Influence of kinetic and electrostatic properties of interface states on the efficiency of a MIS tunnel solar cell

G. Pananakakis, G. Kamarinos, P. Viktorovitch
1979 Revue de Physique Appliquée  
Reçu le 10 octobre 1978, révisé le 1 er février 1979, accepté le 7 février 1979) Résumé. 2014 Nous établissons et résolvons les équations de transport complètes décrivant le fonctionnement d'une cellule solaire MIS tunnel. Nous tenons compte de l'influence aussi bien électrostatique que cinétique des états situés à l'interface semiconducteur-isolant. Ces états de type accepteur ou donateur sont ainsi considérés en interaction avec les trois réservoirs de porteurs libres : bande de conduction du
more » ... de de conduction du métal, bandes de conduction et de valence du semiconducteur. Outre ce cas général, les états peuvent avoir une interaction importante seulement avec deux parmi les trois réservoirs de porteurs. Ils peuvent alors constituer selon le cas des centres recombinants ou des relais facilitant le passage de courants additionnels entre le métal et l'une des bandes permises du semiconducteur. Notre étude montre que pour un semiconducteur de type n les états d'interface du type donateur peuvent détériorer le rendement photovoltaïque de la cellule surtout si leur action électrostatique défavorable est accompagnée d'effets cinétiques. Au contraire, des états accepteurs peuvent améliorer notablement le rendement photovoltaïque, grâce essentiellement à leur action électrostatique. De manière générale nous montrons que l'effet de suppression de courant est principalement dû à l'action électrostatique des états d'interface tandis que les effets cinétiques affectent seulement la tension de circuit ouvert. Abstract. 2014 We establish and resolve the complete transport equations governing the working of a MIS tunnel solar cell. We take into account both electrostatic and kinetic actions of acceptor-like or donor-like interface states. Our study shows that for a n-type semiconductor donor-like interface states deteriorate the photovoltaic efficiency of the cell, especially when their unfavourable electrostatic action is assisted by a notable kinetic one. Acceptor-like interface states can, on the contrary, lead to an important improvement of the photovoltaic yield. In a general manner, we show that the current suppression effect is essentially due to an electrostatic action of interface states. Besides we point out that recombination effects can only affect the open-circuit voltage.
doi:10.1051/rphysap:01979001405063900 fatcat:dflmm35tmbdjvdfix57jl25xx4