Кояш батареяларының нәтиҗәлелеге электрон-тишек парлары нәтиҗәле кулланылганчы рекомбинацияләнгәндә кими. Ярымүткәргеч яктылыкны тиешле дулкын озынлыгында сеңдергәндә, электрон-тишек парлары барлыкка килә. Яктылык астында материалдагы йөртүче концентрациясе аның тигезлек кыйммәтеннән артып китә. Яктылык чыганагы алынганнан соң, йөртүче концентрациясе үзенең тигезлек хәленә кайта, бу процесс гадәттә рекомбинация дип атала. Түбәндә берничә төрле рекомбинация механизмы китерелгән:
1. Радиатив рекомбинация
Нурланышлы рекомбинация - яктылыкны сеңдерү процессының киресе, анда электрон югары энергияле халәттән түбән энергияле халәткә күчә, артык энергияне яктылык буларак чыгара. Бу төр рекомбинация ярымүткәргеч лазерларда һәм яктылык чыгаручы диодларда (LED) мөһим, ләкин кремний кояш батареяларында өстенлек итми.
2. Шнек рекомбинациясе
Оже рекомбинациясе - бәрелү ионизациясенең кире процессы. Электрон һәм тишек рекомбинацияләнгәндә, артык энергия яктылык буларак чыгарылу урынына башка электронга күчерелә. Аннары кузгатылган электрон башлангыч хәленә кайта, фононнарны (тибрәнү энергиясен) чыгара. Оже рекомбинациясе, аеруча, нык кушылган материалларда, бигрәк тә катнашма концентрациясе 10¹⁷ см⁻³ тан артканда, аеруча ачык күренә, бу мондый очракларда өстенлекле рекомбинация процессы булып тора.
3. Тозакка ярдәм итүче рекомбинация
Ярымүткәргечләрдәге катнашмалар һәм кимчелекләр тыелган зона эчендә рөхсәт ителгән энергия дәрәҗәләрен булдыра. Бу кимчелек энергия дәрәҗәләре ике этаплы рекомбинация процессын җиңеләйтә: электрон башта үткәрүчәнлек зонасыннан кимчелек дәрәҗәсенә, аннары валентлык зонасына йомшара, анда ул тишек белән рекомбинацияләнә. Бу процесс рекомбинацияне стимуллаштыруда бик нәтиҗәле һәм кояш батареяларының эшчәнлегенә сизелерлек йогынты ясый ала.
4. Өслек рекомбинациясе
Ярымүткәргеч өслеген кристалл структурасының тәмамлануы аркасында кимчелекләрнең югары концентрациясе булган өлкә дип карарга мөмкин. Бу өслек кимчелекләре тыелган зона эчендә күп санлы энергия халәтләре булдыра, анда рекомбинация җиңел була ала. Өслек рекомбинациясе мөһим фактор булып тора, чөнки өслектәге кристалл структурасы бик тигез түгел, шуңа күрә бу өлкәләрдә рекомбинациянең булуы ихтимал.
Йомгак
Кояш батареяларында бу рекомбинация механизмнары гомуми эшчәнлек югалтуларына китерә. База дизайнерларының бурычы - нәтиҗәлелекне арттыру өчен бу югалтуларны минимальләштерү. Һәр рекомбинация процессы төрле кыенлыклар тудыра, һәм аларны материал сайлау, өслек пассивациясе һәм оптимальләштерелгән легирлау дәрәҗәләре аша җиңү кояш батареяларының эшчәнлеген яхшырту өчен бик мөһим. Моннан тыш, төрле дизайн үзенчәлекләре базардагы төрле коммерция кояш батареяларын аерып тора, аларның нәтиҗәлелегенә һәм куллану потенциалына йогынты ясый.
