AMORF SİLİKON P-İ-N GÜNEŞ PİLLERİ VE KALKAJONİD CAMLARDA FOTOTAŞIYICI ÖMÜR SÜRESİ ÖLÇÜMÜ



Benzer belgeler
AMORF SİLİKON P-İ-N GÜNEŞ PİLİNDE FOTOTAŞIYICI REKOMBİNASYON KİNETİĞİ

GÜNEŞ PİLLERİ (FOTOVOLTAİK PİLLER) I. BÖLÜM

A.Ü. GAMA MYO. Elektrik ve Enerji Bölümü GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ 3. HAFTA

FOTOVOLTAIK HÜCRELERIN YAPıSı VE ÇALıŞMA PRENSIPLERI DOĞRUDAN ELEKTRIK ÜRETIMI

A.Ü. GAMA MYO. Elektrik ve Enerji Bölümü GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ 4. HAFTA

GÜNEŞ ENERJĐSĐYLE HĐDROJEN ÜRETĐMĐ Kim. Müh. Serdar ŞAHĐN / Serkan KESKĐN

BÖLÜM 2. FOTOVOLTAİK GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ (PV)

ELEKTRONİK DEVRE TASARIM LABORATUARI-I MOSFET YARI İLETKEN DEVRE ELEMANININ DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ LABORATUARI

A.Ü. GAMA MYO. Elektrik ve Enerji Bölümü GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ 5. HAFTA

RF MİKROELEKTRONİK GÜRÜLTÜ

ÇEŞİTLİ ERBİYUM KATKILI FİBER YÜKSELTEÇ KONFİGÜRASYONLARI İÇİN KAZANÇ VE GÜRÜLTÜ FAKTÖRÜNÜN İNCELENMESİ

Online teknik sayfa FW102 SAÇILAN IŞIK-TOZ ÖLÇÜM CIHAZLARI

AMORF SİLİKON GÜNEŞ PİLLERİNDE FOTOTAŞIYICI REKOMBİNASYON KİNETİĞİ

Online teknik sayfa VISIC620 GÖRÜŞ MESAFESI ÖLÇÜM CIHAZLARI

Musa DEMİRCİ. KTO Karatay Üniversitesi. Konya

İçerik. Ürün no.: MSI-SR-CM43-03 Güvenlik rölesi. Teknik veriler Boyutlandırılmış çizimler Elektrik bağlantısı Devre şeması Uyarılar

KATI HAL AYDINLATMA ÜRÜNLERİ ÖMÜR ÖLÇÜMÜ VE TAHMİNİ STANDARTLARI

RADYASYON ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ DERS. Prof. Dr. Haluk YÜCEL RADYASYON DEDEKSİYON VERİMİ, ÖLÜ ZAMAN, PULS YIĞILMASI ÖZELLİKLERİ

KARARLI HAL ISI İLETİMİ. Dr. Hülya ÇAKMAK Gıda Mühendisliği Bölümü

Online teknik sayfa VICOTEC450 TÜNEL SENSÖRLERI

Bölüm 12 İşlemsel Yükselteç Uygulamaları

Optik Yükselteç (OA) Nedir?

İçerik. Ürün no.: MSI-SR-ES31-01 Güvenlik rölesi. Teknik veriler Boyutlandırılmış çizimler Elektrik bağlantısı Devre şeması Uyarılar

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/11) Akreditasyon Kapsamı

Sistem Dinamiği. Bölüm 9- Frekans Domeninde Sistem Analizi. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

Optik Filtrelerde Performans Analizi Performance Analysis of the Optical Filters

Harici Fotoelektrik etki ve Planck sabiti deney seti

ANALOG ELEKTRONİK - II. Opampla gerçekleştirilen bir türev alıcı (differantiator) çalışmasını ve özellikleri incelenecektir.

