მზის უჯრედების შიგნით სხვადასხვა ტიპის დენი არსებობს, როგორიცაა მუქი დენი, უკუ დენი და გაჟონვის დენი. ამ დენებს მზის მოდულების სიმძლავრეზე სხვადასხვა ხარისხის გავლენა აქვთ. ამ დენების მახასიათებლების გარჩევა ხელს შეუწყობს მოდულის სიმძლავრის არანორმალური გამომუშავების მიზეზების იდენტიფიცირებას, რაც ხელს შეუწყობს პრობლემების საფუძვლიან მოგვარებას.
ბნელი დინება
განმარტება
ბნელი დენი, ასევე ცნობილი როგორც უკუგაჯერების დენი განათების არარსებობის შემთხვევაში, ეხება უკუგაჯერების დენს, რომელიც წარმოიქმნება PN შეერთებაში უკუგადახრის პირობებში, როდესაც არ არის დაცემული სინათლე. ის, როგორც წესი, გამოწვეულია მატარებლის დიფუზიით ან მოწყობილობის ზედაპირზე და შიგნით არსებული დეფექტებით, ასევე მავნე მინარევებით.
ფორმირება
(1).დიფუზიის პროცესი:PN შეერთების შიგნით, N-რეგიონში მეტი ელექტრონია და P-რეგიონში მეტი ხვრელი. კონცენტრაციის სხვაობის გამო, N-რეგიონში ელექტრონები დიფუზირდება P-რეგიონისკენ, ხოლო P-რეგიონში არსებული ხვრელები - N-რეგიონისკენ. მიუხედავად იმისა, რომ PN შეერთების ჩაშენებული ელექტრული ველი ეწინააღმდეგება ამ დიფუზიას, ის მაინც ხდება მანამ, სანამ არ მიიღწევა დინამიური წონასწორობა, რაც დიფუზიური დენის წარმოქმნას იწვევს.
(2).დეფექტები და მინარევები:როდესაც ზედაპირზე ან მოწყობილობის შიგნით დეფექტები არსებობს, ისინი რეკომბინაციის ცენტრების როლს ასრულებენ, იჭერენ ელექტრონებსა და ხვრელებს და ხელს უწყობენ რეკომბინაციას. მავნე მინარევები მსგავს როლს ასრულებენ და ხელს უწყობენ ბნელი დენის წარმოქმნას.
გავლენა
სილიკონის ვაფლების დახარისხებისას ხშირად განიხილება მუქი დენი. ჭარბი მუქი დენი მიუთითებს ვაფლის ცუდ ხარისხზე, როგორიცაა ზედაპირული მრავალი მდგომარეობა, ბადის მრავალი დეფექტი, მავნე მინარევები ან დოპინგის ზედმეტად მაღალი კონცენტრაცია. ასეთი ვაფლებისგან დამზადებულ მზის უჯრედებს, როგორც წესი, ახასიათებთ უმცირესობის მატარებლების დაბალი სიცოცხლის ხანგრძლივობა, რაც პირდაპირ იწვევს დაბალ გარდაქმნის ეფექტურობას.
ბნელი დენი მზის უჯრედებში
მარტივ დიოდებში, მუქი დენი შეესაბამება უკუ გაჯერების დენს. თუმცა, მზის უჯრედებში მუქი დენი მოიცავს უკუ გაჯერების დენს, თხელფენოვან გაჟონვის დენს და მოცულობით გაჟონვის დენს.
უკუ გაჯერების დენი
განმარტება
უკუგაჯერების დენი ეხება PN შეერთებაში არსებულ დენს, როდესაც უკუგაჯერება გამოიყენება. უკუგაჯერების ძაბვა აფართოებს გამოფიტვის ფენას, ზრდის ელექტრულ ველს და ელექტრონების პოტენციურ ენერგიას. ეს ართულებს უმრავლესობის მატარებლებისთვის ბარიერის გადაკვეთას, რაც დიფუზიურ დენს თითქმის ნულამდე ამცირებს.
ფორმირება
1. დრიფტული დენი: გაზრდილი ელექტრული ველი აადვილებს N და P რეგიონებში უმცირესობის მატარებლების დრიფტს, რაც ქმნის უკუ დენს.
2. ტემპერატურაზე დამოკიდებულება: რადგან უმცირესობის მატარებლები თერმულად წარმოიქმნება, მათი რაოდენობა მოცემულ ტემპერატურაზე მუდმივია და ასევე უკუ დენიც.
გაჟონვის დენი
განმარტება
მზის უჯრედები შეიძლება დაიყოს სამ რეგიონად: თხელი ფენა (N-რეგიონი), გამოფიტვის ფენა (PN შეერთება) და მოცულობითი რეგიონი (P-რეგიონი). ამ რეგიონებში არსებული დეფექტები და მინარევები რეკომბინაციის ცენტრების როლს ასრულებენ, იჭერენ ელექტრონებსა და ხვრელებს რეკომბინაციის გასაადვილებლად. ეს პროცესი წარმოქმნის მცირე დენებს, რაც ხელს უწყობს გაზომილ ბნელ დენს.
ტიპები
· თხელფენოვანი გაჟონვის დენი: გამოწვეულია თხელფენოვან დეფექტებითა და მინარევებით.
· მოცულობითი გაჟონვის დენი: გამოწვეულია მოცულობითი რეგიონის დეფექტებითა და მინარევებით.
ბნელი დენის ტესტირების მიზანი
1. ავარიის თავიდან აცილება
როდესაც უჯრედი უკუმიკერძოებულია ან მოდულის პოლარობა შეცვლილია, ჭარბმა ბნელმა დენმა შეიძლება გამოიწვიოს უჯრედის სწრაფი დაშლა. მიუხედავად იმისა, რომ იშვიათია, ბნელი დენის ტესტირება ხელს უწყობს ასეთი შემთხვევების თავიდან აცილებას.
2. წარმოების პროცესების მონიტორინგი
მუქი დენის ტესტირება ხელს უწყობს პროცესში პოტენციური პრობლემების იდენტიფიცირებას. მუქი დენი შედგება უკუგაჯერების დენის, თხელფენოვანი გაჟონვის დენის და მოცულობითი გაჟონვის დენისგან, რომლებიც წარმოდგენილია შესაბამისად J1J_1J1, J2J_2J2 და J3J_3J3-ით.
როდესაც გამოიყენება საპირისპირო ძაბვა:
· რეგიონი 1: დომინირებს J2J_2J2 (თხელშრიანი გაჟონვის დენი).
· რეგიონი 2: დომინირებს J3J_3J3 (მოცულობითი გაჟონვის დენი).
· რეგიონი 3: დომინირებს J1J_1J1 (უკუგაჯერების დენი).
ამ რეგიონების საზღვრები განისაზღვრება კონკრეტული სატესტო ძაბვებით.
ძაბვის ეფექტები
როდესაც უჯრედზე ძაბვა გამოიყენება, ის იწვევს ელექტრულ ინექციას სილიციუმის ფირფიტაში, რაც აღაგზნებს არათანაბარი მატარებლებს. რაც უფრო მაღალია ძაბვა, მით მეტი მატარებელი აღიგზნება, რაც იწვევს ბნელი დენის ზრდას. თუმცა, ზრდის ტემპი შენელდება ძაბვის ზრდასთან ერთად მანამ, სანამ უჯრედი არ დაიშლება.
სტანდარტული ტესტირება
მუქი დენი, როგორც წესი, 12 ვოლტზე იზომება. ტესტის შედეგების სტანდარტულ მრუდებთან შედარებით, შესაძლებელია უჯრედის მდგომარეობის შეფასება:
· რეგიონ 1-ში ჭარბი ბნელი დენი მიუთითებს თხელ ფენაში არსებულ პრობლემებზე.
· მე-2 რეგიონში ჭარბი ბნელი დენი მიუთითებს პრობლემებზე მოცულობით რეგიონში.
· მე-3 რეგიონში ჭარბი ბნელი დენი მიუთითებს PN შეერთების პრობლემებზე, როგორიცაა დიფუზია, ტრაფარეტული ბეჭდვა ან ტემპერატურის შეუსაბამობები.
დასკვნა
ბნელი დენის ტესტირება გადამწყვეტი მნიშვნელობისაა პროცესთან დაკავშირებული პრობლემების იდენტიფიცირებისა და მზის უჯრედების წარმოების გაუმჯობესებისთვის.
