Արեգակնային մարտկոցների արդյունավետությունը նվազում է, երբ էլեկտրոն-անցք զույգերը վերամիավորվում են, նախքան դրանք արդյունավետորեն օգտագործելը։ Երբ կիսահաղորդիչը լույս է կլանում համապատասխան ալիքի երկարությամբ, առաջանում են էլեկտրոն-անցք զույգեր։ Լուսավորության տակ նյութում կրիչի կոնցենտրացիան գերազանցում է իր հավասարակշռության արժեքը։ Երբ լույսի աղբյուրը հեռացվում է, կրիչի կոնցենտրացիան վերադառնում է իր հավասարակշռության վիճակին մի գործընթացում, որը սովորաբար կոչվում է վերամիավորում։ Ստորև ներկայացված են վերամիավորման մի քանի տարբեր մեխանիզմներ.
1. Ճառագայթային ռեկոմբինացիա
Ճառագայթային ռեկոմբինացիան լույսի կլանման գործընթացի հակառակն է, որտեղ էլեկտրոնը բարձր էներգիայի վիճակից վերադառնում է ավելի ցածր էներգիայի վիճակի՝ ավելորդ էներգիան լույսի տեսքով անջատելով։ Այս տեսակի ռեկոմբինացիան նշանակալի է կիսահաղորդչային լազերներում և լույս արձակող դիոդներում (LED), բայց գերիշխող չէ սիլիցիումային արևային մարտկոցներում։
2. Օգերի ռեկոմբինացիա
Օջերի վերակոմբինացիան հարվածային իոնացման հակառակ գործընթացն է: Երբ էլեկտրոնը և անցքը վերակոմբինացվում են, ավելցուկային էներգիան փոխանցվում է մեկ այլ էլեկտրոնի՝ լույսի տեսքով անջատվելու փոխարեն: Այնուհետև գրգռված էլեկտրոնը թուլանում է և վերադառնում իր սկզբնական վիճակին, անջատելով ֆոնոններ (տատանողական էներգիա): Օջերի վերակոմբինացիան հատկապես ցայտուն է դառնում ուժեղ լեգիրված նյութերում, հատկապես, երբ խառնուրդների կոնցենտրացիան գերազանցում է 10¹⁷ սմ⁻³-ը, ինչը նման դեպքերում այն դարձնում է գերիշխող վերակոմբինացիայի գործընթաց:
3. Թակարդի օգնությամբ ռեկոմբինացիա
Կիսահաղորդիչների խառնուրդներն ու արատները ստեղծում են թույլատրելի էներգիայի մակարդակներ արգելված գոտու սահմաններում: Այս արատների էներգիայի մակարդակները նպաստում են երկփուլ ռեկոմբինացիայի գործընթացին. էլեկտրոնը նախ թուլանում է հաղորդականության գոտուց դեպի արատի մակարդակը, ապա՝ դեպի վալենտային գոտի, որտեղ այն ռեկոմբինացվում է անցքի հետ: Այս գործընթացը խիստ արդյունավետ է ռեկոմբինացիան խթանելու համար և կարող է զգալիորեն ազդել արևային մարտկոցների աշխատանքի վրա:
4. Մակերեսային վերակոմբինացիա
Կիսահաղորդչի մակերեսը կարելի է դիտարկել որպես բյուրեղային կառուցվածքի ավարտի պատճառով արատների բարձր կոնցենտրացիայով տարածք։ Այս մակերևութային արատները ստեղծում են բազմաթիվ էներգետիկ վիճակներ արգելված գոտու ներսում, որտեղ ռեկոմբինացիան կարող է հեշտությամբ տեղի ունենալ։ Մակերևութային ռեկոմբինացիան կարևոր գործոն է, քանի որ մակերևույթի բյուրեղային կառուցվածքը խիստ անկանոն է, ինչը ռեկոմբինացիան ավելի հավանական է դարձնում այս շրջաններում։
Եզրակացություն
Գործնականում արևային մարտկոցներում այս վերամիավորման մեխանիզմները նպաստում են ընդհանուր արտադրողականության կորստին: Բջիջների նախագծողների խնդիրն է նվազագույնի հասցնել այդ կորուստները՝ արդյունավետությունը բարելավելու համար: Յուրաքանչյուր վերամիավորման գործընթաց ներկայացնում է տարբեր մարտահրավերներ, և դրանց հաղթահարումը նյութի ընտրության, մակերեսի պասիվացման և օպտիմալացված խառնուրդների մակարդակի միջոցով կարևոր է արևային մարտկոցների արտադրողականության բարձրացման համար: Բացի այդ, շուկայում առկա տարբեր առևտրային արևային մարտկոցները տարբերակվում են տարբեր դիզայնի առանձնահատկություններով, որոնք ազդում են դրանց արդյունավետության և կիրառման ներուժի վրա:
