Bakır difüzyonunun CuGaSe2-Ga As güneş pillerinin karakteristiklerine etkisi

Abstract

CuGaSe2 ve GaAs yarıiletkenlerinin örgü parametreleri ve termal genleşme katsayıları arasındaki fark çok küçük olduğu için (CuGaSe2 ve GaAs için sırasıyla a;=5,618Â ve a2=5,653Â; a^xlO"6 K"1 ve a2=5,8xl0"6 K'J) CuGaSe^GaAs heteroçiftinin bileşenleri "ideal" heteroeklemin bileşenlerine çok yakındır. Üstelik CuGaSe2, yasak enerji aralığı Eg=l,68 eV olan direk geçişli ve yüksek soğurma katsayılarına sahip (104-105cm"1) bir yarıiletken olduğu için, CuGaSe2 esaslı güneş pili hazırlamaya uygundur. CuGaSe2-GaAs güneş pilleri vakum ortamında nGaAs altlığın üzerine CuGaSe2 ince filminin buharlaştırılması ile elde edilir. CuGaSe2-GaAs güneş pillerinin kristal yapısı ve fotoelektriksel karakteristikleri x-ışınlan kırınımı, taramalı elektron mikroskobu ve fotoelektrik ölçümleri ile incelendi. CuGaSe2-GaAs güneş pillerinin, %6,1 verime, Jsc=28 mA/cm2 kısa devre akım yoğunluğuna ve Voc~0,52 V açık devre gerilimine sahip olduğu gösterildi. GaAs altlıkta, bakır konsantrasyonunun dağılımı x-ışınlan floresans tekniği kullanılarak ölçüldü. CuGaSe2 ince filminin GaAs altlık üzerinde çökelmesi boyunca, akseptör tipli bakırın altlığa difüzyonu sonucunda GaAs içinde p-n ekleminin oluştuğu gözlendi. Böylece iki seri pCuGaSe^pGaAs-nGaAs hetero-homo eklemi elde edildi.