黄铜矿异质结的掺杂①

李海婴，陈宝久，梁 红

(哈尔滨学院理学院，黑龙江 哈尔滨 150086)

0 引言

近年来，随着黄铜矿结构太阳能电池效率的提高，对电池载流子的产生机理、复合机理和运输机理得到了广泛的研究.器件模型是有效的工具来计算和优化器件的效率.因此，完善的理论模型是非常重要的.早在1961年 H.W.Schock［1］就提出了太阳能电池器件的模型，并且计算出了太阳能电池的效率极限.但这种模型是建立在理想条件下，其中假设系统满足细致平衡原理，因此辐射复合是电池的唯一复合机制.事实上，随着近年来对复合机理的研究发现，在非理想状态下，非辐射复合对电池的影响较大，尤其在空间电场区(SCR)，由于tunneling效应和内建电势的增加使得非辐射复合增强［2］.例如，对于 I－III－VI族半导体材料来CIGS来说，用Ga来替代In可以调节半导体禁带宽度的大小，同时调节Cu和Se的含量可以实现CIGS半导体的反型以改变半导体材料的电学性质.当CIGS缺Cu时，晶体内形成Cu空位Vcu，由于Vcu距离价带0.03eV 位置较近［3］，使得极容易得到电子使得带负电，在常温下这种缺陷完全电离，使得CIGS表现为P型半导体特征.这种缺陷不会形成有效的复合中心.而在深能级位置具有较低生产能的缺陷往往在常温下不会完全电离，这就会形成有效的捕获截面，成为有效的复合中心.尤其在内建电场区，电场增强了复合中心捕获电子的能力.这种非辐射复合不能被忽略.

在本文中，基于传统模型的基础，提出并引入了非辐射复合模型和界……