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Objekt-Metadaten
| Rekombination und Diffusion in CuGaSe2 - Solarzellen Fiedeler, Ulrich |
| Haupttitel | Rekombination und Diffusion in CuGaSe2 - Solarzellen |
| Titelzusatz | Photolumineszenz- und Quanteneffizienzuntersuchungen an MOCVD gewachsenen Absorbern |
| Titelvariante | Recombination and Diffusion in CuGaSe2 Solar Cells |
| Zusatz zur Titelvariante | Photoluminescence and Quantum Efficiency measurements of MOCVD grown Absorber Layers |
| Autor | Fiedeler, Ulrich
Geburtsort: Hamburg, Deutschland |
| Gutachter | Prof. Dr. Martha Ch. Lux-Steiner |
| weitere Gutachter | Prof. Dr. Dieter Bräunig |
| Freie Schlagwörter | Thin Film; Solar Cells; Chalcopyrite; Heterostructure; Buffer Layer;72.40-w |
| DDC | 530 Physik |
| Zusammenfassung | Obwohl CuGaSe2 als breitbandiger direkter Halbleiter für die Anwendung in der Photovoltaik interessant ist, sind grundlegende Materialeigenschaften noch nicht erforscht. Insbesondere die Veränderungen der Grenzfläche und der Defektstruktur bei der Ausbildung des Heteroübergangs sind weitgehend unbekannt. Gerade aber diese Eigenschaften sind für die Funktionsweise der Solarzellen von entscheidender Bedeutung. Daher wurde in dieser Arbeit mittels Photlolumineszenz der Einfluß der Solarzellen-Prozessierung auf die Defektstruktur von CuGaSe2 untersucht. Die Photolumineszenz bietet dabei die Möglichkeit, geringe Veränderungen in der Defektkonzentration zu detektieren. Für die Untersuchungen wurden epitaktische CuGaSe2-Schichten auf GaAs mittels MOCVD unter Cu-Überschuß gewachsen. Dabei wurde ausgenutzt, daß sich während des Wachstums ein Kompositionsgradient der Schicht ausbildet. So konnte der Einfluß der Behandlungschritte für unterschiedliche Kompositionen simultan ermittelt werden. Dabei wurde festgestellt, daß das für Cu-reich präparierte Chalkopyritabsorber notwendige Entfernen einer CuGaSe2-Sekundärphase zu einer partiellen Relaxation der CuGaSe2-Schicht führt und die Oberflächenrekombination reduziert. Anders als gegenwärtig für CuInSe2-Solarzellen diskutiert wird, hat die naßchemische Abscheidung von CdS- und ZnSe-Puffern auf CuGaSe2 keinen signifikanten Einfluß auf die Defektstruktur von CuGaSe2 Dagegen führt eine ZnO-Beschichtung zu einer Erhöhung der Konzentration des flacheren Akzeptors im CuGaSe2. Hierbei konnte gezeigt werden, daß diese Erhöhung nicht durch Dotierung des CuGaSe2 mit Zn verusacht wird, sondern aufgrund der sich ausbildenden Bandverbiegung bei der Bildung des p-n-Übergangs. Dies bestätigt das Modell der Selbstkompensation. Im Gegensatz zur naßchemischen Pufferabscheidung, führt die Beschichtung von ZnSe mittels MOCVD zu einer deutlichen Modifikation der Defektstruktur. Bedingt durch das Zn-Angebot während des Prozesses erhöht sich die Kompensation des 2. Desweiteren wurden polykristalline CuGaSe2-Absorber mittels MOCVD gewachsen. Die Schichten wurden mittels XRD- und Photolumineszenzmessungen charakterisiert. CuxSe und MoSe2 wurden bei Cu-reicher Prozessierung als Fremdphasen neben dem CuGaSe2 abgeschieden. Die Photolumineszenz gleicht der von epitaktischen CuGaSe2-Schichten, was auf die hohe Kristallqualität der CuGaSe2-Schichten hinweist. Durch die Wahl geeigneter Prozeßparameter konnten zum ersten mal polykristalline Solarzellen mit MOCVD-gewachsenem CuGaSe2-Absorbern hergestellt werden. Sie erreichten eine Leerlaufspannung von bis zu 877mV, jedoch bei einer niedrigen Stromdichte von 5,5mA/cm2. Während bei Cu-reich prozessierten Absorbern nicht die Diffusionslänge der limitierende Faktor der Effizienz war, zeigte sich für Ga-reich prozessierte Absorber eine verschwindende Diffusionslänge von LD=10nm, was die niedrige Stromdichte erklärt. Die naßchemische Pufferabscheidung führt, anders als vielfach diskutiert, nicht zur Dotierung der Absorberoberfläche. Trotz der bisher schlechten Sammlungseigenschaften, konnte gezeigt werden, daß der MOCVD-Prozeß das Potential besitzt CuGaSe2-Absorber mit defektarmen Grenzflächen zu wachsen. |
| Dokumente |
FUDISS_derivate_000000000611
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| Fachbereich/Einrichtung | FB Physik |
| Erscheinungsjahr | 2002 |
| Dokumententyp/-Sammlungen | Dissertation |
| Medientyp/Format | Text |
| Sprache | Deutsch |
| Rechte | Nutzungsbedingungen |
| Tag der Disputation | 28.11.2001 |
| Erstellt am | 26.02.2002 - 00:00:00 |
| Letzte Änderung | 19.02.2010 - 13:03:46 |
| Alte Darwin URL | http://www.diss.fu-berlin.de/2002/26/ |
| Statische URL | http://www.diss.fu-berlin.de/diss/receive/FUDISS_thesis_000000000611 |
| URN | urn:nbn:de:kobv:188-2002000267 |
| Zugriffsstatistik | |
