Die Diffusionslänge bezeichnet die typische Distanz, die ein einzelnes Elektron oder Loch zurücklegt, bevor es sich mit einem anderen Elektron oder Loch verbindet. Diese typische Distanz, die ein Träger zwischen Erzeugung und Rekombination zurücklegt, wird als Diffusionslänge bezeichnet. Stark dotierte Halbleitermaterialien haben schnellere Rekombinationsraten und folglich kürzere Diffusionslängen.
Höhere Diffusionslängen sind ein entscheidender Faktor bei Halbleitermaterialien, da sie auf eine längere Lebensdauer hindeuten. Die durchschnittliche Distanz, die ein Träger von seinem Entstehungsort bis zu seiner Rekombination zurücklegen kann, wird als Minoritätsträgerdiffusionslänge bezeichnet, dem zweiten Parameter der Rekombinationsrate.
Wie wird die Diffusionslänge durch die Sammlungswahrscheinlichkeit beeinflusst?
Die Diffusionslänge und die Sammlungswahrscheinlichkeit sind eng miteinander verknüpft. Art und Intensität der Rekombinationsprozesse im Halbleiter haben einen erheblichen Einfluss auf die Lebensdauer der Minoritätsträger. SRH-Rekombination ist der vorherrschende Rekombinationsprozess für viele Arten von Silizium-Solarzellen.
Das Die Anzahl der Defekte im Material bestimmt die Rekombinationsrate, so dass mit zunehmender Dotierung des Halbleiters auch die Anzahl der Defekte im Solar- Zelle. Durch Doping kommt es häufiger zu einer SRH-Umlagerung.
Darüber hinaus wird der Rekombinationsprozess selbst mit steigendem Dotierungsgrad effektiver, da die Auger-Rekombination häufiger auftritt in hochdotiert und energetisiert Materialien. Sie wird maßgeblich durch das Herstellungsverfahren der Halbleiterscheibe sowie die Verarbeitung beeinflusst.
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Die durchschnittliche Distanz, die ein angeregter Träger vor der Rekombination zurücklegt, wird als Diffusionslänge eines Trägertyps in einem Material bezeichnet. Sie lässt sich mit den folgenden Formeln berechnen:
LD=−DT
wobei „D“ der Diffusionsfaktor ist und „T†ist die Lebensdauer des angeregten Trägers.
