“收集概率”描述了器件某一區(qū)域光吸收產(chǎn)生的載流子被pn收集的概率結(jié),因此有助于光生電流,但概率取決于光生載流子與擴散長度相比必須行進的距離。收集概率還取決于設(shè)備的表面特性。
在耗盡區(qū)產(chǎn)生的載流子的收集概率是統(tǒng)一的,因為電子-空穴對被電場迅速掃開并被收集。遠離路口,收集概率下降。如果產(chǎn)生的載流子遠離結(jié)的擴散長度,則該載流子的收集概率非常低。類似
地,如果載流子產(chǎn)生于比結(jié)更靠近復(fù)合率更高的區(qū)域(例如表面),則載流子將復(fù)合。
收集概率與太陽能電池中的發(fā)電率共同決定了太陽能電池的光生電流。光生電流是器件中特定點的產(chǎn)生速率在整個器件厚度上的積分,乘以該點的收集概率。具有任意生成率 (G(x)) 和收集概率
(CP(x))的光生電流密度 (J L )方程如下所示,因為 AM1 導(dǎo)致硅中的生成率.5 太陽光譜:
其中:
q 是電子電荷;
W是器件的厚度;
α(λ) 是吸收系數(shù);
H 0是每個波長的光子數(shù)。
光生電流取決于載流子的產(chǎn)生和這些載流子的收集概率。
由于 Am1.5 光譜,硅中的生成曲線。請注意,太陽能電池表面的載流子生成最高,因此光伏器件對表面特性非常敏感。
不均勻的收集概率將導(dǎo)致光生電流的光譜依賴性。例如,在表面上,收集概率低于散裝。比較下面藍光、綠光和紅外光的生成率,藍光在硅的前幾十微米內(nèi)幾乎被完全吸收。因此,如果前表面的
收集概率低,太陽光譜中的任何藍光都不會對光生電流做出貢獻。