σχολη εφαρμοσμένων μαθηματικων και φυσικων ... - DSpace

φαρμογές φωτοβολταϊκών χρειαζόμαστε σχετικά μεγάλα πάχη μcSi, και άρα α-
παιτείται ελεγχόμενη κρυσταλλοποίηση σε μεγαλύτερα βάθη μέσα στο άμορφο.
Συνεπώς καταλήξαμε στην χρήση ενός laser στερεάς κατάστασης Nd:YAG στα
1064 και 532nm και διάρκειας παλμών τα 8ns. Στην Εικ. 11 απεικονίζεται σχηματικά
η διάταξη που χρησιμοποιήσαμε για την παρασκευή αυτών των δειγμάτων.
Σε δεύτερο χρόνο, η διαδικασία ανόπτησης για την επανακρυσταλλοποίηση θα
πρέπει να μην οδηγεί σε σημαντική διάχυση των προσμίξεων στις περιοχές p και
n, η οποία θα οδηγήσει σε μεταβολή των προφίλ συγκέντρωσης και ως εκ τούτου
θα οδηγήσει σε υποβάθμιση του ρυθμού απορρόφησης φωτός εντός του φωτοβολταϊκού
κελιού, και επομένως σε μείωση της απόδοσης.
Από τα παραπάνω γίνεται προφανές ότι, η πρόβλεψη της επίδρασης που θα
έχει η ακτινοβόληση κάτω από ένα συγκεκριμένο συνδυασμό συνθηκών (μήκος
κύματος, πυκνότητα ενέργειας, μορφή της κατανομής ενέργειας και ταχύτητα σάρωσης,
σε περίπτωση που χρησιμοποιηθεί σάρωση) σε μια συγκεκριμένη δομή,
καθίσταται ιδιαίτερα σημαντική. Η εκ των προτέρων γνώση της επίδρασης της
ανόπτησης υπό ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος, στην εξέλιξη της κατανομής
της θερμοκρασίας, θα επιτρέψει σε πρώτη φάση την επιλογή του βέλτιστου μήκους
κύματος, και σε δεύτερη την μείωση του απαιτούμενου αριθμού πειραμάτων
που θα χρειαστούν για την εξεύρεση των βέλτιστων συνθηκών ακτινοβόλησης.
Για το λόγο αυτό προχωρήσαμε σε προσομοιώσεις της αλληλεπίδρασης της δέσμης
λέιζερ με το άμορφο υμένιο πυριτίου. Το λογισμικό που χρησιμοποιήσαμε
ήταν το Sentaurus Process (SProcess) από την Synopsys, το οποίο αποτελεί και
το πλέον διαδεδομένο πακέτο προσομοίωσης στην βιομηχανία μικροηλεκτρονικής.
2.3.1. Το θεωρητικό υπόβαθρο των προσομοιώσεων
Για διάρκειες παλμού μεγαλύτερες από femtosecond, μπορούμε να διακρίνουμε
δυο βασικές φάσεις κατά την αλληλεπίδραση της ακτινοβολίας με την ύλη: την
μη θερμική και την θερμική. Η πρώτη συνίσταται στην απορρόφηση της ακτινοβολίας
από το πλέγμα του υλικού και την μετατροπή της σε θερμότητα και η δεύτερη
στην μεταφορά (διάχυση) της θερμικής ενέργειας μέσα στον όγκο του υλικού.
Η επίδραση της πρώτης έχει να κάνει τόσο με τα χαρακτηριστικά της ακτινοβολίας
όσο και με το υλικό αυτό κάθε αυτό. Η δεύτερη εξαρτάται μόνο από τις
θερμικές ιδιότητες του υπό ακτινοβόληση υλικού (ειδική θερμοχωρητικότητα και
θερμική αγωγιμότητα).
Στα στερεά, το φως μπορεί να αλληλεπιδράσει μέσω πρωτογενών διεγέρσεων
οι οποίες είναι οπτικά ενεργές. Μπορούμε να διακρίνουμε τις διαζωνικές μεταβάσεις,
οι οποίες πραγματοποιούνται για hv≥Ε g (1.75eV στην περίπτωση του ά-
μορφου πυριτίου στους 300Κ). O επόμενος τύπος διέγερσης, σχετίζεται με α-
πορρόφηση φωτονίων από ατέλειες, όπως π.χ. προσμίξεις. Άλλες μεταβάσεις
περιλαμβάνουν πολυφωτονικές ή ενδοζωνικές διεγέρσεις
22