Münster 1999 – wissenschaftliches Programm
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HL: Halbleiterphysik
HL 14: Photovoltaik II
HL 14.12: Vortrag
Dienstag, 23. März 1999, 13:15–13:30, H1
Chemische Gasphasendeposition von ZnSe-Pufferschichten in Cu(In,Ga)(Se,S)2-Solarzellen — •A. Rumberg, Ch. Sommerhalter, A. Jäger-Waldau und M. Ch. Lux-Steiner — Hahn-Meitner-Institut, Glienicker Str. 100, 14109 Berlin
ZnSe soll als Cd-freies Material das bislang in Chalkopyrit-Dünnschichtsolarzellen verwendete CdS als Pufferschicht ersetzen. Mit dieser Zielsetzung wurden polykristalline ZnSe-Dünnschichten im CVD-Verfahren (Chemical Vapour Deposition) unter Verwendung von H2/I2 als Transport-/Trägergas hergestellt. Die chemische Aktivierung des Transportprozesses mit Iod erlaubt Substrattemperaturen von unter 300 ∘C, wodurch die thermische Belastung des Absorbermaterials begrenzt wird.
Die Abhängigkeit der Massentransportrate der pulverförmigen Quelle von Temperatur, Flußgeschwindigkeit, eingebrachter Iodmenge und Reaktordruck wurde mit theoretischen Gleichgewichtsrechnungen verglichen. Als Substrate dienten überwiegend ZnO-beschichtetes Floatglas und polykristallines Cu(In,Ga)(Se,S)2. Es wurden zunächst dicke ZnSe-Schichten (bis 1 µ m) abgeschieden und die Wachstumsraten bestimmt. An Hand von Röntgenbeugung und Elektronenmikroanalyse konnte der Einbau von Iod für T < 400∘C nachgewiesen werden. ZnSe-Filme weniger Nanometer Schichtdicke wurden auf Cu(In,Ga)(Se,S)2 in Depositionszeiten von 0:30 - 3 min hergestellt. Erste Solarzellen erreichten einen Wirkungsgrad von 8 % . Detaillierte Analysen von I-V-Messungen und spektraler Quantenausbeute werden vorgestellt.