Studi Struktur Elektronik Sel Surya a-Si: H Lapisan Jamak Menggunakan Spektroskopi Elipsometri

Silikon amorf terhidrogenasi (a-Si: H) telah menjadi perhatian besar dalam fundamental fisika yang kaya dan sel surya yang berpotensi murah. Di sini, kami mengamati eksiton dan plasmon yang berkorelasi pada kinerja fotovoltaik dalam film a-Si: H dengan berbagai kandungan H pada substrat Indium In Oxide (ITO) yang diendapkan oleh teknik Radio Frequency-Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD). Ellipsometry spektroskopi digunakan untuk menyelidiki kerapatan keadaan elektronik dan parameter optoelektronik. Struktur elektronik dan optik yang diamati dianalisis dengan turunan kedua dengan bentuk garis titik kritis analitik. Fungsi dielektrik kompleks menunjukkan kesesuaian yang baik dengan perhitungan mikroskopis untuk pergeseran energi dan transisi antar-pita yang meluas berdasarkan interaksi lubang-elektron. Menariknya, kami mengamati transfer berat spektral pada rentang energi yang luas yang mengungkapkan korelasi elektronik yang menyebabkan perubahan drastis dalam kepadatan pembawa muatan yang menghasilkan rangsangan resonansi dan plasmon yang berkorelasi. Hasil kami menunjukkan peran penting hidrogen dalam menentukan penggabungan eksiton dan plasmon dalam perangkat fotovoltaik film a-Si: H. Selanjutnya, dari konstanta optik dan ketebalan film tipis, reflektansi dan transmitansi masing-masing sampel diperoleh. Sampel p–i–n dan p–i1–i2–n menunjukkan transparansi yang baik di wilayah inframerah, dan transparansi ini menurun di wilayah cahaya tampak dan menunjukkan pola interferensi dengan penurunan tajam dalam transmisi di tepi penyerapan dan kinerja sel surya (kurva I–V) diukur dengan penggunaan simulator matahari dan sinar matahari. Hasil kami menunjukkan bahwa ada peningkatan yang sangat baik dalam efisiensi sel surya a-Si: H p-i1-i2-n sebesar 8,86% dari struktur p-i-n asli sebesar 5,61% ================================================================================================ Hydrogenated amorphous silicon (a-Si: H) has received a great attention for rich fundamental physics and potentially inexpensive solar cells. Here, we observe tunable new resonant excitons and correlated plasmons responsible for photovoltaic performance in a- Si: H films with various H content on Indium Tin Oxide (ITO) substrate deposited by Radio Frequency-Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (RF-PECVD) techniques. Spectroscopic ellipsometry is used to probe the density of electronic states and the optoelectronic parameters. The observed electronic and optical structures are analyzed by the second-derivative with analytic critical-point line shapes. Complex dielectric function shows good agreement with microscopic calculations for the energy shift and the broadening inter-band transitions based on the electron-hole interaction. Interestingly, we observe spectral weight transfer over a broad energy range revealing electronic correlation that causes a drastic change in the charge carrier density yielding resonant excitons and correlated plasmons. Our result shows the important role of hydrogen in determining the coupling of excitons and plasmons in a-Si: H film photovoltaic devices. Furthermore, from the optical constant and thin film thickness, the reflectance and transmittance of each sample were obtained. The p–i–n and p–i1–i2–n samples show good transparency in the infrared region, and this transparency decreases in the visible light region and shows an interference pattern with a sharp decrease in the transmission at the absorption edge and the performance of solar cells (curve I–V) measured by the use of sun simulator and sunshine. Our results indicate that there is a very good improvement in the efficiency of solar cells a-Si: H p–i1–i2–n amounting to 8.86% from the original p–i–n structure of 5.61%