طور همزمان می­تواند مبنایی برای تفسیر اندازه­گیری­های تجربی و همچنین برای طراحی/بهینه ­سازی  سلول­های خورشیدی استفاده شود.

کلید واژه : نیمه هادی آمورف، مشخصات جریان-ولتاژ(I-V)، هتروجانکشن­ها، کنترل فرایند، سیلیکون

مقدمه

شرایط فرآیند ترکیبی، خواص مواد و شکل دستگاه که منجر به هتروجانکشن Si سلول­های خورشیدی می­شود یک معما باقی مانده و به یک موضوع مهم برای تحقیقات در طول دو دهه­ ی اخیر بدل گشته است. اساس فیزیک مبتنی بر پارامترهای کلیدی است که عملکرد سلول­های خورشیدی را تحت تاثیر قرار داده است پیش نیازی برای حل این معماست. به طور کلی عملکرد شکاف بین champion و سلول­های HIT معمولی (شماتیک سلول­های HIT شکل 1(a)) در نهایت می­تواند به پنج پارامتر فرآیند خاص تبدیل شود (شکل 1(b)): ضخامت لایه­ی  i در رابط جلویی ،گسستگی باند ظرفیت هتروجانکشن a-Si/c-Si ، interface defect densities ، پتانسیل ساخته شده­ی نواحی a-Si  و a-Si . ارزیابی این پارامترها به طور جداگانه اهمیت دارد به دلیل اینکه هر یک از پارامترها در مراحل مختلف پردازش کنترل می­شوند و شکست آنها برای بهینه­سازی به صورت جداگانه منجر به از دست دادن کارایی سلول می­شود. زمان ته­نشینی لایه­های a-Si, ضخامت لایه ی  (شکل 1) و ضخامت لایه­ی ذاتی a-Si   [1]-[3]. کنترل   و نمونه­ی  برای کنترل دقیق بر دما و فشار رسوب a-Si را کنترل می­کند. [4]-[7]اکسید نازک رسانا (TCO) تابع کار سطح جلو را تعیین می­کند .  هر دو پارامتر دستگاه  به نوبه­ی خود تحت تاثیر  قرار می­گیرند [7]-[9]. از این رو, خصوصیات مستقل پارامترهای کلیدی برای بهینه سازی فرآیند سلول­های خورشیدی اهمیت زیادی دارد.  به خوبی شناخته شده است که آنالیز کلاسیک براساس نور I-V برای شناسایی تاثیر پارامترها مورد استفاده است. با این حال, شناسایی هر یک از پارامترهای کلیدی منحصرا ویژگی­های نور I-V امکان­پذیر نیست. (شکل 1© ( مجموعه­ی شبیه­سازی نور I-V برای  های مختلف,  و  (متفاوت با تغییر ) را نشان می­دهد. این شبیه­سازی نشان می­دهد که تمام این پارامترها تحت تاثیرویژگی­های نور I-V در یک روش مشابه, برای مثال همه آنها روی FF تاثیر می­گذارند.ار این رو, تنها استفاده از ویژگی­های نور I-V برای شناسایی تاثیر هر کدام از پارامترهای منحصربفرد غیر ممکن است.

در این مقاله با استفاده از یک چهارچوب مدل­سازی و یک رویکرد جدید برای برررسی وارونگی  در رابط Si/c-Si (شکل 1) به تفسیر و آزمایش ویژگی­های خواص می­پردازند.حضور  از طریق هدایت اندازه­گیری­های میکروسکوپی نیروی اتمی [18]، و ویژگی انتقال تا به حال بسیار مورد مطالعه قرار گرفته است[17]،[19]-[21]. در این مقاله، واکنش  در فرکانس، ولتاژ، و دما برای بیان سازگاری اندازه­گیری ظرفیت (در شرایط تاریک)، از قبیل C-f، C-V، و طیف سنجی امپدانس، و شناسایی چهار پارامتر کلیدی، برای مثال، ، ، ، و  مطالعه شده است. به خصوص، هدف این مقاله استنتاج کردن، تفسیر کردن، و ثابت کردن:تلاش­های زیادی برای ویژگی­های I-V روشن و تیره به عنوان یک رویکرد در زمینه­ی جداسازی آثار پارامترها انجام شده است. [10],[11]؛ با این حال رسیدن به هر یک از این پارامترها دست یافتنی نیست. ویژگی­های دیگر از قبیل C-V [12]-[15] و طیف سنجی امپدانس [16], [17] اطلاعات کامل­تری را می­دهد؛ با این حال این روش­ها اغلب مستقل رفتار می­کنند و انسجام پارامترها تایید نشده است.  در واقع، اندازه­گیری مستقل، مهم نیست چقدر پیچیده، می­تواند به سادگی پارامترها را شناسایی کرده تا پاسخ سلول در شرایط مختلف را اندازه­گیری کند. در نتیجه، با وجود تلاش­های قابل توجه، پارامترهای کلیدی به خوبی مشخص نیست و عملکرد شکاف بین champion و سلول­های معمولی معمای حل نشده باقی مانده است.

 ضخامت لایه­ی i (شکل 1(b) ) ، ،  ظرفیت­های فرکانسی بالا و پایین ، به ترتیب، بدست آوردن مشخصات C-V ،  انرژی فعال­سازی بدست آمده از فرکانس قطع وابستگی دما( ( ،  قطع x از فرکانس بالای مات شاتکی، و  نقطه­ی خمیدگی بدست آمده از مشخصات C-V ارزیابی شده است.

در بخش 2، تئوری و مدلینگ وابسته به ویژگی­های C  تاریک (f,T,V) می­پردازیم. در بخش 3، به تفسیر تئوری توسعه یافته نتایج آزمایشی می­پردازیم.در بخش 4، وابستگی بین اندازه­گیری­های ظرفیت تاریک و اندازه­گیری تیره و روشن I-V به شرح تضمین سازگاری تئوری می­پردازیم.

2. واکنش وارونگی بار

در این بخش، واکنش  با توجه به فرکانس،دما و اعمال بایاس که قبلا گفته شد می­پردازیم. واکنش  برای فیزیک مبتنی بر استخراج پارامتر از ویژگی­های کلیدی اناندازه­گیری ظرفیت خازنی ضروری است. پارامترهای دستگاه مورد استفاده در شبیه­سازی ضمیمه شده است . شبیه سازی با استفاده از دستگاه شبیه­ساز انجام شده است .

توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه لطفا اقدام به خرید فرمایید.
• پس از خرید بلافاصله لینک دانلود فایل برای شما ایمیل خواهد شد.