yordamida aniqlanadi. Bu erda N – yarim o‘tkazgich materialda chuqurlikka kirgan
fotonlar oqimining zichligi, N
0
– material sirtini kesib o‘tuvchi fotonlar oqimining
zichligi. Materialning yutilish koeffitsienti α yutilish ko‘rsakichi K bilan α= 4πK /
λ munosabat orkali bog‘langan.
Shunday qilib, ma’lum va aniq qalinlikka ega
bo‘lgan yarim o‘tkazgich material namunalaridan o‘tayotgan optik nurlarni
intensiv-ligini o‘zgartirib K va λ ning shu modda uchun qiymatlarini topish
mumkin.
Quѐsh elementlari tayyorlanadigan ayrim yarim o‘tkazgich materiallar uchun
α ning energiyadan o‘zgarishi keltirilgan. Rasmdan ko‘rinadiki,
yutilish
ko‘rsatkichi α ning spektral tavsifi keltirilgan yarim o‘tkazgich materiallarda bir-
biridan katta farq qiladi va bu farq asosan ularning sohali tuzilmasi va optik
o‘tishlar xarakteriga bog‘liqdir. CdTe, GaAs, InP materiallarida to‘g‘ridan-to‘g‘ri
soha-soha xarakteridagi optik o‘tishlar mavjud bo‘lib, nurlanish spektrida Eg dan
ortiq energiyali fotonlar paydo bo‘lishi bilan α tezda 10
4
-10
5
sm
-1
darajasiga
ko‘tariladi. Kremniy materialida esa yutilish jarayoni 1,1EV dan boshlab to‘g‘ri
bo‘lmagan energetik o‘tishlar orqali bo‘ladi va buning uchun ham ѐrug‘lik kvanti,
ham panjara tebranishlari kvanti-foton-lar ishtiroki talab qilinadi. SHuning uchun,
yutilish ko‘rsat-kichi α asta-sekin ortib boradi. Faqat fotonlar energiyasi 2,5EV ga
etgandan keyingina soha-sohali o‘tishlar to‘g‘ridan-to‘g‘ri o‘tishlarga
aylanadi va
yutilishi keskin orta boradi.
Yutilish koeffitsientining spektral tavsifi shuni ko‘rsatadiki, kremniy
materialidan foydalanib, quyosh spektrining juda katta qismini elektr energiyasiga
aylantirish mumkin. Masalan, atmosferadan tashqaridagi quyosh nurlanishi uchun
(AM 0), bu 74 % ni tashkil qiladi. Xolbuki, agar material sifatida GaAs yarim
o‘tkazgich olinsa faqat 63% quyosh nurlanishini elektr
energiyasiga aylantirish
mumkin. Ammo, «noto‘g‘ri» optik o‘tishlarning asosiy yutilish chegarasida λ ning
qiymati katta bo‘lmaganligi sababli, butun keltirilgan quѐsh spektri yutilishi uchun
kremniyli quѐsh elementining qalinligi 250 mkm dan kam bo‘lmasligi kerak.
Xolbuki, xuddi shunday sharoit uchun GaAs materialning qalinligi 2-5 mkm
bo‘lishi kifoyadir. SHuning uchun spektral tavsifining bu xususiyatlarini yuqori
samarali va yupqa qatlamli quѐsh elementi ishlab chiqarishda ahamiyati katta
ekanligi doimo hisobga olinishi zarur.
Agar, yarim o‘tkazgich sirtiga tushayotgan fotonlar energiyasi kam bo‘lib,
yutilish natijasida elektronlarni valent sohadan o‘tkazuvchanlik sohasiga chiqara
olmasa, nurlanish ta’sirida elektron kristall ichida
ruxsat etilmagan sohalarga
o‘tishi mumkin. Bunday holat uchun yutilishning spektral tavsifini asosiy yutilish
chegarasidan keyingi uzun to‘lqinli qismida sezilishi mumkin. Bunday yutilish
erkin zaryad tashuvchilar yutilishi, deyiladi va bu jarayon shunday zaryad
tashuvchilar konsentratsiyasiga bog‘liq bo‘ladi. Erkin
zaryad tashuvchilar engil
ionizatsiya bo‘la oladigan kirishmalar konsentratsiyasiga bog‘liq bo‘lgani uchun,
yutilish ham unga to‘g‘ridan-to‘g‘ri bog‘liq bo‘ladi. YArim o‘tkazgich
materiallarda bunday uzun to‘lqinli yutilish xususiyatlarini o‘rganish natijasida
yutilishning bir necha turi aniqlangan. Jumladan, fazoviy panjara tebranish-larida
yutilish,
kirishmalarda yutilish, eksitonlarda yutilish. Eksiton – bog‘langan
elektron-teshik
juftligi
bo‘lib,
zaryad
tashuvchilar
konsentratsiyasini
o‘zgartirmaydi. Chunki kristall ichida alohida elektron ѐki teshik harakatlari emas,
balki bog‘langan holat harakatidir.
Yutilish spektrlari, kristall tuzilishining xususiyatiga kerakli har tomonlama
foydali ma’lumotlar beradi. Jumla-dan,
legirlanish darajasi, kirishmalarning
aktivlanish energiyasini va ularning ta’qiqlangan zonada joylashgan energetik
sathlarini aniqlashga imkon beradi. Masalan, yutilish spektrlari asosida kremniy
tarkibida kislorodning bor yoki yo‘qligini aniqlash mumkin (9 mkm).
Spektrning
uzun to‘lqinli sohasida akslanish koeffitsienti R, bunday kirishmalar ortishi bilan
keskin o‘sishi kuzatiladi.
