Rev. Phys. Appl. (Paris) 1, 211-216 (1966)
DOI: 10.1051/rphysap:0196600103021100

Sur le mécanisme de l'effet photovoltaique dans les photopiles au tellurure de cadmium

J. Bernard, R. Lancon, C. Paparoditis et M. Rodot

Laboratoire de Magnétisme et de Physique du Solide, C. N. R. S., Meudon

Abstract
A method derived from that of Cusano [1] has been used to prepare CdTe photocells, with either single crystal or thin film CdTe. The method includes depositing a high resistance CdTe film and then a film of copper telluride obtained by flash evaporation. Electrical and optical properties of copper telluride are given as a function of copper content near Cu2Te. Electrical and photoelectric properties of the cells have been measured, including diode characteristics and capacity C as a function of temperature, spectral response and temperature dependence of the photovoltaic signal and the photovoltaic I - V characteristic. From the facts that Cu2Te is highly degenerate, that C(V) follows a V-1/3 law, that the barrier is as high as 1.0 to 1.3 eV, that the copper acceptor levels in CdTe are responsible for inverse current generated in the space-charge region and that the thresholds for absorption and for the photovoltaic effect coincide, it is deduced that a representation of the cell as a CdTe p-n junction is in agreement with experience. The best efficiency of the single crystal cell as a solar converter was 5 %, and other cells have been used as α - particle detectors [2].

Résumé
On emploie, pour préparer les cellules photoélectriques au CdTe, soit avec des cristaux uniques, soit avec des couches minces, une méthode qui dérive de celle de Cusano [1]. Elle consiste à déposer une couche de CdTe de grande résistance, puis une couche de tellurure de cuivre par évaporàtion instantanée. On indique les variations des propriétés électriques et optiques du tellurure de cuivre en fonction de la teneur en cuivre, voisine de celle de Cu2Te. On détermine les propriétés électriques et photoélectriques des cellules, y compris les caractéristiques de diode et la capacité C en fonction de la température, la réponse spectrale, ainsi que la variation avec la température du signal photovoltaïque et des caractéristiques (I, V). De ce que Cu2Te est grandement dégénéré, que C(V) suit une loi en V-1/3, que la barrière atteint de 1 à 1,3 eV, que les niveaux d'accepteur du cuivre dans CdTe sont responsables du courant inverse produit dans la région de charge d'espace et que les seuils d'absorption et d'effet photovoltaïque coïncident, on déduit que l'accord avec l'expérience s'obtient en représentant la cellule par une jonction p-n. Le meilleur r endement d'un cristal unique employé comme convertisseur solaire a été de 5 %, et d'autres ellules ont fonctionné comme détecteurs de rayons α [2].

PACS
8460J - Photoelectric conversion: solar cells and arrays.

Key words
Solar cells -- Photovoltaic cells -- Mechanism -- Flash evaporation -- Vapor deposition -- Space charge -- Yields -- Electrical conductivity -- Capacitance -- Rectification -- p n junctions -- IV characteristic -- Thin films -- Monocrystals -- Cadmium tellurides -- Copper tellurides -- Semiconductor materials -- Experimental study