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HL: Halbleiterphysik

HL 31: Photovoltaik II

HL 31.6: Talk

Thursday, March 30, 2000, 11:45–12:00, H14

Schichtwachstum von Cu(In,Ga)Se₂ bei niedrigen Temperaturen — •M. Schmidt, H. Kerber, G. Hanna, T. Hahn, H. W. Schock und U. Rau — Institut für Physikalische Elektronik, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 47, 70569 Stuttgart

Reduzierte Substrattemperaturen bei der Präparation von Cu(In,Ga)Se₂-Dünnschichtsolarzellen tragen potentiell zur Verringerung der Produktionskosten bei und ermöglichen zudem die Verwendung alternativer Substratmaterialien wie z. B. sehr leichter, flexibler Polyimidfolien. Allerdings ergeben sich durch die Abscheidung der polykristallinen Cu(In,Ga)Se₂-Schicht bei Substrattemperaturen < 550^∘C Verluste im Wirkungsgrad der Solarzellen, die vor allem durch Verluste im Füllfaktor bedingt sind. Röntgendiffraktogramme zeigen außerdem eine Verschlechterung der strukturellen Eigenschaften des Absorbermaterials. Die ermittelten Kristallitgrößen korrelieren mit den elektrischen Zelldaten. Aus Sekundärionenmassenspektrometrie-Tiefenprofilen bestimmen wir im Vergleich zu einer Standardzelle in den Niedertemperaturproben einen um etwa eine Größenordnung reduzierten Natriumgehalt. Das heißt, daß hohe Substrattemperaturen benötigt werden, um eine ausreichende Natriumversorgung durch Diffusion aus dem Trägerglas zu gewährleisten. Eine moderate Zugabe von Natrium, z. B. aus natriumhaltigen Precursorschichten, führt zu einer Verbesserung der morphologischen wie auch der elektrischen Eigenschaften. Die Wirkungsgradverluste durch die reduzierte Substrattemperatur werden so teilweise kompensiert.