Die doeltreffendheid van sonselle word verminder wanneer elektron-gat-pare rekombineer voordat hulle effektief benut kan word. Wanneer die halfgeleier lig teen die toepaslike golflengte absorbeer, word elektron-gat-pare gegenereer. Onder beligting oorskry die draerkonsentrasie in die materiaal sy ewewigswaarde. Sodra die ligbron verwyder word, verval die draerkonsentrasie terug na sy ewewigstoestand in 'n proses wat algemeen na verwys word as rekombinasie. Hieronder is verskeie verskillende rekombinasiemeganismes:
1. Stralingsrekombinasie
Stralingsrekombinasie is die omgekeerde van die ligabsorpsieproses, waar 'n elektron van 'n hoë-energietoestand terug na 'n laer energietoestand oorgaan en die oortollige energie as lig vrystel. Hierdie tipe rekombinasie is beduidend in halfgeleierlasers en liguitstralende diodes (LED's), maar is nie dominant in silikon-sonselle nie.
2. Auger Rekombinasie
Auger-rekombinasie is die omgekeerde proses van impakionisasie. Wanneer 'n elektron en gat rekombineer, word die oortollige energie na 'n ander elektron oorgedra in plaas daarvan om as lig vrygestel te word. Die opgewekte elektron ontspan dan terug na sy oorspronklike toestand, wat fonone (vibrasie-energie) vrystel. Auger-rekombinasie word veral prominent in swaar gedoteerde materiale, veral wanneer die onsuiwerheidskonsentrasie 10¹⁷ cm⁻³ oorskry, wat dit die dominante rekombinasieproses in sulke gevalle maak.
3. Trap-ondersteunde Rekombinasie
Onsuiwerhede en defekte in halfgeleiers skep toegelate energievlakke binne die verbode bandgaping. Hierdie defek-energievlakke fasiliteer 'n tweestap-rekombinasieproses: 'n elektron ontspan eers van die geleidingsband na die defekvlak en dan na die valensband, waar dit met 'n gat rekombineer. Hierdie proses is hoogs effektief in die bevordering van rekombinasie en kan die werkverrigting van sonselle aansienlik beïnvloed.
4. Oppervlakrekombinasie
Die oppervlak van 'n halfgeleier kan gesien word as 'n area met 'n hoë konsentrasie defekte as gevolg van die kristalstruktuur se terminasie. Hierdie oppervlakdefekte skep talle energietoestande binne die verbode bandgaping, waar rekombinasie maklik kan plaasvind. Oppervlakrekombinasie is 'n belangrike faktor omdat die kristalstruktuur aan die oppervlak hoogs onreëlmatig is, wat rekombinasie meer waarskynlik in hierdie streke maak.
Gevolgtrekking
In praktiese sonselle dra hierdie rekombinasiemeganismes by tot algehele werkverrigtingsverliese. Die taak vir selontwerpers is om hierdie verliese te minimaliseer om doeltreffendheid te verbeter. Elke rekombinasieproses bied verskillende uitdagings, en die oorkoming hiervan deur materiaalkeuse, oppervlakpassivering en geoptimaliseerde doteringsvlakke is noodsaaklik om die werkverrigting van sonselle te verbeter. Daarbenewens onderskei verskillende ontwerpkenmerke verskillende kommersiële sonselle in die mark, wat hul doeltreffendheid en toepassingspotensiaal beïnvloed.
