Dresden 2003 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 30: Photovoltaik

HL 30.9: Vortrag

Mittwoch, 26. März 2003, 16:30–16:45, BEY/81

Über die Eigenschaften von mittels PVD gewachsenen Indiumsulfid-Pufferschichten in Cu(In,Ga)Se₂-Solarzellen — •R. Kerstin Gebhardt, Viktor Laptev und Hans-Werner Schock — Institut für Physikalische Elektronik, Universität Stuttgart, 70569 Stuttgart

Nach wie vor ist bei der Herstellung von Cu(In,Ga)Se₂-Dünnschichtsolarzellen ein naßchemischer Zwischenschritt zum Aufbringen des CdS-Puffers vonnöten. Ziel ist es, dieses Umweltgift durch harmlosere Materialien in prozeßkompatiblen Verfahren zu ersetzen. Mittels Abscheidung aus der Dampfphase (PVD) brachten wir bei verschiedenen Substrattemperaturen ca. 30...60nm dicke Schichten Indiumsulfid auf. REM-Aufnahmen zeigten eine vollständige Bedeckung des Absorbers, EDX-Messungen darüberhinaus keine Diffusion des Schwefels in den Absorber. Röntgenbeugung bei streifendem Einfall (GIXRD) wies in allen Fällen In₂S₃ nach, welches hauptsächlich in tetragonaler Modifikation kristallisiert, daneben wurden die rhomboedrische und kubische Phase beobachtet. Aus elektrischen Messungen (I/U, Admittanz) wurden Wirkungsgrade von ≥ 10%, max. 11,7% bestimmt (CdS-Referenz 14...15%). Die optimale Depositionstemperatur liegt oberhalb 300^∘C, zusätzliches Ausheilen der Zellen an Luft verbesserte die Parameter. Die Zellen zeigten dabei eine hohe Temperaturstabilität bis min. 400^∘C. Die Stromdichte ist vergleichbar zu der herkömmlicher Zellen mit CdS-Puffer, z.T. höher. Quantenausbeutemessungen (EQE) zeigten, dass im Bereich λ < 500nm im Gegensatz zur CdS-Zelle kaum Verluste auftreten.