Evaluation of surface photovoltage on silicon surfaces

Abstract

ÖZET YÜZEY FOTOVOLTfl J I N I N HESflPLflNMflS I ÜNFiL Emin ? Yüksek Lisans Tezi.. Elektrik ve Electronik Muherıd i s 1 i 5 i Bö l ümü. Tez Yöneticisi : Y. Doc. Dr. Müzeyyen SflRITflŞ Ocak 1388.. 88 sahi f e Azınlık taşıyıcıların ?gidebilecekleri ortalama mesafe.-.a ünes Pili y a p i m ı nda k u 1 1 an 1 1 acak ma l zemen i n k a l i. tes i n i be liri emek i e i n y ay a ı n o l a r ak k u 1 1 an ılır çarık a -a lines pili nden elde edilebilecek eneri i doıüişümünün tahmini bu yolla.aerçek leşi r« Bu tezde. ı ylizey Potansiyelini o l aşta ran yüzey durumları incelendi» Termal denge ve nonde-ienere istatistiği altında; uzay yük fonksiyonu ve yüzey potansiyeli katkı konsantrasyonlarını -a öz önüne alarak yoiiunl asm iş., evrilmiş ve a r 1 1 1 1 m iş y üzey l e r i ç i n Po i sson denk l emi nden hesa p l and ı. Yüzey Potans i y e l i n i n say ı sa l ve a ak l aş ı k çözüm l e r i bu l undu. Sayısal ve yaklaşık sonuçlar karşılaştırıldığında sapmanın '<2 den daha fazla olmadı! ı görüldü. Ya nil e tk en madde y üzey i ndek i y ak l e r i n derm e da rumundan (. Qsc=sabit > faydalanarak.. ısılın ener -i i bantlarını düzeltme ei ili m i nde o l dul u hesa p l and ı ` Uzay a ük f onk siy onunun ı ş ı k a 1 1 1 nda ve ışı k sız del e r l e r i k u 1 1. an 1 1 a rak.? y üzey f otovo l ta -i ı.. Av., yukarıda adı -aeçen üç bölae için hesaplandı. Fotovolta-Jınaz ı -n l ık taşıyıcıların artış oranına monoton bas imli l ılı re-arasyon analizi ile belirlendi. Lineer bağımlıiın r`2 nin %39 dan daha büyük delerleri için -geçerli o l dulu. varsay 1 1 ırsa.. Av nin deleri aşalıdak i l erden daha az olmak zo ru.ndad ir. i ) y ol u.n l aşm ı ş y lizey l e röe 0« 5 k T/q biri m i i > a r 1 1 1 1 m ı ş y üzey l e r de Ö. 6 k T.-'q b i r i m i i i > ev r i l m i s y üzey l e r de 0.78 kT--''q birim. Difüzyon denkleminin tek yönlü kararlı durum için çözümünden., ışıkla en..i ekte olan azınlık taşıyıcılar madde Pa rame t re l e r i ne baâ 1 1 o l a rak hesa p l and ı. 4, Bö l ümdek i şa rt l a r y e r i ne -a et iril d i I i nde. homo j en b i r a a nil e tk en dili m i içi n Su sonuç elde edildi Burada.- I madde yüzeyine düşürülen ışıl m re l et if şiddetini.`» silikonun optik absorplama katsayısını.- L. azınlık taşıyıcıların gidebilecekleri mesafeyi, C sadece bir sabiti.aostermektedir. SPV metodu için.. I her da 1 3 a boyunda sabit b i r f o tovo l ta -i s i ny a l i ve recek şek i l de ay a r l an ir. <* n ı n önceden bilinen delerlerinden faydalanarak I nin a raf il i *' e karsı çizi idilinde^ bu -a raf ilin <$ in ne-aetif eksenini kesti! i nokta azınlık taşıyıcıların gidebilecekleri mesafeyi verir. v ı

ABSTRACT EVALUATION OF SURFACE PHÛT0VÛLTA6E ÜNAL Emin M. S. i v'ı E I ect r i ca 1 arid E I «set ron i cs En a i nee r i n-a Supervisor: Assist. Prof. Dr. Müzeyyen SAR I TAS January, 1988.. 88 pa-aes The minority carrier diffusion lenath has been widely used to characterize the duality of silicon solar cell material before it is processed into solar cells because it Provides a prediction of the ene ray conversion which may be attained in the final cells. In this thesis., the surface states that constitute the surface Potential are examined. Under conditions of thermal equilibrium and non-deaenerate statistics,, the space char-ae function and surface voltaae are obtained from the solution of r-'oissorr's equation for accumulation.- inversion and depletion layers by cons i der i n-a the impurity do Pi n-a concentration. Numeric and approximate analysis of surface voltaae are carried out. When the numeric and approximate- results are compared., the deviation will not be a'reater than From the condition of overall neutrality at the surface < Qsc-constant >.. it is obtained that the li-aht tends to flatten the bands. By us i n-a the space char-ae function in the xndark and 1 i -3 ht.> the surface photovoltaae Av is obtained for thfve different layers. The monoton i c dependence of surface phot o vol ta-ae on minority carrier injection ratio is determined from regression analysis. If it is assumed that the linear relationship is still valid when r2is esual or areater than 33`»^ Av must be less than the follow i nas ; i> 0- 5k T/q unit for accumulation re-aion ii> 0.S kT/q unit for depletion.region iii) 0.78 kTVq unit for inversion reaion. By solving one dimensional diffusion equation under steady -state condition.' the injected minority carriers as a function of sample parameters are obtained. For the conditions a iven in Chapter 4.4 and for a homo aeneous silicon slab., it is shown that r< «?.*.!_> Here.. I0is the relative intensity of incident liaht/exis the optical absorption coefficient of silicon.- C is a constant and L is the minority carrier diffusion lenath. For the SF'V method.» the relative intensity > I0 * required to net a constant SPV si-anal at each wavelenath must be measured. From the measurements and the previously determined values of <* a araph of I aaainst oc' is plotted.' and the negative intersect on <*' axis reads of as the minority carrier diffusion lenath. a v