Формирование и исследование $p$–$i$–$n$-структур на основе двухфазного гидрогенизированного кремния со слоем германия в $i$-области

Методом плазмохимического осаждения сформированы четыре пары $p$–$i$–$n$-структур на основе $pm$-Si:H (полиморфного Si : H). Структуры в каждой паре выращивались на одной подложке так, что одна из них была без Ge в $i$-слое, а другая содержала Ge, который осаждался слоем толщиной 10 нм методом вакуумного напыления. Пары различались между собой температурой подложки при осаждении Ge, которая была 300, 350, 400 и 450$^\circ$C. Данные электронной микроскопии показали, что структуры, полученные при 300$^\circ$C, содержали нанокристаллы Ge ($nc$-Ge), центрами зарождения которых являлись нанокристаллические включения на поверхности $pm$-Si:H. Концентрация $nc$-Ge увеличивалась c возрастанием температуры. Исследование вольт-амперных характеристик показало, что наличие Ge в $i$-слое уменьшало плотность тока короткого замыкания в $p$–$i$–$n$-структурах, когда они использовались как солнечные элементы, тогда как наблюдалось увеличение тока под действием освещения при обратном смещении. Полученные результаты согласуются с известными данными для структур с кластерами Ge в Si, согласно которым кластеры Ge увеличивают коэффициент поглощения света, но также увеличивают и скорость рекомбинации носителей.