Regensburg 2000 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 31: Photovoltaik II

HL 31.7: Vortrag

Donnerstag, 30. März 2000, 12:00–12:15, H14

Defekterzeugung in polykristallinem Cu(In,Ga)Se₂ durch Elektronenbestrahlung — •K. Weinert¹, A. Jasenek¹, T. Hahn¹, M. Hartmann¹, H. W. Schock¹, U. Rau¹, J. H. Werner¹, B. Schattat², S. Kraft², K. H. Schmid² und W. Bolse² — ¹Institut für Physikalische Elektronik, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 47, D-70569 Stuttgart — ²Institut für Strahlenphysik, Universität Stuttgart

Solarzellen auf Basis von Cu(In,Ga)Se₂(CIGS)-Absorbern besitzen nicht nur den höchsten Wirkungsgrad aller polykristallinen Dünnschichtsolarzellen, sondern weisen auch eine außergewöhnliche Strahlungsresistenz auf. Diese Eigenschaft macht sie insbesondere für extraterrestrische Anwendungen interessant. Wir untersuchen die Degradation und Defekterzeugung in ZnO/CdS/CIGS-Dünnschichten durch Bestrahlung mit 1 MeV Elektronen. Signifikante Schädigungen treten erst bei Dosen von 10¹⁷ cm⁻² auf. Die Leerlaufspannung verringert sich um etwa 5 %, während Kurzschlußstrom und Füllfaktor unverändert bleiben. Wir erklären die Degradation der Leerlaufspannung mit einer erhöhten Rekombination von Ladungsträgern an strahlungsinduzierten Defekten innerhalb der Raumladungszone. Diese Annahme bestätigen die Ergebnisse der Admittanzspektroskopie, die zeigen, daß Defekte eines Akzeptorniveaus 300 meV unterhalb des Valenzbands mit einer Rate von 0,02 cm⁻¹ erzeugt werden. Die Untersuchung der Photolumineszenz von CIGS-Absorber führt zu vergleichbaren Ergebnissen, denn die Verringerung der Photolumineszenzintensität mit zunehmender Strahlungsdosis ist ein Maß für eine nichtstrahlende Rekombination über tief in der Bandlücke liegende strahlungsinduzierte Defekte.