Device Design-Minority Carrier Collection
pn接合またはヘテロ接合太陽電池を製造する場合、半導体デバイスのバルクまたはsubstrate領域には不純物が軽くまたは適度にドープされ、第二の領域（標準構成セルの上部または”フロント層”または照らされた領域、底部または非絶縁領域）には不純物がドープされる。反転太陽電池における照明領域および垂直太陽電池における薄い側面照明領域）が大きくなる ドープされた。 この高濃度の不純物は、太陽電池の直列抵抗を低減し、この領域へのオーミック接触を可能にするために必要とされる。 不純物濃度が大きいとキャリア寿命が低下し、”死んだ層”が形成されることに注意してください。 この”死んだ層”は逆にされるか、または縦構成太陽電池の問題ではないが、標準的な構成太陽電池のための主要な心配である。 したがって、コスト（太陽電池の領域が厚いほど、製造の費用が大きい）および、標準的な太陽電池では、”死層”幅を最小にするために、この第二の領域を最小
第III章から、pnステップ接合太陽電池のp領域およびn領域への接合電界の程度について、以下の式があります。
ここで、xnは接合部からn領域への空間電荷領域拡張距離（x=0とする）、xpはp領域への拡張距離、λは半導体の誘電率、NDはn領域の不純物濃度、NAはp領域の不純物濃度である。 量VDは接合部の正味電圧であり、次のように与えられます。
ここで、Vpは光起電力であり、VBはステップ接合部の内蔵電圧であり、:(VI.3)VB=(kT/q)ln{NAND/ni2},
ここで、kはボルツマン定数、Tは接合部の絶対温度、niは固有キャリア濃度*です。
nl≤Ns#を持つpnステップ接合を考えてみましょう。 この状況では、「フロント層」の空間電荷（または電界）幅であるＸ Ｌ’の値はゼロになる（式ＶＩ.１を参照）。 ヘテロ接合太陽電池では、二つの材料のエネルギーギャップ幅の違いが、より低いエネルギーギャップを持つ半導体にのみ電界を拡大させるので、これも効果的である。 金属／半導体または金属−酸化物／半導体接合では、電界は主に半導体基板層にも拡大する。 基板内の空間電荷幅であるＸ Ｓの値は、最大でもＸ ｓ’であり、ここで、＜／ｐ＞＜ｄｉｖ＞＜ｄｉｖ＞（ＶＩ． ここで、Xs’は、半導体のバンドギャップ幅に等しい内蔵電圧と、固有値niに等しいキャリア濃度とを仮定して計算されています。
表VI.2は、6つのサンプル半導体のXs’の値を示しています。
テーブルVI.2。 Junction電界（空乏層または空間電荷層）の最大範囲、Xs’
| 半導体 | Si | InP | GaAs | CdTe | AlSb | CdSe | 半導体 | Si | Inp | GaAs | CdTe | AlSb | CdSe | Cdse | Cdse | Cdse | Cdse | Cdse | Cdse | /td> |
| xs'(Cm) | 0.2.08 | 3.45 | 19.66 | 53.1 |
注意してください仮定の下で，この電場（空乏領域）はｍｏｓ接合とｓｃｈｏｔｔｋｙ接合の半導体に，ヘテロ接合の小さなエネルギーギャップ半導体に，ｐｎステップ接合の軽くドープされた基板領域に広がった。 また、実用的な総厚150μ m*の太陽電池を検討していることを思い出してください。 電界幅は、表VIに示すとおりである。2は完全にすべての標準的な、縦および逆にされた構成太陽電池のための基質の地域を満たして十分です。 しかし、表VI.2は三つの仮定に基づいており、現実的な太陽電池では完全に実現することはできません。 第一の仮定は、基板が固有であるということである。 実際には、1990年代初頭の技術はこの要件を満たすことができません。 Nsのための適度な技術によって限られる最小値は1014/cm3の順序にある。 また、太陽電池ダイオードの飽和リーク電流を低減するためには、一般的にNsは1015/cm3オーダーである必要があります。 第二の仮定は、接合電圧はステップ接合の内蔵電圧のみであり、pn接合のエネルギーギャップ（またはヘテロ接合、mosまたはショットキー障壁太陽電池の基 実際には、接合電圧は常にエネルギーギャップ幅より小さくなります(式VI.3を参照)。 基板空乏層幅の議論に含まれなければならない第三の要因は、正孔-電子対の分離/収集のために太陽電池が順方向にバイアスされることである。 その結果、式VI.2の電圧VDは、ボルト#のある部分に向かって急速に減少します。