ELM 331 ELEKTRONİK II LABORATUAR DENEY FÖYÜ

ATMALI FİLTRELİ KATODİK VAKUM ARK DEPOLAMA YÖNTEMİYLE ÇİNKO NİTRÜR (Zn 3 N 2 ) ÜRETİMİ VE OPTİKSEL ÖZELLİKLERİ *

Fotovoltaik Teknoloji

SOLAREX İSTANBUL Güneş Enerjisi & Teknolojileri Fuarı

İçerik. Ürün no.: MSI-SR-LC31AR-03 Güvenlik rölesi. Teknik veriler Boyutlandırılmış çizimler Elektrik bağlantısı Devre şeması Uyarılar

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ FİZİK ANABİLİM DALI

İçerik. Ürün no.: MSI-SR-LC31MR-01 Güvenlik rölesi. Teknik veriler Boyutlandırılmış çizimler Elektrik bağlantısı Devre şeması Uyarılar

İçerik. Ürün no.: MSI-SR-LC21-03 Güvenlik rölesi. Teknik veriler Boyutlandırılmış çizimler Elektrik bağlantısı Devre şeması Uyarılar

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü ELK 2008 DEVRELER II LABORATUARI

İleri Diferansiyel Denklemler

Aydınlatma Temelleri Orhun Bıçakçı OVEO İç Eğitim

Fotonik Kristallerin Fiziği ve Uygulamaları

SPEKTROSKOPİK ELİPSOMETRE

TRANSİSTÖRLÜ YÜKSELTEÇLERDE GERİBESLEME

Online teknik sayfa VICOTEC410 TÜNEL SENSÖRLERI

5. Elektriksel Büyüklüklerin Ölçülebilen Değerleri

KOMPOZİT MALZEMELERİN TERMAL ANALİZİ

Lazer Sistemleri.

İÇİNDEKİLER 1: KRİSTALLERDE ATOMLAR...

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ

ALÇAK FREKANS GÜÇ YÜKSELTEÇLERİ VE ÇIKIŞ KATLARI

12. Ders Yarıiletkenlerin Elektronik Özellikleri

Lazer Sistemleri.

DENEY 5: İŞLEMSEL YÜKSELTEÇLER ve UYGULAMA DEVRELERİ

A.Ü. GAMA MYO. Elektrik ve Enerji Bölümü GÜÇ ELEKTRONİĞİ 2. HAFTA

A.Ü. GAMA MYO. Elektrik ve Enerji Bölümü GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ 10. HAFTA

Online teknik sayfa DUSTHUNTER SB30 SAÇILAN IŞIK-TOZ ÖLÇÜM CIHAZLARI

DÜZCE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ TEMEL HABERLEŞME SİSTEMLERİ TEORİK VE UYGULAMA LABORATUVARI 3.

Radyasyon Ölçüm Cihazları

Online teknik sayfa FFUC10-1G1SR FFU AKIŞ SENSÖRLERI

Şekil 5-1 Frekans modülasyonunun gösterimi

3.5 mm kontak pin mesafesi 1 Kutup 12 A PCB ye direkt soketli montaj

TÜBİTAK-BİDEB Lise Öğretmenleri (Fizik, Kimya, Biyoloji ve Matematik) Proje Danışmanlığı Eğitimi Çalıştayı LİSE-2 (ÇALIŞTAY 2012) SUYUN DANSI

İçerik. Ürün no.: MSI-SR-ES20-03 Güvenlik rölesi. Teknik veriler Boyutlandırılmış çizimler Elektrik bağlantısı Devre şeması Uyarılar

Bölüm 3 AC Devreler. 1. AC devrede, seri RC ağının karakteristiklerini anlamak. 2. Kapasitif reaktans, empedans ve faz açısı kavramlarını anlamak.

Online teknik sayfa MCS100E HW-C SEOS ÇÖZÜMLERI

TES. Kullanma Klavuzu TES 1330A DİJİTAL AYDINLANMA ÖLÇER TES ELECTRICAL ELEKTRONIC CORP.

DENEY 7 DALGALI GERİLİM ÖLÇÜMLERİ - OSİLOSKOP

MOSFET. MOSFET 'lerin Yapısı

PİEZOELEKTRİK YAMALARIN AKILLI BİR KİRİŞİN TİTREŞİM ÖZELLİKLERİNİN BULUNMASINDA ALGILAYICI OLARAK KULLANILMASI ABSTRACT

NİĞDE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 13. BÖLÜM FİBER OPTİK ÖLÇÜMLERİ

PV PANELLERİN YAPISI VE PANELLERDEN ELEKTRİK ÜRETİMİNE SICAKLIĞIN ETKİSİ

Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi TÜRKİYE 10. ENERJİ KONGRESİ FOTOELEKTROLİZ YOLUYLA HİDROJEN ÜRETİMİ

ALTERNATĐF AKIM (AC) I AC NĐN ELDE EDĐLMESĐ; KARE VE ÜÇGEN DALGALAR

Online teknik sayfa FFUS10-1G1IO FFU AKIŞ SENSÖRLERI

DENEY-3. FET li Yükselticiler

ENERJİ AMAÇLI RÜZGAR ÖLÇÜMÜNDE İZLENECEK YOL

TÜBİTAK BİDEB. LİSE ÖĞRETMENLERİ ( FİZİK, KİMYA, BİYOLOJİ, MATEMATİK ) PROJE DANIŞMANLIĞI EĞİTİMİ ÇALIŞTAYI LİSE-1 ( Çalıştay 2011 )

Evolution 200 Evolution 240

Enerji Band Diyagramları

ALTERNATİF AKIM (AC) II SİNÜSOİDAL DALGA; KAREKTRİSTİK ÖZELLİKLERİ

GÜN IŞIĞI KULLANILARAK İÇ MEKANLARIN AYDINLATILMASI

Sistem nedir? Başlıca Fiziksel Sistemler: Bir matematiksel teori;

Ahenk (Koherans, uyum)

İletken, Yalıtkan ve Yarı İletken

CETP KOMPOZİTLERİN DELİNMELERİNDEKİ İTME KUVVETİNİN ANFIS İLE MODELLENMESİ MURAT KOYUNBAKAN ALİ ÜNÜVAR OKAN DEMİR

Farklı materyallerin elektrik geçirmezlik sabiti

Şekil 1. Geri beslemeli yükselteçlerin genel yapısı

Online teknik sayfa SIDOR E SIDOR EKSTRAKTIF GAZ ANALIZ CIHAZLARI

Kullanım Kılavuzu Vibrasyon Ölçer PCE-VT 2700

1,3-bis-(p-iminobenzoik asit)indan Langmuir-Blodgett filmlerinin karakterizasyonu ve organik buhar duyarlılığı

İçerik. Ürün no.: RSL410-M/CU405-2M12 Güvenlik lazer alan tarayıcı

Bir katı malzeme ısıtıldığında, sıcaklığının artması, malzemenin bir miktar ısı enerjisini absorbe ettiğini gösterir. Isı kapasitesi, bir malzemenin

Şekil 1: Diyot sembol ve görünüşleri

BÖLÜM I GİRİŞ (1.1) y(t) veya y(x) T veya λ. a t veya x. Şekil 1.1 Dalga. a genlik, T peryod (veya λ dalga boyu)

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/10) Akreditasyon Kapsamı

DENEY FÖYÜ 7: Seri ve Paralel Rezonans Devreleri

Online teknik sayfa SIDOR E SIDOR EKSTRAKTIF GAZ ANALIZ CIHAZLARI

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/15) Akreditasyon Kapsamı

Transkript:

AMORF SİLİKON P-İ-N GÜNEŞ PİLLERİ VE KALKAJONİD CAMLARDA FOTOTAŞIYICI ÖMÜR SÜRESİ ÖLÇÜMÜ Ruhi KAPLAN Mersin Üniversitesi Eğitim Fakültesi Fen ve Matematik Alanlar Eğitimi Bölümü Yenişehir Kampüsü, 33169 Mersin ruhikaplan@yahoo.com ÖZET PECVD yöntemiyle üretilmiş ince film hidrojenlenmiş amorf silikon (a-si:h) p-i-n güneş pillerinde ve termal kaplama tekniğiyle depo edilmiş ko-planer kalkajonid cam güneş pillerinde (a-se, a-as 2 Se 3, a-as 2 Te 3, v.b) fotoakımı oluşturan fototaşıyıcıların ömür süresi (fotocarrier lifetime) frekans-kararlı spektra (frequencyresolved spectra) metoduyla farklı parametreler altında ölçülmüştür. Bunun için HeNe laser ışığı kullanılmıştır. Laser ışığı, akosto-optik-modülatör yardımıyla 10 Hz ve 100 khz arasında modüle edilerek güneş pilleri uyarılmıştır. Buna karşılık gelen güneş pillerinin fototepkisi, yani fotoakım sinyalleri lock-in amplifikatör ile dedekte edilerek analizi sağlanmıştır. Özellikle lock-in amplifikatörün kuadratur çıkışı kullanılarak, fototepkinin frekansa karşı spektral dağılımı elde edilmiş ve bunun maksimum değerinden fototaşıyıcıların ömür süresi belirlenmiştir. Kullanılan uyarıcı ışığın şiddetinin ve dalgaboyunun, sıcaklığın, ve uygulanan dış elektrik alanın fototaşıyıcı ömrü üzerindeki etkisi detaylı bir şekilde araştırılmıştır. Sonuçlar, kullanılan farklı güneş pilleri için ve literatürde bilinen fotoakım modelleriyle karşılaştırılmıştır. 1. GİRİŞ Son 30 yıldan beri özellikle amorf maddeler ve daha çok da amorf yarıiletkenler, elektronik, optik ve magnetik özellikleri bakımından büyük önem kazanmıştır. Çünkü bu yarıiletkenler, başta güneş pilleri olmak üzere, ince film transistörler, gösteri cihazları (displays) anahtarlama devreleri (switching), hafıza elemanları (memory devices), dedektörler gibi geniş bir uygulama alanı bulmuşlardır. Dolayısıyla araştırmacılar bu yarıiletkenlerin özelliklerini anlayabilmek için büyük çaba sarfetmektedirler. Kristal yapıdan farklı olarak, amorf yarıiletkenlerin atomları arasında kısa mesafelerde bir düzenlilik olsa bile uzun mesafelerde düzensizlik (disorder) hakimdir. Bu nedenle kristaller için geliştirilen ve atomlar arasındaki periyodik potansiyel kavramına dayanan Bloch teoremi [1] ve iyi bilinen diğer modeller [2] amorf yapıların elektronik band yapısını açıklamakta yetersiz kalmaktadır. Amorf yapılar için farklı enerji band modelleri amaçlanarak bu tür yarıiletkenlerin elektriksel iletkenlikleri ve optik özellikleri açıklanmaya çalışılmıştır. Anderson toorisine dayanan tüm bu modeller enerji band uçlarındaki (band tails) lokalize enerji seviyelerini dikkate alır [3]. Farklı modellerin amaçlanması, farklı grup amorf yarıiletkenlerin farklı doğasından kaynaklanmaktadır. Yapılarındaki düzensizliklerden dolayı, amorf yarıiletkenlerin elektronik yapısı hala tam olarak anlaşılamamıştır ve buna bağlı olarak bir çok uygulama alanı da sır olarak kalmaktadır. Amorf yarıiletkenlerin kristal yarıiletkenlere göre en büyük avantajı, geniş yüzeyli ince filmlerin kolayca üretilebilmesi ve dolayısıyla pahalı olan kristal filmlere göre nispeten ucuz olmasıdır. Doğal ve temel enerji kaynağımız olan güneşten gelen güneş ışınlarının toplanabilmesi için geniş yüzeyli güneş pillerine ihtiyaç duyulacağı, ve geniş yüzeyli kristal büyütmenin zorluğu dikkate alınırsa amorf malzemelerin ne denli önemli olduğu ortaya çıkacaktır. Her ne kadar amorf yarıiletkenlerin verimi kristal kadar olmamakla birlikte, bugüne kadar yapılan ve halen yapılmakta olan çetin teorik ve deneysel çalışmalarla istenilen minimum yeterli düzeye getirilebildiğinden güneş piliyle çalışan birçok elektronik cihaz çok ucuza maledilmektedir. Biz bu çalışmada a-si:h p-i-n ve kalkajonid cam güneş pillerinde fotoakım ölçümleri gerçekleştirerek, fotoakımı oluşturan fototaşıyıcıların ömür sürelerini, yani foto tepki zamanlarını belirledik. Fototepki zamanı pillerin cihaz uygulamaları açısından büyük önem arzetmektedir.

2. DENEYSEL YÖNTEM Tek katlı heteroeklem a-si:h p-i-n güneş pilleri 7059 cam (glass) taban üzerine RF plazma CVD yöntemiyle depo edilmişlerdir. Pillerin katman yapısı cam(glass)/sno 2 /p-i-n/al/koruyucu kapsül şeklindedir. P-katmanı yaklaşık 15 nm, n-katmanı ise 20 nm kalınlıktadır. Katkılanmamış i-katmanının kalınlığı ise yakalşık 0,8-1 µm arasındadır. Elektriksel ölçümler için, pillerin arka kısmındaki koruyucu kapsül (boya) özel çözücü ile kaldırılarak iletken gümüş boya ile iki adet Cu tel kontak yapılmıştır. Güneş pili alanı ise 1cm 2 dir. Çalışmalarımızda kullanılan diğer kalkajonid camlar (a-se, a-as 2 Se 3, a-as 2 Te 3 ) ise termal buharlaştırma yöntemiyle cam taban üzerine depo edilmiştir. Al maske kullanılarak Au veya Al aynı teknikle buharlaştırılarak 0.1 mm aralıklı ko-planer kontaklar yapılmıştır. Bunun üzerine yine iletken Ag boya ile iki adet Cu tel kontağı oluşturulmuştur. Pil üretimi ve ölçüm sisteminin detayı referans [4] de verilmiştir. 3. FOTOTAŞIYICILARIN ÖMÜR SÜRESİ (LIFETIME) DAĞILIMI Fototaşıyıcı ömür süresi analizi, ya zaman boyutunda (time domain) yada frekans boyutunda (frequency domain) ölçümler alınarak yapılır. Aslında prensip olarak ikiside birbirine eşittir ve aynı bilgiyi verirler. Birbirlerine Fourier transformasyonu ile bağlıdırlar. Her iki yöntemin birbirine göre avantaj ve dezavantajları vardır. Genellikle hızlı ve çok keskin ömür süresi dağılımları için zaman boyutundaki olçümler, yavaş ve geniş ömür süresi dağılımları için frekans boyutlu ölçümler tercih edilir. Frekans boyutundaki ömür süresi ölçümleri için matematiksel analiz Depinna ve arkadaşları [5] tarafından yapılmıştır. Buna göre, Lock-in yükselticinin kuadratür çıkışı (φ = π /2), ömür süresi dağılımını direk olarak verirken; faz çıkışı (φ = 0), τ ~ (2πω) -1 ve arasında ömür süresi dağılımının integralini verir. Biz buradaki ömür süresi ölçümlerimizde kuadratür çıkışı kullandık. Tek bir karakteristik τ ömür süresine sahip bir sistem için, kuadratür çıkış dağılımı, f p = 1/(2πτ) (1) frekansında maksimumdur ve simetriktir. Bu dağılım 0,7 desimallık bir fwhm (yarı maksimumdaki tam genişlik) değerine sahiptir. Frekans taranırken, bütün ömür süresi dağılımı bileşenleri üzerinden lock-in yükselticinin çıkışı, S(ω) = 0 P(τ) s(ω, τ) dτ (2) ile verilir. Burada P(τ) ömür süresi dağılımını (distribition), s(ω, τ) da tepki (response) fonksiyonunu göstermektedir. Kuadratür çıkış için lock-in yükseltici tepki fonksiyonu, ile verilirken, faz çıkışı için tepki fonksiyonu, formunu alır. Buradaki g r uyarma hızını (rate) göstermektedir. s(ω, τ) = g r / (ω τ + 1 / ω τ) (3) s(ω, τ) = g r / (1 + ω 2 τ 2 ) (4) a-si:h p-i-n güneş pili için, lock-in yükselticinin kuadratür ve faz çıkış tepki fonksiyonları HeNe laser ışığının (632,8 nm) 2,3 mw uyarım şiddeti altında karşılaştırmalı olarak Şekil 1 de gösterilmiştir. Bu şekilde, düşey eksen bağıl (relative) olup, veriler oda sıcaklığında (290 K) alınmıştır. Güneş piline uygulanan besleme voltajı ise -2 V dur. Şekil 1 de verilen şekilden de görüleceği üzere her iki çıkış dağılımı belli bir frekans değeri için birbirini ortalar ve simetriktir. Yukarıda da belirtildiği gibi, biz bundan sonraki sonuçlarımızda ömür süresini doğrudan belirlememizi sağladığı için sadece kudratür çıkışı çizeceğiz.

1,0 Normalize Frekans Kararlı Fotoakım Tepkisi 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Faz o/p Kuadratür o/p -0,2 Şekil 1. Lock-in amplifikatörün fotoakım faz ve kuadratür çıkışları. Her iki çıkış 1 e normalize edilmiştir. 4. SONUÇLAR Güneş pillerinde fototaşıyıcıların ömür sürelerinin ölçümü pillerin veriminde etkin olduğu kadar, cihaz uygulamaları açısından da anahtar bir rol oynar. Şekil 2 de fotoakım tepkisi uyarıcı ışığın değişik değerleri için frekansın fonksiyonu olarak verilmiştir. Şekilden de görüldüğü gibi geniş bir dağılım gözlenmiştir. Dağılımların maksimum değerlerinden ve Denklem (1) den yararlanarak fototaşıyıcı ömür süreleri 2,3 mw için 112,78 µs, 250 µw için 159,24 µs, 80 µw ve 10 µw için 178,72 µs hesaplanmıştır. Buradan da anlaşılacağı üzere, fototaşıyıcı ömür süresi uyarıcı ışığın şiddetine bağlıdır. Yani ışık şiddeti azaldıkça ömür süresi artmaktadır. Frekans Kararlı Fotoakım Tepkisi (bağıl birimlerde) 7x10 7 6x10 7 5x10 7 4x10 7 3x10 7 2x10 7 1x10 7 0 2,3 mw 250 mikro-w 80 mikro-w 10 mikro-w Şekil 2. a-si:h p-i-n güneş pili için değişik ışık şiddetlerinde kuadratür fotoakım çıkışı. Dağılım T=290 K (Oda sıcaklığı) de ve ters beslem altında (-2 V) alınmıştır.

Şekil 3 ise, sıcaklığın fotoakım tepkisinin üzerine etkisini aynı pil (a-si:h p-i-n) için göstermektedir. Şekilden de açıkça görüleceği üzere, dağılımın tepe (maksimum) değeri sıcaklık azalırken sola kaymaktadır. Bunun fiziksel anlamı, fototaşıyıcı ömür süresinin sabit bir uyarıcı ışık şiddeti altında sıcaklık azalırken artmasıdır. Frekans Kararlı Fotoakım Tepkisi (bağıl birimlerde) 1,0x10 8 290 K 220 K 180 K 140 K 8,0x10 7 100 K 60 K 20 K 6,0x10 7 4,0x10 7 2,0x10 7 0,0 Şekil 3. a-si:h p-i-n güneş pilinde frekans-kararlı fotoakım tepkisinin sıcaklık bağımlılığı. Kullanılan uyarım şığının dalga boyu 632,8 nm ve şiddeti 2,3 mw dır. Beslem voltajı -2V dur. Şekil 4. Farklı pillerin frekans-kararlı fotoakım tepkilerinin karşılaştırılması. Dağılımlar 1 e normaliz edilmiştir. Uyarıcı ışığın şiddeti 2,3 mw (632,8 nm). T=295 K.

