Berlin 2005 – wissenschaftliches Programm
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DS: Dünne Schichten
DS 23: Postersitzung I
DS 23.16: Poster
Freitag, 4. März 2005, 16:00–18:30, Poster TU B
Der amorph-kristalline Silizium-Heteroübergang: UV-Photoelektronenspektroskopie von Bandlücken-Zuständen — •Lars Korte und Manfred Schmidt — Hahn-Meitner-Institut Berlin, Abt. Silizium-Photovoltaik, Kekuléstr. 5, 12489 Berlin
Amorphes Silizium mit ca. 10 at% Wasserstoff (a-Si:H) findet Anwendung als Emitter in hocheffizienten Heterostruktur-Solarzellen. Als optimale Emitterdicke werden 5-10 nm gefunden. Die Optimierung der elektrischen Eigenschaften solch ultradünner Schichten erfordert Methoden mit Informationstiefen vergleichbar der Schichtdicke. Mit der UV-Photoelektronenspektroskopie (UV-PES) bei Anregungsenergien hν=4−7 eV wird eine solche Informationstiefe erreicht. Wir haben sowohl die Zustandsdichteverteilung Nocc(E) der besetzten Zustände in der a-Si:H Bandlücke und im Valenzband als auch die Lage des Ferminiveaus Ef bestimmt [1]. Da hν und die kinetische Energie Ekin des Elektronenanalysators variabel sind, ergeben sich zwei Spektroskopie-Modi (UPS sowie constant final state yield spectroscopy"). Außerdem kann die Gesamtzahl der aus der Probe austretenden Elektronen in Abhängigkeit von hν gemessen werden (total yield"). Diese Modi liefern in 1. Näherung jeweils Nocc(E). Aus den verleibenden Unterschieden haben wir Informationen über das Matrixelement für die Anregung der Photoelektronen sowie über ihre Streuung auf dem Weg durch die Probe extrahiert. Unterschreitet die a-Si:H Schichtdicke die Informationstiefe, können wir im Spektrum Beiträge vom a-Si:H und vom kristallinen Si-Substrat separieren und daraus den a-Si:H/c-Si Valenzbandoffset bestimmen.
[1] M. Schmidt et al., J. Non-Cryst. Sol. 338-340 (2004), 211.