La longueur de diffusion correspond à la distance typique parcourue par un électron ou un trou non lié avant de se lier à un autre électron ou trou. Cette distance typique parcourue par un porteur, entre sa génération et sa recombinaison, est appelée longueur de diffusion. Les matériaux semi-conducteurs fortement dopés présentent des taux de recombinaison plus rapides et, par conséquent, des longueurs de diffusion plus courtes.
Des longueurs de diffusion plus élevées sont un facteur crucial à prendre en compte pour les matériaux semi-conducteurs, car elles indiquent des matériaux à durée de vie prolongée. La distance moyenne parcourue par un porteur depuis son site de génération jusqu'à sa recombinaison correspond à la longueur de diffusion des porteurs minoritaires, qui est le deuxième paramètre lié au taux de recombinaison.
Comment la longueur de diffusion est-elle affectée par la probabilité de collecte ?
La longueur de diffusion et la probabilité de collecte sont étroitement liées. La nature et l'intensité des processus de recombinaison dans le semi-conducteur ont un impact significatif sur la durée de vie des porteurs minoritaires. La recombinaison SRH est le processus de recombinaison prédominant pour de nombreuses cellules solaires en silicium.
Le nombre de défauts dans le matériau détermine le taux de recombinaison ; ainsi, plus le dopage du semi-conducteur est important, plus le nombre de défauts dans la cellule solaire est élevé . Le réarrangement SRH sera plus fréquent sous l’effet du dopage.
De plus, à mesure que le niveau de dopage augmente, le processus de recombinaison devient plus efficace car la recombinaison Auger se produit plus fréquemment dans les matériaux fortement dopés et excités . Ce processus est fortement influencé par la méthode de fabrication de la plaquette de semi-conducteur ainsi que par le traitement utilisé.
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La distance moyenne parcourue par un porteur excité avant de se recombiner est appelée longueur de diffusion d'un type de porteur dans un matériau. Elle peut être calculée à l'aide des formules suivantes :
L D =√D T
où « D » est le facteur de diffusion et « T » est la durée de vie du porteur excité.
