Resumen de Análisis de la corriente de emisor en dispositivos bipolares avanzados
Este trabajo se enmarca en el área de dispositivos semiconductores, siendo su propósito concreto el realizar una aportación original a los estudios teóricos relativos al transporte de portadores en las regiones de silicio con perfiles de concentración de impurezas no uniformes. Con esta finalidad se ha partido de la utilización de un método semi-analítico original de resolución de las ecuaciones del semiconductor en una zona casi-neutra, llamado solución iterativa, que permite obtener con gran rapidez el valor exacto de la corriente y/o el perfil de minoritarios, tanto en condiciones de oscuridad como de iluminación, requiriendo el concurso de recursos informáticos muy modestos. Este método de solución ha sido validado mediante la comparación de sus resultados tanto con resultados procedentes de simulaciones exactas como con medidas experimentales. La disponibilidad de la solución iterativa permite identificar qué parámetros y factores físicos son los dominantes en el comportamiento eléctrico de la región de emisor. Los resultados obtenidos indican que la dosis (cantidad de impurezas existente en el emisor) y la velocidad de recombinación en la superficie son los parámetros de mayor influencia sobre la corriente de emisor en oscuridad. Asimismo el estudio realizado muestra que es posible hacer una interpretación física sencilla de esta corriente en base a sus componentes de recombinación superficial y volumétrica. De este estudio además se deriva que es posible extraer condiciones de minimización de la corriente, resultado de gran interés cara al diseño óptimo de emisores para dispositivos avanzados. A continuación el trabajo utiliza el principio de superposición para obtener soluciones analíticas aproximadas de la corriente de emisor, tanto para condiciones de oscuridad como de iluminación. Estas nuevas soluciones mestran un buen compromiso entre margen de validez y complejidad formal (igual o superior al de otras soluciones comparables propuestas en la literatura), y una estructura fácil de relacionar con interpretaciones físicas. El último objetivo del trabajo consiste en la aplicación de lo obtenido a la optimización del emisor en una célula solar de silicio monocristalino. Un análisis de las prestaciones fotovoltaicas de la célula revela que existe siempre un rango de dosis que conduce a resultados fotovoltaicos óptimos, y que estos resultados óptimos son poco dependientes de la anchura del emisor, lo cual supone una cierta libertad a la hora de escoger qué perfil de dopado es el más conveniente. Finalmente se propone y evalúa a nivel teórico la utilización de contactos de polisilicio en el emisor. Los resultados obtenidos muestran una reducción de la corriente de oscuridad y con ella una mejora directa de las prestaciones fotovoltaicas, en concreto de la tensión de circuito abierto y del rendimiento. Estas perspectivas vienen confirmándose a nivel práctico por otros trabajos recientes y/o actualmente en curso.