ショットキーバリア太陽電池に実際に存在する接合電圧を推定するには、ショットキーバリア太陽電池の最大組み込み電位σ boを考えてみましょう。 この値を考えると、式VI.2のVBを代入することができるので、内蔵電圧のみ（すなわち短絡条件）の空乏層の厚さを決定することができます。Xss：
テーブルVI。図3は、検討中の六つの例の半導体および選択された金属のショットキー障壁電圧の値を示しています。
表VI.3. Th>
0
表VI.3に記載されているバリア値が金属、半導体、および半導体の種類に応じて。 提供される値はすべて1ボルト未満であり、エネルギーギャップよりも小さい値です。
mos接合はショットキー接合よりもよく理解されていません。 1993年現在、この太陽電池タイプは、この半導体で必要な薄い酸化物層（第V章参照）を製造するのが容易であるため、主にシリコン上に構築されている。 このタイプの障壁のために、0.85（pタイプのケイ素のアルミニウム二酸化ケイ素）および0.67（クロム無水ケイ酸）の障壁エネルギーの価値は報告されました。 シリコン基板とヒ化ガリウム基板の両方のmos障壁の他のソースからのデータは、同様の値を示しています。 酸化物層に起因する漏れ電流の減少は、これらのデバイスを有望にすることに注意してください; たとえ、まだ、不十分に理解されていても。この章の目的は、「実用的な」建設の太陽電池の効率を推定することです。 この目的のために、単一の見出し（ショットキー）の下にショットキーとmos接合を考え、表VI.3と文献から”最良の”障壁エネルギーを選択しましょう。 そして、実際にショットキー接合に対して遭遇する最大障壁エネルギーは、表VI.4のものとみなすことができる。
テーブルVI.4。 Practical maximum Schottky junction barrier energies (eV) and the specific metal employed for the six example semiconductors
| Semiconductors | Si | InP | GaAs | CdTe | AlSb | CdSe |
|---|---|---|---|---|---|---|
| n-type semiconductor | ||||||
| Energy | 0.90 | 0.60 | 0.90 | 0.81 | 0.60 | 0.49 |
| Metal | Pt | Pt | Au | Ag | Pt | Au |
| p-type semiconductor | ||||||
| Energy | 0.95 | 0.76 | 0.67 | 0.75 | 0.58 | * |
| Metal | Hf | Au | Al | Pt | Pt | * |
* In Chapter III we discussed the fact that p-type CdSe has not been practically fabricated to date. したがって，ｐ型Ｃｄｓｅ上の金属-半導体（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ）接合もＣｄｓｅｐｎ接合も実現できない。 接合の片側としてｎ型Ｃｄｓｅを用いてヘテロ接合デバイスを構築することができる。 表VI.6に示されている値は、この場合の推定値です。 pn接合の組み込み電位を計算するには、式VI.3を使用します。 先に述べたように、基板不純物濃度の最小電位値ＮＳは、不純物濃度１ ０ １ ４／ｃｍ３である。 「前層」濃度ＮＬの値は、部分的には、この領域が拡散またはイオン注入によって導入されるかどうかに依存する。 5×1019/cm3のNLのための有効な価値は一般に見つけられます。 これらの値を、第III章の300°Kでのni2の値と組み合わせると、内蔵電圧については表VI.5の値が得られます。
テーブルVI.5。 Estimated practical maximum built-in voltages for pn junctions constructed from the example semiconductors (in volts)
| Semiconductor | Si | InP | GaAs | CdTe | AlSb | CdSe |
| VB | 0.76 | 1.08 | 1.18 | 1.23 | 1.41 | * |
*P型CdSeは利用できないため、P型CdSeにはショットキー障壁はありませんが、n型半導体にはヘテロ接合があ
