GaAs隧道结中掺杂浓度对峰值隧道电流的影响

有效提高隧道结的峰值隧道电流密度(Jp)是提高多结太阳电池(MJSC)聚光倍数和光电转换效率的关键。根据隧道结的电子输运原理,隧道结p区价带费米能级之上的空量子态与n区导带费米能级之下的满量子态相等时,提高掺杂浓度对提高Jp的作用是最明显的,此时两侧浓度存在一个最优比。基于该分析设计了一系列GaAs隧道结结构,采用分子束外延(MBE)技术获得了外延样品。样品的I-V测试结果与理论计算较为一致,表明增加隧道结掺杂浓度时,两侧浓度比越接近最优比时对Jp的影响越明显,反之则越不明显。

非掺杂区对GaAs隧道结的优化

有效提高隧道结的峰值隧道电流密度(J_p)是提高多结太阳电池(MJSC)聚光倍数和光电转换效率的关键。根据有限表面源扩散原理求解Fick扩散方程得到了隧道结界面处杂质扩散浓度分布,发现隧道结界面处的杂质扩散会增加空间电荷区宽度,导致隧道结的J_p降低。通过在隧道结中间加入非掺杂区(Ⅰ区)的方法对隧道结结构进行优化,分析得出厚度合适的Ⅰ区可以减小界面处杂质扩散带来的不利影响。基于该分析设计了一系列GaAs隧道结结构,采用分子束外延(MBE)技术获得了外延样品,结果表明在生长温度和掺杂浓度不变的情况下,隧道结中加入合适厚度的Ⅰ区可以提高J_p。