دانلود رایگان ترجمه مقاله اثر توزیع دم باند در به دام افتادن حامل ها در سیلیکون بی نظم هیدروژنه – الزویر ۲۰۱۶

elsevier1

دانلود رایگان مقاله انگلیسی تاثیر توزیع دم باند روی به دام افتادن حامل ها در سیلیکون بی نظم هیدروژنه برای کاربردهای سلول خورشیدی به همراه ترجمه فارسی

 

عنوان فارسی مقاله تاثیر توزیع دم باند روی به دام افتادن حامل ها در سیلیکون بی نظم هیدروژنه برای کاربردهای سلول خورشیدی
عنوان انگلیسی مقاله Impact of band tail distribution on carrier trapping in hydrogenated amorphous silicon for solar cell applications
رشته های مرتبط مهندسی انرژی، برق و فیزیک، حالت جامد، فیزیک کاربردی، مهندسی کنترل، مهندسی الکترونیک، فناوری های انرژی
کلمات کلیدی به دام افتادن حامل،تکنیک پمپ، پروب نوری، سیلیکون بی نظم هیدروژنه (a-Si:H)، سلول های خورشیدی، جریان نوری
فرمت مقالات رایگان

مقالات انگلیسی و ترجمه های فارسی رایگان با فرمت PDF آماده دانلود رایگان میباشند

همچنین ترجمه مقاله با فرمت ورد نیز قابل خریداری و دانلود میباشد

کیفیت ترجمه کیفیت ترجمه این مقاله متوسط میباشد 
نشریه الزویر – Elsevier
مجله مجله جامد غیر کریستالی – Journal of Non-Crystalline Solids
سال انتشار ۲۰۱۶
کد محصول F931

مقاله انگلیسی رایگان (PDF)

دانلود رایگان مقاله انگلیسی

ترجمه فارسی رایگان (PDF)

دانلود رایگان ترجمه مقاله

خرید ترجمه با فرمت ورد

خرید ترجمه مقاله با فرمت ورد
جستجوی ترجمه مقالات جستجوی ترجمه مقالات

  

فهرست مقاله:

چکیده
۱٫ مقدمه
۲٫ تئوری
۳٫ آزمایش
۳٫۱٫ آماده سازی فیلم های a-Si:H
۳٫۲ اندازه گیری های جریان نوری و تله
۳٫۳ مشخص نمودن حالت شکاف
۳٫۴ سلول های خورشیدی A-Si:H p-i-n
۴٫ نتایج و بررسی
۴٫۱ اشغال تله ها
۴٫۲ منشا حاملان به دام افتاده
۴٫۳ حمل و نقل و به دام افتادن حامل
۴٫۴ توزیع حالت شکاف
۴٫۵ دروازه های شکاف و به دام افتادن حامل
۴٫۶ به دام افتادن حامل و عملکردهای سلول خورشیدی
۵٫ نتایج

 