ヘテロ接合の有効障壁ポテンシャルを予測することは困難である。 ヘテロ接合太陽電池の開回路電圧を観測することにより，大まかな推定を行うことができる。 SreedharとSahiとMilnesから、開回路ヘテロ接合太陽電池電圧のいくつかの値は、(1)p型Si上のn型ギャップ、0.67V;(2)p型GaAs上のn型ギャップ、0です。82V、(3)n型GaAs上のp型ギャップ、1.05V、および(4)p型GaAs上のn型ZnSe、0.925V。pn接合の場合、これらの値は表VI.5の順になっていることに注意してください。 これらの障壁電圧を用いた基板空乏層幅の計算は、ショットキーの式VI.5の表VI.4およびpn接合の式VI.3の表VI.5の結果を使用したものと大きさが類似
基板不純物濃度が1014/cm3の場合、短絡条件下（光起電力がゼロに等しい）の太陽電池における基板空乏層幅の推定値を得ることができる。 これらの空乏幅は、例えば半導体のために表VI.6に与えられる。
テーブルVI.6。 様々な接合タイプの関数として、300°Kの温度での半導体基板における”実用的な”最大空乏層幅（μ m単位）
| 半導体 | Si | InP | GaAs | td> | ||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3.457 | 3.457 | 3.457 | 3.457 | 3.457 | 3.457 | 3.457 | 3.457 | 3.457 | 3.457 | 3.457 | 3.457 | 3.457 | 3.457 | 3.457 | 3.457 | 3.457 | 3.457 | 3.457 | 3.457 | 3.049 | 3.547 | 3.126 | 2.703 | 2.398 |
| Metal-semiconductor barrier on p-typ semiconductor substrate | ||||||||||||||||||||||||
| 3.552 | 3.432 | 2.983 | 2.999 | 2.657 | * | |||||||||||||||||||
| Step pn junction or heterojunction | ||||||||||||||||||||||||
| 3.192 | 4.093 | 4.036 | 3.860 | 4.129 | 4.21 | |||||||||||||||||||
*P型CdSeは利用できないため、P型CdSeにはショットキー障壁はありませんが、n型半導体にはヘテロ接合がある可能性があります。
表VI.6の空乏層幅は、表VI.2の電界幅よりも非常に小さいだけでなく、半導体の光吸収厚さ（150μ m）よりもはるかに小さいことを観察してください。 電子-正孔対の分離／収集が空乏層幅のみに依存するならば，標準および反転配置の太陽電池の性能は大きく否定されるであろう。 幸いなことに、光電流の生成を助けることができる他の現象がある。 これらの現象は，太陽電池接合の空乏層における電場の範囲内に光学的に生成されたキャリアをもたらすために使用される。 まず、半導体における拡散長さと、空乏層の収集範囲をどの程度まで効果的に拡張するかを考えます。
太陽電池のバルク領域（電界のない領域）で光子吸収によって生成されると、正孔-電子対は半導体をランダムに移動します。 半導体結晶に接合部がある場合、もちろん、接合部の近傍に電界が存在します。 この場は、電子-正孔対を収集し、それらを分離するために役立ち、したがって電子-正孔対の濃度勾配を生成する。 ここで、太陽電池のp型領域を考えてみましょう。 空乏領域に近いこの領域の電子は、しばしばランダムに電場に移動する。 これが起こると、電子は接合部を横切ってn型側に加速される。 同様のプロセスは、もちろん、それらがp型側に向かって加速されるように、n型側にランダムに移動する穴に発生します。 この少数キャリア除去の効果は，ｐ型側のバルク領域と空乏領域の端との間に電子濃度勾配を作り出すことである。 したがって、p型側の接合部の拡散長さ内の電子が収集される（n型側の接合部の拡散長さ内の正孔についても同様である）。 拡散長Lは、次のように与えられます。
ここで、第III章から：
