Fuchs, Anne Maria Helga (2015)
Der Frontkontakt der CdTe-Dünnschichtsolarzelle: Charakterisierung und Modifizierung von Puffer- und Fensterschichten und deren Grenzflächen.
Technische Universität Darmstadt
Ph.D. Thesis, Primary publication
|
Text
Thesis.pdf Copyright Information: CC BY-NC-ND 3.0 Unported - Creative Commons, Attribution, NonCommercial, NoDerivs. Download (16MB) | Preview |
Item Type: | Ph.D. Thesis | ||||
---|---|---|---|---|---|
Type of entry: | Primary publication | ||||
Title: | Der Frontkontakt der CdTe-Dünnschichtsolarzelle: Charakterisierung und Modifizierung von Puffer- und Fensterschichten und deren Grenzflächen | ||||
Language: | German | ||||
Referees: | Jaegermann, Prof. Dr. Wolfram ; Ensinger, Prof. Dr. Wolfgang | ||||
Date: | 13 January 2015 | ||||
Place of Publication: | Darmstadt | ||||
Date of oral examination: | 13 January 2015 | ||||
Abstract: | Diese Doktorarbeit widmet sich den Verlustmechanismen am Frontkontakt von Cadmiumtellurid (CdTe)-Dünnschichtsolarzellen in Superstrat-Konfiguration, bestehend aus fluor-dotiertem Zinnoxid (SnO2:F) als transparent-leitfähigem Oxid und Cadmiumsulfid (CdS) als Fensterschicht. Hierfür werden CdTe-Solarzellen und Modellsysteme mittels vakuumbasierten Dünnschicht-Depositionsmethoden hergestellt und in situ mittels Photoelektronen-Spektroskopie sowie ex situ mittels elektrischer und optischer Messungen charakterisiert. Der Energiebandanpassung an der Grenzfläche zwischen SnO2:F und CdS und ihren Einflussfaktoren wird in dieser Arbeit besondere Aufmerksamkeit eingeräumt. Die Einflüsse verschiedener Vorbehandlungen, Depositionsmethoden sowie Nachbehandlungen auf die Material-, Grenzflächen- und Bauteileigenschaften werden diskutiert. Außerdem wird der Ansatz verfolgt, dünne Pufferschichten zwischen das transparent-leitfähige Oxid SnO2:F und CdS abzuscheiden, um eine Modifikation dieser Grenzfläche zu bewirken. Als Puffermaterialien werden undotiertes Zinnoxid (SnO2) und Aluminiumoxid (Al2O3) vorgestellt. Pufferschichten aus SnO2 führen in Solarzellen zu moderaten Verbesserungen aufgrund einer verbesserten CdS-Nukleation. Pufferschichten aus Al2O3 führen zu einer Verschlechterung der Solarzellen, was nicht im Zusammenhang mit ihrer isolierenden Eigenschaft steht, sondern auf Grenzflächendefekten beruht. Ein weiterer Ansatz beschäftigt sich mit einer chemischen Modifikation von CdS durch den Einbau von Sauerstoff zur Verringerung von Absorptionsverlusten in der Fensterschicht. Hierbei wird ein Phasengemisch aus Halbleitern (CdS, CdO) und Isolatoren (CdSO4) erhalten. Die Kombination aus Ladungstransport durch die Halbleiter und Grenzflächenpassivierung durch den Isolator ermöglicht so eine Punktkontakt-Solarzelle mit verbesserten Eigenschaften. Insgesamt offenbaren alle untersuchten Verlustmechanismen des Frontkontakts das komplexe Zusammenspiel optischer, elektrischer, morphologischer, elektronischer, chemischer und kristallographischer Effekte. |
||||
Alternative Abstract: |
|
||||
Uncontrolled Keywords: | CdTe, Cadmiumtellurid, CdS, Cadmiumsulfid, SnO2, Zinnoxid, Tec15, Al2O3, Aluminiumoxid, II-VI, Dünnschicht, Atomic Layer Deposition, ALD, Solarzelle, Halbleiter, Fensterschicht, Pufferschicht, Frontkontakt, Photoelektronen-Spektroskopie, XPS, PES, Impedanz-Spektroskopie, Grenzflächen, Bandanpassung, Defekte, Fermi-Niveau | ||||
Alternative keywords: |
|
||||
URN: | urn:nbn:de:tuda-tuprints-43540 | ||||
Classification DDC: | 500 Science and mathematics > 500 Science 500 Science and mathematics > 530 Physics 600 Technology, medicine, applied sciences > 620 Engineering and machine engineering |
||||
Divisions: | 11 Department of Materials and Earth Sciences 11 Department of Materials and Earth Sciences > Material Science 11 Department of Materials and Earth Sciences > Material Science > Surface Science |
||||
Date Deposited: | 07 Apr 2015 11:20 | ||||
Last Modified: | 09 Jul 2020 00:52 | ||||
URI: | https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/4354 | ||||
PPN: | 357793870 | ||||
Export: |
View Item |