Investigación

 

Photovoltage and J–V features of porous silicon

 

MC. Arenas*^,a,b, Hailin Huª, J. Antonio del Ríoª, Oscar H. Salinasª

 

ª Centro de Investigación en Energía, Universidad Nacional Autónoma de México, Av. Xochicalco S/N, Temixco, Morelos, 62580, México, Tel: +52–55–56229747, Fax: +52–55–56229742. e–mail: hzh@cie.unam.mx, antonio@servidor.unam.mx, ohsa@cie.unam.mx.

^b Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada, Universidad Nacional Autónoma de México, Blvd. Juriquilla No. 3001 Juriquilla, Qro. 76230, México, Tel: +52–44–22381173 Ext. 132.

 

* Corresponding author:
e–mail: mcaa@fata.unam.mx

 

Recibido el 14 de marzo de 2008
Aceptado el 18 de septiembre de 2008

 

Abstract

In this paper we present a systematic study into the influenc of the electrical, structural and optical properties of the porous silicon (PS) layers on the photovoltage and J –V responses of devices prepared from this semiconductor material. Electronic devices were prepared forming a p– or n–type PS (pPS and nPS, respectively) layer on crystalline silicon c–Si (p– or n–type, pSi and nSi, respectively) substrate. Two different metals were deposited as contact electrodes. The devices' electrical responses analyzed were their current density versus voltage (J–V) and photovoltaic. It was found that the presence of the pPS layer significantl modifie the electrical responses mentioned above of the pSi material. It means the optoelectronics properties of the pSi are modifie by the presence of the pPS layer; it can be understood in terms of the optical absorption spectra of PS. The nPS does not modify the optoelectronic properties of the nSi material. We propose an energy band diagram in order to explain the different behavior of these two different PS layers.

Keywords: Porous silicon; photovoltage; electrical properties.

 

Resumen

En este artículo presentamos un estudio sistemático acerca de la influenci que tienen las propiedades eléctricas, de estructura y ópticas del silicio poroso (PS) sobre las respuestas de foto–voltaje y J–V de los dispositivos preparados con este material. Dispositivos electrónicos son preparados formando una capa de PS (tipo p o tipo n, pPS y nPS respectivamente) sobre un substrato de silicio cristalino (tipo p o tipo n, pSi y nSi respectivamente). Dos metales diferentes son depositados como electrodos de contacto. Las respuestas eléctricas de densidad de corriente contra voltaje (J–V) y fotovoltaica son analizadas. Se encontró que la presencia de la capa pPS modifie significat vamente las respuestas eléctricas, mencionadas anteriormente, del material pSi. Esto significa que las propiedades optoelectrónicas del pSi son modificada por la presencia de la capa de pPS, lo cual puede ser entendido en términos del espectro de absorción óptica del PS. La película de nPS no modifica las propiedades optoelectrónicas del material nSi. Proponemos un diagrama de bandas de energía para explicar este comportamiento diferente de las capas de PS.

Descriptores: Silicio poroso; foto voltaje; propiedades eléctricas.

 

PACS: 73.40.–c; 73.40.Ei; 73.40.Lq; 85.60.–q; 85.60.Bt

 

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Acknowledgements

The authors wish to thank M.L. Ramón–García for XRD measurements, G. Casarrubias–Segura and J. Campos for electrical characterizations, A. del Real for SEM image and A.G Palestino–Escobedo for AFM images. Financial support from CONACyT (42794 and G38618) is acknowledged. MCA wishes to thank CONACyT and DGEP–UNAM for financia aid during her doctoral program.

 

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