本研究で例として使用されている半導体の寿命、π、移動度、πについては、第III章で説明しました。 この章では、室温（27℃）での太陽電池の動作を検討しています。 先ほどの空乏層幅の議論では、基板不純物濃度が1014/cm3、不純物濃度が5×1019/cm3の高不純物層を使用しました。 これらの濃度の”実用性”に関するいくつかの追加の単語が順番にあります。 “フロント層”の濃度は、半導体への距離によって変化します。 “フロント層”が拡散プロセスの結果である場合、表面の不純物濃度は接合部の不純物濃度よりもはるかに高い。 典型的には、ＮＬ（ｘ）は、伝導帯または価電子帯の状態密度のいずれかを十分に超える表面濃度を有する誤差関数曲線に従う（付録Ｂおよび参照）。 “フロント層”がイオン注入の結果である場合、不純物密度は半導体にある程度の距離でピークに達します。 分子ビームエピタクシーなどの最新の技術を利用することで、”前層”濃度をほぼ5×1019/cm3の状態密度レベルに保つことができます。 この不純物濃度は、「前層」の寿命に悪影響を与えるほど高いが、過度の抵抗なしに薄い「前層」を支持するのに十分高い。
基板不純物濃度は、拡散長さおよび空乏層幅を高めるために小さくなければならないが、太陽電池のバルク直列抵抗を低減するために十分に高 このバルク直列抵抗rDは、次のように与えられます。
ここで、1は基板の長さ（一般的にはこの作業では150μ mとみなされます）;ADは太陽電池の接合面積であり、これは基板の断面積に等しいと仮定します。μ smは基板の多数キャリア移動度です。; ここで、Ｎｓは基板中の不純物濃度である。 第V章では、飽和電流に関連して、1016/cm3の基板不純物濃度を使用しました。 これにより、飽和電流密度の低い値が生成されました。 この値は、飽和電流密度の増加を犠牲にして、より広い空乏層幅をもたらすため、この章の前半では、1014/cm3の基板不純物濃度を利用しました。 実際には、およそ1015/cm3のキャリアの集中はシリーズ抵抗、拡散の長さ、飽和流れおよび加工技術間の満足なバランスを提供する。
1015/cm3に等しいNSの値と5×1019/cm3に等しいNLの値を使用して、付録B、文献および第III章の移動度および寿命の値と併せて、表VI.7に提供されたデータ これは、私たちの例の半導体から作られた太陽電池の基板における少数キャリア拡散長の計算のための入力として使用されます。
テーブルVI.7。 300°Kの温度と六つの例の半導体の関数としての不純物濃度、少数キャリア移動度および寿命の推定値
| 半導体 | Si | InP | GaAs | CdTe | =”7″>濃度(cm−3) —–5 × 1019—– | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| “front layer” mobility (cm2/volt-second) | ||||||
| p-type layer | 135 | 450 | 1000 | 700 | 140 | —– |
| n-type layer | 80 | 150 | 100 | 50 | 180 | 450 |
| “front” layer lifetime (seconds) | ||||||
| p-type layer | 10−7 | 10−10 | 10−10 | 10−9 | 10−10 | —– |
| n-type layer | 10−7 | 10−10 | 10−10 | 10−9 | 10−10 | 10−10 |
| Substrate | ||||||
| Concentration (cm−3) ————-1 × 1015————– | ||||||
| substrate mobility (cm2/volt-second) | ||||||
| p-type layer | 1500 | 3500 | 6500 | 950 | 200 | —– |
| n-type layer | 500 | 600 | 350 | 90 | 400 | 600 |
| substrate lifetime (seconds) | ||||||
| p-type layer | 8×10−5 | 6×10−8 | 6×10−8 | 2×10−6 | 1×10−7 | —– |
| n-type layer | 8×10−5 | 3×10−8 | 3×10−8 | 1×10−7 | 9×10−8 | 1.5×10-9 |
“現実的な”太陽電池では、少数キャリアの移動度と寿命の両方が、特に太陽電池の製造に関わる処理が標準以下 しかし、表VI.7に示された移動度および寿命は達成可能であり、表VI.8の拡散長につながる。
テーブルVI.8。 300°K
