N
0.470
2.320
25.600
2.44*1017
59.400
0.18
9-2
N
1.588
0.630
26.325
2.37*1017
16.580
0.28
10-1
N
1.240
0.800
13.050
4.79*1017
10.450
0.17
10-2
N
0.670
1.490
31.410
1.99*1017
46.700
0.20
10-3
P
1.920
0.520
17.360
3.60*1017
10.450
0.17
11-1
P
1.390
0.735
31.000
2.00*1017
22.300
0.30
11-2
P
0.670
1.500
22.300
2.80*1017
33.800
0.29
13-1*
P
0.274
3.650
13.890
4.50*1017
51.000
0.20
13-2*
P
0.255
3.920
25.000
2.50*1017
98.000
0.17
14-1
P
0.192
5.200
9.8750
6.30*1017
51.350
0.14
14-2
P
0.165
6.060
6.3900
9.78*1017
38.720
0.16
15-1
P
0.181
5.525
4.5400
1.38*1018
25.080
0.15
15-2
P
0.260
3.846
4.6800
1.34*1018
18.000
0.12
16-1*
P
0.094
10.70
6.2000
1.00*1018
66.340
0.26
16-2*
P
0.104
9.590
7.4500
8.39*1017
71.440
0.24
21-1*
P
0.094
10.64
8.4700
7.38*1017
90.100
0.20
21-2*
P
0.089
11.24
8.8100
7.10*1017
99.000
0.20
21-4*
P
0.093
10.72
8.1300
7.69*1017
87.200
0.20
Таблица 1 *-образец перекристаллизован два раза
Анализ результатов позволяет сделать некоторые выводы о зависимости от параметров:
1) В образцах, которые были перекристаллизованы два раза ощутимо меньше удельная электропроводность r, по сравнению с предыдущими образцами.
2) У этих образцов выше подвижность, что позволяет говорить о меньшем количестве примесей; о более глубокой очистке при данном методе.
В данных химического анализа [1], можно видеть:
1) Содержание всех элементов, кроме бора и фосфора, в сырье выше, чем в образцах очищенных кристаллизацией.
2) Бор и фосфор не изменяют свой концентрации при росте кристалла из сырья, и эта концентрация составляет приблизительно 1017 см-3, этот порядок совпадает с порядком величины концентрации носителей заряда в образцах. Это позволяет сделать вывод, что тип полупроводника и концентрацию носителей заряда в нашем случае определяет именно бор и фосфора.
3. Диффузионная длина, фотопроводимость,
время жизни.
Для полного исследования образцов кремния на предмет применимости их в качестве солнечных элементов, недостаточно всех вышеупомянутых методов, позволяющих контролировать основные электрофизические параметры. Необходимо представлять кинетику происходящих в полупроводнике процессов. Основой кинетической характеристикой (7) полупроводниковых материалов является диффузионная длина пробега: длина L на которой dp или dn уменьшаться в e раз в отсутствии внешнего поля. Прямым методом это измерить в нашем случае затруднительно из-за большого количества примесей. Поэтому наша задача измерить время жизни неравновесных носителей заряда t.
3.1 Понятие времени жизни неравновесных носителей заряда.
В полупроводнике (5,7) под влиянием внешнего воздействия концентрации электронов и дырок могут изменяться на много порядков. При термодинамическом равновесии действует принцип детального равновесия, который говорит:
J12=J21 (1.1)
При внешних воздействиях этот принцип нарушается и появляется компонента J12’. При этом в зонах появляются неравновесные носители заряда с концентрациями:
dn=n-n0 dp=p-p0 (1.2)
Если в полупроводнике нет электрического тока, то изменение концентрации электронов и дырок, при внешнем воздействии, выглядит так:
