Estudio de la movilidad drift en celdas solares de a-si:h mediante simulación numérica

Abstract

En este trabajo se evalúan sistemáticamente por medio de simulaciones numéricas las movilidades drift en junturas de a-Si:H de simple inyección del tipo m-i-m, donde “m” significa metal. Los valores obtenidos son comparados con los medidos. Se usan como datos de partida los parámetros eléctricos, en particular las movilidades de scattering resultantes de ajustes previos de curvas experimentales corriente tensión (J-V) y de respuesta espectral (SR) de junturas p-i-n de a-Si:H. Las simulaciones son realizadas con el código numérico DAMPS, al cual se le incorporaron varias opciones para poder evaluar la movilidad drift teniendo en cuenta el atrapamiento de electrones y huecos en los estados de las colas exponenciales y en los profundos, o bien sólo en las colas exponenciales. Para ambos escenarios fue incorporada una opción que permite incluir en el cálculo de la carga atrapada sólo los niveles de energía de la banda prohibida donde el proceso de atrapamiento y reemisión de los portadores es compatible con los tiempos del experimento.

In this paper the drift mobilities in single m-i-m (where m stands for metal) injection structures of a-Si:H are systematically evaluated using numerical simulations. The resulting values are compared with the measured ones. The electrical parameters, in particular the scattering mobilities, resulting of previous fitting of experimental current-voltage (J-V) curves and spectral responses (SR) of a-Si:H based p-i-n structures are used as input data. The simulations were performed with the computer code D-AMPS to which several new options were incorporated in order to evaluate the drift mobility. These new options take into account either the trapping of electrons and holes at exponential band tail and deep states, or only at exponential band tail states. For both scenarios a new option was incorporated that allows the calculation of the trapped charge only at the energy levels of the band gap were trapping and re-emission processes of electrons and holes are compatible with the experimental times.