| 半導体 | Si | InP | GaAs | CdTe | AlSb | 半導体 | Si | InP | GaAs | CdTe | AlSb | AlSb | AlSb | Alsb | Alsb | Alsb | Alsb | Alsb | Alsb | Alsb | th> | cdse |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| “フロント層”拡散長（μ m） | ||||||||||||||||||||||
| p型層 | 5.91 | 0.341 | 0.509 | 1.35 | 0.509 | 0.509 | 0.509 | 0.509 | 0.509191 | —– | ||||||||||||
| n-type layer | 4.55 | 0.197 | 0.161 | 0.36 | 0.216 | 0.341 | ||||||||||||||||
| substrate diffusion length (μm) | ||||||||||||||||||||||
| p-type layer | 577 | 145 | 198 | 436 | 44.7 | —– | ||||||||||||||||
| n-type layer | 322 | 42.4 | 32.4 | 30 | 60 | 9.49 | ||||||||||||||||
V章の”死んだ層”の厚さに関連する議論から、標準または垂直構成ステップ接合およびヘテロ接合太陽電池の重くドープされた”フロント層”領域は、ミクロン以下の最大厚さで小さくなければならない。 この領域は寿命が低く（表VI.7参照）、そのような多量にドープされた領域の表面再結合速度が高いため、この領域で大きな割合のキャリアが収集され、分離される可能性は低い。 したがって、表VI.8に示す「フロント層」の拡散長は十分である。 しかし、基板は別の問題である。 太陽電池の任意の構成では、電子-正孔対は、照射された表面のある距離内で光子吸収によって生成される。 図IV.7およびIV.8から、この距離は表VI.9に示されています。
テーブルVI.9。 The approximate depth beneath the illuminated surface at which electron-hole pair optical generation ceases (μm)
| Semiconductor | Si | InP | GaAs | CdTe | AlSb | CdSe |
| Depth | 1000 | 0.3 | 2 | 20 | 8 | 1 |
From practical considerations we have set the maximum solar cell thickness to a value of 150 μm. これはケイ素によって基づかせている太陽電池のためのおよそ5%の可能性としては変換可能な太陽エネルギーの損失で起因する。 なお、他の例の半導体については、吸収が非常に急速に起こり、この限定された厚さの太陽電池は効果を有さないことに留意されたい。 表VI.9の光吸収深さの値と表VI.8の拡散長の値を比較すると、厚さ150μ mの太陽電池では、標準構成の太陽電池*のすべての光学的に生成された電荷キャリ
反転および垂直構成の太陽電池を考えてみましょう。 図VI.1およびVI.2および表VI.9に関連した議論から、これらの構成では、光正孔-電子対の生成が接合部から約150μ mの距離で起こることが可能である。 表VI.8の少数キャリア拡散長を考慮すると、基板がp型であれば、シリコン、リン化インジウム、ヒ化ガリウムおよびテルル化カドミウムは、ほぼすべての正孔-電子対を収集する可能性があることに注意してください。 なぜなら、その５ ５ ７μ ｍの少数キャリア拡散長を有するシリコンの場合であっても、これらの例の半導体のいずれかにおける拡散長は、１ ５ ０μ ｍの限界の４倍 リン化インジウムとヒ化ガリウムでは、拡散長は150μ mの最大発生距離にほぼ等しい。 Ｎ型基板の場合，シリコンのみが十分に大きい少数キャリア拡散長を持ち，正孔-電子対の大部分の収集を保証するのに十分な長さである。
