Thin film sensors produced at low temperature: a trade–off between carbon composition and spectral response

P. Louro, M. Fernandes, and M. Vieira

Electronics Telecommunications and Computer Dept., ISEL, R. Conselheiro Emídio Navarro, P 1949–014 Lisboa, Portugal, Tel: +351 21 8317181, Fax: +351 21 8317114, e–mail: plouro@deetc.isel. ipl.pt

Recibido el 27 de octubre de 2004
Aceptado el 26 de mayo de 2005

Abstract

A series of large area single layers and homo and heterojunction cells in the assembly glass /ZnO:Al/p (Si_xC_1x: H)/ i (Si: H)/n (Si_xC_1–x :H)Al (0< x< 1) were produced by PECVD at low temperature. Junction properties, carrier transport and photogeneration are investigated from dark and illuminated current–voltage characteristics, and spectral response measurements in dark and under different illumination conditions. For the heterojunction cells atypical J–V characteristics under different illumination conditions are observed leading to poor fill factors. High series resistances around 10⁶Ω were measured. In these structures it was observed that the responsivity decreases with the increase of the light bias intensity. The homoj unction presents the typical behaviour of a non optimized p–i–n cell and the responsivity varies only slightly with the light bias conditions.

Keywords: Heterojunctions; spectral sensitivity; thin films.

Resumen

En este trabajo se utiliza un conjunto de homo y heterouniones (con estructura vidrio/ ZnO: Al/p (Si_xC_1x: H)/ i (Si: H)/n (Si_xC_1–x :H)Al (0< x< 1) y de películas delgadas depositadas en gran área por PE–CVD a baja temperatura. Se estudian las propiedades de las uniones, el transporte de portadores y la fotogeneración a través de la medida de las características corriente–tensión en el oscuro y bajo iluminación, así como de medidas de repuesta espectral en el oscuro y bajo diferentes condiciones de iluminación. En las heterouniones se observan características corriente–tensión (bajo iluminación) de forma atípica que dan origen a bajos full–factors. Se observan igualmente elevados valores de resistencia serie de la orden de 10⁶Ω. En estas estructuras se ha observado una aminoración de la respuesta ante un incremento de la intensidad luminosa. La homounión presenta un comportamiento típico de una célula p–i–n no optimizada en que la respuesta cambia ligeramente con las condiciones de iluminación.

Descriptores: Heterojunciones; sensibilidad espectral; peliculas finas.

PACS: 73.40.Lq; 73.40.Cg

DESCARGAR ARTÍCULO EN FORMATO PDF

Acknowledgements

We would like to thank the Institute fur Physikalische und Elektronik (University of Stuttgart) for helpful discussions concerning this study. This work has been financially supported by PRAXIS/P/EEI/12183/1998, and by INIDA projects.

References

1. M. Vieira et al. In Amorphous and Heterogeneous Silicon Thin Films–2000, Mat. Res. Soc. Symp. Proc., 609 (2000) A14.2.1.        [ Links ]

2. H. K. Bucker, B. C. Burkey, G. Lubberts and E. L. Wolf, Appl. Phys. Lett. 23 (1973), 617.        [ Links ]

3. C. Koch, M. Ito, M. Schubert, and J. H. Werner, Mat. Res. Soc. Symp. Proc, 575 (1999) 749.        [ Links ]

4. M. Vancek et al, Sol. Energy Mater, 8 (1983) 411.        [ Links ]

5. S.M. Sze, Physics of the Semiconductor Devices, John Wiley & Sons (2^nd Ed., New York, 1981).        [ Links ]

6. S.S. Hegedus, Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 5 (1997) 151.        [ Links ]

7. P.J. McElheny, J. K. Arch, H. S. Lin, S. J. Fonash, J. Appl. Phys., 64 (1988) 1254.        [ Links ]