Hamburg 2001 – scientific programme

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DS: Dünne Schichten

DS 10: Laserverfahren II

DS 10.3: Talk

Tuesday, March 27, 2001, 11:45–12:00, S 5.1

Laserinduzierte epitaktische Verdickung von Silicium-Dünnschichten für Solarzellen — •Gudrun Andrä, Joachim Bergmann, Ekkehart Ose, Ngo Duong Sinh und Fritz Falk — Institut für Physikalische Hochtechnologie, Jena, Bereich Lasertechnik

Für Dünnschichtsolarzellen aus kristallinem Silicium werden für die Lichtabsorption Schichtdicken von einigen µm benötigt. Die lateralen Korngrößen sollten im Bereich von 100 µm liegen. Aus Kostengründen kommt nur Glas als Substrat in Frage. Die letzten beiden Forderungen lassen sich mit konventionellen Herstellungsmethoden nicht vereinbaren, da die Korngrößen nur über die Erstarrung der Schmelze erreichbar sind.
Es wird ein laserunterstütztes Verfahren vorgestellt, mit denen alle Forderungen erfüllt werden können. Dazu wird mittels PECVD a-Si auf Glas abgeschieden und während der Abscheidung durch Laserbestrahlung kristallisiert. Wenn eine Schichtdicke von 400 nm erreicht ist, wird der Strahl eines Ar⁺-Lasers ohne Unterbrechung der Abscheidung über die Schicht gescannt. Dabei entstehen Si-Kristallite der gewünschten Größe. Jedesmal, wenn weitere 30 nm abgeschieden sind, wird die Schicht mit einem Impuls eines Excimerlasers bestrahlt. Dabei tritt epitaktisches Wachstum auf der darunterliegenden Schicht auf. Es konnten Schichtpakete von 2 µm Dicke mit Kristalliten von 100 µm Größe erreicht werden.