Crystal Silicon Photoconductivity with Amorphous Inclusions

Abstract

Представлені результати чисельно-аналітичного моделювання фотопровідності кристалічного кремнію з включеннями аморфного кремнію, які можуть бути використані при вивченні принципів роботи нового класу фотоелектричних перетворювачів на основі модифікованих напівпровідникових матеріалів. Вихідними даними для такої моделі мають бути експериментально отримані параметри шарів. При розрахунках припускалось, що зміна фотопровідності обумовлена зміною ступеня розупорядкованності аморфних включень. Було зроблене припущення, що в напівпровідниковій структурі домінують циліндричні включення та ступінь розупорядкованності зразка γ змінюється в діапазоні від 0.040 до 0.065. Тобто в об’ємі кристалічної структури приблизно 5 % аморфних включень. У роботі наведені результати розрахунків зміни фотопровідності в залежності від ступеню розупорядкованності напівпровідникової структури. Результати співпадають з раніше отриманими експериментальними даними на аморфно-кристалічних структурах, утворених в результаті опромінення γ-квантами. Фотопровідність напівпровідникових зразків опромінених гамма-квантами досліджувалися НВЧ фотомодуляційними методами за допомогою резонаторного вимірювального перетворювача.

The results of the numerical-analytical modeling of the photoconductivity of crystalline silicon with the inclusion of amorphous silicon are presented. These ones can be used in studying the principles of a new class of photovoltaic converters based on modified semiconductor materials. The initial data for such a model should be experimentally obtained layer parameters. During the calculations, it was assumed that the change in photoconductivity is caused by a change in the degree of disorder of amorphous inclusions. It was assumed that the semiconductor structure is dominated by cylindrical inclusions and the degree of sample disorder γ varies in the range from 0.040 to 0.065. That is, approximately 5 % of amorphous inclusions in the volume of the crystalline structure. The paper presents the results of calculations of changes in photoconductivity depending on the degree of disorder of the semiconductor structure. The results are in good agreement with obtained experimental data on amorphous-crystalline structures formed as a result of irradiation by -quanta. The photoconductivity of semiconductor samples irradiated with gamma rays was studied by microwave photomodulation methods using a resonator measuring transducer.