La lunghezza di diffusione si riferisce alla distanza tipica percorsa da un elettrone o una lacuna non legati prima di unirsi a un altro elettrone o lacuna. Questa distanza tipica percorsa da un portatore di carica, tra la generazione e la ricombinazione, è nota come lunghezza di diffusione. I materiali semiconduttori fortemente drogati presentano tassi di ricombinazione più elevati e, di conseguenza, lunghezze di diffusione più brevi.
Le lunghezze di diffusione più elevate sono un fattore cruciale da tenere in considerazione con i materiali semiconduttori perché sono un segno di materiali con durate di vita prolungate. La distanza media che un portatore può percorrere dal suo sito di generazione fino a quando non si ricombina è la lunghezza di diffusione del portatore minoritario, che è il secondo parametro correlato alla velocità di ricombinazione.
In che modo la lunghezza di diffusione è influenzata dalla probabilità di raccolta?
La lunghezza di diffusione e la probabilità di raccolta sono strettamente correlate. La natura e l'intensità dei processi di ricombinazione nel semiconduttore hanno un impatto significativo sulla durata di vita dei portatori minoritari. La ricombinazione SRH è il processo di ricombinazione predominante per molte varietà di celle solari al silicio.
Il numero di difetti nel materiale determinerà il tasso di ricombinazione , quindi all'aumentare del drogaggio del semiconduttore, aumenterà anche il numero di difetti nella cella solare . Il riarrangiamento SRH avverrà con maggiore frequenza a seguito del drogaggio.
Inoltre, con l'aumentare dei livelli di drogaggio, il processo di ricombinazione stesso diventa più efficace perché la ricombinazione di Auger si verifica più frequentemente nei materiali altamente drogati ed energizzati . È significativamente influenzato dalla procedura di fabbricazione utilizzata per creare il wafer semiconduttore, nonché dal processo di lavorazione.
Leggi anche: Cos'è un forno a diffusione?
La distanza media che un portatore eccitato percorrerà prima di ricombinarsi è nota come lunghezza di diffusione di un tipo di portatore in un materiale. Può essere calcolata con le seguenti formule:
L D =√D T
dove “D” è il fattore di diffusione e “ T ” è la durata di vita del portatore eccitato.