Şekil 4 de fotoakım tepkisi farklı güneş pilleri için karşılaştırmalı olarak gösterilmiştir. Burada pillere uygulanan besleme voltajı ve dolayısı ile elektrik alan değeri farklıdır. Ancak bunun ömür süresi üzerine bir etkisi olmadığı gözlenmiştir [4]. Ayrıca ömür süresinin kullanılan uyarıcı ışığın dalga boyundan da bağımsız olduğu bulunmuştur [4]. Şekildeki dağılımların tepe değerlerine karşılık gelen frekans değerlerinden yararlanarak fototaşıyıcı ömür süresi değeri a-si:h p-i-n güneş pili için 118 µs bulunmuştur. Diğer kalkajonid cam güneş pillerinde ise bu değer, a-as 2 Se 3 için 17 µs, a-se için 8,5 µs ve a-as 2 Te 3 için 5,6 µs hesaplanmıştır. Gerçi bu dağılımlar oda sıcaklığında alınmış olsa da, şekilde verilen trendin farklı sıcaklık değerlerinde de korunduğu gözlenmiştir. Bu değerlerden de açıkça anlaşılacağı üzere, fototaşıyıcı ömür süresi a-si:h p-i-n güneş pilinde kalkajonid cam güneş pillerdekinden çok daha yüksektir. Bilindiği gibi saf Si çok sayıda kusur içerdiğinden hemen hemen bir yalıtkan özelliği gösterir. Ancak Si hidrojenlenerek sarkık bağlar hidrojen atomlarıyla doldurularak iletkenliği büyük oranda arttırılabilir ve bunun sonucu katkılanabilir. Kalkajonid camlarda ise kusurlar Si dan çok daha fazla olduğu için hidrojenlenerek bunlar azaltılamamaktadır. Dolayısıyla Fermi enerji seviyesi değiştirilemediğinden kalkajonid camlar henüz Si gibi katkılandırılamamaktadır. Bunun sonucu olarak ta kalkajonid camların iletkenlikleri Si a göre çok düşüktür. Şekil 4 deki sonucun şüphesiz bununla ve söz konusu materyallerin enerji aralıklarıyla bir ilişkisi olduğu düşünülebilir. Ancak gerçek neden tam olarak anlaşılabilmiş değildir. Şunu da belirtmeliyiz ki, Şekil 4 hariç olmak üzere, Şekil 2 ve 3 den elde edilen sonuçlar, literatürde bilinen uzak-çift (distant-pair) rekombinasyon modelinin [6] öngörüleriyle uyum içindedir. 5. YORUM a-si:h p-i-n ve kalkajonid camlardan üretilen güneş pillerinde fototaşıyıcıların ömür süreleri lock-in tekniği kullanılarak frekans boyutunda ölçülmüştür. Ölçülen ömür süreleri uyarıcı ışığın şiddetine ve kullanılan güneş pilinin sıcaklığına bağlı olarak değiştiği gözlenmiştir. Sonuçların uzak-çift (distan-pair) rekombinasyon modeline destek sağladığı anlaşılmıştır. Ayrıca, aynı uyarıcı ışık şiddeti ve sıcaklık altında ölçülmesine rağmen farklı güneş pillerinde fototaşıyıcıların ömür süreleri için farklı değerler bulunmuştur. Bunların güneş pillerinin farklı yapısal doğasından kaynaklandığı sanılmaktadır. Teşekkür: Bu çalışma Mersin Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi [BAP FEF FB (RK) 2002] tarafından desteklenmiştir. KAYNAKLAR [1] Bloch F., Z. Phys., 52, s.555, 1982. [2] Elliott R.S., Physics of Amorphous Materials, Longmann, 1984. [3] Mott N.F., Davis E.A., Elektronik Processes in Non-Crystalline Materials, Clarendon Press, 1971. [4] Kaplan R., Optically modulated photoconductivity studies of amorphous semiconductors, Doktora tezi, University of Sheffield, Department of Physics, Sheffield, İngiltere, 1993. [5] Depinna P.S., Dunstan D.J., Phil. Mag., B50, s.579, 1984. [6] Searle T.M., Phil. Mag. Lett., 61, s.251, 1990.