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

۱٫ مقدمه
به دام افتادن حامل, یک عامل کلیدی است که حمل و نقل حامل را در ادوات نیمه هادی بی نظم [۱-۵] محدود می کند. زمانی که حامل ها در آن ادوات به دام می افتند, به خصوص در لایه فعال, حاملان به دام افتاده منجر به بازترکیب Shockley–Read–Hall (SRH) می شود [۶] و از اینرو طول عمر حامل کاهش می یابد. در کنار اینها, یک تجمع از حاملان به دام افتاده, شیفت سطح شبه-فرمی را همراه با حمش باند القا می کند [۷,۸], که می تواند موجب تنزل جمع آوری حامل شود. بنابراین به دام افتادن حامل روی بازترکیب و جمع آوری حامل تاثیر می گذارد به طوری که مطالعات در مورد به دام افتادن حامل برای درک حمل و نقل حامل و بهبود عملکرد وسیله سودمند هستند.
در نیمه هادی های بی نظم مانند سیلیکون بی نظم هیدروژنه (a-Si:H), حاملان ممکن است در حالات شکاف (که حالات موضعی نامیده می شوند) همراه با نقایص مختلف به دام بیافتند. حالات شکاف معمولاً به دو گروه طبقه بندی می شوند: حالات دم باند و حالات نیمه-شکاف [۹,۱۰]. حالات دم باند, مرتبط با اختلال شبکه از لبه های باند هدایت و ظرفیت (CB و VB) گسترش می یابند. حالات دم CB, تله های الکترون را نشان می دهند, در حالیکه حالات دم VB, تله های حفره را نشان می دهند [۶]. به دلیل وجود این تله ها, تحرک حامل, u, به شدت محدود می شود. از سوی دیگر, حالات میان-شکاف که از پیوندهای آویزان (DBها) نشات می گیرند, نزدیک میانه باندگپ تشکیل می شوند. آنها به صورت مراکز بازترکیب برای حاملان رفتار می کنند. بنابراین, طول عمر حامل, T, اغلب تحت حاکمیت چگالی این حالات میان-شکاف است [۶].
در میان نیمه هادی های بی نظم, a-Si:H به طور گسترده برای کاربردهای مختلف وسیله استفاده می شود. به طور مثال, در سلول های خورشیدی Si فیلم-نازک [۱۱,۱۲], یک فیلم a-Si:H به عنوان لایه فتوولتائیک استفاده می شود که نقش های مهمی را در حمل و نقل حاملان و جذب نور ایفا می کند. در سلول های خورشیدی پیوند-ناهمگون (c-Si) بلوری/بی نظم [۱۳,۱۴], یک لایه نازک a-Si:H برای رویینگی سطح c-Si به کار گرفته می شود و نیز به طور انتخابی حاملان را انتقال می دهد, یعنی الکترون ها یا حفره ها تا الکترودها. مشخص شده است که رویینگی و انتقال انتخابی برای این نوع سلول های خورشیدی با بازده-بالا مورد نیاز است [۱۵].
تا به حال, به دام افتادن حامل در یک فیلم a-Si:H به خوبی توسط زمان تکنیک پرواز مطالعه شده است [۲-۵]. حالات شکاف, یعنی, منشا به دام افتادن حامل توسط چندین روش مانند روش جریان نوری ثابت (CPM) [16-19], طیف بینی جریان نوری تبدیل فوریه (FTPS) [20,21], طیف بینی (MPC) جریان نوری مدوله شده و طیف بینی گذرای سطح عمیق (DLTS) [23-25] مشخص شده است. به طور خاص, چگالی حالات میان-شکاف, مرتبط با DBها توسط رزونانس اسپین الکترون (ESR) [26,27] تعیین کمیت شده است. علاوه بر این, توزیع حالات میان-شکاف توسط هدایت-نوری پرتوی-دوگان (DBP) مطالعه شده است که در آن نور بایاس برای کنترل دقیق سطح شبه-فرمی [۲۸] استفاده می شود. هرچند, تاثیر توزیع حالت شکاف روی به دام افتادن حامل و عملکرد وسیله به طور نظام مند بررسی شده است.
در این مقاله, ما به دام افتادن حامل در فیلم های ذاتی a-Si:H از نقطه نظر توزیع دم باند بررسی می کنیم. چگالی (الکترون) حامل به دام افتاده در دم CB, به طور کمیتی با استفاده از یک تکنیک پمپ-پروب نوری تعیین می شود. این تکنیک قبلاً برای نظارت آزمایشگاهی بر فرآیندهای رشد فیلم در a-Si:H [29] به کار برده شده است. به دلیل حساسیت و راحتی بالای آن, ما این تکنیک را به مشخص نمودن خارج از آزمایشگاهی a-Si:H در این مقاله گسترش دادیم. یک مزیت این تکنیک اینست که می توان چگالی تله های الکترون ها در نمونه ها با ضخامت حدود چند صد نانومتر را ارزیابی نمود [۲۹] که شامل ضخامت نوعی در سلول های خورشیدی a-Si:H مدرن می شود [۱۱,۱۲]. این متضاد با مورد تکنیک زمان پرواز است که در آن نمونه های دارای ضخامت چندین میکرومتر لازم هستند [۲-۵]. با استفاده از این تکنیک پمپ-پروب و CPM, یک همبستگی بین چگالی الکترون به دام افتاده و گسترش دم VB مطالعه شده است. اثرات به دام افتادن حامل روی عملکردهای وسیله در سلول های خورشیدی a-Si:H p-i-n بررسی شده است.
این مقاله شامل بخش های زیر می شود. در بخش بعدی (بخش ۲), یک تئوری برای تولید و بازترکیب حامل به طور خلاصه به منظور به دست آوردن چگالی حامل به دام افتاده توصیف شده است. در بخش آزمایشی (بخش ۳), ما تهیه نمونه, تکنیک های مشخص نموده تله و ساختار سلول خورشیدی a-Si:H را توضیح می دهیم. در نتایج و بررسی (بخش ۴), چگالی حامل به دام افتاده, توزیع دم حالت و عملکرد وسیله گزارش شده است. سپس, کار, منشا تله ها, حمل و نقل حامل و به دام افتادن مورد بررسی قرار می گیرند. نهایتاً, عملکردهای سلول خورشیدی از نظر حمل و نقل حامل و به دام افتادن آن بررسی می شوند.