電荷キャリア損失の追加の原因があります。 垂直接合構成の太陽電池の照射面は、元のウェハを切断することによって形成される（図VI.2に関連した議論を参照）。 この方法は表面再結合速度を高め，これらのデバイスの光電流を減少させる。 この問題は、反転構成の太陽電池ではそれほど深刻ではないことに注意してください。 装置のこの構成のために、製作プロセスは表面の再結合の速度を最小にするために合う。 標準的な構成の太陽電池では表面の再結合は”死んだ層”に貢献し、それ故に、既に考慮に入れられてしまった。 最後に、基板接触では、表面再結合は本質的に無限大であると仮定されることに注意してください（第III章の議論を参照）。 これは、間違った方向に電荷キャリアを漏斗状に基板接触の近傍に少数の濃度勾配を生成します。 図VIの研究。図１は、この問題が、標準的な構成の太陽電池およびそれらの基板が非照射面上に接触する反転した構成の太陽電池にとって重要ではないことを、読者に実証するであろう。 しかし、垂直接合太陽電池にとって重要であり、その結果、基板接触の近くに「死んだ層」が生じ、太陽電池の全体的な性能が低下する。
これらの問題のすべてへ解決があります;基質のシリーズ抵抗を減らす付加的な利点がある解決。 図VI.3に示す太陽電池のエネルギー対距離図を考えてみましょう。P>
図VI.3. 基板中の可変不純物濃度を有する太陽電池。 Ｅｃは伝導帯の下縁、ＥＦはフェルミ準位、Ｅｖは価電子帯の上縁である。P>
図VIにあります。3重ドープされた”フロント層”は、x=0(接合部)で約5×1019/cm3の一定の不純物濃度を有するものとする基板は比較的軽くドープされている(不純物濃度は約1019/cm3)が、接合部からの距離が長くなるにつれて基板の不純物濃度(図VI.3の例ではアクセプタ)が増加する。 結果は接続点の方の少数のキャリアを促す作り付けの電界である。 この電場は次式で与えられる：
幅150μ mの基板を想定しています。 そして、１ ６ｖ／ｃｍの基板内の電界に対して、ｎｓ（１ ５ ０）／Ｎｓ（ｏ）の比は１万である。 このような場を考えると、基板の幅を広げると、基板で生成された正孔-電子対の本質的にすべてを収集し、空乏層の端に輸送することができます。 次に、空乏層は正孔-電子対を分離する。 加えられた利点として、ここで論議される等級別にされた基質はまた基質の接触で表面の再結合の速度を切り離すのに役立つ。
標準的な、逆にされるか、または縦構成の太陽電池で期待されるかもしれない光電流を考慮して下さい。 我々は、傾斜基板、95％の効率的な反射防止コーティングとすべての生成された正孔-電子対のための100％の収集効率と、反転構成の太陽電池を持っているとし 予想される光電流密度は表VI.10の密度である。
表VI.10. Estimated photocurrent density (mA/cm2) in an inverted configuration solar cell at 300° K
| Semiconductor | Si | InP | GaAs | CdTe | AlSb | CdSe |
|---|---|---|---|---|---|---|
| AM0-conditions | 44.65 | 41.7 | 37.2 | 35.8 | 28.6 | 26.0 |
| AM1-conditions | 36.1 | 31.8 | 28.7 | 27.2 | 21.9 | 20.5 |
垂直構成の太陽電池の場合、照明された表面がウェハから切断されているため、表面再結合による追加の損失 10,000cm/秒の合理的な表面再結合速度を仮定し、表VI.7および図IIIのデータを使用する。図8に示すように、実現可能な最大光電流密度は、反転太陽電池の光電流よりも約5％程度低くなり、表VI.11の数が得られると推定することができる。P>
図VI.8。 提供された太陽電池の電力が最大である場合の光起電力、VD’、標準構成の太陽電池では、バリアと基板の関数として、AM1光の下で、300°Kで、六つの例の半導体
接合記号: ヘテロ接合の場合はH、pn接合の場合はP、ショットキー障壁の場合はS、pnとヘテロ接合の両方の場合はB。
基板記号：nはn型、pはp型、eはいずれかのタイプです。P>
テーブルVI.11。 300°Kにおける垂直配置太陽電池における推定光電流密度（mA/cm2）
| 半導体 | Si | InP | GaAs | CdTe | AlSb | 半導体 | Si | Inp | GaAs | CdTe | AlSb | cdse |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| am0-条件 | 42。7 | 39.5 | 35.3 | 33.9 | 27.1 | 24.7 | ||||||
