Соколовський І. О. Вплив розмірних обмежень на нерівноважні процеси в фотоелектричних перетворювачах

Дана робота присвячена теоретичному моделюванню ефективності фотоперетворення та споріднених фотоефектів для випадків, коли відпові-дні теорії відсутні, або виконані в спрощеному варіанті, з акцентуванням на аналізі розмірних ефектів, які при цьому виникають. Особливостями роботи є врахування складної структури об'ємного часу життя в базовій та емітерній областях та деталізований розрахунок величин швидкостей поверхневої рекомбінації, яка відбувається на фронтальній та тиловій поверхнях СЕ. Зокрема, при визначенні об'ємного часу життя враховуються рекомбінація Шоклі-Ріда-Хола, міжзонна випромінювальна рекомбінація, екситонна випромінювальна і безвипромінювальна рекомбінація та міжзонна оже-рекомбінація. Ефективні швидкості поверхневої рекомбінації на фронтальній та тиловій поверхнях СЕ розраховуються самоузгоджено з врахуванням рекомбінації за механізмом Шоклі-Ріда на поверхневих центрах, величин вигинів зон біля фронтальної та тилових поверхонь СЕ, а також таких параметрів емітерної та колекторної областей як час життя неосновних носіїв заряду, рівень легування та товщини цих областей. Враховано тунельний механізм струмопроходження у ВАХ кремнієвих СЕ при низьких температурах, що дозволило отримати узгодження з експериментом. Отримано значення коефіцієнту неідеальності для коротких порівняно з довжиною дифузії кремнієвих СЕ в залежності від рівня ін'єкції при врахуванні декількох механізмів в базовій області. Запропоновано новий метод розрахунку параметрів СЕ з тиловою металізацією та проведено порівняння ефективності фотоперетворення в них з ефективністю фотоперетворення в стандартних СЕ. Розвинуто аналітичну теорію фотоперетворення в СЕ на основі аморфного гідрогенізованого кремнію, яка враховує особливості електрофізичних та оптичних процесів, що протікають в цьому матеріалі. Теоретично проаналізовано особливості фотоперетворення в СЕ з квантовими ямами на основі прямозонних та непрямозонних напівпровідників. З використанням програми SimWindows чисельно розрахована ефективність фотоперетворення в СЕ зквантовими ямами на основі системи GaAs - InGaAs при неконцентованому та концентрованому сонячному ви-промінюванні.