Влияние освещения на профиль барьера

 

При освещении полупроводника за счет неравновесных носителей степень заполнения электронных ловушек увеличивается. Будем считать, что интенсивность света достаточно велика. Тогда ловушки уже заполнены полностью и распределение заряда на них полностью совпадает с распределением самих ловушек.

В то же время обычного фотовольтаического уменьшения барьера из-за влияния зарядов свободных носителей не происходит.

Отметим, что в области I и III, очевидно, освещение ситуацию не поменяет, поскольку, как и раньше, ловушечные уровни уже заполнены, в первом случае потому что находятся ниже уровня Ферми, а в третьем, потому что их мало.

Остается решить уравнение Пуассона для второй области

       (2.43)

в котором, как и в темноте, тем более справедливо  и  

Решением (2.43) будет

                 (2.44)

Значение С₂ можно определить, используя тот же прием, который мы применили в п.2.4. Для очень больших значений х на краю распределения ловушек x»L₂ значение функции φ₂=0. Отсюда

               (2.45)

Для всей первой области и возрастающей части барьера в силу x<L₂ экспоненциальной частью (2.45) можно пренебречь по сравнению с первым слагаемым в (2.44). Имеем

Константу С₁ найдем из условия сшивания в точке х₀, причем сама координата х₀ на свету уже может быть другая:

С учетом (2.14)

          (2.46)

Из второго уравнения (2.46)

                 (2.47)

Подставляя это значение в первое уравнение системы (2.46) и принимая во внимание

                                   (2.48)

находим

   (2.49)

применяя (2.48) еще раз из (2.49) определяем

откуда

Тогда (2.47) можно записать как

или, принимая L₂>l₀ окончательно

и               (2.50)

В максимуме, когда

Откуда

и                                        (2.51)

Видно, что, как и в темноте, с увеличением l₀ в распределении ловушек положение максимума смещается вправо.

Подставляя (2.51) в (2.50) находим после преобразования

(2.52)

Освещение не меняет ширины области пространственного заряда, которая, как и раньше, контролируется только глубиной распространения ловушек. Тогда мы вправе применить (2.37)

 

в котором константа А определяется (2.16) как

Тогда выражение в квадратных скобках в (2.52) имеет вид

С учетом этого (2.52) упрощается:

          (2.53)

величина a<l₀ и L₂>l₀. Полагая для простоты сравнения

                                   (2.54)

видим, что первое слагаемое в (2.53) почти точно соответствует первой компоненте в темновой функции (2.36)

с учетом (2.16) расписывается в виде

(2.55)

Из совместного рассмотрения (2.51), (2.35) и (2.54) следует

В таком случае (2.55) представим как

   (2.56)

где В – некоторая константа меньшая или близкая к единице.

Формула (2.56) позволяет сравнить второе слагаемое с выражением в формуле (2.53). С учетом того, что  и к тому же управляется технологически, получим, что на свету барьер оказывается несколько выше.

ГЛАВА 3

 

Фотоэлектрические свойства кристаллов, обработанных в газовом разряде