| AM1-conditions | 34.2 | 30.1 | 27.2 | 25.7 | 20.8 | 19.5 |
The expected photocurrent from a standard configuration solar cell is still less. Ｐｎステップ接合における”死んだ層”（これは強くドープされた”フロント層”の結果である）による再結合損失，ヘテロ接合太陽電池における界面効果，およびｍｏｓおよびＳｃｈｏｔｔｋｙ接合太陽電池の場合の反射効果による追加の再結合損失がある。 次の表では、標準構成の太陽電池の推定光電流密度が提供されています。 Pnステップ接合の場合、「フロント層」は薄いため、「デッド層」の厚さを最小限に抑えます（この層の厚さを0.3〜0.6μ mに保ちます）。 「死んだ」層は、「前の層」を完全に満たすのではなく、上の3分の1程度を含む。 この「死んだ層」が実際には完全に死んでいると仮定し、図IV.10およびIV.11を利用して、標準構成のpnステップ接合太陽電池の推定最大光電流密度を表VI.12 標準配置ヘテロ接合の推定可能な光電流は、”死んだ層”が存在しないため、”前層”を形成する半導体は関心のある光子に対して透明であるため、より高い。 Ｓｃｈｏｔｔｋｙ障壁標準構成太陽電池についても光電流を推定した。 太陽電池の照らされた側面の金属の層の存在は徹底的に潜在的な光電流を減らし、表VI.12で示される価値は、せいぜい、推定値です。
表VI.12. Pnステップ接合、ヘテロ接合、ショットキー接合デバイスの標準構成太陽電池における推定光電流密度（mA/cm2）300°K
| 半導体 | Si | InP | GaAs | CdTe | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 35.44 | 31.62 | 30.43 | 24 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 22.10 |
| AM1-conditions | 30.68 | 27.03 | 24.40 | 23.12 | 18.62 | 17.42 | ||||||
| pn step junction solar cells | ||||||||||||
| AM0-conditions | 31.77 | 07.02 | 20.88 | 22.54 | 18.45 | 11.25 | ||||||
| AM1-conditions | 25.02 | 05.67 | 15.75 | 17.10 | 14.04 | 09.18 | ||||||
| Schottky junction solar cells | ||||||||||||
| AM1-conditions | 10.59 | 02.34 | 06.96 | 07.53 | 06.15 | 03.75 | ||||||
| AM1-conditions | 8.34 | 01.89 | 05.25 | 05.70 | 04.68 | 03.06 | ||||||
In studying Table VI.Ｉｎｐの高い吸収係数は、ステップｐｎ接合標準構成の太陽電池において異常に高い再結合損失をもたらすことが明らかである。 また、実施例の半導体のいずれについても、予想される光電流密度が反転配置から垂直配置、および標準配置に低下することに留意されたい。 この減少は縦および逆にされた構成太陽電池が比較されるときマイナーであるが、標準的な構成太陽電池が考慮されるとき主要な割合の。 表VI.10からVI.12の期待される光電流密度の値は推定値であり、太陽電池の構築、表面結晶配向、および半導体自体に採用された製造技術に強く依存することはあまり強調することはできない。 十分な注意が払われれば、上記の値は実現可能であるはずですが、製造技術と表面処理の”ミス”は大幅な削減をもたらす可能性があります。この章の全体的な目的は、いくつかの”現実的な”状況に対するパフォーマンスの推定値を提供することです。
この章の全体的な目的は、いくつかの”現実的な” 表VI.12のヘテロ接合およびpnステップ接合光電流密度推定値は妥当である。 ショットキーの光電流密度の推定値はより問題がある。 ショットキーダイオードの上の金属層の光子浸透を可能にするためには、層は非常に薄くなければならない（<500Å）。 それでも光子の反射による損失はかなりあり、そのようなデバイスの光電流密度は小さい。