بخشی از مقاله انگلیسی:

۱٫ Introduction

Carrier trapping is a key factor that restricts carrier transport in amorphous semiconductor devices [1–۵]. Once carriers are trapped in those devices, particularly in the active layer, the trapped carriers result in the Shockley–Read–Hall (SRH) recombination [6], and thereby the carrier lifetime is reduced. Besides, an accumulation of trapped carriers induces the quasi-Fermi level shift accompanying band bending [7,8], which may degrade the carrier collection. The carrier trapping thus impacts on the carrier recombination and collection so that studies on carrier trapping are beneficial for understanding the carrier transport and improving the device performance. In amorphous semiconductors such as hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H), carriers can be trapped at gap states (also called localized states) associated with various defects. The gap states are usually classified into two groups: the band tail states and the mid-gap states [9,10]. The band tail states, related to the network disorder, are extended from the conduction and valence band (CB and VB) edges. The CB tail states exhibit electron traps whereas the VB tail states exhibit hole traps [6]. Because of the existence of these traps, the carrier mobility, μ, is strongly limited. On the other hand, the mid-gap states, originating from dangling bonds (DBs), are formed near the middle of bandgap. They behave as recombination centers for carriers. So, the carrier lifetime, τ, is often governed by the density of these mid-gap states [6]. Among amorphous semiconductors, a-Si:H is widely used for various device applications. For example, in thin-film Si solar cells [11,12], an a-Si:H film is used as a photovoltaic layer that plays important roles in carrier transport as well as light absorption. In amorphous/crystalline Si (c-Si) hetero-junction solar cells [13,14], a thin layer of a-Si:H is employed to passivate the c-Si surface and also selectively transfer carriers, i.e., either electrons or holes to electrodes. The passivation and selective transfer are known to be required for this kind of highefficiency solar cells [15]. So far, carrier trapping in an a-Si:H film has been well studied by time of flight technique [2–۵]. The gap states, i.e., the origin of carrier trapping, have been characterized by several methods such as constant photocurrent method (CPM) [16–۱۹], Fourier transform photocurrent spectroscopy (FTPS) [20,21], modulated photocurrent (MPC) spectroscopy [22], and deep level transient spectroscopy (DLTS) [23–۲۵]. Particularly, the density of mid-gap states, related to DBs, have been quantified by electron spin resonance (ESR) [26,27]. Furthermore, the distribution of the mid-gap states is studied by dual-beam photoconductivity (DBP), in which the bias light is used to precisely control the quasi-Fermi level [28]. Nevertheless, the impact of the gap state distribution on carrier trapping and the device performance have not been investigated systematically. In this paper, we investigate carrier trapping in intrinsic a-Si:H films from the viewpoint of the band tail distribution. The trapped carrier (electron) density at the CB tail are determined quantitatively, using an optical pump-probe technique. This technique has been already applied to in-situ monitoring of film growth processes in a-Si:H [29]. Because of its high sensitivity and convenience, we extend this technique to ex-situ characterization of a-Si:H in this article. One advantage of this technique is that one can evaluate the density of electron traps in the samples with a thickness of up to several hundred nm [29], which includes the typical thickness in the state-of-art a-Si:H solar cells [11,12]. This is in contrast with the case of time-of-flight technique, where the samples having a thickness of several micron meters are necessary [2–۵]. Using this pump-probe technique and CPM, a correlation between the trapped electron density and the VB tail broadening is studied. The effects of carrier trapping on the device performances are examined in a-Si:H p-i-n solar cells. The paper consists of the following parts. In the next section (Section 2), a theory for carrier generation and recombination is briefly described to derive the trapped carrier density. In experimental section (Section 3), we explain sample preparation, trap characterization techniques, and a-Si:H solar cell structure. In results and discussion (Section 4), the trapped carrier density, the tail state distribution and the device performance are reported. The occupation, the origin of traps, carrier transport and trapping are then discussed. Finally, the solar cell performances are examined in terms of carrier transport and trapping.

 

 

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *