The photoelectric characteristics of solar p-i-n photocells based on hydrogenated amorphous silicon with built-in electric field homogeneous in the i-layer thickness

The current–voltage (CVC) and spectral characteristics of photocurrent in thin‐film a‐Si:H p–i–n photocells are investigated theoretically and experimentally without and under action of reverse and forward bias voltages and analysed with weak and strong absorption of monochromatic light. The most important parameters of the base material, of the boundaries between the base and the highly doped p‐ and n‐regions (the i‐layer thickness, the products of electron and hole mobilities by their lifetimes, effective contact rates of their surface recombination), and of the cell (the open‐circuit voltage, voltage and current at the maximum of useful electric power being taken off the load, and CVC filling factor) are determined from various regions of the CVC and spectral dependence of the photocurrent by using the obtained formulae and comparing the calculated and experimental data. Die Strom‐Spannungs (CVC)‐ und Spektralcharakteristiken des Photostroms in a–Si:H – p–i–n‐Dünnschichtphotozellen werden theoretisch und experimentell ohne und mit Anlegung von Sperr‐ und Durchlaßspannungen untersucht und mit schwach und stark absorbierendem monochromatischem Licht analysiert. Die wesentlichsten Parameter des Basismaterials, der Grenzen zwischen der Basis und der hochdotierten p‐ und n‐Bereiche (die Dicke der i‐Schicht, die Produkte der Elektronen‐ und Löcherbeweglichkeiten mit ihren entsprechenden Lebensdauern, die effektiven Oberflächenrekombinationsgeschwindigkeiten) und der Zelle (Leerlaufspannung, Spannung und Strom am Maximum der elektrischen Nutzleistung und CVC‐Füllfaktor) werden aus verschiedenen Bereichen der CVC und der spektralen Abhängigkeit des Photostroms mittels der erhaltenen Formeln bestimmt und die berechneten und experimentellen Werte verglichen.