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Zn(O,S) Puffer Eigenschaften in Cu(In,Ga)Se2 Solarzellen

Adler, Tobias :
Zn(O,S) Puffer Eigenschaften in Cu(In,Ga)Se2 Solarzellen.
Technische Universität, Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2013)

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Tobias Adler Dissertation.pdf
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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Zn(O,S) Puffer Eigenschaften in Cu(In,Ga)Se2 Solarzellen
Language: German
Abstract:

In dieser Arbeit wurden die chemischen und elektronischen Eigenschaften der Absorber/Puffer Grenzfläche einer Cu(In,Ga)Se2 Solarzelle mit Standard CdS Puffer und alternativem ZnO1−xSx (ZnOS) Puffer an industrienahen Proben charakterisiert. Hierfür wurde zum einen die Röntgen-Photoelektronenspektroskopie und zum anderen Impedanzmessungen verwendet. Die erhaltenen Ergebnisse der XPS Messungen zeigen die elektronische Struktur des Valenz bandmaximums der einzelnen Materialien. Über die Anpassung der Valenzbänder und der Bandlücken der einzelnen Materialien wird die Anpassung der Leitungsbänder bestimmt. Der Auger Parameter gibt für die ZnOS Puffer die chemische Zusammensetzung wieder. In Verbindung mit Materialkenndaten aus der Literatur konnten aus den erhaltenen Werten mögliche Banddiagramme zur Interpretation des Bauteilverhaltens entwickelt werden. Aus den durchgeführten Impedanzmessungen resultiert das kapazitive Verhalten der Solarzellen. Das kapazitive Verhalten zeichnet sich durch Transienten der Impedanzparameter aus. Eine mögliche Interpretation der Transienten ist die Diffusion von Kupfer-Defekten in der Absorberschicht. Hiermit können die in der Literatur bekannten Phänomene beim Anlegen einer negativen Spannung erklärt werden. Andere aus der Literatur bekannte metastabile Phänomene sind mit dieser Theorie nicht erklärbar, sind aber auch nicht notwendigerweise auf die gleiche Ursache zurück zu führen und damit losgelöst voneinander zu betrachten.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
This work deals with the characterization of the chemical and elektronical proporties of the absober/buffer interface in a Cu(In,Ga)Se2 solar cell with a standard CdS buffer layer and an alternative ZnO1−xSx buffer layer on industry-oriented samples. The methods of choice are X-ray photoelectron spectroscopy and Impedance spectroscopy. The X-ray photoelectron spectroscopy results show the electronical structure of the valence band maximum of the different materials. Using the valence band offset and the band gaps of the used materials, the offset in the conduction band is determined. With the help of the Auger Parameter, the composition of the ZnO1−xSx buffer layer is determined. Together with the known properties of the materials from literature, potential band diagrams could be derived and help to interpretate the performance of the cells. The performed Impedance measurements show a transient behaviour of the impedance, which is assigned to the diffusion of copper defects in the absorber layer. With this mechanism the well known phenomenon by applying a reverse bias on the cell could be explained. Other metastable effects could not be explained with this theory, but the different effects aren’t bound to originate from the same defect and can be considered detached. English
Place of Publication: Darmstadt
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 500 Naturwissenschaften
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Divisions: 11 Department of Materials and Earth Sciences > Material Science > Surface Science
Date Deposited: 03 Jan 2014 09:36
Last Modified: 03 Jan 2014 09:36
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-37255
Referees: Klein, Apl. Prof. Andreas and von Seggern, Prof. Heinz
Refereed: 26 November 2013
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/3725
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