Quyosh elementi tayyorlashda quyosh nurlanishining yarim o‘tkazgich
material bilan o‘zaro ta’siri, fotonlar energiyasini materialdagi elektronlarda
yutilishi va chiqishi jarayonlari muhim ahamiyatga egadir.
Kvant mexanikasida
elementar zarrachalar, shu jumladan, elektronlar ham to‘lqin
xossalariga ham ega, deb qaraladi. Shuning uchun elementar zarrachalar harakatini
o‘rganishda energiya (
E
) va impuls (
R
) bilan bir qatorda, ularning to‘lqin
uzunliklari
λ
takrorlanuvchanligi
v
va to‘lqin
vektori
K
=
P
/
h
, (
h
– Plank
doimiysi) ham ishlatiladi. Bu erda
E
=
hv
va
P
=
h
/
λ
ga teng.
Kristallning sohali
tuzilmasini E–K diagrammalar bilan tasvirlash mumkin. Bu erda energiya
elektron-voltlarda (EV) to‘lqin vektori K – kristall panjara doimiysi qismlarida
ko‘rsatiladi. Shu bilan birga K o‘qda ko‘rsatkichlar yordamida kristall panjaraning
yo‘nalishi ko‘rsatiladi. E – K diagram-masi vositasida sohalararo o‘tishlarning
yarim o‘tkazgich materialdagi harakteri va jumladan o‘tishning «to‘g‘ri» yoki
«noto‘g‘ri» ligini aniqlash mumkin.
Optik yutilishni o‘lchash aniqlangan Eg ning kattaligi, aksariyat, yarim o‘tkazgich
materialdagi erkin zaryad tashuvchilarning
konsentratsiyasiga, haroratga va
kirishmalar energetik sathlarining ta’qiqlangan sohada mavjudligiga bog‘liq
bo‘ladi. Agar o‘tkazuchanlik sohasi tubidagi va valent soha ustidagi holatlar zaryad
tashuvchilar bilan to‘ldirilgan bo‘lsa, u holda krishmali yarim o‘tkazgich
materiallar uchun Eg sof xususiy materialga tegishli qiymatidan kattaroq bo‘lishi
mumkin. Agar kirishmalar hosil qilgan soha eng yaqin ruxsat etilgan soha
chegarasi bilan birlashib ketsa (masalan, ko‘p
miqdordagi kirishmalar
kiritilgandagi kuzatiladigan holat), holda Eg kamayadi. Eg ning bunday kamayishi
asosiy yutilish chegarasiga ta’sir qiladi.
Yarim o‘tkazgich materialda yutilish koeffitsienti α odatda to‘lqin
energiyasining 1/α masofada e marotaba kamayishi orqali aniqlanadi va u
